分子生物學(xué)問(wèn)答（含答案）

分子生物學(xué)人類(lèi)基因組計(jì)劃的精髓？答：答案一：人類(lèi)基因組計(jì)劃的精髓是人類(lèi)基因組圖譜，包括遺傳圖譜、物理圖譜、序列圖譜、轉(zhuǎn)錄圖譜。遺傳圖譜：又稱連鎖圖譜，是以具有遺傳多態(tài)性的遺傳標(biāo)記為“路標(biāo)”，以遺傳學(xué)距離為圖距的基因組圖。遺傳圖譜的建立為基因識(shí)別和完成基因定位創(chuàng)造了條件。物理圖譜：指有關(guān)構(gòu)成基因組的全部基因的排列和間距的信息。繪制物理圖譜的目的是把有關(guān)基因的遺傳信息及其在每條染色體上的相對(duì)位置線性而系統(tǒng)地排列出來(lái)。序列圖譜：指測(cè)定每條染色體的DNA序列，通過(guò)DNA序列可以直接推出基因結(jié)構(gòu)、定位已知基因、研究基因起源。轉(zhuǎn)錄圖譜：指在識(shí)別基因組所包含的蛋白質(zhì)編碼序列的基礎(chǔ)上繪制的結(jié)合有關(guān)基因序列、位置及表達(dá)模式等信息的圖譜。通過(guò)這張圖可以了解某一基因在不同時(shí)間不同組織、不同水平的表達(dá)；也可以了解一種組織中不同時(shí)間、不同基因中不同水平的表達(dá)，還可以了解某一特定時(shí)間、不同組織中的不同基因不同水平的表達(dá)。答案二：人類(lèi)基因組計(jì)劃（英語(yǔ)：HumanGenomeProject,HGP）是一項(xiàng)規(guī)模宏大，跨國(guó)跨學(xué)科的科學(xué)探索工程。其宗旨在于測(cè)定組成人類(lèi)染色體（指單倍體）中所包含的30億個(gè)堿基對(duì)組成的核苷酸序列，從而繪制人類(lèi)基因組圖譜，并且辨識(shí)其載有的基因及其序列，達(dá)到破譯人類(lèi)遺傳信息的最終目的?；蚪M計(jì)劃精髓在于讓人類(lèi)解碼生命、了解生命的起源、了解生命體生長(zhǎng)發(fā)育的規(guī)律、認(rèn)識(shí)種屬之間和個(gè)體之間存在差異的起因、認(rèn)識(shí)疾病產(chǎn)生的機(jī)制以及長(zhǎng)壽與衰老等生命現(xiàn)象、為疾病的診治提供科學(xué)依據(jù)。草圖，許多疾病相關(guān)的基因被識(shí)別；SNP（人與人之間的區(qū)別），草圖提供了一個(gè)理解遺傳基礎(chǔ)和人類(lèi)特征進(jìn)化的框架。草圖后，研究人員有了新的工具來(lái)研究調(diào)節(jié)區(qū)和基因網(wǎng)絡(luò)。比較其它基因組可以揭示共同的調(diào)控元件，和其他物種共享的基因的環(huán)境也許提供在個(gè)體水平之上的關(guān)于功能和調(diào)節(jié)的信息。草圖同樣是研究基因組三維壓縮到細(xì)胞核中的一個(gè)起點(diǎn)。這樣的壓縮可能影響到基因調(diào)控；在應(yīng)用上，草圖信息可以開(kāi)發(fā)新的技術(shù)，如DNA芯片、蛋白質(zhì)芯片，作為傳統(tǒng)方法的補(bǔ)充，目前，這樣的芯片可以包含蛋白質(zhì)家族中所有的成員，從而在特定的疾病組織中可以找到那些是活躍的。如何利用人類(lèi)基因組計(jì)劃輔助臨床醫(yī)學(xué)？答：答案一：人類(lèi)疾病相關(guān)的基因是人類(lèi)基因組中結(jié)構(gòu)和功能完整性至關(guān)重要的信息。對(duì)于單基因病，采用“定位克隆”和“定位候選克隆”的全新思路，導(dǎo)致了亨廷頓氏舞蹈癥、遺傳性結(jié)腸癌和乳腺癌等一大批單基因遺傳病致病基因的發(fā)現(xiàn)，為這些疾病的基因診斷和基因治療奠定了基礎(chǔ)。對(duì)于心血管疾病、腫瘤、糖尿病、神經(jīng)精神類(lèi)疾病、自身免疫性疾病等多基因疾病是目前疾病基因研究的重點(diǎn)。健康相關(guān)研究是HGP的重要組成部分，自1997年相繼提出：“腫瘤基因組解剖計(jì)劃”“環(huán)境基因組學(xué)計(jì)劃”。同時(shí)，基因診斷、基因治療和基于基因組知識(shí)的治療、基于基因組信息的疾病預(yù)防、疾病易感基因的識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)人群生活方式、環(huán)境因子的干預(yù)也為疾病診斷治療提供重大變革。答案二：人類(lèi)疾病相關(guān)的基因是人類(lèi)基因組中結(jié)構(gòu)和功能完整性至關(guān)重要的信息。人類(lèi)基因組基礎(chǔ)研究主要通過(guò)基因診斷、基因治療和基于基因組知識(shí)的治療、基于基因組信息的疾病預(yù)防、疾病易感基因的識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)人群生活方式、環(huán)境因子的干預(yù)等方式輔助臨床醫(yī)學(xué)；具體的方式如下：1）基因工程藥物：分泌蛋白（多肽激素，生長(zhǎng)因子，趨化因子，凝血和抗凝血因子等）及其受體。2）診斷和研究試劑產(chǎn)業(yè)：基因和抗體試劑盒、診斷和研究用生物芯片、疾病和篩藥模型。3）對(duì)細(xì)胞、胚胎、組織工程的推動(dòng)：胚胎和成年期干細(xì)胞、克隆技術(shù)、器官再造。4）制藥工業(yè)：篩選藥物的靶點(diǎn)：與組合化學(xué)和天然化合物分離技術(shù)結(jié)合，建立高通量的受體、酶結(jié)合試驗(yàn)以知識(shí)為基礎(chǔ)的藥物設(shè)計(jì)：基因蛋白產(chǎn)物的高級(jí)結(jié)構(gòu)分析、預(yù)測(cè)、模擬—藥物作用“口袋”。