基因组学名解问答题重点

名解编辑editing：变化原有mRNA碱基序列构成的修饰。有两种编辑方式，将mRNA分子中某些碱基进行代换，如将C转为A，从而使原有的mRNA密码子的含义发生变化；在mRNA分子内部插入某些核苷酸，使mRNA原有的读框发生大范畴的变化。因此mRNA的编码产物与原有基因编码的序列是不同的，编辑后的mRNA含有的遗传信息发生了变化。体现序列标签expressedsequencetagEST：基因转录产物的一段cDNA序列，是一种重要的基因组图分子标记。表观遗传epigenetic：染色体区域的一种适应性构造，可使变化的活性状态注册、传导或持续。CpG岛CpGisland：基因组中富含双碱基CpG的序列，重要在脊椎动物中发现，其它种属基因组中也有CpG岛，但特性不明显。CpG岛长度约1kb，其比例明显高于基因组平均水平。约56%的人类基因与上游CpG岛相连。含有许多限制酶HpaII识别位点，曾被称为HTF岛。重叠基因overlapgene：编码序列彼此重叠的基因，含有不同蛋白质的编码序列，已在构造紧凑的病毒基因组、某些高等生物线粒体基因组和核基因组中发现。重叠基因重要有两个特性，单个的mRNA可编码2中或多个蛋白质；由不同的启动子转录的彼此重叠的mRNA，各自编码不同的蛋白质。单核苷酸多态性singlenucleotidepolymorphisms：基因组中单个核苷酸的突变称为点突变，理论上每个单核苷酸位置最多只有4中形式，即A、T、C和G。蛋白质组/蛋白质组学proteome/proteomics：细胞蛋白质的全部内容称之为蛋白质组，研究蛋白质组构造与功效的领域称为蛋白质组学。功效基因组学functionalgenomics：又称后基因组学，是指基于基因组序列信息，运用多个组学技术，在系统水平上将基因组序列与基因功效（涉及基因网络）以及表型有机联系起来，最后揭示自然界中生物系统不同水平的功效的科学。管家基因house-keepinggene：全部细胞中均要稳定体现的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的，始终保持着低水平的甲基化并且始终处在活性转录状态的基因。宏基因组/宏基因组学metagenome/metagenomics：研究一类在特殊或极端的环境下共栖生长微生物的混合基因组。基因本体geneontologyGO：一种具代表性的规范化的基因和基因产物特性的术语描绘或词义解释的工作平台。使生物信息学研究者对基因和基因产物的数据能够进行统一的归纳、解决、解释和共享。基因组作图genomicmapping：拟定界标或基因在构成基因组的各条染色体上的位置，以及染色体上各个界标或基因之间的相对距离，绘制遗传连锁图或物理图。假基因pseudogene：来源于功效基因但已失去活性的DNA序列。绝缘子insulator：能够阻断邻近位置激活或失活效应的序列。开放阅读框openreadingframe：在DNA链上，由蛋白质合成的起始密码子开始，到终止密码子为止的一种持续编码序列。miRNAmicro-interferingRNA：由原miRNA持续加工产生长度约22nt的成熟miRNA。重要生物学功效是促使靶mRNA降解，或制止和干扰靶mRNA的翻译。逆转录（转座）子retrotransposon：含有类似内源逆转录病毒（ERV）的序列，但只分布在非脊椎动物基因组中，脊椎动物少见。逆转录转座子在某些基因组中有很高的拷贝，有许多不同的类型。全基因组鸟枪法测序wholegenomeshotgunsequencing：将整个基因组DNA打断成小片段后将其克隆到质粒载体中，然后随机挑取克隆对插入片段进行测序，并获得测序序列构建重叠群。在此基础上进一步搭建序列支架，最后以分子标记为向导将序列支架锚定到基因组整合图上。snoRAN：编码小分子核仁RNA。这些类RNA分子的作用场合重要位于核仁区，其功效是修饰rRNA，如指定特定位置的碱基甲基化或将某些碱基转变为假尿嘧啶。snRNA:编码小分子细胞核RNA。全部真核生物都含有大量的位于细胞核内的小分子RNA,它们始终与蛋白质结合形成核蛋白复合物，即snRNP，参加mRNA前体的剪切加工。生命之树treeoflife：生物根据分类学中的等级分类，起始于界，然后依次为门、纲、目、科、属直到种。