分子生物学简答题同名5958.docx

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分子生物学简答题同名5958

分子生物学简答题（同名5958）

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、Eachallelehasadifferentphenotype,why（illustratebyexample）.

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。

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、Howtoclonegeneforgenome?

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CoomassieBlue的方式染色，让蛋白质显现出来。

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DeCyderMSTM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（Morphologicalmarkers）

（2）细胞学标记（Cytologicalmarkers）

（3）生化标记（Biochemicalmarkers）

（4）分子标记（Molecularmarkers）

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

相同：

都具有独特序列的单链环状DNA分子，都含有编码tRNA、rRNA和蛋白质的基因。

不同：

人类线粒体DNA排列紧凑，不含内含子，部分基因实际上是重叠的，几乎每个碱基对都是基因的一部分；酿酒酵母线粒体DNA含有较长的内含子。

12、Toillustratethedevelopmentalcontrolviaglobin.

发育控制是指随着连续的不同基因的开关，在不同时期，不同的基因产物会执行相同的功能。

在成体细胞中，珠蛋白四聚体有两条相同的α链和β链构成；而胚胎血细胞包含的每个珠蛋白四聚体包含两条相同的类α和类β珠蛋白链，每一条都与成体中的肽链相关，并在稍后被其取代。

13、动物可以从植物中得到营养的原因？

Rubisco即1,5二磷酸核酮糖缩化酶，大量存在于植物细胞的叶绿体中。

除了光合作用以外，植物在自然界中的另一大作用就是碳的固定化。

从二氧化碳的形态转变成有机物，比如说葡萄糖等形态。

动物不能直接利用大气中的二氧化碳。

在植物中，由于Rubisco这种酶的存在，经过一系列反应，可以把CO2 转变为磷酸甘油酸的形式，然后在被其他酶变成蔗糖等有机物，供动物使用。

因此动物可以通过食用植物而得到有机物。

14、Unequalcrossing-overcanresultinwhatresults?

（1）不等交换可以改变基因数目，使基因簇发生重排：

如果一条染色体上的基因1与另一条染色体上的基因2配对，则其它基因拷贝就无法配对。

错配基因间的重组就产生了一条有单一基因拷贝的染色体（重组）和一条有三份基因拷贝的染色体（父本、母本、重组）。

（2）不等交换还会有质的改变：

如果交换发生在基因内部而不是基因间，其结果将决定于发生交换的基因序列完全相同还是只是相近。

如果非等位基因的拷贝1和拷贝2序列相同，形成两条基因序列没有改变。

但是相邻基因序列比较相近时，也可以发生不等交换，这时形成的两条重组基因与任一条亲本基因都不相同。

15、DNAfingerprinting.

小卫星DNA重复序列单位的数目变化是由类似于重组的事件造成的，我们可以利用重复序列单位数目的变化鉴定个体的遗传关系，即DNA指纹分析技术。

DNA指纹分析技术，即使用限制性内切酶切割每个个体的、含有短串联重复序列（STR）的区域后所产生的片段，通过分析这些片段的异同而得到个体间的遗传关系。

因为这些片段对于每个个体都是唯一的，任何两个个体之间所存在的这样的特殊片段可以用来定义它们之间的遗传关系，如父子之间的遗传关系。

16、The“adaper”istransferRNA,why?

mRNA中的每个核苷酸三联体代表一个氨基酸。

由于核苷酸三联体与氨基酸的结构不同，“适配器”使每个核苷酸三联体密码子与特定的氨基酸相对应的。

其中的“适配器”是tRNA,它有两个关键性质：

1.它代表唯一的氨基酸，并与其共价相连；2.它包含了一个三核苷酸序列，即反密码子，它与代表氨基酸的密码子是互补的。

反密码子使tRNA能够通过碱基互补配对原则识别密码子。

17、比较三种RNA的结构及功能

种类

结构

功能

mRNA

真核生物mRNA含有5’末端帽子结构和3’末端的poly（A）尾结构；原核生物mRNA起始密码子上游存在SD序列；分子量远大于tRNA。

传递DNA遗传物质，合成蛋白质的模板

tRNA

二级结构三叶草结构，三级结构倒L型结构；三叶草带有4个恒定臂，在更长的tRNA中另有一个侧臂；由74-95个碱基组成。

转运氨基酸，识别密码子

rRNA

具有广泛的二级结构并且和蛋白质结合形成核糖体；有大小两种亚基：

真核（40S小亚基和60S大亚基），原核（30S小亚基和50S大亚基）；相对分子质量最大。

核糖体的组成部分，参与蛋白质的合成

18、Howtoproducethecapandthepoly（A）foreukaryoticmRNA?

