浙江大学分子生物学复习题.docx

Central dogma: 中心法则：是指遗传信息从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。某些病毒中的RNA自我复制（如烟草花叶病毒等）和在某些病毒中能以RNA为模板逆转录成DNA的过程（某些致癌病毒）是对中心法则的补充。Translational medicine: 转化医学, 医学研究,试图在基础研究和临床治疗之间建立更直接的关系,把生物医学的研究成果转化为有前景的新型诊断试验,治疗及药物.Hapmap: 国际人类基因组单体型图计划.HVP (Human Variome Project): the global initiative to collect and curate all human genetic variation affecting human health. Its mission is to improve health outcomes by facilitating the unification of data on human genetic variation and its impact on human healthReversible phosphorylation:可逆磷酸化,很多蛋白都通过磷酸化和去磷酸化发挥功能Translational research:转化研究, 转化研究转化医学或称为转化研究(Translational research)作为一种新理念,旨在推动基础研究成果快速临床转化用于疾病诊断、预防和治疗之中,其核心是在实验室与临床之间建立一个双向转化通道.Genetic variation:遗传变异,是对同一基因库中生物体之间呈现差别的定量描述。遗传与变异，是 生物界不断地普遍发生的现象，也是物种形成和生物进化的基础Polymorphisms:多态性, 指生物群体内存在和等位基因相关的若干种表现型,是单一基因座变异在群体水平的体现,HardyWeinberg equilibrium: 哈迪温伯格平衡, 在理想状态下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在遗传中是稳定不变的，即保持着基因平衡。Linkage disequilibrium: 连锁不平衡,不同座位上等位基因连锁状态的描述,指这些等位基因在同一条染色体上出现的频率大于随机组合的预期值,其原因有遗传漂变突变选择基因转换群体混合等.Genetic marker: 遗传标记,染色体上的物理位置可被确定,遗传能被跟踪的DNA片段。标记可以是一个基因,或不知道功能的DNA片段。Single nuclear polymorphisms (SNPs)单核苷酸多态性,主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。Haplotype: 单倍型，是单倍体基因型的简称，或作遗传达室标记在遗传学上是指在同一染色体上进行共同遗传的多个基因座上等位基因的组合；通俗的说法就是若干个决定同一性状的紧密连锁的基因构成的基因性。Microsatellite: 微卫星 多型性的一种类型。可作遗传达室标记,指两个或多个核苷酸重复排列，且不同的重复序列相邻的形式，长度约2到10个碱基对，常见于非编码的内含子中,分单一型,复合型及间断型Model organism: 生物学家通过对选定的生物物种进行科学研究，用于揭示某种具有普遍规律的生命现象，此时，这种被选定的生物物种就是模式生物.其特点:利于解决研究者关注的问题,可代表生物界某一大类群;对人体环境无害,易获得并在实验室内饲养繁殖;世代短,子代多,遗传达室背景清楚;容易进行实验操作,特别是具有遗传达室操作,特别Systems genetics: 系统遗传学, 众多的基因和环境因素能导致表型的改变，系统遗传学通过整合系统生物学的问题和方法来理解这种复杂的关系，并通过遗传学的知识来解决基因型和表型在复杂特性和疾病间的基本问题。Cre-loxP system: Cre-LoxP系统是源于P1噬茵体的一个DNA重组体系，由Cre酶和相应的LoxP住点组成，它能导致重组发生在特定的DNA序列处（LoxP住点），该系统可以将外源基因定点整合到染色体上或将特定DNA片段删除，这种定位重组系统在大容量噬菌体抗体库，抗体重排，抗体的类型转换和抗体修饰等研究领域发挥了重要的作用Conventional and Conditional knockout mice: 传统的基因敲除小鼠和条件的基因敲除小鼠转基因、基因敲入/敲除动物技术已经成为现代生命科学基础研究和药物研发领域不可或缺的重要技术,通过经典技术如DNA原核显微注射、胚胎干细胞显微注射技术Chimera mice: 嵌合鼠的获得是通过ES细胞途径得到转基因小鼠的关键环节. 嵌合体是不能遗传的，转基因鼠是可以遗传的，一般做转基因或条件性敲除，首先得到的是嵌合体，也就是你转的东西没到生殖细胞里，然后才能筛选得到真正的转基因鼠DNA ligase: DNA连接酶, 就是连接DNA链3-OH末端和，另一DNA链的5-P末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的DNA链连成完整的链。