浙江大学医学院研究生分子生物学分子医学复习题.docx

分子生物学复习题名词解释1. Tunneling nanotubes（通道纳米管）：在压力刺激下，不同细胞间产生的直径在50-200nm之间，用于传递信息和交流物质细膜通道。2. Hippo signaling pathway （Hippo 信号通路）：正常的Hippo 信号通路通过高度保守的蛋白激酶Hpo磷酸化蛋白激酶Wts的核心激酶级联反应维持细胞增殖、促进细胞凋亡、参与压力应答，从而维持组织器官的正常大小。3. SD序列（Shine-Dalgarno sequence）：原核生物中mRNA起始密码子AGU上游8个碱基处存在的一个可以与核糖体小亚基16S rRNA 3末端序列互补结合的序列，使得翻译起始复合物准确定位于翻译起始部位。4. 内部核糖体进入位点序列（Internal ribosome entry site, IRES）：它的存在能够使蛋白质翻译起始不依赖于5帽结构，从而使直接从信使mRNA中间起始翻译成为可能，一般来讲，内部核糖体进入位点通常位于RNA病毒基因组的5端非翻译区，这样病毒蛋白的翻译就可以不依赖于5帽子结构，常用构建于真核生物双顺反子，第一个蛋白通常靠5帽子结构起始翻译，而第二个蛋白则依靠IRES起始翻译。IRES前后的两个蛋白的表达通常是成比例的，因此可以根据其中一个报告基因的表达情况来反映另外一个蛋白的表达情况。5. 分子伴侣（chaperone）：能够识别并结合到不完整折叠或装配的蛋白质，帮助这些多肽正确折叠、转运或防止他们聚集，其本身不参与最终产物的形成。6. 核定位信号（nuclear localization signal, NLS）：蛋白质的一个结构域，通常为一短的氨基酸序列，与入核载体相互作用，使蛋白能被转运进细胞核。7. 共翻译转位（co-translational translocation）：膜结合核糖体上合成的蛋白质, 在它们进行翻译的同时就开始了转运,主要是通过定位信号,一边翻译,一边进入内质网, 然后再进行进一步的加工和转移。由于这种转运定位是在蛋白质翻译的同时进行的,故称为共翻译转运。8. 等电点（isoelectric point, pI）：在某一pH的溶液中，氨基酸或蛋白质解离成阳离子和阴离子的趋势或程度相等，成为兼性离子，呈电中性，此时溶液的pH值称为该氨基酸或蛋白质的等电点。9. 蛋白质双相电泳（2-dimension electrophoresis）：是等电聚焦电泳和SDS-PAGE的组合，即先进行等电聚焦电泳（按照pI分离），然后再进行SDS-PAGE（按照分子大小），经染色得到的电泳图是个二维分布的蛋白质图。10. 染色质免疫共沉淀（Chromatin Immunoprecipitation, ChIP）：在活细胞状态下固定蛋白质DNA复合物，并将其随机切断为一定长度范围内的染色质小片段，然后通过免疫学方法沉淀此复合体，特异性地富集目的蛋白结合的DNA片段，通过对目的片断的纯化与检测，从而获得蛋白质与DNA相互作用的信息。11. 复制子：从一个复制起始点开始所复制的DNA分子或DNA片段是一个基本的复制单位，成为复制子。12. Paramutation：同一位点的两个等位基因之间的相互作用，导致其中一个等位基因发生一个稳定可遗传的变化。13. Wnt：Wnt是一类分泌型糖蛋白，通过自分泌或旁分泌发挥作用。Wnt信号途径能引起胞内-连锁蛋白（-catenin）积累，游离的-catenin可进入细胞核，调节基因表达。14. peptide plane：肽键具有一定程度的双键性质，参与肽键形成的原子不能自由转动，位于同一平面，此平面就是太平面。15. 增强子：指增加同它连锁的基因转录频率的DNA序列。16. Cre-loxp system：Cre是一种来自噬菌体的DNA重组酶，能特异性识别loxP位点，使两个loxP位点间发生基因重组，如果两个loxP位点位于一条DNA链上，同向发生剪切，反向发生翻转，如果两个loxP位点分别位于两条不同的DNA链或染色体上，则两条DNA链发生交换或染色体易位。17. Motif：在蛋白质中，基序是蛋白质的超二级结构，由2个或2个以上具有二级结构的肽段构成，在空间上相互靠近而形成特殊空间构象，并发挥专一功能。如锌指结构、螺旋、折叠、亮氨酸拉链。18. Actin filament：肌动蛋白丝又称微丝。