分子诊断学复习资料__简答题部分(2)

基因分类：A.按功能:1.结构基因---编码蛋白和酶分子结构（蛋白基因）；2.调控基因(Regulatory Gene)---调节结构基因表达，包含调节基因、操纵基因和启动基因；3.转录而不翻译的基因（RNA基因）：rRNA基因→rRNA→核仁形成区，核糖体组成。 tRNA基因→tRNA→转运氨基酸。

B.按重要程度: 1.看家基因(House-keeping Gene) : 维持细胞最低限度功能所不可少的基因, 如编码组蛋白基因、编码核糖体蛋白基因、线粒体蛋白基因、糖酵解酶的基因等。这类基因在所有类型的细胞中都进行表达。2.必需基因(Essential Gene ): 突变时会引起致死表型的基因.

基因表达的特点：A时间特异性，单细胞生物：特定基因表达严格按特定时间顺序发生。多细胞生物：基因表达在不同的发育阶段严格按特定时间顺序开启或关闭。又称为阶段特异性（Stage specificity）。B, 空间特异性, 在某发育阶段，同一基因在不同组织器官其表达有差异。又称为细胞特异性（Cell specificity）

基因表达的方式: A组成性表达, 某些基因的表达不受内外环境的影响，在个体生长过程中，几乎在所有的组织中持续表达或变化很小。这些基因一般为看家基因（Housekeeping gene）B, 诱导和阻遏表达, 诱导（Induction）：基因受环境刺激而开启表达增强。阻遏（Repression）：基因受环境刺激而表达受到抑制和减弱C, 协调表达, 在一定控制机制下，功能相关的一组基因进行协调共同表达 14、叙述原核生物基因组的结构特征。

在原核生物基因组中只有一个DNA复制起点。基因组DNA通常是由一条环状双链DNA（double stranded DNA，dsDNA）分子组成。基因组DNA与支架蛋白和RNA结合在一起，以复合体的形式存在。广泛存在操纵子结构。操纵子结构是原核生物基因组的功能单位，在原核基因调控中具有普遍的意义。原核生物的结构基因多数是单拷贝的并且结构基因中没有内含子成分。编码顺序一般不重叠。具有编码同工酶的不同基因。基因组中编码区所占比例为50﹪，不编码区中常常含有基因表达调控的序列。基因组DNA分子中存在多种功能的识别区域，这些区域经常有反向重复序列存在，并能形成特殊的结构。原核生物基因组存在着可移动的DNA序列，这些可移动的DNA序列，通过不同的转移方式发生基因重组，使生物体更适应环境的变化。 15、简述原核生物的类核组成。

原核生物与真核生物的主要区别在细胞核上。原核生物没有典型的细胞核结构，基因组DNA位于细胞中央的核区，没有核膜将其与细胞质隔开，但能在蛋白质的协助下，以一定的组织形式盘曲、折叠包装起来，形成类核（nucleoid）也称拟核。类核的中央部分由RNA和支架蛋白（scaffolding protein）组成，外围是双链闭环的超螺旋DNA。在超螺旋结构的基础上，DNA 分子再扭结成许多活结样或花瓣样的放射状结构的DNA环。每个环形的活结状结构代表一个结构域，在各结构域中DNA呈负超螺旋状态。每个DNA环是一个相对独立的功能区，可以独立完成不同区域的基因表达与调控。在类核中80﹪为DNA，其余为RNA 和蛋白质。如果用DNA酶处理后可使基因组DNA链断裂；如果用RNA酶或蛋白酶处理类核，则类核变得松散，不能维持DNA链的折叠结构，这表明RNA和蛋白质对维持类核分子的折叠以及形成环状结构是必不可少的。 16、简述原核生物转座子的类型及特点。

