2014-2015年中南大学博士生分子生物学考试试题.doc

2015年问答题1. 什么是RNAi？简述RNAi技术的原理和其应用前景。答：RNAi是指在进化过程中高度保守的、由双链RNA诱发的，同源mRNA高效特异性降解的现象。应用前景：1.研究基因功能的新工具，利用RNAi技术选择性沉默基因进行功能学实验的检测；2.研究基因传导通路的新途径，利用传统的缺失突变技术和RNAi技术可以很容易地确认复杂的信号传导途径中不同基因的上下游关系。3.开展基因治疗的新策略，RNAi具有抵抗病毒入侵，抑制转座子活动，防止有害基因序列过度增殖的作用，还可以抑制单一癌基因的过度增殖，达到治疗肿瘤的目的。2. 什么是重组DNA技术？简述重组DNA技术的基本过程。答：它是将一种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿稳定遗传并表达出新产物或新性状的DNA体外操作程序；基本过程：1.目的基因的获取；2.克隆基因与载体的连接； 3.重组DNA导入受体菌； 4.重组体的筛选；6.克隆基因的表达。3. 与传统医学诊断方法相比，基因诊断有哪些特点或优势？答：基因诊断是利用分子生物学技术从DNA水平检测人类遗传性疾病的基因缺陷，是一种新的临床诊断方法。基因诊断的特点：1.不受材料来源的影响：外周血，活体穿刺组织，孕妇外周血，血斑等；2.症状前诊断 ：尤其对一些迟延显性疾病如Huntingtong舞蹈病；3.产前诊断：避免患儿出生，提高人口质量。4. 与双脱氧末端终止法为基础的第一代测序相比，新一代测序技术在测序原理和应用范围上有哪些不同？5. 简述逆转录病毒载体的基本结构特点及其在基因治疗中的应用。答：1.结构基因gag，pol，evn被删除；2.病毒的包装信号被保留；3.载体中带有一个抗性标记基因，供阳性筛选用，常用的新霉素磷酸转移酶基因neo。4.载体中有合适的酶切位点，供插入目的基因。5端LTR中的增强子，启动子序列，3端LTR中的polyA信号均可用于目的基因的表达。1.转染范围广，可以感染各种细胞类型，如淋巴细胞，肝细胞，肌细胞；2.转入的外源基因可以完全整合；3.感染细胞不产生病变，可建立细胞系长期持续表达外源基因。名词解释1. Site-directed integration基因定点整合技术又称为基因打靶，是指构建含有同源序列的片段的整合载体，通过各种转化方法，使得外源序列与靶序列之间发生同源重组，从而将靶序列定点破坏，通过一系列筛选手段，最终得到定向转化的细胞2. Single nucleotide polymorphism单核苷酸多态性：在基因组序列中由单个碱基的变化引起的一种DNA序列变化3. Tandem repeats重复序列：是指在一个基因组中有多个拷贝的碱基顺序，根据重复片段的长度及重复的频率分为：高度重读序列，中度重复序列；以各自的核心序列首尾相连多次重复。4. Monocistron单顺反子真核生物基因转录产物为单顺反子，即一条mRNA模板只含有一个翻译起始点和一个终止点，因而一个基因编码一条多肽链或RNA链，每个基因转录有各自的调节元件。polycistron多顺反子:原核生物中数个结构基因常常串联为一个转录单位，转录生成的mRNA可编码几种功能相关的蛋白质。5. Sequencing by synthesis 合成测序：通过聚合酶或连接酶不断地延伸引物获得模板序列，最后对每一轮反应的结果进行荧光图像采集、分析、获得序列结果。6. Split gene 断裂基因：真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区相互隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质。7. Consensus sequence 共有序列：决定启动序列的转录活性大小，各种原核启动序列特定区域内，通常在转录起始点上游-10及-35区域，存在共有序列。8. Gene expression profile（基因表达谱）：通过构建处于某一特定状态下的细胞或组织cDNA文库，大规模cDNA测序，分析cDNA序列片段定性，定量分析，从而描绘该特定细胞或组织在特定状态下的基因表达种类和丰度信息，这样编制成的数据表称为基因表达谱。9. Real-time fluorescent quantitative PCR：荧光定量PCR是一种在DNA扩增反应，体系中加入荧光染料和荧光探针，利用荧光信号累积实时监测整个PCR进程，最后通过软件计算出体系中核酸的初始浓度。10. TATA box TATA盒:人类许多基因的转录起始点上游-25到-30碱基对的位置有一段高度保守的序列11. Genomic library 基因组文库：是指含有某种生物体全部基因片段的重组DNA克隆群体。