個(gè)體化的藥物治療：藥物基因組學(xué)。5）基礎(chǔ)生物學(xué)：基因功能的定位；6）交叉學(xué)科的興起。如：基因組學(xué)和生物信息學(xué)等。什么是基因表達(dá)？試述基因表達(dá)的特點(diǎn)及其調(diào)控對(duì)生物體的重要性？答︰（1）基因表達(dá)︰從DNA到蛋白質(zhì)的過(guò)程（是指原核生物和真核生物基因組中特定的結(jié)構(gòu)基因所攜帶的遺傳信息，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄、翻譯等一系列過(guò)程，合成具有特定的生物學(xué)功能的各種蛋白質(zhì)，表現(xiàn)出特定的生物學(xué)效應(yīng)的全過(guò)程）。（2）特點(diǎn)①組織特異性︰不同組織細(xì)胞中不僅表達(dá)的基因數(shù)量不同，而且基因表達(dá)的強(qiáng)度和種類(lèi)也不相同。②階段特異性︰細(xì)胞分化發(fā)育的不同時(shí)期，基因表達(dá)的情況不相同。③與環(huán)境相適應(yīng)︰當(dāng)周?chē)臓I(yíng)養(yǎng)、溫度、濕度、酸度及各條件變化時(shí)，生物體就要改變自身的基因表達(dá)狀況，以調(diào)整體內(nèi)執(zhí)行和相應(yīng)功能的蛋白質(zhì)的種類(lèi)、數(shù)量，從而改變自身的代謝活動(dòng)度以來(lái)適應(yīng)環(huán)境。（3）對(duì)生物體的重要性︰1、適應(yīng)環(huán)境、維持生長(zhǎng)和繁殖。2、維持個(gè)體發(fā)育和分化。真核生物中，基因表達(dá)受不同水平的調(diào)控，請(qǐng)列舉三種。答︰A.轉(zhuǎn)錄前調(diào)控︰基因丟失；（原生動(dòng)物、線蟲(chóng)、昆蟲(chóng)和甲殼類(lèi)動(dòng)物）轉(zhuǎn)錄前調(diào)控，非洲蛙蟾的卵母細(xì)胞中原有的rRNA基因約500bp，卵裂期和胚胎期需要大量的rRNA，基因會(huì)大量復(fù)制rRNA,使拷貝數(shù)達(dá)到200萬(wàn)倍，擴(kuò)增約4000倍?；驍U(kuò)增（geneamplification）；基因重排（generearrangement）。DNA的甲基化（DNAmethylation）組蛋白修飾（Histonemodification）/及組蛋白的修飾。B.轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控︰轉(zhuǎn)錄調(diào)控是通過(guò)各種調(diào)控元件相互作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的，調(diào)控元件主要包括順式作用元件和反式作用因子。C.轉(zhuǎn)錄后調(diào)控︰hnRNA的選擇性加工運(yùn)輸；mRNA前體的選擇性剪接；RNA編輯；RNAi。D.翻譯調(diào)控︰翻譯因子的磷酸化調(diào)控；mRNA穩(wěn)定性調(diào)控。E.翻譯后調(diào)控-蛋白質(zhì)修飾。為什么說(shuō)轉(zhuǎn)錄的調(diào)控是基因表達(dá)調(diào)控的中心環(huán)節(jié)？答︰基因調(diào)控主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄階段，尤其起始階段，因?yàn)檫@些是表達(dá)的起始階段，可以避免那些不需要的轉(zhuǎn)錄所造成的資源浪費(fèi)。轉(zhuǎn)錄調(diào)控是通過(guò)各種調(diào)控元件相互作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的，調(diào)控元件主要包括順式作用元件和反式作用因子。而且轉(zhuǎn)錄起始是基因表達(dá)的基本調(diào)控點(diǎn)，涉及DNA序列調(diào)控蛋白及這些因素對(duì)RNA聚合酶活性的影響，順式作用元件和反式作用因子之間相互作用，均在轉(zhuǎn)錄起始來(lái)表達(dá)，而轉(zhuǎn)錄后的加工修飾為RNA以及翻譯及翻譯后的蛋白質(zhì)修飾都是以轉(zhuǎn)錄水平為基礎(chǔ)的。舉例說(shuō)明DNA甲基化與腫瘤的關(guān)系答︰DNA甲基化是基因表達(dá)修飾方式之一，與基因表達(dá)調(diào)控密切相關(guān)，它能關(guān)閉一些基因的活性，而去甲基化能誘導(dǎo)基因的重新活化及表達(dá)。DNA甲基化修飾通過(guò)改變基因的表達(dá)，參與了細(xì)胞的生長(zhǎng)、發(fā)育過(guò)程及X染色體失活等的調(diào)控。DNA甲基化能引起染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、DNA構(gòu)象、DNA的穩(wěn)定性、DNA與蛋白質(zhì)相互作用方面的改變，從而控制基因表達(dá)。加計(jì)劃的狀態(tài)的改變是引起腫瘤的一個(gè)重要因素。這種變化包括︰（1）整體甲基化水平降低；（2）正常非甲基化CpG島的高甲基化；（3）維持甲基化模式酶的調(diào)節(jié)失控。從而導(dǎo)致基因組的不穩(wěn)定（如︰染色體的不穩(wěn)定，可移動(dòng)遺傳因子的激活，原癌基因的表達(dá)）和抑癌基因的不表達(dá)。列如︰對(duì)家族性和散發(fā)型乳腺癌和結(jié)腸癌的研究中發(fā)現(xiàn)，家族性腫瘤中序列無(wú)突變的10個(gè)抑癌基因啟動(dòng)子區(qū)域甲基化常見(jiàn)，但在突變的抑癌基因中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)甲基化的現(xiàn)象。