分子生物学简答题全

简答题6．为什么利用RNAi抑制一个基因的表达较利用反义RNA技术更为彻底。答：RNAi是外源或内源性的双链RNA进入细胞后引起与其同源的mRNA特异性降解.dsRNA进入细胞后，在Dicer作用下，分解为21－22bp的SiRNA.SiRNA结合相关酶，形成RNA介导的沉默复合物RISC.RISC在ATP作用下，将双链SiRNA变成单链SiRNA,进而成为有活性的RISC,又称为slicer.slicer与靶mRNA结合，导致其断裂，进而导致其彻底降解。反义RNA是与靶mRNA互补的RNA，它通过与靶mRNA特异结合而抑制其翻译表达，反义RNA是与靶mRNA是随机碰撞并通过碱基互补配对，所以，mRNA不一定完全被抑制。8．简述真核基因表达的调控机制。答：（1）DNA和染色质结构对转录的调控：①DNA甲基化，②组蛋白对基因表达的抑制，③染色质结构对基因表达的调控作用，④基因重排，⑤染色质的丢失，⑥基因扩增；（2）转录起始调控：①反式作用因子活性调节，包括表达调节、共价调节，配体调节等蛋白质相互作用调节），②反式作用因子与顺式作用原件结合对转录过程进行调控；（3）转录后调控：①5’端加帽和3’端多核苷酸化调控，②选择剪接调控，③mRNA运输调控，④mRNA稳定性调控；（4）翻译起始的调控：①阻遏蛋白的调控，②对翻译因子的调控，③对AUG的调控，④mRNA5’端非编码区的调控，⑤小分子RNA；（5）翻译后加工调控：①新生肽链的水解，②肽链中氨基酸的共价修饰，③信号肽调控。9．简述mRNA加工过程。答：（1）5′端加帽（由加帽酶催化5′端加入7-甲苷乌苷酸，形成帽子结构m7GpppmNP-）。（2）3′端加入Poly(A)尾（A、组蛋白的成熟mRNA无需加polyA尾；B、加尾信号包括AAUAAA和富含GU的序列；C、加尾不需模板；D剪切过程需要多种蛋白质因子的辅助）。（3）mRNA前体的剪接（剪接加工以除去内含子序列，并将外显子序列连接成为成熟的有功能的mRNA分子。内含子两端的结构通常是5′-GU……AG-3′。选择性剪接的作用机制包括；A使用不同的剪接位点，B选择使用外显子，C、反式剪接，D、使用不同的启动子，E、使用不同的多腺苷酸化位点）。（4）RNA的编辑（发生于转录后水平，改编mRNA序列，C→U或A→G，增加遗传信息容量）。10．简述生物的中心法则。答：中心法则(geneticcentraldogma)，是指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。也可以从DNA传递给DNA，即完成DNA的复制过程。11．简述真核生物基因结构及特点。答：真核细胞的基因也是由编码区和非编码区两部分组成的；（1）编码区：外显子——能编码蛋白质的序列。特点：间隔的、不连续的。即能编码蛋白质的序列被不能编码蛋白质的序列分隔开来，成为一种断裂的形式不能编码蛋白质的序。内含子——列。（2）非编码区：有调控作用的核苷酸序列。启动子——是基因结构中位于编码区上游的核苷酸序列，是RNA聚合酶结合点，能准确地识别转录的起点并开始转录，有调控遗传信息表达的作用。12．简述SNP的特点，SNP如何发挥生物学作用的及研究SNP的意义。答：特点：(1)数量多，遍布基因组，分布相对平均，据统计，人类群体中大概有1100万个SNP，约每300bp就有1个SNP位点，方便挑选位点。(2)虽有A/C/G/T四种核苷酸，但SNP位点大多是双态，即每个位点在群体中只存在2种核苷酸形式，因此A/C、A/G、A/T、C/G、C/T、G/T、Indel等几种形态，适合开展大规模、高通量、自动分化的检测。(3)人类基因组90%的变异形式为SNP，SNP的遗传很稳定——每一代之间不会有太大变化。SNP的研究意义：虽然人类99%以上的DNA序列是相同的，但DNA序列的变化能对人类对疾病、环境攻击（比如细菌、病毒、毒素和化学物质)、药物和治疗的反应产生重大影响。