基因組學復習題

1、第11）什么是C-值悖理?什么是N-值悖理？C-值悖理：生物基因組的大小同生物進化所處地位的高低無關的現象。N-值悖理：基因數目與進化程度或生物復雜性的不對應性，稱之為2）什么是序列復雜性？?基因組中不同序列的DNA總長，用bp表示。3）RNA分子有哪些種類？ mRNA tRNA rRNA scRNA snRNA snoRNA小分子干擾RNA 4）不編碼蛋白質的RNA包括哪些類型？ tRNA rRNA scRNA snRNAsnoRNA小分子干擾RNA 5）什么是假基因？假基因是如何形成的？來源于功能基因但已失去活性的DNA序列，有沉默的假基因，也有可轉錄的假基因。產生假基因的原因有很多， 如

2、編碼序列出現終止密碼子突變，或者插入和缺失某些核苷酸使mRNA移碼，造成翻譯中途停止或者異常延伸，合成無活性的蛋白質。6）假基因能否表達？?為什么？能，假基因相對于原來的基因已經失去功能但是可能產生新的功能。最初人們認為，假基因是不能轉錄的基因，隨著基因組數據的積累，現在已知有不少假基因仍然保持轉錄的活性，特別是起源于重復基因的假基因和獲得啟動子加工的假基因，但假基因的 質。7）如何劃分基因家族？?什么是超基因家族？基因家族：將來自共同的祖先，因 基因加倍或變異產生了許多在DNA序列組成上基本一致 而略有不同的成員劃分為一 個基因家族。超基因家族：起源于共同祖先，由 相似DNA序列組成的許多基

3、因亞家族或相似的基因成員構成的群體，它們具有相似 的功能。8）低等生物與高等生物基因組組成有何差別？為什么會產生這些差別？低等生物：1）結構緊湊，一般不存在內含子（古細菌除外）；2）大小在5 Mb以下;3）缺少重復序列;4）很少非編碼序列。高等生物：1）結構松弛，含有大量重復序列;2）基因大多為斷裂基因，由內含子和外顯子構成;3）由線性DNA與蛋白質組成染色體結構；4）含有細胞器基因組。9）有哪些結構異常的基因？舉例說明。重疊基因：編碼序列彼此重疊的基因。1.單個的mRNA可以編碼2種或多種蛋白質。例如：大腸桿菌噬菌體X174基因組長5386bp,共編碼11個基因，有7個基因為重疊基因，其中3

4、個重疊基因A,A*和B共享部分3端序列。2.由不同的啟動子轉錄的彼此重疊的mRNA各自編碼不同的蛋白質。例如：人類核基因組INK4a/ARF座位有2個蛋N值悖理轉錄產物已失去原有的功能，如產生殘缺蛋白白質產物p16和p19,他們利用同一座位的不同啟動子，第一個外顯子不同，但共享第二和第三個外顯子，產生兩個 不同讀框的mRNA基因內基因：一個基因的內含子中包含其他基因 。例如：線蟲基因組中一個編碼 甘氨酸合成酶 的基因FGAMT 21個內含子，內含子9中含有一個獨立的基因，內含子11中含有4個獨立的基因。反義基因：與已知基因編碼序列互補的 負鏈編碼的基因。例如：大麥有3個可在種胚糊粉層專一性表達

5、的a -淀粉酶基因，2個為A型，一個為B型，由赤霉素誘導表達?；蚪M中已檢測到編碼A型a-淀粉酶反義RNA基因，它的表達受控于脫落酸，這是脫落酸拮抗赤霉素的分子機制之一。名詞解釋 遺傳圖、物理圖、重疊群、小衛(wèi)星、微衛(wèi)星 問答題:1.理想的遺傳作圖標記應該滿足哪些條件？RFLP SSLP和SNP標記各有什么特點和優(yōu)缺點？2.造成遺傳圖發(fā)生偏離的因素有哪些?1）什么是遺傳圖？遺傳作圖的理論基礎是什么？遺傳圖是應用遺傳學分析方法將基因或其他DNA序列標定在染色體上構建的連鎖圖。基礎：孟德爾1865年首次描述的遺傳學原理。2）什么是分子標記？有哪些分子標記？?各有什么特點？是指以DNA片段為標記，通過

