分子生物學(xué)考點

分子生物學(xué)考點緒論名詞解釋基因組：生物有機(jī)體的單倍體細(xì)胞中的所有DNA，包括核中的染色體DNA和線粒體、葉綠體等亞細(xì)胞器中的DNA?；蚪M學(xué)：依賴于對DNA序列的認(rèn)識，應(yīng)用基因組學(xué)的知識和工具去了解和認(rèn)識影響整個生命過程的特定序列表達(dá)譜。蛋白質(zhì)組：—個基因組所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)組學(xué)：是以蛋白質(zhì)組為研究對象，研究細(xì)胞內(nèi)所有蛋白質(zhì)及其動態(tài)變化規(guī)律的科學(xué)。第二章 C值:一種生物單倍體基因組的DNA含量稱為該物種的C值。隨著生物的進(jìn)化，生物體的結(jié)構(gòu)和功能越來越復(fù)雜，其C值就越大。所需要的基因產(chǎn)物的種類也越多，即需要的基因越多，因而C值越大。C值悖論:在結(jié)構(gòu)、功能很相似的同一類生物中，甚至在親緣關(guān)系十分接近的物種之間，C值可以相差數(shù)十倍乃至上百倍。這種C值與生物進(jìn)化復(fù)雜性不相對應(yīng)的現(xiàn)象稱為C值悖理（Cvalueparadox）1、什么是核小體，簡述其形成過程核小體：是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位，由大約200bp的DNA和組蛋白八聚體及外圍H1蛋白組成。形成過程：核小體的形成是染色體中DNA壓縮的第一個階段，八聚體在中間，DNA分子盤繞在外，而H1則在核小體的外面。每個核小體含有約200bp的DNA，核心組蛋白H2A、H2B、H3和H4各2份拷貝，1份拷貝的H1組蛋白位于核小體外側(cè)。2、簡述真核生物染色體的組成及組裝過程真核生物染色體有兩個染色單體組成，每個染色單體含有是個螺旋圈，每個螺旋圈由30個玫瑰花結(jié)組成，每個玫瑰花結(jié)上有6個突環(huán)，突環(huán)由纖絲組成，每圈纖絲有6個核小體。DNA（2nm）→核小體鏈（10nm，每個核小體200bp）→纖絲（30nm，每圈6個核小體）→突環(huán)（150nm，每個突環(huán)大約75000bp）→玫瑰花結(jié)（300nm，6個突環(huán)）→螺旋圈（700nm，每圈30個玫瑰花結(jié)）→染色體（1400nm，2個染色單體，每個染色體單體含10個螺旋圈）3、簡述DNA的一、二、三級結(jié)構(gòu)特征，三螺旋DNADNA一級結(jié)構(gòu)：四種核苷酸(dAMP、dCMP、dGMP、dTMP)按照一定的排列順序，通過磷酸二酯鍵連接形成的多核苷酸。多聚核苷酸鏈具有方向性DNA二級結(jié)構(gòu)：兩條DNA單鏈分子反向平行環(huán)繞，右手螺旋走向，表面大溝與小溝相間。螺旋直徑為2nm，主鏈：戊糖－磷酸骨架位于外側(cè)，側(cè)鏈：堿基對位于內(nèi)側(cè)堿基平面垂直于螺旋軸堿基距：0.34nm；螺距：3.4nm；周長：10對堿基。DNA三級結(jié)構(gòu)：指DNA雙螺旋進(jìn)一步扭曲盤繞形成特定空間結(jié)構(gòu)。超螺旋是DNA高級結(jié)構(gòu)的主要形式，可分為正超螺旋和負(fù)超螺旋兩大類，在不同類型的拓?fù)洚悩?gòu)酶作用下或特殊情況下可以相互轉(zhuǎn)變。4、細(xì)胞通過哪幾種修復(fù)系統(tǒng)對DNA損傷進(jìn)行修復(fù)切除修復(fù)、錯配修復(fù)、直接修復(fù)、重組修復(fù)、易錯修復(fù)、SOS應(yīng)急反應(yīng)。5、什么是轉(zhuǎn)座了？可分為哪些種類：（生物學(xué)意義）。是在基因組中可以移動的一段DNA序列。