分子生物学问答（含答案）

分子生物学人类基因组计划的精髓？答：答案一：人类基因组计划的精髓是人类基因组图谱，包括遗传图谱、物理图谱、序列图谱、转录图谱。遗传图谱：又称连锁图谱，是以具有遗传多态性的遗传标记为“路标”，以遗传学距离为图距的基因组图。遗传图谱的建立为基因识别和完成基因定位创造了条件。物理图谱：指有关构成基因组的全部基因的排列和间距的信息。绘制物理图谱的目的是把有关基因的遗传信息及其在每条染色体上的相对位置线性而系统地排列出来。序列图谱：指测定每条染色体的DNA序列，通过DNA序列可以直接推出基因结构、定位已知基因、研究基因起源。转录图谱：指在识别基因组所包含的蛋白质编码序列的基础上绘制的结合有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱。通过这张图可以了解某一基因在不同时间不同组织、不同水平的表达；也可以了解一种组织中不同时间、不同基因中不同水平的表达，还可以了解某一特定时间、不同组织中的不同基因不同水平的表达。答案二：人类基因组计划（英语：HumanGenomeProject,HGP）是一项规模宏大，跨国跨学科的科学探索工程。其宗旨在于测定组成人类染色体（指单倍体）中所包含的30亿个碱基对组成的核苷酸序列，从而绘制人类基因组图谱，并且辨识其载有的基因及其序列，达到破译人类遗传信息的最终目的。基因组计划精髓在于让人类解码生命、了解生命的起源、了解生命体生长发育的规律、认识种属之间和个体之间存在差异的起因、认识疾病产生的机制以及长寿与衰老等生命现象、为疾病的诊治提供科学依据。草图，许多疾病相关的基因被识别；SNP（人与人之间的区别），草图提供了一个理解遗传基础和人类特征进化的框架。草图后，研究人员有了新的工具来研究调节区和基因网络。比较其它基因组可以揭示共同的调控元件，和其他物种共享的基因的环境也许提供在个体水平之上的关于功能和调节的信息。草图同样是研究基因组三维压缩到细胞核中的一个起点。这样的压缩可能影响到基因调控；在应用上，草图信息可以开发新的技术，如DNA芯片、蛋白质芯片，作为传统方法的补充，目前，这样的芯片可以包含蛋白质家族中所有的成员，从而在特定的疾病组织中可以找到那些是活跃的。如何利用人类基因组计划辅助临床医学？答：答案一：人类疾病相关的基因是人类基因组中结构和功能完整性至关重要的信息。对于单基因病，采用“定位克隆”和“定位候选克隆”的全新思路，导致了亨廷顿氏舞蹈症、遗传性结肠癌和乳腺癌等一大批单基因遗传病致病基因的发现，为这些疾病的基因诊断和基因治疗奠定了基础。对于心血管疾病、肿瘤、糖尿病、神经精神类疾病、自身免疫性疾病等多基因疾病是目前疾病基因研究的重点。健康相关研究是HGP的重要组成部分，自1997年相继提出：“肿瘤基因组解剖计划”“环境基因组学计划”。同时，基因诊断、基因治疗和基于基因组知识的治疗、基于基因组信息的疾病预防、疾病易感基因的识别、风险人群生活方式、环境因子的干预也为疾病诊断治疗提供重大变革。答案二：人类疾病相关的基因是人类基因组中结构和功能完整性至关重要的信息。人类基因组基础研究主要通过基因诊断、基因治疗和基于基因组知识的治疗、基于基因组信息的疾病预防、疾病易感基因的识别、风险人群生活方式、环境因子的干预等方式辅助临床医学；具体的方式如下：1）基因工程药物：分泌蛋白（多肽激素，生长因子，趋化因子，凝血和抗凝血因子等）及其受体。2）诊断和研究试剂产业：基因和抗体试剂盒、诊断和研究用生物芯片、疾病和筛药模型。3）对细胞、胚胎、组织工程的推动：胚胎和成年期干细胞、克隆技术、器官再造。4）制药工业：筛选药物的靶点：与组合化学和天然化合物分离技术结合，建立高通量的受体、酶结合试验以知识为基础的药物设计：基因蛋白产物的高级结构分析、预测、模拟—药物作用“口袋”。