分子生物学复习题及答案(适合硕士研究生)

复习题

1.简述与糖尿病发病有关基因的改变

Ⅱ型糖尿病—基因：包括胰岛素基因、胰岛素受体基因、葡萄糖激酶基因和线粒体基因损伤。糖尿病就是一种基因病。

胰岛素基因共有5个位点改变可导致变异胰岛素合成引起糖尿病

IDSR受体遗传性缺陷时、发生严重胰岛素抵抗、影响了受体的生物合成和生化性状。

GK基因的突变大多数为错义突变、使分子氨基酸序列改变、降低酶的活性

保持体内血糖平衡的通路之一是周围组织对葡萄糖的非氧化性摄取，即向糖原合成的转化、糖原合酶（GSY)起着重要作用。该通路的损害、可引起周围组织对胰岛素的抵抗、常伴有高血压和明显的家族遗传倾向。

线粒体核苷酸3243位由Ａ突变为Ｇ，就会引发“线粒体基因突变糖尿病”。

2. 肾素血管紧张素对高血压的影响？

肾素-血管紧张素系统（RAS）由肾素、血管紧张素原、血管紧张素转化酶、血管紧张素及其相应的受体构成。肾素激活从肝脏产生的血管紧张素原，生成血管紧张素Ⅰ，然后经肺循环的转化酶（ACE）生成血管紧张素Ⅱ。作用于血管紧张素Ⅱ受体，使小动脉平滑肌收缩，刺激肾上腺皮质球状带分泌醛固酮，通过交感神经未梢突触前膜的正反馈使去甲肾上腺素分泌增加，从而导致血压升高。

3.简述AD发病的基因的变化与疾病的关系

β淀粉样前体蛋白(APP)基因APP为一跨膜糖蛋白，结构类似于细胞表面受体。APP合成后、由β淀粉样前体蛋白裂解酶(BACE) 裂解为可溶性Aβ、裂解大多数在糖基化修饰之后。Aβ是一种β折叠的可溶性异质的多肽。基因突变或其他因素可以导致APP氨基酸序列或裂解部位的改变、从而产生易于沉淀的Aβ。沉淀的Aβ聚合物对神经元具有毒性作用、可导致神经元的退行性病变。

4.简述HIV病毒与艾滋病发病

艾滋病(AIDS)是一种由艾滋病病毒、即人类免疫缺陷病毒(简称HIV)侵入人体后破坏人体免疫功能，使人体发生多种不可治愈的感染和肿瘤，最后导致被感染者死亡的一种严重传染病。HIV主要型别为HIV-1和HIV-2，爱滋病大多由HIV-1引起.亲代病毒→与细胞表面CD4分子结合→进入细胞→脱去核心蛋白→cDNA→进入细胞核形成环状DNA→整合进染色体DNA →原病毒→转录成mRNA→子代病毒RNA→组装成病毒颗粒→病毒释放→子代病毒。

6.简述朊病毒结构与发病关系

朊病毒蛋白(PrP)分子量为（27～30）×103，故称为PrP27～30。构成朊病毒的蛋白质有两种形式。一种是正常的细胞型，属蛋白酶敏感型，即容易被蛋白酶分解；另一种是异常的致病型，具有一定的抗蛋白酶消化特性：细胞型（PrPc）主要表现螺旋和折叠的含量不同prpc 的α-螺旋占42 % ,β-折叠为3%;异常型(PrPSc）而PrPSc 的α- 螺旋占30% ,β-折叠增加为45% ,PrPc 分布于脑等组织细胞表面,而PrPsc则存在于细胞内次极溶酶体内。

朊病毒病：大量PrPsc聚合和沉积→神经细胞空泡变性→海绵状脑病(主要临床表现:痴呆、共济失调、震颤等)。Prion病主要有羊瘙痒病，牛海绵状脑病：疯牛病，库鲁病（Kuru 病），克雅氏病