由此可見(jiàn)︰DNA甲基化模式的改變和腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。如何動(dòng)物建模來(lái)評(píng)價(jià)促創(chuàng)傷愈合的新藥作用效果？答：動(dòng)物建模：1.準(zhǔn)備20只體重在25-30克之間的標(biāo)準(zhǔn)化的KM小鼠；2.在每只小鼠的鼠背上分別建立兩個(gè)面積為6*6mm的全皮層傷口A組和B組，A組傷口用新藥處理，B組傷口做空白對(duì)照；3.分別在傷后的第3、7、8、9天隨機(jī)處死一些小鼠，收集其皮膚組織樣本分別作組織學(xué)和免疫組化分析；4.對(duì)A、B兩組傷口用數(shù)碼相機(jī)記錄傷口創(chuàng)面愈合情況，用相關(guān)計(jì)算機(jī)程序測(cè)定殘余傷口面積占初始傷口面積百分比并獲得傷口愈合曲線，進(jìn)行比較；5.組織學(xué)分析：創(chuàng)面標(biāo)本做切片HE染色，測(cè)量新上皮從傷口邊緣遷移的長(zhǎng)度來(lái)確定新上皮成形率；6.免疫組化分析：？7.根據(jù)宏觀形態(tài)的照片、HE染色以及免疫組化的結(jié)果評(píng)價(jià)新藥的效果。參考文獻(xiàn)：ASmallPeptidewithPotentialAbilitytoPromoteWoundHealing對(duì)于新型促愈合藥物可能的作用機(jī)制的研究思路？試述外源基因在原核體系中的表達(dá)需要具備的條件，及影響外源基因表達(dá)的因素。答：答︰外源基因表達(dá)所要具備的條件︰（1）編碼區(qū)不含插入序列（mRNA-cDNA）;(2)位于啟動(dòng)子下游，方向一致，原有的讀碼框不變；（3）含起始密碼子（AUG）,終止密碼（TAA）;(4)轉(zhuǎn)錄的必須有SD序列，調(diào)節(jié)SD序列與第一個(gè)AUG間的距離；（5）選擇系統(tǒng)編號(hào)的簡(jiǎn)并密碼；（6）增強(qiáng)產(chǎn)物的穩(wěn)定（如︰融合蛋白，信號(hào)肽）。影響因素︰（1）啟動(dòng)子的強(qiáng)弱（主要因素）；（2）基因的劑量；（3）RNA轉(zhuǎn)錄效率（SD互補(bǔ)，AUGSD距離及序列，AUG前后核苷酸序列的適宜性）；（4）密碼子；（5）表達(dá)產(chǎn)物的大??；（6）產(chǎn)物的穩(wěn)定性。蛋白質(zhì)的分離純化技術(shù)依據(jù)蛋白質(zhì)的性質(zhì)分為哪幾大類(lèi)，請(qǐng)例舉其中一類(lèi)，談?wù)勊脑砑皯?yīng)用。答：答︰蛋白質(zhì)的分離純化可分為︰①依據(jù)溶解度差別，如硫酸銨分離法；②依據(jù)分子大小不同︰透析、超過(guò)濾、離心法、凝膠過(guò)濾層析、凝膠電泳；③依據(jù)蛋白質(zhì)分子帶點(diǎn)性質(zhì)不同︰電泳、離子交換層析；④依據(jù)蛋白質(zhì)吸附性質(zhì)不同︰吸附柱層析、吸附薄層層析；⑤利用蛋白質(zhì)的特異性配體︰親和層析。舉例︰電泳。其原理︰在一定PH值下，細(xì)胞表面帶有凈的正或負(fù)電荷，能在外加電場(chǎng)的作用下發(fā)生泳動(dòng)，向正極或負(fù)極移動(dòng)。各種細(xì)胞或處于不同生理狀態(tài)的同種蛋白質(zhì)所帶電荷的電量不同，故在一定的電場(chǎng)中的泳動(dòng)速度也不同。（影響顆粒電泳遷移率的因素︰緩沖液，電場(chǎng)，支持介質(zhì)）類(lèi)型︰SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳、等電點(diǎn)聚焦電泳、毛細(xì)管電泳。應(yīng)用︰電泳的類(lèi)型很多，應(yīng)用范圍也很廣，如︰SDS，常用于蛋白質(zhì)分子量的測(cè)定︰目前，雙向凝膠電泳已成為蛋白質(zhì)組學(xué)研究的重要技術(shù)。以2GM—CSF為例，寫(xiě)出獲得該基因工程重組蛋白純品的流程。答：1、GM—CSF全基因及可溶性sGM—CSF基因PCR擴(kuò)增。2、含腸激酶位點(diǎn)的pth10HisA·sGM—CSF表達(dá)載體的構(gòu)建（純化后的GM—CSF，sGM—CSF及質(zhì)檢）。3、誘導(dǎo)表達(dá)pth10HisA·sGM—CSF在大腸桿菌BL21中誘導(dǎo)表達(dá)。4、sGM—CSF融合蛋白的制備<1度工程菌的培養(yǎng)2度超聲破壞菌體。5、sGM—CSF融合蛋白的純化<1度融合表達(dá)載體pthhisa在硫氧還蛋白融合段有組氨酸標(biāo)簽，用M2+固相化的chelatingsepharosefastflow填材料進(jìn)行親和，層析2度將可溶性表達(dá)產(chǎn)物（超聲波，噬菌體的離心上清）與親和柱結(jié)合，用2信柱床體積以上的A液過(guò)柱至基線平穩(wěn)，用B液（A液加入朱唑至濃度為50mmol/L)梯度習(xí)脫5—10個(gè)柱體體積，用AKATAExplore進(jìn)行檢測(cè)，收集各洗脫液）。6、sGM—CSF融合蛋白的腸激酶切割及純化。7、sGM—CSF融合蛋白及非融合蛋白的westernBlot檢測(cè)。干細(xì)胞應(yīng)具備哪些生物學(xué)特點(diǎn)？答:干細(xì)胞是人體最原始的細(xì)胞，具有很強(qiáng)的再生能力，在干細(xì)胞因子和多種白細(xì)胞介素的聯(lián)合作用下，可誘導(dǎo)分化出各種類(lèi)型的細(xì)胞。