顺式元件cis-element：某些能影响基因体现但不编码蛋白质和RNA的DNA序列，按照功效分为启动子、增强子、负调控元件（沉默子）。TATAbox：转录起始位点及其上游-25~30bp处的富含TA典型元件。其核心序列为TATAAAA，其功效为拟定转录起始位点并产生基础水平的转录。同源基因homologous：来源于共同祖先的基因，涉及直向同源基因和共生同源基因，涉及同一基因家族的全部组员。物理图physicalmap：采用分子生物学技术直接将DNA分子标记、基因或克隆标定在基因组的实际位置所构建的位置图。遗传图geneticmapping：采用遗传学分析办法将基因或其它DNA分子标记标定在染色体上构建连锁图。小干扰RNAsiRAN：产生于双链RNA，重要来源于内源转座子，反向重复DNA，病毒mRNA和转基因体现产物等。增强子enhancer：位于启动子上游或下游并通过启动子增强邻近基因转录效率的DNA次序，但增强子本身不含有启动子活性。转录组/转录组学transcriptome/transcriptomics：在某一特定条件下单个或一组细胞所含有的mRNA总和。转录组的内容依实验设计的不同而随之变化。转座（位）因子transposableelement：能够在一种DNA分子内部或两个DNA分子之间移动的DNA片段。能够促使染色体区段的重组与交换，提供转录调控元件，增加前体mRNA的剪接信号和加尾信号，还可提供新的蛋白质的编码序列。细菌人工染色体bacterialartificialchromosome：一种以F质粒（F-plasmid）为基础建构而成的细菌染色体克隆载体，惯用来克隆150kb左右大小的DNA片段，最多可保存300kb碱基对。问答1.为什么RNA不能成为重要的遗传信息载体？1)2’—OH赋予了RNA许多不同与DNA的特性,极易断裂与分解,不能形成稳定的双螺旋;2)单链RNA分子的链内配对可形成高级构造,赋予RNA分子在生命活动中肩负许多重要的构造和催化功效;3)RNA的核苷酸构成中由尿嘧啶取代了DNA中的胞嘧啶,使其不能成为遗传信息的载体.2.假基因能否体现？为什么？1)相对于原来的功效基因而言,假基因已失去正常功效.2)假基因可能产生了新的功效.3.有哪些异常构造基因：重叠基因，基因内基因，反义基因4.什么是蛋白质构造域？什么是蛋白质模体？两者有何差别？蛋白质的三级构造中有某些在构造上和功效上相对独立的构成区域，如球形或纤维状构造，称为域（domain），它们介于二级构造与三级构造之间。在许多蛋白质中都可发现由2个或3个二级构造如α-螺旋，β-折叠和转环构成的组合，它们有特性性的序列，含有特定的功效，称为基序或模体（motif）。构造域经常由多个基序构成。5.小分子RNA的功效snRNA:小分子细胞核RNA涉及前体mRNA剪接snoRNA:小分子核仁RNA，与rRNA剪接和修饰有关scRNA:小分子细胞质RNA7SRNA,与核糖体转移到内质网上有关6.DNA标记的种类及特点第一代分子标记---RFLP1)处在染色体上的位置相对固定;2)同一亲本及其子代相似位点上的多态性片段特性不变;3)同一凝胶电泳可显示等位区段不同多态性片段,体现为共显性.4)需要用Southern杂交检测显示.第二代分子标记---SSR1)可变排列的简朴重复次序,即重复次数不一,在染色体的同一座位重复次序拷贝数不同;2)SSR的类型:小卫星序列(minisatellite),重复单位较长；微卫星序列(micrisatellite),重复单位较短。第三代分子标记---SNP1)SNP由核苷酸代换产生.2)人类基因组平均600bp含一种SNP.3)人类基因组SNP总量不不大于500万.占人类DNA次序差别的10%-50%.4)基因组中某些紧密连锁的SNP可构成单倍型(Haplotype).单倍型中不同的SNP位点之间不发生重组与交换.7.什么是基因组物理图？物理图与遗传图有何不同？采用非遗传重组的办法以DNA碱基序列为图距单位绘制的位于染色体上基因线性排列次序的图譜.通过遗传学办法,以遗传图距(cM)为单位绘制的染色体上基因或标记之间相对位置的连锁图.8.什么是BAC载体？他有什么优缺点？请阐明BAC载体各构成部件的功效？细菌人工染色体：源于大肠杆菌中天然的F质粒。