考研中国科学院硕士分子遗传学真题2000年

2000年试题1．intron;exon2．promoter;terminatorantisenseRNA4．transposon;retrotransposon5．hydrophilic;hydrophobic6．leucinezipper;zincfinger7．phosphorylation;glycosylation8．rRNA;hnRNApoly(A)restrictionenzyme;ribozyme二、简述原核生物和真核生物在染色体结构与DNA复制过程中的主要差异三、何谓反转录?在何种情况下细胞内会发生反转录反应?举一例说明反转录反应在分子生物学研究技术中的应用。四、何谓mRNA的二级结构?它有什么生物学意义?五、举例说明DNA结合蛋白对基因转录的影响，另简述鉴别DNA结合蛋白在DNA分子上结合位点的两种常用方法。六、简述质粒载体的结构与复制特征及其在分子生物学研究中的应用。(morphologicalmarkers)分子标iE(molecularmarkers)两种标记进行基因定位的基本步骤。八、在二十世纪，许多科学家因研究DNA、RNA或蛋白质而获得诺贝尔奖，举其中两例说明他们的成就对推动分子遗传学发展的重要意义。一、简要解释下列名词或概念

2000年试题与参考答案exon：外显子。原初转录物通过RNARNARNA相对应的DNA序列。RNARNARNADNA序列。promoterDNA分子上结合RNAB.Lewin在Genes中这样定义启动子PromoterisaregionofinvolvedinbindingofRNApolymerasetoinitatetranscription.”terminator：终止子。促进转录终止的DNA序列，在RNA水平上通过转录出的终止子序列形成柄-loop结构而起作用。又可分为依赖于ρ的终止子和不依赖于ρ的终止子两类。cDNDNRNA为模板在反转录酶作用下于体外合成的与该RNA分子互补的DNA链。antisense。1983年，MizunoSimonRNA对基因表达RNARNADNARNADNARNA饰、翻译等过程，封闭或抑制基因的正常表达，起到调控作用。transposon：转座子。能够进行复制并将一个拷贝插入新位点的DNA序列单位。retrotransposon：RNADNADNA于是将RNA介导的转座作用称为反转录转座作用(retrotransposition)座子。hydrophili(1)PertainingtomoleculeorgroupsthatreadilyassociatewithHO.(2)Pertainingtomoleculethataresolubeinwater.(指可溶性分子或基团2的易与水亲和的性质)hydrophobic溶剂水的接触，这一现象是疏水相互作用。也就是说疏水的是指一个原子团抗水溶剂化的倾向。用英语解释为：(1)Literaly,water-hater,usedtodescribemoleculesorfounctionalgroupsinmoleculesthatare,atbest,onlypoorlySolubleinwater.(2)Pertainingtomoleculethatdonotmixwithwater.(用来描述只能微溶于水的分子或分子中某些功能团所表现出的与水互不相溶的性质。)leucinezipper：亮氨酸拉链。是一类DNA结合结构域的新花式，这类蛋白质的主要代表为酵母的、Fos、C/EBP457α-，这些Leuα-拉链对于蛋白质二聚体的形成是十分重要的，但参与DNA直接作用的序列不在拉链区域。不同的亮氨酸拉链蛋白都有一个相同保守的区域参与DNA结合，通过亮氨酸拉链形成的二聚体可以与更广泛的基因片段相互作用，并且成为调控基因表达的一种模式。zincfingerRNA5SrRNATFⅢA氨基酸序列时，发现该蛋白含有一个接一个小的重复单元，每一个重复单元结合一个Zn原子，形成一个独立的结构域，此后在RNA聚合酶Ⅱ转录基因的其他转录因子中也发现相似结构单元，因为这类结构域Zn原子，形状像指形，所以根据其结构特征将此类结构域称为锌指结构。