《期末考試答題冊》word版

1、得 分評卷人沈陽師范大學(xué)碩士研究生期末考試答題冊 考試科目： 分子遺傳學(xué) 姓 名： 白艷波 學(xué) 號： 10564012 培養(yǎng)單位： 化生學(xué)院 專 業(yè)： 生物化學(xué)與分子生物學(xué) 考試時(shí)間： 2011年6月 沈陽師范大學(xué)研究生處印制一、名詞解釋1.朊粒：朊粒（prion）又稱傳染性蛋白粒子、朊病毒、朊毒體，是一種蛋白質(zhì)傳染因子。其最主要成份是一種蛋白酶抗性蛋白，至今未能查到任何核酸，對各種理化作用的抵抗力強(qiáng)。它具有傳染性，潛伏期較長，在人和動物中引起以海綿狀腦病為特征的致死性中樞神經(jīng)系統(tǒng)的慢性退化性疾患。2.MiRNA:在遺傳學(xué)中，微RNA（microRNAs，miRNA）是長度在21-23個(gè)核苷酸

2、之間的單鏈RNA片段，調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。miRNA由基因編碼，從DNA轉(zhuǎn)錄而來，但不翻譯成蛋白。初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物縮短其頸環(huán)結(jié)構(gòu)得到功能性的miRNA。成熟的miRNA分子與一個(gè)或更多個(gè)mRNA分子部分互補(bǔ)，其主要功能是下調(diào)基因的表達(dá)。3.siRNA:小或短干擾RNA（small/short interfering RNA, siRNA）是一類20-25個(gè)核苷酸長度的雙鏈RNA分子，其主要在RNAi通路中起作用，干擾特異基因的表達(dá)。此外siRNA在RNAi相關(guān)的通路中也起作用，如抗病毒機(jī)制，基因組染色體結(jié)構(gòu)的塑造等。其結(jié)構(gòu)是一段完全互補(bǔ)的RNA雙鏈，兩端各有兩個(gè)未互補(bǔ)的的堿基。4.RNA沉默:RNA沉

3、默是存在于生物中的一種古老現(xiàn)象，是生物抵抗異常DNA（病毒、轉(zhuǎn)座因子和某些高度重復(fù)的基因組序列）的保護(hù)機(jī)制，同時(shí)在生物發(fā)育過程中扮演著基因表達(dá)調(diào)控的角色，它可以通過降解RNA、抑制翻譯或修飾染色體等方式發(fā)揮作用。5.安慰誘導(dǎo)物：安慰性誘導(dǎo)物(gratuitous inducer)是指能高效誘導(dǎo)酶的合成，但又不被所誘導(dǎo)的酶分解的分子。6.分子伴侶：分子伴侶（molecular chaperones）是一類能夠協(xié)助其它多肽進(jìn)行正常折疊、組裝、轉(zhuǎn)運(yùn)、降解的蛋白，并在DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞骨架功能、細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等廣泛的領(lǐng)域都發(fā)揮著重要的生理作用。7.染色體步移：從第一個(gè)重組克隆插入片段的一端分離

4、出一個(gè)片段作為探針從文庫中篩選第二個(gè)重組克隆，該克隆插入片段含有與探針重疊順序和染色體的其他順序。從第二個(gè)重組克隆的插入片段再分離出末端小片段篩選第三個(gè)重組克隆，如此重復(fù)，得到一個(gè)相鄰的片段，等于在染色體上移了一步，故稱之為染色體步移（Chromosome Walking）。8.包含體：包含體（inclusion body） 在顯微鏡下可以識別的病毒合成和積貯的部位，常是細(xì)胞內(nèi)的病毒晶體。它是致密的不溶性蛋白和RNA的凝聚體，包含大部分的表達(dá)蛋白。9.基因敲除：基因敲除（gene knock out），是指對一個(gè)結(jié)構(gòu)已知但功能未知的基因，從分子水平上設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，將該基因去除，或用其它順序相近基因

