分子生物学复习题Word文档下载推荐.docx

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10.调节基因

调节基因是参与其他基因表达调控的RNA或蛋白质的编码基因。

调节基因编码的调节物质通过与DNA上的特定位点结合控制转录是调控的关键。

调节物与DNA特定位点的相互作用能以正调控的方式调节靶基因，也能以负调控的方式调节靶基因。

11.组成型表达

速率不受环境变化或代谢状态影响的基因表达方式称组成型表达

12.遗传密码摆动性

tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对时，密码子的第一位、第二位碱基配对是严格的，第三位碱基可以有一定变动，并不严格遵循配对原则，这种现象称为密码的摆动性。

13.Nucleosome

构成真核染色质的一种重复珠状结构，是由大约200bp的DNA区段和多个组蛋白组成的大分子复合体。

其中大约146bp的DNA区段与八聚体（H2A、H2B、H3和H4各两分子）的组蛋白组成核小体的核心颗粒，核心颗粒间通过一个组蛋白H1的连接区DNA彼此相连。

14.chromatinremodeling

染色质重组装（chromatinremodelling）是指染色质或核小体的结构、成分变化，这些变化具有转录调控等作用。

有以下2方面调节方式：

核小体水平的调节（10-30nm），大规模染色质（large-scalechromatin）水平的调节：

大于核小体范围（>

30nm）。

15.表观遗传

表观遗传（epigenetics）是指DNA序列不发生变化，但基因表达却发生了可遗传的改变。

这种改变是细胞内除了遗传信息以外的其他可遗传物质发生的改变，且这种改变在发育和细胞增殖过程中能稳定传递。

16.Kozaksequence

存在于真核生物mRNA的一段序列，其在翻译的起始中有重要作用。

核糖体能够识别mRNA上的这段序列，并把它作为翻译起始位点。

注意这段序列并不是核糖体结合位点，而是帽子结构。

加Kozarksequence（GCCACC）,kozaksequence是用来增强真核基因的翻译效率的。

A/GCCAUGG被称为kozak序列。

17.caspase

含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶，是一组存在于细胞质中，具有类似结构的蛋白酶。

它们的活性位点均包含半胱氨酸残基，能够特异性切割靶蛋白天冬氨酸残基后的肽键。

Caspase负责选择性切割某些蛋白质，从而造成细胞凋亡。

有两类caspase，一类是起始者，一类是执行者。

起始的caspase对执行者caspase进行切割并激活，被激活的执行者caspase通过对caspase靶蛋白水解导致细胞程序性死亡。

18.Cdk

cyclin-dependentkinases，即周期蛋白依赖性蛋白激酶，是一组丝、苏氨酸蛋白激酶，和周期蛋白cyclin协同作用，是细胞周期调控中的重要因子。

CDK可以和cyclin结合形成异二聚体，其中CDK为催化亚基，cyclin为调节亚基，不同的cyclin—CDK复合物，通过CDK活性，到底不同底物磷酸化，而实现对细胞周期不同时相的推进和转化作用。

