基因组学整理试题

基因组学整理试题

填空题：

1.位置效应的两种类型：稳定型，花斑型

2.细胞器基因组：线粒体基因组，叶绿体基因组

3.基因组进化的分子基础：突变，重组，转座

4.RNA聚合酶的三种类型：pol1(RNA聚合酶1),pol2（RNA聚合酶2）,pol3（RNA聚合酶3）

5.转座子分类：DNA转座子，逆转录转座子

6.克隆载体的几种类型：YAC,BAC,HAC,MAC

7.重叠群组建的方法：步移法，指纹法

名词解释：

1.C值：是指一个单倍体基因组中DNA的总量，一个特定的种属具有特征的C值。

2.C值悖理：生物种属所具有的基因数目与其生物结构的复杂性不成比例的现象.

3.N值悖理：基因数目与进化程度或生物复杂性的不对应性，称之为N值悖理（N所表示的是基因数目）。

4.基因家族:来自一个共同的祖先, 因基因加倍和趋异产生许多在DNA序列上基本一致而略有不同的成员。

1）大部分担负类似的生物学功能.

2）比较各个成员间的序列差异，可追踪基因的演变轨迹。

5.假基因：来源于功能基因但已失去原来功能的DNA序列.包括重复假基因、加工假基因、残缺假基因。

6. DNA标记

->限制性片段长度多态性（ RFLP）

同一物种的亚种、品系或个体间基因组DNA 受到同一种限制性内切酶作用而形成不同的酶切图谱的现象

->简单序列长度多态性（SSLP）

可变排列的简单重复序列, 即重复次数不一,在染色体的同一座位重复序列拷贝数不同; 包括俩种类型：小卫星序列（VNTR）、微卫星序列(SSR）

->单核苷酸多态性（SNP）

SNP是指同一物种不同个体基因组DNA的等位序列上单个核苷酸存在差异的现象。其中最少一种在群体中的频率不小于1％；如果出现频率低于1％，则视作点突变。

7.序列间隙：因覆盖率的原因而留下的未能测序的序列，仍存在于克隆文库中, 这类间隙称为序列间隙。

物理间隙：因克隆载体自身的限制或DNA顺序特殊的组成等原因造成某些序列丢失或未能克隆, 这类间隙称为物理间隙。

8.表达序列标签（EST）：基因转录产物的一段cDNA序列。

9.转座因子：原核生物与真核生物基因组中广泛存在的一类可以移动位置的遗传因子。

10.CpG岛:基因组中富含GC碱基的DNA区段。

满足CpG岛的条件为:

1) 连续500 bp的DNA顺序;

2) C+G含量大于55%;

3) 观测到的CpG双碱基数目与预期的数目之比大于0.65.

11.位置效应:由于基因变换了在染色体上的位置而引起表现型改变的现象。

12.顺式作用元件：转录上游区与转录相关的具有调控作用DNA序列。

13.反式作用因子：能够直接或间接辨认、结合转录上游的调控区段DNA的蛋白质。

14.RNA编辑：某些RNA，特别是mRNA的一种加工方式，它导致了DNA所编码的遗传信息的改变，因为经过编辑的mRNA序列发生了不同于模板DNA的变化。包括：单碱基突变

和尿苷酸的缺失和添加。

15.大分子DNA克隆载体构建:

酵母人工染色体（YAC）：是利用酿酒酵母的染色体的复制元件构建的载体，其工作环境在酿酒酵母中。它可以克隆和分析大片段的染色体DNA，并且可以分离那些在大肠杆菌中不可能得到的序列。将来自其他物种的较大片段DNA连接到酵母DNA上，在宿主细胞中外来DNA能随着酵母细胞中的其他染色体一起复制。

细菌人工染色体（BAC）：以细菌F因子为基础，人工构建的环状的DNA分子。可以携带大于100-350Kb的外源DNA片段。

16.表观遗传：DNA序列不发生改变但基因表达却发生了变化的一种有别于传统遗传学的遗传方式。

17.绝缘子：可以阻止邻近位置激活或失活效应的顺序现在称之为绝缘子（insulator）。

简答题：

一．简述原核生物基因组和真核生物基因组的特点和差异

真核生物基因组的特征：

1)结构松弛2)大量重复序列3)由线性DNA与蛋白质组成染色体结构4)含有细胞器基因组

1.多个染色体（酵母除外），基因数相对较多，在染色体上分布不均匀

2.功能相关的基因大多分散在不同的染色体上。即使成簇排列也不存在操纵子结构。转录产物为单顺反子

3.非编码序列远远多于编码序列

4.含有大量重复序列

5.真核基因是断裂基因

6.相关的基因构成各种基因家族

原核生物基因组的特征：

1)结构紧凑2)大小在5 Mb以下3)缺少重复序列4)很少非编码序列

1.单一染色体、单一DNA复制起点，基因数量较少.