干細(xì)胞是自我更新能力，高度增殖和多向分化潛能的細(xì)胞。A：自我更新能力：干細(xì)胞可不對(duì)稱分裂為1個(gè)子代干細(xì)胞和1個(gè)功能細(xì)胞，從而使組織和器官保持生長(zhǎng)和衰退的動(dòng)態(tài)平衡，但干細(xì)胞的分裂實(shí)際是不對(duì)稱的，干細(xì)胞在其發(fā)育期間也能夠?qū)ΨQ性地分裂以擴(kuò)增它們的數(shù)量。B：高度增殖能力：因干細(xì)胞數(shù)量不多，所以其高度增殖的生物學(xué)特性有其重要意義：體內(nèi)：如造血干細(xì)胞通過(guò)高度擴(kuò)增，可補(bǔ)充由于細(xì)胞正常衰老死亡而喪失的血細(xì)胞。體外：體外擴(kuò)增干細(xì)胞是干細(xì)胞研究和應(yīng)用的前提和關(guān)鍵。因此，高度擴(kuò)增的生物學(xué)特征不但對(duì)干細(xì)胞的研究和應(yīng)用有著重要作用，而且對(duì)機(jī)體正常功能的維持也起著重要作用。C、多功能性或全能性一分化干細(xì)胞具有分化為多種細(xì)胞類(lèi)型的潛能，但不同干細(xì)胞的分化潛能有所不同。胚胎干細(xì)胞：全能性神經(jīng)干細(xì)胞：多功能性。何為干細(xì)胞不對(duì)稱分裂？答：干細(xì)胞不對(duì)稱分裂為1個(gè)子代干細(xì)胞和1個(gè)功能細(xì)胞，從而使組織和器官保持生長(zhǎng)和衰退的動(dòng)態(tài)平衡。例如：皮膚更新，干細(xì)胞分裂后，其中一個(gè)成為干細(xì)胞，另一個(gè)則分化為上皮細(xì)胞或基底細(xì)胞等等。什么是細(xì)胞分化？為什么說(shuō)細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果？答：（1）細(xì)胞分化（celldifferentiation）：指?jìng)€(gè)體發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞后代之間在形態(tài)結(jié)構(gòu)、生化組成和功能上向?qū)Ｒ恍院吞禺愋苑较虬l(fā)展，逐漸產(chǎn)生穩(wěn)定性差異的過(guò)程。（2）原因:細(xì)胞分化的主要特征是新的、特異性蛋白質(zhì)的合成，隨后細(xì)胞在生化、結(jié)構(gòu)、功能上發(fā)生變化，細(xì)胞表型出現(xiàn)差異，從分子層次上看，這是由于基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，即奢侈基因表達(dá)使細(xì)胞合成特異蛋白。由于基因基因的選擇性表達(dá)而合成分化細(xì)胞的某些特異性蛋白，執(zhí)行特殊功能，因此細(xì)胞分化的本質(zhì)就是基因表達(dá)調(diào)控的問(wèn)題。在細(xì)胞內(nèi)與分化有關(guān)的基因按其功能分為兩類(lèi)：一類(lèi)是管家基因，表達(dá)的產(chǎn)物用以維持細(xì)胞自身的正常的新陳代謝；另一類(lèi)是奢侈基因，表達(dá)形成細(xì)胞功能的多樣性。細(xì)胞分化正是奢侈基因的選擇性表達(dá)的結(jié)果。因此細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)就是基因的選擇性表達(dá)的結(jié)果。何為細(xì)胞全能性？如何證明分化成熟細(xì)胞的全能性？答:（1）細(xì)胞全能性（totipotency）：?jiǎn)蝹€(gè)細(xì)胞在一定條件下可分化發(fā)育為完整個(gè)體的分化潛能稱為全能性。（2）證明分化成熟體細(xì)胞的全能性：由于DNA的半保留復(fù)制和細(xì)胞的有絲分裂，從而使生物體的任何體細(xì)胞都具有了與原初的受精卵（有性生殖過(guò)程中）或起始細(xì)胞（無(wú)性生殖過(guò)程）相同的一整套基因。依然受精卵或起始細(xì)胞可以發(fā)育成為一個(gè)新整體，那么受精卵或起始細(xì)胞復(fù)制而來(lái)的與受精卵或起始細(xì)胞具有相同的一整套基因的體細(xì)胞依然應(yīng)該能發(fā)育成為一個(gè)完整的個(gè)體，即分化成熟的體細(xì)胞也是全能的。體細(xì)胞的核移植到受精卵的胞質(zhì)中時(shí)，這個(gè)具有新核的細(xì)胞可以發(fā)育為一個(gè)新的個(gè)體。這說(shuō)明分化成熟的體細(xì)胞核仍然保持完整的，在一定條件下的細(xì)胞全能性。如克隆羊。什么是表觀遺傳學(xué)？它主要研究什么內(nèi)容？答︰（1）基因的DNA序列不發(fā)上改變的情況下，基因的表達(dá)水平與功能發(fā)生改變，并產(chǎn)生可遺傳的表型。不依賴于DNA序列的遺傳現(xiàn)象。（2）①DNA甲基化修飾︰基因選擇性轉(zhuǎn)錄表達(dá)的調(diào)控，主要表現(xiàn)為基因組DNA上的胞嘧啶第5位碳原子和甲基間的共價(jià)結(jié)合，胞嘧啶由此被修飾為5-甲基胞嘧啶。②非編碼RNA的調(diào)控作用︰miRNA調(diào)節(jié)大約30%的人類(lèi)基因表達(dá)。miRNA可以通過(guò)靶向DNA或組蛋白修飾酶等表觀遺傳復(fù)合物而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)作用。siRNA通過(guò)誘導(dǎo)染色質(zhì)的形成來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控。piRNA主要表現(xiàn)為在配子形成過(guò)程中對(duì)轉(zhuǎn)座子元件的沉默作用，是生殖細(xì)胞發(fā)育所必須的。