插入序列和復(fù)合型轉(zhuǎn)座子生物學(xué)意義：插入序列是最簡單的轉(zhuǎn)座子，不含有任何宿主基因，只含與轉(zhuǎn)座有關(guān)的酶基因；復(fù)合型轉(zhuǎn)座子除含轉(zhuǎn)座酶基因外還含有某些抗藥性基因或其他宿主基因。6、說說插入序列與復(fù)合型轉(zhuǎn)座子之間的異同插入序列復(fù)合型轉(zhuǎn)座子異不含任何宿主基因每一個IS序列都是獨立存在的單元，帶有介導(dǎo)自身移動的蛋白必須有IS序列帶有某些抗藥性基因或其他宿主基因IS序列與功能基因結(jié)合形成復(fù)合型轉(zhuǎn)座子后就不能單獨移動存在沒有IS序列的、體積龐大的轉(zhuǎn)座子——TnA家族同都自帶有轉(zhuǎn)座酶基因第三章1、簡述RNA轉(zhuǎn)錄的概念及其基本過程RNA轉(zhuǎn)錄：指拷貝出一條與DNA鏈序列完全相同(U替換T)的RNA單鏈的過程，是基因表達(dá)的核心步驟?；具^程：模板識別（RNA聚合酶與啟動子DNA雙鏈相互作用并與之相結(jié)合）、轉(zhuǎn)錄起始（轉(zhuǎn)錄起始前，啟動子附近的DNA雙鍵分開形成轉(zhuǎn)錄泡以促使底物核糖核苷酸與模板DNA的堿基配對，轉(zhuǎn)錄起始就是RNA鏈上第一個核苷酸鍵的產(chǎn)生。）、轉(zhuǎn)錄延伸（一旦RNA聚合酶成功地合成9個以上核苷酸并離開啟動子區(qū)，轉(zhuǎn)錄就進(jìn)人正常的延伸階段。）和轉(zhuǎn)錄終止（當(dāng)RNA鏈延伸到轉(zhuǎn)錄終止位點時，RNA聚合酶不再形成新的磷酸二酯鍵，RNA-DNA雜合物分離，轉(zhuǎn)錄泡瓦解，DNA恢復(fù)成雙鏈狀態(tài)，而RNA聚合酶和RNA鏈都被從模板上釋放出來）2、簡述σ因子的作用σ因子的作用是負(fù)責(zé)模板鏈的選擇和轉(zhuǎn)錄的起始，它使酶專一性識別模板上的啟動子。σ因子可以極大地提高RNA聚合酶對啟動子區(qū)DNA序列的親和力，酶底結(jié)合常數(shù)提高103倍。σ因子還能使RNA聚合酶與模板DNA上非特異性位點的結(jié)合常數(shù)降低104倍。只有帶σ因子的全酶才能專一地與DNA上的啟動子結(jié)合，選擇其中一條鏈作為模板，合成均一的產(chǎn)物。3、簡述原核生物和真核生物mRNA的區(qū)別原核生物真核生物半衰期短許多原核生物mRNA以多順反子形式存在4、大腸桿菌的終止子有哪兩大類，分別介紹它們的結(jié)構(gòu)特點。第四章核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所。mRNA是蛋白質(zhì)合成的模板。tRNA是模板與氨基酸之間的接合體。在合成的各個階段有許多蛋白質(zhì)、酶和其他生物大分子參與。合成場所起始密碼子AUGGUGUUG（原核）AUG（真核）終止密碼子UAAUGAUAG什么是信號肽，它在序列組成上有哪些特點，有什么功能信號肽(signalpeptide)：絕大多數(shù)越膜蛋白的N端都具有長度大約在13-36個殘基之間的以疏水氨基酸為主的N端信號序列或稱信號肽。信號肽的結(jié)構(gòu)特點：1.一般帶有10-15個疏水氨基酸2.常常在靠近該序列N-端疏水氨基酸區(qū)上游帶有1個或數(shù)個帶正電荷的氨基酸3.在其C-末端靠近蛋白酶切割位點處常常帶有數(shù)個極性氨基酸，離切割位點最近的那個氨基酸往往帶有很短的側(cè)鏈(Ala或Gly)信號序列的功能： 1.通過與SRP的識別和結(jié)合，引導(dǎo)核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合2.通過信號序列的疏水性，引導(dǎo)新生肽跨膜轉(zhuǎn)運SRP&DP1、蛋白質(zhì)有哪些翻譯后的加工修飾N端fMet或Met的切除二硫鍵的形成特定氨基酸的修飾切除新生鏈中非功能片段什么是核定位序列，其主要功能是什么核定位序列NLS：蛋白質(zhì)的一個結(jié)構(gòu)域，通常為一短的氨基酸序列，它能與核載體相互作用，使蛋白質(zhì)被運進(jìn)細(xì)胞核。