基因組學(xué)名解問答題重點

名解編輯editing：變化原有mRNA堿基序列構(gòu)成的修飾。有兩種編輯方式，將mRNA分子中某些堿基進行代換，如將C轉(zhuǎn)為A，從而使原有的mRNA密碼子的含義發(fā)生變化；在mRNA分子內(nèi)部插入某些核苷酸，使mRNA原有的讀框發(fā)生大范疇的變化。因此mRNA的編碼產(chǎn)物與原有基因編碼的序列是不同的，編輯后的mRNA含有的遺傳信息發(fā)生了變化。體現(xiàn)序列標簽expressedsequencetagEST：基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的一段cDNA序列，是一種重要的基因組圖分子標記。表觀遺傳epigenetic：染色體區(qū)域的一種適應(yīng)性構(gòu)造，可使變化的活性狀態(tài)注冊、傳導(dǎo)或持續(xù)。CpG島CpGisland：基因組中富含雙堿基CpG的序列，重要在脊椎動物中發(fā)現(xiàn)，其它種屬基因組中也有CpG島，但特性不明顯。CpG島長度約1kb，其比例明顯高于基因組平均水平。約56%的人類基因與上游CpG島相連。含有許多限制酶HpaII識別位點，曾被稱為HTF島。重疊基因overlapgene：編碼序列彼此重疊的基因，含有不同蛋白質(zhì)的編碼序列，已在構(gòu)造緊湊的病毒基因組、某些高等生物線粒體基因組和核基因組中發(fā)現(xiàn)。重疊基因重要有兩個特性，單個的mRNA可編碼2中或多個蛋白質(zhì)；由不同的啟動子轉(zhuǎn)錄的彼此重疊的mRNA，各自編碼不同的蛋白質(zhì)。單核苷酸多態(tài)性singlenucleotidepolymorphisms：基因組中單個核苷酸的突變稱為點突變，理論上每個單核苷酸位置最多只有4中形式，即A、T、C和G。蛋白質(zhì)組/蛋白質(zhì)組學(xué)proteome/proteomics：細胞蛋白質(zhì)的全部內(nèi)容稱之為蛋白質(zhì)組，研究蛋白質(zhì)組構(gòu)造與功效的領(lǐng)域稱為蛋白質(zhì)組學(xué)。功效基因組學(xué)functionalgenomics：又稱后基因組學(xué)，是指基于基因組序列信息，運用多個組學(xué)技術(shù)，在系統(tǒng)水平上將基因組序列與基因功效（涉及基因網(wǎng)絡(luò)）以及表型有機聯(lián)系起來，最后揭示自然界中生物系統(tǒng)不同水平的功效的科學(xué)。管家基因house-keepinggene：全部細胞中均要穩(wěn)定體現(xiàn)的一類基因，其產(chǎn)物是對維持細胞基本生命活動所必需的，始終保持著低水平的甲基化并且始終處在活性轉(zhuǎn)錄狀態(tài)的基因。宏基因組/宏基因組學(xué)metagenome/metagenomics：研究一類在特殊或極端的環(huán)境下共棲生長微生物的混合基因組?；虮倔wgeneontologyGO：一種具代表性的規(guī)范化的基因和基因產(chǎn)物特性的術(shù)語描繪或詞義解釋的工作平臺。使生物信息學(xué)研究者對基因和基因產(chǎn)物的數(shù)據(jù)能夠進行統(tǒng)一的歸納、解決、解釋和共享?；蚪M作圖genomicmapping：擬定界標或基因在構(gòu)成基因組的各條染色體上的位置，以及染色體上各個界標或基因之間的相對距離，繪制遺傳連鎖圖或物理圖。假基因pseudogene：來源于功效基因但已失去活性的DNA序列。