个体化的药物治疗：药物基因组学。5）基础生物学：基因功能的定位；6）交叉学科的兴起。如：基因组学和生物信息学等。什么是基因表达？试述基因表达的特点及其调控对生物体的重要性？答︰（1）基因表达︰从DNA到蛋白质的过程（是指原核生物和真核生物基因组中特定的结构基因所携带的遗传信息，经过转录、翻译等一系列过程，合成具有特定的生物学功能的各种蛋白质，表现出特定的生物学效应的全过程）。（2）特点①组织特异性︰不同组织细胞中不仅表达的基因数量不同，而且基因表达的强度和种类也不相同。②阶段特异性︰细胞分化发育的不同时期，基因表达的情况不相同。③与环境相适应︰当周围的营养、温度、湿度、酸度及各条件变化时，生物体就要改变自身的基因表达状况，以调整体内执行和相应功能的蛋白质的种类、数量，从而改变自身的代谢活动度以来适应环境。（3）对生物体的重要性︰1、适应环境、维持生长和繁殖。2、维持个体发育和分化。真核生物中，基因表达受不同水平的调控，请列举三种。答︰A.转录前调控︰基因丢失；（原生动物、线虫、昆虫和甲壳类动物）转录前调控，非洲蛙蟾的卵母细胞中原有的rRNA基因约500bp，卵裂期和胚胎期需要大量的rRNA，基因会大量复制rRNA,使拷贝数达到200万倍，扩增约4000倍。基因扩增（geneamplification）；基因重排（generearrangement）。DNA的甲基化（DNAmethylation）组蛋白修饰（Histonemodification）/及组蛋白的修饰。B.转录水平的调控︰转录调控是通过各种调控元件相互作用来实现的，调控元件主要包括顺式作用元件和反式作用因子。C.转录后调控︰hnRNA的选择性加工运输；mRNA前体的选择性剪接；RNA编辑；RNAi。D.翻译调控︰翻译因子的磷酸化调控；mRNA稳定性调控。E.翻译后调控-蛋白质修饰。为什么说转录的调控是基因表达调控的中心环节？答︰基因调控主要发生在转录阶段，尤其起始阶段，因为这些是表达的起始阶段，可以避免那些不需要的转录所造成的资源浪费。转录调控是通过各种调控元件相互作用来实现的，调控元件主要包括顺式作用元件和反式作用因子。而且转录起始是基因表达的基本调控点，涉及DNA序列调控蛋白及这些因素对RNA聚合酶活性的影响，顺式作用元件和反式作用因子之间相互作用，均在转录起始来表达，而转录后的加工修饰为RNA以及翻译及翻译后的蛋白质修饰都是以转录水平为基础的。举例说明DNA甲基化与肿瘤的关系答︰DNA甲基化是基因表达修饰方式之一，与基因表达调控密切相关，它能关闭一些基因的活性，而去甲基化能诱导基因的重新活化及表达。DNA甲基化修饰通过改变基因的表达，参与了细胞的生长、发育过程及X染色体失活等的调控。DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA的稳定性、DNA与蛋白质相互作用方面的改变，从而控制基因表达。加计划的状态的改变是引起肿瘤的一个重要因素。这种变化包括︰（1）整体甲基化水平降低；（2）正常非甲基化CpG岛的高甲基化；（3）维持甲基化模式酶的调节失控。从而导致基因组的不稳定（如︰染色体的不稳定，可移动遗传因子的激活，原癌基因的表达）和抑癌基因的不表达。列如︰对家族性和散发型乳腺癌和结肠癌的研究中发现，家族性肿瘤中序列无突变的10个抑癌基因启动子区域甲基化常见，但在突变的抑癌基因中没有发现甲基化的现象。由此可见︰DNA甲基化模式的改变和肿瘤的发生、发展密切相关。如何动物建模来评价促创伤愈合的新药作用效果？答：动物建模：1.准备20只体重在25-30克之间的标准化的KM小鼠；2.在每只小鼠的鼠背上分别建立两个面积为6*6mm的全皮层伤口A组和B组，A组伤口用新药处理，B组伤口做空白对照；3.