兰州大学2011年硕士研究生分子生物学入学考试题及参考答案(B卷)

兰州大学2011年硕士研究生分子生物学入学考试参考答案(B卷)

一、名词解释

1.RNA编辑（RNA editing）：是某些RNA,特别是mRNA前体的一些加工方式，如插入、删

除或取代一些核苷酸残基，导致DNA所编码的遗传信息发生改变，因为经过编辑的mRNA 序列发生了不同于模版DNA的变化。

2.冈崎片段（Okazaki fragment）：是在DNA半不连续复制中产生的长度为1000-2000个

碱基的短的DNA片段，能被连接形成一条完整的DNA链。

3.基因捕获（gene trapping）：是检测动植物细胞中基因表达和基因功能的手段。向某个

基因组中系统性随机导入带有报道基因的DNA片段，就可能在破坏靶基因功能（获得新的表现型）的同时，了解靶基因的表达模式，确定被破坏基因的位臵，为进一步克隆靶基因奠定物质基础。

4.位点偏爱（site preference）：某些限制酶对同一底物中的有些位点表现出偏爱性切割，

即对不同位臵的同一个识别序列表现出不同的切割效率，这种现象称作位点偏爱。

5.可译框架或可读框或开放阅读框架（open reading frame ，ORF）：是指一组连续的含

有三联密码子的能够被翻译成多肽链的DNA序列。它由起始密码子开始，到终止密码子结束。

6.小分子干扰核糖核酸（siRNA，short interfering RNAs）：是长度为21-25个核苷酸的

双链小分子RNA,它是引发转录后基因沉默中序列特异性的RNA降解的重要中间媒介。siRNA 具有5’端磷酸酶基和3’端各有两个碱基突出于末端。在转录后沉默和RNAi的过程中，siRNA作为识别目标基因的引导物。

7.SNP（single nucleotide polymorphism）单核苷酸多态性，是指基因组DNA序列中由

于单个核苷酸（A,G,C,T）的突变而引起的多态性。染色体DNA同一位臵上的每个碱基类型叫做一个等位位点。SNP是基因组中最简单、最常见的多态性形式，具有很高的遗传稳定性。

8. cccDNA:超螺旋DNA，cccDNA是游离于染色体之外的质粒双链闭合环形DNA。

9.单链DNA结合蛋白(single-strand binding protein ,SSB)：是一类特异性和单链区DNA

结合的蛋白质。它的功能在于稳定DNA解开的单链，阻止复性和保护单链部分不被核酸酶降解。

10. 魔斑核苷酸（magic spot nucleotide）：受严禁控制的细菌生长过程中一旦缺乏核苷

酸供应，细菌会产生一个应急反应，使蛋白质和RNA的合成速率迅速降下来。魔斑核苷酸指的就是此过程中由大量GTP合成鸟苷四磷酸（ppGpp）和鸟苷五磷酸（pppGpp），它们的主要作用可能是影响RNA聚合酶与启动子结合的专一性，诱发应急反应，帮助细菌度过难关。

11.染色体步查：是指从生物基因组或基因组文库中的已知序列出发逐步获得或探知其相

邻的未知序列或与已知序列呈共线关系的目的的序列的核苷酸组成的方法和过程。

12.穿梭载体（shuttle vector）：就是能够在两类不同宿主中复制、增殖和选择的载体，

（如有些载体既能在原核细胞中复制又能在真核细胞中复制，或能在大肠杆菌中复制又能在革兰氏阳性细菌中复制。）由于复制和选择都是在宿主专一性的，因此穿梭载体至少含

有两套复制单元和两套选择标记，相当于两个载体的联合。

13.蛋白质组与蛋白质组学：蛋白质组是指一个基因组所表达的全部蛋白质，而蛋白质组学则是指在蛋白质组水平上研究蛋白质的特征，包括蛋白质的表达水平、翻译与修饰、蛋白与蛋白相互作用等，并由此获得关于疾病发生、发展及细胞代谢等过程的整体认识。

14.弱化子（attenuator）：是指原核生物操纵子中能显著减弱甚至终止转录作用的一段核苷酸序列，该区域能形成不同的二级结构，利用原核生物转录与翻译的偶联机制对转录进行调节。

15.基因芯片（DNA microarray）：把大量已知或者未知序列的DNA片段点在尼龙膜或玻璃片上，再经过物理吸附作用达到固定化。也可以直接在玻璃或金属表面进行化学合成，得到寡聚核苷酸芯片。将芯片与待研究的cDNA或其他样品杂交，经过计算机扫描和数据处理，便可以观察到成千上万个基因在不同组织或同一组织不同发育时期或不同生理条件下的表达模式。