絕緣子insulator：能夠阻斷鄰近位置激活或失活效應(yīng)的序列。開放閱讀框openreadingframe：在DNA鏈上，由蛋白質(zhì)合成的起始密碼子開始，到終止密碼子為止的一種持續(xù)編碼序列。miRNAmicro-interferingRNA：由原miRNA持續(xù)加工產(chǎn)生長度約22nt的成熟miRNA。重要生物學(xué)功效是促使靶mRNA降解，或制止和干擾靶mRNA的翻譯。逆轉(zhuǎn)錄（轉(zhuǎn)座）子retrotransposon：含有類似內(nèi)源逆轉(zhuǎn)錄病毒（ERV）的序列，但只分布在非脊椎動物基因組中，脊椎動物少見。逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子在某些基因組中有很高的拷貝，有許多不同的類型。全基因組鳥槍法測序wholegenomeshotgunsequencing：將整個基因組DNA打斷成小片段后將其克隆到質(zhì)粒載體中，然后隨機挑取克隆對插入片段進行測序，并獲得測序序列構(gòu)建重疊群。在此基礎(chǔ)上進一步搭建序列支架，最后以分子標記為向?qū)⑿蛄兄Ъ苠^定到基因組整合圖上。snoRAN：編碼小分子核仁RNA。這些類RNA分子的作用場合重要位于核仁區(qū)，其功效是修飾rRNA，如指定特定位置的堿基甲基化或?qū)⒛承A基轉(zhuǎn)變?yōu)榧倌蜞奏ぁnRNA:編碼小分子細胞核RNA。全部真核生物都含有大量的位于細胞核內(nèi)的小分子RNA,它們始終與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核蛋白復(fù)合物，即snRNP，參加mRNA前體的剪切加工。生命之樹treeoflife：生物根據(jù)分類學(xué)中的等級分類，起始于界，然后依次為門、綱、目、科、屬直到種。順式元件cis-element：某些能影響基因體現(xiàn)但不編碼蛋白質(zhì)和RNA的DNA序列，按照功效分為啟動子、增強子、負調(diào)控元件（沉默子）。TATAbox：轉(zhuǎn)錄起始位點及其上游-25~30bp處的富含TA典型元件。其核心序列為TATAAAA，其功效為擬定轉(zhuǎn)錄起始位點并產(chǎn)生基礎(chǔ)水平的轉(zhuǎn)錄。同源基因homologous：來源于共同祖先的基因，涉及直向同源基因和共生同源基因，涉及同一基因家族的全部組員。物理圖physicalmap：采用分子生物學(xué)技術(shù)直接將DNA分子標記、基因或克隆標定在基因組的實際位置所構(gòu)建的位置圖。遺傳圖geneticmapping：采用遺傳學(xué)分析辦法將基因或其它DNA分子標記標定在染色體上構(gòu)建連鎖圖。小干擾RNAsiRAN：產(chǎn)生于雙鏈RNA，重要來源于內(nèi)源轉(zhuǎn)座子，反向重復(fù)DNA，病毒mRNA和轉(zhuǎn)基因體現(xiàn)產(chǎn)物等。增強子enhancer：位于啟動子上游或下游并通過啟動子增強鄰近基因轉(zhuǎn)錄效率的DNA次序，但增強子本身不含有啟動子活性。轉(zhuǎn)錄組/轉(zhuǎn)錄組學(xué)transcriptome/transcriptomics：在某一特定條件下單個或一組細胞所含有的mRNA總和。轉(zhuǎn)錄組的內(nèi)容依實驗設(shè)計的不同而隨之變化。轉(zhuǎn)座（位）因子transposableelement：能夠在一種DNA分子內(nèi)部或兩個DNA分子之間移動的DNA片段。