Single-strand DNA-binding protein:单链DNA结合蛋白, 缩写SSB或SSBP）又称单链结合蛋白，是专门负责与DNA单链区域结合的一种蛋白质，为DNA复制、重组和修复所必需的成分。Telomerase: 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，与端粒结合蛋白一起构成特殊的“帽子”结构，用于维持染色体的完整性。端粒与细胞老化有明显关系，DNA 复制一次，端粒缩短一点。一旦端粒耗尽，染色体易于突变而导致动脉硬化及某些癌症。端粒DNA 由简单DNA 高度重复序列组成，染色体末端沿53方向富含GT，并有许多蛋白与端粒DNA 结合。端粒DNA 主要功能：保护染色体不被核酸酶降解；防止染色体相互融合；为端粒酶提供底物，解决DNA 复制的末端隐缩，保证染色体的完全复制。sigma factor: 原核生物RNA聚合酶全酶的成份,功能是辨认转录起始区,这种因子称70,此外还有分子量不同,功能不同的其他因子。polycistronic and moncistronic:单顺反子是真核基因的转录形式。一个启动子后仅具有一个编码序列。而多顺反子出现于原核生物，即若干个基因由一个启动子控制，转录在一条mRNA上TATA” box: TATA盒，它的共有序列是TATAAAA。TATA盒通常位于转录起始点上游-25 -30 bp，控制转录起始的准确性及频率。TATA盒是基本转录因子TFIID结合位点。除TATA盒外，GC盒（GGGCGG）和CAAT盒（GCCAAT）也是很多基因常见的，它们通常位于转录起始点上游-30 -110 bp区域（图15-6）。zinc finger protein: 具有重复结构的氨基酸模式，相隔特定距离的胱氨酸结合锌指，能与某些RNA/DNA 结合。“gel-shift” and “super-shift” assay : 研究蛋白与DNA相互作用的实验技术,特殊的蛋白质,那么由于分子量的加大,它在凝胶中的迁移作用便会受到阻滞,于是朝正极移动的距离也就相应的缩短,因而在凝胶中出现滞后的条带,RNP: 包含RNA 的核蛋白，即RNA 和蛋白质结合在一起的一种形式。RNP 包括核糖体，端粒酶及snRNP（小核RNP，由snRNA 同蛋白质结合形成，用于hnRNA 的剪切和拼接）。5UTR and 3 UTR: UTR：untranslational region，指的是mRNA上5或3端的非翻译区.SD序列（Shine-Dalgarno sequence）:mRNA 中用于结合原核生物核糖体的序列 。 位于 细菌 mRNA AUG 上游 约 10 个碱基处 ，有一段富含嘌呤的碱基序列，能识别细菌 16S rRNA 3 端，帮助从 AUG 处开始翻译。E site:E位点是脱氨酰tRNA(deaminoacyl-tRNA)离开A位点到完全从核糖体释放出来的一个中间停靠点,只是作暂时的停留。当E位点被占据之后,A位点同氨酰tRNA的亲和力降低,防止了氨酰tRNA的结合,直到核糖体准备就绪,E位点腾空,才会接受下一个氨酰tRNAP site:即肽酰tRNA位点(peptidyl-tRNA site), 又叫供位(donor site), 或肽酰基位点, 主要位于大亚基, 是肽基tRNA移交肽链后肽酰tRNA所占据的位置, 即与延伸中的肽酰tRNA结合位点。A site:即氨酰基位点，是与新掺入的氨酰tRNA(aminoacyl-tRNA )结合的位点, 又叫受位(entry site)，主要位于大亚基，是接受氨酰tRNA的部位。Kozak序列：真核生物 mRNA 上 的一段序列，在翻译起始中有重要作用。核糖体能识别这段序列，并把它作为翻译起始位点。 但 这段序列并核糖体结合位点 （ RBS ） ，而是帽子结构 。真核生物 AUG 上下游的最佳序列 ： - 3 位为嘌呤碱基 ， + 4 位为 G ， AUG 中 A 处于 + 1位。 A/GCCAUGG 被称为 kozak 序列或扫描序列 。内部核糖体进入位点（IRES）:内部核糖体进入位点，缩写IRES，是一段核酸序列，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RNA（mRNA）中间起始翻译成为可能。上游读码框（uORF）:开放读码框，是分子病理学领域中最孤独的首位字母缩写名词，代表DNA或RNA序列中一段不含终止密码的连续的非重叠核苷酸密码字。分子伴侣（chaperone）:分子伴侣是一种引导蛋白质正确折叠的蛋白质。当蛋白质折叠时，它们能保护蛋白质分子免受其它蛋白质的干扰。很多分子伴侣属于热休克蛋白（例如HSP-60），它们在细胞受热时大量合成。热激可导致蛋白质稳定性降低，增加错误折叠的几率，因此在受到热刺激时，细胞中的蛋白质需要更多热休克蛋白的帮助。核定位信号（nuclear localization signal, NLS）:核定位序列(Nuclear localization signal)蛋白质的一个结构域，通常为一短的氨基酸序列，它能与入核载体相互作用，使蛋白能被运进细胞核。泛素（ubiquitin）:是一种存在于大多数真核细胞中的小蛋白。