基因組學(xué)整理試題
基因組學(xué)整理試題
填空題:
1.位置效應(yīng)的兩種類(lèi)型:穩(wěn)定型,花斑型
2.細(xì)胞器基因組:線粒體基因組,葉綠體基因組
3.基因組進(jìn)化的分子基礎(chǔ):突變,重組,轉(zhuǎn)座
4.RNA聚合酶的三種類(lèi)型:pol1(RNA聚合酶1),pol2(RNA聚合酶2),pol3(RNA聚合酶3)
5.轉(zhuǎn)座子分類(lèi):DNA轉(zhuǎn)座子,逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子
6.克隆載體的幾種類(lèi)型:YAC,BAC,HAC,MAC
7.重疊群組建的方法:步移法,指紋法
名詞解釋?zhuān)?/strong>
1.C值:是指一個(gè)單倍體基因組中DNA的總量,一個(gè)特定的種屬具有特征的C值。
2.C值悖理:生物種屬所具有的基因數(shù)目與其生物結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性不成比例的現(xiàn)象.
3.N值悖理:基因數(shù)目與進(jìn)化程度或生物復(fù)雜性的不對(duì)應(yīng)性,稱(chēng)之為N值悖理(N所表示的是基因數(shù)目)。
4.基因家族:來(lái)自一個(gè)共同的祖先, 因基因加倍和趨異產(chǎn)生許多在DNA序列上基本一致而略有不同的成員。
1)大部分擔(dān)負(fù)類(lèi)似的生物學(xué)功能.
2)比較各個(gè)成員間的序列差異,可追蹤基因的演變軌跡。
5.假基因:來(lái)源于功能基因但已失去原來(lái)功能的DNA序列.包括重復(fù)假基因、加工假基因、殘缺假基因。
6. DNA標(biāo)記
->限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性( RFLP)
同一物種的亞種、品系或個(gè)體間基因組DNA 受到同一種限制性?xún)?nèi)切酶作用而形成不同的酶切圖譜的現(xiàn)象
->簡(jiǎn)單序列長(zhǎng)度多態(tài)性(SSLP)
可變排列的簡(jiǎn)單重復(fù)序列, 即重復(fù)次數(shù)不一,在染色體的同一座位重復(fù)序列拷貝數(shù)不同;
包括倆種類(lèi)型:小衛(wèi)星序列(VNTR)、微衛(wèi)星序列(SSR)
->單核苷酸多態(tài)性(SNP)
SNP是指同一物種不同個(gè)體基因組DNA的等位序列上單個(gè)核苷酸存在差異的現(xiàn)象。其中最少一種在群體中的頻率不小于1%;如果出現(xiàn)頻率低于1%,則視作點(diǎn)突變。
7.序列間隙: 因覆蓋率的原因而留下的未能測(cè)序的序列,仍存在于克隆文庫(kù)中, 這類(lèi)間隙稱(chēng)為序列間隙。
物理間隙:因克隆載體自身的限制或DNA順序特殊的組成等原因造成某些序列丟失或未能克隆, 這類(lèi)間隙稱(chēng)為物理間隙。
8. 表達(dá)序列標(biāo)簽(EST):基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的一段cDNA序列。
9. 轉(zhuǎn)座因子:原核生物與真核生物基因組中廣泛存在的一類(lèi)可以移動(dòng)位置的遺傳因子。
10. CpG島:基因組中富含GC堿基的DNA區(qū)段。
滿(mǎn)足CpG島的條件為:
1) 連續(xù)500 bp的DNA順序;
2) C+G含量大于55%;
3) 觀測(cè)到的CpG雙堿基數(shù)目與預(yù)期的數(shù)目之比大于0.65.