19.APC/Ccomplex

后期促进因子是一个E3泛素化激酶，将一个小的多肽即泛素连接到赖氨酸残基上。

APC的成分至少有15种，分别称为APC1至15.APC活性收到多种因素的综合调控。

到达分裂中期后，周期蛋白B/A与CDK1分离，在APC的介导下，通过泛素化途径而降解。

CDK1激酶活性消失，细胞由分裂中期向后期转化。

激活APC的正调控因子有Cdc20/Fizzy和Cdh1/Fzy等，负调控因子有Mad2，Bub1等。

首先，已知的APC各成分在分裂间期表达但是只有到达M期才表现出活性。

提示M期存贷款激酶活性可能是对ＡＰＣ的活性起着调节作用。

20.ubiquitin

泛素：

一种76个氨基酸残基的高度保守的热稳定的小分子蛋白质，最初从牛胸腺分离，随后发现存在于所研究的所有组织的细胞中，包括动物、酵母、细菌和高等植物。

核内和胞质中均存在，因其极为广泛的分布而得此名。

它与蛋白质发生依赖于ATP的反应，结果是其末端与蛋白质的赖氨酸氨基缩合。

通过与蛋白质的赖氨酸残基连接，形成多聚泛素，导致被结合的蛋白质被细胞溶胶中的蛋白酶体所识别并降解之，但一些特定抑制剂可抑制其降解。

21.Proteasome（强调一下在泛素化中）

蛋白酶体：

蛋白酶体（proteasomes）是在真核生物和古菌中普遍存在的，在一些原核生物中也存在的一种巨型蛋白质复合物。

在真核生物中，蛋白酶体位于细胞核和细胞质中。

主要作用是降解细胞不需要的或受到损伤的蛋白质。

蛋白酶体是细胞用来调控特定蛋白质和除去错误折叠蛋白质的主要机制。

经过蛋白酶体的降解，蛋白质被切割为约7-8个氨基酸长的肽段；

这些肽段可以被进一步降解为单个氨基酸分子，然后被用于合成新的蛋白质。

需要被降解的蛋白质会先被一个称为泛素的小型蛋白质所标记（即连接上）。

22.模式生物（modelorganism）

作为实验模型以研究特定生物学现象的动物、植物和微生物。

用于揭示某种具有普遍规律的生命现象，此时，这种被选定的生物物种就是模式生物。

从研究模式生物得到的结论，通常可适用于其他生物。

目前应用广泛的模式生物包括噬菌体、大肠杆菌、线虫、果蝇、斑马鱼等。

23.条件基因打靶（conditionalgenetargeting）

条件基因打靶（conditionalgenetargeting）：

通过同源重组和位点特异性重组技术在特定细胞类型或者特定发育阶段对基因进行定位修饰的实验技术。

24.癌基因

癌基因是未激活的细胞癌基因，它在人体正常细胞中存在，基因序列高度保守，被激活后，形成癌性的细胞转化基因。

癌基因的作用通过产物蛋白来体现：

调控细胞生长和分化。

广泛存在于生物界中，从酵母到人的细胞中都存在。

25.抑癌基因

编码对肿瘤形成起阻抑作用的蛋白质的基因。

正常情况下负责控制细胞生长和增殖。

当这些基因不能表达或者其产物失去活性时，可导致细胞癌变。

如p53基因和成视网膜细胞瘤基因（Rb基因）是最重要的两种抑癌基因。

26.基因突变

基因突变（genemutation）是由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，而引起的基因结构的改变，就叫做基因突变。

1个基因内部可以遗传的结构的改变。

又称为点突变，通常可引起一定的表型变化。

广义的突变包括染色体畸变。

狭义的突变专指点突变。

27.复制酶复合体（Replicasecomplex,RC）

由PA,PB1和PB23个亚基组成的聚合酶复合体是负责病毒基因组RNA复制以及病毒mRNA转录的关键组分，同时由于它的高度保守性、低突变率，成为抗流感病毒药物设计的重要靶点。

其中PB1是病毒RNA聚合酶的催化亚基，负责病毒RNA的复制以及转录；

PB2是负责以一种称为“Snatch”的方式夺取宿主mRNA的CAP帽子结构用于病毒mRNA转录。

而PA亚基不但参与病毒复制过程，而且还参与病毒RNA转录、内切核酸酶活性、具有蛋白酶活性以及参与病毒粒子组装等多种病毒活动过程。

28.（病毒）多聚蛋白（polyprotein）

指有些病毒的RNA翻译时，最先合成一个分子质量很大的前体蛋白质，即病毒多聚蛋白，然后由专一的蛋白酶加工裂解，产生多种成熟的蛋白质，如豇豆花叶病毒属、线虫传多面体病毒属、芜菁黄花叶病毒属和马铃薯Y病毒科的病毒等。