5、取代，然后從整體觀察實(shí)驗(yàn)動物，推測相應(yīng)基因的功能。這與早期生理學(xué)研究中常用的切除部分-觀察整體-推測功能的三部曲思想相似?；蚯贸芍兄鼓骋换虻谋磉_(dá)外，還包括引入新基因及引入定點(diǎn)突變。既可以是用突變基因或其它基因敲除相應(yīng)的正?；?，也可以用正?；蚯贸鄳?yīng)的突變基因。10.InDel：InDel (insertion-deletion) 插入缺失標(biāo)記，指的是兩種親本中在全基因組中的差異，相對另一個(gè)親本而言，其中一個(gè)親本的基因組中有一定數(shù)量的核苷酸插入或缺失(Jander et al., 2002)。根據(jù)基因組中插入缺失位點(diǎn)，設(shè)計(jì)一些擴(kuò)增這些插入缺失位點(diǎn)的PCR 引物，這就是InDel 標(biāo)記

6、。11.SD序列：SD序列（Shine-Dalgarnosequence）：mRNA中用于結(jié)合原核生物核糖體的序列。SD序列在細(xì)菌mRNA起始密碼子AUG上游10個(gè)堿基左右處，有一段富含嘌呤的堿基序列，能與細(xì)菌16SrRNA3端識別，幫助從起始AUG處開始翻譯。12.ALu族：ALU是中度重復(fù)序列的一種，具有種特異性，可用于區(qū)分不同的哺乳細(xì)胞，不同的Alu成員的側(cè)翼重復(fù)順序各不相同，在相近的生物體中Alu家族在結(jié)構(gòu)上存在相似性人類 Alu 序列的第二個(gè)單體的插入序列相似但是不相同。它廣泛分布與人和哺乳動物的基因組中，是哺乳動物基因組中含量最豐富的一種中度重復(fù)順序家族，在人基因組中重復(fù)達(dá)30萬-

7、50萬次。13.snRNA：細(xì)胞內(nèi)有小核RNA(small nuclearRNA，snRNA)。它是真核生物轉(zhuǎn)錄后加工過程中RNA剪接體（spilceosome）的主要成分，參與mRNA前體的加工過程?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)有五種snRNA，其長度在哺乳動物中約為100-215個(gè)核苷酸。snRNA一直存在于細(xì)胞核中，與40種左右的核內(nèi)蛋白質(zhì)共同組成RNA剪接體，在RNA轉(zhuǎn)錄后加工中起重要作用。14.反向調(diào)節(jié)：由DNA片段對信使核糖核酸(mRNA)翻譯作用進(jìn)行的調(diào)節(jié)作用。這些DNA片段位于編碼該mRNA的基因下游。 15.Leu拉鏈：是由伸展的氨基酸組成，每7個(gè)氨基酸中的第7個(gè)氨基酸是亮氨酸，亮氨酸是疏水性氨

8、基酸，排列在螺旋的一側(cè)，所有帶電荷的氨基酸殘基排在另一側(cè)。當(dāng)2個(gè)蛋白質(zhì)分子平行排列時(shí)，亮氨酸之間相互作用形成二聚體，形成“拉鏈”。在“拉鏈”式的蛋白質(zhì)分子中，亮氨酸以外帶電荷的氨基酸形式同DNA結(jié)合。16.衰減子：在衰減發(fā)生處的一種內(nèi)部終止子序列，位于轉(zhuǎn)錄開始區(qū)，能終止轉(zhuǎn)錄；當(dāng)出現(xiàn)時(shí)，它先于編碼序列發(fā)生。 17.zinc finger：“鋅指”基序是一個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域，由重復(fù)的半胱氨酸和組氨酸或重復(fù)的半胱氨酸在一個(gè)金屬鋅離子四面形成一個(gè)四面體的排列?；蛞蛟阡\結(jié)合位點(diǎn)突出的氨基酸環(huán)的形狀如同手指，所以稱為“指”結(jié)構(gòu)。這種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域是同DNA或RNA結(jié)合的部位。18.操縱子：是幾個(gè)基因協(xié)同表達(dá)的