这就使得SNP对生物医学的研究和药物开发、医学诊断的发展有重要意义。SNPs可作为遗传作图研究中的遗传标记，帮助定位和鉴定功能基因。研究者相信SNP图谱将帮助他们认识复杂的多基因疾病，如癌症，糖尿病，血管性疾病和某些精神性疾病。13．简述miRNA的结构特点和生物功能。答：广泛存在于真核生物中，是一组不编码蛋白质的短序列RNA，它本身不具有开放阅读框架(ORF);通常的长度为20～24nt，但在3′端可以有1～2个碱基的长度变化；成熟的miRNA5′端有一磷酸基团，3′端为羟基,这一特点使它与大多数寡核苷酸和功能RNA的降解片段区别开来；多数miRNA还具有高度保守性、时序性和组织特异性。miRNA执行一定的生物学功能：对与其互补的mRNA表达水平具有调节作用；一些偏大的miRNA可能参与了基因组的重组装（27nt）。14．什么是DNA甲基化?简要说明甲基化的检测方法及其生物学效应。答：胞嘧啶和甲基在甲基化酶的作用下形成5’-甲基胞嘧啶的过程叫做DNA的甲基化。DNA甲基化抑制或降低转录水平，在基因转录起始点附近，有高度密集的CpG重复序列，被称为CpG岛，或HTF岛。推测该序列与基因转录活性有关。检测方法：①酶切鉴定：HpaⅡ只能切割未甲基化的-CCGG-，HpaⅡ如果第二个C被甲基化了就不能切割。MspⅠ能够识别和切割甲基化或未甲基化-CCGG-。比较这两种酶切割DNA产生的DNA片段的差异，可知DNA片段甲基化的程度与有无。②限制性内切酶＋Southernbloting；③甲基化特异性PCR（MSP）；④亚硫酸盐变性后测序；⑤甲基化敏感性单核苷酸引物扩增（Ms-SnuPE）；⑥甲基化荧光检测；⑦亚硫酸氢钠变性后限制酶分析（COBRA）；⑧差异甲基化杂交（DMN）；⑨酶的区域性甲基化分析（ERMA）。15．何为顺式作用元件？请举出三种真核生物基因的顺式作用元件。答：影响自身基因表达活性的非编码DNA序列，组成基因转录的调控区。例：启动子：转录调节蛋白和RNA聚合酶的结合位点；增强子：是一个有增强转录的顺式作用元件，能够提高一些真核生物启动子的效率，并能能在启动子的任何方向和任何位置(上游或下游)作用。沉默子:负性调节元件,当其结合特意蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。16．以trp操纵元为例简述衰减子的调控机制。答：当细胞中有色氨酸存在时,核糖体能够顺利翻译出整个前导肽而在终止密码子处停下来。这时，核糖体占据了序列1和部分序列2，使序列2和序列3不能产生有效的配对，因而序列3和序列4配对产生终止子的发夹结构，于是实现转录的终止。当出现Trp饥饿时，核糖体停顿在两个Trp密码子上，这时，核糖体占据了序列1而留下完整的序列2以便与转录出的或即将转录出的序列3形成二级结构。这样，当序列4转录出来后仍然是单链状态，即终止子不能形成，于是转录继续进行下去。23．在基因转录水平的表达调控方式上,真核生物往往采用正控制系统,而原核生物却往往采用负控制系统，请简要阐明其原因。答：这两种调控方式是长期自然选择的结果，也是生物体采用的经济有效的原则选择的。原核生物基因组小，基因少而简单，生命繁殖快，多采用负控制的保险机制，即使调节蛋白质失活，酶系统照样合成，只不过有时浪费一点罢了，绝不会使细胞因缺乏该酶系统而造成致命的后果。另外，采用负控制具有一开俱开，一关俱关的特点，减少不必要的环节；而真核生物基因组大，基因多且复杂，采用正控制具有更大的优越性，转录因子相互作用缺一不可，可以保证真核生物基因表达调控的严谨性和灵活性以及经济性原则。24．根据你的理解说明利用”酵母双杂交系统”研究蛋白质间相互作用的原理。答:真核生物的转录因子可以分为两部分，BindingDomain和ActivatedDomain。BindingDomain负责结合在DNA上，ActivatedDomain负责激活转录。二者都是相互独立的区域，但二者单独时都不能有转录活性，必须结合在一起或相互靠近在一起才有活性。