除了芜菁黄花叶病毒（TYMV）外，病毒多聚蛋白5'

端均为VPg，3'

端为Poly（A）。

29.（病毒）RNA依赖RNA聚合酶（RNA-dependentRNApolymerase,RdRp）

RdRP是一种以一条RNA链为模板催化由核苷-5′-三磷酸合成RNA的酶，在遗传物质不是DNA而是RNA的病毒中这种酶至关重要。

它催化合成给定RNA模板的互补链，RNA复制过程包括两步。

30.免疫共沉淀

免疫共沉淀（Co-Immunoprecipitation,Co-IP）是利用抗原和抗体的特异性结合以及细菌的ProteinA或G特异性地结合到免疫球蛋白的Fc片段的现象开发出来的方法。

其基本原理是，在细胞裂解液中加入抗兴趣蛋白的抗体，孵育后再加入与抗体特异结合的结合于Agarose珠上的ProteinA或G，若细胞中有与兴趣蛋白结合的目的蛋白，就可以形成这样一种复合物：

“目的蛋白—兴趣蛋白—抗兴趣蛋白抗体—ProteinA或G”，经变性聚丙烯酰胺凝胶电泳，复合物又被分开。

然后经免疫印迹或质谱检测目的蛋白。

这种方法得到的目的蛋白是在细胞内与兴趣蛋白天然结合的，符合体内实际情况，得到的结果可信度高。

这种方法常用于测定两种目标蛋白质是否在体内结合；

也可用于确定一种特定蛋白质的新的作用搭档。

二、问答题：

1.简述DNA测序技术的发展历程，以及不同测序技术的原理和特点。

DNA测序技术发展至今已经历三代。

第一代测序技术：

第一代DNA测序技术用的是1975年由桑格（Sanger）和考尔森（Coulson）开创的链终止法或者是1976-1977年由马克西姆（Maxam）和吉尔伯特（Gilbert）发明的化学法（链降解）。

原理：

对于Sanger法，通过引入双脱氧核苷酸ddNTP作为终止剂，且四种核苷酸标记上不同颜色荧光，电泳后由颜色读出序列；

对于化学法，通过几组互相独立的的化学反应特异地针对某一种或某一类碱基，使DNA降解为长短不一的片段。

此后各组均通过聚丙烯酰胺凝胶电泳进行分离，再通过放射自显影来检测末端标记的分子。

特点：

成本较高、低通量、测序耗时大。

第二代测序技术即循环阵列合成测序法。

其核心思想是边合成边测序，即通过捕捉新合成的末端的标记来确定DNA的序列。

一种流行的方法是在sanger等测序方法的基础上，用不同的荧光或者化学荧光标记四种不同的dNTP，当DNA聚合酶合成互补链时，每添加一种dNTP就会释放出不同的荧光，采用光学采集和处理技术，获得待测的DNA序列信息。

高通量、快速、低成本。

第三代瞬时测序新技术。

基于纳电子技术的DNA测序构想，即利用核苷酸上不同碱基的电子结构不同。

DNA分子是带电的大分子，在纵向电场的驱动下，将游动通过纳米孔。

在此期间，同时测量纳米孔里横向的隧穿电流，不同核苷酸的碱基电子结构不同，由此导致的横向电学特性也不同，据此可以判断出正在通过的是哪一种核苷酸。

快速、高效、可靠。

2.简述肿瘤基因治疗的基本策略。

基因治疗的基本策略：

取决于肿瘤的类型，概括起来有下列五种：

基因置换：

用正常的外源基因置换产生疾病的基因，使致病基因得到永久的更正。

此为最理想的基因疗法。

基因修正：

单基因遗传病在多数情况下是由于基因内部单个碱基发生突变所致，而其他核苷酸序列均正常，因此只要将突变的单个碱基予以更正就能达到基因治疗的目的，而不必将整个基因进行置换。