较大的克隆容量，比较稳定；每个细胞只有一份，克隆的DNA片段不会因基因重组发生嵌合问题；可采用类似制备质粒的办法直接提取克隆的DNA，在大规模测序时便于机械化操作。9.鸟枪法与作图法测序有何差别？作图法测序：根据基因组物理图上已知的BAC或PAC克隆从中挑取待测的组员，提取并纯化克隆DNA，然后采用机械断裂（如超声波）法制备小分子DNA。经电泳分离后收集2kb大小的DNA片段插入到质粒载体中进行克隆，然后进行两端测序。鸟枪法测序：1.使用限制性核酸内切酶（简称限制酶）将带有目的基因的DNA链切成若干小段。2.再使用DNA连接酶将其整合到载体的基因中,并使其体现。3.如果在某个细胞中得到了目的产物,就阐明整合到该细胞中的DNA片段就是所需要的DNA片段。10.什么是物理间隙？什么是序列间隙？如何弥补？1)因覆盖率的因素而留下的未能测序的次序,仍存在于克隆文库中,这类间隙称为序列间隙.2)因克隆载体本身的限制或DNA序列特殊的构成等因素造成某些序列丢失或未能克隆,这类间隙称为物理间隙.弥补办法:运用一种不同的载体构建一种基因文库。以间隙两侧重叠群末端序列作为探针筛选第二个文库；PCR办法，将不同的重叠群末端序列作为引物两两配组扩增基因的DNA.11.为什么着丝粒区和近端粒区DNA测序非常困难？由于这些区域存在高度重复的DNA序列。12.什么是ORF？在基因注释中ORF有何意义？全部编码蛋白质的基因都含有开放阅读框，它们由一系列指令氨基酸的密码子构成。开放阅读框有起始密码子和终止密码子。在DNA序列中搜寻基因时，由于每条链都有三种可能的读框，两条链累计6中读框，计算机能够很快给出成果。13.什么是序列同源性？什么是序列一致性？什么是序列相似性？1）同源基因(homologousgene)系指来源于同一祖先但次序已经发生变异的基因组员,分布在不同物种间的同源基因又称直系(orthologous)基因.同一物种的同源基因则称水平(paralogous)基因,水平基因由重复后趋异产生.基因同源性(homology)只有“是”和“非”的区别,无所谓比例.3)一致性(identity)系指同源DNA次序的同一碱基位置的相似的碱基组员,或者蛋白质的同一氨基酸位置的相似的氨基酸组员,可用比例表达.4)相似性(similarity)系指同源蛋白质的氨基酸次序中一致性氨基酸和可取代氨基酸所占的比例.可取代氨基酸系指含有相似性质如极性氨基酸或非极性氨基酸的组员,它们之间的代换不影响蛋白质(或酶)的生物学功效.14.据你所懂得哪些DNA序列构成特点可作为鉴别基因的根据？1）密码子偏爱。不同种属之间使用同义密码子的频率有很大的差别；2）外显子-内含子边界。含有明显的特性序列，例如内含子的5‘端。3）上游控制序列。几乎全部的基因（或操纵子）上游都有调控序列，它们有明显的特点，特别是原核生物。4）内含子与外显子相比，保存了较多的突变，终止密码子出现的概率更高。5）哺乳动物基因组中含有大量的CpG岛。6）开放阅读框的构造特点。15.基因的元件、构造、特性以及功效①在5′端转录起始点上游约20～30个核苷酸的地方，有TATA框(TATAbox)。TATA框是一种短的核苷酸序列，其碱基次序为TATAATAAT。TATA框是启动子中的一种次序，它是RNA聚合酶的重要的接触点，它能够使酶精确地识别转录的起始点并开始转录。当TATA框中的碱基次序有所变化时，mRNA的转录就会从不正常的位置开始。②在5′端转录起始点上游约70～80个核苷酸的地方，有CAAT框(CAATbox)。CAAT框是启动子中另一种短的核苷酸序列，其碱基次序为GGCTCAATCT。CAAT框是RNA聚合酶的另一种结合点，它的作用还不很必定，但普通认为它控制着转录的起始频率，而不影响转录的起始点。当这段次序被变化后，mRNA的形成量会明显减少。③在5′端转录起始点上游约100个核苷酸以远的位置，有些次序能够起到增强转录活性的作用，它能使转录活性增强上百倍，因此被称为增强子。当这些次序不存在时，可大大减少转录水平。研究表明，增强子普通有组织特异性，这是由于不同细胞核有不同的特异因子与增强子结合，从而对不同组织、器官的基因体现有不同的调控作用。例如，人类胰岛素基因5′末端上游约250个核苷酸处有一组织特异性增强子，在胰岛素β细胞中有一种特异性蛋白因子，能够作用于这个区域以增强胰岛素基因的转录。