7.简述基因突变方式与发病

按照基因结构改变的类型，突变可分为碱基置换、移码、缺失和插入4种。按照遗传信息的改变方式，突变又可分为错义、无义两类。1.碱基置换：某位点一对碱基改变造成的。2.移码突变：某位点添加或减少1-2对碱基造成的。3.缺失突变：基因内部缺失某个DNA小段造

成的。4.插入突变：基因内部增添一小段外源DNA造成的。

根据基因突变对机体影响的程度，可分为下列几种情况：

1．变异后果轻微，对机体不产生可察觉的效应。从进化观点看，这种突变称为中性突变。

2．造成正常人体生物化学组成的遗传学差异，这样差异一般对人体并无影响。

3．可能给个体的生育能力和生存带来一定的好处。

4．产生遗传易感性

5．引起遗传性疾病，导致个体生育能力降低和寿命缩短，这包括基因突变致蛋白质异常的分子病及遗传酶病。

6．致死突变，造成死胎、自然流产或出生后夭折等

8.叙述癌基因与抑癌基因差异？

在功能上，抑癌基因起负调控作用，而原癌基因起正调控作用。

在遗传方式上，原癌基因是显性的，而抑癌基因在细胞水平上是隐性的。

在突变发生的细胞类型上，抑癌基因突变可以发生在体细胞中，也可能发生在生殖细胞中，并通过生殖细胞得到遗传，原癌基因突变只发生在体细胞中。

等位基因上，癌基因只要有一个等位基因发生突变时就可以引起癌变，而抑癌基因只要有一个等位基因是野生型时，就可以抑制癌变。

9.简述载体的概念、质粒结构的特征？载体的条件？

载体是指可以携带目的基因进入宿主细胞的运载工具。

条件：1）具有自主复制能力2）容易分离3）具有二个以上的遗传标记物，便于重组体的鉴定与筛选4）分子量小，以容纳较大外源DNA的插入5）具有克隆位点，常具有多个单一酶切位点，称为多克隆位点6）具有较高的遗传稳定性。

质粒结构特征1. PBR322 ：1）含有两个抗生素抗性基因（氨卞青霉素基因，四环素基因）；2）具有较小分子量，容易纯化；3）具有较高的拷贝数；4）复制起始点，保证高拷贝自我复制。

2. PUC：1）复制起始点；2）有氨卞青霉素基因，但它的核苷酸序列发生变化，不含酶切位点，丧失四环素抗性基因；3）含有半乳糖苷酶基因的启动子及其编码的a-肽链DNA序列，同称为LacZ基因；4）有多克隆位点。

10.简述限制性内切酶、klenow聚合酶、TaqDNA聚合酶、修饰酶作用。

限制性核酸内切酶：1.与甲基化酶共同构成细菌的限制修饰系统，限制外源DNA，保护自身DNA；2.识别与切割位点相同，产生特异的DNA片段。

klenow聚合酶：1.补平由核酸内切酶产生的5′粘性末端；2.DNA片段的同位素末端标记；

3.cDNA第二链的合成；

4.双脱氧末端终止法测定DNA序列。

TaqDNA聚合酶：用于进行PCR反应。

修饰酶：1.未端脱氧核苷酸转移酶：在3′羟基末端进行同质多聚物加尾；碱性磷酸酶：切除末端磷酸基；2.多聚核苷酸激酶：催化多聚核苷酸5′羟基末端磷酸化或标记探针；3.核糖核酸酶（RNase），脱氧核糖核酸酶（DNase）。

11.简述重组DNA技术的基本步骤

目的基因的获取；载体的构建；目的基因与载体的连接成重组体；重组体导入宿主细胞进行扩增；克隆基因的筛选和鉴定。

12.简述目的基因概念及目的基因获取方法

概念：目的基因是指待应用或待研究的特定基因，亦可称为供体基因。

获取方法：1直接从染色体中分离2 化学合成法3用反转录酶合成cDNA

4基因组文库和cDNA文库中筛选获得5聚合酶链反应

13.简述PCR原理及基本步骤

基本原理：基本原理是以拟扩增的DNA分子为模板，以一对分别与模板5`末端互补的寡核苷酸片段为引物，dNTP为原料、在TaqDNA聚合酶作用下，按照半保留复制的机制经变性、退火和延伸重复过程（沿着模板链合成目的DNA），使目的DNA片段扩增。