③組蛋白修飾︰構(gòu)成核小體的組蛋白，氨基端可以被多種酶進(jìn)行各種修飾，如磷酸化，乙酰化，甲基化和泛素化，組蛋白的這類(lèi)修飾可以改變DNA-組蛋白的相互作用，是染色質(zhì)的構(gòu)型發(fā)生改變，稱為染色質(zhì)構(gòu)型重塑。什么是甲基化，在調(diào)控基因表達(dá)過(guò)程中起什么作用？答：（1）從活性甲基化合物（如S-腺苷基甲硫氨酸）上催化其甲基轉(zhuǎn)移到其他化合物的過(guò)程?？尚纬筛鞣N甲基化合物，或者是對(duì)某些蛋白質(zhì)或核酸等進(jìn)行化學(xué)修飾形成甲基化產(chǎn)物。（2）甲基化是蛋白質(zhì)和核酸的一種重要的修飾，調(diào)節(jié)基因的表達(dá)和關(guān)閉，與癌癥、衰老、老年癡呆等許多疾病密切相關(guān)，是表觀遺傳學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容之一。最常見(jiàn)的甲基化修飾有DNA甲基化和組蛋白甲基化。DNA甲基化能關(guān)閉某些基因的活性，去甲基化則又到了基因的重新活化和表達(dá)。DNA甲基化能引起染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、DNA構(gòu)象、DNA穩(wěn)定性及DNA與蛋白質(zhì)相互作用方式的改變，從而控制基因表達(dá)。研究證實(shí)，CpG二核苷酸中胞嘧啶的甲基化導(dǎo)致了人體1/3以上由于堿基轉(zhuǎn)換而引起的遺傳病。DNA甲基化主要形成5-甲基胞嘧啶（5-mC）和少量的N6-甲基腺嘌呤(N6-mA)及7-甲基鳥(niǎo)嘌呤（7-mG）。在真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出現(xiàn)在CpG序列、CpXpG、CCA/TGG和GATC中。DNA甲基化是指生物體在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNAmethyltransferase，DMT）的催化下，以s-腺苷甲硫氨酸（SAM）為甲基供體，將甲基轉(zhuǎn)移到特定的堿基上的過(guò)程。DNA甲基化可以發(fā)生在腺嘌呤的N-6位、胞嘧啶的N-4位、鳥(niǎo)嘌呤的N-7位或胞嘧啶的C-5位等。但在哺乳動(dòng)物中DNA甲基化主要發(fā)生在5ˊ-CpG-3ˊ的C上生成5-甲基胞嘧啶（5mC）。什么是基因印記？它的主要特征是什么？答：基因印跡，是表觀遺傳調(diào)節(jié)的一種形式，是指兩個(gè)親本等位基因的差異性甲基化造成了一個(gè)親本等位基因的沉默，另一個(gè)親本等位基因保持單等位基因活性。2.特征；a每一個(gè)印記基因簇由一個(gè)印記控制元件（imprintcontrolelement，ICE）所控制。B也稱為印記控制區(qū)域（imprintcontrolregion，ICR）或者印記中心（imprintcentre，IC）c絕大多數(shù)都有CpGislands，能夠發(fā)生dna甲基化。D在CpGislands，內(nèi)或附近常有成簇的、有向的重復(fù)片段。請(qǐng)敘述肝細(xì)胞對(duì)胰高血糖素或腎上腺素的反應(yīng)過(guò)程。答：腎上腺素能受體激活——與Gi偶聯(lián)——AC活性下降——cAMP活性下降——平滑肌舒張。胰高血糖素能受體——激活Gs、增加AC活性——cAMP——PKA（增加肝糖原分解）細(xì)胞膜在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的過(guò)程中起到怎樣的作用？答：屏障作用，位于細(xì)胞膜的某些能特異性地與外源性物質(zhì)結(jié)婚，并誘發(fā)細(xì)胞產(chǎn)生某些特定的生理生化反應(yīng)，并最終產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)的物質(zhì)。簡(jiǎn)述CRISPR/Cas-9的基本原理及優(yōu)點(diǎn)（與傳統(tǒng)的基于同源重組的胚胎干細(xì)胞基因敲除相比較）。答：CRISPR/Cas-9此系統(tǒng)的工作原理是crRNA（CRISPR-derivedRNA）通過(guò)堿基配對(duì)與tracrRNA（trans-activatingRNA）結(jié)合形成tracrRNA/crRNa復(fù)合物，此復(fù)合物引導(dǎo)核酸酶Cas9蛋白在與crRNA配對(duì)的序列靶位點(diǎn)剪切雙連DNA。而通過(guò)人工設(shè)計(jì)這兩種RNA，可以改造形成具有引導(dǎo)作用的sgDNA（shortguideRNA），足以引導(dǎo)Case9對(duì)DNA的定點(diǎn)切割。作為一種RNA導(dǎo)向的dsDNA結(jié)合蛋白，cas9效應(yīng)物核酸酶是已知的第一個(gè)統(tǒng)一因子（unifyingfactor），能夠共定位RNA、DNA和蛋白，從而擁有巨大的改造潛力。將蛋白與無(wú)核酸酶的Case9（Cas9nuclease-null)融合，并表達(dá)適當(dāng)?shù)膕gDNA，可靶定任何dsDNA序列，而sgDNA的末端可連接到目標(biāo)ＤＮＡ，不影響ｃａｓ９的結(jié)合。因此，ｃａｓ９能在任何ｄｓDNA序列處帶來(lái)任何融合蛋白及RNA，這為生物體的研究和改造帶來(lái)巨大潛力。優(yōu)點(diǎn)：1、靶向精確性更高。RNA靶向序列和基因組序必須完全匹配Cas9才會(huì)對(duì)DNA進(jìn)行剪切。