能夠促使染色體區(qū)段的重組與交換，提供轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件，增加前體mRNA的剪接信號和加尾信號，還可提供新的蛋白質(zhì)的編碼序列。細菌人工染色體bacterialartificialchromosome：一種以F質(zhì)粒（F-plasmid）為基礎(chǔ)建構(gòu)而成的細菌染色體克隆載體，慣用來克隆150kb左右大小的DNA片段，最多可保存300kb堿基對。問答1.為什么RNA不能成為重要的遺傳信息載體？1)2’—OH賦予了RNA許多不同與DNA的特性,極易斷裂與分解,不能形成穩(wěn)定的雙螺旋;2)單鏈RNA分子的鏈內(nèi)配對可形成高級構(gòu)造,賦予RNA分子在生命活動中肩負許多重要的構(gòu)造和催化功效;3)RNA的核苷酸構(gòu)成中由尿嘧啶取代了DNA中的胞嘧啶,使其不能成為遺傳信息的載體.2.假基因能否體現(xiàn)？為什么？1)相對于原來的功效基因而言,假基因已失去正常功效.2)假基因可能產(chǎn)生了新的功效.3.有哪些異常構(gòu)造基因：重疊基因，基因內(nèi)基因，反義基因4.什么是蛋白質(zhì)構(gòu)造域？什么是蛋白質(zhì)模體？兩者有何差別？蛋白質(zhì)的三級構(gòu)造中有某些在構(gòu)造上和功效上相對獨立的構(gòu)成區(qū)域，如球形或纖維狀構(gòu)造，稱為域（domain），它們介于二級構(gòu)造與三級構(gòu)造之間。在許多蛋白質(zhì)中都可發(fā)現(xiàn)由2個或3個二級構(gòu)造如α-螺旋，β-折疊和轉(zhuǎn)環(huán)構(gòu)成的組合，它們有特性性的序列，含有特定的功效，稱為基序或模體（motif）。構(gòu)造域經(jīng)常由多個基序構(gòu)成。5.小分子RNA的功效snRNA:小分子細胞核RNA涉及前體mRNA剪接snoRNA:小分子核仁RNA，與rRNA剪接和修飾有關(guān)scRNA:小分子細胞質(zhì)RNA7SRNA,與核糖體轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上有關(guān)6.DNA標記的種類及特點第一代分子標記---RFLP1)處在染色體上的位置相對固定;2)同一親本及其子代相似位點上的多態(tài)性片段特性不變;3)同一凝膠電泳可顯示等位區(qū)段不同多態(tài)性片段,體現(xiàn)為共顯性.4)需要用Southern雜交檢測顯示.第二代分子標記---SSR1)可變排列的簡樸重復(fù)次序,即重復(fù)次數(shù)不一,在染色體的同一座位重復(fù)次序拷貝數(shù)不同;2)SSR的類型:小衛(wèi)星序列(minisatellite),重復(fù)單位較長；微衛(wèi)星序列(micrisatellite),重復(fù)單位較短。第三代分子標記---SNP1)SNP由核苷酸代換產(chǎn)生.2)人類基因組平均600bp含一種SNP.3)人類基因組SNP總量不不大于500萬.占人類DNA次序差別的10%-50%.4)基因組中某些緊密連鎖的SNP可構(gòu)成單倍型(Haplotype).單倍型中不同的SNP位點之間不發(fā)生重組與交換.7.什么是基因組物理圖？物理圖與遺傳圖有何不同？采用非遺傳重組的辦法以DNA堿基序列為圖距單位繪制的位于染色體上基因線性排列次序的圖譜.