同济考博-分子生物学真题-答案

8、基因组一个细胞，或生物体内的全部基因，全部遗传信息。
9、原癌基因细胞癌基因，正常情况下静止或极少表达，其表达产物对于细胞生长、分化、增殖有重要作用。一旦激活可以导致细胞恶变，诱发肿瘤的基因。激活方式有：点突变、获得启动子、基因扩增、染色体易位或重排。
10、多克隆位点：载体中有多个限制性内切酶的识别位点，能够插入多个外源基因并且能否复制的位点。
4.提取IL-2高表达的组织的mRNA，RT-PCR，T载体克隆或直接酶切克隆至表达载体中、测序。
2.真核细胞中基因表达的特异性转录调控因子是指什么？根据它们的结构特征可以分为哪些类型？它们和DNA相互识别的原理是什么？
特异性转录调控因子是指是除基本转录因子之外，与转录核心区以外的顺式作用元件相结合，影响基因转录的因子，分为DNA结合结构域和转录激活结构域。与GGGCGG结合的特异性转录调控因子叫Sp1。与CCAAT结合的转录因子叫CBF。大多数类固醇激素与受体结合之后，构成特异性转录因子，与顺式作用元件结合，激活基因转录。也有转录调控抑制因子，可以覆盖转录活化区，覆盖转录起始区。还有HSP。与DNA的识别模式有：(1)螺旋-转角-螺旋，helix3识别结合DNA，helix1,helix2结合其它蛋白质因子。(2)Zenic finger与DNA大沟相结合，可以与RNA-pol3及其它转录因子相互作用。(3)亮氨酸拉链：N-末端由碱性氨基酸构成的a-helix可以与DNA相结合.(4)helix-loop-helix兼性a-helix具有疏水侧面和亲水侧面，两个具有这种motif的反式因子可以形成dimer。紧靠helix N-末端的碱性氨基酸组成的序列可以结合DNA。
5.回文结构：两个序列相同的DNA单链反向碱基互补，串联重复，又叫反向重复序列，是限制性内切酶II的识别位点，也是转录终止的识别区。可以构成十字状结构。
双链DNA中含有的二个结构相同、方向相反的序列称为反向重复序列，也称为回文结构。
6.启动子：真核基因转录起始点上游，能够与RNA聚合酶结合，启动基因转录的一段特异性核苷酸序列。
①有特异识别和切割的序列部位
②DNA分子上两个单链断裂的部位通常不是直接相对的
③断裂所形成的DNA片段常具有碱基互补的单链尾巴（粘性末端）
④内切酶的切割和修饰功能由两个不同的酶催化所完成，即内切酶活性和甲基化作用活性是分开的
四、试述影响原核基因转录的因素(20分)
原核基因表达调控与真核存在很多共同之处，但因原核生物没有细胞核和亚细胞结构，其基因组结构要比真核生物简单，基因表达的调控因此而比较简单。虽然原核基因的表达也受转录起始、转录终止、翻译调控及RNA、蛋白质的稳定性等多级调控，但其表达开、关的关键机制主要发生在转录起始。其特点包括以下3方面：（1）σ因子决定RNA聚合酶的识别特异性：原核生物只有一种RNA聚合酶，核心酶催化转录的延长，亚基识别特异启动序列，即不同的因子协助启动不同基因的转录。（2）操纵子模型的普遍性：除个别基因外，原核生物绝大数基因按功能相关性成簇地连续排列在染色体上，共同组成一个转录单位即操纵子，如乳糖操纵子等。一个操纵子含一个启动序列及数个编码基因。在同一个启动序列控制下，转录出多顺反子mRNA。（3）阻遏蛋白与阻遏机制的普遍性：在很多原核操纵子系统，特异的阻遏蛋白是控制启动序列活性的重要因素。当阻遏蛋白与操纵基因结合或解离时，结构基因的转录被阻遏或去阻遏。原核生物在细胞质内转录，转录和翻译同时进行。
转录激活域：与其他转录因子相互作用的结构成分。常见的转录激活结构域有富含谷氨酰胺结构域，富含脯氨酸结构域及酸性α螺旋结构域。
三、试述2型限制酶的功能与特性(20分)
Ⅱ型酶相对来说最简单，它们识别回文对称序列，在回文序列内部或附近切割DNA，产生带3'-羟基和5'-磷酸基团的DNA产物，需Mg2+的存在才能发挥活性，相应的修饰酶只需SAM。识别序列主要为4-6bp，或更长且呈二重对称的特殊序列，但有少数酶识别更长的序列或简并序列，切割位置因酶而异，有些是隔开的。
转录因子的DNA结合区都有特定的空间构型和带电性质。可以和结构和电荷量相匹配的DNA结合。
3.简述细胞内癌基因激活的方式？