分别在伤后的第3、7、8、9天随机处死一些小鼠，收集其皮肤组织样本分别作组织学和免疫组化分析；4.对A、B两组伤口用数码相机记录伤口创面愈合情况，用相关计算机程序测定残余伤口面积占初始伤口面积百分比并获得伤口愈合曲线，进行比较；5.组织学分析：创面标本做切片HE染色，测量新上皮从伤口边缘迁移的长度来确定新上皮成形率；6.免疫组化分析：？7.根据宏观形态的照片、HE染色以及免疫组化的结果评价新药的效果。参考文献：ASmallPeptidewithPotentialAbilitytoPromoteWoundHealing对于新型促愈合药物可能的作用机制的研究思路？试述外源基因在原核体系中的表达需要具备的条件，及影响外源基因表达的因素。答：答︰外源基因表达所要具备的条件︰（1）编码区不含插入序列（mRNA-cDNA）;(2)位于启动子下游，方向一致，原有的读码框不变；（3）含起始密码子（AUG）,终止密码（TAA）;(4)转录的必须有SD序列，调节SD序列与第一个AUG间的距离；（5）选择系统编号的简并密码；（6）增强产物的稳定（如︰融合蛋白，信号肽）。影响因素︰（1）启动子的强弱（主要因素）；（2）基因的剂量；（3）RNA转录效率（SD互补，AUGSD距离及序列，AUG前后核苷酸序列的适宜性）；（4）密码子；（5）表达产物的大小；（6）产物的稳定性。蛋白质的分离纯化技术依据蛋白质的性质分为哪几大类，请例举其中一类，谈谈它的原理及应用。答：答︰蛋白质的分离纯化可分为︰①依据溶解度差别，如硫酸铵分离法；②依据分子大小不同︰透析、超过滤、离心法、凝胶过滤层析、凝胶电泳；③依据蛋白质分子带点性质不同︰电泳、离子交换层析；④依据蛋白质吸附性质不同︰吸附柱层析、吸附薄层层析；⑤利用蛋白质的特异性配体︰亲和层析。举例︰电泳。其原理︰在一定PH值下，细胞表面带有净的正或负电荷，能在外加电场的作用下发生泳动，向正极或负极移动。各种细胞或处于不同生理状态的同种蛋白质所带电荷的电量不同，故在一定的电场中的泳动速度也不同。（影响颗粒电泳迁移率的因素︰缓冲液，电场，支持介质）类型︰SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳、等电点聚焦电泳、毛细管电泳。应用︰电泳的类型很多，应用范围也很广，如︰SDS，常用于蛋白质分子量的测定︰目前，双向凝胶电泳已成为蛋白质组学研究的重要技术。以2GM—CSF为例，写出获得该基因工程重组蛋白纯品的流程。答：1、GM—CSF全基因及可溶性sGM—CSF基因PCR扩增。2、含肠激酶位点的pth10HisA·sGM—CSF表达载体的构建（纯化后的GM—CSF，sGM—CSF及质检）。3、诱导表达pth10HisA·sGM—CSF在大肠杆菌BL21中诱导表达。4、sGM—CSF融合蛋白的制备<1度工程菌的培养2度超声破坏菌体。5、sGM—CSF融合蛋白的纯化<1度融合表达载体pthhisa在硫氧还蛋白融合段有组氨酸标签，用M2+固相化的chelatingsepharosefastflow填材料进行亲和，层析2度将可溶性表达产物（超声波，噬菌体的离心上清）与亲和柱结合，用2信柱床体积以上的A液过柱至基线平稳，用B液（A液加入朱唑至浓度为50mmol/L)梯度习脱5—10个柱体体积，用AKATAExplore进行检测，收集各洗脱液）。6、sGM—CSF融合蛋白的肠激酶切割及纯化。7、sGM—CSF融合蛋白及非融合蛋白的westernBlot检测。干细胞应具备哪些生物学特点？答:干细胞是人体最原始的细胞，具有很强的再生能力，在干细胞因子和多种白细胞介素的联合作用下，可诱导分化出各种类型的细胞。干细胞是自我更新能力，高度增殖和多向分化潜能的细胞。