基因組學(xué)復(fù)習(xí)題

1、第1章1）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(wú)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N值悖理2）什么是序列復(fù)雜性？基因組中不同序列的DNA總長(zhǎng)，用bp表示。3）RNA分子有哪些種類？mRNAtRNArRNAscRNAsnRNAsnoRNA、分子干擾RNA4）不編碼蛋白質(zhì)的RNA包括哪些類型？tRNArRNAscRNAsnRNAsnoRNA小分子干擾RNA5）什么是假基因？假基因是如何形成的？來(lái)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，如編碼序列出現(xiàn)終止密

2、碼子突變，或者插入和缺失某些核甘酸使mRN夠碼，造成翻譯中途停止或者異常延伸，合成無(wú)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(lái)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，但假基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物已失去原有的功能，如產(chǎn)生殘缺蛋白質(zhì)。7）如何劃分基因家族？什么是超基因家族？基因家族：將來(lái)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

3、許多基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5Mb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(shuō)明。重疊基因：編碼序列彼此重疊的基因。1 .單個(gè)的mRNAT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(zhǎng)5386bp,共編碼11個(gè)基因，有7個(gè)基因?yàn)橹丿B基因，其中

4、3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FGAM有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)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

5、達(dá)?；蚪M中已檢測(cè)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。，第2章名詞解釋遺傳圖、物理圖、重疊群、小衛(wèi)星、微衛(wèi)星問(wèn)答題：1 .理想的遺傳作圖標(biāo)記應(yīng)該滿足哪些條件？RFLRSSL四口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(guò)DNA片段的電泳使DNAT生多態(tài)性。限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)

6、性(restrictionfragmentlengthpolymorphisms,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(jiǎn)單序歹1J長(zhǎng)度多態(tài)性(simplesequencelengthpolymorphisms,SSLP)具有多等位性。又可分為可變串聯(lián)重復(fù)(variablenumberoftandemrepeat,VNTR)特點(diǎn)：多態(tài)信息含量較高，但數(shù)量有限，而且在基因組上分布不均勻，不適合PCR擴(kuò)增。簡(jiǎn)單串聯(lián)重復(fù)序列(singlesequ

7、encerepeat,SSR)特點(diǎn)：1)染色體上的位置相對(duì)固定；2)操作簡(jiǎn)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。單核昔酸多態(tài)性(singlenucleotidepolymorphisms,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(cè)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(zhǎng)度多態(tài)性（restrictionfragmentlengthpolymorphi

8、sms）: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(zhǎng)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DNAIS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(zhǎng)度發(fā)生變化）以及堿基突變等均可導(dǎo)致RFLP的產(chǎn)生4）什么是SSR標(biāo)記？為什么會(huì)產(chǎn)生SSRSSR標(biāo)記有哪些優(yōu)點(diǎn)？SSR示記：是一類由幾個(gè)核甘酸（一般為16個(gè)）為重復(fù)單位組成的長(zhǎng)達(dá)幾十個(gè)核甘酸的串聯(lián)重復(fù)序列。主要產(chǎn)生于DNA復(fù)制時(shí)出現(xiàn)的“滑序”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

9、富且分布均勻；2）操作簡(jiǎn)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)核甘酸的突變。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)。第3章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(kù)、指紋問(wèn)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

10、？有了遺傳圖為什么還要繪制物理圖？直接檢測(cè)DNA示記在染色體上的實(shí)際位置。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?采用脈沖凝膠電泳（pulsed-filedgelelectrophoresis,PFGE）將一個(gè)方向不斷變換的電場(chǎng)，取代簡(jiǎn)單的單一電場(chǎng)（單向電場(chǎng)）使電泳中受阻的DN砌子在電場(chǎng)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10Mbi3）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

11、）什么是YAC載體？它有什么優(yōu)缺點(diǎn)？酵母人工染色體（yeastartificialchromosome,YA。,具有酵母染色體的特性，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)1400kb.缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)化效率低；插入子穩(wěn)定性差；嵌合克隆比例高，達(dá)48%插入DNA的制備相當(dāng)困難。5）什么是BAC載體？它有什么優(yōu)缺點(diǎn)？細(xì)菌人工染色體（bacterialartificialchromosome,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。優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)慰截悘?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

12、）?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(kù)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(kù)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，一次延伸，直到完成所需要的重疊群。7)STS作圖依據(jù)的原理是什么？?jī)蓚€(gè)STS出現(xiàn)在同一片段的機(jī)會(huì)取決于他們?cè)诨蚪M中的距離，彼此靠的越近，分離的幾率越小。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(lái)算。8)什么是DNA旨紋？有哪些DNA旨紋？DNA旨紋：指確定DNA羊品所具有的特定DNAt段組成。種類

