中国医科大学研究生选修课分子生物学复习题.docx

分子生物学一、名词解释1. 旁侧序列： 2. 断裂基因：3. 顺式作用元件： 4. 反式作用元件： 5. RNA剪辑： 6.表达序列标签：7. CpG岛：8. RNA干扰： 9. 基因打靶： 10. 基因组DNA文库： 11. cDNA文库： 12. 遗传异质性： 13. 单亲二倍体： 14. 单亲二体型：15. 易感性： 16. 早现遗传： 17. 遗传印记： 18. 动态突变： 19. 易患性： 20. 易感性： 21. 数量性状：22. 肿瘤抑制基因（TSG）：23. 癌基因：（Oncogene）：24. 微卫星不稳定（MI）：25. 端粒： 26. 端粒酶：27. 遗传图谱： 28. 遗传学距离： 29. cM： 30. 物理图谱：31. RFLP ：32. VNTR：33. 间接基因诊断：34. 基因治疗：35. 反义核酸技术：问答： 1. 简述DNA结构的基本特征和生物学意义。2. 简述线粒体DNA的遗传学特征。3. 为什么有些基因能编码多种蛋白产物，试举出至少3种机制？4. 细胞-DNA克隆的主要步骤5. 染色质免疫沉淀技术（ChlP)的原理6. 影响转基因表达的因素7. 何谓功能克隆？以F8基因克隆为例简述功能克隆过程。8. 何谓定位克隆？以DMD基因克隆为例概述定位克隆过程。9. 多基因遗传病特点10. 多基因遗传病再发风险的估计11. miRNA与靶mRNA的作用模式？12. 简述肿瘤十大特征。 13. 简述人类基因组计划的目标。14. 简述Sanger测序原理15. 以ADA缺乏症、黑色素瘤为例简述基因治疗的基本过程。16. 基因治疗的策略。概念：1. 旁侧序列：（Flanking sequence，侧翼序列）每个结构基因在第一个和最后一个外显子的外侧有一段不被转录的非编码区。包括：启动子（TATA BOX，CAAT BOX，GC BOX）、增强子、终止子。2. 断裂基因：真核生物的结构基因的DNA序列由编码序列和非编码序列两部分组成，编码序列是不连续的，被非编码序列分割开来，称为断裂基因（split gene）。3. 顺式作用元件：是指与靶基因处在同一条染色体（DNA）上，起调控作用的DNA序列。通常不编码蛋白质，位于基因的旁侧或内含子中。包括启动子、增强子、反应元件和沉默子。4. 反式作用元件：一个基因编码的产物蛋白质或RNA（tRNA、rRNA等）调控另一个基因表达，称为反式作用。这些转录因子为反式作用元件，能特异地结合靶基因的顺式调控元件，如启动子等。5. RNA剪辑：是一种在mRNA前体的碱基序列的改变，由酶中介核苷酸的插入、缺失或单核苷酸替换。多见于线粒体和叶绿体系统。6.表达序列标签：（expressed sequence tags，ESTs）指从不同组织来源的cDNA文库中随机挑选克隆进行5或3端测序后得到的部分cDNA序列。一个EST代表生物体某种组织某一时期的一个表达基因，在数据库中其长度一般从20 到7000bp 不等,平均长度为360 120bp 。7. CpG岛：(CpG island)是基因组DNA序列中富含C、G的DNA区域。在大规模的DNA测序中，每发现一个CG岛，意味着在此区域有一个基因。8. RNA干扰：（RNA interference,RNAi）是一种由双链RNA（double stranded RNA,dsRNA）始动的序列特异性基因沉默机制。 9. 基因打靶：是利用活细胞染色体DNA可与外源DNA的同源序列发生同源重组的性质, 以定点修饰改造染色体上某一基因的方法。 10. 基因组DNA文库：将某生物体的全部基因组 DNA 用限制性内切酶或机械力量切割成一定长度范围的DNA片段，与合适的载体在体外重组并转化相应的宿主细胞, 在培养基上选择性生长的阳性菌落的集合称基因组DNA文库,简称G文库。 