[电子书]兰州大学生命科学学院815分子生物学历年考研真题汇编(含部分答案)

兰州大学生命科学学院815分子生物学2020年2019年2018年真题历年考研真题(含部分答案)
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2011年兰州大学分子生物学考研真题及详解

一、名词解释

1.RNA编辑(RNA editing)

答:RNA编辑(RNA editing)是指通过插入、删除或取代一些核苷酸残基,导致DNA所编码的遗传信息改变的一种mRNA前体加工的方式。介导RNA编辑的机制有两种:位点特异性脱氨基作用和引导RNA指导的尿嘧啶插入或删除。

2.冈崎片段(Okazaki fragment)

答:冈崎片段(Okazakifragment)是指在DNA半不连续复制中后随链产生的长度为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)

答: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置,为进一步克隆靶基因奠定物质基础。

4.位点偏爱(site preference)

答:某些限制酶对同一底物中的有些位点表现出偏爱性切割,即对不同位置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)

答: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)

答: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)

答:SNP(single nucleotide polymorphism)即单核苷酸多态性,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同一位置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

答:cccDNA是指在乙肝病毒的复制过程中,病毒DNA进入宿主细胞核,在DNA聚合酶的作用下,两条链的缺口均被补齐,形成的超螺旋的共价、闭合、环状DNA分子(covalentlyclosed circularDNA,cccDNA)。

9.单链DNA结合蛋白(single-strand binding protein,SSB)

答: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)

答:魔斑核苷酸(magic spot nucleotide)是细菌生长过程中在缺乏氨基酸供应时产生的一个应急产物。主要是三磷酸鸟苷(GTP)合成的四磷酸鸟苷(ppGpp)和五磷酸鸟苷(pppGpp)。主要功能是干扰RNA聚合酶与启动子结合的专一性,诱发细菌的应急反应,帮助细菌在不良环境条件下得以存活。

11.染色体步查

答: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)

答:穿梭载体(shuttle vector)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

答: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)

答: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)

答:基因芯片(DNA microarray)又称DNA芯片,是专门用于核酸检测的生物芯片,也是目前运用最广泛的微阵列芯片,工作原理是杂交测序方法,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。将大量探针分子有规律地固定于支持物上,与有荧光素等发光物质标记的样品DNA或RNA分子按碱基互补配对原理进行杂交,通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息,从而对基因表达的量及其特性进行分析。

二、填空题

1.肽链合成终止时,终止因子进入“A”位,识别出______,同时终止因子使______的催化作用转变为______。

【答案】终止密码子;肽基转移酶;水解作用查看答案

2.生物界共有______个密码子,其中______个为氨基酸编码,起始密码子为______;终止密码子为______。

【答案】64;61;AUG;UAA,UAG,UGA查看答案

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:______、______、______、外显子遗漏性剪接及______。

【答案】平衡剪接;5'选择性剪接;3'选择性剪接;相互排斥剪接查看答案

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、______、______、等离子表面共振技术和______等。

【答案】GST融合蛋白沉降技术;蛋白质芯片技术;免疫共沉淀技术查看答案

5.蛋白质的跨膜需要______的引导,蛋白伴侣的作用是______。

【答案】信号肽;辅助肽链折叠成天然构象的蛋白质查看答案

6.基因诊断的主要技术有:______、______、______、DNA芯片技术(基因芯片)

【答案】核酸分子杂交;PCR扩增;DNA序列测定查看答案

7.个体之间DNA限制性片断长度的差异叫______。

【答案】限制性片段长度多态性(RFLP)查看答案

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。

答:大肠杆菌基因组和真核生物基因组的主要区别如下:

(1)基因组大小的区别

①大肠杆菌基因组小,为双链环状分子。

②真核生物基因组庞大,远大于原核生物的基因组。

(2)染色体的组成和结构的区别

①大肠杆菌的染色体是裸露的DNA分子,不和蛋白质固定结合。

②真核生物染色体DNA和蛋白质稳定结合,基本结构单位是核小体。

(3)重复序列数量的区别

①大肠杆菌基因组结构简练,非编码重复序列极少,仅占0.7%。

②真核生物基因组存在大量的重复序列,所占的基因组比率高,且含有90%以上的非编码序列。

(4)基因排列的区别

①大肠杆菌基因组内功能相关的基因高度集中,形成操纵子。

②真核生物基因组内功能相关的基因多处于分散状态,被内含子隔开,呈断裂基因形式;有些甚至处于不同的染色体上。同时存在大量的顺式作用元件,包括启动子、增强子、沉默子等,不存在操纵子。