13、：限制性帶型(restrictionpattern)指紋；重復(fù)序列(repetitiveDNA)指紋；重復(fù)序列DNAPCR(repetitiveDNAPCR)或者分散重復(fù)序列PCR(interspersedrepeatelementPCR,IRE-PCR);STS作圖(STScontentmapping)指紋。第4章名詞解釋：順序間隙、物理間隙、支架、覆蓋面問(wèn)答：自動(dòng)化測(cè)序的原理？基因組測(cè)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(cè)序中采用的DNA多聚酶與細(xì)胞的DNA多聚酶有彳f么差別？1 .高酶活性2.無(wú)5-3外切酶活性3.無(wú)3-5外切酶活性2）鳥槍法測(cè)序與

14、作圖法測(cè)序有何差別？鳥槍法測(cè)序把基因組全部打散成短序列，測(cè)序后通過(guò)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(jiǎn)單，重復(fù)序列少的基因組，測(cè)序速度快，并且無(wú)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(zhǎng)序列，然后把長(zhǎng)序列通過(guò)mapping定位到染色體上某段位置，再把長(zhǎng)序列打散成短序列進(jìn)行測(cè)序，適合大分子DNA克隆，測(cè)序時(shí)間長(zhǎng)，依賴遺傳圖譜和物理圖譜，效率低。3）為何原核生物基因組更適合鳥槍法測(cè)序？因?yàn)樵松锘蚪M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(jiǎn)單，重復(fù)序列少的測(cè)序。4）圖解說(shuō)明B

15、AC克隆測(cè)序與序列組裝的過(guò)程.書82頁(yè)5）為何BAC克隆測(cè)序和全基因組鳥槍法測(cè)序都會(huì)留下間隙（gap）?任何基因組的測(cè)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(kù)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(kù)，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(kù)篩選陽(yáng)性克隆，重新測(cè)序。序列間隙：測(cè)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(guò)利用相鄰已知順序作為探針，篩選已有的基因組文庫(kù)，挑選陽(yáng)性克隆重新測(cè)序進(jìn)

16、行縫合。7）大型基因組鳥槍法測(cè)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(cè)序多次組裝8）基因組鳥槍法測(cè)序要構(gòu)建大小不同的插入片段克隆文庫(kù)，原因何在？1.采用多個(gè)基因組文庫(kù)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(kù)也增加了克隆片段的總長(zhǎng)，擴(kuò)大了覆蓋面3 .10kb文庫(kù)的構(gòu)建有助于在2kb質(zhì)粒來(lái)源的兩端測(cè)序序列組裝時(shí)校正由重復(fù)序列產(chǎn)生的差錯(cuò)4.Fosmid和BA0C庫(kù)的構(gòu)建可以使下片段DNAt庫(kù)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

17、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勺測(cè)序非常困難？重復(fù)序列多第5章1）簡(jiǎn)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（openreadingframe）,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。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

18、是什么？直系同源基因：不同物種之間的同源基因，他們來(lái)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(lái)自不同物種，共生來(lái)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(guò)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(wú)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，由于同源片段之間的重組，可以使無(wú)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?jiǎn)便的基因

19、失活的方法，用于高等生物基因功能的研究。第6章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?何謂MAR?骨架附著區(qū)（scaffoldattachmentregion,SAR:與染色體骨架附著區(qū)結(jié)合的DNA序列?；|(zhì)附著區(qū)（matrixattachmentregion,MAR）:與核基質(zhì)結(jié)合結(jié)合的DN峙歹U。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：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CpGS,但特征不明顯.2

20、.絕大多數(shù)CpG島中很少出現(xiàn)胞嗑咤甲基化，因此被認(rèn)為是基因轉(zhuǎn)錄活躍區(qū).3 .CpG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)胞嗑咤甲基化與脫氨基事件常常發(fā)生，導(dǎo)致復(fù)制時(shí)的C-A錯(cuò)配.在下一輪復(fù)制時(shí)原來(lái)的胞嗑咤（C）位置由胸腺嗑咤（T）取代，即發(fā)生堿基代換.因此基因組DNAW序進(jìn)化的總趨勢(shì)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)是基因調(diào)控的主要成分，因此很少發(fā)生可遺傳的C-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

21、原核生物的依據(jù)何在？1.細(xì)胞器基因表達(dá)的過(guò)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轉(zhuǎn)座子？什么是RNA專座子（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專座子：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DNA的直接轉(zhuǎn)座。RNA專座子：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限轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生）9）線粒體基因組與葉綠體基