11. cDNA文库：以来源于特定（类型或发育阶段）组织的mRNA为模板，用逆转录酶合成cDNA；与含有某一种限制酶切点的双链寡核苷酸接头连接后，用该酶切割成粘性末端，与载体连接后转化宿主细胞, 由此得到的所有阳性菌落总和,称该组织的cDNA文库。12. 遗传异质性：不同的遗传（基因）基础产生相同或相似的表型。一种性状由多种不同的基因控制（不同的突变可引起相同的或相似的表型）。13. 单亲二倍体：所有染色体（2n）来自父或母单方的二倍体。在胚胎时夭折，父源的就形成葡萄胎，母源的就形成卵巢畸胎瘤。 14. 单亲二体型：一对同源染色体都来自父或母方，一般三体型丢失一条后其数目正常，但都来自于单亲。15. 易感性：由遗传因素所决定一个个体患病的风险。在复杂疾病中，若干微效而且具有累积效应的致病基因构成了个体患某种病的遗传因素。16. 早现遗传：（anticipation）一些遗传病表现出连续世代传递中发病年龄提早，病情也加重，这种现象就称为早现遗传。这与动态突变中三核苷酸拷贝数的扩展程度有关。17. 遗传印记：由不同性别的亲本传给子代的同源染色体中的一条染色体上的基因因甲基化失活引起不同表型的现象。18. 动态突变：（dynamic mutation）某些遗传性疾病与三核苷酸重复拷贝数的扩展有关，三核苷酸重复拷贝数在正常情况下有一定的变异范围，而扩展时就表现为疾病，这种突变不稳定，其拷贝数与病情正相关。19. 易患性：遗传因素和环境因素共同作用并决定一个个体是否患病的可能性，个体患病的可能性有高有低，大多数为中等水平。 20. 易感性：遗传因素决定一个个体患病的风险（遗传因素：若干微效而具有累积效应的致病基因）。在复杂疾病中，若干作用微小但有累积效应的致病基因构成了个体患某种病的遗传因素。 21. 数量性状：（多基因病的性状）性状的变异在群体中的分布是连续的，一个峰。22. 肿瘤抑制基因（TSG）：存在于正常细胞中能够抑制细胞恶性转化，对细胞的增殖起负性调节作用的基因，其失活使正常细胞增殖失控，进而转化形成肿瘤细胞。23. 癌基因：（Oncogene）： 存在于致癌病毒、人和动物细胞中能导致细胞恶性转化的核酸片段，促进细胞的生长和增殖。24. 微卫星不稳定（MI）：是指T组织和N组织相比，其DNA等位结构发生简单重复序列的改变，这种改变表现在肿瘤组织与其对应的正常组织PCR产物经电泳后，电泳带出现增加或减少、位置及带的密度变化。25. 端粒：（telomere）是真核细胞染色体末端的一种特殊结构，由端粒DNA和蛋白质组成。其端粒DNA是富含G的高度 保守的重复核苷酸序列。对染色体具有保护作用。26. 端粒酶：（telomerase）是一种逆转录酶，能延长端粒末端，由蛋白质和RNA 组成，可以其RNA为模板指导DNA合成，向端粒末端添加（TTAGGG）n序列，使端粒延长，延长细胞的寿命甚至使其永生化。27. 遗传图谱：以遗传标记为路标，以遗传学距离为图距的基因组图。遗传标记：具有遗传多态性，在一个遗传位点上具有一个以上的等位基因，在群体中的出现频率高于1%。28. 遗传学距离：在减数分裂事件中两个位点之间进行交换、重组的百分率，1%重组率为1cM（厘摩）。29. cM：在减数分裂事件中两个位点之间进行交换、重组的百分率，1%重组率为1cM（厘摩）。30. 物理图谱：有关构成基因组的全部基因的排列和间距的信息，是通过对构成基因组的DNA分子进行测定而绘制的。31. RFLP ：第一代遗传标记.由于DNA多态性,取代的碱基正好位于某一限制酶切割识别顺序，那么不同个体，不同染色体上的DNA用相同酶切割时产生不同长度的DNA片段,这种现象叫RFLP。32. VNTR：数目可变的串联重复-第二代遗传标记，大约几十bp长的碱基顺序在人群中不同染色体上其重复的拷贝数不同所产生的多态,一般在非编码领域中.33. 