二、填空题

1.肽链合成终止时，终止因子进人“A”位，识别出终止密码子，同时终止因子使肽基转移酶的催化作用转变为水解作用。

2.生物界共有64个密码子，其中61个为氨基酸编码，起始密码子为AUG；终止密码子为UAA UAG UGA。

3.RNA的选择性剪接是指用不同的剪接方式从一个mRNA前体产生不同的mRNA剪接异构体的过程。一般将选择性剪接分为：平衡剪接、5’选择性剪接、3’选择性剪接、外显子遗漏性剪接及相互排斥剪接。

4.目前研究体外蛋白质相互作用的技术主要有Far Western印迹技术，GST融合蛋白沉降技术、蛋白质芯片技术、等离子表面共振技术和免疫共沉淀技术等。

5.蛋白质的跨膜需要信号肽的引导，蛋白伴侣的作用是辅助肽链折叠成天然构象的蛋白质。

6.基因诊断的主要技术有：核酸分子杂交、PCR扩增、 DNA序列测定、DNA芯片技术（基因芯片）

7. 个体之间DNA限制性片断长度的差异叫限制性片段长度多态性（RFLP）

三、简答题

1．分别以大肠杆菌和人类为例，比较原核生物与真核生物基因、基因组的各自特点。原核生物真核生物

结构基因连续（无内含子）断裂基因（有内含子）, RNA合成需剪接RNA合成无剪接

有操纵子结构，一般无操纵子结构

结构基因转录为多顺反子结构基因转录为单顺反子

（多基因同时转录）（各基因分别转录）

双链环状DNA分子，单复制起点染色体DNA，多复制起点

可有质粒线粒体DNA

基因组小，基因密度高，基因组大，基因密度低，重复序列多

重复序列少非编码序列多于编码序列

非编码区主要是调控序列有多基因家族和假基因

有可转移的DNA片段（转座因子）

有编码同式酶的同基因

不同的原核生物GC含量变化大

2.简述色氨酸操纵子的阻遏系统和弱化系统？

阻遏系统：是色氨酸生物合成途径的第一调控，主管转录是否启动。

当色氨酸过量时，它与阻遏蛋白形成复合物，并结合到操纵基因上阻止结构基因转录，即以终产物组织基因转录。

弱化系统：第二水平控制，它决定着已经启动的转录是否能继续进行下去。当mRNA合成起始以后，除非培养基中完全没有色氨酸，否则转录总是在前导区内终止。转

录终止发生的区域称为弱化子或衰减子。前导区可分为四个区域，这四个区域

的片段以两种不同的方式进行碱基配对，由核糖体经过前导区继续翻译的功能

控制着这两种结构的转换，它决定mRNA是否形成终止所需的结构，从而产生

弱化效应。

3.试述RNA干扰的主要机制，并简述其在生物学领域中的应用。

简要答案：RNA干扰是利用双链小RNA高效特异性降解细胞内同源mRNA从而阻断靶基因表达，使细胞出现靶基因缺失的表型。其机制是双链RNA是RNA干扰的触发物，引发与之互补的单链RNA降解，细胞中较长的双链RNA经过一种核酸酶（Dicer）的加工被降解形成21-25个核苷酸的小分子干扰核糖核酸，并有效定位目标mRNA，因此，小分子干扰核糖核算（siRNA）是引发转录后基因沉默中特异序列降解的重要中间媒介，而较短的双链RNA 不能有效的加工为siRNA，因而不能介导RNA干扰。siRNA具有特殊的结构特征，其两条链的3’端各有两个碱基突出于末端，由siRNA中的反义链指导合成一种被称为RNA诱导的沉默复合体（RISC）的核糖体，再由RISC介导切割目的mRNA分子中与siRNA反义链互补的区域，从而事先干扰靶基因表达的功能。因此，siRNA可作为特殊的引物，在依赖于RNA的RNA聚合酶的作用下，以目的mRNA为模板合成dsRNA,后者又可以被降解为新的siRNA，重新进入上述循环。

应用。有效的引发特异性的基因沉默。

4. 简述3～4种PCR衍生技术及其应用。

简要答案：扩增未知DNA片段的PCR:1反向PCR（inverse PCR），是一种简单的扩增已知序列周边未知序列的方法，其原理是首先用已知片段内部没有的限制性内切酶切割模版DNA，再将切割后的DNA片段连接成环状分子其中至少有一个环状分子含有完整的已知片段，根据已知片段的两端序列设计反向引物，可将邻近的DNA片段扩增出来；2巢式PCR （nested PCR），也称嵌套PCR，是指在PCR完成以后，以PCR产物为模版，根据引物的内侧序列设计新引物所做的PCR，巢式PCR中第二次扩增可减少或排除第一次扩增中出现的非特异性扩增。3热不对称交错PCR(thermal asymmetric interlaced PCR)，是一种利用随机引物进行染色体步查的技术。与反转录相关的PCR，4.差异显示PCR（differential

display PCR），是用于检测相似生物材料的基因表达谱差异的一种方法，是PCR和反转录有机结合并深化应用的产物。5.多重PCR（multiplex PCR）在一个反应体系中使用一对以上的引物就称为多重PCR，其结果产生多个PCR产物，通过比较扩增产物的大小和预期设计的大小，就可以判断样品中含有那些基因，可用于等位基因的鉴定。6.随机扩增多态性DNA.7.扩增片段长度多态性(AFLP).8.实时（荧光）定量PCR。等