⑴插入序列（insertion sequence,IS）长度约700bp～2 000bp，由一个转位酶基因及两侧的反向重复序列（16bp～41bp）组成。反向重复序列的对称结构使IS可以双向插入（正向插入或反向插入）靶位点。并在插入后于两侧形成一定长度（3bp～11bp）的顺向重复序列称靶序列（target sequence）IS的转位频率为10-7／拷贝，即在一个世代的107细菌中有1次插入。⑵转座子 （transposon,Tn）是一类复杂的转位因子。Tn比IS大，约4500～20000bp，除了携带有关转座的必需基因外，还含有能决定宿主菌遗传性状的基因，主要是抗生素和某些药物的抗性基因，转座子中的转位酶称为转座酶（transposase），其功能是介导转座子从一个位点转座到另一个位点，或从一个复制子转座到另一个复制子，其转座过程与IS相似。

⑶Mu噬菌体 是一类具有转座功能的温和性噬菌体。温和性噬菌体有多种，如大肠杆菌λ噬菌体、大肠杆菌Mu-1、P1和P2噬菌体等。这类噬菌体具有整合能力，可以整合到细菌染色体中去，也称可转座的噬菌体

（transposable phage）。当它们感染细菌后，其溶源性整合和裂解周期的复制均以转座方式进行，但转座位点是随机的。

17、通过转座可引起哪些遗传效应？

⑴引起突变 转位可能引起多种基因突变。当转位因子插入一个基因内部，会引起这个基因的插入失活；当插入多顺反子前端的基因中时，可引起下游的所有基因停止转录，因为转位因子中含ρ依赖的转录终止信号；当插入染色体或质粒中时，常引起缺失和倒位突变。

⑵引入新的基因 在插入位点上引入新的基因，如含有抗药基因R质粒的转位因子，转位到染色体中时，可在该部位出现抗药性基因。若将带有Amp+R质粒的细菌与不含R质粒的带有Kan+转座子的细菌进行接合，结果产生了Amp+ Kan+的细菌，并且能够在含有氨苄青霉素及卡那霉素的培养板上生长。经过转位作用，在这种细菌内产生Amp+及Kan+的质粒，经过再次接合作用，即可产生含Amp+ Kan+R质粒细菌。

⑶引起生物进化 基因重排经常发生，转座作用是基因重排的重要机理之一，如通过转座，可将两个本来相隔遥远的基因靠拢，从而进行协调的控制作用，这两段基因顺序经过转座作用连接在一起有可能在进化过程中产生新的蛋白质。

18、真核生物染色体基因组的一般特点？

①真核生物基因组远大于原核生物基因组，结构复杂，基因数庞大，具有多个复制起点；②真核细胞的基因组DNA都是线状双链DNA，而不是环状双链分子；③基因组中非编码区多于编码区；④真核基因多为不连续的断裂基因，由外显子和内含子镶嵌而成；⑤存在大量重复序列。 19、真核生物基因组含有的重复序列有哪些？

（一）高度重复序列

重复频度>105。根据卫星DNA的长度，又可分成3种：卫星DNA、小卫星DNA、微卫星DNA。

（二）中度重复序列

这类重复序列主要由比较大的片段（由100bp到几千bp）串联重复组成，分散在整个基因组中，重复频度不等，如Alu家族、rRNA、tRNA和组蛋白等。

20、简述质粒的概念和特性，常用的质粒载体有哪几种？

质粒为细菌染色体外一些双链、共价闭合环状DNA分子，是能够进行独立复制并保持稳定遗传的复制子。质粒具有复制和控制机构，能够在细胞质中独立自主的进行自身复制，并使子代细胞保持它们恒定的拷贝数。

