2014分子生物学研究生考试复习题

2014研究生分子生物学复习大纲

名词解释：

名词解释：

1.退火annealing：两条寡链核苷酸引物在适当的温度下，分别依据碱基互补结合在模板DNA 扩增区域两端，称为退火。

2.表达载体：是用来在受体细胞中表达（转录和翻译）外源基因的载体。表达载体（Expression vectors）就是在克隆载体基本骨架的基础上增加表达元件（如启动子、RBS、终止子等），使目的基因能够表达的载体。表达载体四部分：目的基因、启动子、终止子、标记基因。

3.多克隆位点：multiple cloning sites MCS:载体中含有多个单一酶切位点，称为多克隆位点。

4.非融合性蛋白：

5.目的基因：研究所需或感兴趣的基因称为目的基因，又称外源DNA。

6.genomics，基因组学是阐明整个基因组结构、结构与功能关系以及基因之间相互作用的学科。基因组是一个细胞或病毒所载的全部遗传信息，它代表了一种生物所拥有的全部遗传信息。

7.SNP：single nucleotide polymorphism:单核苷酸多态性：是指在基因水平上有单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。SNP在人类基因组中广泛存在。

8.假基因：pesudogene:是指与某些有功能的基因结构相似，但不能表达产物的基因。假基因的产生是由于功能DNA发生突变或cDNA插入所致。

9.杂合子丢失，

10.Oncogene：癌基因：一类基因发挥正性调控作用，促进细胞的生长增殖，该类基因异常活化往往具有促进细胞恶性转化，诱导肿瘤发生的作用，因此被称为癌基因。

11.基因诊断：gene diagnosis：是利用现在分子生物学技术从DNA/RNA的水平进行检测，分析体内致病基因的存在、变异、和表达等状态，从而对疾病做出诊断的过程。

12.基因治疗：gene therapy:是以基因转移为基础，将某种遗传物质导入病人细胞内，使其在细胞内表达并发挥作用，从而达到治疗疾病目的的一种方法。

13.生物信息学：bioniformatics:是一门新的前沿交叉学科，采用数理和信息科学的理论、技术和方法研究生命现象，理解和组织与生物分子相关的信息。

14.表观遗传学：是指在DNA序列不发生改变的情况下，基因的表达水平与功能发生改变，并产生可遗传的表型。其特征可概括为DNA序列不变，可遗传，具有可逆性。

15.染色质重塑：chromatin remodeling：染色质和单个核小体内发生的任何可检测到的变化称为染色质重塑。重塑的染色质表现为对核苷酸高度敏感以及组蛋白结构和位置的改变等特点。

16.CpG island：CpG岛：在脊椎动物中，CpG二核苷酸是最主要的甲基化位点，它在基因组中呈不均匀分布。在一些区域，CpG常成簇存在，人们将这段富含CpG的DNA称为CpG岛，通常长度在1~2kb左右。常位于转录调控区附近，在基因组中，约有60%以上基因的启动子中含有CpG岛，它的甲基化与基因的转录调控密切相关。

17.RNAi：RNA interference :RNA 干扰：是指外源性的dsRNA所致的细胞内有效而特异性的基因沉默。它在转录水平、转录后水平和翻译水平上阻断基因的表达。

18.反式作用因子：顺式作用元件的作用需通过结合相应的蛋白质因子（多为转录因子）方可实现，而这些蛋白质一般有位于另外染色体或同一染色体远距离部位的基因来编码，因而被称为反式作用因子。Trans-acting factor

问答题：

1.试述PCR技术的基本原理、过程和引物设计原理。

PCR的基本原理：是在体外模拟体内DNA复制的过程，用拟扩增的DNA分子为模板；用2个寡核苷酸片段作为引物，分别在拟扩增片段的DNA两侧与模板DNA链互补结合，提供3’-OH末端；在DNA聚合酶的作用下，按照半保留复制的机制沿着模板链延伸直至完成新的DNA合成，不断重复这一过程，即可使目的DNA片段得到扩增。

