基因组学复习题

第一章1 )什么是c值悖论？ 什么是n值悖论？c值悖论：生物基因组大小与生物进化地位高低无关的现象。n值悖论：将基因数与进化程度和生物复杂度的不对应性称为n值悖论2 )什么是序列的复杂性？基因组中不同序列的DNA全长用bp表示。3) RNA分子有哪些种类？mRNA tRNA rRNA scRNA snRNA snoRNA小分子干扰RNA4 )不编码蛋白质的RNA有哪些种类？tRNA rRNA scRNA snRNA snoRNA小分子干扰RNA5 )什么是假基因？ 假基因是如何形成的？来源于功能基因，但失去活性的DNA序列中既有沉默的假基因，也有可转录的假基因。产生假基因的原因有很多。 例如编码序列中出现终止密码子突变，插入或缺失某核苷酸，编码mRNA，使翻译中途停顿或异常延伸，合成惰性蛋白质。6 )假基因能否表达？ 为什么？是的，假基因对原来的基因不起作用了，但是有可能产生新的功能。最初认为假基因是不能转录的基因，随着基因组数据的积累，现在已知有很多假基因仍维持着转录活性，特别是来自重复基因的假基因和获得启动子加工的假基因，假基因的转录产物已经失去了原有的功能，如7 )如何对基因家族进行分类？ 什么是超基因家族？基因家族：从共同祖先开始，通过基因的倍增和突变，基本上与DNA序列的构成一致，将稍有不同的成员分为一个基因家族。超基因家族：起源于共同祖先，由类似的DNA序列组成的多个基因子家族或类似的基因成员组具有类似的功能。8 )低等生物和高等生物基因组的组成有什么不同？ 为什么会产生这样的差异？低等生物：1)结构紧凑，一般不存在内含子(古细菌除外)。2 )大小在5 Mb以下3 )没有重复序列4 )几乎没有未编码的序列。高等生物：1)结构松弛，包括大量重复序列2 )基因多为破坏基因，由内含子和外显子组成3 )由线性DNA和蛋白质构成的染色体结构4 )包含细胞器基因组。9 )举例说明有什么结构异常的基因。重复基因：代码序列相互重叠的基因。1 .单一mRNA可编码两种以上的蛋白质。 例如，大肠杆菌噬菌体X174基因读取器5386bp共编码11个基因，7个基因是重复基因，其中3个重复基因a、A*和b共享部分3末端序列。2 .从不同启动子转运而来的彼此重叠的mRNA可各自编码不同的蛋白质。 例如，人核基因组INK4a/ARF的座位有2个蛋白质产物p16和p19，他们利用同一座位的不同启动子，第一外显子不同，但第二外显子和第三外显子共享，产生两个不同引线框架的mRNA。基因内基因：某基因的内含子含有其他基因。 例如，编码线虫基因组甘氨酸合酶的基因FGAM有21个内含子，内含子9含有1个独立基因，内含子11含有4个独立基因。反义基因：已知基因编码序列和互补负链编码的基因。 例如，大麦有3个可在胚浆粉层特异表达的-淀粉酶基因，2个为a型，1个为b型，诱导赤霉素表达。 从基因组中检测出a型-淀粉酶的反义RNA基因，其表达受脱落酸支配，是脱落酸拮抗赤霉素的分子机制之一。第二章名词解释遗传图、物理图、叠加群、小卫星、微卫星测验：1 .理想的遗传作图标记应该满足什么条件？ RFLP、SSLP和SNP标记有哪些特点和缺点？遗传图错位的原因是什么1 )什么是遗传图？ 遗传制图的理论基础是什么？遗传图是采用遗传学分析法将遗传基因和其他DNA序列标定为染色体构建的连锁图。基础：孟德尔1865年首次阐述的遗传学原理。2 )什么是分子标记？ 有什么分子标记，各有什么特点？是指以DNA片段为标记，通过DNA片段的电泳使DNA产生多态性。受限片段多样性(restrictionfragmentlengthpolymorphisms，RFLP )特征：1) .染色体上位置固定。2 ) .同一亲本和其子代同一部位的多态性片段的特征不变。3 ) .同一凝胶电泳可显示同一部位不同的多态性片段，具有共显性特征。4 ) .有两种等级形式。简单序列多态性(simplesequencelengthpolymorphisms，SSLP )有多等位性。