作用：蛋白質(zhì)的重復(fù)定位核定位蛋白的運轉(zhuǎn)機(jī)制：核定位序列（NLS—NuclearLocalizationSequence）NLS：可以位于核蛋白的任何部位。蛋白質(zhì)向核內(nèi)運輸過程需要一系列循環(huán)于核內(nèi)和細(xì)胞質(zhì)的蛋白因子包括核運轉(zhuǎn)因子（Importin）α、β和一個低分子量GTP酶（Ran）參與。由上述三個蛋白組成的復(fù)合物?？吭诤丝滋帲揽縍anGTP酶水解GTP提供的能量進(jìn)入細(xì)胞核，α和β亞基解離，核蛋白與α亞基解離，α和β分別通過核孔復(fù)合體回到細(xì)胞質(zhì)中，起始新一輪蛋白質(zhì)運轉(zhuǎn)。細(xì)菌同樣能通過定位于蛋白質(zhì)N-端的信號肽將新合成的多肽運轉(zhuǎn)到其內(nèi)膜、外膜、雙層膜之間或細(xì)胞外等不同部位。第五章1、如何理解PCR擴(kuò)增的原理和過程首先將雙鏈DNA分子在臨近沸點的溫度下加熱分離成兩條單鏈DNA分子，DNA聚合酶以單鏈DNA為模板并利用反應(yīng)混合物中的四種脫氧核苷三磷酸合成新生的DNA互補鏈。新合成的DNA鏈的起點，由加入到反應(yīng)混合物中的一對寡核苷酸引物在模板DNA鏈兩端的退火決定的。DNA解鏈(變性)、引物與模板DNA相結(jié)合(退火)、DNA合成(延伸)三步，被不斷重復(fù)。多次循環(huán)之后，反應(yīng)混合物中所含有的雙鏈DNA數(shù)，即兩條引物位點之間的DNA區(qū)段的拷貝數(shù)，理論上的最高值是2^n。（一）PCR的基本過程1.變性（Denaturation）：待擴(kuò)增的DNA模板加熱變性成單鏈；2.退火（Annealing）：降低溫度，使單鏈靶序列與寡核苷酸引物退火；3.延伸（Extension）：在適當(dāng)條件下，利用DNA聚合酶使引物延伸，產(chǎn)生新的雙鏈。上述變性、退火、延伸步驟的重復(fù)循環(huán)，導(dǎo)致特異的靶序列的指數(shù)擴(kuò)增。2、基因組DNA文庫和cDNA文庫在構(gòu)建原理和用途上的主要區(qū)別是什么DNA文庫：指整套由基因組DNA片段插入克隆載體獲得的分子克隆的總和。理想情況下的基因文庫應(yīng)包含該基因組的全部遺傳信息。cDNA文庫：是指某生物某發(fā)育時期所轉(zhuǎn)錄的全部mRNA經(jīng)反轉(zhuǎn)錄形成的cDNA片段與某種載體連接而形成的克隆的集合。原理：真核生物的基因不能直接在原核生物中表達(dá)，只有將加工成熟的mRNA經(jīng)反轉(zhuǎn)錄合成互補的DNA(cDNA)，并連接相應(yīng)的原核細(xì)胞表達(dá)控制元件，才能在原核生物中表達(dá)。用途：DNA基因庫廣泛用于細(xì)菌，真菌等基因組較小的物種的研究，及基因組作圖，測序和克隆序列的對比。cDNA基因庫可用于篩選基因，大規(guī)模測序，基因芯片雜交等功能基因組學(xué)研究?；蚩寺〉姆椒ㄖ饕心膸追N？簡述各種方法的原理和用途基因克隆(genecloning)：又稱為重組DNA技術(shù)，是應(yīng)用酶學(xué)方法，在體外將不同來源的DNA分子通過酶切、連接等操作重新組裝成雜合分子，并使之在適當(dāng)?shù)乃拗骷?xì)胞中進(jìn)行擴(kuò)增，形成大量的子代DNA分子的過程。技術(shù)原理用途RACE技術(shù)基于PCR技術(shù)基礎(chǔ)上由已知的一段cDNA片段，通過往兩端延伸擴(kuò)增從而獲得完整的3’端和5擴(kuò)增5‘或3’端扣除雜交法用一般細(xì)胞的mRNA與特殊細(xì)胞的cDNA雜交，先扣除一般共有的cDNA再將剩下的特異的cDNA進(jìn)行克隆。