基因組學(xué)復(fù)習(xí)題

1、第11）什么是C-值悖理?什么是N-值悖理？C-值悖理：生物基因組的大小同生物進(jìn)化所處地位的高低無關(guān)的現(xiàn)象。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，稱之為2）什么是序列復(fù)雜性？?基因組中不同序列的DNA總長，用bp表示。3）RNA分子有哪些種類？ mRNA tRNA rRNA scRNA snRNA snoRNA小分子干擾RNA 4）不編碼蛋白質(zhì)的RNA包括哪些類型？ tRNA rRNA scRNA snRNAsnoRNA小分子干擾RNA 5）什么是假基因？假基因是如何形成的？來源于功能基因但已失去活性的DNA序列，有沉默的假基因，也有可轉(zhuǎn)錄的假基因。產(chǎn)生假基因的原因有很多， 如

2、編碼序列出現(xiàn)終止密碼子突變，或者插入和缺失某些核苷酸使mRNA移碼，造成翻譯中途停止或者異常延伸，合成無活性的蛋白質(zhì)。6）假基因能否表達(dá)？?為什么？能，假基因相對(duì)于原來的基因已經(jīng)失去功能但是可能產(chǎn)生新的功能。最初人們認(rèn)為，假基因是不能轉(zhuǎn)錄的基因，隨著基因組數(shù)據(jù)的積累，現(xiàn)在已知有不少假基因仍然保持轉(zhuǎn)錄的活性，特別是起源于重復(fù)基因的假基因和獲得啟動(dòng)子加工的假基因，但假基因的 質(zhì)。7）如何劃分基因家族？?什么是超基因家族？基因家族：將來自共同的祖先，因 基因加倍或變異產(chǎn)生了許多在DNA序列組成上基本一致 而略有不同的成員劃分為一 個(gè)基因家族。超基因家族：起源于共同祖先，由 相似DNA序列組成的許多基

3、因亞家族或相似的基因成員構(gòu)成的群體，它們具有相似 的功能。8）低等生物與高等生物基因組組成有何差別？為什么會(huì)產(chǎn)生這些差別？低等生物：1）結(jié)構(gòu)緊湊，一般不存在內(nèi)含子（古細(xì)菌除外）；2）大小在5 Mb以下;3）缺少重復(fù)序列;4）很少非編碼序列。高等生物：1）結(jié)構(gòu)松弛，含有大量重復(fù)序列;2）基因大多為斷裂基因，由內(nèi)含子和外顯子構(gòu)成;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。9）有哪些結(jié)構(gòu)異常的基因？舉例說明。重疊基因：編碼序列彼此重疊的基因。1.單個(gè)的mRNA可以編碼2種或多種蛋白質(zhì)。例如：大腸桿菌噬菌體X174基因組長5386bp,共編碼11個(gè)基因，有7個(gè)基因?yàn)橹丿B基因，其中3

4、個(gè)重疊基因A,A*和B共享部分3端序列。2.由不同的啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄的彼此重疊的mRNA各自編碼不同的蛋白質(zhì)。例如：人類核基因組INK4a/ARF座位有2個(gè)蛋N值悖理轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物已失去原有的功能，如產(chǎn)生殘缺蛋白白質(zhì)產(chǎn)物p16和p19,他們利用同一座位的不同啟動(dòng)子，第一個(gè)外顯子不同，但共享第二和第三個(gè)外顯子，產(chǎn)生兩個(gè) 不同讀框的mRNA基因內(nèi)基因：一個(gè)基因的內(nèi)含子中包含其他基因 。例如：線蟲基因組中一個(gè)編碼 甘氨酸合成酶 的基因FGAMT 21個(gè)內(nèi)含子，內(nèi)含子9中含有一個(gè)獨(dú)立的基因，內(nèi)含子11中含有4個(gè)獨(dú)立的基因。反義基因：與已知基因編碼序列互補(bǔ)的 負(fù)鏈編碼的基因。例如：大麥有3個(gè)可在種胚糊粉層專一性表達(dá)