种，氧化磷酸化和底物水平磷酸化。氧化磷酸化是指ATP的生成基于与电子传递相偶联的磷酸化作用。底物水平磷酸化是指ATP的形成直接与一个代谢中间物上的磷酸基团转移相偶联的作用。通过载体长萜醇的磷酸酯将寡聚糖核带到多肽上，形成糖蛋白，从而产生分布在膜上的本体蛋白及抗原蛋白。：核糖体。它是组成核糖体的主要成分，rRNA一般与核糖体蛋白结合在一起，形成核糖体。rRNAAG连，表现为发夹式螺旋。rRNA5S、16S、23S、5.8S、18S等几种。hnRNA：核内不均一RNA。编码序列不连续的间断基因为断裂基因。不连续的断裂基因的表达程序是：先转录为初级转录物，即hnRNA，也就是带有内含子产物的前体mRNA，在hnRNA进入细胞质时，内含子转录产物被切割，只有外显子转录的区段重新连接起来，成为成熟的mRNA。m7GpppmRNA55′末端的鸟嘌呤的N-7位上被甲基化成7-甲基鸟苷(7G)5′位C通过三个磷酸残基与相邻的-O-甲基核苷的C-5′连接，具有这样结构的“帽子”称为帽子0，其符号为m7Gppp。150～200。mRNApoly(A)+poly(A)-。多聚200b，poly(A)DNA300kDaRNAmRNA3mRNA的稳定性有一定作用，而且可能对mRNA进入细胞质有帮助。restriction：限制性内切核酸酶。指那些可识别特异的DNA短序列并可在识别位点完成对DNA分子切割的内切核酸酶。RNAenzyme)ThomasCech26SrRNA中发现。二、简述原核生物和真核生物在染色体结构与DNA复制过程中的主要差异。答：真核与原核细胞染色体除了外观结构不同之外，它们在细胞内的存在方式也不同。细菌染色体外DNADNA与蛋白质完全融合在一起，其蛋白质与相应DNA的质量比约为2:1。这些蛋白质，包括组蛋白和非组蛋白，在染色体的结构中起着重要作用。这样，、组蛋白和非组蛋白及部分RNA(DNADNA10%)一般位于一个类似“核”的结构——类核体上。细菌DNA是一条相对分子质量在109左右的共价、闭合双链分子，通常也称为染色体。虽然快速生长期内的大肠杆菌可以有几条染色体，但一般情况下只含有一条染色体。因此，大肠杆菌和其他原核细胞一样都是单倍的。真核细胞都有明显的核结构，除了性细胞以外，真核细胞的染色体都是二倍体，而性细胞即生殖细胞的染色体数目是体细胞的一半，故称为单倍体。在二倍体阶段，每个基因都有两个拷贝，其中的一个拷贝会通过(精子或卵子)真核生物DNA的复制与原核生物DNA复制的相同之处在于它们都是半保留和半不连续复制。复制过3(和酶(DNA聚合酶)参与。不DNA5种组蛋白H2AH3一起DNADNADNADNA复制，表现为虽只有一个复制单元，但可有多个复制叉。三、何谓反转录?在何种情况下细胞内会发生反转录反应?举一例说明反转录反应在分子生物学研究技术中的应用。答：反转录是相对于转录而言，我们将以DNA为模板，在RNA聚合酶(依赖于DNA的RNA聚合酶)RNARNA为模板在反转录酶(RNADNA聚合酶)催化下DNA1970TeminBaltimoreRNADNARNADNARNA所编码，在反转通过反转录过程转换为单链DNA，然后再转换为双链DNA体中一代代遗传下去。mRNAcDNA则又使这一技术锦上添花。四、何谓信使RNA(mRNA)的二级结构?它有什么生物学意义?RNADNAmRNA负责编码，所以细胞内的种类很多，但就每一种的含量来说，又十分低。它是单链线形分子。只有局部区域为双RNA同时又形成双螺旋结构。不能配对的区域形成突环，排斥在双螺旋结构之外。RNA中的双螺旋结构为A-DNA4～6对碱基才能保持稳定。无论原核基因还是真核基因的RNA不适当的二级结构所影响，如上述所用突变的方法，破坏RNA5′非翻译区的茎一环二级结构，增强翻译起始效率，在起始密码周围存在明显的二级结构，将对翻译又起决定性的影响。我们知道翻译起始的速率决定于翻译起始复合物能否有效地形成，而这种复合物的有效形成在一定程度上取决于翻译起始区的二级结构。若萁二级结构比较松散，无明显的茎环结构，即二级结构生成时释放自由能较小。