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09级分子生物学考试复习题一一、名词解释1.转化：主要指将质粒转入宿主细菌的过程。通常是先将细菌细胞制备成感受态的菌，然后再进行转化。 转化常用的方法有两种：化学转化和电转移。转染：主要指将噬菌体和病毒转入细胞的过程。2.Genome, 基因组就是一个物种中所有基因的整体组成。genomics即基因组学，主要是研究一个物种的基因组的组成，包括DNA碱基的排列顺序，基因的分布情况。3.proteome, 蛋白质组, 广义含义:指某种细胞或组织中基因组所表达的所有的蛋白质。狭义：可以指不同类型细胞内蛋白质的变化，如正常细胞和异常细胞之间、细胞用药或不用药之间的蛋白质水平差异、不同组织细胞间的蛋白质类型的差异。proteomics研究细胞、组织或生物体蛋白质组成及其变化规律的科学。4.transgene technique（转基因技术）指的是将一个物种的特定基因通过人工的方法转入到另一种生物的细胞中，并使它获得了转入基因的特性。5.cDNA library cDNA 文库）: 以为mRNA模板，经反转录酶催化，在体外反转录成cDNA，与适当得的载体（常用噬菌体或质粒载体）连接后转化为受体菌，则每个细菌含有一段cDNA，并能繁殖扩增，这样包含着细胞全部mRNA 信息的cDNA克隆集合称为该组织细胞的cDNA文库。6.SNP(Single Nucleotide Polymorphisms SNPs）为单核苷酸多态性，指不同个体DNA序列中，在基因组内特定核苷酸位置上单个核苷酸的差别（替换），其中最少的一种在群体中的频率不少于1%。7.STR短串联重复序列(short tandem repeats ,STR) 又称微卫星DNA，是一类更简单的寡核苷酸串联重复序列，是一类广泛存在于真核生物基因组中的DNA串联重复序列。它由26 bp的核心序列构成,重复次数通常在1060次,DNA片段长度小于150bp ,分布于染色体的任何部位。8.RFLP（restriction fragment length polymorphism）限制性片段长度多态性，亦称限制性酶谱多态性。RFLP是利用限制性内切酶在特定的核苷酸序列切割双链DNA后凝胶电泳分离开不同大小片段，由于不同个体存在核苷酸序列差异导致限制性酶切位点变化从而使酶切片段呈现多态现象。RFLP方法在遗传性疾病诊断、微生物种属分型、肿瘤发病及诊断研究等领域应用广泛。9.proteome（蛋白质组）蛋白质组, 广义含义:指某种细胞或组织中基因组所表达的所有的蛋白质。狭义：可以指不同类型细胞内蛋白质的变化，如正常细胞和异常细胞之间、细胞用药或不用药之间的蛋白质水平差异、不同组织细胞间的蛋白质类型的差异.10.hybridization分子杂交：首先要确定检测的目标，即检测的目的核酸片段，这个片段的序列必须是已知的。根据此设计一个探针（与检测目的核酸互补的序列），并对其进行合成和标记。再通过杂交实验来完成探针对目的核酸的检测。11.southern blot：是一项用于检测或定量特异性DNA的技术。原理是：DNA混合物首先按照它们的大小和相对分子量通过变性琼脂糖凝胶电泳加以分离。分离出来的DNA经转移电泳移至硝酸纤维素膜或尼龙膜上。将标记的探针与膜上的DNA片段杂交，分析杂交信号。 northern blot是一项用于检测或定量特异性RNA的技术。原理是：RNA混合物首先按照它们的大小和相对分子量通过变性琼脂糖凝胶电泳加以分离。分离出来的RNA经转移电泳移至硝酸纤维素膜或尼龙膜上。用一个放射性同位素或酶标记的DNA探针与固定的RNA进行杂交。杂交RNA的大小和密度可通过放射自显影技术或酶促颜色检测来显示12.封闭在蛋白印迹(Western blot)中，用封闭液封闭未吸附蛋白的部位，以减少非特异性结合背景的影响。常用的封闭液有脱脂奶粉、小牛血清等。13.基因诊断是以DNA或RNA为实验材料，通过对某种特异碱基序列的检出来确定某种疾病的发生或某种病原体的存在。14.基因治疗:依靠遗传物质来治疗疾病，包括纠正人自身基因的结构或功能上错乱、阻止病变的进展，杀灭病变的细胞或抑制外源原体遗传物质的复制，从而达到治病的目的。二、问答题1.人类基因组中DAN多态性的主要类型有哪些？