11. 位置效應(yīng):由于基因變換了在染色體上的位置而引起表現(xiàn)型改變的現(xiàn)象。
12. 順式作用元件:轉(zhuǎn)錄上游區(qū)與轉(zhuǎn)錄相關(guān)的具有調(diào)控作用DNA序列。
13. 反式作用因子:能夠直接或間接辨認(rèn)、結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游的調(diào)控區(qū)段DNA的蛋白質(zhì)。
14. RNA編輯:某些RNA,特別是mRNA的一種加工方式,它導(dǎo)致了DNA所編碼的遺傳信息的改變,因?yàn)榻?jīng)過(guò)編輯的mRNA序列發(fā)生了不同于模板DNA的變化。 包括:?jiǎn)螇A基突變
和尿苷酸的缺失和添加 。
15. 大分子DNA克隆載體構(gòu)建:
酵母人工染色體(YAC): 是利用釀酒酵母的染色體的復(fù)制元件構(gòu)建的載體,其工作環(huán)境在釀酒酵母中。它可以克隆和分析大片段的染色體DNA,并且可以分離那些在大腸桿菌中不可能得到的序列。將來(lái)自其他物種的較大片段DNA連接到酵母DNA上,在宿主細(xì)胞中外來(lái)DNA能隨著酵母細(xì)胞中的其他染色體一起復(fù)制。
細(xì)菌人工染色體(BAC):以細(xì)菌F因子為基礎(chǔ),人工構(gòu)建的環(huán)狀的DNA分子??梢詳y帶大于100-350Kb的外源DNA片段。
16. 表觀遺傳:DNA序列不發(fā)生改變但基因表達(dá)卻發(fā)生了變化的一種有別于傳統(tǒng)遺傳學(xué)的遺傳方式。
17. 絕緣子:可以阻止鄰近位置激活或失活效應(yīng)的順序現(xiàn)在稱(chēng)之為絕緣子(insulator)。
簡(jiǎn)答題:
一. 簡(jiǎn)述原核生物基因組和真核生物基因組的特點(diǎn)和差異
真核生物基因組的特征:
1)結(jié)構(gòu)松弛2)大量重復(fù)序列3)由線性DNA與蛋白質(zhì)組成染色體結(jié)構(gòu)4)含有細(xì)胞器基因組
1.多個(gè)染色體(酵母除外),基因數(shù)相對(duì)較多,在染色體上分布不均勻
2.功能相關(guān)的基因大多分散在不同的染色體上。即使成簇排列也不存在操縱子結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順?lè)醋?/p>
3.非編碼序列遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于編碼序列
4.含有大量重復(fù)序列
5.真核基因是斷裂基因
6.相關(guān)的基因構(gòu)成各種基因家族
原核生物基因組的特征:
1)結(jié)構(gòu)緊湊2)大小在5 Mb以下3)缺少重復(fù)序列4)很少非編碼序列
1.單一染色體、單一DNA復(fù)制起點(diǎn),基因數(shù)量較少.
2.功能相似的基因往往定位在同一區(qū)域。操縱子是原核生物基因組的特征。
3.多為單拷貝基因(單一序列基因)
4.絕大多數(shù)基因都是可表達(dá)的, 非表達(dá)基因少
5.轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為多順?lè)醋觤RNA
6.編碼序列一般不重疊
7.基因序列是連續(xù)的,無(wú)內(nèi)含子。
二. 第一、二、三代測(cè)序技術(shù)的代表及其基本原理
第一代測(cè)序技術(shù)
1.鏈終止法:合成與單鏈DNA互補(bǔ)的多核苷酸鏈,由于合成的互補(bǔ)鏈可在不同位置隨機(jī)終止反應(yīng),產(chǎn)生只差一個(gè)核苷酸的DNA分子,從而來(lái)讀取待測(cè)DNA分子的序列。
2.化學(xué)降解法:將一個(gè)DNA片段的一端作放射性標(biāo)記,再分別采用不同的化學(xué)方法修飾和裂解特定堿基,從而產(chǎn)生一系列長(zhǎng)度不一的片段,這片段群通過(guò)凝膠電泳分離,確定各片段末端堿基
第二代測(cè)序技術(shù)
3.自動(dòng)化測(cè)序:(1)熒光染料標(biāo)記,由于每種ddNTP帶有各自特定的熒光顏色,而簡(jiǎn)化為由1個(gè)泳道同時(shí)判讀4種堿基。
