2009年武汉大学877分子生物学考研真题(A卷)及详解【圣才出品】

2009年武汉大学877分子生物学考研真题（A卷）及详解

一、名词翻译与解释（共10小题，每小题4分，共40分）

1．Regulatory gene

答：Regulatory gene即调控基因，是编码能与操纵序列结合的调控蛋白的基因。调控蛋白分为阻遏蛋白和激活蛋白，与操纵子结合调控基因转录。

2．Real-time PCR

答：Real-time PCR即实时定量PCR，是指在PCR指数扩增期间通过连续监测荧光信号强弱的变化来即时测定特异性产物的量，并据此推断目的基因的初始量，不需要取出PCR 产物进行分离。可以在间隔相等的时间测反应物的浓度，获得相对较准确的数据，比较简便。

3．Nick translation

答：Nick translation即切口平移法，当双链DNA分子的一条链上产生切口时，E.coli DNA聚合酶Ⅰ就可将核苷酸连接到切口的3＇羟基末端。同时该酶具有从5＇→3＇的核酸外切酶活性，能从切口的5＇端除去核苷酸。由于在切去核苷酸的同时又在切口的3＇端补上核苷酸，从而使切口沿着DNA链移动，从而用放射性核苷酸代替原先无放射性的核苷酸，将放射性同位素掺入到合成新链中。

4．Generic promoter

答：Generic promoter即通用启动子。一个基因中有很多片断可能是与其他基因重复的，比如基因的通用启动子区域，可以使不同的基因通过同一个启动子启动表达。

5．Histone code

答：Histone code即组蛋白密码。组蛋白密码的假说提出了存在第二种类型人类遗传密码的可能，这种编码被称为“组蛋白密码”，是控制基因开启的“主开关”。组蛋白密码帮助控制了人类基因的表达。密码中的组蛋白是组成染色质的蛋白质。染色质则是包装在DNA 外层的物质。通过组蛋白密码，不同修饰的组蛋白可以将基因组组织为活化和沉默区域。而且，这些区域可以通过细胞分裂传递。

6．Proteomics

答：Proteomics即蛋白质组学，源于蛋白质（protein）与基因组学（genomics）两个词的组合，是指“一种基因组所表达的全套蛋白质”，在本质上是指在大规模水平上研究蛋白质的特征，包括蛋白质的表达水平，翻译后的修饰，蛋白与蛋白相互作用等，由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生，细胞代谢等过程的整体而全面的认识。

7．Gene targeting

答：Gene targeting即基因打靶，是指通过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。基因打靶技术是一种定向改变生物活体遗传信息的实验手段，它的产生和发展建立在胚胎干（ES）细胞技术和同源重组技术成就的基础之上，广泛应用于基因功能研究、人类疾病动物模型的研制以及经济动物遗传物质的改良等方面。

8．Single nucleotide polymorphism

答：Single nucleotide polymorphism即单核核苷酸多态性，主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。它是人类可遗传的变异中最常见的一种。占所有已知多态性的90%以上。SNP所表现的多态性只涉及到单个碱基的变异，这种变异可由单个碱基的转换或颠换所引起，也可由碱基的插入或缺失所致。但通常所说的SNP并不包括后两种情况。SNP比较的不是DNA片段的长度，而是相同长度序列的单个碱基的差异。

9．Alternative mRNA processing

答：Alternative mRNA processing即选择性剪接（又称可变剪接），是指从一个mRNA 前体中通过不同的剪接方式（选择不同的剪接位点组合）产生不同的mRNA剪接异构体的过程，而最终的蛋白产物会表现出不同：或者是相互拮抗的功能和结构特性，或者在相同的细胞中由于表达水平的不同而导致不同的表型。

10．Replicon

答：Replicon即复制子，是DNA复制时从一个DNA复制起点开始最终由这个起点起始的复制叉完成的片段。例如E.coli phase及质粒DNA独立复制的单位均为复制子。