基因修饰：

将目的基因导入病变细胞或其他细胞，目的基因的表达产物可以补偿病变基因的功能，而病变基因本身并未改变。

由于已经发展了许多有效的方法可以将目的基因导入真核细胞，并获得表达，因而是目前较为成熟的方法。

基因抑制：

导入外源基因去干扰、抑制有害基因的表达。

基因封闭：

以mRNA为靶分子，用特定的可与靶分子互补的DNA或RNA分子与mRNA形成双链，从而改变RNA的剪接方式，阻断翻译甚至摧毁异常RNA，在剪接或翻译水平上调节基因的表达。

3.简述转化医学研究的流程。

转化医学（TranslationalMedicine），也称转化研究（TranslationalResearch,TR）。

它是一门新兴学科，涵盖从基础科学到临床应用的方方面面，所以有人形象地将转化医学称为“从实验台到病床（BenchtoBedside,B2B）”的科学。

转化医学的主要目的就是将基础研究与临床研究联系起来，弥合他们之间的界限。

图0

4.简述基因表达调控的生物学意义。

（一）适应环境、维持生长和增殖

生物体赖以生存的外环境是在不断变化的，为了生存，所有活细胞都必须对外环境变化作出适当反应，调节代谢，以适应环境变化。

生物体适应环境、调节代谢的能力与蛋白质分子的生物学功能有关。

而蛋白质的水平又受基因表达的调控。

（二）维持个体发育与分化

多细胞生物调节基因的表达除为适应环境外，还有维持组织器官分化、个体发育的功能。

当某种基因缺陷或表达异常时，则会出现相应组织或器官的发育异常。

5.简述原核生物基因转录过程并举例说明抗生素的原理。

••转录起始；

•链的延长；

•链的终止和释放。

转录起始：

在RNA聚合酶σ亚基的帮助下，RNA聚合酶识别并结合到模板DNA的启动子序列，先后形成闭合启动子复合体，开放启动子复合体和三元复合体，此时依据碱基互补配对原则已有一小段RNA转录形成。