它的主要功能是标记需要分解掉的蛋白质，使其被水解。当附有泛素的蛋白质移动到桶状的蛋白酶的时候，蛋白酶就会将该蛋白质水解。泛素也可以标记跨膜蛋白，如受体，将其从细胞膜上除去。蛋白质泛素化（protein ubiquitination）:泛素是一类低分量的蛋白质，泛素化是指泛素分子在一系列酶作用下，对靶蛋白进行特异性修饰的过程。一些特殊的酶将细胞内的蛋白质分类,从中选出靶蛋白分子。模序（motif）:在许多蛋白质分子中，可以发现2到3个具有二级结构的肽段，在空间上互相接近，形成一个具有特殊功能的空间结构，称为蛋白质的“模序”。肽平面（peptide plane）:肽键具有一定程度的双键性质，参与肽键的六个原子C、H、O、N、C1、C2不能自由转动，位于同一平面，此平面就是肽平面协同效应（cooperativity）:在血红蛋白与氧结合的过程中，首先一个氧分子与血红蛋白四个亚基中的一个结合，与氧结合之后的珠蛋白结构发生变化，造成整个血红蛋白结构的变化，这种变化使得第二个氧分子相比于第一个氧分子更容易寻找血红蛋白的另一个亚基结合，而它的结合会进一步促进第三个氧分子的结合，以此类推直到构成血红蛋白的四个亚基分别与四个氧分子结合。而在组织内释放氧的过程也是这样，一个氧分子的离去会刺激另一个的离去，直到完全释放所有的氧分子，这种有趣的现象称为协同效应。等电点（isoelectric point, pI）:蛋白质是两性电解质，在特定的pH溶液中所带正电荷数恰好等 于负电荷数。此时蛋白在电场中不再移动，此溶液的pH称该蛋 白质的等电点。蛋白质双相电泳（2-dimension electrophoresis）:是一种等电聚焦电泳与SDS-PAGE相结合，分辨率更高的蛋白质电泳检测技术。双向电泳后的凝胶经染色蛋白呈现二维分布图，水平方向反映出蛋白在等电点上的差异，而垂直方向反映出它们在分子量上的差别。所以双向电泳可以将分子量相同而等电点不同的蛋白质以及等电点相同而分子量不同的蛋白质分开。双向电泳是快速成长的蛋白质组学技术中最流行最通用的蛋白质分离方法。免疫共沉淀（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相互作用的经典方法。是确定两种蛋白质在完整细胞内生理性相互作用的有效方法.荧光共振能量转移（FRET）:当一个荧光分子（又称为供体分子）的荧光光谱与另一个荧光分子（又称为受体分子） 的激发光谱相重叠时， 供体荧光分子的激发能诱发受体分子发出荧光， 同时供体荧光分子自身的荧光强度衰减。核糖体展示（Ribosome Profiling）:一种利用功能性蛋白相互作用进行筛选的新技术，它将正确折叠的蛋白及其mRNA同时结合在核糖体上，形成mRNA-核糖体-蛋白质三聚体，使目的蛋白的基因型和表型联系起来，可用于抗体及蛋白质文库选择、蛋白质体外改造等。运用此技术已成功筛选到一些与靶分子特异结合的高亲和力蛋白质， 包括抗体、 多肽、 酶等， 是蛋白质筛选的重要工具。染色质免疫沉淀（Chromatin Immunoprecipitation，ChIP）:被用来研究细胞内DNA与蛋白质相互作用，具体来说就是确定特定蛋白(如转录因子)是否结合特定基因组区域(如启动子或其它DNA结合位点)-可能定义顺反组。ChIP还被用来确定基因组上与组蛋白修饰相关的特定位点(即组蛋白修饰酶的靶标)。 此方法的简要过程是:细胞裂解液里的蛋白和相关染色质暂时结合;染色质(DNA)-蛋白复合物被剪切，与所研究蛋白相关的DNA片断被选择性免疫沉淀;相关DNA片断被纯化，顺序被测定。一般认为这些DNA顺序在活体内与所研究蛋白结合。Epigenetics 表观遗传学：是一门生物学学科 ,究在没有 DNA 序列改变的情况下 ，基因功能可逆 、可遗传的改变。这些改变包括： DNA 的修饰 （如 甲基化 ） 、组蛋白修饰、 基因组印记 、 RNA 干扰 等 。 Paramutation 副突变：指 单一基因座上两个等位基因之间的互作 ， 一个等位基因 导致另一个等位基因的 转录产生稳定可遗传变化。X-chromosome inactivation X 染色体失活或里昂化（ lyonization lyonization lyonization lyonization ） ：指雌性哺乳类细胞中两条 X 染色体的其中之一失去活性 ，其 X 染色体 高度浓缩被 包装成 无转录活性的 异染色质而沉默化。 Transmembrane transport 跨膜运输：指被动运输 （自由扩散、 协助扩散 ） 、 主动运输 、内吞和外排三 个过程 。自由扩散： 一些脂溶性物质由 细胞 膜高浓度一侧向低浓度一侧 扩散 。 协助扩散 ： 一些非脂溶性物质或 亲水性 物质 ， 在膜镶嵌蛋白 （ 载体蛋白或通道蛋白 ） 协助下 ， 顺电化学梯度向膜内运输 。 主动运输： 物质依靠膜 “ 泵蛋白 ” ，逆电化学梯度向膜内运输， 是一种耗能过程 。大分子及颗粒性物质运输通过内吞（ 固体物质，称吞噬；液态物质，称 胞饮）和外排实现。 Cotranslation共翻译：含多个可读框的 mRNA 或多个 mRNA 同时翻译成蛋白质的过程 ， 可发生在生物体内 ，也可用基因操作进行 ； 在肽链合成同时进行加工的过程 。 