间接基因诊断：当致病基因虽然已知但其异常尚属未知时，或致病基因本身尚属未知时，也可以通过对受检者及其家系进行连锁分析，以推断前者是否获得了带有致病基因的染色体。34. 基因治疗：应用基因工程技术，将外源正常基因导入病人体内，使其正常表达以替代异常基因或修正异常基因，达到治疗的目的。35. 反义核酸技术：利用人工合成的反义RNA或DNA导入靶细胞，阻断基因的转录或复制，控制细胞的中间阶段，使编码蛋白的基因不能转录为mRNA或阻断翻译相应蛋白。问答： 1. 简述DNA结构的基本特征和生物学意义。DNA结构的基本特征：AT、C G互补配对结合。碱基的排列顺序就是DNA序列储存遗传密码。双螺旋互补结构是DNA复制和修复的基础。双螺旋的沟，尤其是大沟为蛋白质分子结合的场所。双螺旋的互补性是分子识别的原理之一，也是现代分子技术核心技术分子杂交的基础。DNA具有重要的生物学意义：它是遗传信息的载体，贮存并传递支配生命活动的指令。它是构建生物体的蓝图。它是人为操作、研究生命和改造生命特征的元件。它是生命科学技术遵循的原则2. 简述线粒体DNA的遗传学特征。mtDNA是半自主性，能独立复制、转录和翻译；Mt基因组的遗传密码与普通密码不同；mtDNA 为母系遗传；mtDNA突变率高；mtDNA 具有阈值效应的特性；mtDNA的进化率极高3. 为什么有些基因能编码多种蛋白产物，试举出至少3种机制？I转录与选择加工-转录水平（1）选择启动子：人的某些基因含2个或更多的选择启动子，具有细胞的特异表达模式。如人的抗肌营养不良蛋白基因有不同的基因产物，就是不同的选择启动子的作用结果。II后转录加工形式转录后水平（1）选择剪接和多聚腺苷化人的许多单个基因进行选择剪接产生不同的mRNA序列，编码组织特异性的蛋白，并与多聚腺苷化结合产生不同的蛋白。如：降钙素基因，在甲状腺合成降钙素，在下丘脑合成降钙素基因相关肽CGRP。（2）RNA剪辑（RNA editing）是一种在mRNA前体的碱基序列的改变，由酶中介核苷酸的插入、缺失或单核苷酸替换。 4. 细胞-DNA克隆的主要步骤1）分离纯化目的基因2）构建重组DNA分子3）宿主细胞的转化 4）含重组体的宿主细胞的筛选、扩增 5）分离重组DNA5. 染色质免疫沉淀技术（ChlP)的原理 在活细胞状态下固定蛋白质DNA复合物，细胞内存在的许多DNA与蛋白质间的相互作用被保留下来。细胞裂解后,用超声波或酶将染色质随机切断为一定长度范围的小片段，然后通过免疫学方法沉淀目的蛋白质与DNA的复合体，特异性地富集与目的蛋白结合的DNA片段，通过对目的DNA片断的纯化与检测，获得蛋白质与DNA相互作用的信息(in vivo )。6. 影响转基因表达的因素1 ） 表达构件上的序列组成性启动子使转基因在任何时候都能很强地表达,这类启动子一般来源于病毒：如SV40早期启动子和增强子，Rous肉瘤病毒长末端重复序列（LTR）启动子和增强子等。将转基因与适当的组织或细胞特异性启动子连接在一起，可获得所期望的空间表达模式。例如，神经特异性烯醇化酶基因只在成熟神经元中表达，其上游1.8kb 长的调节元件可调节转基因小鼠中转基因在神经组织特异性表达.通过诱导型启动子最大限度调控基因时间表达模式，它可通过调控一个特殊化学物质供给而开或关基因。2 ） 宿主基因组内因素 转基因整合是随机的,受局部调节元件和染色质结构的影响而产生位置效应。 整合到一个增强子附近，其表达可能增强；或者转基因也可整合到异染色质结构域内，则其表达受抑制。7. 何谓功能克隆？以F8基因克隆为例简述功能克隆过程。功能克隆：是利用已知性状对应的基因产物，如蛋白质氨基酸序列的信息，进行基因定位，进而克隆该基因。用该方法克隆基因，需要预先得知性状对应的蛋白质序列。利用其mRNA反转录成cDNA，再用cDNA作探针从人类基因组中钓出基因本身。蛋白质 RNA DNA/GENEFVIII蛋白 胰蛋白酶消化多肽 色谱法分离多肽片段 氨基酸序列 合成寡核苷酸探针 筛选基因组文库 基因组文库步移法克隆全基因组8. 