同濟醫(yī)學院研究生分子生物學復(fù)習題及答案

1、2021級碩士研究生分子生物學復(fù)習題一、名詞解釋1. 基因(gene): 是核酸分子中貯存遺傳信息的遺傳單位，是貯存有功能的蛋白質(zhì)多肽鏈或RNA序列信息及表達這些信息所必需的全部核苷酸序列.2. 基因組(genome):細胞或生物體中，一套完整單倍體遺傳物質(zhì)的總和，稱為基因組。3. 基因家族(gene family)：是指核苷酸序列或編碼產(chǎn)物具有一定程度同源性的一組基因.4. 假基因(pseudogene)：在多基因家族中某些與正常功能基因在核苷酸序列上相似，但不能表達有功能的基因產(chǎn)物的DNA序列，被稱為假基因。5. 質(zhì)粒(plasmid):存在于細菌染色體之外的，具有自主復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀D

2、NA分子， 是能獨立復(fù)制的最小遺傳單位。6. 基因超家族(gene superfamily)：是指一組由多基因家族及單基因組成的更大的基因家族，其成員的結(jié)構(gòu)有不同程度的同源性，可能起源于相同的祖先基因，但功能并不一定相同。7. 衛(wèi)星DNA(DNAsatellite)：是一類非編碼區(qū)的串聯(lián)重復(fù)序列，基因組DNA被打斷成約104bp的片段后，經(jīng)CsCl密度梯度離心后，在不同層面的DNA形成了不同的條帶，可以看到在一條主帶以外還有一個或多個小的衛(wèi)星帶，這些在衛(wèi)星帶中的DNA被稱為衛(wèi)星DNA8. 基因多態(tài)性(gene polymorphism): 由于等位基因間在特定位點上DNA序列存在差異造成的DN

3、A多態(tài)性。9. 操縱子(operon)：是指數(shù)個功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因串聯(lián)在一起，構(gòu)成信息區(qū)，連同其上游的調(diào)控區(qū)及其下游的轉(zhuǎn)錄終止信號構(gòu)成的基因表達單位。10. 順式作用元件cis-acting elements)：指那些與結(jié)構(gòu)基因表達調(diào)控相關(guān)，能夠被基因調(diào)控蛋白特異性識別和結(jié)合的DNA序列。11. 反式作用因子(Trans-acting factor)：能夠與順式作用原件特異性結(jié)合，對基因表達的轉(zhuǎn)錄起始過程有調(diào)控作用的蛋白質(zhì)。12. 增強子(enhancer)：指遠離轉(zhuǎn)錄起始點，能與反式作用因子特異結(jié)合，增強啟動子轉(zhuǎn)錄活性的DNA序列。13. 啟動子(promoter)：是指在DNA序列上被RN

4、A聚合酶識別并結(jié)合，形成起始轉(zhuǎn)錄復(fù)合物的區(qū)域。14. 載體(vector)：能夠攜帶外源DNA進入宿主細胞，并在宿主細胞中進行無性繁殖或表達的小分子DNA。15. 基因工程(genetic engineering)：是在分子水平上，用人工方法提取或制備DNA，在體外切割、拼接和重新組合，然后通過載體把重組的DNA分子導(dǎo)入受體細胞，使外源DNA在受體細胞中進行復(fù)制與表達，生產(chǎn)出人們所需要的產(chǎn)物，或定向創(chuàng)造生物新性狀，并使之穩(wěn)定地傳給下一代，統(tǒng)稱為基因工程。16. PCR：聚合酶鏈反響，是依據(jù)DNA半保存復(fù)制機理，在體外模擬復(fù)制條件，人為控制溫度高溫變性，低溫復(fù)性，中溫延伸，循環(huán)屢次，擴增特異性片

5、段的技術(shù)。17. RNAi:RNA干擾是指在生物體細胞內(nèi)，dsRNA引起同源mRNA的特異性降解，因而抑制相應(yīng)基因表達的過程。18. 分子雜交(Nucleic Acid Hybridization )：不同來源的具有互補序列的兩條核酸單鏈在一定條件下按堿基配對原那么形成雙鏈的過程。19. 基因診斷(gene diagnosis)：是以DNA和為診斷材料，通過檢查基因的存在、缺陷或表達異常，對人體狀態(tài)和疾病作出診斷的方法和過程。20. 基因治療：廣義地說，基因治療是應(yīng)用基因或基因產(chǎn)物，治療疾病的一種方法。從狹義地說，基因治療是把外界的正?；蚧蛑委熁颍ㄟ^載體轉(zhuǎn)移到人體的靶細胞，進行基因修飾和