2、可實(shí)現(xiàn)對(duì)靶基因多個(gè)位點(diǎn)同時(shí)敲出。3、實(shí)驗(yàn)周期短，最快僅需2個(gè)月，節(jié)省大量時(shí)間和成本。4、無(wú)物種限制。為何在篩選靶基因敲除的胚胎干細(xì)胞時(shí)還需經(jīng)歷陰性篩選過(guò)程？簡(jiǎn)述更昔洛韋（Ganciclovir）在胚胎干細(xì)胞陰性篩選中的作用機(jī)制。答：P24,26題基本概念siRNA＆miRNA；Dicerprotein；RISC；PTGS答：siRNA：(siRNA):是一種小RNA分子(~21-25核苷酸)，由Dicer(RNAaseⅢ家族中對(duì)雙鏈RNA具有特異性的酶)加工而成。SiRNA是siRISC的主要成員，激發(fā)與之互補(bǔ)的目標(biāo)mRNA的沉默。miRNA：是在真核生物中發(fā)現(xiàn)的一類(lèi)內(nèi)源性的具有調(diào)控功能的非編碼RNA，其大小長(zhǎng)約20~25個(gè)核苷酸。成熟的miRNAs是由較長(zhǎng)的初級(jí)轉(zhuǎn)錄物經(jīng)過(guò)一系列核酸酶的剪切加工而產(chǎn)生的，隨后組裝進(jìn)RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體，通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)的方式識(shí)別靶mRNA，并根據(jù)互補(bǔ)程度的不同指導(dǎo)沉默復(fù)合體降解靶mRNA或者阻遏靶mRNA的翻譯。Dicerprotein：一種核糖核酸內(nèi)切酶，屬于RNaseIII家族中特異識(shí)別雙鏈RNA的一員，它能以一種ATP依賴的方式逐步切割由外源導(dǎo)入或者由轉(zhuǎn)基因，病毒感染等各種方式引入的雙鏈RNA，切割將RNA降解為19-21bp的雙鏈RNAs(dsRNAs)，每個(gè)片段的3'端都有2個(gè)堿基突出。RISC：RNA-inducedsilencingcomplex(RISC)：一種RNA-\o"醫(yī)學(xué)百科：蛋白質(zhì)"蛋白質(zhì)復(fù)合物，通過(guò)與目標(biāo)\o"醫(yī)學(xué)百科：mRNA"mRNA完全或者部分的互補(bǔ)配對(duì)來(lái)實(shí)施切割或者\(yùn)o"醫(yī)學(xué)百科：翻譯"翻譯\o"醫(yī)學(xué)百科：抑制"抑制\o"醫(yī)學(xué)百科：功能"功能。SiRNA組裝siRISC，\o"醫(yī)學(xué)百科：miRNA"miRNA組裝miRISC。RISCs（無(wú)論siRISC還是miRISC）包括兩種類(lèi)型：切割型和不切割型?，F(xiàn)在的研究表明，RISC當(dāng)中的\o"醫(yī)學(xué)百科：AGO"AGO蛋白質(zhì)決定了RISC是切割型的還是不切割型的。PTGS：轉(zhuǎn)錄后基因沉默：在基因轉(zhuǎn)錄后的水平上通過(guò)對(duì)靶RNA進(jìn)行特異性降解而使其失活。請(qǐng)說(shuō)明RNAi的作用機(jī)制。答：dsRNA進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，被一種具有類(lèi)似RNasetlI活性的核酸內(nèi)切酶Dicer結(jié)合，并被酶切成19～23nt的小干擾RNA(smallinterferenceRNA，siRNA)，在ATP的作用下，siRNA與由多種蛋白質(zhì)結(jié)合形成且具有活性的RNA沉默復(fù)合物(RNA—in—ducedsilencingco1TIpiex，RISC)結(jié)合，RISC具有解螺旋酶的功能，使與其結(jié)合的siRNA雙鏈解螺旋成單鏈，釋放正義鏈，保留反義鏈，隨后識(shí)別并結(jié)合細(xì)胞內(nèi)與其反義鏈相互補(bǔ)的mRNA鏈。RISC將mRNA剪切成siRNA雙鏈，降解mRMA，使靶基因表達(dá)沉默。請(qǐng)分析解釋SUGuo的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。答：Su

Guo的實(shí)驗(yàn)證明了導(dǎo)入一個(gè)目的基因的正義與反義RNA可以達(dá)到敲除某個(gè)基因的效果。因?yàn)樵摶虻囊吧团c突變型在胚芽時(shí)有對(duì)稱與不對(duì)稱的差異，所以她想從RNA共抑制現(xiàn)象（以前的研究結(jié)果）的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生變異的效果，但是由于當(dāng)時(shí)還沒(méi)有研究清楚到底是哪種RNA起到了抑制的作用，所以她同時(shí)導(dǎo)入了正義與反義RNA，她當(dāng)時(shí)的分析是反義的RNA可以特異性的與mRNA結(jié)合，從而阻止RNA的翻譯以及以后的步驟，當(dāng)然最后她成功了，用現(xiàn)在的科學(xué)成果進(jìn)行分析和解釋?zhuān)捎谒龑?dǎo)入了正義與反義RNA，使得正義與反義RNA在細(xì)胞內(nèi)特異性的互補(bǔ)形成了dsRNA，然后在被Dicer酶切割為干擾dsRNA，然后隨著RISC形成并識(shí)別降解mRNA。什么是細(xì)胞凋亡？答：細(xì)胞凋亡是指為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，由基因控制的細(xì)胞自主的有序死亡。細(xì)胞凋亡有哪兩條主要的途徑？