12. Shine-Dalgarno sequence (SD序列)：mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列，SD序列在细菌mRNA起始密码子AUG上游7-12个核苷酸处，有一段富含嘌呤的碱基序列，能与细菌16SrRNA的3端识别，能够帮助翻译起始。13. Pseudogene 假基因：在基因组上与编码基因序列非常相似的非功能性基因组DNA拷贝，一般情况都不被转录，目前没有明确生理意义。它实际上是一个功能基因的mRNA被逆转录成cDNA，然后cDNA又被插入到基因组中，不含内含子，大多数也没有基因表达所需要的调控区，因此不能被表达。14. Isoschizomer 同工酶：催化同一化学反应而化学组成不同的一组酶。它们的氨基酸序列存在差异，具有相同的底物。15. Base-excision repair (BER)碱基切除修复：在酶的作用下将受损的碱基切除，不影响DNA的多核苷酸链骨架。16. Nucleotide excision repair（NER）核苷酸切除修复：在一系列酶的作用下将DNA分子中受损部分切除，同时以另一条完整DNA链为模板，由DNA聚合酶I催化填补切除部分的空隙，再由DNA连接酶封口，使DNA恢复正常结构。17. Palindrome 回文序列：同一条单链以中心轴对折可形成互补序列18. Synonymous mutation同义突变是指碱基被替换之后，产生了新的密码子，但是由于生物的遗传密码子存在简并现象，新旧密码子仍是同一密码子，所以编码的氨基酸种类保持不变。19. Sequence tagged site 序列标记位点 ：20. CpG island（CpG岛）CpG双核苷酸在人类基因组中分布很不均一，而在基因组的某些区段，CpG保持或高于正常概率。CpG岛主要位于基因的启动子和第一外显子区域，约有60%以上基因的启动子含有CpG岛。21. Ribozyme 核酶：是具有催化功能的RNA分子，通过催化靶位点RNA链中磷酸二酯键的断裂，特异性地剪切底物RNA分子，可降解特异的mRNA序列，从而阻断靶基因的表达。22. Suppression subtractive hybridization 抑制性消减杂交（SSH）：SSH技术是一种鉴定，分离组织细胞中选择性表达基因的技术，其原理是以抑制性多聚酶链反应为基因的cDNA消减杂交技术。23. Degenerate primers 简并引物：代表编码单个氨基酸所有不同碱基可能性的不同序列的混合物，扩增获得一组具有一定同源性的DNA片段。（不完全相同的引物序列的混合物，使用简并序列引物是为了增强引物的通用性，即用不同DNA序列的目的基因都可以用这种引物进行PCR扩增）24. Homologous recombination（同源重组）是指发生在姐妹染色单体之间或同一染色体上含有同源序列的DNA分子之间或分子之内的重新组合。同源重组不需要特异的DNA序列，而是依赖于两分子之间序列的相同或类似。25. Human genome project（人类基因组计划）以测定人类基因组全序列，绘制人类基因组图谱，并识别其载有的基因及其序列，达到破译人类遗传信息为最终目的。2014年问答题1. 什么是RFLP?简述RFLP的生产机制及其应用。RFLP是指限制性片段长度多态性，是发展最早的DNA标记技术。定义是用限制性内切酶消化不同基因型的DNA后产生的酶切片段在长度和数量上的差异；生产机制：检测DNA在限制性内切酶作用下后会形成特定DNA片段的大小，凡事可以引起酶切位点变异的突变如点突变、插入、缺失和重排等均会导致RFLP的产生。应用：1.作为遗传标记，在遗传育种的的作用；2.基因的定位应用；3.遗传性疾病的研究和诊断；4.疾病易感或抵抗基因的检测；5.器官移植配型；6.病原体的分型；7.药物遗传学和药物基因组学。2. 什么是选择性剪切？简述选择性剪切的生物学意义。答：选择性剪接（也叫可变剪接）是指一个mRNA前体中通过不同的剪切方式（选择不同的剪切位点组合）产生不同的mRNA剪切异构体的过程，而最终的蛋白质会表现出不同或者相互拮抗的功能和结构特性，或者在相同的细胞中由于表达水平的不同而导致不同的表型。选择性剪切不仅仅是mRNA剪去内含子的过程，还包括不同外显子之间的组合过程。选择性剪切的意义：1.人体内大约有60%的转录机制都是选择性剪切，它可以决定基因产生哪种蛋白质因此可以控制基因的表达，当外界环境剧烈变化的时候，机体可以通过选择性剪切使得基因产生特殊的蛋白质来抵抗外界变化。2.选择性剪切是调节基因表达和产生蛋白质组多样性的重要机制。3.