何谓定位克隆？以DMD基因克隆为例概述定位克隆过程。定位克隆是先利用连锁分析进行基因定位作图，然后进行基因克隆，进一步明确该基因的功能。分析患病家系的连锁关系确定致病基因的遗传方式，从染色体畸变引发的疾病入手，将染色体畸变的位置作为疾病基因克隆的一个位点进行分析的一种克隆策略。 总体思路是：疾病染色体定位基因序列mRNAcDNA 蛋白质 (致病基因产物)。DMD基因克隆为例：1）染色体定位：1982年靠通常的连锁分析把DMD基因定位于Xp21.2）染色体分析：少见的女性患者（目前国际报道只有20多人女患），其双亲正常、无家族史，经染色体分析发现都有X染色体和常染色体之间的易位，多个女患常染色体的断点不同，而X染色体的断点正好都在Xp21,从而进一步将DMD基因进一步定位于Xp21。 3）通过消减杂交克隆法分离DMD基因4）克隆基因全长9. 多基因遗传病特点（1）群体患病率0.1% ，常见病（2）家系调查：遗传基础（家族倾向）（3）家系分析：不符合常显、常隐、性连锁遗传（同胞中患病率12或14，患病率1%-10%）（4）多个等位基因决定多基因疾病（不是一对等位基因决定的），没有严格的孟德尔传递规律（5）多个等位基因+环境因素多因素疾病10. 多基因遗传病再发风险的估计（1）复杂疾病再发风险与遗传度密切相关。遗传度 易患性增加。（2）复杂疾病有家族聚集倾向，所有患者亲属的患病率高于群体患病率，但是亲属患病率随着与先证者的亲属关系级数降低(一级、二级、三级)而剧减。（3）家庭中患病人数愈多，发病风险愈高。（4）患病严重程度愈重，发病风险愈高。（5）群体发病率低的，易患性阈值高，则患者的亲属发病风险愈高。（6）发病性别比例失调时，发病率低的性别，其后代发病的风险相对较高；发病率高的性别，其后代发病的风险相对较低。这是因为群体发病率低的性别患者，必须带有很多的易感性基因才能超过阈值而发病。 11. miRNA与靶mRNA的作用模式？1）二者不完全互补，即二者不完全时配对结合时，主要影响翻译过程而对mRNA的稳定性无任何影响。如线虫的lin-42）二者完全互补，即二者完全配对结合后，类似siRNA与靶mRNA的结合，特异性的切割mRNA。如miR39/miR1713）上述两种模式均具备。当其与靶mRNA完全互补配对时，直接靶向切割mRNA，而不完全互补配对时起调节基因翻译的作用。如let-7 果蝇/线虫。12. 简述肿瘤十大特征。 1.自给自足生长信号 2.抗生长信号的不敏感 3.抵抗细胞死亡 4.潜力无限的复制能力 5.持续的血管生成 6.组织浸润和转移 7.避免免疫摧毁 8.促进肿瘤的炎症 9.细胞能量异常 10.基因组不稳定和突变13. 简述人类基因组计划的目标。（1） 绘制人类基因组的遗传图谱（genetic map）（2） 绘制人类基因组的物理图谱（physical map） （3） 绘制人类基因组的序列图谱（4） 绘制人类基因组的基因图谱14. 简述Sanger测序原理 Sanger法：双脱氧核苷酸末端终止法。 原理：每个反应含有所有四种脱氧核苷酸三磷酸(dNTP)使之扩增，并混入限量的一种不同的双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)使之终止。由于ddNTP缺乏延伸所需要的3-OH基团，使延长的寡聚核苷酸选择性地在G、A、T或C处终止，终止点由反应中相应的双脱氧而定。每一种dNTPs和ddNTPs的相对浓度可以调整，使反应得到一组长几个至千以上个，相差一个碱基一系列片断。它们具有共同的起始点，但终止在不同的的核苷酸上，可通过高分辨率变性凝胶电泳分离大小不同的片段，凝胶处理后可用X-光胶片放射自显影或非同位素标记进行检测。 步骤：4个反应体系分别加入ddATP，ddGTP，ddCTP，ddTTP，将产生不同长