5、的a -淀粉酶基因，2個(gè)為A型，一個(gè)為B型，由赤霉素誘導(dǎo)表達(dá)?；蚪M中已檢測到編碼A型a-淀粉酶反義RNA基因，它的表達(dá)受控于脫落酸，這是脫落酸拮抗赤霉素的分子機(jī)制之一。名詞解釋 遺傳圖、物理圖、重疊群、小衛(wèi)星、微衛(wèi)星 問答題:1.理想的遺傳作圖標(biāo)記應(yīng)該滿足哪些條件？RFLP SSLP和SNP標(biāo)記各有什么特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)？2.造成遺傳圖發(fā)生偏離的因素有哪些?1）什么是遺傳圖？遺傳作圖的理論基礎(chǔ)是什么？遺傳圖是應(yīng)用遺傳學(xué)分析方法將基因或其他DNA序列標(biāo)定在染色體上構(gòu)建的連鎖圖?；A(chǔ)：孟德爾1865年首次描述的遺傳學(xué)原理。2）什么是分子標(biāo)記？有哪些分子標(biāo)記？?各有什么特點(diǎn)？是指以DNA片段為標(biāo)記，通過

6、DNA片段的電泳使DNA產(chǎn)生多態(tài)性。限制性片段長度多態(tài)性（restriction fragment length polymorphisms,RFLP特點(diǎn)：1）.處于染色體上的位置固定。2）.同一親本及其子代相同位點(diǎn)上的多態(tài)性片段特征不變。3）.同一凝膠電泳可顯示同一位點(diǎn)不同的多態(tài)性片段，具有共顯性特點(diǎn)。4).有兩種等位形式。簡單序列長度多態(tài)性(simple sequence length polymorphisms，SSLP) 具有多等位性。又可分為 可變串聯(lián)重復(fù) (variable number of tandem repeat，VNTR) 特點(diǎn)：多態(tài)信息含量較高，但數(shù)量有限，而且在基因組

7、上分布不均勻，不適合簡單串聯(lián)重復(fù)序列 (single sequence repeat，SSR) 特點(diǎn)：1)染色體上的位置相對(duì)固定;2)操作簡單，可以用PCR擴(kuò)增;3)同一凝膠電泳可顯示不同多態(tài)性片段，表現(xiàn)為共顯性;4)有多種等位形式。單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphisms，SNP) 特點(diǎn)：1)理論上同一堿基位置SNP等位形式最多為4，但多數(shù)為2.2)直接從STS測序中可尋找到SNP.3)數(shù)量極大,4)SNP與人類易感性疾病有關(guān)，涉及藥物基因組學(xué).5)編碼區(qū)SNP主要分布在密碼子的第3個(gè)堿基位置.3)什么是RFLR為什么會(huì)產(chǎn)生RFLP?限制性片段長度多態(tài)性

8、(restriction fragment length polymorphisms):由于同源染色體同一區(qū)段DNA序列的差異,當(dāng)用限制酶處理時(shí)，可產(chǎn)生長度不同的限制性DNA片段，這些DNA片段經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳分離，可直接顯示不同個(gè)體 同一位點(diǎn)的DNA組成的差異。凡是可以引起酶切位點(diǎn)變異的突變?nèi)琰c(diǎn)突變和一段DNA的重新組織(如插入和缺失造成酶切位點(diǎn)間的長度發(fā)生變化)以及堿基突變等均可導(dǎo)致RFL P的產(chǎn)生4)?什么是SSR標(biāo)記？為什么會(huì)產(chǎn)生SSF？SSR標(biāo)記有哪些優(yōu)點(diǎn)?SSR標(biāo)記：是一類由幾個(gè)核苷酸(一般為16個(gè))為重復(fù)單位組成的長達(dá)幾十個(gè)核苷酸的串聯(lián)重復(fù)序列。主要產(chǎn)生于DNA復(fù)制時(shí)出現(xiàn)的“滑序

9、”事件以及SSR序列等位形式之間的不等交換。優(yōu)點(diǎn)：1)染色體上的位置相對(duì)固定，數(shù)量豐富且分布均勻2)操作簡單，可以用PCR擴(kuò)增;3)同一凝膠電泳可顯示不同多態(tài)性片段，表現(xiàn)為共顯性;4)有多種等位形式。5)什么是SNP?基因組中單個(gè)核苷酸的突變。PCRT增。6）是什么原因造成染色體不同區(qū)段之間交換頻率的差別同源染色體之間的不均等交換。7）什么是重組熱點(diǎn)？染色體上某些比其他位點(diǎn)有更高交換頻率的位點(diǎn)。名詞解釋 限制性作圖、序列標(biāo)記位點(diǎn)、序列標(biāo)記位點(diǎn)作圖、作圖試劑、克隆文庫、指紋 問答 物理作圖的主要方法有哪些？原理分別是什么？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)?什么叫序列標(biāo)記位點(diǎn)？序列標(biāo)記位點(diǎn)需要具備什么條件？如何在基

