微生物遗传学复习考题

1、简述题串联亲和纯化方法 (Tandem affinity purification , TAP)串联亲和纯化技术是一种能快速研究体内蛋白质相互作用的新技术，经过两步特异性亲和纯化可快速得到生理条件下与靶蛋白质存在真实相互作用的蛋白质。串联亲和纯化技术特别适用于研究蛋白质在生理条件下的相互作用。该技术通过在靶蛋白质一端嵌入一个特殊的蛋白质标签不破坏靶蛋白质调控序列且靶蛋白质表达量与体内水平相当经过两步连续的亲和纯化获得接近自然条件的特定蛋白质复合体后用质谱技术或Edmn降解法进行蛋白质鉴定。与传统的研究蛋白质相互作用的技术相比，TAP技术具有周期短、假阳性结果少等优点。显性失活突变 (Domin

2、ant Negative Mutation) 即显性负突变 只有单个基因拷贝即可导致野生型基因产物失去活性的突变体。在信号转导领域中指本身失去转导信号功能，而且同时能使野生型蛋白也失去活性的信号转导蛋白突变体。可导致相关信号通路的组成性阻断。基因敲除突变 (gene knockout)即用一个突变的基因去修饰其对应的野生基因，以观察中止原基因正常功能时的生物学变化。或指用DNA重组技术敲除宿主基因组中的某一靶基因。以小鼠为例，先将待敲除基因制成缺失突变而代之以一个选择基因(如neo )，同时再接上另一个选择基因(如tk)，然后将这一段已失去靶基因功能的DNA插入载体，转入在体外培养的小鼠胚胎干

3、细胞ES细胞。通过细胞内同源重组将基因组中有功能的靶基因置换掉，也就是敲除了靶基因。只有同源重组的整合，才能把接在靶基因旁边的选择基因去掉;非同源重组则会把失去功能的靶基因序列连同两个选择基因一起整合在ES细胞基因组里。这样，用选择培养基就可选出敲除了靶基因的胚胎干细胞克隆。将这种胚胎干细胞注入小鼠早期胚胎。由于胚胎干细胞是二倍体细胞，所以靶基因被敲除的干细胞是该基因的杂合体，即只有一个等位基因被敲除。功能互补(complementation)实验如果在某个敲除突变株细胞中导入一个外源基因后可以使得该敲除突变株恢复为野生型,则认为导入的外源基因与敲除基因是功能互补的,这个方法可以预测外源蛋白的

4、生物学功能合成遗传列阵分析(Synthetic genetic array, SGA)联合致死/致病作用(synthetic lethal/sick interaction) 带有两种不同突变的细胞杂交,重组产生的后代不能存活或活力减弱的现象被称为联合致死/致病作用. 温度敏感突变株 (temperature-sensitive mutant)在正常培养温度下，菌体生长良好，当温度提高到一定程度时（如30提高到40），停止生长，而只产酸，具有这种特性的菌株就称为温度敏感型突变株酵母的生活周期 (life cycle of fission yeast)裂殖酵母的营养体主要以单倍体形式存在和生活；

5、以裂殖方式进行无性繁殖。在特定条件下进行有性生殖。生活周期受到营养条件的调控: 在营养丰富的条件下, 细胞生长和进行有丝分裂。在营养缺乏的条件下，细胞终止在细胞周期中的G1期，进行性别上分化，不同性别的单倍体细胞交配，形成二倍体的接合子, 经减数分裂和萌发, 形成四个孢子。最有效的引导有性繁殖的方法是氮饥饿。9. 非接合子型子囊 (Azygotic asci) asci are linear, and are produced by sporulation of a diploid strain. The ascus looks like a single cell. The spores l

6、ook more tightly packed. 子囊是线性的,是由一个二倍体孢子形成的。这个子囊看起来像一个单一的细胞。孢子很紧凑10. 什么是蛋白质标签 (tag),用途是什么?是基因移植到一个重组蛋白。通常,这些标签是可移动的化学制剂或酶的手段,如蛋白质水解或蛋白拼接。标签是基于各种目的而附在蛋白质上的用途:分离和纯化蛋白(包括蛋白复合物)并鉴定与YFP结合的蛋白(TAP) 亚细胞定位（GFP)测定YFP的表达（FLAG, HA, Myc)分析蛋白质之间的相互作用（FLAG, HA, Myc) 11. 易错PCR易错PCR是在采用DNA聚合酶进行目的基因扩增时，通过调整反应条件，如提高镁