9、遺傳功能單位。由啟動基因，操縱基因和轉(zhuǎn)錄成一條mRNA分子的幾個(gè)相鄰接的基因組成的功能單位，POZYA。19.基因剔除：基因剔除或基因靶向滅活是將生物體中某一特定的基因功能給破壞，在研究當(dāng)生物體缺少這個(gè)基因在生長發(fā)育的過程中會有怎樣的改變，或者會引發(fā)怎樣的疾病。20.結(jié)構(gòu)基序：在反式作用因子的結(jié)構(gòu)中，基序一般指構(gòu)成任何一種特征序列的基本結(jié)構(gòu)（既指此具功能的基本結(jié)構(gòu)，也指編碼此結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)/DNA序列），作為結(jié)構(gòu)域中的亞單元，其功能是體現(xiàn)結(jié)構(gòu)域的多種生物學(xué)作用。 21.共抑制：共抑制（cosuppression）是轉(zhuǎn)錄后基因沉默（posttranscriptional gene silencin

10、g，PTGS）現(xiàn)象。轉(zhuǎn)錄后基因沉默指轉(zhuǎn)基因在細(xì)胞核里能穩(wěn)定轉(zhuǎn)錄，但在細(xì)胞質(zhì)里卻無相應(yīng)的穩(wěn)定態(tài)mRNA存在。由于轉(zhuǎn)基因編碼區(qū)與受體細(xì)胞基因組間存在的同源性，導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因與內(nèi)源基因的表達(dá)同時(shí)受到抑制。二、簡述題(1）列舉重組DNA研究中常用的工具酶和載體，其主要功能是什么？答：常用的工具酶包括限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶及DNA聚合酶限制性核酸內(nèi)切酶主要來源于原核生物，具有識別自身DNA和異源DNA的功能，通過切割破壞或限制異源DNA分子侵入宿主細(xì)胞來保護(hù)自身。DNA連接酶是一種封閉DNA鏈上缺口酶，借助ATP或NAD水解提供的能量催化DNA鏈的5-PO4與另一DNA鏈的3-OH生成磷酸二酯鍵。但

11、這兩條鏈必須是與同一條互補(bǔ)鏈配對結(jié)合的(T4DNA連接酶除外)，而且必須是兩條緊鄰DNA鏈才能被DNA連接酶催化成磷酸二酯鍵。 DNA聚合酶真核細(xì)胞有5種DNA聚合酶，分別為DNA聚合酶(定位于胞核，參與復(fù)制引發(fā)具53外切酶活性)，(定位于核內(nèi)，參與修復(fù)，具53外切酶活性)，(定位于線粒體，參與線粒體復(fù)制具53和35外切活性)，(定位核，參與復(fù)制，具有35和53外切活性)，(定位于核，參與損傷修復(fù)，具有35和53外切活性)。原核細(xì)胞有3種DNA聚合酶，都與DNA鏈的延長有關(guān)。常用載體包括（1）目的基因克隆載體：其功能是保存和克隆目的基因。與微物基因工程相似，通常是由多拷貝的E. Coli小質(zhì)粒

12、為載體。（2）中間克隆載體：是構(gòu)建中間表達(dá)載體的基礎(chǔ)質(zhì)粒。是由大腸桿菌質(zhì)粒插入T-DNA片段、目的基因和標(biāo)記基因等構(gòu)建而成。（3）中間表達(dá)載體：是含有植物特異啟動子的中間載體。是構(gòu)建轉(zhuǎn)化載體的質(zhì)粒。（4）卸甲載體：是解除武裝的Ti質(zhì)?；騌i質(zhì)粒，是構(gòu)建轉(zhuǎn)化載體的受體質(zhì)粒。（5）植物基因轉(zhuǎn)化載體：是最后用于目的基因?qū)酥参锛?xì)胞的載體，亦稱工程載體。 (2）甾醇類轉(zhuǎn)錄因子與鋅指蛋白類轉(zhuǎn)錄因子的區(qū)別是什么？甾醇類受體轉(zhuǎn)錄因子與鋅結(jié)合的保守序列不同于鋅指蛋白，參與轉(zhuǎn)錄激活與DNA和激素結(jié)合分別由不同的結(jié)構(gòu)域完成。類固醇受體與鋅以CysCysCysCys基序相結(jié)合，而鋅指蛋白使用CysCys-HisHi