6、DNA片段的電泳使DNA產生多態(tài)性。限制性片段長度多態(tài)性（restriction fragment length polymorphisms,RFLP特點：1）.處于染色體上的位置固定。2）.同一親本及其子代相同位點上的多態(tài)性片段特征不變。3）.同一凝膠電泳可顯示同一位點不同的多態(tài)性片段，具有共顯性特點。4).有兩種等位形式。簡單序列長度多態(tài)性(simple sequence length polymorphisms，SSLP) 具有多等位性。又可分為 可變串聯重復 (variable number of tandem repeat，VNTR) 特點：多態(tài)信息含量較高，但數量有限，而且在基因組

7、上分布不均勻，不適合簡單串聯重復序列 (single sequence repeat，SSR) 特點：1)染色體上的位置相對固定;2)操作簡單，可以用PCR擴增;3)同一凝膠電泳可顯示不同多態(tài)性片段，表現為共顯性;4)有多種等位形式。單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphisms，SNP) 特點：1)理論上同一堿基位置SNP等位形式最多為4，但多數為2.2)直接從STS測序中可尋找到SNP.3)數量極大,4)SNP與人類易感性疾病有關，涉及藥物基因組學.5)編碼區(qū)SNP主要分布在密碼子的第3個堿基位置.3)什么是RFLR為什么會產生RFLP?限制性片段長度多態(tài)性

8、(restriction fragment length polymorphisms):由于同源染色體同一區(qū)段DNA序列的差異,當用限制酶處理時，可產生長度不同的限制性DNA片段，這些DNA片段經瓊脂糖凝膠電泳分離，可直接顯示不同個體 同一位點的DNA組成的差異。凡是可以引起酶切位點變異的突變如點突變和一段DNA的重新組織(如插入和缺失造成酶切位點間的長度發(fā)生變化)以及堿基突變等均可導致RFL P的產生4)?什么是SSR標記？為什么會產生SSF？SSR標記有哪些優(yōu)點?SSR標記：是一類由幾個核苷酸(一般為16個)為重復單位組成的長達幾十個核苷酸的串聯重復序列。主要產生于DNA復制時出現的“滑序

9、”事件以及SSR序列等位形式之間的不等交換。優(yōu)點：1)染色體上的位置相對固定，數量豐富且分布均勻2)操作簡單，可以用PCR擴增;3)同一凝膠電泳可顯示不同多態(tài)性片段，表現為共顯性;4)有多種等位形式。5)什么是SNP?基因組中單個核苷酸的突變。PCRT增。6）是什么原因造成染色體不同區(qū)段之間交換頻率的差別同源染色體之間的不均等交換。7）什么是重組熱點？染色體上某些比其他位點有更高交換頻率的位點。名詞解釋 限制性作圖、序列標記位點、序列標記位點作圖、作圖試劑、克隆文庫、指紋 問答 物理作圖的主要方法有哪些？原理分別是什么？各有什么優(yōu)缺點?什么叫序列標記位點？序列標記位點需要具備什么條件？如何在基

10、因組當中尋找序列標記位點?如何組建克隆重疊群?1）什么是基因組物理圖？?物理圖與遺傳圖有何不同？有了遺傳圖為什么還要繪制物理圖?直接檢測DNA標記在染色體上的實際位置。采用脈沖凝膠電泳（pulsed-filed gel electro phoresis ,P FGE（單向電場）使電泳中受阻的DNA分子在電場改變時扭轉遷移方向，較小的分子比較大的分子 重新排列的快，以此達到 分離的目的。分辨率達到10Mb3）何謂限制性作圖？將限制性酶切位點標定在DNA分子的相對位置。4）什么是YAC載體?它有什么優(yōu)缺點？酵母人工染色體（yeast artificial chromosome,YAC，具有酵母染色

11、體的特性，以酵母細胞為宿主，能在酵母細胞中復制。優(yōu)點：容量大，插入片段可達1400 kb.嵌合克隆比例高，達48%;插入DNA的制備相當困難。chromosome,BAC）,具有細菌染色體的特性，以細菌細胞為宿主，能在細菌細胞中復制。前者是描述的基因相對位置,后者是具體的堿基位置因為遺傳圖存在以下缺點:1.遺傳學圖譜分辨率有限。2.遺傳學圖的覆蓋面較低。3.遺傳圖分子標記的排列會出現偏差。2）如何制備與分離大分子DNA?）將一個方向不斷變換的電場，取代簡單的單一電場缺點：轉化效率低；插入子穩(wěn)定性差;5）什么是BAC載體?它有什么優(yōu)缺點?細菌人工染色體（bacterial artificial優(yōu)

