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2011级硕士研究生分子生物学复习题一、名词解释1.基因(gene):是核酸的中贮存遗传信息的遗传单位，是贮存有功能的蛋白质多肽链或RNA序列信息及表达这些信息所必需的全部核苷酸序列.2.基因组(genome):细胞或生物中，一套完整单倍体遗传物质的总和（包括一种生物所需的全套基因及间隔序列）称为基因组3.基因家族(genefamily)：是指核苷酸序列或编码产物具有一定程度同源性的一组基因.4.假基因(pseudogene)：在多基因家族中某些成员因碱基顺序发生某些突变而失去功能，不能转录或转录后生成无生物活性产物的DNA序列，被称为假基因。5.质粒(plasmid):是独立于许多细菌及某些真核细胞染色体外的共价闭合环状双链DNA分子，能独立复制并恒定传递给子代细胞的最小遗传单位。6.基因超家族(genesuperfamily)：是指一组由多基因家族及单基因组成的更大的基因家族。7.卫星DNA(DNAsatellite)：是一类高度重复序列，DNA经密度梯度离心后，不同层面的DNA形成了不同的条带，根据荧光强度的分析，可以看到在一条主带以外还有一个或多个小的卫星带，这些在卫星带中的DNA被称为卫星DNA。/DNA的浮力密度与它的G-C碱基对含量有关，原核生物中G-C碱基对含量较均匀，而真核生物中G-C碱基对含量不均匀8.基因多态性(genepolymorphism):由于等位基因间在特定位点上DNA序列存在差异造成的DNA多态性。9.操纵子(operon)：是指数个功能相关的结构基因串联在一起，构成信息区，连同其上游的调控区（包括启动和操纵区）及其下游的转录终止信号构成的基因表达单位。10.顺式作用元件(cis-actingelements)：指那些与结构基因表达调控有关，能够被基因调控蛋白特异性识别并结合的DNA序列。其活性只影响与其自身同处在一个DNA分子上的基因，同时，这种DNA序列通常不编码蛋白质，多位于基因旁侧或内含子中。11.反式作用因子(Trans-actingfactor)：是能直接或间接地识别或结合在各顺式元件的核心序列上，参与调控靶基因转录效率的一组序列特异性的DNA结合蛋白。12.增强子(enhancer)：指远离转录起始点，决定基因的时间，空间特异性表达的增强启动子转录活性的DNA序列。13.启动子(promoter)：是指在DNA分子上被RNA聚合酶识别并结合，形成起始转录复合物的区域。14.载体(carrier)：是用来携带目的基因片段进入受体细胞的DNA。这种DNA进入受体细胞后，可自主复制，或插入到基因组中，随受体细胞的基因组一起复制或表达成有意义的蛋白质。载体上还带有特定的药物抗性基因，便于筛选。分为克隆载体和表达载体。15.基因工程(geneticengineering)：是在分子水平上，用人工方法提取或制备DNA，在体外切割、拼接和重新组合，然后通过载体把重组的DNA分子导入受体细胞，使外源DNA在受体细胞中进行复制与表达，生产出人们所需要的产物，或定向创造生物新性状，并使之稳定地传给下一代。16.PCR：聚合酶链反应，在模板、引物、4种dNTP和耐热DNA聚合酶存在的条件下，利用DNA半保留复制和其在不同温度下变性复性的特性，人为控制温度——高温变性，低温复性，室温延伸，循环多次后，特异性扩增位于两段已知序列之间的DNA区段的酶促合成反应。17.RNAi:RNA干扰是指在生物体细胞内，dsRNA引起同源mRNA的特异性降解，因而抑制相应基因表达的过程18.分子杂交(NucleicAcidHybridization)：不同来源的具有互补序列的两条核酸单链在一定条件下按碱基配对原则形成双链的过程。19.基因诊断(genediagnosis)：所谓基因诊断，就是以DNA或RNA为诊断材料，通过检查基因的存在、缺失或表达异常，对人体的状态或疾病作出诊断的方法和过程。20.