反应步骤：①变性待扩增的DNA模板在反应体系中加热变性、双链DNA变性成两条单链、95℃。②退火降低温度、使引物与两条单链模板DNA发生退火作用、并结合在靶DNA区段两端的互补序列位置上、55~60℃。③延伸反应体系温度升高，在TaqDNA聚合酶的作用下，从引物的3’-端加入脱氧核苷三磷酸(dNTP)，并沿着模板按5’→3’方向延伸，合成新生DNA互补链。72℃。上述变性、退火、延伸步骤称为一个循环，新合成的DNA分子重复循环，导致特异的靶序列的指数扩增。经多次循环（25～30次）后可得到扩增DNA片段的目的。

14.简述双脱氧终止法的基本原理及操作步骤

原理：双脱氧核苷三磷酸（2’、3’-ddNTP）脱氧核糖的3’位缺少羟基，它5’可以与多核苷酸链的3’羟基形成磷酸二酯键，但却不能与下一个核苷酸缩合形成磷酸二酯键，从而导致多核苷酸链的延伸终止。

步骤：将模板分为四组，分别加入引物启动DNA的合成，用标记的dNTP作为底物掺入到新合成的DNA链中。反应一段时间后，每一组内加入加种ddNTP的一种，经聚丙烯酰胺凝胶电泳分离这些片段，通过放射自显影就可以读出一段DNA的序列了。

鉴定：聚丙烯酰胺凝胶电泳：分子量小的在凝胶底部，依次分离，互补链阅读方向从低到高，即5′-3′。

15.简述探针的概念及探针具备条件

概念、探针是指能与特定的核酸序列互补配对杂交，杂交后又能被特殊方法检测的已知的多核苷酸链。

基本条件：1带有标记物，便于分析杂交体。2为单链核酸，双链核酸探针使用前需变性解链。3具有高度特异性，只与待测核酸杂交。4探针序列通常是基因编码序列，因为非编码序列特异性低。5探针标记灵敏度高而稳定，标记方法简便而安全。

种类（可以不看）：基因组DNA探针、CDNA探针、RNA探针、寡核苷酸探针

15.简述三种印迹法的基本步骤及不同点？

⒈样品制备→⒉电泳分离→⒊印迹→⒋预杂交→⒌杂交→⒍洗膜→⒎分析

DNA、RNA和蛋白质印迹技术的比较

比较项目

DNA印迹技术

RNA印迹技术

蛋白质印迹

变性

电泳后

电泳前

电泳前

转膜

转膜前需要碱变性和中和处理

转膜前不需要变性和中和处理

靠电转移

限制性内切酶

需要

不需要

靶核酸

DNA

RNA

蛋白质

显影

放射自显影

放射自显影

化学发光

探针

纯化的DNA片段或寡核苷酸片段寡核苷酸片段

克隆或提取的DNA片段

抗体

16.简述基因操作的理论和技术准备？

20世纪40年代，Avery发现了生物遗传物质的化学本质是DNA

20世纪50年代，Watson-crack提出了DNA结构为双螺旋结构模型，搞清楚了生物遗传物质的分子机制。

20世纪60年代，确定了遗传信息的传递方式:DNA→RNA→Pr,破译的全部遗传密码，43

1）限制性内切酶（基因剪刀）；2）载体（交通工具车子）；3）逆转录酶

18.比较两种文库的制备不同点？

相同点：都采用基因工程的技术，获取目的基因、制备载体、目的基因与载体组成重组体、重组体导入细胞进行扩增。

不同点：1获取目的基因的的方式：基因组文库采取限制性内切酶法，而CDNA文库采用逆转录法2每个克隆包含的信息：基因组文库包含某种生物所有基因，从基因组文库中获得的基因是完整的，而CDNA只含有一种mRNA信息。cDNA本质就是外显子。3基因组文库大，其中基因含有启动子和内含子，cDNA文库小，没有内含子和启动子