二、简答题（共5小题，每小题10分，共50分）

1．什么是DNA损伤？生物体DNA损伤与哪些因素有关？生物细胞有哪些机制来处理DNA损伤，并进行DNA损伤修复？

答：（1）DNA遭受自发的损伤或化合物及辐射的损伤，使其骨架断裂并改变其碱基的化学结构，称为DNA损伤。

（2）影响因素：诱变剂、水解损伤、烷化（甲基化或乙基化）、氧化反应、辐射损伤：包括紫外辐射、γ射线、X射线等，碱基类似物如5-溴尿嘧啶。

（3）修复机制

①DNA损伤的直接逆转：光复活作用通过DNA光解酶断裂相邻嘧啶的共价键。

②碱基切除修复通过多种糖基化酶切除碱基。

③核苷酸切除修复酶的切割，UVR蛋白是紫外损伤修复需要的。

④重组修复即双链断裂修复（DSB）途径，从姐妹染色体中取回序列信息，若无姐妹染色单体。则通过异源末端连接系统作用。

⑤移损DNA合成：不修复损伤，使复制机器绕过受损部位。

2．表观（epigenetic）遗传修饰包括哪些内容？并举一例说明其在基因的表达调控和染色体重塑等方面有哪些重要作用？

答：（1）一个细胞发育过程中释放的信号引起临近细胞中特异基因的开启，诱导信号出现很短一段时间，基因却可以保持开启至很多代细胞，这种基因表达模式的遗传称为表观调节。核小体与DNA修饰时表观遗传的基础。

（2）以某基因由于局部组蛋白甲基化而关闭为例。

当该区域的染色体在细胞分裂是被复制，亲代的甲基化的组蛋白被均分至两个子代的双链DNA中，因此每个子代分子携带有一些甲基化的和非甲基化的核小体。甲基化的核小体募集带有染色质域的蛋白质，包括组蛋白甲基化酶，其可以甲基化临近未被修饰的核小体。而完全缺乏甲基化组蛋白的子链不能募集甲基化酶。因此染色质修饰状态可以世代维持。在哺乳动物细胞中，DNA甲基化有可能是基因组上沉默区域的主要标记。

3．反式作用因子是直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件序列上面参与调控靶基因转录效率的蛋白质。试问反式作用因子的DNA结合结构域有哪几种类型？特点如何？

答：反式作用因子的DNA结合结构域包括：螺旋-转折-螺旋（HTH）结构、锌指结构、碱性亮氨酸拉链、碱性-螺旋-环-螺旋。

（1）螺旋-转折-螺旋（HTH）结构

①至少两个α螺旋，中间由短侧链氨基酸残基形成“转折”。

②与DNA相互作用时，同源域蛋白的第一、二个螺旋靠在外侧。

③第三个螺旋与DNA大沟结合，并通过其N端的多余臂与DNA的小沟结合。

④同源域是指编码60个保守氨基酸序列的DNA片段，广泛存在于真核生物基因组内，与生物有机体的生长、发育和分化密切相关。

（2）锌指结构

锌指结构家族蛋白大体可分为锌指、锌钮和锌簇结构，其特有的半胱氨酸和组氨酸残基之间氨基酸残基数基本恒定，有锌参与时才具备转录调控活性。重复的锌指结构都是将一个α螺旋与一个反向平行β片层的基部以锌原子为中心，通过与一对半胱氨酸和一对组氨酸之间形成配位键相连接，锌指环上突出的赖氨酸、精氨酸参与DNA的结合。由于结合在大沟中重复出现的α螺旋几乎联成一线，这类蛋白质与DNA的结合很牢固，特异性也很高。

（3）碱性亮氨酸拉链，即bZIP结构

①每隔6个氨基酸有一个亮氨酸残基，导致第7个亮氨酸残基都在螺旋的同一方向出现。

②以二聚体形式与DNA结合，两个蛋白质α螺旋上的亮氨酸一侧是形成拉链型二聚体的基础。

③亮氨酸拉链区不能直接结合DNA，只有肽链氨基端20～30个富含碱性氨基酸结构

域与DNA结合。

（4）碱性-螺旋-环-螺旋，即bHLH结构

①在免疫球蛋白κ轻链基因的增强子结合蛋白E12与E47中，羧基端100～200个氨基酸残基可形成两个双性α螺旋，被非螺旋的环状结构所隔开，蛋白质的氨基端则是碱性区，其DNA结合特性与亮氨酸拉链类蛋白相似。

②bHLH类蛋白只有形成同源或异源二聚体时，才具有足够的DNA结合能力。

4．PCR的原理是什么？在PCR反应中是否循环次数越多所合成的产物数量也越多？为什么？

答：（1）原理：类似于DNA的天然复制过程，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR由变性-退火-延伸三个基本反应步骤构成：①模板DNA的变性：模板DNA经加热至93℃左右一定时间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA 解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；②模板DNA与引物的退火（复性）：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；③引物的延伸：DNA模板--引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链。重复循环变性-退火-延伸三过程，就可获得更多的“半保留复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的模板。

（2）PCR反应中循环次数越多所合成的产物数量并非越多。PCR循环次数主要取决于模板DNA的浓度。不能无限循环。一般的循环次数选在30～40次之间，循环次数越多，非特异性产物的量亦随之增多。随着反应的进行，模板DNA数目在减少，而生成的产物DNA数目增加，在后期反应中与模板DNA形成竞争性抑制，无法保证模板DNA与单链