12、點：單拷貝復制， 不會因重組發(fā)生嵌合；采用類似制取質粒的方法直接克隆DNA便于機械化操作。6)什么是重疊群(contig)?如何構建重疊群?相互重疊的DNA片段組成的物理圖成為重疊群。最早采用染色體步移法，首先叢集引文庫中挑選一個隨機或者指定的克隆，將該克隆的起始末端序列分離純化作為探針，然后再基因文庫中找到與之重疊的第二個克隆。在第二個克隆的基礎上重復操作程序尋找第三個克隆, 直到完成所需要的重疊群。7)STS作圖依據的原理是什么？兩個STS出現在同一片段的機會取決于他們在基因組中的距離，彼此靠的越近,兩個STS之間相對距離的估算與連鎖分析的原理一樣，它們之間的圖距根據它們的分離頻率來算。8

13、)什么是DNA指紋?有哪些DNA指紋？DNA指紋：指確定DNA樣品所具有的特定DNA片段組成。種類：限制性帶型(restrictionpattern)指紋；重復序列(repetitive DNA指紋；重復序列DNAPCR(repetitiveDNA P CR或 者分散重復序列P CR( inters persed rep eat element P CR, IRE-PCR);STS作圖(STS content ma pp ing) 指紋。名詞解釋: 順序間隙、物理間隙、支架、覆蓋面 問答: 自動化測序的原理?基因組測序與組裝有哪些策略？他們各有什么優(yōu)缺點?重疊群之間的間隙有哪兩種?1)DNA測

14、序中采用的DNA多聚酶與細胞的DNA多聚酶有什么差別？1.高酶活性2.無 5T3外切酶活性3.無 3T5外切酶活性2)?鳥槍法測序與作圖法測序有何差別鳥槍法測序把基因組全部打散成短序列，測序后通過程序尋找互相覆蓋的部分進行連接得到整個的序列結果。適合小，簡單，重復序列少的基因組，測序速度快，并且無須提供相關的遺傳圖譜和物理圖譜，效率高。作圖法先將DNA分解成長序列，然后把長序列通過mapping定位到染色體上某段位置，再把長序列打散成短序列進行測序，適合大分子DNA克隆，測序時間長，依賴遺傳圖譜和物理圖譜，效率低。一次延伸,分離的幾率越小。3）為何原核生物基因組更適合鳥槍法測序因為原核生物基因

15、組結構緊湊，一般不含有內含子（古細菌除外），大小在5Mb以下，缺少重復序列，很少非編碼的序列。而鳥槍法適合基因組小，簡單，重復序列少的測序。4）圖解說明BAC克隆測序與序列組裝的過程書82頁5）為何BAC克隆測序和全基因組鳥槍法測序都會留下間隙（gaP）?任何基因組的測序都不可避免的會出現序列間隙和物理間隙。6）什么是物理間隙？?什么是序列間隙？如何填補這兩類間隙？物理間隙：構建基因組文庫被丟失的DNA序列，他們從已有的克隆群體中永遠的消失。物理間隙的縫合需要利用其他載體或者宿主菌重新構建一個基因組文庫，然后利用間隙兩側的序列作為探針，或者制備相應的PCR引物，從新文庫篩選陽性克隆，重新測序。

16、序列間隙：測序時遺漏的序列，這些序列任然保留在尚未挑選到的克隆中。序列間隙可以通過利用相鄰已知順序作為探針，篩選已有的基因組文庫，挑選陽性克隆重新測序進行縫合。7）大型基因組鳥槍法測序的缺點是什么？?如何克服這些缺點？容易產生間隙，組裝時容易出錯與作圖法結合或多次測序多次組裝8）基因組鳥槍法測序要構建大小不同的插入片段克隆文庫，原因何在?1.采用多個基因組文庫時因為任何一種載體都會因某些插入片段與宿主菌的不兼容而不能擴增，使一些DNA片段丟失2.多種質粒文庫也增加了克隆片段的總長，擴大了覆蓋面文庫的構建有助于在2kb質粒來源的兩端測序序列組裝時校正由重復序列產生的差錯和BAC文庫的構建可以使下