(1)点突变：基因中单个碱基替换，引起表达的蛋白质氨基酸序列改变。例如，结肠癌中常有k-ras基因的点突变。(2)插入启动子：多见于癌症的起始阶段。某些病毒(ALV)的长末端重复序列(LTR)含有启动子，转染宿主细胞之后，插入到原癌基因周围或内部，启动基因转录，活化。例如ALV的LTR插入到c-myc周围，可以使其表达水平提高20-76倍。(3)基因扩增：见于癌症进展期。癌基因不断复制，拷贝数增多。在染色质中有浅染区，均质染色质。其不断复制扩增，可以脱离染色体，形成双微体。例如，在小细胞肺癌中，c-myc扩增，胶质瘤中ERBB1扩增，神经纤维瘤中，n-myc扩增。(4)染色体易位和重排：染色体易位时，如果断裂点发生在原癌基因周围，可以改变癌基因的结构和转录调控系统，使之激活。例如，在Burkitt淋巴瘤中，有t(8;14),(q24;q32)易位。慢性粒细胞白血病中有BCL/ABL融合基因，使络氨酸蛋白激酶激活，不受生长因子/受体的调控，使c-ABL活化，导致CML。
3、derepression
去阻扼：阻遏蛋白从启动子，操纵子区脱离，解除抑制。染色质去阻扼后出现的开放构象，能促进基因转录。例如，乳糖操纵子中，乳糖与阻遏蛋白结合，改变阻遏蛋白的构象，使之不再与操纵基因结合，RNA-pol II就与启动子结合，开始转录翻译出三种酶，乳糖就是阻遏蛋白与操纵子分离的诱导物。
五、试述病毒核酸的结构特点(10分)
（1）病毒内的核酸结构相对简单，其遗传物质可以是DNA或者RNA，也有阮粒病毒以蛋白质作为遗传物质，成熟的病毒内只有一种遗传物质，要么是DNA，要么是RNA。（2）病毒基因可以连续也可以中断，很少有重复序列。病毒基因组大部分是用来编码蛋白质的，其编码区大于901%。非编码区较少。非编码区通常是基因表达的调控区（3）有重叠基因存在，使得较小的基因片段可以携带较多的遗传信息。（4）病毒基因组是单倍体，功能相关的蛋白质基因常常丛集于基因组的一个或者多个特定部位，形成一个功能单元或者转录单元。
同济医科大学2001年分子生物学（博士）
一、英汉互译下列名词，并加以解释(30分)
1、transposable element
转座子：基因组中可移动的DNA分子，在真核生物的基因和基因组进化中起着重要的作用。
2、restriction enzyme
能够特异性识别dsDNA序列，并且能够在识别位点及其周围切断DNA的核酸内切酶
华中科技大学同济医学院2002年攻读博士学位研究生入学考试试题
考试科目：分子生物学（基础课）科目代码：811
一名词解释并写出对应的英文名词（共10小题，每小题5分，共50分）
1.克隆载体2.表达载体3.假基因4.微卫星序列5.回文结构6.启动子
7.癌基因8.多克隆位点9.增强子10.开放阅读框架
1.克隆载体：为“携带”感兴趣的外源DNA、实现外源DNA的无性繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一些DNA分子。一般为质粒或者噬菌体。
三选答题（任选2小题，每小题10分，共20分）
1.简述基因治疗中转移外源基因至体内的非病毒和病毒途径的主要原理
非病毒途径有(1)直接注射法：将含有裸DNA的溶液直接对患者肌肉注射，DNA转入肌组织，并向全身表达目的基因的产物。可以持续几个月到1年多。但是，转入效率很低。仅限于肌肉组织。(2)电穿孔法：在高压电脉冲作用下，使细胞膜打孔，让外源DNA迅速导入宿主细胞。主要与电压和脉冲时间有关。(3)脂质体转移法：用磷脂双分子层包裹目的基因，与细胞膜有类似的结构，通过内吞作用，进入细胞，可以防止细胞内核酸酶的降解目的基因。(4)阳离子多聚体：阳离子聚胺与阴离子DNA形成复合物，与细胞表面带负电的受体结合，通过内吞作用进入细胞。没有细胞特异性，没有靶向性，基因转移效率低。(5)同源重组法：外源基因专一的整合到受体细胞的特定部位，基因修正。
4、gene therapy
基因治疗：是以改变人的遗传物质为基础的生物医学治疗，用一定方法(病毒载体，非病毒载体)将正常人野生型基因或有治疗作用的基因导入患者靶细胞内，从而置换或者矫正致病基因的一种治疗方法。
5、calmodulin
钙调蛋白：钙调蛋白是真核生物细胞胞质溶胶蛋白，由148个氨基酸组成单条多肽，16.7kDa。一种能与钙离子可逆结合的蛋白质。钙离子被称为细胞内的第二信使，其浓度变化可调节细胞的功能，这种调节作用主要是通过钙调蛋白而实现的。
6、操纵子：指包含结构基因、操纵基因以及启动基因的一些相操纵子邻基因组成的DNA片段，其中结构基因的表达受到操纵基因的调控。主要见于原核生物，但在真核生物中也存在。