DNA序列多态性可分为位点的多态性和串联重复顺序多态性,前者又可造成限制性片段长度多态性(RFLP)。DNA位点多态性(DNA site polymorphism) DNA位点多态性 是由于等位基因间在特定位点上DNA序列存在差异造成的。限制性片段长度多态性（RFLP) 由于DNA位点的多态性可影响限制酶的切割位点,造成限制片段长度多态性。重复顺序长度多态性: 小卫星DNA多态性很复杂,个体之间的差异极高、微卫星DNA多态性,功能不太清楚。DNA位点的多态性可以作为遗传标记,用于基因诊断或个体鉴定,其与疾病的相关研究正在进行之中。2.论述基因工程的基本过程和原理。将两种不同来源的DNA即目的DNA和载体DNA提取纯化。用限制性内切酶处理DNA。用连接酶将切开的不同源的DNA连接到一起，构成重组DNA。将重组DNA转化到大肠杆菌中。通过大量的培养细菌，以达到扩增目的基因或表达蛋白的目的。3.基因工程常用的工具酶都有哪些？各有哪些用途？限制酶(restriction enzyme) 全称限制性核酸内切酶、简称限制酶或内切酶。用途：具有特定的识别和切割位点能识别双链DNA分子内部的特异位点并且裂解磷酸二酯键。逆转录酶使RNA逆转录为DNA。T4DNA连接酶，从噬菌体中提取，用于DNA的连接4碱性磷酸酶可将DNA或RNA5的磷酸去除，可用于制止不希望发生的连接反应进行。5末端脱氧核苷酰转移酶用于将已标记好的单核苷酸加到DAN的3端上，起到标记的作用；有时也可用于DNA片段的同聚尾的形成。4.基因工程常用的载体都有哪些？各有什么特点？常用的克隆载体：质粒plasmid质粒的一般特点：细菌质粒是一些双链闭环的DNA分子，这些质粒都是独立于染色体之外进行复制和遗传的辅助性遗传单位。通常，质粒含编码某些基因的酶，这些酶在一定环境下对宿主细胞有利。由质粒产生的表型对抗生素的抗性、产抗生素、降解复杂有机化合物，以及产生大肠杆菌素，及限制酶、修饰酶等。质粒的复制能力。质粒都带有独立的复制子，能独立的自我复制。但在复制时必须依赖宿细菌的酶。质粒的不亲和性(不相容性)。质粒的转移性 ：多数质粒在自然条件下可以通过细菌结合的作用转移到新的宿细胞中。然而，由于质粒缺少一种转移所必须的mob基因，因此不能独立的从一个细菌到另一个细菌的接合转移。噬菌体：噬菌体作为载体所具有的特征：野生型噬菌体有一个庞大的基因组，在没有改造的情况下， 噬菌体无法插入较大的外源DNA片段，无较集中的酶切位点和好的识别标置。 噬菌体主要用于cDNA文库的构建。粘性质粒：粘性质粒是一种将噬菌体和质粒两种载体结合起来形成的一种人工载体。它具有如下特征：含有质粒的抗药性标记。载体带有噬菌体的cos区，所以对其进行体包装是必不可少的。具有多克隆位点。形体本身的体积很小，但容量大，可插入40kb大小的DNA片段。 一般非重组的载体体积小，而无法进行体外包装，因而无法转染细菌，只有包装了的重组体才能进入细菌，有利于筛选。M13噬菌体 ：M13噬菌体是一种大肠杆菌的噬菌体它在转染大肠杆菌后进行一段时间的复制后开始进行不对称复制，而形成大量的单链DNA，而后将这些单链DNA进行包装病毒颗粒后释放到细菌外，利用这一特点，可大量克隆单链的DNA分子用于制备核酸探针和DNA测序的材料。大容量测序用载体：酵母人工染色体(YAC)和细菌人工染色体(BAC)，前者可容纳100万个碱基的DNA片段，后者可容纳30万个碱基的DNA片段。常用的表达载体：大肠杆菌表达载体：一般具备有细菌转录的启动子，可人为的进行操纵。哺乳动物表达载体：多数是一些真核细胞病毒经过改造。5.核酸分子杂交的原理是什么？种类都有哪些？分子杂交的原理：DNA具有变性的特点 变性的DNA还能复性 分子杂交的概念 分子杂交的原理：用已知的DNA序列制成探针，来检测末知的样本DNA。首先要确定检测的目标，即检测的目的核酸片段，这个片段的序列必须是已知的。根据此设计一个探针（与检测目的核酸互补的序列），并对其进行合成和标记。再通过杂交实验来完成探针对目的核酸的检测。分子杂交的形式： 液相杂交和固相杂交。核酸分子杂交技术的演变:斑点杂交 southern blot northern blot 原位杂交 芯片技术。6.PCR反应的基本原理是什么？都有哪些步骤组成？