故此处的二级结构不够稳定，这样有利于复合物的形成，从而使翻译起始得以有效进行。五、举例说明DNA结合蛋白对基因转录的影响，另简述鉴别DNA结合蛋白在DNA分子上结合位点的两种常用方法。DNA中的信息需要由各种各样的DNADNADNA链上非特异性地结DNADNADNA体结构；另一情况是蛋白结合到DNA一段短的序列上，这些短序列通常是进化上保守的、特异性的，不DNA结合蛋白具有各种不同的功能，有的帮助DNA长链折叠成一定的DNA复制，有的控制基因转录或参加基因转录的调控等等。基因的所有顺式作用元件包括UPE用才能实现它们对基因转录的调控。既然转录因子专一地与DNA上特定序列相结合而起作用，那么，蛋白质分子与DNARNA聚合酶Ⅱ指导的转录起始需要一些可扩散性转录因子(主要是蛋白质)，这些因子由其他基因编码。一般认为，如果某个蛋白是体外转录系统中起始RNA合成所必需的，它就是转录复合体的一部分。根据各个蛋白质成分在转录中的作用，能将整个复合体分为3部分：①参与所有或某些转录阶段的RNA聚合酶亚基，不具有基因特异性。②与转录的起始或终止有关的辅助因子，也不具有基因特异性。③与特异调控序列结合的转录因子。它们中有些被认为是转录复合体的一部分，因为所有或大部分基因的启动子区含有这一特异序列，如TATA区和TFⅡD，更多的则是基因或启动子特异性结合调控蛋白，它们是起始某个(类)基因转录所必需的。随着越来越多的体系得到研究，人们发现特异转录因子对基因表达的调控大量而广泛的存在着，并且是高度有序的。主要有两种方式：①转录起始复合物形成过程受到调控；②通过专一因子的结合，提高RNA聚合酶起始转录活性。DNA结合蛋白的检测方法有以下几种：凝胶滞留法分析DNA结合蛋白。DNA分子高度负电性，在电场中向正极方向迅速移动。用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析时，DNADNA与蛋白质结DNA分子在电泳中滞留越大，越严重。这种现象是“凝胶滞留测定”(也称为“凝胶中移动变化测定”)的基础，此方法能够迅速地检测微痕量的序列特DNA结合蛋白。在测定时，特异序列的DNA短片段(DNA克隆或化学合成方法产生单一片段)先用同位素标记，然后与细胞提取物混合。提取物中蛋白质与DNA片段结合后对电泳移动的影响可用聚丙DNADNA片段相当于多个序列特异性蛋白结合的染色体区段，每种蛋白有不同程度的滞留，代表了不同的白质复合物。凝胶上每条带相应的蛋白能从细胞提取物进一步分离。DNADNA蛋白质的结合位点。该方法的原理是由于结合蛋白的DNADNA就可以确定DNA片段上蛋白质结合的位置。但是这种方法非常繁琐、费时。现在用足迹法可以迅速描绘DNA上的结合、接触的位置。足迹法基本原理类似于DNA序列测定的方法。DNA片段在一端先用32P标记。DNA链中任何一断裂的位置都能够从它产生的标记片段作出推断。片段的大小又可以很容易从聚丙烯酰胺凝胶的高分辨电泳中确定。如果结合了蛋白质的DNA片段用内切核酸酶部分酶切，在合适的条件下，原则上每个磷酸二酯键都可以随机地被水解，但是结合的蛋白质阻碍了内切核酸酶接触到DNA链，被蛋白质阻碍的键就根本不能被水解。在微量核酸酶的作用下，这一部分长度的电泳带在电泳图谱出现一段空隙。六、简述质粒载体的结构与复制特征及其在分子生物学研究中的应用。答：质粒载体是以细菌质粒的各种元件为基础组建而成的基因工程载体。细菌质粒是双链闭合环状DNA1kb200kb宿主所编码的蛋白和酶。质粒按其复制方式分为松弛型质粒和严紧型质粒。前者的复制不需要质粒编码的(DNADNARNA聚合酶以及宿主基因、、、Z的产物等)来进行。因此，在一定的情况下即使蛋白质合成并非正在进行质粒的复制依然进行当在抑制蛋白合成并阻断细菌染色体复制的氯霉素或壮观霉素等抗生素存在时其拷贝数可达2000～3000后者的复制则要求同时表达一个由质粒编码的蛋白质所以这类质粒的拷贝数不能通过诸如氯霉素等蛋白合成的抑制剂来增加。利用松弛型复制子组建的载体叫做松弛型载体 (如pBR322，其复制区来源于ColE1质粒的复制子)；而利用严紧型复制子组建的载体叫做严紧型载体(如由pSC101为基础组建的载体)。