19.简述G蛋白结构及转导中作用

G蛋白结构：是一类位于细胞膜胞液面的外周蛋白，由(、(和(三种亚基构成的异源三聚体。三种亚基总是紧密结合在一起作为一个功能单位G蛋白。

作用：激活的受体催化Gs的GDP与GTP交换，α亚基与βγ二聚体解离，形成αs-GTP；βγ二聚体解离在信号转导和信息通路的交联对话中起着重要作用，能够独立激活G蛋白活化所产生的效应器，同时参与PH结构域的调节，改变相应酶的活性。

20.简述G蛋白介导的第二信使转导通路[.磷脂与Ca2+—蛋白酶通路的基本元素及传递过程？]第二信使双信号途经

组成要素：胞外信息分子及其受体，G蛋白及磷脂酶，甘油二酯和蛋白激酶C，三磷酸肌醇和IP3受体，Ca2+,钙调蛋白，依赖CaM的蛋白激酶

过程：胞外信息分子与受体结合，引起受体构像改变，活化的受体催化GP的GDP与GTP 交换，使Gs的a基与Br解离，释放出(P)ap—GTP, ap—GTP激活PLC，水解PIP2而生成DAG 和IP3；DAG在Ca2+和PS作用下生成PKC使目标蛋白磷酸化而发生效应，IP3和IP3受体结合，使细胞内Ca2+浓度升高，Ca2+可与CaM结合，激活Ca2+—CaM依赖的蛋白激酶使目标蛋白磷酸化而发生效应。

21.简述RAS-MAPK通路？[.Ras—Raf—MAPK通路元素及过程？]

基本元素：催化性受体，GRB2, SOS, Ras蛋白,Raf，MAPK激酶系统。

pathway : 信号(配体)→受体(RTK)→受体二聚化(Dimer)→受体的自磷酸化→活化的RTK→GRB2（Sos）→Ras蛋白→Raf(MAPKKK) →MAPKK→MAPK →转录因子磷酸化→激活靶基因→细胞应答和效应。

22.简述CGMP-PKG通路[cGMP—蛋白激酶系统的功能？]

1激活cGMP依赖性蛋白激酶G(PKG)2激活PKA ，cGMP浓度增高时、交叉激活PKA；3结合特异的磷酸二酯酶家族，cGMP激活或抑制PDE活性、引起PKA活性的改变4别构效应，调节离子通道

24.简述受体类型G蛋白偶联受体

G蛋白偶联受体(GPCR)又称七跨膜受体（蛇型受体）。

类型：①多种神经递质、肽类激素和趋化因子受体，②味觉、视觉和嗅觉感受器。

相关信号途径：cAMP途径、磷脂酰肌醇途径。

GPCR由单一多肽链或均一的亚基组成，分为三个区：1.N 端的细胞外区；2.跨膜区; 由7个跨膜的( 螺旋结构和三个胞外环及三个胞内环组成；胞内第2、3环与G蛋白偶联；3.C 端的胞内区。

GPCR是糖蛋白、通常在胞外结构域有一个相同的N-连接的糖基化序列－Asn-X-Ser/Thr、对β2肾上腺素受体（AR）和视紫质受体的糖基化序列突变后、受体的表达能力降低。GPCR有一些保守的半胱氨酸残基、在胞外形成二硫键及胞内稳定受体的结构起着重要作用信号分子与受体结合、受体活化并激活G蛋白，作用于效应酶发挥生物学效应。