答：細(xì)胞凋亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的兩大途徑A:由死亡受體（FAS、TNFR）介導(dǎo)的外源途徑。在這條途徑中，啟動(dòng)capase-8首先被激活。B：線粒體介導(dǎo)的內(nèi)源途徑。在這條途徑中，啟動(dòng)caspase—9首先被激活。BCL—2家族的分類(lèi)和結(jié)構(gòu)特征？答：Bcl-2家族成員分為兩類(lèi)A：抗細(xì)胞凋亡，如Bcl-2、Bcl-xL、A1、Bcl-w、Mcl-1.在這類(lèi)分子中，都有Bcl-2同源區(qū)1-4的結(jié)構(gòu)。B：促進(jìn)細(xì)胞凋亡。在這類(lèi)分子中，又分為兩個(gè)亞族：Bax亞族，如Bax、Bak。Bok，有BH1、BH2和BH3的結(jié)構(gòu)；BH-only亞族，如Bik,Bad,Bid、Bim，只有BH3的結(jié)構(gòu)。1988，Vaux等在依賴IL-3的B淋巴細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)染Bcl-2基因能夠阻止剝奪了IL-3的B細(xì)胞的凋亡。因而，Bcl-2是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的靠阻止細(xì)胞死亡而非促進(jìn)細(xì)胞增殖起作用的癌基因。Bcl-2抗凋亡作用的機(jī)制:通過(guò)與促凋亡蛋白相互作用而抑制細(xì)胞凋亡。Bax是細(xì)胞凋亡促進(jìn)因子。Bax自身可以組成同二聚體，也可以與Bcl-2構(gòu)成異二聚體。Bcl-2與Bax蛋白量的比率決定異二聚體與同二聚體的比值。這對(duì)決定細(xì)胞凋亡的易感性起關(guān)鍵作用。如果Bcl-2的過(guò)度表達(dá)，與BAx形成異二聚體中的Bax，使Bax游離而促進(jìn)細(xì)胞凋亡。Bad是細(xì)胞凋亡促進(jìn)因子。Bad可以置換Bcl-2/Bax異二聚體中的Bax，使Bax游離而促進(jìn)細(xì)胞凋亡。Bad缺乏典型的C端跨膜結(jié)構(gòu)，說(shuō)明它并非一完整膜蛋白。P53基因在細(xì)胞DNA損傷中的作用？答：P53并非為所有細(xì)胞的凋亡過(guò)程所必需，但對(duì)DNA損傷而誘發(fā)的細(xì)胞凋亡卻是必不可少的。P53的兩大功能：A;使細(xì)胞在G1期停滯。當(dāng)DNA損傷后，P53首先誘導(dǎo)細(xì)胞進(jìn)入G1期，抑制細(xì)胞增殖，直至損傷的DNA修復(fù)。B：一旦DNA不能被修復(fù)，p53就會(huì)活化那些誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的基因轉(zhuǎn)錄，使細(xì)胞發(fā)生凋亡。轉(zhuǎn)錄組及蛋白組的概念分別是什么？其研究?jī)?nèi)容分別包括哪些方面？答：轉(zhuǎn)錄組指生命單元（通常是一種細(xì)胞）所能轉(zhuǎn)錄出來(lái)的可直接參與蛋白質(zhì)翻譯的mRNA總和，而其他所有非編碼RNA均可歸為RNA組。研究?jī)?nèi)容：目前，轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究的側(cè)重點(diǎn)涉及基因轉(zhuǎn)錄的區(qū)域、轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)、染色質(zhì)修飾、DNA甲基化位點(diǎn)等。蛋白組：細(xì)胞、組織或機(jī)體在特定時(shí)間和空間上表達(dá)的所有蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)組學(xué)的研究主要涉及兩個(gè)方面：一是蛋白質(zhì)組表達(dá)模式的研究，即結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)組學(xué)二是蛋白質(zhì)組功能模式的研究，即功能蛋白質(zhì)組學(xué)。（一）蛋白質(zhì)鑒定是蛋白質(zhì)組學(xué)的基本任務(wù)（二）翻譯后修飾的鑒定有助于蛋白質(zhì)功能的闡明（三）蛋白質(zhì)功能確定是蛋白質(zhì)組學(xué)的根本目的如何利用轉(zhuǎn)錄組學(xué)及蛋白組學(xué)的方法篩選相關(guān)基因？（寫(xiě)出主要的檢測(cè)指標(biāo)及其實(shí)驗(yàn)方法名稱）答：轉(zhuǎn)錄組的研究方法:cDNA芯片、基因芯片的探針。?；虮磉_(dá)系列分析技術(shù)（SAGE）：①獲得能代表某一轉(zhuǎn)錄體特異性信息的標(biāo)簽(tag)約為9～14bp;②連接標(biāo)簽組成的DNA片段,即形成串聯(lián)體(Concatemer),進(jìn)行擴(kuò)增后測(cè)序分析,得到代表轉(zhuǎn)錄體信息的標(biāo)簽序列;③同一標(biāo)簽的重復(fù)次數(shù)代表該轉(zhuǎn)錄體的表達(dá)水平大規(guī)模平行信號(hào)測(cè)序系統(tǒng)（MPSS）其基本方法是從生物樣品中提取mRNA，將mRNA分子轉(zhuǎn)換成cDNA，通過(guò)固相克隆將該cDNA均勻地加載到特制的小分子載體表面，然后在小分子載體上進(jìn)行大量的PCR擴(kuò)增。將所有cDNA游離的一端進(jìn)行精確測(cè)序產(chǎn)生16至20個(gè)堿基。每一特定序列在整個(gè)生物樣品中所占的比例，就代表了含有該cDNA基因在樣品中的相對(duì)表達(dá)水平?；虮磉_(dá)聚類(lèi)分析。