10、因組當(dāng)中尋找序列標(biāo)記位點(diǎn)?如何組建克隆重疊群?1）什么是基因組物理圖？?物理圖與遺傳圖有何不同？有了遺傳圖為什么還要繪制物理圖?直接檢測DNA標(biāo)記在染色體上的實(shí)際位置。采用脈沖凝膠電泳（pulsed-filed gel electro phoresis ,P FGE（單向電場）使電泳中受阻的DNA分子在電場改變時(shí)扭轉(zhuǎn)遷移方向，較小的分子比較大的分子 重新排列的快，以此達(dá)到 分離的目的。分辨率達(dá)到10Mb3）何謂限制性作圖？將限制性酶切位點(diǎn)標(biāo)定在DNA分子的相對(duì)位置。4）什么是YAC載體?它有什么優(yōu)缺點(diǎn)？酵母人工染色體（yeast artificial chromosome,YAC，具有酵母染色

11、體的特性，以酵母細(xì)胞為宿主，能在酵母細(xì)胞中復(fù)制。優(yōu)點(diǎn)：容量大，插入片段可達(dá)1400 kb.嵌合克隆比例高，達(dá)48%;插入DNA的制備相當(dāng)困難。chromosome,BAC）,具有細(xì)菌染色體的特性，以細(xì)菌細(xì)胞為宿主，能在細(xì)菌細(xì)胞中復(fù)制。前者是描述的基因相對(duì)位置,后者是具體的堿基位置因?yàn)檫z傳圖存在以下缺點(diǎn):1.遺傳學(xué)圖譜分辨率有限。2.遺傳學(xué)圖的覆蓋面較低。3.遺傳圖分子標(biāo)記的排列會(huì)出現(xiàn)偏差。2）如何制備與分離大分子DNA?）將一個(gè)方向不斷變換的電場，取代簡單的單一電場缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)化效率低；插入子穩(wěn)定性差;5）什么是BAC載體?它有什么優(yōu)缺點(diǎn)?細(xì)菌人工染色體（bacterial artificial優(yōu)

12、點(diǎn)：單拷貝復(fù)制， 不會(huì)因重組發(fā)生嵌合；采用類似制取質(zhì)粒的方法直接克隆DNA便于機(jī)械化操作。6)什么是重疊群(contig)?如何構(gòu)建重疊群?相互重疊的DNA片段組成的物理圖成為重疊群。最早采用染色體步移法，首先叢集引文庫中挑選一個(gè)隨機(jī)或者指定的克隆，將該克隆的起始末端序列分離純化作為探針，然后再基因文庫中找到與之重疊的第二個(gè)克隆。在第二個(gè)克隆的基礎(chǔ)上重復(fù)操作程序?qū)ふ业谌齻€(gè)克隆, 直到完成所需要的重疊群。7)STS作圖依據(jù)的原理是什么？兩個(gè)STS出現(xiàn)在同一片段的機(jī)會(huì)取決于他們在基因組中的距離，彼此靠的越近,兩個(gè)STS之間相對(duì)距離的估算與連鎖分析的原理一樣，它們之間的圖距根據(jù)它們的分離頻率來算。8

13、)什么是DNA指紋?有哪些DNA指紋？DNA指紋：指確定DNA樣品所具有的特定DNA片段組成。種類：限制性帶型(restrictionpattern)指紋；重復(fù)序列(repetitive DNA指紋；重復(fù)序列DNAPCR(repetitiveDNA P CR或 者分散重復(fù)序列P CR( inters persed rep eat element P CR, IRE-PCR);STS作圖(STS content ma pp ing) 指紋。名詞解釋: 順序間隙、物理間隙、支架、覆蓋面 問答: 自動(dòng)化測序的原理?基因組測序與組裝有哪些策略？他們各有什么優(yōu)缺點(diǎn)?重疊群之間的間隙有哪兩種?1)DNA測