如共翻译折叠 、 共翻译转运 、 共翻译糖基化等 ； 在基因操作中 ， 将突变基因引入细胞并与野生型基因同时翻译产生蛋白质的过程 ； 将融合基因引入细胞合成融合蛋白的过程。signal transduction 信号传导：将胞外 信号 传递到胞内的过程称为信号传导。受体 识别并结合相应配体（第一信使 ） ，引起 胞内 第二信使 cAMP 、 cGMP 、 DAG 、 IP3 、 Ca 2+ 等浓度发生变化并作用于相应效应器 ，产生一系列生化反应及蛋白质相互作用，进而导致细胞产生应答反应。 Jak-stat signal pathway ：JAK （ just another kinase 或 janus kinase ）是一类非受体酪氨酸激酶家族 。 JAK 底物 为STAT ，即信号转导子和转录激活子（ signal transducer and activator of transcription STAT ） ， 具有 SH2 和 SH3 两类结构域 。 JAK - STAT 信号通路 ： 配体 （ 细胞因子如 白介素 IL 、 干扰素 IFN 、集落刺激因子 CSF 、 生长激素 GH ）与 受体 结合导致受体二聚化 ； 二聚化受体 征集并 激 活JAK ； JAK 磷酸化 STAT ； STAT 形成二聚体，暴露入核信号； STAT 入核，调节基因表达 。Chemical Communications化学通讯 ：是间接 细胞通讯 ， 指 细胞 分泌一些 化学物质 （ 如 激素 ） 至细胞外 ， 作为 细胞信号分子 作用于 靶细胞 ， 调节其功能 。 根据化学信号分子可以作用的距离范围 ， 分为 内分泌 （ endocrine ） 、旁分泌（ paracrine ） 、自分泌（ autocrine ） 、突触信号发放（ synaptic ） 。RPTKs 受体酪氨酸激酶：酪氨酸激酶可分为三类：受体酪氨酸激酶 、 胞质酪氨酸激酶 、 核内酪氨酸激酶 。 RPTKs 是 最大的一类酶联受体 ， 能特异性 磷酸化 靶蛋白 某些酪氨酸残基 ， 从而 调节其功能 。由三部分组成 ： 胞外结构域 （ 含配体结合位点 ） 、 单次跨膜疏水 螺旋区 、 胞内结构域 （ 有 酪氨酸激酶活性 ） 。 胞外配体 结合受体部分后激活其胞内的激酶活性域，从而对 靶蛋白 酪氨酸残基进行磷酸化。Actin filament 肌动蛋白丝：肌动蛋白丝又称微丝 ，直径为 7nm 的丝状结构，出现在所有真核细胞内，是细胞骨架的重要 成分。单体 肌动蛋白 即球形肌动蛋白（ G-actin ） ， 多聚体肌动蛋白 即 纤维形肌动蛋白（ F-Actin ） 。 G-actin 一个接一个连成肌动蛋白链 ， 两串肌动蛋白链互相缠绕扭曲成一股微丝 。微丝对细胞 粘附 、铺展、 运动、 细胞分裂等许多细胞功能具有重要作用 。简答题1 请简要说明Gregor Mendel, Fred Griffith, James Watson & Francis Crick的研究工作对于分子生物学学科发展的主要贡献。A、Gregor Mendel 豌豆杂交实验1）law of segregation 分离定律（3:1）：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。2）Law of Independent Assortment 独立分配定律（9:3:3:1）：同源染色体相同位置上决定相对性状的基因在形成配子时，等位基因分离，非等位基因自由组合。孟德尔做两对相对性状的杂交实验时发现，基因分离比为9:3:3:1。B、Thomas Hunt Morgan 果蝇杂交实验Linkage and Recombination 连锁互换定律：减数分裂形成配子，位于同一条染色体上的不同基因，常常连在一起进入配子；减数分裂形成四分体，位于同源染色体上的等位基因有时会随非姐妹染色单体的交换而发生交换，产生基因重组。C、Archibald Garrod 第一个揭示基因与表型之间的关系其对尿黑酸症的研究揭示了基因和酶的关系。D、Fred Griffith 肺炎双球菌体内转化实验肺炎双球菌是一种致病菌，存在无毒的R 型及剧毒的S 型。活的、无毒的R 菌注入小鼠体内，小鼠不死亡；活的、剧毒的S 菌注入小鼠体内，小鼠死亡；加热杀死的S 菌注入小鼠体内，小鼠不死亡；大量加热杀死的S 菌及少量活的、无毒的R 菌一起注入小鼠体内，小鼠死亡，并分离出有活性的S 菌。得出结论：加热杀死的S 菌有一种“转化因子”能使R菌转化为S 菌，使小鼠致死。肺炎双球菌转化实验为DNA 是遗传物质奠定了基础。James Watson & Francis Crick 提出DNA 反向平行双螺旋结构模型E、 简述遗传变异(Genetic variations)的主要形式及生物学意义变异：不可遗传变异及可遗传变异。不可遗传变异由环境引起，遗传物质并没有发生变化，可遗传变异由遗传物质的改变引起，包括染色体变异及基因变异。染色体变异：染色体结构变异及染色体数目变异。染色体结构变异：缺失（染色体某一片段缺失）、重复（染色体某一片段增加）、倒位（染色体某一片段位置颠倒）、易位（染色体某一片段转移至另一条非同源染色体上）。染色体数目变异：染色体个别数目变化以及染色体数目以染色体组为单位成倍增加或减少。基因变异：基因重组及基因突变。