分子生物学 习题.docx
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分子生物学习题
WojiaL1
1.DNAisthegeneticmaterial（toexplainviafourexamples）
a．DNA是细菌的遗传物质：
热灭活的S或活的R型细菌都不能杀死老鼠,但两者的同时感染-同活的S一样,有效杀死老鼠。
S型菌的DNA能转化R型菌，使之成为相同的S型
b．DNA是病毒的遗传物质：
c．DNA也是动物细胞的遗传物质：
外加DNA转染的结果使真核生物细胞获得新的表型
2.3—，5—
DNA从结构上来说是由脱氧核糖核苷单磷酸通过3，5磷酸二酯键连接而成的高聚物，从同一个磷酸基的3酯键到5酯键的方向定为链的方向。
在大多数天然DNA分子长链的两端，总是有一个核糖带有自由的5—磷酸，而另一端的核糖带有自由的3—羟基，前者称为5—端，后者称为3—端。
3.A、C、T、G
Adenine,guanine,cytosine,thymine
4.Meltingtemperature：
熔解温度即通过加热由双链变为单链这一系列温度的位于中部的那点
5.Spontaneousmutations:
由于正常的细胞活动，或细胞与环境的随机相互作用，这些过程会使所有生物都存在着一定数目的突变，这些成为自发突变。
6.Transition，Transversion：
transtion是转换，指一种嘧啶被另一种嘧啶代替，一种嘌呤被另一种嘌呤代替。
Transversion是颠换，指嘌呤被嘧啶代替或者相反。
7.Hotspot：
突变热点是突变发生频率高的位点或重组频率高的那些位点
8.Modifiedbases：
修饰碱基是除了那些在DNA（T、C、A、G）、RNA（U、C、A、G）合成时的四种通用碱基之外的一些碱基，由核酸合成后修饰产生
9.Denaturation：
DNA或RNA的变性描述它们从双链转变为单链的状态
10.Hybridization：
RNA和DNA链互补配对形成RNA-DNA杂合链的过程称为杂交
11.Renaturation（annealing）：
DNA双螺旋分子变性后的互补单链再结合成双链的过程称为复性
L2
（1）Viroid：
类病毒是没有蛋白外壳的小的核酸感染因子。
类病毒是能引起高等植物疾病的感染因子，它们是非常小的RNA环状分子。
（2）PSTV：
土豆纺锤体管状病毒（potatospindletubervirus,PSTV）
（3）Prion：
朊病毒是一种蛋白质样感染因子，虽然不含核酸但表现出可遗传的特性。
例如PrPSC，羊骚痒病和牛海绵体脑病。
PrPC-正常脑组织中产物，并可被蛋白酶完全水解
PrPSC-被感染脑组织中的产物，不能被蛋白酶水解
原因是结构改变或者修饰引起蛋白酶抗性。
（4）Scrapie（羊瘙痒病）：
羊瘙痒病是由蛋白质组成的感染剂。
（5）allele：
等位基因：
是指位于染色体同一位置分别控制两种不同性状的基因。
eg：
现有一基因型Aa，A和a就互为等位基因。
（6）Howtoassignmutationstogenesviathecis/transtest（giveanexample）?
顺反试验将突变分配给基因。
如果两个突变位于同一条基因中，可看到在反式和顺式配置中，存在着不同的表型。
反式配置是突变型的，因为每一条等位基因都有突变；但顺式突变时野生型的，因为一条等位基因有两个突变，而另一条等位基因就没有突变。
如果两个突变位于不同的基因，我们总能看到野生型表型，因为每条基因总有一条野生型和一条突变型等位基因，且配置是不相关的。
（7）Gain-of-functionmutation：
功能获得型突变表示使蛋白质获得新的活性（或功能），这种性质显性的。
Nullmutation：
无效突变表示基因的活性完全消失，因为该基因已被删除
Loss-of-functionmutation：
功能丧失型突变表示使某一基因失活，这种性质是隐性的
Leakymutants：
遗漏突变表示基因仍存在部分功能，因为突变后的蛋白质存在部分活性（错义突变），或者因为产生了少量的野生型蛋白质（无义突变）。
（此突变不影响表型，功能并不是必需的）。
（8）Eachallelehasadifferentphenotype,why（illustratebyexample）?