(2)毛細(xì)管電泳:毛細(xì)管裝置有96個(gè)泳道,每次可同時(shí)進(jìn)行96次測(cè)序
4.焦磷酸測(cè)序:脫氧三磷酸核苷酸連接到DNA 3’-末端時(shí)會(huì)釋放1個(gè)焦磷酸(PPi) ,焦磷酸在磷酸化酶的作用下轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,并發(fā)出光亮。
5.循環(huán)陣列合成測(cè)序
6.芯片測(cè)序:雜交測(cè)序方法,即通過(guò)與一組已知序列的核酸探針雜交進(jìn)行核酸序列測(cè)定的方法。在一塊基片表面固定了已知序列的八核苷酸的探針,當(dāng)溶液中帶有熒光標(biāo)記的核酸序列TATGCAATCTAG,與基因芯片上對(duì)應(yīng)位置的核酸探針產(chǎn)生互補(bǔ)匹配時(shí),通過(guò)確定熒光強(qiáng)度最強(qiáng)的探針位置,獲得一組序列完全互補(bǔ)的探針序列。據(jù)此可重組出靶核酸的序列。
第三代測(cè)序技術(shù)(單分子測(cè)序,直接測(cè)序)
單分子測(cè)序儀、SMRT技術(shù)和納米孔單分子技術(shù)。
三. 作圖法測(cè)序與鳥(niǎo)槍法測(cè)序的區(qū)別
序列組裝原理:直接從已測(cè)序的小片段中尋找彼此重疊的測(cè)序克隆,然后依次向兩側(cè)鄰接的序列延伸。
1.全基因組鳥(niǎo)槍法是一種快速獲得真核基因組的方法。
“由下而上”測(cè)序。
此測(cè)序方法繞過(guò)分離基因的難關(guān),在基因組DNA文庫(kù)中篩選出目的基因。且不需背景信息,時(shí)間短,需要大型計(jì)算機(jī),得到的是草圖(Draft),但最終排序結(jié)果的拼接組裝不容易。
2.克隆重疊群法,又稱(chēng)作圖法測(cè)序,限制測(cè)序。
“由上而下”測(cè)序。
項(xiàng) 目
策 略
全基因組霰彈法
逐步克隆法
遺傳背景
不需要
需要(需構(gòu)建精確的物理圖譜)
速度
快
慢
費(fèi)用
低
高
計(jì)算機(jī)性能
高(以全基因組為單位進(jìn)行拼接)
低(以BAC為單位進(jìn)行拼接)
適用范圍
工作框架圖
精細(xì)圖
代表測(cè)序物種
果蠅、水稻
人、線蟲(chóng)
這種逐步測(cè)序的方法花時(shí)間多,但可以得到精確圖譜。
四. 基因功能檢測(cè)的方法
答:
1. 基因失活是基因功能分析的主要手段
方法:基因剔除
2. 基因的過(guò)量表達(dá)用于基因功能預(yù)測(cè)
技術(shù):增加拷貝數(shù),提供強(qiáng)啟動(dòng)子
3. 高通量基因功能的研究方法
1).突變庫(kù)構(gòu)建
2).RNA干擾與基因功能檢測(cè)
3).蛋白質(zhì)互作
五. mRNA如何進(jìn)行加工與修飾
答: 1)mRNA的5’端加帽
帽子結(jié)構(gòu):7-甲基鳥(niǎo)苷三磷酸
功能:在翻譯過(guò)程中起識(shí)別作用,以及對(duì)mRNA起穩(wěn)定作用
2)mRNA的3’端多聚腺苷酸化(加尾)
尾部結(jié)構(gòu):3’端的polyA
功能:對(duì)mRNA的成熟是必要的,防止核酸外切酶對(duì)mRNA信息序列的降解
3)修飾(對(duì)某些堿基進(jìn)行甲基化)
甲基化:m6A(N6_甲基腺嘌呤)
功能:可能對(duì)mRNA前體加工起識(shí)別作用
4)mRNA的剪接,即剔除內(nèi)含子,連接外顯子形成成熟的mRNA
5)RNA編輯
mRNA由于堿基的插入,缺失或置換而改變DNA模板來(lái)源的遺傳信息,引起編碼信息的改變,翻譯出多種氨基酸序列不同的蛋白質(zhì),是基因調(diào)控的重要方式。
六. 序列間隙與物理間隙
答:序列間隙:因覆蓋率的原因而留下的未能測(cè)序的序列,仍存在于克隆文庫(kù)中,這類(lèi)間隙稱(chēng)為序列間隙。
解決方法:通過(guò)相鄰已知序列作為探針篩選已有的基因組文庫(kù)。
物理間隙:因克隆載體自身的限制或DNA順序特殊的組成等原因造成某些序列丟失或未能克隆,這類(lèi)間隙稱(chēng)為物理間隙。
解決方法:利用其它宿主菌與載體重新構(gòu)建文庫(kù)。