A：自我更新能力：干细胞可不对称分裂为1个子代干细胞和1个功能细胞，从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡，但干细胞的分裂实际是不对称的，干细胞在其发育期间也能够对称性地分裂以扩增它们的数量。B：高度增殖能力：因干细胞数量不多，所以其高度增殖的生物学特性有其重要意义：体内：如造血干细胞通过高度扩增，可补充由于细胞正常衰老死亡而丧失的血细胞。体外：体外扩增干细胞是干细胞研究和应用的前提和关键。因此，高度扩增的生物学特征不但对干细胞的研究和应用有着重要作用，而且对机体正常功能的维持也起着重要作用。C、多功能性或全能性一分化干细胞具有分化为多种细胞类型的潜能，但不同干细胞的分化潜能有所不同。胚胎干细胞：全能性神经干细胞：多功能性。何为干细胞不对称分裂？答：干细胞不对称分裂为1个子代干细胞和1个功能细胞，从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。例如：皮肤更新，干细胞分裂后，其中一个成为干细胞，另一个则分化为上皮细胞或基底细胞等等。什么是细胞分化？为什么说细胞分化是基因选择性表达的结果？答：（1）细胞分化（celldifferentiation）：指个体发育过程中，细胞后代之间在形态结构、生化组成和功能上向专一性和特异性方向发展，逐渐产生稳定性差异的过程。（2）原因:细胞分化的主要特征是新的、特异性蛋白质的合成，随后细胞在生化、结构、功能上发生变化，细胞表型出现差异，从分子层次上看，这是由于基因选择性表达的结果，即奢侈基因表达使细胞合成特异蛋白。由于基因基因的选择性表达而合成分化细胞的某些特异性蛋白，执行特殊功能，因此细胞分化的本质就是基因表达调控的问题。在细胞内与分化有关的基因按其功能分为两类：一类是管家基因，表达的产物用以维持细胞自身的正常的新陈代谢；另一类是奢侈基因，表达形成细胞功能的多样性。细胞分化正是奢侈基因的选择性表达的结果。因此细胞分化的实质就是基因的选择性表达的结果。何为细胞全能性？如何证明分化成熟细胞的全能性？答:（1）细胞全能性（totipotency）：单个细胞在一定条件下可分化发育为完整个体的分化潜能称为全能性。（2）证明分化成熟体细胞的全能性：由于DNA的半保留复制和细胞的有丝分裂，从而使生物体的任何体细胞都具有了与原初的受精卵（有性生殖过程中）或起始细胞（无性生殖过程）相同的一整套基因。依然受精卵或起始细胞可以发育成为一个新整体，那么受精卵或起始细胞复制而来的与受精卵或起始细胞具有相同的一整套基因的体细胞依然应该能发育成为一个完整的个体，即分化成熟的体细胞也是全能的。体细胞的核移植到受精卵的胞质中时，这个具有新核的细胞可以发育为一个新的个体。这说明分化成熟的体细胞核仍然保持完整的，在一定条件下的细胞全能性。如克隆羊。什么是表观遗传学？它主要研究什么内容？答︰（1）基因的DNA序列不发上改变的情况下，基因的表达水平与功能发生改变，并产生可遗传的表型。不依赖于DNA序列的遗传现象。（2）①DNA甲基化修饰︰基因选择性转录表达的调控，主要表现为基因组DNA上的胞嘧啶第5位碳原子和甲基间的共价结合，胞嘧啶由此被修饰为5-甲基胞嘧啶。②非编码RNA的调控作用︰miRNA调节大约30%的人类基因表达。miRNA可以通过靶向DNA或组蛋白修饰酶等表观遗传复合物而实现调节作用。siRNA通过诱导染色质的形成来实现对基因表达的调控。piRNA主要表现为在配子形成过程中对转座子元件的沉默作用，是生殖细胞发育所必须的。③组蛋白修饰︰构成核小体的组蛋白，氨基端可以被多种酶进行各种修饰，如磷酸化，乙酰化，甲基化和泛素化，组蛋白的这类修饰可以改变DNA-组蛋白的相互作用，是染色质的构型发生改变，称为染色质构型重塑。什么是甲基化，在调控基因表达过程中起什么作用？