通常一系列等位基因往往具有不同表型。
比如果蝇中white位点的存在对红眼的形成是必要的。
这个位点是根据无义突变命名的，该突变使果蝇在突变杂合子中具有白色的眼睛。
W+相对其他基因来说是显性的。
一般有很多种不同的等位基因。
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。
因此，每一种突变等位基因代表了该基因的不同突变，这些不同突变不会完全破坏基因的功能，而是会保留一定得活性，由此会产生特征性的表型。
（9）Thespecificitydeterminesthebloodgroupforhuman（illustratebyexample）.
在任何一个遗传位点上并非一定要有一个野生型基因。
人类血型系统的比较就提供了一个例子。
缺失功能由空白型表示，即O型。
但是功能性的A型和B型是共显性的，并且对O型表现出显性。
所有个体都产生O型或者（H型）抗原，它含有特殊的碳水化合物基因连接到蛋白质。
ABO等位基因编码一种半乳糖基转移酶，能够在O抗原加上糖基，其特异性决定了血型。
A等位基因产生的酶利用辅因子UDP-N-乙酰半乳糖，形成A抗原；B等位基因产生的酶利用辅因子UDP-半乳糖，产生B抗原。
A、B型转移酶有4个氨基酸的不同，这四个氨基酸可能会影响它们对辅因子的识别。
而O等位基因有一个小的突变（小段缺失），从而失去了转移酶功能，因此O抗原没有发生修饰。
AO、BO杂合子中A、B等位基因之所以是显性的，是因为相应的转移酶产生了A、B抗原；A、B等位基因在AB型杂合子中式共显性的，因为这两种转移酶都表达了活性；OO纯合子没有活性，因为缺少这两种抗原。
L3
（1）DMD：
杜兴氏肌营养不良症是肌营养不良中最为常见的一种类型，呈X连锁隐性遗传，其病因为肌纤维中抗肌萎缩蛋白（musculardystrophin）缺失导致肌纤维的破坏，肌肉萎缩，失去肌纤维的功能。
（2）DHFR：
二氢叶酸还原酶 （dihydrofolatereductase）
（3）Conservationofexonsanditsapplication：
对于含有这样基因的区域，即在许多生物中这些基因的功能长期被保留下来，这个序列所代表的蛋白质应当有两个特性：
它必须有一个开放阅读框（ORF）；在其他生物中很可能存在与它相关的序列。
外显子的保守性可以做为鉴定编码区的基础，即通过确认那些在许多生物体中都存在的序列片段。
（4）translocation：
染色体片段位置的改变称为易位。
它伴有基因位置的改变。
易位发生在一条染色体内时称为移位或染色体内易位；易位发生在两条同源或非同源染色体之间时称为染色体间易位。
（5）Chromosomewalkinganditsapplication：
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他顺序。
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，得到一个相邻的片段，等于在染色体上移了一步，故称之为染色体步移。
应用:
①根据已知的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，可以用于研究结构基因的表达调控。
如分离克隆启动子并对其功能进行研究；
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，鉴定基因枪转基因法等转基因技术所导致的外源基因的插入位点等；
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。
（6）exontrappinganditsapplication：
对基因组片段迅速扫描从而得知外显子的存在叫外显子捕获技术。
从捕获到的外显子出发，就可进一步用作探针去从基因组基因文库或cDNA文库中分离出基因。
（7）PLoS：
公共科学图书馆（PublicLibraryofScience）是一个由科学家和医生组成的非营利机构，致力于把世界上科学和医学的文献作为免费资源向公众开放。
L4
（1）chromosomewalking：
先构建起点RFLP标记克隆的限制图，并把其中最靠近目的基因的限制片段B-H亚克隆出来。
此限制片段经放射性同位素标记之后，用作分子杂交探针，从基因组文库中筛选与起点克隆具有重叠序列的新克隆（称之为一步克隆）。
重复进行上述的各个步骤：