RNAPol离开启动子；

链的延伸：

RNAPol继续沿着模板链从5’到3’方向移动，先解旋DNA双链，然后依据模板链向RNA链上添加核苷酸，循环往复；

链的终止和释放：

RNAPol到达基因末尾时，就不再向前移动，主要通过内在型终止和ρ依赖型终止两种策略从DNA链上释放。

内在型终止仅依靠核苷酸序列来终止转录，此时形成了发卡环结构和一长串A-U碱基对，使RNAPol速度减慢，RNA链得以释放。

ρ依赖型终止需要ρ蛋白的帮助，当RNA链形成发卡环结构时，RNAPol便停下来，ρ蛋白就会赶上它，ρ蛋白从DNA上分开RNA，转录停止，RNA链释放。

抗生素作用原理：

（1）抑制细胞壁的形成，如青霉素，主要是抑制细胞壁中肽聚糖的合成。

多氧霉素（一种效果很好的杀真菌剂）主要作用是抑制真攻细胞壁中几丁质的合成。

（2）影响细胞膜的功能，如多粘菌至少与细胞结合，作用于脂多糖、脂蛋白，因此对革兰氏阴性菌有较强的杀菌作用，制霉菌素与真菌细胞膜中的类固醇结合，破坏细胞膜的结构。

（3）干扰蛋白质的合成，通过抑制蛋白质生物合成抑制微生物生长的抗生素较多，如卡那霉素、链霉素等。

（4）阻碍核酸的合成，主要通过抑制DNA或RNA的合成，抑制微生物的生长，例如利福霉素、博莱霉素等。

6.简述蛋白质合成的自体调控。

一种蛋白质或RNA调控其自身的表达，即为自体调控。

细菌编码核糖体蛋白质、蛋白质合成因子和RNA聚合酶亚基等蛋白质的基因混合组成几个操纵子。

每个操纵子都含有数个基因。

这些操纵子的表达都受操纵子自身的一些基因产物的调控。

操纵子自身编码的蛋白质的富集会抑制其自身及一些相关基因产物的进一步合成。

RF2是原核生物中催化翻译终止作用的特殊蛋白质因子，它可识别终止密码子UGA和UAA。

RF2的结构基因一共编码340个氨基酸，但其密码子并不连续排列，而是在第25位和26位密码子之间多了一个U，这个U可以同第26位密码子头两个核苷酸组成终止密码子UGA，而为RF2所识别。

在细胞内RF2充足的条件下，核糖体A位进入到第25个密码子后的此UGA处便终止RF2的合成，释放只有25个氨基酸的短肽，不具RF2的终止活性。

如果细胞内RF2不足，核糖体就会以＋1的移码机制将第26位密码子译成天冬氨酸（Asp），并完成整个RF2的翻译。

可见，RF2作为一个调节蛋白，可根据自身在细胞内的丰欠程度决定其翻译是连续还是半途而废。

7.如何确定某一蛋白质具有转录活性？

转录因子转录活性的测定

1与异源DNA结合结构域融合

图1

2利用含转录因子应答元件（responsiveelements）的报告基因

应答元件（responsiveelements）：

一组受共同转录因子调控的基因，各基因都有一个相同的序列元件，该元件是转录因子识别靶基因的位点。

图2

8.p53和Rb在细胞周期调控中的角色及其与肿瘤发生发展的关系。

野生型P53蛋白在维持细胞正常生长、抑制恶性增殖中起着重要的作用。

P53时刻监控着细胞染色体DNA的完整性，一旦细胞染色体DNA遭到损害，P53蛋白与基因的DNA相应部位结合，起特殊转录因子作用，活化P21基因转录，使细胞停滞在G1期；

抑制解链酶活性；

并与复制因子A相互作用，参与DNA的复制与修复。

如果修复失败，P53蛋白即启动程序性死亡过程诱导细胞自杀，阻止有癌变倾向突变的细胞生成，从而防止细胞恶变。

当P53基因发生突变后，由于空间构象改变影响到转录活化功能及P53蛋白的磷酸化过程，这不仅失去野生型P53抑制肿瘤增殖的作用，而且突变本身又使该基因具备癌基因功能。

突变的P53蛋白与野生型P53蛋白相结合，形成的这种寡聚蛋白不能结合DNA，使得一些癌变基因转录失控导致肿瘤发生。

Rb作为具有抑癌作用的细胞周期调控因子，对细胞的周期调控与P53类似。

当细胞染色体受损，则RB抑制促进E2F，使细胞停滞在G1期。

而当Rb突变后，对E2F的抑制降低。

此时E2F对细胞从G1期到S期的促进作用增强，使得细胞增殖加速，进而诱发癌变。

9.简述Cullin类泛素连接酶的组织模式和作用机制。

组织模式：

1.cullin--作为支架蛋白

2.ROC--形式RINGfinger结构，连接cullin与泛素交联酶E2

3.Skp1，延伸因子B/C，BTB，DDB1--接头蛋白，连接cullin与底物受体

4.F-box，VHL，SOCS，BTB，DWD蛋白--底物受体，连接接头蛋白和底物

5.底物--泛素连接酶E3靶向（大部分未知，仅大约20种被确定）

作用机制：

首先ROC与cullin结合，连接cullin与E2，随后Skp1携带F-box蛋白与cullin1结合，而F-box蛋白作为底物受体，由与ROC结合的泛素交联酶E2将泛素连接到目的降解底物上，从而使底物被多泛素链标记，进而被蛋白酶体所识别乃至被降解。