在其它组织细胞中没有这种蛋白因子，因此也就没有此作用。这就是为什么胰岛素基因只有在胰岛素β细胞中才干较好体现的重要因素。④在3′端终止密码的下游有一种核苷酸次序为AATAAA，这一次序可能对mRNA的加尾(mRNA尾部添加多聚U)有重要作用。这个次序的下游是一种反向重复次序。这个次序经转录后可形成一种发卡构造。发卡构造妨碍了RNA聚合酶的移动。发卡构造末尾的一串U与转录模板DNA中的一串A之间，因形成的氢键结合力较弱，使mRNA与DNA杂交部分的结合不稳定，mRNA就会从模板上脱落下来，同时，RNA聚合酶也从DNA上解离下来，转录终止。AATAAA次序和它下游的反向重复次序合称为终止子，是转录终止的信号。16.异染色质与常染色质的差别是什么？用光学显微镜检查间期细胞核，染色质呈现深色区与浅色区的交替分布。深色分辨布在细胞核的周缘，称为异染色质。现已分辨两种异染色质，构成型异染色质和兼性异染色质。异染色质构造紧密，使控制基因体现的蛋白质无法靠近DNA。反之，染色体的其它DNA区域，因基因处在活性状态而显得比较松弛，调控因子可与其接触。这些区域称为常染色质，它们分散在整个细胞核中。17.CpG岛有什么分布特点？CpG岛是如何产生的？满足CpG岛的条件为:1.持续200bp的DNA次序(已修改为500bp);2.C+G含量不不大于50%(已修改为55%);3.观察到的CpG双碱基数目与预期的数目之比不不大于0.6(已修改为0.65).CpG岛的普通特点：1)重要在脊椎动物中发现,其它种属基因组中也有CpG岛,但特性不明显.2)绝大多数CpG岛中极少出现胞嘧啶甲基化,因此被认为是基因转录活跃区.3)CpG岛重要分布在基因的启动子区和第一种外显子区4)绝大多数管家基因(housekeepinggene)含有CpG岛,是寻找基因的一种指标.脊椎动物CpG岛的分布中：1.重要分布在基因的5’端和第1个外显子区.2.人类中40%的管家基因的5‘端均含CpG岛.3.双碱基-CpG-具回文构造,是甲基化酶作用的位点,可在回文对称的两个胞嘧啶5位碳原子上进行甲基化.在CpG岛中-CpG-双碱基均无甲基化.18.什么是DNA转座子？什么是RNA转座子（逆转座子）？这两类转座子的转座方式有何特点？转座子是原核生物与真核生物基因组中广泛存在的一类可移动位置的遗传成分。DNA转座子：涉及DNA直接转座。RNA转座子：以RNA为中介进行转座，又称逆转录成分，涉及逆转座子和逆转录病毒等。19.线粒体基因组与叶绿体基因组在构造与构成上有何差别？高等植物叶绿体基因组特点：1)构造紧凑,基因之间排列紧密,极少非编码次序.2)不同种属之间叶绿体基因组大小比较恒定,约在120kb左右.3)动态变化:不同发育时期,每个细胞叶绿体基因组的拷贝数不是恒定的.4)叶绿体基因组内极少短序列重复次序有两段很长的反向重复次序,这种构造可有效地制止叶绿体环状DNA的分子内重组.高等植物线粒体基因组的构造特点：1)非均一性:线性和环状亚基因组DNA共存.2)拷贝数变化:同一细胞不同亚基因组DNA的拷贝数并不相似.3)不同种属之间线粒体基因组大小变化很大,在120–2500kb之间.4)动态变化:不同发育时期,每个细胞线粒体基因组的拷贝数不是恒定的.5)分子内重组:高等植物线粒体基因组中含有大量短序列正向或反向重复次序,它们之间的重组造成大量的DNA次序重排,是MtDNA频繁突变的重要因素.20.Poly（A）和5‘端加帽的的生物学功效Poly（A）：保护mRNA；提高mRNA的翻译效率；可影响mRNA前体最后一种内含子的剪切，缺少Poly（A）使剪切效率减少5~10倍；与mRNA的半衰期即寿命有关；是一种重要的基因体现调控机制。5‘端加帽：制止mRNA降解；提高翻译效率；作为进出细胞核的识别标记；提高mRNA的剪接效率。21.什么是可变剪接？可变剪接的生物学意义有些基因的一种mRNA前体通过不同的剪接方式（选择不同的剪接位点）产生不同的mRNA剪接异构体，称为可变剪接。可变剪接是调节基因体现和产生蛋白质组多样性的重要机制，是造成真核生物基因和蛋白质数量较大差别的重要因素。22.什么是siRNA？什么是miRNA，它们之间的区别是什么？siRNA：小干扰RNA,产生