13、s基序。已有基因組研究表明一種生物的基因組中的基因的總數(shù)與這種生物能表達(dá)的各種蛋白質(zhì)的總數(shù)是不等的。一般而言，是基因數(shù)多，還是蛋白質(zhì)數(shù)多？為什么，舉例說明?；蚨嘣谡婧松镏?，一個(gè)編碼區(qū)包括多個(gè)內(nèi)含子和外顯子，一般情況下，在斷裂基因初級轉(zhuǎn)錄本的剪接中，總是把所有的內(nèi)含子剪掉，然后將外顯子依次地連接起來。因此，一種斷裂基因只能產(chǎn)生一種成熟的mRNA，合成一種多肽。但后來發(fā)現(xiàn)許多斷裂基因在其轉(zhuǎn)錄本剪接中，通過不同的剪接方式從一個(gè)基因產(chǎn)生多種不同的多肽或蛋白質(zhì)。生物體通過這種選擇性剪接(alternative splicing)來調(diào)控基因的表達(dá)，產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)以適應(yīng)不同的環(huán)境需要。選擇性剪接的原理

14、是這樣的：在某個(gè)組織里是利用某些外顯子，而在另一組織里，可能選擇另外一些外顯子來組成成熟的mRNA，或者，某些內(nèi)含子并不剔除而是被當(dāng)作外顯子，這樣就可能產(chǎn)生了完全不同的mRNA和蛋白質(zhì)，甚至打破了內(nèi)含子與外顯子的界定，從而產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)。選擇性剪接實(shí)際上是在內(nèi)含子/外顯子水平上對基因表達(dá)的調(diào)控。大部分高等真核基因通過這種選擇性剪接方式產(chǎn)生多種蛋白質(zhì)，例如在小鼠淀粉酶基因(amylase gene)中有兩個(gè)啟動子，其間相隔約2850bp，以及4個(gè)外顯子。在唾腺(salivary gland)細(xì)胞中，第一個(gè)啟動子被使用，在最終轉(zhuǎn)錄物(mRNA)中，外顯子L被剪切掉，留下S、2和3三個(gè)外顯子。然而

15、在肝(liver)細(xì)胞中，使用的是第二個(gè)啟動子，因而外顯子S與被排除在外，結(jié)果肝細(xì)胞中的mRNA含有L、2和3三個(gè)外顯子。選擇性剪接也可以利用同一個(gè)啟動子產(chǎn)生兩種不同的蛋白質(zhì)。例如大鼠肌細(xì)胞中兩種不同形式肌鈣蛋白T(troponin T)，的產(chǎn)生就是如此?；蛑杏?個(gè)外顯子，但在每種肌鈣蛋白中僅含有其中的4個(gè)。從分子水平解釋噬菌體的裂解周期和溶源性。在噬菌體發(fā)育中有兩個(gè)可調(diào)控階段，溶原化周期和裂解周期，而這兩個(gè)周期是相互連系的。當(dāng)DNA進(jìn)入新的宿主細(xì)胞時(shí)裂解和溶原化的途徑并存。早早期和晚早期的基因都需要表達(dá)。然后就要分化了：若晚期基因得到表達(dá)那么就向裂解途徑發(fā)育；若阻遏物CI蛋白合成被建立了，