通過遺傳學(xué)辦法,以遺傳圖距(cM)為單位繪制的染色體上基因或標記之間相對位置的連鎖圖.8.什么是BAC載體？他有什么優(yōu)缺點？請闡明BAC載體各構(gòu)成部件的功效？細菌人工染色體：源于大腸桿菌中天然的F質(zhì)粒。較大的克隆容量，比較穩(wěn)定；每個細胞只有一份，克隆的DNA片段不會因基因重組發(fā)生嵌合問題；可采用類似制備質(zhì)粒的辦法直接提取克隆的DNA，在大規(guī)模測序時便于機械化操作。9.鳥槍法與作圖法測序有何差別？作圖法測序：根據(jù)基因組物理圖上已知的BAC或PAC克隆從中挑取待測的組員，提取并純化克隆DNA，然后采用機械斷裂（如超聲波）法制備小分子DNA。經(jīng)電泳分離后收集2kb大小的DNA片段插入到質(zhì)粒載體中進行克隆，然后進行兩端測序。鳥槍法測序：1.使用限制性核酸內(nèi)切酶（簡稱限制酶）將帶有目的基因的DNA鏈切成若干小段。2.再使用DNA連接酶將其整合到載體的基因中,并使其體現(xiàn)。3.如果在某個細胞中得到了目的產(chǎn)物,就闡明整合到該細胞中的DNA片段就是所需要的DNA片段。10.什么是物理間隙？什么是序列間隙？如何彌補？1)因覆蓋率的因素而留下的未能測序的次序,仍存在于克隆文庫中,這類間隙稱為序列間隙.2)因克隆載體本身的限制或DNA序列特殊的構(gòu)成等因素造成某些序列丟失或未能克隆,這類間隙稱為物理間隙.彌補辦法:運用一種不同的載體構(gòu)建一種基因文庫。以間隙兩側(cè)重疊群末端序列作為探針篩選第二個文庫；PCR辦法，將不同的重疊群末端序列作為引物兩兩配組擴增基因的DNA.11.為什么著絲粒區(qū)和近端粒區(qū)DNA測序非常困難？由于這些區(qū)域存在高度重復(fù)的DNA序列。12.什么是ORF？在基因注釋中ORF有何意義？全部編碼蛋白質(zhì)的基因都含有開放閱讀框，它們由一系列指令氨基酸的密碼子構(gòu)成。開放閱讀框有起始密碼子和終止密碼子。在DNA序列中搜尋基因時，由于每條鏈都有三種可能的讀框，兩條鏈累計6中讀框，計算機能夠很快給出成果。13.什么是序列同源性？什么是序列一致性？什么是序列相似性？1）同源基因(homologousgene)系指來源于同一祖先但次序已經(jīng)發(fā)生變異的基因組員,分布在不同物種間的同源基因又稱直系(orthologous)基因.同一物種的同源基因則稱水平(paralogous)基因,水平基因由重復(fù)后趨異產(chǎn)生.基因同源性(homology)只有“是”和“非”的區(qū)別,無所謂比例.3)一致性(identity)系指同源DNA次序的同一堿基位置的相似的堿基組員,或者蛋白質(zhì)的同一氨基酸位置的相似的氨基酸組員,可用比例表達.4)相似性(similarity)系指同源蛋白質(zhì)的氨基酸次序中一致性氨基酸和可取代氨基酸所占的比例.可取代氨基酸系指含有相似性質(zhì)如極性氨基酸或非極性氨基酸的組員,它們之間的代換不影響蛋白質(zhì)(或酶)的生物學(xué)功效.14.據(jù)你所懂得哪些DNA序列構(gòu)成特點可作為鑒別基因的根據(jù)？1）密碼子偏愛。不同種屬之間使用同義密碼子的頻率有很大的差別；2）外顯子-內(nèi)含子邊界。含有明顯的特性序列，例如內(nèi)含子的5‘端。3）上游控制序列。幾乎全部的基因（或操縱子）上游都有調(diào)控序列，它們有明顯的特點，特別是原核生物。4）內(nèi)含子與外顯子相比，保存了較多的突變，終止密碼子出現(xiàn)的概率更高。5）哺乳動物基因組中含有大量的CpG島。