已成功克隆出控制動物胚胎發(fā)育和組織分化的基因應(yīng)用cDNA表示法分析克隆基因充分發(fā)揮PCR能以指數(shù)形式擴(kuò)增雙鏈DNA模板，僅以線性形式擴(kuò)增單鏈模板的特性，通過降低cDNA群體復(fù)雜性和更換cDNA兩端接頭等方法特異性擴(kuò)增目的基因。特異性擴(kuò)增目的基因。SNP作為第三代遺傳標(biāo)記的優(yōu)點是什么SNP標(biāo)記的主要特點有：1、SNP數(shù)量多，分布廣泛。據(jù)估計，人類30億堿基中共有300萬以上的SNPs。2、SNP具有更高的遺傳穩(wěn)定性3、SNP具有代表性，更易于基因分型。4、SNP適于快速、規(guī)?；Y查。但是成本太高，開發(fā)有限（專利問題），SNP數(shù)量多，難以選定用哪個SNP解決復(fù)雜的遺傳問題，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析。已知一個cDNA3’端的部分序列，請設(shè)計試驗流程得到該基因的全長cDNA（1）先根據(jù)部分序列設(shè)計一對引物驗證一下序列是否正確；（2）根據(jù)已知序列設(shè)計三條巢式引物，進(jìn)行5’RACE，拿到5（3）同時設(shè)計巢氏引物，進(jìn)行3’RACE拿到3（4）序列拼接；

第六章基因敲除又稱基因打靶，通過外源DNA與染色體DNA之間的同源重組，進(jìn)行精確的定點修飾和基因改造，具有專一性強、染色體DNA可與目的片段共同穩(wěn)定遺傳等特點。原位雜交技術(shù)原位雜交（ISH）是用標(biāo)記的核酸探針，經(jīng)放射自顯影或非放射檢測體系，在組織、細(xì)胞、間期核及染色體上對核酸進(jìn)行定位和相對定量研究的一種手段，分為RNA和染色體原位雜交兩大類。第七章操縱子：指的是一組功能上相關(guān)的基因，它是由啟動區(qū)（promoter）、操縱區(qū)（operator）和結(jié)構(gòu)基因（structuralgene）三部分組成?？烧T導(dǎo)：可阻遏正控子負(fù)控子1、什么是操縱子學(xué)說操縱子（operon）：指的是一組功能上相關(guān)的基因，它是由啟動區(qū)（promoter）、操縱區(qū)（operator）和結(jié)構(gòu)基因（structuralgene）三部分組成。所謂的操縱子理論是認(rèn)為在DNA分子上分布有調(diào)節(jié)基因、啟動子、操縱區(qū)和一群功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因區(qū)。2、簡述乳糖操縱子的調(diào)控模型A、乳糖操縱子的組成：大腸桿菌乳糖操縱子含Z、Y、A三個結(jié)構(gòu)基因，分別編碼半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰轉(zhuǎn)移酶，此外還有一個操縱序列O，一個啟動子P和一個調(diào)節(jié)基因I。B、阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)：沒有乳糖存在時，I基因編碼的阻遏蛋白結(jié)合于操縱序列O處，乳糖操縱子處于阻遏狀態(tài)，不能合成分解乳糖的三種酶；有乳糖存在時，乳糖作為誘導(dǎo)物誘導(dǎo)阻遏蛋白變構(gòu)，不能結(jié)合于操縱序列，乳糖操縱子被誘導(dǎo)開放合成分解乳糖的三種酶。所以，乳糖操縱子的這種調(diào)控機(jī)制為可誘導(dǎo)的負(fù)調(diào)控。