蛋白組研究方法：蛋白質(zhì)分離技術(shù)：凝膠雙向電泳、HPLC蛋白質(zhì)鑒定技術(shù)：Edman測(cè)序、質(zhì)譜技術(shù)圖像分析與生物信息：圖像分析軟件，數(shù)據(jù)庫(kù)相互作用研究技術(shù)：酵母雙雜交技術(shù)、免疫共沉淀、蛋白質(zhì)芯片等。結(jié)合你的專(zhuān)業(yè)，論述線粒體與醫(yī)學(xué)的關(guān)系。答：線粒體的主要功能是進(jìn)行氧化磷酸化，合成ATP，為細(xì)胞生命活動(dòng)提供能量。線粒體是糖類(lèi)、脂肪和氨基酸等物質(zhì)最終氧化釋能的場(chǎng)所。糖類(lèi)和脂肪等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)中經(jīng)過(guò)降解作用產(chǎn)生丙酮酸和脂肪酸，這些物質(zhì)進(jìn)入線粒體基質(zhì)中，再經(jīng)過(guò)一系列分解代謝形成乙酰輔酶A，即可進(jìn)一步參加三羧酸循環(huán)。三羧酸循環(huán)中脫下的氫，經(jīng)線粒體內(nèi)膜上的電子傳遞鏈(呼吸鏈)，最終傳遞給氧，生成水。線粒體與帕金森氏癥(Parkinson’sdisease。PD)帕金森病是一種慢性神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，是由中腦黑質(zhì)致密部多巴胺神經(jīng)元選擇性變性死亡、紋狀體多巴胺減少所致，其發(fā)病機(jī)制目前并不很清線粒體呼吸鏈?zhǔn)求w內(nèi)氧自由基產(chǎn)生的主要部位，呼吸鏈中任何部位受到抑制都會(huì)使自由基產(chǎn)生增多。PD患者黑質(zhì)中線粒體酶復(fù)合體I缺陷會(huì)導(dǎo)致自由基產(chǎn)生增多，ATP合成減少。能量的減少會(huì)造成細(xì)胞內(nèi)離子失衡，膜電位下降，導(dǎo)致一些電壓依賴的Ca2+通道的持續(xù)開(kāi)放，造成ca2+急劇內(nèi)流，細(xì)胞內(nèi)ca2+增多，耗竭細(xì)胞內(nèi)ATP，同時(shí)通過(guò)活化蛋白酶、脂肪酶、核酸內(nèi)切酶，介導(dǎo)了興奮毒性的細(xì)胞損傷，造成神經(jīng)元死亡。近年來(lái)還發(fā)現(xiàn)，線粒體控制核的程序化死亡(apoptosis)，體外試驗(yàn)表明低濃度的MPP+對(duì)酶復(fù)合體I的抑制可以造成培養(yǎng)的多巴胺能神經(jīng)元的程序化死亡，而高濃度主要引起細(xì)胞的壞死舊J。Mo—chizuki等發(fā)現(xiàn)PD患者黑質(zhì)致密帶多巴胺能神經(jīng)元呈現(xiàn)程序化死亡，這些結(jié)果提示，在PD多巴胺能神經(jīng)元死亡的早期，可能存在由酶復(fù)合體I抑制引起的程序化死亡，以后隨著生化缺陷的加劇，而出現(xiàn)由程序化死亡向壞死的轉(zhuǎn)變。表明在PD早期如能改善線粒體功能，阻止程序化死亡加劇，將有助于保護(hù)殘存的神經(jīng)元，阻止疾病進(jìn)程。2．2線粒體與阿爾茨海默病(Alzheimer’sdisease．AD)阿爾茨海默病(AD)作為老年性癡呆的一種重要類(lèi)型，是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的一種漸進(jìn)性退行性疾病。目前，AD的病因研究較多，其中線粒體因在能量代謝、自由基產(chǎn)生、衰老和神經(jīng)退行性變等方面的特殊作用而倍受關(guān)注。線粒體功能異?？蓪?dǎo)致一系列相互作用的損傷過(guò)程：能量代謝障礙以及基于鈣穩(wěn)態(tài)破壞和活性氧產(chǎn)生為基礎(chǔ)的神經(jīng)元興奮性毒性。許多證據(jù)表明，線粒體能量代謝障礙在AD的發(fā)生中占有重要地位。正電子斷層掃描(Positronemissiontomography．PET)檢查顯示AD患者腦組織氧化，并且能量代謝受損，表現(xiàn)為腦部葡萄糖利用減少，腦脊液中乳酸含量增高，而琥珀酸、延胡索酸、谷氨酰胺含量降低，這些表明AD患者腦線粒體氧化代謝過(guò)程受損。神經(jīng)能量代澍障礙和興旮眭毒性作用可升高細(xì)胞內(nèi)ca2+水平，導(dǎo)致活性氧等自由基的產(chǎn)生。由于AI)患者腦部神經(jīng)元中線粒體DNA氧化程度為正常水平的3倍，說(shuō)明引起氧化損傷的自由基可能主要來(lái)源于線粒體。線粒體損傷及功能改變?cè)诩?xì)胞凋亡中發(fā)揮重要作用：線粒體呼吸功能的降低、氧化磷酸化一電子傳遞偶聯(lián)受損、膜電位降低等線粒體功能的改變(其變化早于核固縮和細(xì)胞膜完整性的破壞)，最終導(dǎo)致AD患者的神經(jīng)細(xì)胞凋亡。2．3線粒體與線粒體糖尿病(Maternallyinheriteddiabetes)線粒體基因突變糖尿病是糖尿病單基因致病類(lèi)型。在最新的糖尿病分型中把其列為特殊類(lèi)型糖尿病，屬于13細(xì)胞遺傳缺陷疾病p’。線粒體糖尿病人mtDNA基因的3243位點(diǎn)處鳥(niǎo)嘌呤取代了腺嘌呤，有研究認(rèn)為該突變引起mtD—NA轉(zhuǎn)錄和翻譯的異常，致使mtDNA氧化磷酸化(OXPHOS)過(guò)程受損，無(wú)法產(chǎn)生足夠的ATP，從而使B細(xì)胞胰島素分泌受到抑制。同時(shí)，自由基產(chǎn)生過(guò)多，使線粒體功能進(jìn)一步受損，嚴(yán)重時(shí)B細(xì)胞可死亡。骨骼肌同樣也存在OXPHOS障礙，外周葡萄糖攝取減少，肌肉的糖酵解增加，從而促進(jìn)乳酸循環(huán)，肝糖異生亢進(jìn)，致血糖增高。