来自麻省理工有趣的生物题

/2009—0８—１9１１：12:1２来自:.～。星际时间7．0１２。１０。4。0０,UＳSＨacｋｅrｐｒise号主任医师的个人航行日志

从木卫二上执行任务归来后,你的船员Nｏsleｎ患上了重病。你检查了Noslen是否患上传染病，结果发现他被一种外来的病毒侵染。ﻫ

—－-—-－－－－—--——-——-－—－－-－－—－-－-——-——--—－——-—－--——-—--—－--—－－--ﻫﻫ［问题1］

ﻫﻫa）你发现这种病毒携带核酸、蛋白质与脂质.你还发现这种病毒能侵染大肠杆菌细胞，这使你能轻易地在实验室对它进行研究。

ﻫi）你使用下列放射性同位素中的一种对病毒进行培养：P32,H3或Ｓ35。ﻫ

病毒中的哪一种大分子被P32标记?

ﻫ病毒中的哪一种大分子被Ｈ3标记？

ﻫ病毒中的哪一种大分子被S35标记？ﻫﻫ

iｉ)你分析了核酸的组成,发现下面结果。ﻫﻫA27。６％

Ｇ2３。2％

T２8.１％ﻫＣ24。0％

U0.8％

该病毒携带哪一种核酸，为什么?

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ﻫ

ﻫ

ｂ）因为这是一种外来的病毒，你想确定哪一种大分子是遗传物质。请解释你该如何去做？

ﻫ

ﻫ

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a)罗神星科学家Cｒｉxon检查了该病毒的DNA复制情况，以确定它的复制情况是否同地球上的DNA复制类似。她为该病毒DNA的复制构建了一个体外系统。ﻫﻫi）在她的系统中,应该具有哪些成分？ﻫ

ﻫﻫiｉ)在复制之前,所有的模板DNA被15Ｎ标记。氮元素在DNA的哪一部分存在？ﻫ

ﻫ

iｉi）她重复了梅赛尔一斯特尔(Meｓｅlson－Stａhl）实验。在下图中,请画出每一轮全保留复制和半保留复制后的预期结果。

ﻫ

b)你发明了一种纳米级示踪成像仪，这使你能够测定DNA复制的起始位点。计算机反馈了下面的这张图。从该起始位点，复制在两条链上进行，两个复制叉随复制互相远离。

i)请标记上面所示的５个DNA片段的５’端和3’端。注明哪些特殊的片段是冈崎片段。ﻫﻫﻫii）在上图中的C位点，需要哪一种酶？

iiｉ）引物5＇—CＡＡＧＧ－3'结合于哪一位点(A或B或者全部)以启动复制。ﻫﻫ

iｖ)对于上题中你选择的每一个位点，子DNA链的延伸方向是什么（左或右）？ﻫﻫﻫv）对于上题中你选择的每一个位点，与最近的复制叉相关的DNA的合成是以连续方式还是不连续方式进行?ﻫ

ﻫﻫc）ＵSＳHackerｐｒiｓe号上越来越多的人类船员开始因病毒感染而染病。但是当你思考这一医疗危机的时候，你注意到没有一个罗神星人船员生病。你与你的罗神星人同事Criｘon谈到了这个问题，她非常感兴趣并且给你了一个罗神星人细胞的样品。因此你决定将病毒与罗神星人的细胞样品混合在一起，研究病毒在罗神星人血液细胞中的感染周期.当你分析罗神星人的细胞的时候，你注意到罗神星人的DNA在一些特定的碱基上有高度甲基化修饰，同时在罗神星人细胞中有一种奇特的核酸酶，它能分解普通的未修饰的酶.请问你能提出一个模型解释罗神星人的免疫性吗？

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[问题3]