6、表達，改善疾病的一種治療手段21. miRNA：一類進化上保守的非編碼小分子RNA，具有在翻譯水平調(diào)控基因表達功能。22. 反義RNA(antisense RNA)：細胞中有一些小分子RNA，其堿基序列正好與mRNA互補，從而可以與mRNA配對結(jié)合成雙鏈，抑制mRNA作為模版進行翻譯。23. 轉(zhuǎn)染(transfection )：是指真核細胞主動攝取或被動導(dǎo)入外源DNA片段而獲得新的表型的過程。24. 轉(zhuǎn)化(transformation)：指將質(zhì)?；蚱渌庠碊NA導(dǎo)入處于感受態(tài)的宿主細胞，并使其獲得新的表型的過程。25. 基因表達(gene expresion)：使基因所攜帶的遺傳信息表現(xiàn)為表型

7、的過程。包括基因轉(zhuǎn)錄成互補的RNA序列。對于結(jié)構(gòu)基因，mRNA繼而翻譯成多肽鏈，并裝配加工成最終的蛋白質(zhì)產(chǎn)物 26. 轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction) : 借助病毒、噬菌體或其他方法將外源DNA導(dǎo)入細胞并整合到宿主基因組上的方法。27. 基因組學(genomics)：指對所有基因進行基因組作圖，核苷酸序列分析，基因定位和基因功能分析的一門科學。28. 蛋白質(zhì)組學(proteomics)：指對在一定時間內(nèi)或某一特定的環(huán)境條件下，細胞、組織或有機體內(nèi)所表達的所有蛋白質(zhì)即蛋白質(zhì)組，進行系統(tǒng)的、總的研究的一門學科29. 順反子(cistron) : 一段可供偏碼的結(jié)構(gòu)基因,是能夠編碼合成多肽的DNA的

8、最小單位，真核生物中，一個轉(zhuǎn)錄單位轉(zhuǎn)錄的mRNA只能翻譯一條多肽鏈，稱為單順反子；在原核生物中，一個轉(zhuǎn)錄單位轉(zhuǎn)錄的mRNA能翻譯多條多肽鏈，稱為多順反子。30. 限制性核酸內(nèi)切酶 (restriction endonuclease): 是一類能識別雙鏈DNA分子中特定核苷酸序列，并在識別序列內(nèi)或附近特異切割雙鏈DNA的核酸內(nèi)切酶。二、問答題1. 真核生物基因組結(jié)構(gòu)特點：答：真核生物基因組遠遠大于原核生物基因組真核生物基因組有多個復(fù)制起始點，每個復(fù)制子大小不一真核基因都是有一個結(jié)構(gòu)基因與相關(guān)的調(diào)控區(qū)組成，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子。真核生物基因組含有大量重復(fù)序列真核生物基因組非編碼序列90真核基因是斷裂

9、基因：即編碼序列被非編碼序列分隔開來，基因內(nèi)非編碼序列為內(nèi)含子，被內(nèi)含子隔開的編碼序列為外顯子。功能相關(guān)的基因構(gòu)成各種基因家族真核生物基因組中存在可移動的遺傳因素。2. 真核生物和原核生物基因組結(jié)構(gòu)的異同點答：原核生物基因組的特點是：原核生物基因組通常由一條環(huán)狀雙鏈DNA分子組成具有操縱子結(jié)構(gòu)基因組中只有一個復(fù)制起始點結(jié)構(gòu)基因無重疊現(xiàn)象，基因組中的任何一段DNA順序不會用于編碼兩種蛋白質(zhì)基因序列是連續(xù)的，無內(nèi)含子編碼區(qū)在基因組所占比例約為50%，遠遠大于真核基因組。非編碼序列主要是一些調(diào)控序列基因組中重復(fù)序列很少，編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因多為單拷貝，但編碼rRNA的基因往往是多拷貝的具有編碼同工酶

