2015-高级生物化学及实验技术试题答案

高级动物生化试题问答题：1. 简述非编码RNA（non-coding RNA）的种类、结构特点及其主要功能。

非编码RNA的种类结构和功能1 tRNA 转运RNA（transfer RNA，tRNA）结构特征之一是含有较多的修饰成分，核酸部分修饰成分是在tRNA中发现的。

修饰成分在tRNA分子中的分布是有规律的，但其功能不清楚。

5’末端具有G（大部分）或C。

3’末端都以ACC的顺序终结。

有一个富有鸟嘌呤的环。

有一个反密码子环，在这一环的顶端有三个暴露的碱基，称为反密码子（anticodon）.反密码子可以与mRNA链上互补的密码子配对。

有一个胸腺嘧啶环。

tRNA具有三叶草型二级结构以及“L”型三级结构，tRNA的不同种类及数量可对蛋白质合成效率进行调节。

tRNA负责特异性读取mRNA中包含的遗传信息，并将信息转化成相应氨基酸后连接到多肽链中。

tRNA为每个密码子翻译成氨基酸提供了结合体，同时还准确地将所需氨基酸运送到核糖体上。

鉴于tRNA在蛋白质合成中的关键作用，又把tRNA称作第二遗传密码。

tRNA还具有其他一些特异功能，例如，在没有核糖体或其他核酸分子参与下，携带氨基酸转移至专一的受体分子，以合成细胞膜或细胞壁组分；作为反转录酶引物参与DNA合成；作为某些酶的抑制剂等。

有的氨酰-tRNA 还能调节氨基酸的生物合成。

2rRNA核糖体RNA（ribosomal RNA, rRNA）核糖体RNA是细胞中最为丰富的RNA，在活跃分裂的细菌细胞中占80%以上。

他们是核糖体的组分，并直接参与核糖体中蛋白质的合成。

核糖体是rRNA 提供了一个核糖体部的“脚手架”，蛋白质可附着在上面。

这种解释很直接很形象，但是低估了rRNA在蛋白质合成中的主动作用。

较后续的研究表明，rRNA并非仅仅起到物理支架作用，多种多样的rRNA可起到识别、选择tRNA 以及催化肽键形成等多种主动作用。

例如：核糖体的功能就是,按照mRNA 的指令将氨基酸合成多肽链。

而这主要依靠核糖体识别tRNA 并催化肽键形成而实现。

可以说核糖体是一个大的核酶( ribozyme)。

而核糖体的催化功能主要是由rRNA来完成的,蛋白质并没有直接参与。

3 tmRNA tmRNA主要包括12个螺旋结构和4个“假结”结构，同时还包括一个可译框架序列的单链RNA结构。

tmRNA中H1由5’端和3’端两个末端形成，与tRNA的氨基酸受体臂相似。

H1和H2的5’部分之间有一个由10-13nt 形成的环，类似tRNA中的二氢尿嘧啶环，称为“D”环。

H3和H4，H6和H7，H8和H9，H10和H11之间分别形成Pk1，pK2，pK3，pK4。

H4和H5之间则由一段包含编码标记肽ORF的单链RNA连接。

H12由5个碱基对和7nt 形成的环组成，类似tRNA中的TΨC臂和TΨC环，称为“T”环。

tmRNA 结构按照功能进行划分可分为tRNA类似域（TLD）和mRNA类似域（MLD），TLD主要包括H1,H2,H12,“D”环和“T”环，MDL则包括ORF和H5，这两部分分别具有类似tRNA和mRNA的功能。

tmRNA是一类普遍存在于各种细菌及细胞器（如叶绿体，线粒体）中的稳定小分子RNA。

它具有mRNA分子和tRNA分子的双重功能，它在一种特殊的翻译模式——反式翻译模式中发挥重要作用。

同时，它与基因的表达调控以及细胞周期的调控等生命过程密切相关，是细菌体蛋白质合成中起“质量控制”的重要分子之一。

识别翻译或读码有误的核糖体，也识别那些延迟停转的核糖体，介导这些有问题的核糖体的崩解。

4 核仁小RNA(snoRNA) 绝大多数snoRNA可归为两类boxC/D snoRNA和box H/ACA snoRNA，均具有保守的特征二级结构，boxC/D snoRNA类能形成“发夹-铰链-发夹-尾部”状二级结构。

boxC/D snoRNA其分子两端的box C,boxD以及末端配对序列能形成保守的“茎-环-茎”状二级结构，称为“K-turn”结构。

大多数boxC/D snoRNA和box H/ACA snoRNA分别具有指导rRNA，snRNA或tRNA前体中特定核苷2’-O-核糖甲基化修饰与假尿嘧啶化修饰的功能；少部分snoRNA参与rRNA前体的加工剪切，与rRNA 的正确折叠和组装相关。

5 微RNA（microRNAs；miRNA，小分子RNA）它是一类长度为21~25 nt 的单链RNA分子片段，有一个很有趣的共同特点，就是它的序列存在于茎环结构中的茎上。