你对这种新病毒的特性的初期分析工作正顺利进行。你发现这种病毒具有一个染色体，并且你查明了一个DNA片段，你相信是该片段赋予病毒侵染的能力。星际舰队医疗中心要求你切下该ＤＮA片段并置入一个载体,以送给ＯmeｇaＰrime号上的医学研究所。下图中所示为你想得到的基因片段及其周围DNA的序列。

a）下图中所示为你冰箱中的一套限制性内切酶。酶名称右侧为它的序列专一性（从5＇端到３＇端），箭头所指为酶切的部位。ﻫ

i）请圈出能切割上面DNA片段的酶.

ii）请在能切割出平头末端（blunteｎds）的酶前面的空白处作标记（用对号）。ﻫ

ｉii)请在能切割出粘性末端(oveｒhangｉnｇｅnds）的酶前面的空白出作星号(＊）标记。

ﻫiv)你能使用哪一种单一的酶以移动病毒DＮA中的该特定基因？ﻫ

ﻫv）你能使用哪一对不同的酶？ﻫ

ﻫb)你打算将该片段插入下图所示的载体中

i)你将要使用什么酶从病毒DNA中切割出你想要的片段？

ii）你将要使用什么酶切割载体ＤNA?ﻫ

ﻫc）如果你使用一种酶切割载体与病毒片段。

ｉ）在病毒片段与载体连接以后，新产生的ＤNA上面会具有多少该内切酶能切割的位点？ﻫﻫﻫii）这种类型的连接能产生多少种可能的ＤNA分子？

ﻫｄ)你把你精彩的构建成果交给Ｆerengi实验师。Ferrｅｎgi把这个实验弄糟了，他仅使用SnaBＩ切割载体DNA,并且仅使用AｆaI切割出病毒ＤNA片段，接下来他将切割下来的片段与切割好的载体连接在一起。

ﻫi)你能够使用SnａBI再次将这一片段从新载体上切割下来，对这种混乱状况加以修整吗?解释为什么能或不能.

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ﻫii）你能够使用ＡfaＩ再次将这一片段从新载体上切割下来，对这种混乱状况加以修整吗？解释为什么能或不能.ﻫﻫﻫﻫﻫ

ﻫ－--－-—-－－-——————－—－——－———－—-－－——-－--－－－-—-—－－——－－——--－—ﻫﻫ[问题4]ﻫﻫﻫ星际舰队医疗中心收到了你提供的新载体，但是他们在转录这一含有所需病毒片段的DNＡ载体时，遇到了许多麻烦。在他们的反应试管内，已经有了标准RＮA合成缓冲液，携带病毒片段的载体DNA，DＮA聚合酶,以及三磷酸核苷酸AＴP，GＴP,TTP,和CTＰ.

ﻫa）你想“我真服了－_—！”，并且立即送给他们一套包含__＿__＿与_____＿的试剂,这使他们能顺利地利用携带病毒片段的DNA载体合成RNＡ.ﻫﻫｂ)你觉得星际舰队医学中心的这些科学家都是儍比,很可能还需要用来使ＲNA合成蛋白质的试剂。你需要将哪三种主要的化合物交给舰队医疗中心，以使他们能从病毒RNA合成蛋白质？

ﻫﻫｃ）其间回到USSＨａckepｒisｅ号上之后,你研制了一种核苷酸类似物,命名为ＫeｔracellＩndigo，你使用它对抗病毒。ＫeｔraｃelｌInｄigo能很好地结合到病毒RNA聚合酶的催化中心,阻止病毒的RNＡ聚合酶结合DNＡ。请问ＫetraceｌlIndiｇo对病毒的转录有什么影响作用？ﻫﻫﻫ

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d)你的实验师Feｒengi建议使用Furoｍytin，Fｕrｏｍyｔin是一种类似于携带氨基酸的tＲNA（氨酰tRＮA)的分子.它结合到核糖体的A位点,造成蛋白质合成的不成熟终止.那么你认为这两种药物哪一种能更好地对抗病毒的侵染?请解释原因。ﻫﻫ

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ﻫ故事的尾声。。。。