①mRNA5'加帽是通过5'-5'键把一个G加到转录物的末端碱基形成的，此过程是由鸟苷转移酶催化完成的。

随后，1-3个甲基集团被加到新的末端鸟嘌呤碱基或核糖上，分别形成帽子1-3类型。

第一种甲基化发生在所有真核生物中，该甲基化反应是由鸟嘌呤-7-甲基转移酶催化下在端部鸟嘌呤的第7位加上一个甲基，仅仅拥有这样单一甲基的帽子被称为帽子0。

下一步是在第二位碱基（在没有任何修饰之前的转录物真正的第一个起始碱基）的2′-O位置加上另一个甲基，此反应被另一个酶2′-O-甲基-转移酶催化，带有上述两个甲基的称为帽子1。

除单细胞生物之外，这是一种多数的帽子形式。

第三碱基的修饰是甲基被加到已戴帽的mRNA的第三位碱基，通常是2′-O核糖的甲基化，这导致了帽子2类型，该反应的底物是已经带有两个甲基的帽子1mRNA。

其结果导致产生了帽子2类型。

在所有加帽的mRNA中，帽子2只占10%-15%。

②mRNA3′延伸的多聚腺苷酸经常被描述为poly（A）尾部，有这种特征的mRNA称为poly（A）+。

poly（A）序列并非由DNA编码，它是在转录之后被加到RNA上的，加poly（A）的反应由poly（A）聚合酶所催化，在mRNA的游离3′-羟基上加上200个腺苷酸。

细胞核RNA和mRNA的poly（A）序列都与poly（A）结合蛋白（PABP）相结合，许多真核生物内部有相关类型的蛋白质。

19、What’sitsfunctionofpoly（A）andhowtouseitinexperiments？

大多数RNA群体缺少poly（A），具有poly（A）的mRNA占RNA的比例较少，但是几乎所有的细胞mRNA都拥有poly（A）。

poly（A）被特异的蛋白质PABP结合，有助于稳定mRNA，防止降解，作为核糖体的识别信号，使mRNA分子有效翻译。

poly（A）的存在有重要的应用价值，它可用于分离mRNA，因为mRNA的poly（A）区域可以与oligo（dT）配对，所以该反应能够用琼脂糖oligo（dT）将poly（A）+mRNA从其他RNA中分离出来。

20、5-FU抗癌机理

5-FU，即5-氟尿嘧啶，胸苷酸合成酶抑制药，是尿嘧啶5位上的氢被氟取代的衍生物。

5-FU在细胞内转变为5-氟尿嘧啶脱氧核苷酸，而抑制脱氧胸苷酸合成酶，阻止脱氧尿苷酸甲基化转变为脱氧胸苷酸，从而影响DNA的合成。

此外，5-FU在体内可转化为5-氟尿嘧啶核苷，以伪代谢产物形式掺入RNA中干扰蛋白质的合成，故对其它各期细胞也有作用。

21、Tocomparetheprocessofproteinsynthesisforprokaryoticandeukaryotic.

真核生物蛋白质合成与原核生物相比，密码相同，各种组分相似，亦有核糖体，tRNA及各种蛋白质因子。

总的合成途径也相似，有起始、延伸及终止阶段，但也有不同之处。

（1）原核生物边转录边翻译，而真核生物的翻译与转录是分开的。

真核mRNA前体须经加工修饰成为成熟mRNA后，从核内输入细胞质，然后进行翻译；

（2）真核生物蛋白质合成机构比原核生物复杂，起始步骤涉及起始因子众多，过程复杂：

起始结合位置不同；起始tRNA所携带氨基酸不同；起始复合物不同；起始复合物形成所需的起始因子不同；终止释放因子不同。

（3）真核生物蛋白质合成的调控复杂；

（4）真核生物与原核生物的蛋白质合成可为不同的抑制剂所抑制。

22、WhatisTu-Tscycle?