基因治疗：广义地说，基因治疗是应用基因或基因产物，治疗疾病的一种方法。从狭义地说，基因治疗是把外界的正常基因或治疗基因，通过载体转移到人体的靶细胞，进行基因修饰和表达，改善疾病的一种治疗手段21.miRNA：一类进化上保守的非编码小分子RNA，具有在翻译水平调控基因表达功能。22.反义RNA(antisenseRNA)：细胞中有一些小分子RNA，其碱基序列正好与mRNA互补，从而可以与mRNA配对结合成双链，抑制mRNA作为模版进行翻译。23.转染(transfection)：是指真核细胞主动摄取或被动导入外源DNA片段而获得新的表型的过程。24.转化(transformation)：指将质粒或其他外源DNA导入处于感受态的宿主细胞（如大肠杆菌、枯草杆菌），并使其获得新的表型的过程。25.基因表达(geneexpresion)：使基因所携带的遗传信息表现为表型的过程。包括基因转录成互补的RNA序列。对于结构基因，mRNA继而翻译成多肽链，并装配加工成最终的蛋白质产物26.限制性核酸内切酶：是一类能识别双链DNA分子中特定核苷酸序列，并在识别序列内或附近特异切割双链DNA的核酸内切酶。27.转导(transduction):借助病毒、噬菌体或其他方法将外源DNA导入细胞并整合到宿主基因组上的方法。28.基因组学(genomics)：指对所有基因进行基因组作图（包括遗传图谱、物理图谱、转录图谱），核苷酸序列分析，基因定位和基因功能分析的一门科学。29.蛋白质组学(proteomics)：指对在一定时间内或某一特定的环境条件下，细胞、组织或有机体内所表达的所有蛋白质（即蛋白质组），进行系统的、总的研究的一门学科30.顺反子(cistron):一段可供偏码的结构基因,是能够编码合成多肽的DNA的最小单位，遗传的功能单位，真核生物中，一个转录单位转录的mRNA只能翻译一条多肽链，称为单顺反子；在原核生物中，一个转录单位转录的mRNA能翻译多条多肽链，称为多顺反子。31.限制性核酸内切酶(restrictionendonuclease):可以识别DNA的特异序列，并在识别位点或其周围切割双链DNA的一类内切酶，简称限制酶二、问答题1.真核生物基因组结构特点：答：①每种真核生物都有一定的染色体数目，除了配子（精子/卵子）为单倍体，体细胞一般为双倍体②真核生物基因组大于原核生物基因组，结构复杂，基因数多，有多个复制起始点，每个复制子大小不一③真核基因都有一个结构基因与相关的调控区组成，转录产物为单顺反子即一份子mRNA只能翻译成一种蛋白质。④真核生物中含有大量重复序列⑤含有断裂基因：即在真核类结构基因组中，编码顺序被许多称为内含子的非编码区分割成几段⑥真核生物基因组内非编码序列＞90％⑦真核生物基因组中功能相关的基因构成各种基因家族⑧真核生物基因组中存在可移动的遗传因素；2.真核生物和原核生物基因组结构的异同点答：原核生物基因组的特点是：①原核生物基因组通常由一条环状双链DNA分子组成②具有操纵子结构③基因组中只有一个复制起始点④结构基因无重叠现象，基因组中的任何一段DNA顺序不会用于编码两种蛋白质⑤基因序列是连续的，无内含子⑥编码区在基因组所占比例约为50%，远远大于真核基因组，但又远远小于病毒基因组。非编码序列主要是一些调控序列⑦基因组中重复序列很少，编码蛋白质的结构基因多为单拷贝，但编码rRNA的基因往往是多拷贝的⑧具有编码同工酶的基因⑨细菌基因组中存在可移动的DNA序列，包括插入序列和转座子⑩在DNA分子中具有多种功能识别区：Ori、Tet、启动子和终止子等；3.人类基因组的组织结构特点答：①人类基因组的重复序列，包括：反向重复序列；串联重复序列（编码区串联重复序列和非编码去串联重复序列）；散在重复序列（短散在核原件和长散在核原件）②人类基因组中的DNA多态性：DNA位点多态性；限制性片段长度多态性；串联重复顺序多态性；单核苷酸多态性4.原核生物基因表达调控机制。