过程：变性，使双链DNA模板解链成为单链

退火，两条寡核苷酸引物在适当温度下，分别依据碱基互补结合在模板DNA扩增区域两端

延伸，在底物及镁离子存在下，DNA聚合酶在最适温度下将单核苷酸按碱基互补配对原则从引物的3’-端掺入，使引物沿着5’至3’方向延伸合成新股DNA。

引物设计原理：？

原则1.引物长度15-30bp;2.GC含量保持在40%-75%之间，Tm值高于550C；3.引物的3’末端碱基原则上要求与模板一定要配对，最好选T，C，G，而不选A；4.引物的序列应位于基因组DNA的高度保守区，且与非扩增区无同源序列

2.制备目的基因常用的方法有哪几种？简述重组DNA的基本过程。

方法：酶切法直接分割目的DNA片段，体外扩增合成目的DNA片段，筛选文库目的DNA 片段，化学合成-PCR搭接法获得目的DNA片段。

过程：DNA片段获取，载体选择及准备，DNA片段与载体重组，重组DNA转化，重组DNA 克隆化及鉴定。

3.简述表达载体和克隆载体在结构上的异同。

克隆载体：大多是高拷贝的载体，一般是原核细菌，将需要克隆的基因与克隆载体的质粒相连接，再导入原核细菌内，质粒会在原核细菌内大量复制，形成大量的基因克隆，被克隆的基因不一定会表达，但一定被大量复制。克隆载体目的在于复制足够多的目标质粒，常带有

较强的自我复制元件，但不具备表达元件。

表达载体就是在克隆载体基本骨架的基础上增加表达元件（如启动子、RBS、终止子等），是目的基因能够表达的载体。有复杂的构成，为的是控制目标蛋白的表达，在菌体内都是低拷贝的，防止渗漏表达。

是否含有表达系统原件，即启动子、核糖体结合位点，克隆位点、转录终止信号，这是用来区别克隆载体和表达载体的标志。

4.试述怎样进行疾病基因的定位和克隆。

定位疾病基因：研究单基因遗传疾病的基因一般应用连锁分析

针对已知候选基因可进行关联分析

在无假说条件下可使用全基因组关联分析进行研究

疾病基因的克隆：定位克隆：通过疾病表型来观察致病基因与多态性标记之间的类似关系，将基因定位并进一步分离和克隆的方法。

功能克隆：是指从致病基因的功能出发克隆该疾病的致病基因。

5.试举例说明癌基因诱导肿瘤发生的基本原理。

染色体易位突变活化癌基因，基因点突变活化癌基因，基因扩增活化癌基因，DNA重排活化癌基因，病毒基因组LTR序列整合活化癌基因，癌基因的低甲基化修饰改变活化癌基因。