10、的基因細菌基因組中存在可移動的DNA序列，包括插入序列和轉(zhuǎn)座子在DNA分子中具有多種功能識別區(qū)：復(fù)制起始區(qū)、復(fù)制終止區(qū)、轉(zhuǎn)錄啟動區(qū)和終止區(qū)等；3. 人類基因組的組織結(jié)構(gòu)特點4. 原核生物基因表達調(diào)控機制。答：原核生物基因的表達調(diào)控主要在轉(zhuǎn)錄水平，即對RNA合成的調(diào)控，翻譯水平次之。1、轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控：1因子控制特定基因的表達，不同因子可以競爭結(jié)合RNA聚合酶。環(huán)境變化可誘導(dǎo)產(chǎn)生特定的因子，從而翻開一套特定的基因。2操縱子模型調(diào)控 通過正負調(diào)控因子所進行的復(fù)合調(diào)控。乳糖操縱子是原核生物基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的最典型模式，其轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制為：阻遏蛋白與操縱子基因結(jié)合，阻礙RNApol與啟動子結(jié)合形成開放性啟動子

11、復(fù)合物，阻止基因轉(zhuǎn)錄；CAP與CAP結(jié)合位點結(jié)合促進RNApol與啟動子結(jié)合，引起有效轉(zhuǎn)錄。乳糖操縱子結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄需要具備兩個條件：、阻遏蛋白與操縱基因解離 、CAP與CAP結(jié)合位點結(jié)合。2、轉(zhuǎn)錄終止的調(diào)控：原核生物的轉(zhuǎn)錄終止調(diào)節(jié)方式分兩大類：依賴因子和不依賴因子的終止調(diào)控；3、翻譯水平的調(diào)控：1SD序列的順序及位置對翻譯的影響，SD序列是位于mRNA起始密碼子AUG上游的3-9個堿基組成的一段核苷酸序列，它是核糖體結(jié)合位點。2mRNA的降解速度是翻譯調(diào)控的另一個重要機制。3翻譯產(chǎn)物對翻譯的調(diào)控。有些mRNA編碼的蛋白質(zhì)，本身就是在蛋白質(zhì)翻譯過程中發(fā)揮作用的因子。4小分子RNA的調(diào)控作用。5.

12、 真核生物轉(zhuǎn)錄水平的基因表達調(diào)控機制。答：轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核基因調(diào)控中最重要環(huán)節(jié)。真核基因的表達調(diào)控主要是調(diào)節(jié)反式作用因子的活性，隨后反式作用因子控制基因的轉(zhuǎn)錄起始。1、反式作用因子的活性調(diào)節(jié):，包括扭曲、滑動、成環(huán)等模式；4.中介子的作用 有些反式作用因子并不能直接作用于通用轉(zhuǎn)錄因子或DNA，而是通過中介因子的作用控制基因轉(zhuǎn)錄的起始。5、多重增強子的作用 許多基因具有多個增強子，因而可以對多種刺激產(chǎn)生反響。6. 在大腸桿菌中如何獲得蛋白質(zhì)類的基因工程產(chǎn)品。答：尋找適宜的原核表達載體和獲得目的基因選擇適宜的限制性內(nèi)切酶分別切割載體和靶基因片段用連接酶進行連接反響轉(zhuǎn)化：將重組DNA分子轉(zhuǎn)入受體細

13、胞篩選表達從分子量、生物學活性等方面對表達產(chǎn)物進行初步鑒定表達產(chǎn)物的別離純化；7. 如何實現(xiàn)疾病基因的克隆？答：基因克隆通常指將目的基因插入到某載體內(nèi)，利用載體在宿主細胞中大量繁殖以獲得足夠量的拷貝，從而進行基因結(jié)構(gòu)和功能的分析?；蚩寺〖词窃隗w外通過人工剪、接，將不同來源的DNA分子組成一個重組體，然后插入宿主細胞進行擴增或表達，通常包括以下幾個步驟目的基因的提?。汗w生物基因或稱外源基因的提?。幌拗菩悦盖校耗康幕蚯谐刹煌笮〉钠蚊附樱哼B接到另一個DNA分子上克隆載體轉(zhuǎn)化：將這個重組DNA分子轉(zhuǎn)入到受體細胞篩選和鑒定：對吸收了重組DNA的受體細胞進行篩選和鑒定基因表達：對含有重組DNA的