答：（1）从活性甲基化合物（如S-腺苷基甲硫氨酸）上催化其甲基转移到其他化合物的过程。可形成各种甲基化合物，或者是对某些蛋白质或核酸等进行化学修饰形成甲基化产物。（2）甲基化是蛋白质和核酸的一种重要的修饰，调节基因的表达和关闭，与癌症、衰老、老年痴呆等许多疾病密切相关，是表观遗传学的重要研究内容之一。最常见的甲基化修饰有DNA甲基化和组蛋白甲基化。DNA甲基化能关闭某些基因的活性，去甲基化则又到了基因的重新活化和表达。DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。研究证实，CpG二核苷酸中胞嘧啶的甲基化导致了人体1/3以上由于碱基转换而引起的遗传病。DNA甲基化主要形成5-甲基胞嘧啶（5-mC）和少量的N6-甲基腺嘌呤(N6-mA)及7-甲基鸟嘌呤（7-mG）。在真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出现在CpG序列、CpXpG、CCA/TGG和GATC中。DNA甲基化是指生物体在DNA甲基转移酶（DNAmethyltransferase，DMT）的催化下，以s-腺苷甲硫氨酸（SAM）为甲基供体，将甲基转移到特定的碱基上的过程。DNA甲基化可以发生在腺嘌呤的N-6位、胞嘧啶的N-4位、鸟嘌呤的N-7位或胞嘧啶的C-5位等。但在哺乳动物中DNA甲基化主要发生在5ˊ-CpG-3ˊ的C上生成5-甲基胞嘧啶（5mC）。什么是基因印记？它的主要特征是什么？答：基因印迹，是表观遗传调节的一种形式，是指两个亲本等位基因的差异性甲基化造成了一个亲本等位基因的沉默，另一个亲本等位基因保持单等位基因活性。2.特征；a每一个印记基因簇由一个印记控制元件（imprintcontrolelement，ICE）所控制。B也称为印记控制区域（imprintcontrolregion，ICR）或者印记中心（imprintcentre，IC）c绝大多数都有CpGislands，能够发生dna甲基化。D在CpGislands，内或附近常有成簇的、有向的重复片段。请叙述肝细胞对胰高血糖素或肾上腺素的反应过程。答：肾上腺素能受体激活——与Gi偶联——AC活性下降——cAMP活性下降——平滑肌舒张。胰高血糖素能受体——激活Gs、增加AC活性——cAMP——PKA（增加肝糖原分解）细胞膜在信号转导的过程中起到怎样的作用？答：屏障作用，位于细胞膜的某些能特异性地与外源性物质结婚，并诱发细胞产生某些特定的生理生化反应，并最终产生生物学效应的物质。简述CRISPR/Cas-9的基本原理及优点（与传统的基于同源重组的胚胎干细胞基因敲除相比较）。答：CRISPR/Cas-9此系统的工作原理是crRNA（CRISPR-derivedRNA）通过碱基配对与tracrRNA（trans-activatingRNA）结合形成tracrRNA/crRNa复合物，此复合物引导核酸酶Cas9蛋白在与crRNA配对的序列靶位点剪切双连DNA。而通过人工设计这两种RNA，可以改造形成具有引导作用的sgDNA（shortguideRNA），足以引导Case9对DNA的定点切割。作为一种RNA导向的dsDNA结合蛋白，cas9效应物核酸酶是已知的第一个统一因子（unifyingfactor），能够共定位RNA、DNA和蛋白，从而拥有巨大的改造潜力。将蛋白与无核酸酶的Case9（Cas9nuclease-null)融合，并表达适当的sgDNA，可靶定任何dsDNA序列，而sgDNA的末端可连接到目标ＤＮＡ，不影响ｃａｓ９的结合。因此，ｃａｓ９能在任何ｄｓDNA序列处带来任何融合蛋白及RNA，这为生物体的研究和改造带来巨大潜力。优点：1、靶向精确性更高。