17、片段DNA文庫組建的重疊群在大分子克隆中有效而準確地歸并與整合，避免了再全基因組范圍內直接進行重疊群排序所產生的錯誤，可提高序列組裝的效率，保證序列組裝的可信度。9）為何著絲粒區(qū)和近端粒區(qū)DNA的測序非常困難？重復序列多1）簡述原核生物和真核生物基因結構的特點與差別真核生物有內含子外顯子2）什么是ORF?開放讀框（open reading frame），由一系列指令氨基酸的密碼子組成。3）什么是序列同源性？?什么是序列一致性?什么是序列相似性？同源性：起源于同一祖先但發(fā)生變異的序列之間的關聯性。一致性：同源DNA序列的同一堿基位置上相同的堿基成員，或蛋白質中同一氨基酸位置相同的氨基酸成員的比例

18、。相似性：同源蛋白質氨基酸序列中一致性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？?什么是共生同源基因?它們的差別是什么？直系同源基因：不同物種之間的同源基因，他們來自物種分割之前的同一祖先。共生同源基因：同一生物內部的同源基因，他們常常是多基因家族的不同成員，其共同的祖先可能存在于物種形成之 前或之后。直系來自不同物種，共生來自同一物種。5）蛋白質結構域在基因注解中有何意義由于蛋白質的整體功能是通過各個結構之間的協(xié)同作用而實現的，因此結構域的組成提供了蛋白質功能解毒的關鍵信 息。6）基因剔除的原理.在一段無關片段的兩側連接與帶換基因兩側相同的順序，將這一構件導入目的細胞，由于使無

19、關片段取代靶基因整合到染色體中。為了便于篩選,用于取代的外源DNA中含有報告基因?；蛱蕹亲詈啽愕幕蚴Щ畹姆椒ǎ糜诟叩壬锘蚬δ艿难芯?。1）異染色質與常染色質的差別是什么？異染色質，分布在細胞核周緣，結構致密，著色深。常染色質，分散在整個細胞核當中，結構比較松弛，著色淺。2）何謂SAR?可謂MAR?骨架附著區(qū)（scaffold attachment region，SAR:與染色體骨架附著區(qū)結合的DNA序列?；|附著區(qū)（matrix attachment region,MAR）:與核基質結合結合的DNA序列。3）什么是CpG島？ CpG島有什么分布特點？ CpG島是如何產生的？CpG島：

20、基因組中富含雙堿基CpG的序列。特點：1.主要在脊椎動物中發(fā)現，其它種屬基因組中也有CpG島，但特征不明顯.2.絕大多數CpG島中很少出現胞嘧啶甲基化，因此被認為是基因轉錄活躍區(qū)島主要分布在基因的啟動子區(qū)和第一個外顯子區(qū)4.絕大多數管家基因含有CpG島，是尋找基因的一個指標.5.在染色體上分布很不均勻，但與基因的分布頻率一致。產生原因：1.由于細胞內胞嘧啶甲基化與脫氨基事件常常發(fā)生，導致復制時的CTA錯配.在下一輪復制時原來的胞嘧同源片段之間的重組，可以啶（C）位置由胸腺嘧啶仃）取代，即發(fā)生堿基代換.因此基因組DNA順序進化的總趨勢是A/T比例增加.2.管家基因對生物的存活極其重要，啟動子區(qū)是

21、基因調控的主要成分，因此很少發(fā)生可遺傳的CT A的突變，保留了較平均值更高的G/C比.4）葉綠體和線粒體基因組起源于原核生物的依據何在1.細胞器基因表達的過程很多方面與細菌相似;2.細胞器基因與細菌基因相似性高于核基因。5）真細菌和古細菌操縱子的組成有何差異6）什么是DNA專座子？?什么是RNA轉座子（或逆轉座子）?？這兩類轉座子的轉座方式有何特點DNA轉座子：基因組中廣泛存在的一類可以移動位置的遺傳因子，涉及RNA轉座子：以RNA為中介進行轉座。第一類本身含有編碼轉座子酶的基因，可以自主轉錄。第二類本身不含有編碼轉座子酶的基因，需要在轉座的時候提 供轉座酶才能轉座。8）?逆轉座子可分為哪幾類？?各有什么特點？LTR類逆轉座子：A.逆轉錄病毒。B.逆轉錄轉座子（缺少外殼蛋白基因）非LTR類逆轉座子：C.重復序列LINE（缺少逆轉座子邊界順序）D.重復序列SINE（由mRN飯轉錄產生）9）?線粒體基因組與葉綠體基因組在結構與