(5)基因组复制的区别

①大肠杆菌基因组只有一个固定的复制起点,并向两个方向同时进行。

②真核生物基因组中有多个复制子,保证了复制的速度。

(6)基因组转录的区别

①大肠杆菌基因组转录翻译同时进行。转录产物为多顺反子mRNA,再翻译成多个蛋白质。

②真核生物基因组存在断裂基因,包括外显子和内含子,转录和翻译在时间和空间被分开。转录产物为单顺反子mRNA,一个顺反子对应一条肽链。

(7)其他区别

①大肠杆菌基因组有重叠基因,即同一段DNA含有两种不同蛋白质的信息。

②真核生物基因组DNA具有多态性;具有端粒结构,能保护线性DNA的完整复制、保护染色体末端记忆和决定细胞的寿命。

2.简述色氨酸操纵子的阻遏系统和弱化系统?

答:(1)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。

(2)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。

答:(1)RNA干扰的主要机制

RNA干扰(RNAi)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表型的现象。其分子机制是双链RNA(dsRNA)是RNAi的触发物,引发与之互补的单链RNA(ssRNA)的降解,较长双链RNA经过Dicer加工被降解形成21~25个核苷酸的siRNA,并有效地定位目标mRNA。由siRNA中的反义链指导合成RISC(RNA诱导的沉默复合体)的核蛋白体,再由RISC介导切割目的mRNA分子中与siRNA反义链互补的区域,从而实现干扰靶基因表达的功能。

(2)应用

有效地引发特异性的基因沉默。RNAi主要维持基因组稳定、抑制转基因表达和保护基因组免受外源核酸侵入。应用如下:

①基因功能分析。RNAi技术投入少、周期短、操作简单,适用于大规模筛选定位新的功能基因,使转基因动物的构建更简便,为基因功能研究开辟新的途径。

②信号传导通路和细胞生长分化过程的研究。

③确认新的药物靶标的工具。

④基因治疗。RNAi技术可以特异性抑制基因表达,有望用于癌症、病毒感染、基因病等疾病,例如用于治疗艾滋病和丙型肝炎等病毒性疾病。

⑤用于基因改造、基因敲除和基因表达调控。

4.简述3~4种PCR衍生技术及其应用。

答: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?

答:步骤有:

(1)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。

(2)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。

(3)对那些吸收了重组DNA的受体细胞进行筛选和鉴定。

(4)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。

答:(1)用DNA酶或RNA酶水解电泳检测。

(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?

答:真核生物的转录水平的调控主要表现在对基因转录活性的控制上,是通过顺式作用元件、反式作用因子和RNA聚合酶的相互作用来完成的。当反式作用因子和顺式元件结合后,将影响转录起始复合物的形成,从而影响转录的起始和效率。真核生物的转录水平的调控机制如下:

(1)染色质的活化

①具有转录活性的染色质增加了对核酸酶降解的敏感性,染色质中与转录相关的结构变化称为染色质改型,其中包括核小体组蛋白核心的乙酰化和去乙酰化。

②活化基因。真核RNA聚合酶II不能单独识别、结合启动子,需在转录因子帮助下,形成转录起始复合物。TFIID、TFIIB和TFIIF与RNA聚合酶II可在启动子上形成最初级复合物,开始转录mRNA,加入TFIIE和TFIIH后形成完整的转录复合物并转录出长链RNA,加入TFIIA可进一步提高转录效率。

(2)顺式作用元件

真核细胞基因的启动子由一些分散的保守序列所组成,其中包括TATA框、CAAT框和多个GC框等,CAAT框和GC框属于上游控制元件,增强子通过影响模板附近的DNA双螺旋结构活化基因转录。

(3)反式作用因子

反式作用因子包括DNA的识别或结合域和转录活化结构域。DNA的识别或结合域的结构模式有螺旋-转折-螺旋、锌指、碱性亮氨酸拉链和碱性-螺旋-环-螺旋结构。转录活化结构域包括带负电荷的螺旋结构、富含谷氨酰胺的结构和富含脯氨酸的结构。通过这些结构特征介导反式作用因子与顺式作用元件的相互作用。

①作用方式:反式作用因子一般通过成环、扭曲或滑动等方式影响转录起始的调节。

②组合式调控作用:反式作用因子对基因表达的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。一种反式作用因子可以参与调控不同基因的表达;几种不同的反式作用因子可以控制一个基因的表达。通过上述组合式的表达,使有限数量的反式作用因子可以调控不同基因的表达。

2.试论述在表达载体选择时应主要考虑哪些因素?

答:在表达载体选择时应主要考虑的因素有:

(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。