6.比较原核基因组和真核基因组的结构和功能的特点。

原核基因组真核基因组

基因组构成通常仅由一条环状双链每种真核生物有一定的染色体目

DNA分子组成除配子为单倍体，体细胞一般为双倍体

复制起始点仅有1个复制起始点基因组结构复杂，基因数庞大，有多个

复制起始点，复制子大小不一。

结构特点具有操纵子结构。基因组中重复真核基因由结构基因与相关的调序列很少，编码蛋白质结构基因，控区组成。存在大量重复序列。

多为单拷贝，但编码rRNA的基因功能相关的基因构成各种基因

往往是多拷贝，这有利于核糖体快家族，它们可串联在一起，亦可

速组装。细菌基因组中存在可移动相距很远。真核生物基因组中存在

的DNA序列包括插入序列和转座子。一些可移动的遗传序列。

在DNA分子中具有多种功能的识别

区域如复制起始区、复制终止区，

转录启动区和终止区等。这些区域

往往具有特殊序列，并且含有反向重

复序列。结构基因无重叠现象，基

因组中任何一段DNA不会编码两种蛋白质。

转录产物多顺反子mRNA，一条mRN 单顺反子mRNA，一条mRNA只能

可以翻译为多种蛋白质翻译成一种蛋白质

基因序列连续性基因序列是连续的，无内含子结构真核基因是断裂基因，编码序列被非

编码序列分隔开来。基因与基因之间的

非编码序列是间隔DNA，基因内非编

码序列为内含子，被内含子隔开的编码

序列为外显子。

编码序列所占比列编码区与非编码区在基因组

中约各占50%。编码序列占10%以下，非编码序列占

90%以上。

7.试举例说明抑癌基因诱导肿瘤发生的基本原理。

基因组纯合性或杂合性缺失导致抑癌基因失活，基因突变导致抑癌基因失活，癌蛋白作用导致抑癌蛋白失活，基因启动子区高甲基化修饰导致抑癌基因失活

8.基因治疗策略。

1.基因标记：仅把标记基因导入人体。标记实验的目的是获得信息，由于未接受发挥治疗作用的目的基因，受实验的病人不能直接获得治疗效果。

2.基因干预：指采用特定的方式抑制某个基因的表达，或者通过破坏某个基因而使之不能表达，达到治疗目的。此类基因治疗的的靶基因往往是过度表达的癌基因或者是病毒复制周期中的关键基因。该方法包括：反义RNA技术、核酶技术、RNAi技术、miRNA技术。

3.基因置换;又称基因矫正，指将特定目的基因导入特定细胞，通过体内基因同源重组，以导入的正常目的基因原位替换病变细胞内致病缺陷基因，使细胞内DNA完全恢复正常状态。

4.基因添加：也叫基因增补，通过导入外源基因使靶细胞表达其本身不表达的基因。1.针对特定的缺陷基因导入其相应的正常基因，补偿缺陷基因的功能。2.向靶细胞中导入靶细胞本来不表达的基因，利用其表达产物达到治疗目的。

9.试述DNA甲基化对基因转录的抑制作用。

1#DNA甲基化直接干扰转录因子与顺式作用元件的结合：许多转录因子识别包含CPG的GC 富集序列，当CpG被甲基化后，其中一些转录因子就不能结合DNA，从而降低基因的转录效率。2#.甲基化CpG结合蛋白（MBP）介导DNA甲基化对基因表达的沉默：MBP与甲基化DNA结合后可通过三种方式抑制基因转录1.在基因的启动子区域，MBP与DNA结合阻碍了转录因子与其相应的顺式作用结合，从而抑制基因转录。2.在基因内，MBP与甲基化的DNA 结合阻止转录过程中RNA聚合酶的延伸3.MBP通过招募共抑制复合物，改变染色质结构来调控基因表达。3#DNMT（DNA甲基转移酶）介导DNA甲基化对基因转录的抑制：DNMT除催化DNA甲基化外，DNMT自身还参与抑制性染色质的形成，直接调节基因表达。

10.试述转录因子的分类并简述各类转录因子在真核基因转录起始调控中的主要作用机制。

TF转录因子包括：1.通用转录因子或基本转录因子：指RNA聚合酶介导基因转录时所必需的一类辅助蛋白，帮助聚合酶与启动子结合并起始转录，这类因子是所有基因转录所必需的。

2.序列特异性TF：指特异性识别共有序列的TF，包括转录激活因子和转录抑制因子。与通用TF相比，序列特异性TF种类繁多，但丰度相对较低。

3.辅助TF：指自身不与DNA结合，而是通过蛋白质相互作用连接TF和基础转录装置的蛋白，包括共激活因子和共抑制因子。

4.调节染色质结构改变的TF.

11.试比较siRNA和miRNA的异同点。

SIRNA miRNA 差异比较

前体内源或外源长双链RNA诱导产生内源发夹环结构的转录产物结构双链分子单链分子

功能降解mRNA 阻遏其翻译

靶mRNA结合需完全互补不需完全互补

生物学效应抑制转座子活性和病毒感染发育过程的调节

生成所需的酶Dicer酶Drosha酶和Dicer酶