6）開放閱讀框的構(gòu)造特點。15.基因的元件、構(gòu)造、特性以及功效①在5′端轉(zhuǎn)錄起始點上游約20～30個核苷酸的地方，有TATA框(TATAbox)。TATA框是一種短的核苷酸序列，其堿基次序為TATAATAAT。TATA框是啟動子中的一種次序，它是RNA聚合酶的重要的接觸點，它能夠使酶精確地識別轉(zhuǎn)錄的起始點并開始轉(zhuǎn)錄。當TATA框中的堿基次序有所變化時，mRNA的轉(zhuǎn)錄就會從不正常的位置開始。②在5′端轉(zhuǎn)錄起始點上游約70～80個核苷酸的地方，有CAAT框(CAATbox)。CAAT框是啟動子中另一種短的核苷酸序列，其堿基次序為GGCTCAATCT。CAAT框是RNA聚合酶的另一種結(jié)合點，它的作用還不很必定，但普通認為它控制著轉(zhuǎn)錄的起始頻率，而不影響轉(zhuǎn)錄的起始點。當這段次序被變化后，mRNA的形成量會明顯減少。③在5′端轉(zhuǎn)錄起始點上游約100個核苷酸以遠的位置，有些次序能夠起到增強轉(zhuǎn)錄活性的作用，它能使轉(zhuǎn)錄活性增強上百倍，因此被稱為增強子。當這些次序不存在時，可大大減少轉(zhuǎn)錄水平。研究表明，增強子普通有組織特異性，這是由于不同細胞核有不同的特異因子與增強子結(jié)合，從而對不同組織、器官的基因體現(xiàn)有不同的調(diào)控作用。例如，人類胰島素基因5′末端上游約250個核苷酸處有一組織特異性增強子，在胰島素β細胞中有一種特異性蛋白因子，能夠作用于這個區(qū)域以增強胰島素基因的轉(zhuǎn)錄。在其它組織細胞中沒有這種蛋白因子，因此也就沒有此作用。這就是為什么胰島素基因只有在胰島素β細胞中才干較好體現(xiàn)的重要因素。④在3′端終止密碼的下游有一種核苷酸次序為AATAAA，這一次序可能對mRNA的加尾(mRNA尾部添加多聚U)有重要作用。這個次序的下游是一種反向重復(fù)次序。這個次序經(jīng)轉(zhuǎn)錄后可形成一種發(fā)卡構(gòu)造。發(fā)卡構(gòu)造妨礙了RNA聚合酶的移動。發(fā)卡構(gòu)造末尾的一串U與轉(zhuǎn)錄模板DNA中的一串A之間，因形成的氫鍵結(jié)合力較弱，使mRNA與DNA雜交部分的結(jié)合不穩(wěn)定，mRNA就會從模板上脫落下來，同時，RNA聚合酶也從DNA上解離下來，轉(zhuǎn)錄終止。AATAAA次序和它下游的反向重復(fù)次序合稱為終止子，是轉(zhuǎn)錄終止的信號。16.異染色質(zhì)與常染色質(zhì)的差別是什么？用光學(xué)顯微鏡檢查間期細胞核，染色質(zhì)呈現(xiàn)深色區(qū)與淺色區(qū)的交替分布。深色分辨布在細胞核的周緣，稱為異染色質(zhì)。現(xiàn)已分辨兩種異染色質(zhì)，構(gòu)成型異染色質(zhì)和兼性異染色質(zhì)。異染色質(zhì)構(gòu)造緊密，使控制基因體現(xiàn)的蛋白質(zhì)無法靠近DNA。反之，染色體的其它DNA區(qū)域，因基因處在活性狀態(tài)而顯得比較松弛，調(diào)控因子可與其接觸。這些區(qū)域稱為常染色質(zhì)，它們分散在整個細胞核中。17.CpG島有什么分布特點？CpG島是如何產(chǎn)生的？滿足CpG島的條件為:1.持續(xù)200bp的DNA次序(已修改為500bp);2.C+G含量不不大于50%(已修改為55%);3.