EF-Tu-GTP将氨肽-tRNA安置在核糖体上后，以EF-Tu-GDP的形式释放。

EF-Ts用来催化GTP与GDP的置换，这个反应消耗GTP，释放GDP。

唯一不能被EF-Tu-GTP识别的氨基酸是fMet-tRNAf，两者无法结合可保证后者不能识别内部的AUG或GUG密码子。

23、Howtodemonstratethatinhibitingonestepinproteinsynthesisblocksthenextstepforkirromycin?

（如何证明在蛋白质合成过程中黄色霉素对第一步的阻断会使下一步合成被阻断）

黄色霉素是抑制EF-Tu起作用的抗生素，当EF-Tu被黄色霉素结合后，它仍可使氨酰-tRNA结合到A位。

但EF-Tu*GDP复合体不能从核糖体中释放。

该复合体的持续存在会阻止肽酰-tRNA与氨酸-tRNA间形成肽键。

结果，核糖体停滞在mRNA上，使蛋白质合成终止。

黄色霉素的这种效果说明抑制蛋白质合成的其中一步就会阻碍后续步骤。

原因是EF-Tu的持续存在阻止了氨酰-tRNA的氨酰末端进入50S亚基的A位。

所以，EF-Tu*GDP的释放时形成肽键所必需的。

在蛋白质合成的其它阶段可以看到同样的规律：

前一步反应必须完成后才能发生后续反应。

24、Howtorevealthenatureofthetransferreactionviatheantibioticpuromycin?

（嘌呤霉素是如何抑制蛋白质的合成）

该转移反应的本质是通过抗生素嘌呤霉素抑制蛋白质合成而揭示出来。

嘌呤霉素的结构类似于腺苷酸末端上结合了氨基酸的tRNA。

嘌呤霉素中以N而不是以O将氨基酸与tRNA结合。

该抗生素可以同氨酰-tRNA一样进入核糖体，然后肽酰-tRNA的肽键将被转移到嘌呤霉素的氨基基因上。

25、Howtoform48Scomplex?

一些起始因子与核糖体小亚基结合形成43S复合体（=40S亚基+因子+tRNA），当43S复合体与mRNA结合，它搜寻起始密码子，并可以48S复合体的形式被分离到。

48S复合体在起始密码（AUG）处形成。

26、Howtoinhibittheprocessoftheproteinsynthesisatparticularstagesbyusingantibiotics?

（抗生素如何在蛋白质合成的特殊阶段抑制其合成？

）

蛋白质及rRNA组成的复合体提供了一些影响GTP酶活性的抗生素结合位点，也就是说，抗生素可通过调节GTP酶活性而抑制蛋白质的合成。

研究同时表明，rRNA参与了部分甚至全部的核糖体催化功能，而一些抗生素就是通过作用于单一的核糖体蛋白将蛋白质合成反应抑制在某个特定阶段。

例如链霉素能与小亚基的S12蛋白结合从而抑制蛋白质的合成。

27、Howtoprocessthe3'endandthethe5'endofatRNA?

tRNA3'端通过切割、修整，再加上CCA而成。

过程为：

核酸内切酶首先引发前体下游的裂解反应，几个核酸外切酶随之沿3'到5'方向降解前体，修剪3'端。

在真核生物中，这个反应也是由多个酶来完成的。

这个过程形成了3'端加上CCA的tRNA。

28、InosinecanpairwithanyofU,C,andA，why?

当反密码子的碱基被修饰后，可能会产生除涉及到A、C、U和G的常规和摆动以外的配对方式。

次黄嘌呤核苷（I）通常出现在反密码子的第一位。

在这一位置上它能同U、C和A中的任何一种碱基配对。

29、Toillustratemissensesuppressorscompletedwithwild-type.（说明错义抑制子具有野生型功能）

错义抑制子指编码的tRNA已经发生突变以便识别不同密码子，通过在突变密码子处插入氨基酸，这个tRNA又会抑制最初的突变效应。

即改变密码子所对应的氨酰-tRNA则是错义抑制子。

错义抑制发生在tRNA反义密码子突变后，他识别错误的密码子，因为野生型tRNA和抑制子tRNA都可以识别AGA，所以抑制仅仅是部分的抑制。

30、Howtopreventrandomaggregationofproteinsbychaperones?