10.apoptosis和necrosis有哪些异同？

相同点：

本质都是细胞的程序性死亡过程，只是形式不同。

都具有一定的发生形成阶段，都是不可复性的生理或病理变化。

不同点：

表1

11.新基因功能的研究的主要策略以及相应的主要研究手段。

基因功能的研究策略主要包括新基因的生物信息学及体内表达规律分析、功能获得与功能失活策略研究、基因编码产物相互作用蛋白的研究。

从核酸水平上：

利用Northern杂交、原位杂交、RT-PCR、mRNA表达差异显示技术研究基因的表达模式。

利用报告基因和缺失突变分析鉴定基因的调控序列。

用Gelretardation、DNase足迹分析研究DNA上的蛋白质结合位点。

在蛋白质水平上：

利用抗体检测基因的表达模式。

蛋白质工程是研究基因功能的有效手段。

利用免疫共沉淀、噬菌体表面呈现技术、酵母双杂交系统研究蛋白质-蛋白质间的相互作用。

利用染色质免疫沉淀研究蛋白质与DNA的相互作用。

蛋白质组学研究。

在生物整体水平上：

利用转基因及基因打靶技术研究生物发育和疾病发生过程中的功能及其机制。

12.基因打靶技术的原理、主要策略以及主要流程。

原理:

通过DNA定点同源重组，改变基因组中的某一特定基因，从而在生物活体内研究此基因的功能。

首先获得ES细胞系，利用同源重组技术获得带有研究者预先设计突变的中靶ES细胞。

通过显微注射或者胚胎融合的方法将经过遗传修饰的ES细胞引入受体胚胎内。

经过遗传修饰的ES细胞仍然保持分化的全能性，可以发育为嵌合体动物的生殖细胞，使得经过修饰的遗传信息经生殖系遗传。

获得的带有特定修饰的突变动物提供研究者一个特殊的研究体系，使他们可以在生物活体中研究特定基因的功能。

策略:

基因敲除（ES细胞，体细胞）

精细突变的引入

染色体组大片段的删除

基因敲除的时空调控

大规模随机基因敲除-基因诱捕

大规模随机诱变研究-ENU诱导的点突变

在小鼠以外的模式生物中进行基因打靶

流程：

体外对ES细胞遗传物质进行定向修饰

中靶ES细胞经显微注射引入受体囊胚

携带中靶ES的囊胚经胚胎移植引入假孕鼠子宫

种系嵌合体的鉴定以及基因打靶小鼠的表型分析

13.酵母双杂交的原理、主要策略以及应用。

酵母双杂交技术：

许多真核生物的转录激活因子通常具有两个可独立存在的结构域，即DNA结合结构域（BD）和转录激活结构域（AD）。

这两个结构域各具功能，互不影响。

但一个完整的能激活特定基因表达的转录激活因子必须同时含有这两个结构域。

不同来源的激活因子的BD区与AD结合在一起可特异地激活被BD结合的基因表达。

基于这个原理，人们将两个待测蛋白分别与这两个结构域建成融合蛋白，并共表达于同一个酵母细胞内。

如果两个待测蛋白间能发生相互作用就会使AD与BD形成完整的转录激活因子并激活相应的报告基因表达。

通过对报告基因表型的测定可以很容易地知道待测蛋白分子间是否发生了相互作用。

14.转基因小鼠研制的原理、主要流程以及应用。

可以通过基因转移技术将外源重组基因转染并整合到动物受体细胞基因组中，从而借助受体动物表达外源基因。

图3

应用：

基因表达调控、基因功能及发育调控作用的研究

基因工程定向育种

转基因动物生物反应器研制

人类疾病小鼠模型与基因治疗

药理学研究

器官移植

环境科学研究

15.病毒使细胞恶性转化的途径有哪些？

病毒使正常细胞转化为恶性主要通过病毒癌基因编码产物－癌蛋白对细胞各部分发生作用。

（1）作用细胞膜

有的病毒癌基因产物为生长因子或其受体类似物，可不断刺激细胞进行增殖。

（2）跨