14、序中采用的DNA多聚酶與細(xì)胞的DNA多聚酶有什么差別？1.高酶活性2.無 5T3外切酶活性3.無 3T5外切酶活性2)?鳥槍法測序與作圖法測序有何差別鳥槍法測序把基因組全部打散成短序列，測序后通過程序?qū)ふ一ハ喔采w的部分進(jìn)行連接得到整個(gè)的序列結(jié)果。適合小，簡單，重復(fù)序列少的基因組，測序速度快，并且無須提供相關(guān)的遺傳圖譜和物理圖譜，效率高。作圖法先將DNA分解成長序列，然后把長序列通過mapping定位到染色體上某段位置，再把長序列打散成短序列進(jìn)行測序，適合大分子DNA克隆，測序時(shí)間長，依賴遺傳圖譜和物理圖譜，效率低。一次延伸,分離的幾率越小。3）為何原核生物基因組更適合鳥槍法測序因?yàn)樵松锘?/p>

15、組結(jié)構(gòu)緊湊，一般不含有內(nèi)含子（古細(xì)菌除外），大小在5Mb以下，缺少重復(fù)序列，很少非編碼的序列。而鳥槍法適合基因組小，簡單，重復(fù)序列少的測序。4）圖解說明BAC克隆測序與序列組裝的過程書82頁5）為何BAC克隆測序和全基因組鳥槍法測序都會(huì)留下間隙（gaP）?任何基因組的測序都不可避免的會(huì)出現(xiàn)序列間隙和物理間隙。6）什么是物理間隙？?什么是序列間隙？如何填補(bǔ)這兩類間隙？物理間隙：構(gòu)建基因組文庫被丟失的DNA序列，他們從已有的克隆群體中永遠(yuǎn)的消失。物理間隙的縫合需要利用其他載體或者宿主菌重新構(gòu)建一個(gè)基因組文庫，然后利用間隙兩側(cè)的序列作為探針，或者制備相應(yīng)的PCR引物，從新文庫篩選陽性克隆，重新測序。

16、序列間隙：測序時(shí)遺漏的序列，這些序列任然保留在尚未挑選到的克隆中。序列間隙可以通過利用相鄰已知順序作為探針，篩選已有的基因組文庫，挑選陽性克隆重新測序進(jìn)行縫合。7）大型基因組鳥槍法測序的缺點(diǎn)是什么？?如何克服這些缺點(diǎn)？容易產(chǎn)生間隙，組裝時(shí)容易出錯(cuò)與作圖法結(jié)合或多次測序多次組裝8）基因組鳥槍法測序要構(gòu)建大小不同的插入片段克隆文庫，原因何在?1.采用多個(gè)基因組文庫時(shí)因?yàn)槿魏我环N載體都會(huì)因某些插入片段與宿主菌的不兼容而不能擴(kuò)增，使一些DNA片段丟失2.多種質(zhì)粒文庫也增加了克隆片段的總長，擴(kuò)大了覆蓋面文庫的構(gòu)建有助于在2kb質(zhì)粒來源的兩端測序序列組裝時(shí)校正由重復(fù)序列產(chǎn)生的差錯(cuò)和BAC文庫的構(gòu)建可以使下

17、片段DNA文庫組建的重疊群在大分子克隆中有效而準(zhǔn)確地歸并與整合，避免了再全基因組范圍內(nèi)直接進(jìn)行重疊群排序所產(chǎn)生的錯(cuò)誤，可提高序列組裝的效率，保證序列組裝的可信度。9）為何著絲粒區(qū)和近端粒區(qū)DNA的測序非常困難？重復(fù)序列多1）簡述原核生物和真核生物基因結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與差別真核生物有內(nèi)含子外顯子2）什么是ORF?開放讀框（open reading frame），由一系列指令氨基酸的密碼子組成。3）什么是序列同源性？?什么是序列一致性?什么是序列相似性？同源性：起源于同一祖先但發(fā)生變異的序列之間的關(guān)聯(lián)性。一致性：同源DNA序列的同一堿基位置上相同的堿基成員，或蛋白質(zhì)中同一氨基酸位置相同的氨基酸成員的比例

18、。相似性：同源蛋白質(zhì)氨基酸序列中一致性氨基酸和可取代氨基酸所占的比例。4）什么是直系同源基因？?什么是共生同源基因?它們的差別是什么？直系同源基因：不同物種之間的同源基因，他們來自物種分割之前的同一祖先。共生同源基因：同一生物內(nèi)部的同源基因，他們常常是多基因家族的不同成員，其共同的祖先可能存在于物種形成之 前或之后。直系來自不同物種，共生來自同一物種。5）蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域在基因注解中有何意義由于蛋白質(zhì)的整體功能是通過各個(gè)結(jié)構(gòu)之間的協(xié)同作用而實(shí)現(xiàn)的，因此結(jié)構(gòu)域的組成提供了蛋白質(zhì)功能解毒的關(guān)鍵信 息。6）基因剔除的原理.在一段無關(guān)片段的兩側(cè)連接與帶換基因兩側(cè)相同的順序，將這一構(gòu)件導(dǎo)入目的細(xì)胞，由于使無