7、离子浓度、加入锰离子、改变体系中四种的dNTPs浓度或运用低保真度DNA聚合酶等，来改变扩增过程中的突变频率，从而以一定的频率向目的基因中随机引入突变，获得蛋白质分子的随机突变体。其关键在于对合适突变频率的选择，突变频率太高会导致绝大多数突变为有害突变，无法筛选到有益突变;突变频率太低则会导致文库中全是野生型群体。理想的碱基置换率和易错的最佳条件主要依赖于突变的DNA片段的长度。12. 无效突变(null mutation) 由于大片段插入、缺失或重排而导致基因产物完全无效13. 显性负突变(dominant-negative mutation)某些信号转导蛋白突变后不仅自身无功能，还能抑制或

8、阻断同一细胞内的野生型信号转导蛋白的作用。这种作用被称为显性负性作用。具有显性负性作用的突变体被称为显性负性突变体14. 独特的分子条码(unique bar codes)15. 合成基因阵列(synthetic genetic array)16. 通过微阵列分析合成致死(synthetic lethality analyzed by microarray)微阵列(micmarray)包括cDNA微阵列(cDNA microarray)和DNA芯片(DNA chips)。它是近年来发展起来的可用于大规模快速检测基因差别表达、基因组表达谱、DNA序列多态性、致病基因或疾病相关基因的一项新的基因功

9、能研究技术其基本原理是：将成千上万条DNA片段、cDNA、表达序列标签(expressed sequence tag，EST)或特异性的寡核甘酸片段1按横行纵列有序地点样在固相支持物上，固相支持物为硝酸纤维膜或尼龙膜时，称为微阵列。把固相支持物改为指甲盖大小的玻片或硅片时所形成的微阵列就称为DNA芯片检测时，首先以来自不同生理状态和发育阶段的mRNA为模板。以放射性同位素或荧光物标记的dNTP为底物反转录合成cDNA再用合成出的cDNA与微阵列或DNA芯片进行杂交。然后通过计算机对结果进行判读和处理，就可以知道芯片上的哪些基因在细胞里表达，哪些基因不表达；同样也可以测知哪些基因的表达水平高，哪

10、些基因的表达水平低 二、比较题简述正向遗传学（forward genetics）和反向遗传学（reverse genetics）的不同之处。正向遗传学是指，通过生物个体或细胞的基因组的自发突变或人工诱变，寻找相关的表型或性状改变，然后从这些特定性状变化的个体或细胞中找到对应的突变基因，并揭示其功能。反向遗传学的原理正好相反，人们首先是改变某个特定的基因或蛋白质，然后再去寻找有关的表型变化。简单地说，正向遗传学是从表型变化研究基因变化，反向遗传学则是从基因变化研究表型变化。2. 简述蛋白质在遗传上的相互作用（genetic interaction）和物理相互作用（physical interac

11、tion）的区别。 eq oac(,1)两基因通过比较二者共同突变的表型，与二者单独突变的表型。这种相关作用指重复的生物过程或并行途径中的重复功能所需基因，不需要蛋白之间有直接的作用。蛋白遗传相互作用指两种基因同时存在成删除后表型表现出来。 eq oac(,2)指当两种蛋白质直接或间接接触时他们之间的相互作用，当两种蛋白质存在生理上的相互接触时，蛋白质间的相互作用，无论之间或间接的（如在同一蛋白质复合体中）。3. 简述合成或联合致病作用（synthetic sick interaction）和致死作用（synthetic lethal interaction）的不同。 联合致病作用和致死作用就

12、是带有两种不同突变的细胞杂交，重组产生的后代不能存活或获利减弱的现象。最普遍的联合作用是合成致死作用，在两个基因中的任何一个突变单独存在都不会致死，但是一个菌株中这两个突变基因同时存在则会致死。4. 基因显隐性分析(dominance/recessiveness) 和上位性分析(epistasis analysis)的不同显隐性是用来描述等位基因之间的关系。如果野生型基因存在时,突变型的表型不表达，则突变型相对于野生型是隐性的,反之是显性的。 上位性是用来描述不同基因之间的相互作用。指一独立基因能直接改变另一独立基因的表形型(或指一独立遗传基因对另一独立基因的表现有遮盖作用)。上位分析可以用于