基因重组指控制不同性状的非等位基因之间的重新组合；基因突变指DNA 分子发生碱基的替换、插入或缺失。大多数染色体变异会对机体产生严重损害，但人工诱导多倍体在育种上具有广泛用途；基因重组不能产生新性状但可产生新基因型，使后代具有两个亲本的遗传特性，具有更强的适应力及变异性，利于个体生存及种群进化，对生物进化具有重要意义，也是生物多样性的重要原因。此外，基因重组是杂交育种和现代转基因技术的理论基础；基因突变可产生新性状，为生物进化提供大量的原材料，也是生物变异的根本来源。2 简述Microsatellite与Single nucleotide polymorphisms(SNPs)主要特点及其在遗传标记应用的主要区别？微卫星：指基因组中由短重复单元（一般为26 个bp，通常是4 bp）组成的DNA 串联重复序列，可作为遗传标记。主要特点：非编码DNA 序列，在整个人类基因组中均匀分布；高突变率（每代0.10.2%）；遵循孟德尔遗传；共显性表达。SNPs：个体间基因组DNA 序列同一位置单个核苷酸变异（替代、插入或缺失）所引起的DNA 序列多态性，群体突变频率不低于1%。主要特点：双等位标记；在DNA 分子上分布不均匀；密度高；具有遗传稳定性；检测和分析易实现自动化。3 举例几种常见的模式生物（Model organisms）及其主要特点A、sea urchin 海胆：最早模式生物，主要用于早期发育生物学（受精、早期胚胎发育）。B、fruit fly 果蝇：主要用于遗传和发育研究。特点：繁殖快，遗传背景清楚，染色体巨大，易于进行基因定位，便于遗传操作。C、Arabidopsis thaliana 拟南芥：主要用于有花植物的细胞、遗传、发育、分子生物学研究。特点：植株小、每代时间短、结子多、生活力强，其基因组在目前已知植物基因组中最小（易于基因克隆和分析），自花受粉基因高度纯合，易获得各种代谢功能缺陷型。D、C.elegans 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。E、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。F、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。4 简述Zebrafish作为模式动物应用于肿瘤转移研究的主要特色对致癌化合物引起的斑马鱼肿瘤的研究显示，斑马鱼肿瘤在基因组学和组织病理等方面与人类肿瘤高度相似.主要方法包括化学致癌剂诱变方法、筛选肿瘤易感性增加的突变体方法、创建特定肿瘤的转基因模型方法等。利用鱼类来研究癌症已经有几十年的历史。早在20 世纪60 年代，美国NIH 的Dawe 等32采用化学诱变方法使斑马鱼罹患肝癌。哈佛大学Zon 和Look等多年来一直倡导和致力于利用斑马鱼为模式生物研究癌症和造血系统疾病，并卓有建树。继2003 年他们合作创建首个斑马鱼白血病模型后33，又陆续建立了斑马鱼的黑色素瘤、横纹肌肉瘤等模型。他们利用热休克蛋白启动子和Cre-loxP 系统在斑马鱼体内表达突变的Ras 基因，在热击处理的25日龄的斑马鱼上分别出现横纹肌肉瘤、骨髓异常增生综合征、恶性周围神经鞘膜瘤、肠增生等四种肿瘤症状。这种热击处理可以在成年后在特定的组织或细胞上进行，同样可以启动表达突变的Ras 基因而诱发病变。该方法为在特定组织细胞或其他不常见肿瘤的模型构建开辟了一条新路。利用 Cre-loxP系统，他们还建立了MYC 诱导的T 细胞急性成淋巴细胞白血病34。Yang 等35在斑马鱼胰岛 细胞、肌肉细胞和神经元中表达MYCN 基因，这些转基因斑马鱼表现出胰腺神经内分泌癌变症状。此外，在斑马鱼上已成功获得淋巴肉瘤、肝癌、乳腺癌等模型36。利用细胞移植的方法也可以建立某些肿瘤的斑马鱼模型。Langenau 等33将白血病模型转基因斑马鱼的血细胞转入亚致死照射过的野生型斑马鱼，同样可以引起白血病症状。将人或老鼠来源的肿瘤培养细胞转入斑马鱼体内，现已经得到了黑色素瘤，并在移植形成的肿瘤中都观察到有新生血管的形成37，提示可以利用抑制斑马鱼肿瘤血管生成的策略来开发新型抗癌药物。化学致癌剂二甲基苯蒽、N- 甲基-N- 硝基-N- 亚硝基胍等可诱导斑马鱼多种器官表现出多种良性和恶性肿瘤，如肝癌、软骨瘤、血管瘤、血管肉瘤、平滑肌肉瘤、横纹肌肉瘤、精原细胞瘤等。其他亚硝基化合物，如二甲基亚硝胺和亚硝二乙胺可引起肝癌等癌症。此外，可以用ENU等化学诱变剂或射线辐射等进行基因的随机突变，通过正向遗传学方法建立肿瘤模型，并进行病因和病理的研究1 请简要说明Cre-loxP技术的基本原理并举例说明基因敲除模式动物在分子医学领域的主要应用价值条件性基因敲除主要通过Cre-loxP 重组系统实现，该系统是位点特异性重组酶系统，可使靶基因的表达或缺失发生在实验动物发育的某一阶段或某一特定的组织器官。此外，若与控制Cre 表达的其他诱导系统相结合，还可对某一基因同时实现时空两方面的调控。Cre-loxP 系统的原理：Cre（cyclization recombination）是一种由343 个氨基酸组成的单体蛋白，与噬菌体来源的整合酶家族结构类似，可引发loxP 位点的DNA 重组。