微丝出现在所有的真核细胞内，是细胞骨架的重要组成，微丝的主链蛋白由肌动蛋白(actin)所形成。19. 转录因子：指能够结合在某基因上游特异核苷酸序列上的蛋白质，可以调控RNA聚合酶与DNA模板的结合，调控其基因的转录。20. Klenow片段：DNA聚合酶I大片段。该片段保留了DNA聚合酶I的5-3聚合酶和3-5外切酶活性，但缺少完整酶的5-3外切酶活性。21. Co-Immunoprecipitation, Co-IP：是以抗体和抗原之间的专一性作用为基础的用于研究蛋白质在完整细胞内生理性相互作用的方法。22. X-chromosome inactivation：X染色体失活是指雌性哺乳类细胞中两条X染色体的其中之一会被包装成异染色质，因转录受抑制而沉默化。可使雌性不会因为拥有两个X染色体而产生两倍的基因产物，因此可以像雄性般只表现一个X染色体上的基因。23. RNA聚合酶：是催化以DNA为模板，以三磷酸核糖核苷为底物、通过磷酸二酯键，催化RNA合成的酶。24. protein ubiquitination：是较普遍的一种内源蛋白降解方式，需要ATP，需要降解的蛋白先被泛素化修饰，然后被蛋白酶体降解。25. RNP：指包含有RNA的核蛋白，即将核酸和蛋白质结合在一起的一种形式，包括核糖体、端粒酶以及小核RNA(snRNA)。26. Transmembrane transport：被动运输（自由扩散协助扩散），主要是由外界环境与细胞体内密度不同，而产生的运输方式；主动运输。主要是由细胞体自主的完成运输物质的运动。27. Cooperativity：寡聚蛋白质分子中，一个亚基构象和功能的改变影响其他亚基的构象和功能状态，有正协同效应和负协同效应。28. 端粒：是存在于真核细胞线状染色体末端的一小段DNA-蛋白质复合体，它与端粒结合蛋白一起构成了特殊的“帽子”结构，能够维持染色体的完整，DNA每复制一次端粒就缩短一点，严重缩短的端粒是细胞老化的信号。29. SH2 domain：含有此结构域的蛋白与含有酪氨酸激酶磷酸化残基的蛋白紧紧结合,形成多蛋白的复合物有助于受体酪氨酸激酶途径的信号转导。30. Internal ribosome entry site, IRES：31. 核糖体：由RNA(rRNA）和蛋白质构成，其唯一功能是按照mRNA的指令将氨基酸合成蛋白质多肽链，所以核糖体是细胞内蛋白质合成的分子机器。32. isoelectric point, pI：33. Exosome：是活细胞分泌的来源于多囊泡体的膜性囊泡，直径在30-100nm。34. 冈崎片段：是DNA的后随链的不连续合成期间新合成的短DNA片段。35. Crispr-Cas：是细菌和古细菌在长期演化过程中形成的一种适应性免疫防御，可用来对抗入侵的病毒及外源DNA。通过将入侵噬菌体和质粒 DNA 的片段整合到 CRISPR 中，并利用相应的 CRISPR RNAs（crRNAs）来指导同源序列的降解，从而提供免疫性。36. Shine-Dalgarno sequence37. Epigenetics：是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表达的可遗传的变化的一门遗传学分支学科。38. Gap junction：细胞间形成间隙连接使细胞质沟通，通过交换小分子来实现代谢偶联或电偶联，该方式没有信号的分泌及细胞间直接的接触。39. 中心法则：指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。也可以从DNA传递给DNA，即完成DNA的复制过程。简答题1. 信号转导中的不同膜受体及其信号主要特点：受体酪氨酸激酶：受体胞内结构域具有酪氨酸激酶活性，可激活胞质内激酶并入核激活核内转录因子；G蛋白偶联受体：控制鸟苷酸环化酶的活性，可通过包括PKA在内的多条途径激活胞质和核内的转录因子；细胞因子受体：与胞内JAK激酶偶联，磷酸化激活胞质STAT转录因子；TGF受体：胞质内结构域具有丝氨酸和苏氨酸激酶活性，磷酸化激活胞质内Smad转录因子；Hedgehog受体：Hh配体与胆固醇共价结合，通过蛋白水解促进转录因入核；Wnt受体：棕榈酰化Wnt配体与七跨膜蛋白受体结合，从胞质多聚蛋白复合物释放活化的转录因子；Notch受体：其配体为单次跨膜蛋白，Notch胞内结构域水解诱发转录因子入核。