RNA靶向序列和基因组序必须完全匹配Cas9才会对DNA进行剪切。2、可实现对靶基因多个位点同时敲出。3、实验周期短，最快仅需2个月，节省大量时间和成本。4、无物种限制。为何在筛选靶基因敲除的胚胎干细胞时还需经历阴性筛选过程？简述更昔洛韦（Ganciclovir）在胚胎干细胞阴性筛选中的作用机制。答：P24,26题基本概念siRNA＆miRNA；Dicerprotein；RISC；PTGS答：siRNA：(siRNA):是一种小RNA分子(~21-25核苷酸)，由Dicer(RNAaseⅢ家族中对双链RNA具有特异性的酶)加工而成。SiRNA是siRISC的主要成员，激发与之互补的目标mRNA的沉默。miRNA：是在真核生物中发现的一类内源性的具有调控功能的非编码RNA，其大小长约20~25个核苷酸。成熟的miRNAs是由较长的初级转录物经过一系列核酸酶的剪切加工而产生的，随后组装进RNA诱导的沉默复合体，通过碱基互补配对的方式识别靶mRNA，并根据互补程度的不同指导沉默复合体降解靶mRNA或者阻遏靶mRNA的翻译。Dicerprotein：一种核糖核酸内切酶，属于RNaseIII家族中特异识别双链RNA的一员，它能以一种ATP依赖的方式逐步切割由外源导入或者由转基因，病毒感染等各种方式引入的双链RNA，切割将RNA降解为19-21bp的双链RNAs(dsRNAs)，每个片段的3'端都有2个碱基突出。RISC：RNA-inducedsilencingcomplex(RISC)：一种RNA-\o"医学百科：蛋白质"蛋白质复合物，通过与目标\o"医学百科：mRNA"mRNA完全或者部分的互补配对来实施切割或者\o"医学百科：翻译"翻译\o"医学百科：抑制"抑制\o"医学百科：功能"功能。SiRNA组装siRISC，\o"医学百科：miRNA"miRNA组装miRISC。RISCs（无论siRISC还是miRISC）包括两种类型：切割型和不切割型。现在的研究表明，RISC当中的\o"医学百科：AGO"AGO蛋白质决定了RISC是切割型的还是不切割型的。PTGS：转录后基因沉默：在基因转录后的水平上通过对靶RNA进行特异性降解而使其失活。请说明RNAi的作用机制。答：dsRNA进入细胞内，被一种具有类似RNasetlI活性的核酸内切酶Dicer结合，并被酶切成19～23nt的小干扰RNA(smallinterferenceRNA，siRNA)，在ATP的作用下，siRNA与由多种蛋白质结合形成且具有活性的RNA沉默复合物(RNA—in—ducedsilencingco1TIpiex，RISC)结合，RISC具有解螺旋酶的功能，使与其结合的siRNA双链解螺旋成单链，释放正义链，保留反义链，随后识别并结合细胞内与其反义链相互补的mRNA链。RISC将mRNA剪切成siRNA双链，降解mRMA，使靶基因表达沉默。请分析解释SUGuo的实验结果。答：Su

Guo的实验证明了导入一个目的基因的正义与反义RNA可以达到敲除某个基因的效果。因为该基因的野生型与突变型在胚芽时有对称与不对称的差异，所以她想从RNA共抑制现象（以前的研究结果）的基础上实现产生变异的效果，但是由于当时还没有研究清楚到底是哪种RNA起到了抑制的作用，所以她同时导入了正义与反义RNA，她当时的分析是反义的RNA可以特异性的与mRNA结合，从而阻止RNA的翻译以及以后的步骤，当然最后她成功了，用现在的科学成果进行分析和解释，由于她导入了正义与反义RNA，使得正义与反义RNA在细胞内特异性的互补形成了dsRNA，然后在被Dicer酶切割为干扰dsRNA，然后随着RISC形成并识别降解mRNA。什么是细胞凋亡？答：细胞凋亡是指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序死亡。