基因組學復(fù)習題

第1章什么是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)目與進化程度或生物復(fù)雜性的不對應(yīng)性，稱之為N值悖理什么是序列復(fù)雜性?

基因組中不同序列的DNA總長，用bp表達。RNA分子有哪些種類?mRNAtRNArRNAscRNAsnRNAsnoRNA小分子干擾RNA不編碼蛋白質(zhì)的RNA涉及哪些類型?tRNArRNAscRNAsnRNAsnoRNA小分子干擾RNA什么是假基因?假基因是如何形成的?來源于功效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)生假基因的因素有諸多，如編碼序列出現(xiàn)終止密碼子突變，或者插入和缺失某些核苷酸使mRNA移碼，造成翻譯半途停止或者異常延伸，合成無活性的蛋白質(zhì)。假基因能否體現(xiàn)?

為什么?能，假基因相對于原來的基因已經(jīng)失去功效但是可能產(chǎn)生新的功效。最初人們認為,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,特別是來源于重復(fù)基因的假基因和獲得啟動子加工的假基因，但假基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物已失去原有的功效,如產(chǎn)生殘缺蛋白質(zhì)。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序列構(gòu)成上基本一致而略有不同的組員劃分為一種基因家族。超基因家族：來源于共同祖先，由相似DNA序列構(gòu)成的許多基因亞家族或相似的基因組員構(gòu)成的群體，它們含有相似的功效。8)低等生物與高等生物基因組構(gòu)成有何差別?為什么會產(chǎn)生這些差別?低等生物：1)構(gòu)造緊湊，普通不存在內(nèi)含子（古細菌除外）；2)大小在5Mb下列；3)缺少重復(fù)序列；4)極少非編碼序列。高等生物：1)構(gòu)造松弛，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)構(gòu)成染色體構(gòu)造；4)含有細胞器基因組。有哪些構(gòu)造異常的基因？舉例闡明。重疊基因：編碼序列彼此重疊的基因。1.單個的mRNA能夠編碼2種或多個蛋白質(zhì)。例如：大腸桿菌噬菌體ΦX174基因組長5386bp，共編碼11個基因，有7個基由于重疊基因，其中3個重疊基因A，A*和B共享部分3’端序列。2.由不同的啟動子轉(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個蛋白質(zhì)產(chǎn)物p16和p19，他們運用同一座位的不同啟動子，第一種外顯子不同，但共享第二和第三個外顯子，產(chǎn)生兩個不同讀框的mRNA?；騼?nèi)基因：一種基因的內(nèi)含子中包含其它基因。例如：線蟲基因組中一種編碼甘氨酸合成酶的基因FGAM有21個內(nèi)含子，內(nèi)含子9中含有一種獨立的基因，內(nèi)含子11中含有4個獨立的基因。反義基因：與已知基因編碼序列互補的負鏈編碼的基因。例如：大麥有3個可在種胚糊粉層專一性體現(xiàn)的α-淀粉酶基因，2個為A型，一種為B型，由赤霉素誘導(dǎo)體現(xiàn)。基因組中已檢測到編碼A型α-淀粉酶反義RNA基因，它的體現(xiàn)受控于脫落酸，這是脫落酸拮抗赤霉素的分子機制之一。第2章名詞解釋遺傳圖、物理圖、重疊群、小衛(wèi)星、微衛(wèi)星問答題：1.抱負的遺傳作圖標記應(yīng)當滿足哪些條件？RFLP、SSLP和SNP標記各有什么特點和優(yōu)缺點？2.造成遺傳圖發(fā)生偏離的因素有哪些？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)用遺傳學分析辦法將基因或其它DNA序列標定在染色體上構(gòu)建的連鎖圖?；A(chǔ)：孟德爾1865年初次描述的遺傳學原理。什么是分子標記？有哪些分子標記?