大多数基因工程工作使用松弛型载体，因为它们在单位体积的培养物中所得到的DNA收率更高，用这些载体组建的表达载体，外源基因产物的得率也高，然而严紧型载体可以用来表达一些其高表达可能使宿主细胞受毒害致死的基因松弛型质(如pMBI或的单向复制从特异的起点开始，由一个RNA引物所引导，而该引物的启动子位于复制起始点上游大约550bp处DNA模板链与新生的RNA间形成稳定的杂交体作为RNaseH的底物由RNaseH切割前引物从而产生引导DNA合成的引物RNAⅡ。RNAⅡ的成熟则由另一个不翻译的RNAⅠ来控制，RNAⅠ由编码RNAⅡ的同一区段的DNA互补链转录而来它可以与RNAⅡ结合并阻止RNAⅡ折叠为三叶草结构而这三叶草结构又是同DNA形成DNA-RNA杂交体所必需一个由63个氨基酸组成的Rop蛋白的存在可以强化RNAⅠ对复制的负调控作用。因此，要想增加带有pMBIColE1RNARop基因来减弱RNAⅠ对RNAⅡ的结合效率来实现。PUC质粒(复制子为pMBI)的拷贝数之所以高就是因为使RNAG→ApKKHrop基因缺失所致。值得指出的是，质粒上编码的RNAⅠ、RNARop蛋白的区段也决定两个不同的质不相容性。在基因工程的操作中要注意这一情况。七、形态标记(morphologicalmarker)和分子标记(molecularmarker)都可用于基因定位，简要说明利用这两种标记进行基因定位的基本步骤。答：基因在染色体上有其一定的位置。基因定位就是确定基因在染色体上的位置。确定基因的位置主要是确定基因之间的距离和顺序。而它们之间的距离是用交换值来表示的。因此，只有准确地估算出交换值，并确定基因在染色体上的相对位置就可把它们标志在染色体上，绘制成图，就构成连锁遗传图。利用形态标记进行基因定位的主要方法是两点测验和三点测验。两点测验步骤为首先通过一次杂F2类型为对照，在双交换中居中的基因就是三个连锁基因中的中间基因，它们的排列顺序就被确定下来。利用分子标记构建连锁图谱的理论基础是染色体的交换与重组。两点测验和三点测验是其基本程序。连锁图谱构建过程主要包括：(1)选择和建立适合的作图群体；(2)确立遗传连锁群；(3)基因排序和遗传距离的确定。具体方法如下：以分子标记筛选DNA序列差异较大而又不影响育性的材料作为亲本，用具有多态性的分子标记(双亲在等位区段表现不同的带型)检测该双亲的分离群体(如F2自交系、加倍单倍体等)。如是共显性标记，对同亲本P1具有相同带型的个体赋值为1P2具有相3，具有P1P22、Aa、aA)3(aa。统计各种带型的个体数，两点测验是否连锁。利用X2检验时，那些两点各自独立遗传而两点同时检验时偏离孟德尔比例的位点，说明存在连锁。或从第二个标记开始，检验是否与前一个标记协同分离。因为连锁分析建立在分子标记协同分离的基础上。根据分离材料，用最大似然法估计标记位点间的重组率并转换成遗传图距(cM)。最后，同时考虑多个标记基因座的共分离，即多点分析对标记进行排列，形成线性连锁图谱。生物染色体数目是特定的，标记数较少时，其连锁群可能比染色体数目多。随标记的增加，一标记会与几个连锁群上的标记连锁，而把它们连成一个连锁群。当标记足够多时，标记连锁群的数目与染色体数目越趋接近，直至相等。八、在20世纪，许多科学家因研究DNA、RNA或蛋白质而获得诺贝尔奖，举其中两例说明他们的成就对推动分子遗传学发展的重要意义。答：当人们意识到同一生物不同世代之间的连续性是由生物体自身所携带的遗传物质所决定的，科学家为揭示这些遗传密码进行的努力就成为人类征服自然的一部分，而分子遗传学就迅速成为现代生物学领域里最具活力的科学。从1847Schleiden和Schwann提出“细胞学说过短短一百多年时间，我们对生物大分子——细胞的化学组成却有了深刻的认识。孟德尔的遗传学规律最先使人们对性状遗传产生了理性认识，而摩尔根的基因学说则进一步将“性状”与“基因”相偶联，成为分子遗传学的奠基石。随着核酸化学研究的进展，Watson和Crick又提出了脱氧核糖核酸的双螺旋模型，Summer1936年证实酶是蛋白质之后，Sanger利用纸电泳及层析技术于