2. 简述依赖于帽子结构的翻译起始过程：eIF-2促进起始N-甲酰甲硫氨酸-tRNA与核糖体40S小亚基结合，eIF-2B将eIF-2上的GDP交换成GTP，eIF-3首先与40S小亚基结合，并加速后续步骤，eIF-4A解除mRNA 5端的发夹结构，使其与40S小亚基结合，eIF-4E结合mRNA的帽子结构，eIF-4B与mRNA结合，对mRNA进行扫描并定位第一个AGU，eIF-4G能与eIF-4E、eIF-3和poly A结合蛋白结合将40S的小亚基富集至mRNA而刺激翻译起始。3. 对蛋白质结构的描述分那几个层次，简述之？：一级结构：氨基酸序列；二级结构：螺旋、折叠等；超二级结构：若干二级结构元件组合在一起，彼此相互作用，形成有规则的二级结构组合；结构域：在二级结构或超二级结构的基础上形成三级结构的局部折叠区；三级结构：所有原子的空间位置；四级结构：多亚基蛋白。4. 简述蛋白质泛素化修饰的过程：ATP供能的情况下泛素激活酶E1粘附在泛素分子尾部的Cys残基上激活泛素，接着E1将激活的泛素分子转移到泛素结合酶E2上，随后E2和一些种类不同的泛素连接酶E3共同识别靶蛋白，对其进行泛素化修饰。根据E3与靶蛋白的相对比例可以将靶蛋白单泛素化修饰和多聚泛素化修饰。蛋白质泛素化的结果是使得被标记的蛋白质被蛋白酶分解为较小的多肽、氨基酸以及可以重复使用的泛素。5. 简述3种研究蛋白-RNA相互作用的方法：RNA-IP技术(RNA免疫沉淀)：运用针对目标蛋白的抗体把相应的RNA-蛋白复合物沉淀下来，然后经过分离纯化就可以对结合在复合物上的RNA行分析；RNA pull-down：体外转录合成RNA分子，并用生物素或其他标记物标记，RNA通过变性复性过程形成特定的结构，作为捕获蛋白质的“诱饵”。然后“诱饵”同细胞裂解液一起孵育，孵育过程中RNA与特定的蛋白分子相互作用并结合在一起，通过RNA标记物的抗体将结合了蛋白的RNA分子捕获下来，分离其中的蛋白质，即为“捕获蛋白”，“捕获蛋白”可以利用质谱等后续分析方法解析，得到与研究的RNA分子相互作用的蛋白质信息；：RNA-EMSA(RNA electrophoretk：mobility shiftassay，RNA凝胶迁移实验)：经过标记的RNA探针与纯化的蛋白质一起孵育，使其发生相互作用，并且结合。然后通过非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离混合物。与蛋白结合后的RNA在胶中的迁移速率要慢于没有结合的RNA探针，经过转膜与显影就可以显示出一条shift条带。如果RNA没有与蛋白发生结合就会迁移到胶的底部，无法观察到shift条带。通常为了验证RNA与该蛋白结合的特异性，还需要加入同样序列的非标记RNA探针，与标记的RNA探针竞争性结合蛋白。如果观察到随着加入的非标记RNA探针量的增加，shift带变弱，就说明RNA探针与蛋白的结合具有特异性。6. DNA复制过程：起始：起始蛋白与DNA结合并开始解链；解旋酶打开DNA互补双链间的氢键；单链结合蛋白辅助稳定解链的单链；拓扑异构酶II（真核）形成负超螺旋以缓解解旋过程中产生的压力。延伸：以解旋的一条母链为模板，DNA聚合酶III催化形成互补的子链，此链叫前导链。后随链由复制叉中不连续合成的短片段组成，需要引物酶合成RNA引物，一旦引物与母链结合，DNA聚合酶III合成DNA片段来延伸之即冈崎片段。DNA聚合酶I移除引物后再在空缺的位子上增补DNA。DNA连接酶再把冈崎片段连接成一条完整的链。终止：新DNA合成结束即为终止，两条新DNA分子相互分离，复制装置也拆除。7. 请简述高尔基体的组成及其主要功能：高尔基体是由许多扁平的囊泡构成的以分泌为主要功能的细胞器。顺面膜囊接受来自内质网新合成的物质并将其分类后大部分转入高尔基体中间膜囊，小部分蛋白质与脂质再返回内质网；中间膜囊参与糖基化修饰、糖脂、多糖的形成，有很大的膜表面，增大了合成与修饰的有效面积；反面膜囊ph比其他部位低，功能是蛋白质的分类、包装、输出以及晚期蛋白质修饰，并保证蛋白与脂质的单向转运。8. 简述如何检测蛋白质磷酸化及如何研究磷酸化在蛋白质功能发挥中的意义：检测方法：放射性同位素标记；蛋白免疫印迹；荧光染色法；流失细胞技术；质谱分析法；bio-piex悬液芯片。