其原理类似于DNA的体内复制，只是在试管中给DNA的体外合成提供一种合适的条件模板DNA ，寡核苷酸引物，DNA聚合酶，合适的缓冲体系，DNA变性、复性及延伸的温度与时间, 合成DNA的原料。步骤是：设定一个加样配方：加样：单样本加样 多样本加样 加样的顺序 PCR反应条件的设定：预就性温度： 94，分变性温度： 94，30秒 退火温度：需要反复调试 延伸温度： 72，30秒 总延伸温度：72，15分。7、在PCR反应中，引物的设计非常重要，它都有哪些注意事项？引物长度： 15-30bp，常用为20bp左右。引物扩增跨度：以200-500bp为宜，特定条件下可扩增长至10kb的片段。引物碱基：G+C含量以40-60%为宜，G+C太少扩增效果不佳，G+C过多易出现非特异条带。ATGC最好随机分布，避免5个以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列。避免引物内部出现二级结构，避免两条引物间互补，特别是3端的互补，否则会形成引物二聚体，产生非特异的扩增条带。引物-3端的碱基，特别是最末及倒数第二个碱基，应严格要求配对，以避免因末端碱基不配对而导致PCR失败。引物中有或能加上合适的酶切位点， 被扩增的靶序列最好有适宜的酶切位点，这对酶切分析或分子克隆很有好处。引物的特异性：引物应与核酸序列数据库的其它序列无明显同源性。引物量： 每条引物的浓度0、11umol或10100pmol，以最低引物量产生所需要的结果为好，引物浓度偏高会引起错配和非特异性扩增，且可增加引物之间形成二聚体的机会。 8.转基因植物为什么会带给人们如此大的争议？转基因植物带给我们的好处：提高农作物的产量，提高植物能量的转化能力；固氮能力的提高；提高植物的生活特性；提高农产品的质量；提高药用植物有效成分的产量；生产具有特色的经济作物; 将动物基因转入植物细胞，使植物获得动物的某些性状。带来的问题：与人们传统的伦理道德相冲突：观点主要是转基因技术开了一个不好的头，使人们可以随心所欲的改变一个物种的基因成分，这都是非自然的。有悖伦理。生命学家的不同声音：转基因植物将改变自然界物种的遗传特性，还可能造成“基因污染”。环保主义者的反对声：对人类健康的潜在危害。9.转基因动物技术在医学上都有哪些重要的应用？在培育新品种中的应用。 动物生物反应器。 抗病育种。 基因治疗。 组织器官移植。10.DNA芯片技术的基本原理和方法是什么？基因芯片（Gene Chip）通常指DNA芯片，其基本原理是将指大量寡核苷酸分子固定于支持物上，然后与标记的样品进行杂交，通过检测杂交信号的强弱进而判断样品中靶分子的数量。基因芯片集成了探针固相原位合成技术、照相平板印刷技术、高分子合成技术、精密控制技术和激光共聚焦显微技术，使得合成、固定高密度的数以万计的探针分子以及对杂交信号进行实时、灵敏、准确的检测分析变得切实可行。基因芯片具有微型化、集约化和标准化的特点。基因芯片的类型。光引导原位合成技术生产寡聚核苷酸微阵列微电子芯片微量点样技术其他技术 主要是美国NIH、Caliper公司和Orchidbio公司等，Orchidbio公司研制了一种毛细管微流泵芯片，在边长2英寸的芯片上集成了144个微室，分别由流入孔、反应室、循环管和废液流出孔组成，这种芯片不但可以用于基因诊断和分析，还可用于合成化学，利用芯片的微指结构，Caliper公司的芯片可以用作细胞分选器，能够利用血细胞体积和变形性等特点可以很容易地把红细胞和白细胞分开，NIH研制微型芯片反应器可以很快地完成一系列生化反应。11.常用于基因诊断的分子生物学技术都有哪些？举例说明。核酸的分子杂交；聚合酶链式反应；单链构像多态性检测；限制性酶谱分析；DNA序列的测定；DNA芯片技术。12.人类基因组计划（HGP）主要的目的是什么？解码生命了解生命的起源；了解生命体生长发育的规律；认识种属之间和个体之间存在差异的起因；认识疾病产生的机制以及长寿与衰老等生命现象；为疾病的诊治提供科学依据。13.蛋白质组学包括了哪些主要内容？蛋白质组学（proteomics)是研究细胞、组织或生物体蛋白质组成及其变化规律的科学。它在本质上指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征，包括蛋白质的表达水平，翻译后的修饰，蛋白与蛋白相互作用等，由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生，细胞代谢等过程的整体而全面的认识。