细胞凋亡有哪两条主要的途径？答：细胞凋亡信号转导的两大途径A:由死亡受体（FAS、TNFR）介导的外源途径。在这条途径中，启动capase-8首先被激活。B：线粒体介导的内源途径。在这条途径中，启动caspase—9首先被激活。BCL—2家族的分类和结构特征？答：Bcl-2家族成员分为两类A：抗细胞凋亡，如Bcl-2、Bcl-xL、A1、Bcl-w、Mcl-1.在这类分子中，都有Bcl-2同源区1-4的结构。B：促进细胞凋亡。在这类分子中，又分为两个亚族：Bax亚族，如Bax、Bak。Bok，有BH1、BH2和BH3的结构；BH-only亚族，如Bik,Bad,Bid、Bim，只有BH3的结构。1988，Vaux等在依赖IL-3的B淋巴细胞中发现，转染Bcl-2基因能够阻止剥夺了IL-3的B细胞的凋亡。因而，Bcl-2是第一个被发现的靠阻止细胞死亡而非促进细胞增殖起作用的癌基因。Bcl-2抗凋亡作用的机制:通过与促凋亡蛋白相互作用而抑制细胞凋亡。Bax是细胞凋亡促进因子。Bax自身可以组成同二聚体，也可以与Bcl-2构成异二聚体。Bcl-2与Bax蛋白量的比率决定异二聚体与同二聚体的比值。这对决定细胞凋亡的易感性起关键作用。如果Bcl-2的过度表达，与BAx形成异二聚体中的Bax，使Bax游离而促进细胞凋亡。Bad是细胞凋亡促进因子。Bad可以置换Bcl-2/Bax异二聚体中的Bax，使Bax游离而促进细胞凋亡。Bad缺乏典型的C端跨膜结构，说明它并非一完整膜蛋白。P53基因在细胞DNA损伤中的作用？答：P53并非为所有细胞的凋亡过程所必需，但对DNA损伤而诱发的细胞凋亡却是必不可少的。P53的两大功能：A;使细胞在G1期停滞。当DNA损伤后，P53首先诱导细胞进入G1期，抑制细胞增殖，直至损伤的DNA修复。B：一旦DNA不能被修复，p53就会活化那些诱导细胞凋亡的基因转录，使细胞发生凋亡。转录组及蛋白组的概念分别是什么？其研究内容分别包括哪些方面？答：转录组指生命单元（通常是一种细胞）所能转录出来的可直接参与蛋白质翻译的mRNA总和，而其他所有非编码RNA均可归为RNA组。研究内容：目前，转录组学研究的侧重点涉及基因转录的区域、转录因子结合位点、染色质修饰、DNA甲基化位点等。蛋白组：细胞、组织或机体在特定时间和空间上表达的所有蛋白质。蛋白质组学的研究主要涉及两个方面：一是蛋白质组表达模式的研究，即结构蛋白质组学二是蛋白质组功能模式的研究，即功能蛋白质组学。（一）蛋白质鉴定是蛋白质组学的基本任务（二）翻译后修饰的鉴定有助于蛋白质功能的阐明（三）蛋白质功能确定是蛋白质组学的根本目的如何利用转录组学及蛋白组学的方法筛选相关基因？（写出主要的检测指标及其实验方法名称）答：转录组的研究方法:cDNA芯片、基因芯片的探针。。基因表达系列分析技术（SAGE）：①获得能代表某一转录体特异性信息的标签(tag)约为9～14bp;②连接标签组成的DNA片段,即形成串联体(Concatemer),进行扩增后测序分析,得到代表转录体信息的标签序列;③同一标签的重复次数代表该转录体的表达水平大规模平行信号测序系统（MPSS）其基本方法是从生物样品中提取mRNA，将mRNA分子转换成cDNA，通过固相克隆将该cDNA均匀地加载到特制的小分子载体表面，然后在小分子载体上进行大量的PCR扩增。将所有cDNA游离的一端进行精确测序产生16至20个碱基。每一特定序列在整个生物样品中所占的比例，就代表了含有该cDNA基因在样品中的相对表达水平。基因表达聚类分析。蛋白组研究方法：蛋白质分离技术：凝胶双向电泳、HPLC蛋白质鉴定技术：Edman测序、质谱技术图像分析与生物信息：图像分析软件，数据库相互作用研究技术：酵母双杂交技术、免疫共沉淀、蛋白质芯片等。