loxP 是噬菌体P1（34bp）上的位点，含两个13 bp 反向重复序列和一个8 bp 核心序列（决定loxP方向），loxP 是Cre 识别位点。当靶基因位于两个loxP 位点之间时，会在Cre 作用下缺失（两个loxP 方向相同）或倒转（两loxP 位点方向相反），若两个loxP 位点分别位于两条不同DNA链或染色体上，Cre 能介导两条DNA 链交换或染色体易位。基于Cre-loxP 的基因打靶分两步：第一步在胚胎干细胞的基因组中引入loxP，下一步通过Cre 介导的重组实现靶基因的遗传改变。在细胞水平上，可用Cre 表达质粒转染靶细胞，再识别loxP。在个体水平上，将重组杂合子小鼠与Cre 转基因小鼠杂交，筛选子代小鼠可得条件性敲除小鼠，也可将Cre 基因置于可诱导的启动子控制下，通过诱导表达Cre 将loxP位点之间的基因切除（诱导性基因敲除），实现特定基因在特定时间或者组织中的敲除。采用基因敲除技术构建的人类疾病小鼠模型，对心脑血管疾病、糖尿病、帕金森病的研究做出了重要贡献，对疾病机理、药物靶点及临床治疗的研究具有深远意义。如在小鼠RhoA基因exon 3 两侧引入loxP ， 获得RhoAflox/flox 小鼠， 再与PF4 Cre 小鼠杂交， 获得RhoAflox/flox,PF4-Cre 即RhoA-/-小鼠，进而研究RhoA-/-对血小板活性、血栓形成及出凝血的影响。简要说明Overexpression，knockout, knockdown, Dominant negative mutation，Truncation，loss-of-function, gain-of-function这些分子操纵技术常用术语的含义Overexpression,就是过表达的意思埃生物学上研究某一基因的功能时，经常把它给过表达，让细胞里这种基因量变得很大，这样，基因翻译成的蛋白质就很多了。如果原本这种蛋白质有一定的功能，这种功能可能就会被放大，便于观察和检测。knockout利用基因敲除技术,能修复细胞中的病变基因。 基因敲除的本质就是以外源DNA通过同源重组的方式替代基因组上原有基因。knockdown是一种抑制基因的方法，翻译为“基因抑制”，一般采用 RNA干扰(RNA interference，简称RNAi)达到目的,用途广泛，且为生物研究的有力工具。Dominant negative mutation显性负突变：在广义上，凡一对等位基因中因其中一个突变或丢失所致的另一个正常等位基因的功能活性丧失，都称为显性负突变。换言之，显性负突变即杂合的突变产生了纯合突变的效应。Truncation截断,在基因中插入一段序列,使其不能正确表达蛋白.loss-of-function功能缺失型(突变), gain-of-function功能获得型(突变);两者为遗传学最基本的原则.简要回答DNA复制中所需要的酶及其所发挥的功能大致分为复制起始，延伸和终止三个阶段。以原核生物DNA 复制为例：（1）复制起始：DNA 双螺旋的解旋。DNA 复制时，其双链首先解开，形成复制叉，复制叉的形成由多种蛋白质及酶参与。a、DNA 解旋酶：解开双链。大部分DNA 解旋酶沿53方向随复制叉前移，个别解旋酶（Rep 蛋白）沿35方向移动，可能是Rep 蛋白和特定DNA 解链酶分别在两条母链上协同作用以解开双链。b、单链结合蛋白（SSB）：SSB 结合在打开的单链上以稳定单链，不参与解旋。c、DNA 拓扑异构酶：解开随着复制叉打开而形成的超螺旋，使复制得以继续。d、引物合成酶：合成一段RNA 引物，引发DNA 复制。（2）DNA 链延伸：在DNA pol 的作用下，沿35方向的模板链可连续合成DNA，新合成的链称为前导链，沿53方向的模板链不能连续合成DNA，只能随着复制叉的打开合成冈崎片段，新合成的链称为后随链。（3）DNA 链终止：前导链是连续的，由DNA pol I（53聚合酶活性、35外切酶活性、53外切酶活性）通过其53外切酶活性切除RNA 引物。后随链是不连续的，有许多冈崎片段。RNase H（内切酶）降解RNA 引物，DNA pol I 利用后一个冈崎片段为引物，通过其53聚合酶活性合成DNA 补齐缺口，并由DNA 连接酶催化形成磷酸二酯键连接冈崎片段形成完整的后随链。真核生物基因转录过程中RNA聚合酶的种类及其各自功能？RNA聚合酶（RNA polymerase）的作用是转录RNA真核生物的RNA聚合酶分三类。RNA聚合酶存在于核仁中，转录rRNA顺序。RNA聚合酶存在于核质中，转录大多数基因，需要“TATA”框。RNA聚合酶存在于核质中，转录很少几种基因如tRNA基因如5SrRNA基因。简述两种基因转录终止的方式原核生物转录的终止一. 终止子的种类1.不依赖 因子的终止子(内在终止子) :体外实验中,只有核心酶和终止子就足以 使转录终止。结构特征:一是形成一个发夹结构茎，720 bp的IR序列形成(富含G/C)环，中间不重复序列形成发夹结构的突变可阻止转录的终止；二是68 个连续的U串(发夹结构末端)。2.依赖因子的终止子:蛋白质辅助因子-因子存在时,核心酶终止转录。 上述二者有共同的结构特征(序列差异)。(1) 结构 IR序列中的 G/C 对含量较少,发夹结构末端没有固定特征；(2) 靠与的共同作用而实现终止简述原核生物乳糖操纵子的结构及其生理功能1.