分子生物学简答题

2020-05-09 09:12

1、 如何理解结构决定功能?

胸腺嘧啶(T,thymine),5-甲基尿嘧啶; 尿嘌呤(U,Urncil),2,4二氧嘧啶; 尿嘌呤(U,Urncil),2,4二氧嘧啶; 胞嘧啶(C,cytosine),2-氧-4氨基嘧啶;

T和U就因为5位上一个甲基的区别,虽都是与A发生互补配对,但是一个是RNA的碱基,一个是DNA的碱基。T在形式上也许就是U的甲基化,经过进化选择,就留下来了,因为甲基化后确实会稳定一些,甲基化也成了一种碱基保护的方式。由于DNA负责遗传信息的传递,所以甲基化的形式就被留下了,而RNA的阶段很短,可能就不那么必要了,还可以省点C源。

C和U因为4位上一个是氨基一个是羰基然后一个就和G配对,一个和A配对。

1、Each allele has a different phenotype ,why(illustrate by example).

①位于染色体同一位置的分别控制两种不同性状的基因是等位基因,等位基因之间具有多种关系。同一条基因的变异体称为复等位基因,复等位基因的存在使突变体之间能够形成杂合子,这些复等位基因之间的关系有各种形式。除了最简单的情况外,通常一系列等位基因往往具有不同的表型。例如,黑腹果蝇的

w基因座上有一系列的等位基因所表现的从红眼一直到白眼的多种眼色,其颜色从深到浅均有。在黑腹果蝇控制眼色的w基因座的杂合子中,红色(野生型)相对于其他基因来说是显性的,它们有很多不同的突变等位基因,尽管一些突变基因并未产生眼睛颜色,但是一些基因产生了颜色。这种杂合子的表型依赖于每一个突变所遗留下的活性:每一种突变等位基因代表了该基因的不同突变,这些突变不会完全破坏基因的功能,而会保留一定的活性,由此会产生特征性的表型。

②当等位基因存在时,可能是携带两种突变基因的杂合子,一个突变可能都是显性的,也可能部分是显性的,在任何一个遗传位点上并非一定要有一个野生型基因。例如人类血型系统:缺失功能用空白型即O型;功能性的A型和B型是共显性的,并对O型表现出显性。

2、Conservation of exons and its application.

①外显子就是在DNA序列中被转录成mRNA片段的一段序列;

②外显子序列通常处于编码氨基酸序列的选择压力下,因而它们很少发生变化,且很多改变不影响密码子意义,同时其不利突变可因不利选择而被有效地去除,因而它在进化中具有保守性。

③许多生物中含有这样功能保守的基因区域,其基因序列所代表的蛋白质应当有两个特性:有一个开放的阅读框;在其它生物中很可能存在与它相关的序列。

④根据外显子的保守性的特征可以用来分离和鉴定基因,确认那些在许多生物体中都存在的序列片段。物种杂交可作为鉴定基因的第一条标准,将杂交基因的候补片段进行测序,如果它们有阅读框,则它们就可被用来分离周围的基因组区域;如果它们是一个外显子的一部分,则可以用它来鉴定整条基因并最终分离出蛋白质。

3、Chromosome walking and its application.

从第一个重组克隆插入片段的一端分离出一个片段作为探针从文库中筛选出第二个重组克隆,该克隆插入片段含有与探针重叠的顺序和染色体的其它顺序。从第二个重组克隆的插入片段再分离出末端小片段筛选第三个重组克隆,如此重复,得到一个相邻片段,等于在染色体上移了一步,称为染色体步移。

染色体步移技术是一种重要的分子生物学研究技术,使用这种技术可以有效地获取与已知序列相邻的未知序列,即侧翼序列。主要应用有:

(1)根据已知基因或分子标记连续步移,获取人、动物和植物的重要调控基因,可用于研究结构基因的表达调控;

(2)步查获取新物种中基因的非保守区域,从而获得完整的基因序列; (3)鉴定T-DNA或转座子的插入位点;

(4)用于染色体测序工作中的空隙填补,获得完整的基因组序列; (5)用于人工染色体PAC、YAC和BAC的片段搭接。

4、How to clone gene for genome?

基因组DNA克隆的出发材料是基因组DNA。高等真核生物染色体基因组DNA的基因文库,通常是用λ噬菌体或柯斯质粒作载体构建的。

(1)应用λ噬菌体载体构建基因组文库:第一步是从给体生物制备基因组DNA,并用限制酶消化法产生出适于克隆的DNA片段。然后在体外将这些DNA片段同适当的λ噬菌体连接成重组体分子,并转化到大肠杆菌的受体细胞中去。最后从转化子克隆群体中挑选出含有目的基因的克隆。

(2)应用柯斯质粒载体构建基因组文库:用核酸内切限制酶局部消化基因组DNA使真核基因组DNA克隆的柯斯质粒载体上,然后分离收集分子量为35-45kb的片段群体,并同线性化处理的柯斯质粒载体DNA连接重组。经体外包装之后,感染大肠杆菌寄主细胞。在细胞内柯斯质粒载体按质粒特性进行复制扩增,形成基因组文库。

