中科院细胞生物学2008

1.根据与细胞膜的结合方式，膜蛋白可分为哪三类？如何通过实验区分它们？
膜蛋白分类（5分）
1.膜周边蛋白（依靠离子键或其它非共价相互作用与膜表面的蛋白质或脂分子相连）
2.膜内在蛋白（跨膜蛋白）
3.脂锚定膜蛋白（依靠共价相互作用于膜相连）
实验区分（5分）
4.膜周边蛋白（通过改变溶液的离子强度或提高温度可从膜上分离）
5.膜内在蛋白（需要表面活性剂破坏膜结构后才能从膜上分离）
6.脂锚定膜蛋白（需要表面活性剂破坏膜结构后才能从膜上分离；需要脂酶处理才能去除脂部分；蛋白胶上跑的位置不同）
2.胚胎干细胞与类胚胎干细胞
1）胚胎干细胞潜在的主要应用有哪些？
定向分化为功能性组织或器官用于临床移植治疗重大疾病（2分）
定向分化为特定细胞用于药物筛选（1分）
体内无法进行的胚胎发育研究（1分）
2）类胚胎干细胞与胚胎干细胞相比有何不同？可望解决目前胚胎干细胞研究及应用中的哪些问题？
不同之处（5分）
1.来源不同：胚胎干细胞来自胚胎发育至囊胚期的内部细胞团（Inner Cell Mass），而类胚胎干细胞来自工程化的体细胞
2.培养条件不同：人胚胎干细胞需要饲养层细胞（Feeder Cell Layer）才能维持其全能性，类胚胎干细胞不需要
3.分化潜力不同：目前尚缺乏足够的证据显示类胚胎干细胞具有胚胎干细胞同等的全能分化能力
4.类胚胎干细胞含有病毒载体成分，产生新的安全性问题
5.其它不同处：若有道理可适当给分
解决问题（5分）
1.伦理道德问题（基本没有克隆人的问题）
2.免疫排斥问题
3.卵子来源不足问题
4.其它问题：若有道理可适当给分
3）从理论上，要证明某种细胞具有人胚胎干细胞的全能性，需证明它能分化为人体中的所有细胞种类(200多种），有无捷径？
只需要证明该种细胞能分化为外胚层、中胚层及内胚层每个胚层中的至少一种细胞（3分）
3.围绕蛋白质表达的全过程（包括转录、翻译、翻译后加工及到达正确的作用位点），结合细胞内结构特点，简要阐述真核细胞与原核细胞的差异
转录（7分）
1.真核细胞中有DNA存在于多重包装结构的染色质中，要先解聚才能用于转录
2.真核细胞中转录所需的酶及其它因子需要从细胞质透过核膜转运到核内
3.转录机器（酶、转录因子、启动子/增强子等DNA调控系列）在真核细胞和原核细胞中完全不同
4.真核细胞的基因中通常有内含子，需要RNA剪切，而原核细胞基因一般没有
5.mRNA的转录后加工在两类细胞中不同
6.其它差异：若有道理可适当给分
翻译（7分）
1.真核细胞中mRNA需要从核内透过转运到细胞质
2.真核细胞中胞内可溶性蛋白、膜蛋白及分泌到细胞外的蛋白有不同的翻译模式，后两种蛋白的合成通常在内质网上进行
3.核糖体组成及结构差异
4.启动密码子差异
5.其它差异：若有道理可适当给分
蛋白翻译后修饰及到达正确的作用位点（6分）
1.真核细胞中有糖基化、磷酸化、泛素化等各种蛋白翻译后修饰，内质网及高尔基体起了重要作用
2.真核细胞中有先进的蛋白分选系统
3.其它差异：若有道理可适当给分
为什么认为在进化过程中形成的第一个细胞中，其遗产材料是RNA而不是DNA？进化后期细胞的遗产材料又变成了双链DNA，这又是为什么？
RNA能形成特定的二级结构，可以有催化活性，而且其核糖比DNA中的脱氧核糖更易合成得到，因此在进化过程中的第一个有自身复制功能的生物大分子极可能是RNA而不是DNA （那时有功能的蛋白质应当还没有形成，因为通过随机碰撞让多个氨基酸连接形成功能性蛋白分子的可能性远远小于RNA）。

进化后期细胞的遗传材料又变成了双链DNA是因为DNA（含脱氧核糖）的稳定性好于RNA （含核糖），双链结构则增强了修复能力，不容易形成变异。

5.细胞周期运转到分裂中期时，周期蛋白A和B通过泛素化途径降解。

1）简述蛋白质的泛素化降解途径（7分）
E1，E2，E3，蛋白酶体，以及去泛素酶
需要能量（ATP）
泛素分子重新利用
2）在上述泛素化降解途径中，蛋白降解的特异性（亦即确保只有该降解的蛋白被降解）是如何实现的？（4分）
降解的蛋白有其特异E3
3）周期蛋白A和B的分子结构含有一段由9个氨基酸序列组成的破坏框。

请设计一个实验，证明该破坏框在周期蛋白A和B的泛素化降解途径中起了重要作用（3分）
将周期蛋白A和B的破坏框缺失或突变掉，引入到细胞中表达，然后显示周期蛋白A和B 不能通过泛素化途径降解
4）如何证明周期蛋白A和B的存在对于驱动细胞周期从M期向后期转化是必须的？请提出两种不同的实验方案（6分）
siRNA，基因敲除，表达Dominant Negative变种这三种方案中的两种若提出特异性小分子抑制剂可得2分
6.核仁是细胞核中重要的、高度动态的结构，请简要说明核仁的结构与细胞周期之间的对应关系，请用简图来表示
7.二聚体往往是细胞中许多蛋白分子发挥功能的有效形式，试列举并简述细胞生物学研究中常用以鉴定蛋白质以二聚体形式存在的两种方法
（1）对蛋白单体进行不同标记（Flag- or GFP-tagged），用其中一种抗体进行免疫沉淀，再用另一种抗体做Western检测
（2）蔗糖或者Cscl密度梯度离心，再做Western
（3）变性胶看分子量大小
以上任何一点7.5分
8.举出5种细胞生物学研究中常用的检测细胞凋亡的方法，并简要阐明
其原理。

1.TUNEL方法——染色体断裂
2.Hochest33342——染色体固缩
3.电镜观察——细胞变圆
4.PI-FACS——sub-G1峰
5.Caspase western检测——Caspase激活
6.Caspase 抗体荧光免疫检测——Caspse激活被切断
dder检测——染色体断裂
9.试述溶酶体在细胞中的主要功能
1.清除功能
2.防御功能
3.消化功能
4.参与分泌
5.精子中的特殊功能
6.在某些两栖类中参与细胞凋亡
7.自噬死亡（Autophagy）中的功能
10.1978年，科学家发现了P53是癌基因（oncogene），10年后，科学家在研究结肠癌发生过程中证明P53是抑癌基因（tumor suppressor），请简述P53在细胞生物学中的已知功能，并说明你的意见p53究竟是癌基因还是抑癌基因？
1978年，SV40病毒感染细胞后，P53发现与Tantigen结合，Tantigen的结合是使P53失活，所以认为p53具有转化细胞成肿瘤细胞的功能是一个误解。

1988年，科学家在结肠癌研究时发现：两个P53等位基因总是一起缺失或突变，引发了P53丧失会导致癌变的新观念。

这两点每点7.5分。