意义：蛋白激酶和蛋白磷酸酶通过将一些酶类或蛋白磷酸化与去磷酸化，控制着它们的活性，使细胞对外界信号作出相应的反应。通过蛋白磷酸化，调节蛋白的活性，通过蛋白磷酸化，逐级放大信号，引起细胞反应。9. 细胞膜上参与信号传导的受体的种类和特征10. 原核转录起始过程：首先RNA聚合酶识别并结合启动子，形成闭合封闭转录复合体，闭合转录复合体中的DNA分子保持完整的双螺旋结构；然后闭合转录复合体变成开放转录复合体，可将转录复合体中的DNA分子接近-10序列的部分双螺旋解开。最后转录开始，转录复合体发生构象改变，并离开启动子，随着转录进入延长阶段，亚基与RNA聚合酶解离，由核心酶催化RNA链延伸。11. 请简述DNA甲基化的鉴定方法（至少两种）：甲基化特异性PCR（MS-PCR）：用亚硫酸氢盐处理基因组DNA，所有未发生甲基化的胞嘧啶被转化为尿嘧啶，而甲基化的胞嘧啶不变；随后设计针对甲基化和非甲基化序列的引物进行PCR。通过电泳检测MSP扩增产物，如果用针对处理后甲基化DNA链的引物能得到扩增片段，则说明该位点存在甲基化；反之，说明被检测的位点不存在甲基化；亚硫酸氢盐处理+测序：经过亚硫酸氢盐处理后，用PCR扩增目的片段，并对PCR产物进行测序，将序列与未经处理的序列进行比较，判断CpG位点是否发生甲基化。12. 真核转录和原核转录的特征和差异：真核生物的转录在细胞核内进行，原核生物则在拟核区进行；真核生物mRNA分子一般只编码一个基因，原核生物的一个mRNA分子通常含多个基因；真核生物由三种不同的RNA聚合酶催化RNA合成，而在原核生物中只有一种RNA聚合酶催化所有RNA合成；真核生物的RNA聚合酶不能独立转录RNA，三种聚合酶都必须在蛋白质转录因子的协助下才能进行RNA的转录，其RNA聚合酶对转录启动因子的识别也比原核生物要复杂得多，原核生物的RNA聚合酶可以直接起始转录合成RNA。13. 目前通用的模式动物线虫，斑马鱼和小鼠作为医学研究模式生物的优缺点：线虫：用于发育生物学、神经生物学、细胞生物学及分子生物学研究。特点：易培养，生命周期短，胚胎发育速度快，通身透明、体细胞少，存在雄性及雌雄同体生物型，增加基因重组及新等位基因引入机会；zebrafish 斑马鱼：产卵多，繁殖迅速；胚胎通体透明，是进行胚胎发育机理和基因组研究的好材料；mouse 小鼠：体积小，繁殖快，饲养容易；遗传学研究最详细；与人基因、人发育模式相似；有众多遗传背景清楚的近交系和人类疾病的动物模型。14. 原核和真核核糖体的组成差异：原核细胞：核糖体较小，沉降系数为70S，由50S和30S两个亚基组成。大亚基23S，5S rRNA，小亚基16S rRNA；真核细胞：核糖体体积较大，沉降系数是80S，由60S和40S两个亚基组成。大亚基28S，5.8S rRNA，小亚基18S rRNA。15. 简述3种研究蛋白-蛋白相互作用的方法：酵母双杂交系统：原理是当靶蛋白和诱饵蛋白特异结合后，诱饵蛋白结合于报道基因的启动子，启动报道基因在酵母细胞内的表达，如果检测到报道基因的表达产物，则说明两者之间有相互作用，反之则两者之间没有相互作用；荧光共振能量转移（FRET）：处于激活状态的供体，可以将其本身的荧光传递到与之十分邻近的受体上。因此，如果用遗传突变的绿色荧光蛋白（GFP）或是合成的荧光染料标记蛋白质，则可以通过荧光体之间的能量传递来确定两蛋白质的相互作用；免疫共沉淀：在非变性的条件下裂解细胞，蛋白质之间的相互作用还可以保持，所以就可利用免疫共沉淀方法找出相互作用的蛋白质。16. 简要阐述影响真核细胞转染效率的因素及改进方法：转染试剂：应根据实验要求和细胞特性选择适合的转染试剂；细胞状态：最适合转染的细胞是经过几次传代后达到指数生长期的细胞，细胞生长旺盛，最容易转染；转染方法：转染时应跟据具体转染试剂推荐的方法，但也要注意，因不同实验室培养的细胞性质不同，质粒定量差异，操作手法上的差异等，其转染效果可能不同，应根据实验室的具体条件来确定最佳转染条件；载体构建：转染载体的构建（病毒载体，质粒DNA，RNA，PCR产物，寡核苷酸等）也影响转染结果。病毒载体对特定宿主细胞感染效率较高，但不同病毒载体有其特定的宿主，有的还要求特定的细胞周期。17. 基因表达的时空差异：虽然同一生物体的各种细胞含有完全相同的基因组，但是它们在细胞内并非同时表达，而是根据生长，分化和发育等功能的需要，