构建一步克隆的限制图，亚克隆其中最靠近目的基因的限制片段H-E，该片段经放射性同位素标记之后，用作分子杂交探针从基因组文库中筛选与一步克隆具有重复序列的新克隆（称之为二步克隆）。
如此重复进行多次，每得到一个新的克隆都更接近目的基因一步，直至最后获得了目的基因的克隆。
由于这种技术是通过逐一克隆来自染色体基因组DNA的彼此重叠的序列，而慢慢靠近目的基因，因此形象地称之为染色体步移（chromosomewalking）
（2）shot-gunapproach：
利用限制酶消化给体基因组DNA。
这种消化产物，不经过凝胶电泳分部分离，就直接用来同载体分子作连接反应的克隆方法，叫做鸟枪法（shot-gunapproach）。
（3）衔接物：
衔接物是一种用人工方法合成的DNA短片段，具有一个或数个在其要连接的受体DNA上并不存在的限制酶识别位点。
如果要连接的是具有非互补的粘性末端的载体分子和外源DNA片段。
（4）末端转移酶：
是一种无需模板的DNA聚合酶，催化脱氧核苷酸结合到DNA分子的3'羟基端。
（5）Saccharomycescerevisiae：
酿酒酵母
（6）C.elegans：
秀丽隐杆线虫Caenorhabditiselegans
（7）非互补粘性末端DNA分子间的连接方法。
要连接的是具有非互补的粘性末端的载体分子和外源DNA片段，可先用Sl核酸酶除去粘性末端，形成平末端的片段，便可按平末端连接法分别给它们加上相同的一段衔接物。
如此带有衔接物的载体分子和外源DNA片段，随后再用只在衔接物中具有的唯一识别位点的限制酶切割，结果就会产生出能够彼此互补的粘性末端。
这样就可以按照常规的办法，用T4DNA连接酶将它们连接起来。
（8）Howtopreventtheformationofcircularmoleculeforlinearvector？
（9）geneamplification：
细胞内某些特定基因的拷贝数专一性地大量增加的现象。
（10）transformation：
感受态的大肠杆菌细胞捕获和表达质粒载体DNA分子的生命过程
（11）Howtoclonethegeneviacomplementation?
如果被克隆的DNA片段，同重组体DNA分子的寄主细胞的染色体DNA是同源的，那么使用互补作用进行基因克隆，将是一种十分有效的方法。
它的一种最简单的方式是，将大肠杆菌DNA的克隆片段“库”，即一组含有大肠杆菌基因组全部DNA序列结构的重组体DNA分子的异源群体，导入一种大肠杆菌营养缺陷型菌株（auxotrophicstrain）的受体细胞。
然后将此受体细胞涂布在一种缺少该菌株所需要的底物的基本培养基上。
因此，只有那些获得了营养缺陷型互补基因的受体细胞才会长成转化子菌落。
（12）HowtoproducecDNAlibrary?
（i）构建cDNA文库的第一步是分离细胞总RNA，然后从中纯化出主要含mRNA的分部。
一段仅由脱氧胸腺嘧啶核苷酸组成的寡聚核苷酸[oligo（dT）]，能够同惰性物质如纤维素（或琼脂糖）结合。
当细胞总RNA制剂通过已用oligo（dT）处理过的纤维素柱时，mRNA分子的pol（A）尾巴便会同oligo（dT）序列杂交而粘附到柱子的填充物纤维素上，而其余的rRNA及tRNA分子则流出柱子。
经过处理，可从纤维素柱子中洗脱下了纯净的mRNA分子（图7）。
（ii）构建cDNA文库第二步是合成第一链cDNA。
其中一种方法叫做oligo（dT）引导的cDNA合成法。
另外一种叫做随机引物引导的cDNA合成法（randomlyprimedcDNAsynthesis）。
此法的基本原理是，根据许多可能的序列，合成出6～10个核苷酸长的寡核昔酸短片段（混合物），作为合成第一链cDNA的引物。
在这种情况下，cDNA的合成可以从mRNA模板的许多位点同时发生。
（iii）构建cDNA文库第三步是将mRNA-DNA杂交分子转变为双链cDNA分子。
可采用自我引导合成法或置换合成。
（iv）构建cDNA文库的第四步是将合成的双链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，或者更常用的是将人工合成的衔接物加到双链cDNA分子的两端，尔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，于是便得到了所需的cDNA文库。
（13）Howtoclonegeneforgenome?