结合你的专业，论述线粒体与医学的关系。答：线粒体的主要功能是进行氧化磷酸化，合成ATP，为细胞生命活动提供能量。线粒体是糖类、脂肪和氨基酸等物质最终氧化释能的场所。糖类和脂肪等营养物质在细胞质中经过降解作用产生丙酮酸和脂肪酸，这些物质进入线粒体基质中，再经过一系列分解代谢形成乙酰辅酶A，即可进一步参加三羧酸循环。三羧酸循环中脱下的氢，经线粒体内膜上的电子传递链(呼吸链)，最终传递给氧，生成水。线粒体与帕金森氏症(Parkinson’sdisease。PD)帕金森病是一种慢性神经系统退行性疾病，是由中脑黑质致密部多巴胺神经元选择性变性死亡、纹状体多巴胺减少所致，其发病机制目前并不很清线粒体呼吸链是体内氧自由基产生的主要部位，呼吸链中任何部位受到抑制都会使自由基产生增多。PD患者黑质中线粒体酶复合体I缺陷会导致自由基产生增多，ATP合成减少。能量的减少会造成细胞内离子失衡，膜电位下降，导致一些电压依赖的Ca2+通道的持续开放，造成ca2+急剧内流，细胞内ca2+增多，耗竭细胞内ATP，同时通过活化蛋白酶、脂肪酶、核酸内切酶，介导了兴奋毒性的细胞损伤，造成神经元死亡。近年来还发现，线粒体控制核的程序化死亡(apoptosis)，体外试验表明低浓度的MPP+对酶复合体I的抑制可以造成培养的多巴胺能神经元的程序化死亡，而高浓度主要引起细胞的坏死旧J。Mo—chizuki等发现PD患者黑质致密带多巴胺能神经元呈现程序化死亡，这些结果提示，在PD多巴胺能神经元死亡的早期，可能存在由酶复合体I抑制引起的程序化死亡，以后随着生化缺陷的加剧，而出现由程序化死亡向坏死的转变。表明在PD早期如能改善线粒体功能，阻止程序化死亡加剧，将有助于保护残存的神经元，阻止疾病进程。2．2线粒体与阿尔茨海默病(Alzheimer’sdisease．AD)阿尔茨海默病(AD)作为老年性痴呆的一种重要类型，是中枢神经系统的一种渐进性退行性疾病。目前，AD的病因研究较多，其中线粒体因在能量代谢、自由基产生、衰老和神经退行性变等方面的特殊作用而倍受关注。线粒体功能异常可导致一系列相互作用的损伤过程：能量代谢障碍以及基于钙稳态破坏和活性氧产生为基础的神经元兴奋性毒性。许多证据表明，线粒体能量代谢障碍在AD的发生中占有重要地位。正电子断层扫描(Positronemissiontomography．PET)检查显示AD患者脑组织氧化，并且能量代谢受损，表现为脑部葡萄糖利用减少，脑脊液中乳酸含量增高，而琥珀酸、延胡索酸、谷氨酰胺含量降低，这些表明AD患者脑线粒体氧化代谢过程受损。神经能量代澍障碍和兴旮眭毒性作用可升高细胞内ca2+水平，导致活性氧等自由基的产生。由于AI)患者脑部神经元中线粒体DNA氧化程度为正常水平的3倍，说明引起氧化损伤的自由基可能主要来源于线粒体。线粒体损伤及功能改变在细胞凋亡中发挥重要作用：线粒体呼吸功能的降低、氧化磷酸化一电子传递偶联受损、膜电位降低等线粒体功能的改变(其变化早于核固缩和细胞膜完整性的破坏)，最终导致AD患者的神经细胞凋亡。2．3线粒体与线粒体糖尿病(Maternallyinheriteddiabetes)线粒体基因突变糖尿病是糖尿病单基因致病类型。在最新的糖尿病分型中把其列为特殊类型糖尿病，属于13细胞遗传缺陷疾病p’。线粒体糖尿病人mtDNA基因的3243位点处鸟嘌呤取代了腺嘌呤，有研究认为该突变引起mtD—NA转录和翻译的异常，致使mtDNA氧化磷酸化(OXPHOS)过程受损，无法产生足够的ATP，从而使B细胞胰岛素分泌受到抑制。同时，自由基产生过多，使线粒体功能进一步受损，严重时B细胞可死亡。骨骼肌同样也存在OXPHOS障碍，外周葡萄糖摄取减少，肌肉的糖酵解增加，从而促进乳酸循环，肝糖异生亢进，致血糖增高。