选择性剪切使得生物表型具有多样性与复杂性。3. 简述逆转录病毒载体的基本结构特点及其在基因治疗中的应用。4. 什么是基因定点诱变技术？举例说明基因定点诱变技术在蛋白质工程的应用。定点诱变：通过取代、插入或缺失克隆基因或DNA序列中任何一个特定的碱基的技术。应用：在蛋白工程方面，通过基因定点诱变改造、修饰某已知的蛋白质，从而可以研究蛋白质的结构及功能的关系、蛋白质之间的相互作用。例如，将乳头瘤病毒表位融合蛋白的基因中半胱氨酸定点诱变成甘氨酸，其编码的融合蛋白经纯化后没有多聚体的产生，在不改变蛋白质抗原特质的基础上，优化蛋白质序列，提高蛋白质纯化质量和效率。5. 什么是RNAi?简述RNAi技术的原理及其在恶性肿瘤治疗中的应用前景。答：RNAi是一种干涉细胞内源性基因表达的方法，用外源性的dsRNA所致的细胞内有效的和特异性的基因封闭。或指进化上高度保守的、由双链RNA诱导的，同源mRNA高效特异性降解的现象。RNAi技术的原理：短片段双链RNA分子，能够以序列同源互补的mRNA为靶目标，特定地降解mRNA，Dicer酶特异性切割dsRNA成siRNA后，siRNA结合到RNA复合物上形成RNA诱导的基因沉默复合体，活化后的RISC通过由siRNA决定的碱基互不配对原理切割具有同源序列的基因转录本，最终导致基因沉默。应用：在多种不同的肿瘤细胞中成功的干扰了多种靶基因的表达，抑制肿瘤细胞的生长，这些基因包括癌基因、抗凋亡分子、端粒酶、生长因子受体、某些信号分子。1.沉默基因；2.抑制肿瘤的抗凋亡基因；3.抑制多药耐药基因的表达名词解释1. gene targeting 基因打靶：通过DNA定点同源重组，改变基因组中的某一特定基因，从而在生物体内研究此基因的功能。基因打靶技术是一种定向改变生物活体遗传信息的实验手段。2. trans-acting factor 转录因子：能直接或者间接地识别或者结合在各类顺式作用元件核心序列上参与调控靶基因转录效率的蛋白质。3. transcriptional activating domain转录活化结构域：反式作用因子的转录活化功能取决于其DNA结合区域以外的由80-100个氨基酸组成的区域。4. transposable element 转座元件：是一类广泛分布于真核生物的可移动的功能性DNA片段，可以引起基因重组和变异，在物种进化及遗传改良中起着重要作用。5. spit gene 断裂基因：在真核基因组中基因由编码区域和非编码区域间隔而又镶嵌组成，去除非编码区后可以翻译成完整的蛋白质。6. gene superfamily 基因家族：来源于同一个祖先，由一个基因通过基因重复而产生两个或更多拷贝而构成的一组基因，它们在结构和功能上具有明显的相似性，编码相似的蛋白质，同一家族基因可以紧密排列在一起，形成一个基因簇。7. polycistron 多顺反子：在原核细胞中，数个结构基因串联成一个转录单位，生成的mRNA可以产生多个功能相关的蛋白质。8. suicide gene 自杀基因：是指将某些病毒或者细菌的基因导入靶细胞中，其表达的酶可以催化无毒的药物前体转变成细胞毒物质，从而导致携带该基因的受体细胞被杀死。9. pseudogene 假基因：与编码基因结构相似，但是没有编码蛋白质功能的基因。10. rapid amplification of cDNA ends：cDNA快速扩增（RACE）利用Oligo(dT)对mRNA进行反转录的同时在两头加上通用接头（引物 gene specific primer, GSP）通过PCR序列的5端和3端。11. single nucleoride polymorphism 单核苷酸多态性：在基因组中由单个碱基的改变引起的DNA序列的变化。是指将某些病毒或者细菌的基因导入靶细胞中，其表达的酶可以催化无毒的药物前体转变成细胞毒物质，从而导致携带该基因的受体细胞被杀死。12. bystander effect 旁观者效应 ：将单纯孢疹病毒的胸腺嘧啶核苷激酶基因转染肿瘤细胞，并将转染的细胞与未转染的细胞进行共培养，再加入抗病毒药物核苷类似物，不仅转染细胞会被杀死，未被转染的肿瘤细胞也会被杀死。13. consensus sequence14. ribozyme 核酶：一些小RNA分子具有催化特定RNA降解的活性，在RNA合成后的剪接中具有重要作用，这种具有催化作用的小RNA称为核酶15. synonymous mutation 同义突变：碱基发生突变后产生了新的密码子，但是由于密码子的简并性，编码的氨基酸种类并不会改变。16. base-excision repair 碱基切除修复：在酶的作用下将受损的碱基切除，并不影响核苷酸链的骨架结构。17. palindrome 回文序列：同一条单链以