构建基因组文库的第一步是，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。
1）采用HaeⅢ-AluⅠ双酶消化法，选用两种识别序列毫不相关的核酸内切限制酶HaeⅢ（5′…GG↓CC…3′）和AluI5′…AG↓CT…3′）对真核基因组DNA作局部混合酶切消化，收集到大小为20kb左右的随机的DNA片段群体。
由于这两种酶切的结果形成的都是平末端的DNA片段分子，所以需要加用适宜的衔接物（EcoRI）。
为了保护克隆DNA片段中可能存在的EcoRI序列不被切割，使之甲基化。
然后再与EcoRI衔接物作平末端连接。
形成的重组分子经EcoRI限制酶切割之后，便会产生出相应的粘性末端。
这样的外源DNA片段，与同样经过EcoRI核酸内切限制酶消化处理的取代型的λ噬菌体载体，就会通过粘性末端间的互补发生有效的重组作用。
经DNA连接酶连接和体外包装之后，便可有效地导入大肠杆菌寄主细胞，产生出所需的基因组文库
2）采用一种识别序列亦为4个核苷酸的核酸内切限制酶Sau3A进行局部消化，基本程序如图10所示。
首先，Sau3A将真核基因组DNA作局部消化，分部收集分子量为15～20kb范围的DNA片段。
与此同时，选用限制性核酸内切酶BamHI切割λ噬菌体载体DNA，取纯化的两臂分子，用T4DNA连接酶与分部收集的基因组DNA片段连接，所形成的多连体分子，经体外包装形成重组体的噬菌体感染大肠杆菌细胞，经过生长扩增之后，产生出的溶菌产物，组成了一个重组体克隆库，此即是基因组文库。
L5
1.Plasmid：
质粒质粒是细菌拟核裸露DNA外的遗传物质，为环形闭合的双股DNA,存在于细胞质中。
2.λPhage：
一种以λ噬菌体（lambdaphage）中的cossequences所建构而成的质体，是常用的选殖载体（cloningvector）之一。
Cosmid：
具有λ噬菌体的特性、具有质粒载体的特性、具有高容量的克隆能力的载体
2.举例阐述互补作用基因克隆。
如果被克隆的DNA片段，同重组体DNA分子的寄主细胞的染色体DNA是同源的，那么使用互补作用进行基因克隆，将是一种十分有效的方法。
它的一种最简单的方式是，将大肠杆菌DNA的克隆片段“库”，即一组含有大肠杆菌基因组全部DNA序列结构的重组体DNA分子的异源群体，导入一种大肠杆菌营养缺陷型菌株（auxotrophicstrain）的受体细胞。
然后将此受体细胞涂布在一种缺少该菌株所需要的底物的基本培养基上。
因此，只有那些获得了营养缺陷型互补基因的受体细胞才会长成转化子菌落。
3.利用cDNA克隆某基因（举例）。
cDNA克隆的基本过程是通过一系列的酶催作用，使总poly（A）mRNA制剂转变成双链cDNA群体，并插入到适当的载体分子上，然后再转化给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。
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进行扩增。
应用这种方法能够分离和扩增我们所期望研究的基因或DNA片段
，
4.TdT：
Terminaltransferase，末端转移酶是一种无需模板的DNA聚合酶，催化脱氧核苷酸结合到DNA分子的3'羟基端。
5.GATC：
同尾酶，一类识别DNA分子中不同核苷酸序列，但能酶切产生相同黏性末端的限制性内切酶。
6.举例说明基因定位克隆的使用。
基因定位克隆（map-basedcloning）是用于分离其编码产物尚不知道的目的基因的一种有效的方法。
具体的步骤是先将目的基因，亦即目的基因的突变定位到染色体上，并在目的基因的两侧确定一对紧密连锁的RFLP或RAPD分子标记；接着利用最紧密连锁的一对两侧分子标记作探针，通过染色体步移技术将位于这两个分子标记之间的含目的基因的特定的基因组片段克隆并分离出来；最后是根据其同突变体发生遗传互补的能力从此克隆中鉴定出目的基因。
成功地应用基因定位克隆技术分离目的基因的两个必要条件是，以酵母人工染色体YAC（yeastartificialchromosome）为载体构建含有大片段DNA的YAC库；另一个必要条件是要有可用的同目的基因紧密连锁的DNA探针。
例如，在克隆拟南芥上染色体上的定位基因，首先利用RFLP，即DNA限制片段长度多态性分子标记法构建起始克隆的限制图，并把其中最靠近目的基因的限制片段亚克隆出来。
此限制片段经放射性同位素标记之后，用作分子杂交探针，从基因组文库中筛选与起点克隆具有重叠序列的新克隆（称之为一步克隆），然后再用放射性标记的亚克隆基因片段作探针,从基因组文库中筛选具重叠序列的新的一步克隆，构建新一步克隆的限制图，又构建新的亚克隆段2，用放射性标记的亚克隆2作探针，从基因组文库中筛选具重叠序列的新的二步克隆。