13、建立基因功能的上下游顺序关系。 显隐性分析是通过构建带有野生型和突变型基因的双倍体菌株来分析发生在同一基因突变的显隐性。上位性分析是通过构建带有双突变型基因的单倍体菌种来分析不同基因的遗传相互作用。 5. 分析比较失去功能突变(loss-of-function mutation)与获得功能突变(gain-of-function mutation)的异同 获得功能突变：就是指基因突变后使蛋白获得一种新的功能或使蛋白的某种功能得到了加强。其中一类是突变后的基因产物拥有一种新的分子功能或是有一套新的基因表达模式。获得功能能突变总是显性的。 失去功能突变：是指突变后使得蛋白功能减弱或完全消除的一种突变

14、。突变后的基因产物缺少野生型基因的分子功能。失去功能突变总是隐性的。6. 比较裂殖酵母和芽殖酵母的异同相同：裂殖酵母和芽殖酵母在3亿年-4亿年以前分化，都是酵母 不同： 芽殖酵母 裂殖酵母 测序 1997 2002基因组大小 （Mb) 12 13.8染色体数目 16 3基因/蛋白 6000/6217 4900/5002 基因大小 1.5, 1 exon 3Kb, 3 exon 含内含子的基因数 5% 43营养细胞 双倍体 单倍体 主要细胞周期时期 G1(70) G2(70)细胞周期紧密调控 G1-S G2-M裂殖酵母的细胞周期：细胞经较长的伸长生长后进入有丝分裂期芽殖酵母的细胞周期：细胞是从S

15、期直接进入有丝分裂期7. 比较整合型质粒与自主复制质粒的异同由可选择的酵母基 因插入大肠埃希氏菌(Escherichia coli)和pBR322质粒而构成的.典型的YIp如CV9，其上含有克隆进pBR322的酵母leu2基因，它可整合在受体细胞第染色体上的非功能性leu2基因中自主复制，指质粒及其他染色体外DNA或RNA分子所进行的不依赖于染色体DNA复制的复制。这些分子在一定条件下能够控制自身合成的时间和频率。自我复制，即染色体自我复制。在细胞分裂过程中，每一个染色体包括染色体上的染色粒和全部基因都要分裂为两个。这样，一个染色体便分为质量上完全相同的两个、点诱变(site-directed

16、 mutagenesis)与随机诱变 (random mutagenesis)点诱变又称位点专一诱变。一种将克隆的基因在体外作专一突变，然后再置换受体生物该基因拷贝的技术。优点：获得所需突变的几率高，有时甚至可达活细胞的50%;整个生物体其他基因都是非突变的，故可保留全部所希望的特性。定点诱变的具体方法很多。随机诱变，random mutagenesis，非定点地诱发基因产生突变。亚效等位基因突变(hypomorphic mutation)与超形态突变(hypermorphic mutation)超形态突变此种突变与次形态突变相反，会使基因的表现加强。单倍体与双倍体单倍体即体细胞中含有与本物种

17、正常个体生殖细胞的染色体组数目相同的染色体组的生物。双倍体生物就是由精卵发育成生物体的。基因内互补(intragenic complementation)与基因间(intergenic complementation)基因内互补：带有处于反式(即相斥）状态的两个拟等位基因的个体呈现接近正常表型的现象。可能是由于两个突变基因所产生的失活产物结合而成为具有活性的蛋白质的结果。如果将两个有关的同质结合子的抽提物混合时可以看到互补现象，叫离体互补。等位基因间互补：指异源多具体蛋白质由两个不同突变等位基因编码的亚单位间作用引起的性质改变。混合型蛋白质可能比一种类型亚单位构成的蛋白质活性强或者弱三、思考题

18、1yfg（your favorite gene）的功能未知,需要该基因的功能. 如果知道yfg（your favorite gene）是必需基因，如何研究yfg的功能？请写出具体方案.如果知道yfg（your favorite gene）是非必需基因，如何研究yfg的功能？请写出具体方案.回复突变有哪几种? 如果发现你构建的温度敏感突变株发生了回复突变,如何确定是那种回复突变? 如果是非等位基因抑制突变 (extragenic suppression), 如何克隆该抑制子(suppressor)Arevertant is a mutation that restores the phenotype to the wild type(most prevalent form).野生型基因经过突变成为突变性基因的过程成为正向突变。正向突变的稀有性说明野生型基因是一个比较稳定的结构。预报基因又可以通过突变而成为野生型基因，这一过程成为回复突变。第一种：真正的回复突变突变(mutant)体经过第二次突变又完全地或部分地恢复为原来的基因型和表型。完全恢复时由于突变的碱基顺序经第二次突变后又变为原来的碱基顺序