（分子伴侣如何阻止蛋白质聚集）

细胞质中蛋白质的密度是相当高的，蛋白质的积聚使折叠蛋白容易聚集，而分子伴侣可以抵消这种效应。

当蛋白质合成之后，分子伴侣就与反应活性区域结合，防止随机聚集发生，这样，蛋白质的各个区域有序地释放以发生相互作用并形成合适的构象。

有的伴侣蛋白形成一个大的寡聚复合体，在其内部对蛋白质进行折叠。

31、Whytheyarenamed“hsp”?

这些蛋白质之所以称为热激蛋白（heatshockprotein,hsp），是因为在温度升高时，它们会大量产生，以尽量减少热变性对蛋白质的损害。

32、Thesignalsequenceprovideswhatbetweentheribosomesandthemembrane.

信号序列提供给核糖体能结合在膜上的必要联系。

游离的核糖体与膜结合的核糖体之间并没有本质的区别。

核糖体开始合成蛋白质时并不知晓其到底是在细胞质内合成还是转运到膜上合成，而正是信号肽的合成引发了核糖体与膜的结合。

33、Explainthenuclearporesareusedforbothimportandexportofmaterial.

细胞核与细胞质间的运输是双向进行的。

由于所有的蛋白质都在细胞质中合成，所以细胞核内需要的蛋白质必须从细胞质中转运；因为所有的RNA都在细胞核内合成，所以细胞质所有的RNA必须由细胞核内运出，核孔负责这些物质的输入及输出。

34、Thefunctionandmechanismofubiquitin?

泛素是一种存在于大多数真核细胞中的小蛋白，是一个由76个氨基酸组成的高度保守的多肽链，存在于所有真核细胞和人体内的细胞中，因其广泛分布于各类细胞而得名。

功能：

细胞中的蛋白质总是处在不断地降解与更新的过程中，泛素能标记需要分解掉的蛋白质使其被水解。

当附有泛素的蛋白质移动到桶状的蛋白酶的时候，蛋白酶就会将该蛋白质水解。

泛素也可以标记跨膜蛋白，将其从细胞膜上除去。

作用机理：

泛素共价地结合于底物蛋白质的赖氨酸残基，被泛素标记的蛋白质将被特异性地识别并迅速降解，泛素的这种标记作用是非底物特异性的。

35、Whatisitsmeaningforresearchubiquitin?

（1）细胞中的蛋白质处于不断地降解与更新的过程中，保持细胞正常的蛋白质代谢对于生命的正常功能至关重要。

（2）控制蛋白质降解的机制尚未阐明，现在已清楚细胞蛋白的降解是一个复杂的、被严密调控的过程，此过程在细胞疾病和健康状态、生存和死亡的一系列基本过程中扮演重要角色，蛋白质降解异常与许多疾病的发生密切相关。

（3）基因的功能是通过蛋白质的表达实现的，而泛素在蛋白质降解中的作用机制如能被阐明将对解释多种疾病的发生机制和遗传信息的调控表达有重要意义。

36、Howdoesrhofactorwork?

ρ因子是大肠杆菌的一种基本蛋白质，只在终止阶段发挥作用，由6个相同亚基组成，分子质量约为275kDa。

亚基具有一个N-端的RNA结合域和一个C-端的ATP水解域。

（1）ρ因子结合：

最初结合到RNA终止子上游一个伸展的单链区；

（2）ρ因子移动：

结合到RNA上后，发挥ATP酶活性以提供在RNA上滑动的能量，RNA聚合酶在终止子处停止，ρ因子赶上直到它到达RNA-DNA杂合链区域；

（3）终止：

ρ因子发挥解旋酶活性，使双链体结构解开。

37、Toillustratecontrolcircuitscanbedesignedtoallowpositiveornegativecontrolofinductionorrepression（withgalactose、lactose、arabinoseetc.，CRPproteinhastobeused）.

当阻遏蛋白从操纵基因上脱离后，激活蛋白与启动子结合以及和RNA聚合酶的相互作用，帮助结构基因的转录起始，促进相应蛋白的合成。

负调控是指阻遏蛋白与操纵基因的结合，阻止了R