C、CAP的正性調(diào)節(jié)：在啟動子上游有CAP結(jié)合位點，當(dāng)大腸桿菌從以葡萄糖為碳源的環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)橐匀樘菫樘荚吹沫h(huán)境時，cAMP濃度升高，與CAP結(jié)合，使CAP發(fā)生變構(gòu)，CAP結(jié)合于乳糖操縱子啟動序列附近的CAP結(jié)合位點，激活RNA聚合酶活性，促進(jìn)結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄，調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合于操縱子后促進(jìn)結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄，對乳糖操縱子實行正調(diào)控，加速合成分解乳糖的三種酶。D、協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)：乳糖操縱子中的I基因編碼的阻遏蛋白的負(fù)調(diào)控與CAP的正調(diào)控兩種機(jī)制，互相協(xié)調(diào)、互相制約。3、什么是葡萄糖效應(yīng)是指當(dāng)葡萄糖和其它糖類一起作為細(xì)菌的碳源時葡萄糖總是優(yōu)先被利用，葡萄糖的存在阻止了其它糖類的利用的現(xiàn)象。因為葡萄糖是最常用的碳源，細(xì)菌所需要的能量主要從葡萄糖獲得，在這種情況下，細(xì)菌無需開動一些不常用的基因去利用這些稀有的糖類?？茖W(xué)上把葡萄糖的這種效應(yīng)稱為代謝物阻遏效應(yīng)什么是弱化作用色氨酸調(diào)控基本模型1.當(dāng)培養(yǎng)基中色氨酸的濃度很低時，負(fù)載有色氨酸的tRNATrp也就少，這樣翻譯通過兩個相鄰色氨酸密碼子的速度就會很慢，當(dāng)4區(qū)被轉(zhuǎn)錄完成時，核糖體才進(jìn)行到1區(qū)（或停留在兩個相鄰的trp密碼子處），這時的前導(dǎo)區(qū)結(jié)構(gòu)是2-3配對，不形成3-4配對的終止結(jié)構(gòu)，所以轉(zhuǎn)錄可繼續(xù)進(jìn)行，直到將trp操縱子中的結(jié)構(gòu)基因全部轉(zhuǎn)錄。2.當(dāng)培養(yǎng)基中色氨酸濃度較高時，核糖體可順利通過兩個相鄰的色氨酸密碼子，在4區(qū)被轉(zhuǎn)錄之前就到達(dá)2區(qū)，使2-3區(qū)不能配對，3-4區(qū)自由配對形成基一環(huán)終止子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)錄被終止，trp操縱子被關(guān)閉。弱化子：是位于轉(zhuǎn)錄單位開始區(qū)的一種內(nèi)部終止子。弱化子mRNA可以在分子內(nèi)采取不同的堿基配對方式（1-2，3-4；2-3），形成特殊的二級結(jié)構(gòu)參與對轉(zhuǎn)錄終止的調(diào)控。弱化作用:是控制RNA聚合酶通讀弱化子能力的調(diào)控作用機(jī)制。第八章1.真核生物基因組的結(jié)構(gòu)基因家族：(genefamily)：是真核生物基因組中來源相同，結(jié)構(gòu)相似，功能相關(guān)的一組基因。根據(jù)DNA序列的同源性1.第一種是家族中各成員的全序列或至少編碼序列具有高度的序列同源性2.第二種基因家族是各成員在編碼產(chǎn)物上有大段高度保守的氨基酸序列3還有一種超基因家族(genesuperfamily)，其各基因序列間沒有同源性，但其表達(dá)產(chǎn)物的功能卻相似，基因家族的成員在染色體上分布形式不同分為：1.一些成員在特殊的染色體區(qū)域上成簇存在叫做基因簇；2.另一些則廣泛分布在整個染色體上，甚至在不同的染色體上叫做散布的基因家族。按照基因結(jié)構(gòu)或轉(zhuǎn)錄方向，可以分為簡單的多基因家族、復(fù)雜的多基因家族和受發(fā)育調(diào)控的復(fù)雜多基因家族三種。基因簇(genecluster)：是指基因家族中的各成員緊密成簇排列成大段的串聯(lián)重復(fù)單位，定位于染色體的特殊區(qū)域。