19、關(guān)片段取代靶基因整合到染色體中。為了便于篩選,用于取代的外源DNA中含有報(bào)告基因?；蛱蕹亲詈啽愕幕蚴Щ畹姆椒?，用于高等生物基因功能的研究。1）異染色質(zhì)與常染色質(zhì)的差別是什么？異染色質(zhì)，分布在細(xì)胞核周緣，結(jié)構(gòu)致密，著色深。常染色質(zhì)，分散在整個(gè)細(xì)胞核當(dāng)中，結(jié)構(gòu)比較松弛，著色淺。2）何謂SAR?可謂MAR?骨架附著區(qū)（scaffold attachment region，SAR:與染色體骨架附著區(qū)結(jié)合的DNA序列。基質(zhì)附著區(qū)（matrix attachment region,MAR）:與核基質(zhì)結(jié)合結(jié)合的DNA序列。3）什么是CpG島？ CpG島有什么分布特點(diǎn)？ CpG島是如何產(chǎn)生的？CpG島：

20、基因組中富含雙堿基CpG的序列。特點(diǎn)：1.主要在脊椎動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)，其它種屬基因組中也有CpG島，但特征不明顯.2.絕大多數(shù)CpG島中很少出現(xiàn)胞嘧啶甲基化，因此被認(rèn)為是基因轉(zhuǎn)錄活躍區(qū)島主要分布在基因的啟動(dòng)子區(qū)和第一個(gè)外顯子區(qū)4.絕大多數(shù)管家基因含有CpG島，是尋找基因的一個(gè)指標(biāo).5.在染色體上分布很不均勻，但與基因的分布頻率一致。產(chǎn)生原因：1.由于細(xì)胞內(nèi)胞嘧啶甲基化與脫氨基事件常常發(fā)生，導(dǎo)致復(fù)制時(shí)的CTA錯(cuò)配.在下一輪復(fù)制時(shí)原來的胞嘧同源片段之間的重組，可以啶（C）位置由胸腺嘧啶仃）取代，即發(fā)生堿基代換.因此基因組DNA順序進(jìn)化的總趨勢是A/T比例增加.2.管家基因?qū)ι锏拇婊顦O其重要，啟動(dòng)子區(qū)是

21、基因調(diào)控的主要成分，因此很少發(fā)生可遺傳的CT A的突變，保留了較平均值更高的G/C比.4）葉綠體和線粒體基因組起源于原核生物的依據(jù)何在1.細(xì)胞器基因表達(dá)的過程很多方面與細(xì)菌相似;2.細(xì)胞器基因與細(xì)菌基因相似性高于核基因。5）真細(xì)菌和古細(xì)菌操縱子的組成有何差異6）什么是DNA專座子？?什么是RNA轉(zhuǎn)座子（或逆轉(zhuǎn)座子）?？這兩類轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座方式有何特點(diǎn)DNA轉(zhuǎn)座子：基因組中廣泛存在的一類可以移動(dòng)位置的遺傳因子，涉及RNA轉(zhuǎn)座子：以RNA為中介進(jìn)行轉(zhuǎn)座。第一類本身含有編碼轉(zhuǎn)座子酶的基因，可以自主轉(zhuǎn)錄。第二類本身不含有編碼轉(zhuǎn)座子酶的基因，需要在轉(zhuǎn)座的時(shí)候提 供轉(zhuǎn)座酶才能轉(zhuǎn)座。8）?逆轉(zhuǎn)座子可分為哪幾類？?各有什么特點(diǎn)？LTR類逆轉(zhuǎn)座子：A.逆轉(zhuǎn)錄病毒。B.逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子（缺少外殼蛋白基因）非LTR類逆轉(zhuǎn)座子：C.重復(fù)序列LINE（缺少逆轉(zhuǎn)座子邊界順序）D.重復(fù)序列SINE（由mRN飯轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生）9）?線粒體基因組與葉綠體基因組在結(jié)構(gòu)與