特性离子通道受体G-蛋白偶联受体单次跨膜受体

内源性配体神经递质神经递质、激素、趋化因子、外源刺激（味，光）生长因子细胞因子

结构寡聚体形成的孔道单体具有或不具有催化活性的单体

跨膜区段数目4个7个1个

功能离子通道激活G蛋白激活蛋白酪氨酸激酶

细胞应答去极化与超极化去极化与超极化调节蛋白质功能和表达水平调节蛋白质的功能和表达水平，调节细胞分化和增殖

25.简述信号转导的开关分子对通路作用P381

分子开关即为磷酸化和去磷酸化、GTP和GDP的交替结合。其中的开关分子有

PKA：蛋白激酶A，调节基因表达

PKG：PKG N端自身抑制结构域抑制酶活性，cGMP结合，结构改变，解除抑制作用，表现活性（催化结构域暴露）

PKB：PI3K的产物PIP3可与PKB的PH结构域结合，使PKB从细胞浆转运至细胞膜，引起PKB 构象改变，易被PIP3依赖蛋白激酶（PDK）催化而发生Thr308磷酸化，使PKB激活PKC：蛋白激酶C，假底物抑制，DAG结合去掉抑制，Ca2+结合激活

CaM：钙调蛋白依赖性蛋白激酶，CaM有4个Ca2+结合位点。若4个位点全部结合Ca2+后，CaM即发生显著地构象变化，大部分分子呈现a-螺旋构象，致使CaM发挥调节蛋白激酶的作用。

MAPK：丝裂原激活蛋白激酶系列，MAPK包括多个成员，活化后向核内迁移，磷酸化包括转录因子在内的核蛋白和膜受体，实现对基因转录和其他事件的调节。

PTK:蛋白酪氨酸激酶，是生长因子等的受体，或者是与生长因子信号转导有关的胞内、核内信号分子。

26.简述第二信使降解和分解的酶

第二信使有cAMP、DAG、IP3、cGMP 和Ca2+。

腺苷酸环化酶AC催化ATP分解为cAMP和焦磷酸。cAMP为第二信使。cAMP在磷酸二酯酶（PDEs）催化下降解生成AMP。环腺苷酸磷酸二酯酶cAMP，PDE）：降解cAMP生成5’-AMP，起终止信号的作用。鸟苷酸环化酶（GC)催化GTP分解为第二信使cGMP。具有鸟苷酸环化酶活性的受体酶有两类：

①一类是存在于细胞溶胶中的可溶性的受体（胞内受体），如NO受体酶；

②一类是存在于细胞膜上的受体，如心钠素受体、鸟苷素和内毒素受体

细胞内有水解cAMP和cGMP的磷酸二酯酶（PDE）；PDE对cAMP和cGMP的水解催化这些信使生成的酶有两类：

一类是磷脂酶（PL），催化磷脂水解，其中最重要的是磷脂酶C（PLC）；

另一类是各种特异性激酶，即磷脂酰肌醇激酶类（PIKs），催化磷脂酰肌醇（PI）磷酸化。具

有相对特异性；如，PDE2可水解cGMP和cAMP，cAMP特异性PDE有PDE3和PDE4。

一氧化氮和一氧化氮合酶

27.比较复制与转录的不同点

1.复制两条链，转录仅仅一条链；

2.两种酶不同；DNA聚合酶、RNA聚合酶

3.复制产物与亲代具有高保真性；转录结构基因U、T（A与U配对）互换，成熟RNA序列（真核生物）与模板链相差较远。

4.转录不需要引物，新合成的RNA原料是4种核糖核苷酸等。

28.cAMP—PKA的作用？

cAMP—PKA的作用主要表现在对代谢的调节作用和对基本表达的调节作用。对代谢的调节作用主要表现在糖代谢方面：

使糖原合酶磷酸化，抵制糖原合成

使糖原磷酸化酶b转化为有活性的糖原磷酸化酶a，促进糖原分解。

对基因表达的调节：当PKA的催化亚基进入细胞核后，可催化反式作用因子—CREBR（cAMP 应答元件结合蛋白）中特定的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化，磷酸化的CREB形成同源二聚体，与DNA上CRE(cAMP应答元件)结合，从而激活基因转录。