如此反复多次重复步骤a.-c.，逐步逼近。
直至得到目的基因的克隆。
7.genome：
基因组应该指单倍体细胞中包括编码序列和非编码序列在内的全部DNA分子。
8.geneticmap（linkagemap）：
遗传图谱或连锁图谱是根据重组频率来确定突变位点之间的距离。
9.restrictionmap（physicalmap）：
限制图谱（restrictionmap）是通过用限制性内切核酸酶把DNA切成片段，然后测量切割位点之间的距离来构建的。
这是用DNA的长度来表示距离的，因此，它又称为为遗传物质的物理图谱。
10.geneticpolymorphism：
遗传多态性在一个基因座上有多条等位基因的现象称作遗传多态性
11.SNP：
singlenucleotidepolymorphism单核苷酸多态性
当比较等位基因时，其单个核苷酸的改变被称为单核苷酸多态性
12.RFLP：
限制性片段长度多态性restrictionfragmentlengthpolymorphism。
两个个体之间的限制图谱的不同称作限制性片段长度多态性。
L6
1.PLoS：
科学公共图书馆（thePublicLibraryofScience）
2.Nullmutation：
无效突变表示基因的活性完全消失，因为该基因已被删除
3.Redundancy：
冗余描述若两个或更多个基因行使着同样的功能，那么这些基因中没有一个基因是必需的
4.RNAsaturationhybridization（RNA-drivenhybridization）：
5.Rot：
RNA浓度和反应时间的乘积（Rot，）能够反应杂交程度的标准。
6.abundance：
丰度在每一个细胞中，每一种mRNA的平均数量被称作这个分子的丰度。
7.biochip：
生物芯片生物芯片是指采用光导原位合成或微量点样等方法，将大量生物大分子比如核酸片段、多肽分子甚至组织切片、细胞等等生物样品有序地固化于支持物（如玻片、硅片、聚丙烯酰胺凝胶、尼龙膜等载体）的表面，组成密集二维分子排列，然后与已标记的待测生物样品中靶分子杂交，通过特定的仪器比如激光共聚焦扫描或电荷偶联摄影像机（CCD）对杂交信号的强度进行快速、并行、高效地检测分析，从而判断样品中靶分子的数量。
8.SAGE：
serialanalysisofgeneexpression基因表达系列分析一种新的基因表达分析方法，它能对特定细胞或组织中的大量转录本同时进行定量分析。
9.DD法：
differentialdisplayofRNAbyPCRmRNA差别显示，是一种新的研究基因差异表达的有力工具。
这个方法的主要程序是将细胞内的mRNA抽提出来，反转录成cDNA，再经PCR随机扩增，通过在测序凝胶上电泳条带的比较筛选出不同的表达的基因，并回收这些DNA片段，经扩增后作为探针，在cDNA或基因组DNA库中扫描找到相关基因。
10.EST：
expressedsequencetag，表达序列标签:
是指短的、单次（测序）阅读的cDNA5’或3’端序列。
也包括来自于差异显示和RACE实验的cDNA序列。
11.HDA：
high-densityoligonucleotidearray（高密度寡聚核苷酸阵列）
12.RACE:
又称为cDNA末端的快速扩增（rapidamplificationofcDNAends,RACE）是一种基于mRNA反转录和PCR技术建立起来的、以部分的已知序列为起点、扩增基因转录本未知区域、从而获得mRNA（cDNA）完整序列的方法。
13.mtDNA：
线粒体DNA是独立于基因组之外的DNA，环状、并位于线粒体之中）.
ctDNA：
（叶绿体DNA也是独立于基因组之外的（通常是环形的）存在于植物叶绿体之中）.
14.人类线粒体基因组与酿酒酵母的线粒体基因组间的异同。
人类线粒体DNA有22条tRNA基因、2条rRNA基因和13条蛋白质编码基因。
15条中的14条蛋白质编码基因或者rRNA编码基因转录的方向相同。
14条tRNA基因是顺时针方向表达的，8条是逆时针方向。
酿酒酵母的线粒体基因组包含蛋白质编码基因、rRNA基因和tRNA基因（既有连续的也有断裂的），转录方向为逆时针。
L7
1.genefamily：
基因家族。
真核生物的基因组中有许多来源相同、结构相似、功能相关的基因，这样的一组基因称为基因家族，它的成员可以成簇（cluster）排列在一起或散布在不同染色体上（或兼而有之）。
基因组分析显示很多基因属于基因家族。
基因簇（genecluster）为我们对基因组中大区域而不是单条基因的进化动力的研究提供了机遇。
2.A
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