5. 典型的DNA重组实验通常包括哪些步骤？

a、提取供体生物的目的基因（或称外源基因），酶接连接到另一DNA分子上（克隆载体），形成一个新的重组DNA分子。

b、将这个重组DNA分子转入受体细胞并在受体细胞中复制保存，这个过程称为转化。

c、对那些吸收了重组DNA的受体细胞进行筛选和鉴定。

d、对含有重组DNA的细胞进行大量培养，检测外援基因是否表达。

6.假定你从一新发现的病毒中提取了核酸。请用最简单的方法确定：1，它是RNA还是DNA。2，它是单链还是双链。

简要答案：判断1.用DNA酶或RNA酶水解电泳检测；判断2.用S1核酸酶切割电泳检测，或进行加热变性，检测其吸光度值的变化等

四、论述题

1、论述真核生物转录水平的调控机制？

真核生物在转录水平的调控主要是通过反式作用因子、顺式作用元件和RNA聚合酶的相互作用来完成的，主要是反式作用因子结合顺式作用元件后影响转录起始复合物的形成过程。A、转录起始复合物的形成：真核生物RNA聚合酶识别的是由通用转录因子与DNA形成的蛋白质-DNA复合物，只有当一个或多个转录因子结合到DNA上，形成有功能的启动子，才能被RNA聚合酶所识别并结合。转录起始复合物的形成过程为：TFⅡD结合TATA盒；RNA 聚合酶识别并结合TFⅡD-DNA复合物形成一个闭合的复合物；其他转录因子与RNA聚合酶结合形成一个开放复合物。在这个过程中，反式作用因子的作用是：促进或抑制TFⅡD与TATA盒结合；促进或抑制RNA聚合酶与TFⅡD-DNA复合物的结合；促进或抑制转录起始复合物的形成。B、反式作用因子：一般具有三个功能域（DNA识别结合域、转录活性域和结合其他蛋白结合域）；能识别并结合上游调控区中的顺式作用元件；对基因的表达有正性或负性调控作用。3、转录起始的调控：⑴反式作用因子的活性调节：A.表达式调节——反式作用因子合成出来就具有活性；B.共价修饰——磷酸化和去磷酸化，糖基化；C.配体结合——许多激素受体是反式作用因子；D.蛋白质与蛋白质相互作用——蛋白质与蛋白质复合物的解离与形成。⑵反式作用因子与顺式作用元件的结合：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，对基因转录起调节作用。⑶反式作用因子的作用方式——成环、扭曲、滑动、Oozing。⑷反式作用因子的组合式调控作用：每一种反式作用因子结合顺式作用元件后虽然可以发挥促进或抑制作用，但反式作用因子对基因调控不是由单一因子完成的而是几种因子组合发挥特定的作用。

2.试论述在表达载体选择时应主要考虑哪些因素？

简要答案：1.所表达的蛋白质是融合蛋白还是天然蛋白，如果是天然蛋白，必须考虑如何

将目的基因准确地与载体衔接，如果是融合蛋白，则可以用三种不同阅读框架的载体使目的基因与载体序列吻合。

2.被表达的基因是原核基因还是真核基因。原核基因一般都带有核糖体结合位点，只需要考虑它是否带有强启动子。对真核基因除考虑基因是否带有强启动子、核糖体结合位点外，还需要考虑该基因是否会产生翻译后加工，以后是否需要转到真核摆到系统中表达等，

3.表达蛋白是否分泌到体外，如需要分泌，则必须带有信号肽序列，故应选择带有适当信号肽序列的载体。信号肽又称前导肽，这是一种位于分泌蛋白质或输出蛋白质N端上长约15-30个氨基酸的序列，可被细胞的蛋白质加工机制所识别，使蛋白质通过细胞膜被分泌出来。

4.所产生的融合蛋白是否需要切割加工及如何切割加工，对需要切割的融合蛋白在目的基因和载体序列间应有适当的切割识别序列。

5.是否需要用强启动子提高表达水平。当需要提高表达水平时，可选用强启动子。但在某些些情况下，由于被表达蛋白质对宿主有毒或其大量表达对宿主不利，可选用诱导型载体，只有经过诱导以后，蛋白质才能被表达。