16、那么就要進(jìn)入溶原化途徑。在調(diào)節(jié)基因中，有早早期基因N與cro。它們是由不同的模板繼轉(zhuǎn)錄的，N向左，cro向右，N反終止蛋白的存在使轉(zhuǎn)錄持續(xù)向前（穿過終止子）進(jìn)入重組基因區(qū)；向右進(jìn)入復(fù)制基因區(qū)以后，DNA末端相互連接形成了一個(gè)環(huán)狀的DNA。晚期基因是作為單個(gè)的轉(zhuǎn)錄單位表達(dá)的，從位于Q和S之間的啟動子PR開始，此啟動子是連續(xù)使用的。但當(dāng)Q 蛋白缺乏時(shí)，晚期轉(zhuǎn)錄終止在tR3位點(diǎn)，產(chǎn)生了長194b的轉(zhuǎn)錄本，稱為6S RNA。當(dāng)Q蛋白存在時(shí)，它阻遏了tR3的終止和6S RNA的表達(dá)，結(jié)果晚期基因得到表達(dá)了。晚期的反終止的作用與N蛋白的反終止作用是相似的。pQ作用的qut正好位于晚期啟動子的下游，RNA聚

17、通過此處時(shí)，pQ與其作用消除了終止。晚期基因的轉(zhuǎn)錄并不在任何特殊位點(diǎn)終止，它轉(zhuǎn)錄所有的晚期基因，進(jìn)入這些基因以外的區(qū)域。左邊的晚早期轉(zhuǎn)錄與此相似，持續(xù)穿過重組基因區(qū)。每一方向的轉(zhuǎn)錄都有可能在聚合酶闖入另一區(qū)域時(shí)而終止。噬菌體從早期基因表達(dá)轉(zhuǎn)換到下一期基因表達(dá)采用了一個(gè)完全不同的控制機(jī)制反終止作用。早期基因是與下一期的基因相連接的。但二者之間有一個(gè)終止子位點(diǎn)。若終止作用在這個(gè)位點(diǎn)被阻止的話，那么RNA聚合酶就可以通讀而進(jìn)入另一基因。這樣在反終止作用中，相同的啟動子可以繼續(xù)被RNA聚合酶所識別。因此新的基因是通過RNA的延續(xù)，形成一個(gè)長的RNA鏈而得到表達(dá)的，在這種的RNA中，5端是早期基因的序列

18、，3端是下一期基因的序列。由于這兩種序列彼此連接在一起，早期基因的表達(dá)必然是繼續(xù)的。宿主的RNA聚合酶起始轉(zhuǎn)錄兩個(gè)早早期基因，下一期基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)是由早期基因末端的終止子控制的。結(jié)果晚早期基因也得到了表達(dá)?？刂茝脑缭缙诨蜣D(zhuǎn)換為晚早期基因表達(dá)的調(diào)節(jié)基因是N，此是通過N基因的突變鑒別出來的。N基因只能在早早期轉(zhuǎn)錄，它的作用不進(jìn)一步地進(jìn)入感染循環(huán)。pQ是噬菌體在感染晚期的抗終止蛋白。qut序列是pQ作用所需要的，它位于晚期轉(zhuǎn)錄單位的起始處。qut的上游部分位于啟動中。下游部分位于轉(zhuǎn)錄區(qū)的起始處，這意味著pQ的作用涉及到DNA的識別。pQ的基本作用是干擾停頓，一旦pQ作用在RNA聚合酶上，這個(gè)酶就明

19、顯地在所有位點(diǎn)減少停頓，包括在依賴性終止位點(diǎn)和內(nèi)部終止位點(diǎn)。所以pQ并不直接地作用終止子本身，但它可以使酶急速地通過終止子。這樣就消除了核心酶或附加因子產(chǎn)生終止的機(jī)會。（5）真核生物基因表達(dá)調(diào)控包括哪些方面。 真核生物的基因表達(dá)調(diào)控是很復(fù)雜的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比原核生物復(fù)雜，涉及的層次也很多，包括轉(zhuǎn)錄前調(diào)控，轉(zhuǎn)錄過程中的調(diào)控，轉(zhuǎn)錄后調(diào)控，翻譯前調(diào)控，翻譯調(diào)控，翻譯后調(diào)控，還有細(xì)胞水平的調(diào)控等。具體為：轉(zhuǎn)錄前：包括染色體的解聚成染色體，組蛋白的調(diào)控，也就是染色體改組；轉(zhuǎn)錄中：順式調(diào)控元件與反式作用因子的調(diào)控轉(zhuǎn)錄后：mRNA的剪接，拼接，特有見機(jī)的修飾等等。翻譯前：mRNA的降解機(jī)制調(diào)控等。后面還涉及到蛋白的