它們屬于同一個祖先的基因擴(kuò)增產(chǎn)物。2.真核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點真核基因表達(dá)調(diào)控也有轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控和轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控，并且也以轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控為最重要。在真核結(jié)構(gòu)基因的上游和下游(甚至內(nèi)部)也存在著許多特異的調(diào)控成分，并依靠特異蛋白因子與這些調(diào)控成分的結(jié)合與否調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄。真核細(xì)胞染色質(zhì)則是由DNA與組蛋白緊密結(jié)合形成的核小體。染色質(zhì)結(jié)構(gòu)對基因表達(dá)有明顯的調(diào)控作用。有正調(diào)控也有負(fù)調(diào)控，以正調(diào)控為主，且一個真核基因通常有多個調(diào)控序列，必須有多個激活物同時特異地結(jié)合上去才能調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄。真核基因的轉(zhuǎn)錄與翻譯在時空上是分開的，某些基因僅特異地在某種細(xì)胞中表達(dá)，稱為細(xì)胞特異性或組織特異性表達(dá)。3.DNA染色體水平的調(diào)控真核細(xì)胞基因表達(dá)調(diào)控在DNA和染色體水平上主要有以下幾個方面：染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)、DNA在染色體上的位置、基因拷貝數(shù)的變化、基因重組、基因擴(kuò)增、基因丟失、基因重排、DNA修飾等。4.真核基因轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控真核生物的轉(zhuǎn)錄調(diào)控是整個基因表達(dá)調(diào)控的關(guān)鍵點之一.真核生物的轉(zhuǎn)錄調(diào)控大多數(shù)是通過順式作用元件和反式作用因子復(fù)雜的相互作用來實現(xiàn)的。順式作用元件：由若干可以區(qū)分的DNA序列組成，并與特定的功能基因相連，組成基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控區(qū)，通過與相應(yīng)的反式作用因子結(jié)合，實現(xiàn)對基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控。反式作用因子：能直接地或間接地識別或結(jié)合在各類順式作用元件核心序列上，參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率的蛋白因子，也被稱為轉(zhuǎn)錄因子（TF）。5.翻譯水平的調(diào)節(jié)因素及其調(diào)節(jié)何為外顯子，內(nèi)含子及其結(jié)構(gòu)特點和可變調(diào)控基因中編碼的序列稱為外顯子(exon)，外顯子是基因中對應(yīng)于信使RNA序列的區(qū)域；不編碼的間隔序列稱為內(nèi)含子(intron)，內(nèi)含子是在信使RNA被轉(zhuǎn)錄后的剪接加工中去除的區(qū)域。內(nèi)含子和外顯子是相對的，一種條件下是內(nèi)含子，另一種條件下可能是外顯子，這就是可變調(diào)節(jié)。2、DNA甲基化對基因表達(dá)的調(diào)控機(jī)制磷酸化乙?；疍NA甲基化會