并且，可分为可变串行重复(variable number of tandem repeat，VNTR )特点：多态性信息含量高，但数量有限，且基因组分布不均匀，不适合PCR扩增。单序列重复序列(SSR )特征：1)染色体上的位置相对固定2 )操作简单，可通过PCR放大3 )同一凝胶电泳显示不同的多态性片段，显示共优性4 )有多种等位形式。核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms，SNP )特点：1)理论上同一碱位SNP的等位形式最多，但多为22 )可以直接从STS测序中找到SNP3 )数量非常多4)SNP与人类敏感疾病有关，与药物基因组学有关5 )编码区域SNP主要分布在密码子的第3个碱基位置什么是RFLP？ 为什么RFLP出生了？受限片段多态性(restrictionfragmentlengthpolymorphisms ) :由于同源染色体同一片段的DNA序列的差异，用受限酶处理时会产生长度不同的受限DNA片段，这些DNA片段是琼脂糖凝胶引起酶切部位变异的变异，例如点突变或DNA的再组织(插入和缺失引起的酶切部位间的长度变化)或碱基突变等，有可能引起RFLP的发生4 )什么是SSR标志？ 为什么会发生SSR？ SSR标志有什么优点？SSR标记：是以数个核苷酸(一般为16个)为重复单位构成的数十个核苷酸的串联重复序列。主要起因于DNA复制时出现的“滑序”事件与SSR序列等级形式之间的不同交换。优点：1)染色体上位置相对固定，数量丰富，分布均匀2 )操作简单，可通过PCR放大3 )同一凝胶电泳显示不同的多态性片段，共显性4 )有多种等级形式。5 )什么是SNP？基因组单核苷酸的突变。6 )引起染色体不同区段间交换频率差异的原因是什么？同源染色体之间的不均匀交换。7 )什么是热点重组？染色体有比其他部位更换频率高的部位。第三章名词解释限制性绘图、序列标记点、序列标记点绘图、绘图试剂、克隆文库、指纹问答环节物理制图的主要方法是什么？原理分别是什么？有哪些优点和缺点顺序标签部位是什么？顺序标签的位置需要什么样的条件？ 如何在基因组中寻找序列标记部位？如何为克隆创建重复组？1 )什么是基因组物理图？ 物理图和遗传图有什么区别？ 如果有遗传图，为什么要画物理图？直接检测染色体上DNA标记的实际位置。前者是描述的基因的相对位置，后者是具体的碱基位置因为遗传图有以下缺点1 .遗传学图像的分辨率有限。 2 .遗传学图的垄断面较低。 3 .遗传图分子标记的排列错位。2 )如何制造、分离高分子DNA？利用脉冲凝胶电泳(pulsed-filed gel electrophoresis，PFGE )，取代单纯的单向电场(单向电场)，在电泳中受阻的DNA分子在电场变化时扭转方向，小分子比较大的分子分辨率达到10Mb。3 )什么是限制性制图？将限制酶切位点标定在DNA分子的相对位置。4 )什么是YAC向量？ 你有什么优点和缺点？酵母人工染色体(yeast artificial chromosome，YAC )具有酵母染色体的特性，可以以酵母细胞为宿主复制到酵母细胞中。优点：容量大，插入片段可达到1400 kb缺陷：转化效率低，镶块稳定性差； 嵌合克隆的比例高达48%，制备插入DNA相当困难。什么是BAC矢量？ 你有什么优点和缺点？细菌人工染色体(bacterialartificialchroome，BAC )具有细菌染色体的特性，可以以细菌细胞为宿主复制成细菌细胞。优点：单拷贝通过制造类似质粒的方法直接克隆和机械化DNA，而不会发生重组嵌合。6 )什么是重叠组(contig )？ 如何构建重复组？由相互重叠的DNA片段构成的物理图成为重叠群。首先采用染色体步骤法，首先从聚类引文库中选择随机或指定的克隆，分离纯化该克隆的开始末端序列作为探针，然后从基因库中找到与其重叠的第二个克隆。 根据第二个克隆，重复步骤查找第三个克隆，然后一次扩展，直到完成所需的重复组。7) STS制图依据的原理是什么？