质粒一般具有以下特性：①自主复制性，它能独立于宿主细胞的染色体DNA而自主复制；②质粒不相容性；③可扩增性；④可转移性。

理想质粒载体应具备①具有松弛型复制子；②在复制子外存在几个单一的酶切位点；③具有插入失活的筛选标记；④分子量相对较小，有较高的拷贝数。

常见的质粒载体有：pBR322质粒、pUC质粒载体、pGEM系列载体等。 21、试述举2种质粒DNA提取的方法及应用。

[答案] 质粒DNA提取的方法包括碱裂解法、煮沸裂解法和SDS裂解法。

1）碱裂解法：在NaOH存在的强碱性（pH12.0～14.0）的条件下，用强阳离子去垢剂SDS破坏细胞壁和裂解细胞，并使宿主细胞的蛋白质与染色体DNA发生变性，释放出质粒DNA。它是一种适用范围很广的方法，能从所有的大肠杆菌（E.coli）菌株中分离出质粒DNA，制备量可大可小。

2）煮沸裂解法：是将细菌悬浮于含Triton X-100和溶菌酶的缓冲液中，Triton X-100和溶菌酶能破坏细胞壁，再用沸水浴裂解细胞，使宿主细胞的蛋白质与染色体DNA发生变性。对CCC质粒DNA因结构紧密不会解链，当温度下降后，CCC质粒DNA可重新回复其超螺旋结构，通过离心去除变性的蛋白质和染色体DNA，然后回收上清液中的质粒DNA。本法只能用于小质粒DNA（小于15kb）的小量或大量制备，适用于大多数从大肠杆菌（E.coli）菌株中分离出质粒DNA。

3）SDS裂解法：它是将细菌悬浮于等渗的蔗糖溶液中，用溶菌酶和EDTA处理以破坏细胞壁，再用SDS裂解去壁细菌，从而温和地释放出质粒DNA到等渗溶液中，然后用酚/氯仿抽提。适用于大质粒DNA的提取。 22、简述哺乳动物细胞基因组DNA抽提的主要方法有哪几种？

[本题答案]哺乳动物细胞基因组DNA抽提的主要方法有： 酚提取法、甲酰胺解聚法 、玻棒缠绕法和异丙醇沉淀法、磁珠吸附法等。

23、 简述从琼脂糖凝胶中回收DNA片段的主要方法有哪几种？

[本题答案] 从琼脂糖凝胶中回收DNA片段的方法主要包括 DEAE-纤维素膜插片电泳法、电泳洗脱法、低熔点琼脂糖凝胶挖块回收法、冷冻挤压法及现在有试剂盒供应的以硅为基础的纯化系统等。 24、简述磁性球珠分离法分离mRNA的原理。

[本题答案]磁性球珠分离法是基于寡聚(dT)与poly(A)的互补配对特性、用生物素标记寡聚(dT)，通过寡聚(dT)与mRNA 3’端poly(A)形成杂交体，这种杂交非常迅速，在1－2分钟内就可完成，可有效地除去rRNA, tRNA以及其他RNA,而后通过生物素与链亲和素顺磁性磁珠之间的相互作用来捕获这些杂交物而达到分离纯化。 25、描述质粒DNA的结构特点。

多数细菌来源的质粒核酸是环状双链DNA分子，没有游离的末端，每条链上的核苷酸通过共价键头尾相连。质粒DNA分子通常具有三种不同的构型。当其两条核苷酸链均保持完整环形结构时，为共价闭合环状DNA分子，这样的DNA常以超螺旋状态存在；如果两条链中只有一条链保持完整环形结构，另一条链出现一至数个缺口时，为半开环DNA；若两条链均有缺口并发生断裂则成为线性DNA分子。 26、试述质粒的类型有哪些？

根据细菌染色体对质粒复制的控制程度是否严格可将质粒分为：严紧型质粒和松弛型质粒。 按转移方式分为：接合型质粒、可移动型质粒、自传递型质粒。 按质粒大小分为：小型质粒、大型质粒。

按质粒的宿主范围分为：窄宿主谱型质粒、广宿主谱型质粒。 按质粒的功能分为：F质粒、R质粒、Col质粒。 27、线粒体DNA与核DNA有哪些不同之处？

（一）非孟德尔的母系遗传。mtDNA 因位于细胞质中,表现为严格的母性遗传, 不服从孟德尔遗传，绝大部分mtDNA 是通过卵细胞遗传。

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