7、反式作用因子：一些细胞核内蛋白质可以与顺式作用原件和RNA-pol相互作用，来调控基因转录。Cis-acting element:真核基因非编GENBANK中检索IL-2的mRNA序列；在genecard里检索IL-2高表达的组织；同时检索一下有关文献；
2.如果考虑使用原核表达系统（通常是大肠杆菌表达系统），将IL-2的成熟肽的基因序列找出（呵呵，我没有检索，不清楚是否有信号肽）进行分析；
3.根据表达载体，设计含有合适酶切位点的、对应成熟肽编码区的引物；
病毒途径：病毒载体的要求：可以有效地进入靶细胞，具有可插入治疗基因的较大空间和筛选标记，具有控制治疗基因表达的顺式作用元件。(1)逆转录病毒：反转录病毒虽是RNA病毒，但有反转录酶，可使RNA转录为DNA，再整合到宿主细胞基因组。具有穿透细胞的能力，可使近100%的受体细胞被感染，转化细胞效率高。无严格的组织特异性，随机整合的病毒可长期存留，对细胞无害。这种载体只能把其DNA整合到能旺盛分裂细胞的染色体，而不适合于那些不能正常分裂的细胞，如神经元。由于病毒自身含有病毒癌基因，就有使宿主细胞感染病毒和致癌的危险性。人们有目的地将病毒基因及其癌基因除去，仅留它们的外壳蛋白，以保留其穿透细胞的功能，试图避免上述缺点。这种改造后的病毒称为缺陷型病毒（defective virus）。这样的病毒中的反转录酶可将RNA转化为DNA，有助于该DNA顺利进入宿主细胞的基因组，而该病毒则死亡。(2)DNA病毒介导载体（DNA viral mediated vector）：DNA病毒包括腺病毒、SV40、牛乳头瘤病毒、疱疹病毒等，一般认为这类病毒难于改造成缺陷型病毒。牛乳头瘤病毒重组后，可不插入宿主染色体中引起插入突变，又可在宿主染色体外独立复制，并表达出基因产物。美国设计了一个新的腺病症载体，它是用一个化学连接器即赖氨酸链（lysine chain）将DNA栓在病毒外壳上，这样组成的运输器，通过一个表面抗体而进入细胞核，使宿主基因与治疗基因共同表达。这个新病毒载体称为腺病毒多赖氨酸DNA复合体（adeno virus-polylysine DNA-complex）。
二、试述反式作用因子的结构特征及作用方式(20分)
Trans-acting factor是一类细胞核内的蛋白质因子，能够与顺式作用元件和RNA-pol相互作用，调节基因转录活性。一般含有DNA结合结构域和转录活化结构域。
DNA结合结构域：（1）Helix-turn-helix含有3个helix，其中helix3与DNA识别结合，helix1和helix2与其它蛋白质结合。（2）Zenic finger锌指结构：由相对保守的一段氨基酸序列和锌离子结合，形成相对独立的功能域，像一根手指插入DNA的大沟。两种类型的DNA结合蛋白有这样的模序，一是锌指蛋白，另一个是甾体受体。（3）Leucine Zipper：亮氨酸拉链，两个蛋白质之间相互作用，共同建立一个转录复合体。是一种富含亮氨酸的蛋白质形成的二聚体motif。这种motif可以识别特殊的DNA序列。两个亮氨酸拉链区的反式作用因子依靠疏水力量相互结合，N-端有碱性氨基酸构成的a-helix能够与DNA结合。Eg: AP1与SV40增强子的结合（4）helix-loop-helix:兼性a-helix具有疏水面和亲水面，两个具有这种的motif反式因子可以形成dimer。仅靠helix的N-端有一段富含碱性氨基酸的序列可以与DNA结合。HLH以同二聚体或者异二聚体作用于顺式作用元件。（5）同源异形结构域homeodomain,同源异性盒是一种编码60aa的序列，长180bp，几乎存在于所有真核生物中。
7.癌基因：能够导致细胞恶性转化的基因，分为病毒癌基因和细胞癌基因。
8.多克隆位点：有个限制性内切酶的识别位点，可以让多个外源基因插入的载体位点。
二问答题（共3小题，每小题10分，共30分）
1.若要获得IL-2的基因工程产品，你应该怎么做？
基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作，又叫分子克隆，DNA重组技术。
2.表达载体：为使插入的外源DNA序列可转录、进而翻译成多肽链而设计的克隆载体
3.假基因：多基因家族中，某些成员不产生有功能的基因产物，这些基因叫假基因。可以作为转座子的一部分。
4.微卫星序列：真核基因中2-6bp的短串联重复序列，数目非常多，分散于基因组中。卫星DNA构成着丝粒，端粒，Y染色体异染色质区。可以作为第二代遗传标记，用于连锁分析，亲子鉴定，个体识别。