乳糖操纵子组成：大肠杆菌乳糖操纵子含Z、Y、A三个结构基因，分别编码半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶，此外还有一个操纵序列O，一个启动子P和一个调节基因I。 2.阻遏蛋白的负性调节：没有乳糖存在时，I基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列O处，乳糖操纵子处于阻遏状态，不能合成分解乳糖的三种酶；有乳糖存在时，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵序列，乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶。所以，乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控。 3.CAP的正性调节：在启动子上游有CAP结合位点，当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时，cAMP浓度升高，与CAP结合，使CAP发生变构，CAP结合于乳糖操纵子启动序列附近的CAP结合位点，激活RNA聚合酶活性，促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。 4.协调调节：乳糖操纵子中的I基因编码的阻遏蛋白的负调控与CAP的正调控两种机制，互相协调、互相制约。请至少列举出4种不同的RNA并简要介绍其功能RNA主要有3类，即信使RNA（mRNA），核糖体RNA（rRNA）和转运RNA（tRNA）。这3类RNA分子都是单链，但具有不同的分子量、结构和功能。 在RNA病毒中，RNA是遗传物质，植物病毒总是含RNA。近些年在植物中陆续发现一些比病毒还小得多的浸染性致病因子，叫做类病毒。类病毒是不含蛋白质的闭环单链RNA分子，此外，真核细胞中还有两类RNA，即不均一核RNA（hnRNA）和小核RNA（snRNA）。hnRNA是mRNA的前体；snRNA参与hnRNA的剪接（一种加工过程）。自1965年酵母丙氨酸tRNA的碱基序列确定以后，RNA序列测定方法不断得到改进。目前除多种tRNA、5SrRNA、5.8SrRNA等较小的RNA外，尚有一些病毒RNA、mRNA及较大RNA的一级结构测定已完成，如噬菌体MS2RNA含3569个核苷酸。请回答RNA聚合酶II转录起始过程中的主要分子事件1转录起始：转录的起始就是生成由RNA聚合酶，模板和转录5端首位核苷酸组成的起始复合物。原核生物RNA5端是嘌呤核苷酸（A、G），而且保留三磷酸核苷的结构，所以其起始复合物是：pppG-DNA-RNA聚合酶。真核生物起始，生成起始前复合物（PIC）。例如RNA-pol-转录，是由各种TF相互辨认结合，再与RNA聚合酶结合，并通过TF结合到TATA盒上.2 转录延长：转录的延长是以首位核苷酸的3-OH为基础逐个加人NTP即形成磷酸二醋键，使RNA逐步从5向3端生长的过程。在原核生物，因为没有细胞膜的分隔，转录未完成即已开始翻译，而且在同一DNA模板上同时进行多个转录过程。电镜下看到的羽毛状图形和羽毛上的小黑点（多聚核糖体），是转录和翻译高效率的直观表现。3转录终止：转录的终止在原核生物分为依赖Rho因子与非依赖Rho因子两类。Rho因子有ATP酶和解螺旋酶两种活性，因此能结合转录产物的3末端区并使转录停顿及产物RNA脱离DNA模板。非依赖Rho因子的转录终止，其RNA产物3-端往往形成茎环结构，其后又有一串寡聚U。茎环结构可使因子聚合酶变构而不再前移，寡聚U则有利于RNA不再依附DNA模板链而脱出。因此无论哪一种转录终止都有RNA聚合酶停顿和RNA产物脱出这两个必要过程。真核生物转录终止是和加尾（mRNA的聚腺昔酸poly A）修饰同步进行的。RNA上的加尾修饰点结构特征是有AAAUAA序列。请简要回答酵母双杂交实验的原理酵母双杂交系统由Fields和Song等首先在研究真核基因转录调控中建立。典型的真核生长转录因子， 如GAL4、GCN4、等都含有二个不同的结构域： DNA结合结构域(DNA-binding domain)和转录激活结构域(transcription-activating domain)。前者可识别DNA上的特异序列， 并使转录激活结构域定位于所调节的基因的上游， 转录激活结构域可同转录复合体的其他成分作用，启动它所调节的基因的转录。二个结构域不但可在其连接区适当部位打开，仍具有各自的功能。而且不同两结构域可重建发挥转录激活作用。结合你的科研，谈谈你对基因表达时空特异性的理解基因表达的时空性:所有生物的基因表达都具有严格的规律性，即表现为时间特异性和空间特异性。基因表达的时间特异性是指某一特定基因的表达按一定的时间顺序发生。空间特异性是指多细胞生物个体在某一特定生长发育阶段，同一基因在不同的组织器官表达不同。在个体生长、发育过程中，一种基因产物在个体的不同组织或器官表达，即在个体的不同空间出现，这就是基因表达的空间特异性。简述蛋白质翻译起始阶段的主要事件1)30S 小亚基首先与翻译起始因子 IF-1,IF-2 和 IF-3 结合，通过 SD 序列与 mRNA 模板结合。