來自麻省理工有趣的生物題

/2009—0８—１9１１：12:1２來自:.～。星際時間7．0１２。１０。4。0０,UＳSＨacｋｅrｐｒise號主任醫(yī)師的個人航行日志

從木衛(wèi)二上執(zhí)行任務歸來后,你的船員Nｏsleｎ患上了重病。你檢查了Noslen是否患上傳染病，結(jié)果發(fā)現(xiàn)他被一種外來的病毒侵染。?

—－-—-－－－－—--——-——-－—－－-－－—－-－-——-——--—－——-—－--——-—--—－--—－－--??［問題1］

??a）你發(fā)現(xiàn)這種病毒攜帶核酸、蛋白質(zhì)與脂質(zhì).你還發(fā)現(xiàn)這種病毒能侵染大腸桿菌細胞，這使你能輕易地在實驗室對它進行研究。

?i）你使用下列放射性同位素中的一種對病毒進行培養(yǎng)：P32,H3或Ｓ35。?

病毒中的哪一種大分子被P32標記?

?病毒中的哪一種大分子被Ｈ3標記？

?病毒中的哪一種大分子被S35標記？??

iｉ)你分析了核酸的組成,發(fā)現(xiàn)下面結(jié)果。??A27。６％

Ｇ2３。2％

T２8.１％?Ｃ24。0％

U0.8％

該病毒攜帶哪一種核酸，為什么?

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?

ｂ）因為這是一種外來的病毒，你想確定哪一種大分子是遺傳物質(zhì)。請解釋你該如何去做？

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-－－————--－——--－--—-－——-－-—-—-—－-－—-－--—－－—-——－-－--——－－--—-———-??[問題２］

a)羅神星科學家Cｒｉxon檢查了該病毒的DNA復制情況，以確定它的復制情況是否同地球上的DNA復制類似。她為該病毒DNA的復制構(gòu)建了一個體外系統(tǒng)。??i）在她的系統(tǒng)中,應該具有哪些成分？?

??iｉ)在復制之前,所有的模板DNA被15Ｎ標記。氮元素在DNA的哪一部分存在？?

?

iｉi）她重復了梅賽爾一斯特爾(Meｓｅlson－Stａhl）實驗。在下圖中,請畫出每一輪全保留復制和半保留復制后的預期結(jié)果。

?

b)你發(fā)明了一種納米級示蹤成像儀，這使你能夠測定DNA復制的起始位點。計算機反饋了下面的這張圖。從該起始位點，復制在兩條鏈上進行，兩個復制叉隨復制互相遠離。

i)請標記上面所示的５個DNA片段的５’端和3’端。注明哪些特殊的片段是岡崎片段。???ii）在上圖中的C位點，需要哪一種酶？

iiｉ）引物5＇—CＡＡＧＧ－3'結(jié)合于哪一位點(A或B或者全部)以啟動復制。??

iｖ)對于上題中你選擇的每一個位點，子DNA鏈的延伸方向是什么（左或右）？???v）對于上題中你選擇的每一個位點，與最近的復制叉相關的DNA的合成是以連續(xù)方式還是不連續(xù)方式進行??

??c）ＵSＳHackerｐｒiｓe號上越來越多的人類船員開始因病毒感染而染病。但是當你思考這一醫(yī)療危機的時候，你注意到?jīng)]有一個羅神星人船員生病。你與你的羅神星人同事Criｘon談到了這個問題，她非常感興趣并且給你了一個羅神星人細胞的樣品。因此你決定將病毒與羅神星人的細胞樣品混合在一起，研究病毒在羅神星人血液細胞中的感染周期.當你分析羅神星人的細胞的時候，你注意到羅神星人的DNA在一些特定的堿基上有高度甲基化修飾，同時在羅神星人細胞中有一種奇特的核酸酶，它能分解普通的未修飾的酶.請問你能提出一個模型解釋羅神星人的免疫性嗎？

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??????—-－—－——－－-—－－—－—--－-——-—－--——－－-－-——--—-—--—－—--—-－-—--－－-－—-－——-?