觀察到的CpG雙堿基數(shù)目與預(yù)期的數(shù)目之比不不大于0.6(已修改為0.65).CpG島的普通特點：1)重要在脊椎動物中發(fā)現(xiàn),其它種屬基因組中也有CpG島,但特性不明顯.2)絕大多數(shù)CpG島中極少出現(xiàn)胞嘧啶甲基化,因此被認為是基因轉(zhuǎn)錄活躍區(qū).3)CpG島重要分布在基因的啟動子區(qū)和第一種外顯子區(qū)4)絕大多數(shù)管家基因(housekeepinggene)含有CpG島,是尋找基因的一種指標.脊椎動物CpG島的分布中：1.重要分布在基因的5’端和第1個外顯子區(qū).2.人類中40%的管家基因的5‘端均含CpG島.3.雙堿基-CpG-具回文構(gòu)造,是甲基化酶作用的位點,可在回文對稱的兩個胞嘧啶5位碳原子上進行甲基化.在CpG島中-CpG-雙堿基均無甲基化.18.什么是DNA轉(zhuǎn)座子？什么是RNA轉(zhuǎn)座子（逆轉(zhuǎn)座子）？這兩類轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座方式有何特點？轉(zhuǎn)座子是原核生物與真核生物基因組中廣泛存在的一類可移動位置的遺傳成分。DNA轉(zhuǎn)座子：涉及DNA直接轉(zhuǎn)座。RNA轉(zhuǎn)座子：以RNA為中介進行轉(zhuǎn)座，又稱逆轉(zhuǎn)錄成分，涉及逆轉(zhuǎn)座子和逆轉(zhuǎn)錄病毒等。19.線粒體基因組與葉綠體基因組在構(gòu)造與構(gòu)成上有何差別？高等植物葉綠體基因組特點：1)構(gòu)造緊湊,基因之間排列緊密,極少非編碼次序.2)不同種屬之間葉綠體基因組大小比較恒定,約在120kb左右.3)動態(tài)變化:不同發(fā)育時期,每個細胞葉綠體基因組的拷貝數(shù)不是恒定的.4)葉綠體基因組內(nèi)極少短序列重復(fù)次序有兩段很長的反向重復(fù)次序,這種構(gòu)造可有效地制止葉綠體環(huán)狀DNA的分子內(nèi)重組.高等植物線粒體基因組的構(gòu)造特點：1)非均一性:線性和環(huán)狀亞基因組DNA共存.2)拷貝數(shù)變化:同一細胞不同亞基因組DNA的拷貝數(shù)并不相似.3)不同種屬之間線粒體基因組大小變化很大,在120–2500kb之間.4)動態(tài)變化:不同發(fā)育時期,每個細胞線粒體基因組的拷貝數(shù)不是恒定的.5)分子內(nèi)重組:高等植物線粒體基因組中含有大量短序列正向或反向重復(fù)次序,它們之間的重組造成大量的DNA次序重排,是MtDNA頻繁突變的重要因素.20.Poly（A）和5‘端加帽的的生物學(xué)功效Poly（A）：保護mRNA；提高mRNA的翻譯效率；可影響mRNA前體最后一種內(nèi)含子的剪切，缺少Poly（A）使剪切效率減少5~10倍；與mRNA的半衰期即壽命有關(guān)；是一種重要的基因體現(xiàn)調(diào)控機制。5‘端加帽：制止mRNA降解；提高翻譯效率；作為進出細胞核的識別標記；提高mRNA的剪接效率。21.什么是可變剪接？可變剪接的生物學(xué)意義有些基因的一種mRNA前體通過不同的剪接方式（選擇不同的剪接位點）產(chǎn)生不同的mRNA剪接異構(gòu)體，稱為可變剪接。可變剪接是調(diào)節(jié)基因體現(xiàn)和產(chǎn)生蛋白質(zhì)組多樣性的重要機制，是造成真核生物基因和蛋白質(zhì)數(shù)量較大差別的重要因素。22.什么是siRNA？什么是miRNA，它們之間的區(qū)別是什么？siRNA：小干擾RNA,產(chǎn)生