两个STS出现在同一片段的机会取决于它们在基因组中的距离，彼此之间越近，分离的概率就越小。两个STS之间的相对距离的估计与链分析的原理相同，它们之间的距离是根据它们的分离频率来计算的。什么是DNA指纹？ 有什么样的DNA指纹？DNA指纹：确定DNA样本的特定DNA片段的结构。类型：受限指纹重复序列(repetitive DNA )指纹重复序列DNA PCR(repetitive DNA PCR )或分布式重复序列interspersedrepeatelementpcr (ire-PCR )； STS内容映射指纹。第四章名词解释：顺序间隙、物理间隙、支架和复盖面问答：自动排列决策的原理是什么？基因组的序列决定和组装有什么策略？ 他们有什么优点和缺点？重复组之间有哪两种间隙？1) DNA序列决定中采用的DNA聚合酶和细胞的DNA聚合酶的区别是什么1 .高酶活性2.53无外切酶活性3.35无外切酶活性2 )鸟枪法的排列决定和作图法的排列决定有什么不同？鸟枪法测序将基因组全部分解为短序列，测序后用程序寻找并连接相互独占的部分，得到整体序列结果。适用于小、简单、重复序列少的基因组，序列决定速度快，且无需提供相关的遗传图像和物理图像，效率高。作图法将DNA分解为生长序列，然后用mapping将长序列定位于染色体上的某个位置，将长序列分解为短序列决定序列，适合大分子DNA克隆，序列决定时间长，依赖于遗传图谱和物理图谱，效率低。3 )原核生物基因组为什么适合鸟枪法的序列决定？由于原核生物基因组结构紧凑，不含内含子(古细菌除外)，大小在5Mb以下，没有重复序列，没有编码的序列很少。鸟枪法适用于基因组小、简单、重复序列少的序列决定。4 )用图解说明BAC克隆的排列决定和排列组装的过程书82页5 )为什么5)BACC克隆序列决定和全基因组鸟枪序列决定会留下差距？任何基因组的序列决定都必然形成序列间隙和物理间隙。6 )什么是物理间隙？ 什么是序列间隙？ 如何弥补这两种差距？物理缺口：构建基因组文库缺失的DNA序列，他们将永远从现有克隆群体中消失。 物理间隙缝合需要利用其他载体或宿主菌重建基因组库，利用间隙两侧的序列作为探针，或制备适当的PCR引物，从新库中筛选阳性克隆，重新排列序列。数组间隙：决定数组时缺少的数组。 这些数组将保留在尚未选定的克隆中。 序列间隙利用邻接的已知顺序作为探针，可以筛选现有的基因组文库，筛选阳性克隆进行重新排列缝合。7 )大型基因组鸟枪法排列决定的缺点是什么？如何克服这些缺点？容易产生间隙，组装时容易出错与作图法结合，或多次确定排列并多次组装8 )为什么基因组鸟枪法的排列决定必须构筑大小不同的插入片段克隆文库1 .采用多个基因组文库时，由于任何载体的插入片段与宿主菌都不兼容，因此存在不能扩增的DNA断片消失2 .多种质粒文库也增加了克隆片段的全长，扩大了霸盖面3.10kb文库的构建有助于在2kb质粒引起的两端序列组装时纠正重复序列造成的错误4.Fosmid和BAC文库的构建通过大分子克隆有效且正确地综合下片段DNA文库创建的重复群，避免了重复群在再全基因组范围内直接排序的错误，提高了排序的效率，保证了排序的可靠性。9 )为什么着丝粒区和近端粒区的DNA的排列决定非常困难？重复序列多第五章1 )简述原核生物和真核生物基因结构的特点和差异真核生物有内含子2 )什么是orf？开放式引线框架由指示氨基酸的一系列密码子组成。3 )什么是序列同源性？ 什么是序列一致性？ 什么是数组相似性？同源性：起源于同一祖先但变异的序列之间的关联性。一致性：相同碱基成员在同源DNA序列的同一碱基位置，或相同氨基酸成员在蛋白质中的同一氨基酸位置的比例。相似性：同源蛋白质氨基酸序列中一致氨基酸和可取代氨基酸所占的比例。4 )什么是直系同源基因？ 共生同源基因是什么？ 有什么区别？直系同源基因：不同物种间的同源基因，他们来自物种分裂前的同一祖先。共生同源基因：同一生物内部同源基因通常是多基因家族的不同成员，共同祖先可能存在于物种形成前或后。直系来源于不同的物种，共生来源