2.功能相似的基因往往定位在同一区域。操纵子是原核生物基因组的特征。

3.多为单拷贝基因（单一序列基因）

4.绝大多数基因都是可表达的, 非表达基因少

5.转录产物为多顺反子mRNA

6.编码序列一般不重叠

7.基因序列是连续的，无内含子。

二．第一、二、三代测序技术的代表及其基本原理

第一代测序技术

1.链终止法：合成与单链DNA互补的多核苷酸链，由于合成的互补链可在不同位置随机终止反应，产生只差一个核苷酸的DNA分子，从而来读取待测DNA分子的序列。

2.化学降解法：将一个DNA片段的一端作放射性标记，再分别采用不同的化学方法修饰和裂

解特定碱基，从而产生一系列长度不一的片段，这片段群通过凝胶电泳分离，确定各片段末端碱基

第二代测序技术

3.自动化测序：（1）荧光染料标记，由于每种ddNTP带有各自特定的荧光颜色，而简化为由1个泳道同时判读4种碱基。

（2）毛细管电泳：毛细管装置有96个泳道，每次可同时进行96次测序

4.焦磷酸测序：脱氧三磷酸核苷酸连接到DNA 3’-末端时会释放1个焦磷酸(PPi) ，焦磷酸在磷酸化酶的作用下转化为化学能，并发出光亮。

5.循环阵列合成测序

6.芯片测序：杂交测序方法，即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法。在一块基片表面固定了已知序列的八核苷酸的探针，当溶液中带有荧光标记的核酸序列TATGCAATCTAG，与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时，通过确定荧光强度最强的探针位置，获得一组序列完全互补的探针序列。据此可重组出靶核酸的序列。

第三代测序技术（单分子测序，直接测序）

单分子测序仪、SMRT技术和纳米孔单分子技术。

三．作图法测序与鸟枪法测序的区别

序列组装原理:直接从已测序的小片段中寻找彼此重叠的测序克隆，然后依次向两侧邻接的序列延伸。

1.全基因组鸟枪法是一种快速获得真核基因组的方法。

“由下而上”测序。

此测序方法绕过分离基因的难关，在基因组DNA文库中筛选出目的基因。且不需背景信息，时间短，需要大型计算机，得到的是草图(Draft)，但最终排序结果的拼接组装不容易。2.克隆重叠群法，又称作图法测序，限制测序。

“由上而下”测序。

这种逐步测序的方法花时间多，但可以得到精确图谱。

四．基因功能检测的方法

答：

1．基因失活是基因功能分析的主要手段

方法：基因剔除

2．基因的过量表达用于基因功能预测

技术：增加拷贝数，提供强启动子

3．高通量基因功能的研究方法

1）．突变库构建

2）．RNA干扰与基因功能检测

3）．蛋白质互作

五．mRNA如何进行加工与修饰

答：1）mRNA的5’端加帽

帽子结构：7-甲基鸟苷三磷酸

功能：在翻译过程中起识别作用，以及对mRNA起稳定作用

2）mRNA的3’端多聚腺苷酸化（加尾）

尾部结构：3’端的polyA

功能：对mRNA的成熟是必要的，防止核酸外切酶对mRNA信息序列的降解

3）修饰（对某些碱基进行甲基化）

甲基化：m6A（N6_甲基腺嘌呤）

功能：可能对mRNA前体加工起识别作用

4）mRNA的剪接，即剔除内含子，连接外显子形成成熟的mRNA

5）RNA编辑

mRNA由于碱基的插入，缺失或置换而改变DNA模板来源的遗传信息，引起编码信息的改变，翻译出多种氨基酸序列不同的蛋白质，是基因调控的重要方式。

六．序列间隙与物理间隙

答：序列间隙：因覆盖率的原因而留下的未能测序的序列，仍存在于克隆文库中，这类间隙称为序列间隙。

解决方法：通过相邻已知序列作为探针筛选已有的基因组文库。

物理间隙：因克隆载体自身的限制或DNA顺序特殊的组成等原因造成某些序列丢失或未能克隆，这类间隙称为物理间隙。

解决方法：利用其它宿主菌与载体重新构建文库。