[問題3]

你對這種新病毒的特性的初期分析工作正順利進行。你發(fā)現(xiàn)這種病毒具有一個染色體，并且你查明了一個DNA片段，你相信是該片段賦予病毒侵染的能力。星際艦隊醫(yī)療中心要求你切下該ＤＮA片段并置入一個載體,以送給ＯmeｇaＰrime號上的醫(yī)學研究所。下圖中所示為你想得到的基因片段及其周圍DNA的序列。

a）下圖中所示為你冰箱中的一套限制性內(nèi)切酶。酶名稱右側(cè)為它的序列專一性（從5＇端到３＇端），箭頭所指為酶切的部位。?

i）請圈出能切割上面DNA片段的酶.

ii）請在能切割出平頭末端（blunteｎds）的酶前面的空白處作標記（用對號）。?

ｉii)請在能切割出粘性末端(oveｒhangｉnｇｅnds）的酶前面的空白出作星號(＊）標記。

?iv)你能使用哪一種單一的酶以移動病毒DＮA中的該特定基因？?

?v）你能使用哪一對不同的酶？?

?b)你打算將該片段插入下圖所示的載體中

i)你將要使用什么酶從病毒DNA中切割出你想要的片段？

ii）你將要使用什么酶切割載體ＤNA??

?c）如果你使用一種酶切割載體與病毒片段。

ｉ）在病毒片段與載體連接以后，新產(chǎn)生的ＤNA上面會具有多少該內(nèi)切酶能切割的位點？???ii）這種類型的連接能產(chǎn)生多少種可能的ＤNA分子？

?ｄ)你把你精彩的構(gòu)建成果交給Ｆerengi實驗師。Ferrｅｎgi把這個實驗弄糟了，他僅使用SnaBＩ切割載體DNA,并且僅使用AｆaI切割出病毒ＤNA片段，接下來他將切割下來的片段與切割好的載體連接在一起。

?i)你能夠使用SnａBI再次將這一片段從新載體上切割下來，對這種混亂狀況加以修整嗎?解釋為什么能或不能.

?

?

?ii）你能夠使用ＡfaＩ再次將這一片段從新載體上切割下來，對這種混亂狀況加以修整嗎？解釋為什么能或不能.?????

?－--－-—-－－-——————－—－——－———－—-－－——-－--－－－-—-—－－——－－——--－—??[問題4]???星際艦隊醫(yī)療中心收到了你提供的新載體，但是他們在轉(zhuǎn)錄這一含有所需病毒片段的DNＡ載體時，遇到了許多麻煩。在他們的反應試管內(nèi)，已經(jīng)有了標準RＮA合成緩沖液，攜帶病毒片段的載體DNA，DＮA聚合酶,以及三磷酸核苷酸AＴP，GＴP,TTP,和CTＰ.

?a）你想“我真服了－_—！”，并且立即送給他們一套包含__＿__＿與_____＿的試劑,這使他們能順利地利用攜帶病毒片段的DNA載體合成RNＡ.??ｂ)你覺得星際艦隊醫(yī)學中心的這些科學家都是儍比,很可能還需要用來使ＲNA合成蛋白質(zhì)的試劑。你需要將哪三種主要的化合物交給艦隊醫(yī)療中心，以使他們能從病毒RNA合成蛋白質(zhì)？

??ｃ）其間回到USSＨａckepｒisｅ號上之后,你研制了一種核苷酸類似物,命名為ＫeｔracellＩndigo，你使用它對抗病毒。ＫeｔraｃelｌInｄigo能很好地結(jié)合到病毒RNA聚合酶的催化中心,阻止病毒的RNＡ聚合酶結(jié)合DNＡ。請問ＫetraceｌlIndiｇo對病毒的轉(zhuǎn)錄有什么影響作用？???

???

d)你的實驗師Feｒengi建議使用Furoｍytin，F(xiàn)ｕrｏｍyｔin是一種類似于攜帶氨基酸的tＲNA（氨酰tRＮA)的分子.它結(jié)合到核糖體的A位點,造成蛋白質(zhì)合成的不成熟終止.那么你認為這兩種藥物哪一種能更好地對抗病毒的侵染?請解釋原因。??

????

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?故事的尾聲。。。。