5、利用cDNA克隆某基因(举例)

cDNA克隆的基本过程是,总poly(A)mRNA通过一系列的酶促作用转变成双链cDNA群体,并插入到适当的载体分子上,然后再转化到大肠杆菌寄主菌株的细胞内,如此便构成了包含着所有基因编码序列的cDNA基因文库,主要步骤:

(1)分离细胞总RNA,然后从中纯化出主要含mRNA的分部;

(2)用dT引导的cDNA合成法和随机引物引导的cDNA合成法合成第一链cDNA;

(3)采用自我引导合成法将mRNA-DNA杂交分子转变为双链cDNA分子; (4)将合成的双链cDNA重组到质粒载体或噬菌体载体上,导入大肠杆菌寄主细胞增殖。重组的方式是先用末端转移酶给双链cDNA分子加尾或是将人工

合成的衔接物加到双链cDNA分子的两端,然后再同经适当处理而具有相应末端的载体分子连接,将如此构成的重组体分子导入大肠杆菌寄主细胞进行扩增,从而得到所需的cDNA文库。

例如,具有poly(A)的mRNA在oligo(dT)引物和反转录酶的作用下,可合成出双链cDNA。随后将它与质粒载体构成重组分子,并转化给大肠杆菌寄主细胞,从而分离和扩增出我们所期望研究的基因或DNA片段。

6、蛋白质组学研究中所用的方法及原理

①蛋白质组学研究中最常用的方法是二维电泳(2DE)。第一维过程中,蛋白质依其等电点的不同被分离开来,第二维过程是用SDS-PAGE将蛋白质依分子量的不同加以分离,电泳结束后可将胶片以银染或Coomassie Blue的方式染色,让蛋白质显现出来。

②目前基于色谱分离与质谱的大规模蛋白质鉴定技术已成为蛋白质组学研究的中心。这种技术可以大规模地对蛋白质进行分析,通过质谱仪把蛋白质或肽段的组成信息以一级图谱与二级图谱的形式表现出来,最后把这些图谱与蛋白质或肽段产生的理论图谱相比较确定相似性,确定样品中包含哪些肽段,并通过肽段与蛋白质的对应关系,最终推断样品中包含的蛋白质。

③随着蛋白质组学的发展,定量蛋白质组学(比较蛋白质组学)也获得了广泛研究。定量蛋白质组学的主要研究内容可以说是蛋白质定量技术,而这种技术是生物标志物发现的重要途径。它不仅检测基因表达的全部蛋白质,而且要检测其表达蛋白质的含量。例如Label-free蛋白质组学非标记定量技术,其原理是利用DeCyder MSTM软件对液相色谱串联质谱数据由谱峰形式转化为直观的类似双向凝胶的图谱,谱图上每一个点代表一个肽段,而不是蛋白质,再比较的不同样本上相应肽段的强度,从而对肽段对应的蛋白质进行相对定量。

7、RFLP可以作为一种遗传标记

RFLP,即DNA限制片段长度多态性,它是指应用特定的核酸内切限制酶切割有关的DNA分子,所产生出来的DNA片段在长度上的简单变化。

由于核酸内切限制酶是以一种序列特异的方式切割DNA分子,来自一个完整的纯合子个体(所有的基因及DNA序列)的每一种同源的DNA分子,都会在同样的位点被准确地切割。

从不同的生态型或不同的地理隔离群植株分离的总DNA中,同源DNA分子通常会表现出序列的趋异性,形成RFLP。

这些RFLP是由于DNA序列上的特定变化(突变)引起的,因此它们也能够像其他任何遗传标记一样进行定位,成为一种十分有用的分子标记。

RFLP可以作为一种遗传标记,基本上一个RFLP 就是一个SNP,只是这个SNP位于一个酶切位点中,它能够与任何其他遗传标记一样,也可以同样用来作为遗传标记。只是它检测的不是一些特征性表型,而是通过检测限制图谱来直接揭示基因型。

8、限制性位点能否体现孟德尔遗传的特性

限制性位点能体现孟德尔遗传的特性,限制位点多态性的遗传规律符合孟德尔定律。

祖孙三代的限制性多态家谱证明了限制位点多态性的遗传规律符合孟德尔定律,从图谱中可以看到在所有可能的配对重组中,某个限制标记的4条等位基因都能找到,并且它们都可以在每一代中独立地分离,表明了DNA分子标记片段的孟德尔遗传定律。

9、目前遗传研究中所用的4类遗传标记

(1)形态学标记(Morphological markers) (2)细胞学标记(Cytological markers) (3)生化标记(Biochemical markers) (4)分子标记(Molecular markers)

10、人类基因组数目、蛋白质组的成员,为什么后者远多于前者?

人类基因组只有25%是基因,而蛋白质编码区域只占其中的一小部分。蛋白质组包括组织或细胞中所有的蛋白质,人类蛋白质组成员数大大多于人类基因组基因数。这是由于约60%的人类基因存在可变剪接,使RNA在进行转译时有剪接的作用,在后转译修饰时蛋白质特殊部位会有磷酸化或糖基化,使得人类蛋白质组增加的程度大于基因组增加的程度,所以基因的总数比潜在的蛋白质数目少。

11、人类线粒体基因组与酿酒酵母线粒体基因组间的异同


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