20、加工，修飾，運(yùn)輸，折疊，定位等根據(jù)基因調(diào)控在同一事件中發(fā)生的先后次序又可分為：DNA水平調(diào)控 Replicational regulation一、基因丟失二、基因擴(kuò)增三、基因重排四、DNA的甲基化與基因調(diào)控DNA甲基化導(dǎo)致某些區(qū)域DNA構(gòu)象變化，從而影響了蛋白質(zhì)與DNA的相互作用，抑制了轉(zhuǎn)錄因子與啟動區(qū)DNA的結(jié)合效率。五、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與基因表達(dá)調(diào)控DNA水平的調(diào)控是真核生物發(fā)育調(diào)控的一種形式，它包括了基因丟失、擴(kuò)增、重排 和移位等方式。通過這些方式可以消除或變換某些基因，并改變它們的活性。這些調(diào)控方式與轉(zhuǎn)錄及翻譯水平的調(diào)控是不同的，因?yàn)樗鼜母旧鲜鼓承┘?xì)胞的基因組發(fā)生了改變。 基因丟失。在細(xì)胞

21、分化時(shí)，消除某個(gè)基因活性的方式之一就是從細(xì)胞中除去那個(gè)基因?；驍U(kuò)增。基因擴(kuò)增是指某基因的拷貝數(shù)專一性大量增加的現(xiàn)象，它使得細(xì)胞在短期內(nèi)產(chǎn)生大量的基因產(chǎn)物以滿足生長發(fā)育的需要，是基因活性調(diào)控的一種方式。 基因重排與變換。一個(gè)基因可以通過從遠(yuǎn)離其啟動子的地方移到距它很近的位點(diǎn)而被啟動轉(zhuǎn)錄，這種方式稱基因重排。此外，日本人本庶佑還提出了一個(gè)“基因變換”模式。他認(rèn)為Gurdon的實(shí)驗(yàn)不能斷言生物體所有細(xì)胞中全部DNA在分化、發(fā)育過程中都不會發(fā)生變化，可能在一部分細(xì)胞里，DNA會發(fā)生微小的、不可逆的變化。他認(rèn)為，在細(xì)胞分化過程中，由于調(diào)節(jié)基因和受體基因的連接可形成“新”的基因，即調(diào)節(jié)啟動基因，這種連接

22、是由DNA片段缺失造成的。 。（2）轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控 （3）翻譯水平上的調(diào)控 蛋白質(zhì)合成翻譯階段的基因調(diào)控有三個(gè)方面： 蛋白質(zhì)合成起始速率的調(diào)控； MRNA的識別； 激素等外界因素的影響。蛋白質(zhì)合成起始反應(yīng)中要涉及到核糖體、mRNA蛋白質(zhì)合成起始因子可溶性蛋白及tRNA，這些結(jié)構(gòu)和諧統(tǒng)一才能完成蛋白質(zhì)的生物合成。mRNA則起著重要的調(diào)控功能6) 什么是表觀遺傳學(xué)，表觀遺傳修飾包括哪些?表觀遺傳學(xué)是研究基因的核苷酸序列不發(fā)生改變的情況下，基因表達(dá)了可遺傳的變化的一門遺傳學(xué)分支學(xué)科。表觀遺傳的現(xiàn)象很多，已知的有DNA甲基化（DNA methylation），基因組印記（genomic impriting），母體效應(yīng)（maternal effects），基因沉默（gene silencing），核仁顯性，休眠轉(zhuǎn)座子激活和RNA編輯（RNA editing）等。DNA甲基化在甲基轉(zhuǎn)移酶的催化下，DNA的CG兩個(gè)核苷酸的胞嘧啶被選擇性地添加甲基，形成5甲基胞嘧啶，這常見于基因的5-CG-3序列。大多數(shù)脊椎動物基因組DN