14.基因治疗的主要内容和策略是什么？基因标记(gene labeling)Neo基因,逆转录病毒载体；基因置换(基因矫正)定位重组或同源重组纠正缺陷基因或异常序列；基因添加(基因增补) 导入外源基因使靶细胞表达其本身不表达的基因，导入正常的基因补偿缺陷基因的功能，导入新的基因,利用表达产物治疗；基因干预(gene interference)指采用特定的方式抑制某个基因的表达,或者通过破坏某个基因而使之不表达,以达到治疗疾病的目的、导入寡核苷酸抑制内源基因的表达 反义核酸封闭基因表达核酶裂解特异的靶mRNA。09级分子生物学考试复习题二一名词解释1、genomic基因组学:旨在阐明基因组结构，结构与功能的关系以及基因与基因之间相互作用的一门学科。它包括结构基因组学，功能基因组学和比较基因组学。2、cis-acting elements顺式作用元件：与结构基因表达调控相关，能够被基因调控蛋白特异性识别和结合的DNA序列。3、trans-acting elements反式调控元件;一些可以通过结合顺式元件而调节基因转录活性的蛋白因子。4、promoter启动子:是DNA分子可以与RNA聚合酶特异性结合的部位，也就是使转录开始的部位。5、enhancer增强子：位于结构基因附近，能够增强该基因转录活性的一段DNA顺序称为增强子6、leading strand前导链：在以35方向的母链为，模板时，复制合成出一条53方向的链称为前导链，前导链的前进方向与复制叉打开方向是一致的，因此前导链的合成是连续进行的 7、single strand binding proteins单链结合蛋白SSBP：它与解开的单链DNA结合，使其稳定不会再度螺旋化并且避免核酸内切酶对单链DNA水解，保证了单链DNA作为模板时的伸展状态，SSBP可以重复利用。8、转录单位:真核生物的一个转录单位就是一个基因，由一个结构基因和相应的顺式调控元件组成。9、transcriptional factor转录因子：真核生物在转录时往往需要多种蛋白质因子的协助，一般是起正调控作用的反式作用因子。10、constitutive gene expression组成性基因表达：是指在个体发育的任一阶段都能在大多数细胞中持续进行的基因表达。其基因表达产物通常是对生命过程必需的或必不可少的，且较少受环境因素的影响。这类基因通常被称为管家基因（housekeeping gene）。 11、leucine zipper亮氨酸拉链是亲脂性的螺旋，包含有许多集中在螺旋一边的疏水氨基酸，两条多肽链以此形成二聚体。每隔6个残基出现一个亮氨酸。由赖氨酸（Lys）和精氨酸（Arg）组成DNA结合区。12、operon操纵子：在原核生物中，若干结构基因可串联在一起，其表达受到同一调控系统的调控，这种基因的组织形式称为操纵子。由调控区和信息区组成，上游是调控区，包括启动子和操控元件。13、Silencer 沉默子1) 可以在远距离作用于顺式连接的启动子(2) 对基因的阻遏作用没有方向的限制，即无论其位于启动子的上游或下游均可阻遏启动子的表达14、insulator绝缘子:长约几百个核苷酸对，是通常位于启动子同正调控元件(增强子)或负调控因子(为异染色质)之间的一种调控序列。绝缘子本身对基因的表达既没有正效应，也没有负效应，其作用只是不让其他调控元件对基因的活化效应或失活效应发生作用。 二、论述题1、增强子的特点及其作用机理在转录起始点5或3侧均能起作用；相对于启动子的任一指向均能起作用；发挥作用与受控基因的远近距离相对无关；对异源性启动子也能发挥作用；通常具有一些短的重复顺序。作用机理：a增强子中有Z-DNA结构，这种结构的双链间距离大于B-DNA，与蛋白质的亲和力更高一些，有利于转录；b增强子中有DNA水解酶容易切断的部位，可与一些转录因子蛋白形成复合物，促进转录；c增强子可与核基质结合形成结构体，促进转录。2、DNA复制的基本特点复制的起始点和方向：复制起始点：复制是从DNA分子上的特定部位开始的，这一部位叫做复制起始点(origin of replication)常用ori或o表示。复制起始点：DNA复制起始点有结构上的特殊性。