2）在 IF-2 和 GTP 的帮助下，fMet-tRNA 进入小亚基的 P 位，tRNA 上的反密码子与 mRNA 上的起始密码子配对。3）带有tRNA，mRNA，三个翻译起始因子的小亚基复合物与50S大亚基结合，GTP水解，释放翻译起始因子。对蛋白质结构的描述分那几个层次，简述之？一级:蛋白质分子中，从N端至C端的氨基酸排列顺序; 肽键; 是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础. 二级: 蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，也就是该段肽链主链骨架原子的相对空间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象; 氢键; 螺旋、 折叠、 转角、无规卷曲、模体. 三级: 整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，也就是整条肽链所有原子在三维空间的排布位置; 疏水作用、离子键（盐键）、氢键、范德华力; 结构域、分子伴侣. 四级: 蛋白质分子中各个亚基的空间排布及亚基接触部位的布局及相互作用; 氢键、离子键; 亚基. 简述蛋白质有那些功能（即功能分类）。蛋白质的生理功能 1、构造人的身体：蛋白质是一切生命的物质基础，是肌体细胞的重要组成部分，是人体组织更新和修补的主要原料。人体的每个组织：毛发、皮肤、肌肉、骨骼、内脏、大脑、血液、神经、内分泌等都是由蛋白质组成，所以说饮食造就人本身。蛋白质对人的生长发育非常重要。 比如大脑发育的特点是一次性完成细胞增殖，人的大脑细胞的增长有二个高峰期。第一个是胎儿三个月的时候；第二个是出生后到一岁，特别是0-6个月的婴儿是大脑细胞猛烈增长的时期。到一岁大脑细胞增殖基本完成，数量已达成人的9/10。所以0到1岁儿童对蛋白质的摄入要求很有特色，对儿童的智力发展尤关重要。 2、修补人体组织：人的身体由百兆亿个细胞组成，细胞可以说是生命的最小单位，们处于永不停息的衰老、死亡、新生的新陈代谢过程中。例如年轻人的表皮28天更新一次，而胃黏膜两三天就要全部更新。所以一个人如果蛋白质的摄入、吸收、利用都很好，那么皮肤就是光泽而又有弹性的。反之，人则经常处于亚健康状态。组织受损后，包括外伤，不能得到及时和高质量的修补，便会加速机体衰退。 3、维持肌体正常的新陈代谢和各类物质在体内的输送。载体蛋白对维持人体的正常生命活动是至关重要的。可以在体内运载各种物质。比如血红蛋白输送氧（红血球更新速率250万/秒）、脂蛋白输送脂肪、细胞膜上的受体还有转运蛋白等。 4、白蛋白：维持机体内的渗透压的平衡及体液平衡。 5、维持体液的酸碱平衡。 6、免疫细胞和免疫蛋白：有白细胞、淋巴细胞、巨噬细胞、抗体（免疫球蛋白）、补体、干扰素等。七天更新一次。当蛋白质充足时，这个部队就很强，在需要时，数小时内可以增加100倍。 7、构成人体必需的催化和调节功能的各种酶。我们身体有数千种酶，每一种只能参与一种生化反应。人体细胞里每分钟要进行一百多次生化反应。酶有促进食物的消化、吸收、利用的作用。相应的酶充足，反应就会顺利、快捷的进行，我们就会精力充沛，不易生病。否则，反应就变慢或者被阻断。 8、激素的主要原料。具有调节体内各器官的生理活性。胰岛素是由51个氨基酸分子合成。生长素是由191个氨基酸分子合成。 7、构成神经递质乙酰胆碱、五羟色氨等。维持神经系统的正常功能：味觉、视觉和记忆。 8、胶原蛋白：占身体蛋白质的1/3，生成结缔组织，构成身体骨架。如骨骼、血管、韧带等，决定了皮肤的弹性，保护大脑（在大脑脑细胞中，很大一部分是胶原细胞，并且形成血脑屏障保护大脑） 9、提供热能。简述3种研究蛋白-蛋白相互作用的方法：一、酵母双杂交系统酵母双杂交系统是当前广泛用于蛋白质相互作用组学研究的一种重要方法。其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。将这种技术微量化、阵列化后则可用于大规模蛋白质之间相互作用的研究。在实际工作中，根据需要发展了单杂交系统、三杂交系统和反向杂交系统等。Angermayr等设计了一个SOS蛋白介导的双杂交系统。可以研究膜蛋白的功能，丰富了酵母双杂交系统的功能。此外，酵母双杂交系统的作用也已扩展至对蛋白质的鉴定。二、噬茵体展示技术在编码噬菌体外壳蛋白基因上连接一单克隆抗体的DNA序列，当噬菌体生长时，表面就表达出相应的单抗，再将噬菌体过柱，柱上若含目的蛋白，就会与相应抗体特异性结合，这被称为噬菌体展示技术。此技术也主要用于研究蛋白质之间的相互作用，不仅有高通量及简便的特点，还具有直接得到基因、高选择性的筛选复杂混合物、在筛选过程中通过适当改变条件可以直接评价相互结合的特异性等优点。目前，用优化的噬菌体展示技术，已经展示了人和鼠的两种特殊细胞系的cDNA文库，并分离出了人上皮生长因子信号传导途径中的信号分子。三、等离子共振技术表面等离子共振技术(Surface Plasmon Resonance，SPR)已成为蛋白质相互作用研究中的新手段。它的原理是利用一种纳米级的薄膜吸附上“诱饵蛋白”，当待测蛋白与诱饵蛋白结合后，薄膜的共振性质会发生改变，通过检测便可知这两种蛋白的结合情况。SPR技术的优点是不需标记物或染料，反应过程可实时监控