在研究蛋白质相互作用中，将一种蛋白质的基因连接在BindingDomain上，将另一种蛋白质的基因结合在BindingDomain上，蛋白质基因表达后就与转录因子的两个Domain分别结合，两个蛋白质因相互作用而结合在一起，进而使BindingDomain和ActivatedDomain相互靠近在一起，从而形成具有转录活性的转录因子。在欲表达的基因区域连上报告基因，通过报告基因的表达与否，就可判断蛋白质之间是否发生了相互作用。25．举三例RNA的研究成就及其在推动分子生物学发展中的重要意义。答：Ribozyme：拓展了酶的概念、内含子自我剪切、生命起源和分子进化。Antisense-RNA：基因表达调控、基因工程。RNAi：基因表达调控、功能基因组学。26．简要阐明中心法则的提出对分子生物学研究的理论意义和指导作用。答：中心法则体现了遗传信息的唯一性、遗传物质的自决性、信息表达的单程性、序列转换的共线性，为分子生物学研究提供了一个理论框架，分子生物学是一部从DNA到蛋白质的中心法则的演绎。中心法则面临的挑战：反转录酶、内含子、不连续转录、非翻译序列、伴刀豆球蛋白A肽链一级结构的重排、RNA变通性剪切、RNA编辑、以蛋白质为模板的肽链合成、朊病毒的发现。中心法则的修正：从DNA到RNA到肽链不断有新的遗传信息的加入：DNA：重排RNA：反转录、不连续转录、多种方式剪切、编辑mRNA：跳跃翻译、折叠肽链：氨基酸重排、蛋白质内含子剪切朊病毒复制27．比较两种mRNA的剪切方式的异同。答：Cis-splicing与Trans-splicing的比较Cis-splicingTrans-splicing以一条pre-mRNA为底物以两条不同来源的pre-mRNA为底物在splicesome中完成在splicesome中完成组成型剪接选择型剪接在成熟RNA的前导序列中拼接一个外来的35Nt的剪接前导序列或微小外显子或发生在两条pre-mRNA间的选择型剪接LariatintronY-intron29．4种基因表达调控类型的区分：答：正、负调控：调节蛋白缺乏时对操纵子的影响；可诱导、阻遏：操纵子对调节基因表达的小分子所作出反应的特点；有或无Glu调节cAMP-CAP活性的分子生物学机制：Glu代谢物抑制腺苷环化酶、促进磷酸二酯酶调节细胞中cAMP的水平。当缺乏Glu时，生物体内ATP环化酶会使ATP变成cAMP，cAMP与CAP蛋白结合，进入操纵元上CAP位点，此时RNA聚合酶才能进入结合位点开始转录。如果不缺乏Glu的情况下，无法生成cAMP，也就无法形成复合物，也不能使RNA聚合酶进入结合位点，开始转录。32．何谓RNA剪接，何谓RNA编辑？答：RNA剪接：从DNA模板链转录出的最初转录产物中除去内含子，并将外显子连接起来形成一个连续的RNA分子的过程。RNA编辑(RNAediting)：RNA编辑是指在mRNA水平上改变遗传信息的过程。RNA编辑是通过比较成熟的mRNA与相应基因的编码信息时发现的，成熟的mRNA序列中有几种意想不到的变化，包括U→C，C→U；U的插入或缺失、多个G或C的插入等。33．什么是正调控与负调控，试举例说明。答：正调控系统和负调控系统是按照没有蛋白质存在的情况下操纵元对新加入的调节蛋白的响应情况来定义的。在没有调节蛋白质存在时基因是表达的，加入这种调节蛋白后基因表达活性便关闭。这样的控制系统就叫做负调控系统。如大肠杆菌色氨酸操纵子的调控。相反，如果在没有调节蛋白存在时基因是关闭的，加入这种调节蛋白后基因活性就被开启，这样的控制系统叫做正调控系统。如cAMP-CAP对于乳糖操纵元的正调控。34．简述空转反应的形成及其结果。答：当无负载的tRNA进入核糖体A位以后，无法形成新的肽键，而ATP却在不断的消耗，这就是所谓的空转反应。细胞内出现空转反应时，就会发出一种报警信号，这就是鸟苷5’二磷酸3’二磷酸（pppGpp）。ppGpp和pppGpp能通过某种方式控制细胞的许多生理过程，以使细胞能够适应有