这些特殊的结构对于在DNA复制起始过程中参与的酶和许多蛋白质分子的识别和结合都是必须的。DNA复制的方向：定点开始双向复制： 定点开始单向复制：两点开始单向复制;复制的基本方式DNA的半保留复制;半不连续复制。3、在DNA复制过程中怎样保证遗传信息传递的高度保真性氨酰TRNA的高度专一性及校正功能，从而保证特异的氨基酸只能与相对应的特异性TRNA相结合；TRNA的反密码子与MRNA密码子之间相对严格的碱基互补，通过互补识别，从而使只有MRNA上的密码子对应的氨基酸才能被携带进入A位及延长肽链；核糖体对氨酰TRNA进位的校正作用，错误的氨酰TRNA因反密码子与密码子不能配对，解离系数就会变大而迅速解离，直到正确的氨酰TRNA进入A位；由于密码子的兼并性，对于有多个密码子的氨基酸来说，如果密码子的第三位碱基发生突变并不影响所翻译蛋白质的序列，对于维持遗传的稳定性有重要作用。4、在蛋白质生物合成过程中怎样保证遗传信息传递的高度保真性、SD序列对翻译的调节：、SD序列的顺序对翻译的影响：核糖体可以直接结合到mRNA上的任何一个在AUG前面SD序列，并从其后的AUG开始翻译。不同的SD序列有一定的差异，因而翻译始效率不同。、SD序列的位置对翻译的影响：SD序列与AUG(起始点)之间的距离也是影响mRNA翻译效率的重要因素之一。、mRNA二级结构隐蔽SD序列的作用。mRNA的稳定性。翻译产物对翻译的调控。小分子RNA的调控作用。5、已知人体细胞中大约有将近25万种蛋白质，而人类基因大约只有2、5-3万个。上述差异对你有何启示？在某一特定时期，只有少数的基因处于转录激活状态，其余大多数基因则处于静息状态。一般来说，在大部分情况下，处于转录激活状态的基因仅占5%。请结合基因表达调控原理给予可能的解释。基因表达的时间特异性（二）基因表达的空间特异性。（答案不全）。6、乳糖操纵子的调控原理乳糖操纵子由三个结构基因Z、Y、A,分别编码b-半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰化酶。其调控区由启动子、操纵原件和CAP结合位点共同构成。乳糖操纵子的转录起始是由CAP和阻遏蛋白两种调控因子来控制的，CAP起正调控作用。当葡萄糖和乳糖的存在与否而有4种不同的组合：都存在时，乳糖的存在解除了阻遏蛋白对转录的抑制作用。但葡萄糖使细胞内cAMP水平降低，cAMP-CAP复合物不能形成，CAP不能结合到位点上，转录不能启动，基因处于关闭状态；仅葡萄糖存在时，无诱导剂（半乳糖）存在，阻遏蛋白与DNA结合。葡萄糖的存在，cCAMP浓度低，CAP仍不能发挥正调控作用，基因处于关闭状态；都不存在时，无葡萄糖，CAP可发挥正调控作用，但无诱导剂，阻遏蛋白的负调控作用使基因仍处于关闭状态；仅乳糖存在时，CAP发挥作用，存在诱导剂，基因被打开，启动转录。7、参与DNA复制的酶和因子有那些？各有何功能？解链酶(helicase)：解链酶的作用就是打开DNA双链之间的氢键。引物酶(primase) 它是一种特殊的RNA聚合酶，可催化短片段RNA的合成。DNA聚合酶的53聚合活性, 35外切核酸酶活性, 53外切核酸酶活性,DNA pol并不是DNA复制过程中的主要酶，它的作用主要与DNA损伤后的修复有关。DNA聚合酶,它具有53聚合活性和35外切活性，而没有53外切活性，它的作用可能与DNA损伤修复有关。DNA聚合酶, 是在DNA复制过程中起主要作用的聚合酶。拓扑异构酶(topoisomerase)是一类改变DNA拓扑性质的酶。拓扑异构酶(Topo)的主要作用在体外可催化DNA的各种拓扑异构化反应，而在生物体内它们可能参与了DNA的复制与转录。连接酶(ligase)的作用是催化相邻的DNA片段以3、5磷酸二酯键相连接。8、DNA甲基化抑制基因转录的机制 1) DNA甲基化直接干扰特异转录因子与各自启动子识别位置的结合：一些转录因子(如AP2、CMyc/Myn、CAREB、E2F)能识别含CpG残基的序列，当CpG残基上的C被甲基化后，结合作用即被抑制。序列特异性的甲基化DNA结合蛋白与启动子区甲基化CpG岛结合，募集组蛋白去乙酰化酶(HDAC)，形成转录抑制复合物，阻止转录因子与启动子区靶序列的结合，从而影响基因的转录。DNA甲基化通过改变染色质结构，抑制基因表达。染色质构型的变化伴随着组蛋白的乙酰化和去乙酰化，以调控基