这种茎环结构通常是由70 多个核苷酸组成的不完全的发夹结构，上面有一些凸起和环状结构。

茎部形成双链RNA ，但不是严格互补，可存在错配和GU摆动配对。

据其作用模式的不同可以分为三类：第一类如lin4，与mRNA不完全互补，当miRNA与靶mRNA不完全配对结合时，主要影响其翻译过程而对mRNA的稳定性无影响。

第二类如miR39 和miR171，与其靶mRNA完全互补，当其与mRNA完全配对结合后，分裂切割靶mRNA。

第三类作用模式如let7，当其与靶RNA完全互补配对时，直接靶向切割mRNA，而不完全互补配对时起调节基因表达的作用。

6 小干扰RNA（Small interfering RNA；siRNA）siRNA是长度20到25个核苷酸的双股RNA，在生物学上有许多不同的用途。

目前已知siRNA 主要参与RNA干扰（RNAi）现象，以带有专一性的方式调节基因的表达。

此外，也参与一些与RNAi相关的反应途径，例如抗病毒机制或是染色质结构的改变。

其生理意义在于，生物的抗御机制，调控细胞分化与胚胎发育，维持基因组的稳定以及RNA 水平上的调控机制。

7 snRNA（小核RNA）：它是真核生物转录后加工过程中RNA剪接体（spilceosome）的主要成分，参与mRNA前体的加工过程。

另外，还有端体酶RNA(telomerase RNA)，它与染色体末端的复制有关；以及反义RNA(antisense RNA)，它参与基因表达的调控。

还参与RNA剪接和RNA修饰。

8 eRNA eRNA从含子或DNA非编码区转录的RNA分子，精细调控基因的转录和翻译效率。

9 SNP RNA 信号识别颗粒RNA，细胞质中与含信号肽mRNA识别，决定分泌的RNA功能分子，它是一种核糖核酸蛋白复合体。

能够识别并结合刚从游离核糖体上合成出来的信号肽，暂时中止新生肽的合成，又能与其在质网上的受体(即停靠蛋白质)结合而将新生肽转移入质网腔，防止蛋白水解酶对其损害另外，还有端体酶RNA(telomerase RNA)，它与染色体末端的复制有关；以及反义RNA(antisense RNA)，它参与基因表达的调控。

还参与RNA剪接和RNA修饰。

10 gRNA又称引导RNA 真核生物中参与RNA编辑的具有与mRNA互补序列的RNA ,具有3'寡聚U的尾巴,中间有一段与被编辑mRNA精确互补的序列,5'端是一个锚定序列,它同非编辑的mRNA序列互补。

在编辑时,形成一个编辑体(editosome),以gRNAs部的序列作为模板进行转录物的校正, 同时产生编辑的mRNA。

gRNA3'端的oligo(U)尾可作为被添加的U的供体。

11 piRNA piRNA主要存在于哺乳动物的生殖细胞和干细胞中，通过与Piwi亚家族蛋白结合形成piRNA复合物（piRC）来调控基因沉默途径。

对Piwi 亚家族蛋白的遗传分析以及piRNA积累的时间特性研究发现，piRC在配子发生过程中起着十分重要的作用。

还能维持生殖系和干细胞功能和调节翻译和mRNA的稳定性。

12 atRNA（反义RNA）是指与mRNA互补的RNA分子, 由于核糖体不能翻译双链的RNA，所以反义RNA与mRNA特异性的互补结合, 即抑制了该mRNA的翻译。

通过反义RNA控制mRNA的翻译是原核生物基因表达调控的一种方式，反义RNA也参与了λ和P22噬菌体的溶菌/溶源状态的控制。

2. 请以发育生物学（developmental biology）、表观遗传学(epigenetics)、体细胞重编程技术(somatic cell reprogramming)、体细胞克隆(somatic cell cloning)、细胞凋亡(apoptosis)或诱导干细胞(iPS)、干细胞(stem cell)为关键词，阅读至少一篇2010年以后的外文文献，阐述相关方面研究进展，或有关技术在动物生殖细胞（卵母细胞、精子）发生、卵泡发育、早期胚胎发育过程中的应用研究（不少于2000字，并附上所阅读文献全文）。

注意不能抄袭有关中文文献。

动物生化实验技术试题1、试述分子杂交技术（核酸和蛋白质）的种类、适用围及特点。

核酸分子杂交技术是利用DNA变性与复性的原理，在某种理化因素作用下DNA双链分子解链变性后，在DNA复性重新形成双螺旋结构时，把不同的DNA单链分子或者DNA与RNA的混合物放在同一溶液中，只要在DNA或RNA单链分子之间存在一定的碱基互补配对关系，就可以在DNA之间或DNA与RNA之间形成杂化的双链。

蛋白质分子杂交是一种借助特异性抗体鉴定抗原的有效方法。

面重点介绍三种常用的分子杂交技术。

（1）Southern杂交--DNA和DNA分子之间的杂交southern杂交主要用来研究DNA分子中某一基因位置、某一专一序列在待检样品中存在与否及两种核酸分子之间的相似性。

1、用于对基因组中特定基因的定位及检测。

2、用于从基因文库中找到所需要的基因。

（2）Northern杂交——DNA和RNA分子之间的杂交。

目前主要用于检测某一组织或细胞中已知的特异性mRNA的表达水平或比较不同组织或细胞中同一基因的表达情况，如在基囚工程中是检测目的基因是否转录出mRNA的方法。

如果RNA分子在大小和含量上与正常情况不同，可以考虑是否有调控区的突变或剪接部分的突变。

（3）western杂交——蛋白质分子(抗原一抗体)之间的杂交。

可用于检测样品中特异蛋白质是否存在、细胞中特异蛋白质的半定量分析以及蛋白质分子的相互作用研究等。

如检测目的基因在受细胞中有没有翻译出相应的蛋白质，检测病人血液中是否有某种抗体从而检测是否感染过某种抗原，单克隆抗体技术中用于筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞等。

2. 简述核酸和蛋白质浓度分析方法。

（1）紫外分光光度法紫外分光光度法基于DNA链上碱基的苯环结构在紫光区具有较强吸收，DNA/RNA 在260nm处有最大的吸收峰，蛋白质在280nm处有最大的吸收峰，盐和小分子则集中在230nm处。

因此，可以用260nm波长进行分光测定核酸浓度，OD值为1相当于大约50μg/ml双链DNA，单链DNA浓度约为33µg / ml，RNA约为40μg/ml，寡核苷酸约为35μg/ml。