答：原核生物基因的表达调控最重要的特点是操纵子模式，从调控水平来看主要在转录水平，即对RNA合成的调控，翻译水平次之。通常有两种方式：①起始调控，即启动子调控；②终止调控，即衰减子调控。原核基因组的调控机制：通过负调控和正调控因子所进行的复合调控，阻遏蛋白与操纵基因结合，妨碍RNApol与P结合形成开放性启动子复合物，阻止基因转录；当阻遏蛋白与操纵子基因解离时，RNA聚合酶与启动子结合，起始基因转录，①转录起始调控：σ因子控制特定基因的表达，不同σ因子可以竞争结合RNA聚合酶，RNA聚合酶的核心酶与不同σ因子组成的全酶识别不同基因的启动子。乳糖操纵子是原核生物基因转录调控的最典型模式，乳糖操纵子的转录调控机制：通过正负调控因子所进行的复合调控。阻遏蛋白与操纵子基因结合，妨碍RNApol与P结合形成开放性启动子复合物，阻止基因转录；CAP与CAP结合位点结合促进RNApol与P结合，引起有效转录。乳糖操纵子结构基因转录需要具备两个条件：a、阻遏蛋白与操纵基因解离b、CAP与CAP结合位点结合。（阿拉伯糖操纵子转录调控、色氨酸操纵子转录调控）②转录终止的调控：原核生物的转录终止调节方式分两大类：依赖ρ因子和不依赖ρ因子的终止调控；③翻译水平的调控：SD序列的顺序及位置对翻译的影响，SD序列是位于mRNA起始密码子AUG上游的3-9个碱基组成的一段核苷酸序列，它是核糖体结合位点。5.真核生物转录水平的基因表达调控机制。答：转录水平调控是真核基因调控的主要水平，主要通过反式作用因子，顺式作用元件与RNApol相互作用完成。调控作用主要是反式作用因子通过结合顺式作用元件后影响转录起始复合物的形成①转录起始复合物的形成调控：1.TFⅡD结合TATAbox→Pr.-DNA复合物2.RNApol识别并结合TFⅡD-DNA复合物→闭合复合物3.其它转录因子结合RNApol→开放性复合物；反式作用因子的作用主要是→促进或抑制上述3步反应；反式作用因子通过顺式作用影响转录起始复合物的形成。其特点是：具有三个功能域即DNA识别结合域、转录活化域和调节结构域。具有识别启动子和增强子的功能；其调节作用有正负两方面作用②反式作用因子是真核细胞内重要的基因表达调控蛋白：③转录起始是由多种激活的反式作用因子进行复合调控；1.反式作用因子的激活方式多样反式作用因子的激活通过以下几种方式进行。(1)通过基因表达产生反式作用因子是激活方式之一(2)共价修饰调节蛋白的活性(3)与配体结合引起功能变化(4)蛋白质与蛋白质相互作用2.反式作用因子与顺式元件结合发挥调节功能反式作用因子被激活后,即可识别并结合上游启动子元件和增强子中的保守性序列,对基因转录发挥调节作用3.反式作用因子作用的方式有多种模式，包括成环靠拢、扭曲变形、滑动选点和Oozing；4.反式作用因子的组合式调控使调控更为精确。6.在大肠杆菌中如何获得蛋白质类的基因工程产品。答：①寻找合适的原核表达载体和获得目的基因②选择合适的限制性内切酶分别切割载体和靶基因片段用连接酶进行连接反应③转化：将重组DNA分子转入受体细胞④筛选⑤表达⑥⑦从分子量、生物学活性等方面对表达产物进行初步鉴定⑧表达产物的分离纯化；7.如何实现疾病基因的克隆？答：基因克隆通常指将目的基因插入到某载体内，利用载体在宿主细胞中大量繁殖以获得足够量的拷贝，从而进行基因结构和功能的分析。基因克隆即是在体外通过人工剪、接，将不同来源的DNA分子组成一个重组体，然后插入宿主细胞进行扩增或表达，通常包括以下几个步骤①目的基因的提取：供体生物基因或称外源基因的提取；②限制性酶切：目的基因切成不同大小的片段③酶接：连接到另一个DNA分子上（克隆载体）④转化：将这个重组DNA分子转入到受体细胞⑤筛选和鉴定：对吸收了重组DNA的受体细胞进行筛选和鉴定⑥基因表达：对含有重组DNA的细胞进行大量培养，检测外源基因是否表达；8.PCR的原理和引物设计原则。答：①PCR又称聚合酶链反应，是一种在体特异性外扩增目的核酸的的酶促合成反应。其基本原理是：在模板、引物、4种dNTP和耐热DNA聚合酶存在的