14、細胞進行大量培養(yǎng)，檢測外源基因是否表達；8. PCR的原理和引物設(shè)計原那么。答：PCR的原理是依據(jù)細胞中DNA半保存復(fù)制機理，DNA在不同溫度下變性、復(fù)性的特性，人為控制溫度高溫變性、低溫復(fù)性、適溫延伸，循環(huán)屢次后，可使目的基因得到擴增；以待擴增的DNA分子為模板5末端和3末端互補配對的寡核苷酸片段為引物，在DNA聚合酶的作用下，按照半保存復(fù)制的機制沿著模板鏈延伸至完成新的DNA合成，重復(fù)這一過程變性、退火、延伸，即可使目的DNA片段得到擴增引物設(shè)計原那么是1. 長度為1530個核苷酸2. 堿基隨機分布，G+C的含量為4555% 3. 防止發(fā)夾結(jié)構(gòu)的形成，引物的存在連續(xù)互補序列不超過3bp 4

15、. 引物之間不應(yīng)存在互補序列，防止3 端互補重疊5. 引物的堿基序列與非擴增區(qū)域無同源性6. 引物3 端堿基一定與模板配對，最正確堿基選G和C ；7. 引物5 端可以修飾，如加酶切位點，突變位點，起始密碼子，終止密碼子等。9. 核酸分子雜交的原理和根本過程。答：核酸分子雜交的根本原理是具有互補序列的兩條單鏈核酸分子在一定條件下適當溫度及離子強度等，堿基互補配對結(jié)合，重新形成雙鏈。雜交的雙方是待測核酸序列和一致核酸序列。在雜交體系中的核酸序列稱為探針，探針通常用于進行核素或非核素示蹤標記以Southern印跡雜交為例，包括以下步驟：待測核酸樣品的制備包括制備待測DNA和DNA的限制酶消化待測DN

16、A樣品的電泳別離。凝膠中核酸的變性Southern轉(zhuǎn)膜：常用的轉(zhuǎn)膜方法有毛細管虹吸印跡法、電轉(zhuǎn)印法和真空轉(zhuǎn)移法探針的制備，探針可以用核素標記，也可以用非核素標記Southern雜交，必須先進行預(yù)雜交雜交結(jié)果的檢測：包括放射性核素探針的檢測即放射自顯影和非放射性核素探針的檢測：地高辛標記探針的檢測、生物素標記探針的檢測。10. 基因治療的根本策略。 答：一、原位矯正病變基因，這在目前還難以做到。二、正?；蛉〈蚋深A(yù)基因置換：指用正常的基因替換致病基因，即將特定的目的基因?qū)胩囟毎?，通過定位同源重組，以導(dǎo)入的正?；蛑脫Q基因組內(nèi)原有的缺陷基因，不涉及基因組的任何改變?；蛱砑樱菏侵覆怀ギ惓；?/p>

17、因，向靶細胞內(nèi)導(dǎo)入外源基因，通過非定點整合，使其表達產(chǎn)物，從而彌補缺陷基因的功能?；蚋深A(yù)：采用特定的方式抑制某個基因的表達，或者通過破壞某個基因的結(jié)構(gòu)而使之不能表達，以到達治療疾病的目的。自殺基因治療：將“自殺基因?qū)胨拗骷毎?，這種基因編碼的酶能使無毒性的藥物前體轉(zhuǎn)化為細胞毒性代謝物，誘導(dǎo)靶細胞產(chǎn)生“自殺效應(yīng)。.基因免疫治療：將抗癌免疫增強的細胞因子或MHC基因?qū)肽[瘤組織以增加腫瘤微環(huán)境中的抗癌免疫。11. RNA如何調(diào)節(jié)基因表達？答：.gRNA引導(dǎo)RNA在mRNA編輯方面.snRNA核內(nèi)小分子RNA在mRNA加工方面.snoRNA核仁小分子RNA在rRNA切割和修飾的成熟過程中RNApolRNA聚合酶在tRNA加工方面.Telomerase端粒RNA在DNA復(fù)制和端粒合成方面.SRP信號識別顆粒-RNA在蛋白質(zhì)分泌和轉(zhuǎn)運中.tmRNA 在終止破損mRNA合成方面.Lin-4相關(guān)反義RNA在發(fā)育控制中的作用.rps14相關(guān)反義RNA對核蛋白體生