各有什么特點?是指以DNA片段為標記，通過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（restrictionfragmentlengthpolymorphisms,RFLP）特點：1）.處在染色體上的位置固定。2）.同一親本及其子代相似位點上的多態(tài)性片段特性不變。3）.同一凝膠電泳可顯示同一位點不同的多態(tài)性片段，含有共顯性特點。4）.有兩種等位形式。簡樸序列長度多態(tài)性（simplesequencelengthpolymorphisms,SSLP）含有多等位性。又可分為可變串聯(lián)重復(fù)（variablenumberoftandemrepeat,VNTR）特點：多態(tài)信息含量較高，但數(shù)量有限，并且在基因組上分布不均勻，不適合PCR擴增。簡樸串聯(lián)重復(fù)序列（singlesequencerepeat,SSR）特點：1)染色體上的位置相對固定;2)操作簡樸，能夠用PCR擴增；3)同一凝膠電泳可顯示不同多態(tài)性片段,體現(xiàn)為共顯性；4)有多個等位形式。單核苷酸多態(tài)性（singlenucleotidepolymorphisms,SNP）特點：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),涉及藥品基因組學.5)編碼區(qū)SNP重要分布在密碼子的第3個堿基位置.3）什么是RFLP？為什么會產(chǎn)生RFLP?限制性片段長度多態(tài)性（restrictionfragmentlengthpolymorphisms）：由于同源染色體同一區(qū)段DNA序列的差別，當用限制酶解決時，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，可直接顯示不同個體同一位點的DNA構(gòu)成的差別。但凡能夠引發(fā)酶切位點變異的突變?nèi)琰c突變和一段DNA的重新組織（如插入和缺失造成酶切位點間的長度發(fā)生變化）以及堿基突變等均可造成RFLP的產(chǎn)生4）

什么是SSR標記?為什么會產(chǎn)生SSR？SSR標記有哪些優(yōu)點?

SSR標記：是一類由幾個核苷酸（普通為1~6個）為重復(fù)單位構(gòu)成的長達幾十個核苷酸的串聯(lián)重復(fù)序列。重要產(chǎn)生于DNA復(fù)制時出現(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：1)染色體上的位置相對固定，數(shù)量豐富且分布均勻;2)操作簡樸，能夠用PCR擴增；3)同一凝膠電泳可顯示不同多態(tài)性片段,體現(xiàn)為共顯性；4)有多個等位形式。5)什么是SNP?基因組中單個核苷酸的突變。6)是什么因素造成染色體不同區(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?染色體上某些比其它位點有更高交換頻率的位點。

第3章名詞解釋限制性作圖、序列標記位點、序列標記位點作圖、作圖試劑、、克隆文庫、指紋問答物理作圖的重要辦法有哪些？原理分別是什么？各有什么優(yōu)缺點？什么叫序列標記位點？序列標記位點需要含有什么條件？如何在基因組當中尋找序列標記位點？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標記在染色體上的實際位置。前者是描述的基因相對位置,后者是具體的堿基位置由于遺傳圖存在下列缺點：遺傳學圖譜分辨率有限。2.遺傳學圖的覆蓋面較低。3.遺傳圖分子標記的排列會出現(xiàn)偏差。如何制備與分離大分子DNA?采用脈沖凝膠電泳（pulsed-filedgelelectrophoresis,PFGE）將一種方向不停變換的電場，取代簡樸的單一電場（單向電場)使電泳中受阻的DNA分子在電場變化時扭轉(zhuǎn)遷移方向，較小的分子比較大的分子重新排列的快，以此達成分離的目的。分辨率達成10Mb。何謂限制性作圖?將限制性酶切位點標定在DNA分子的相對位置。什么是YAC載體?

它有什么優(yōu)缺點?酵母人工染色體（yeastartificialchromosome,YAC），含有酵母染色體的特性，以酵母細胞為宿主，能在酵母細胞中復(fù)制。優(yōu)點:容量大,插入片段可達1400kb.缺點:轉(zhuǎn)化效率低；插入子穩(wěn)定性差；嵌合克隆比例高,達48%；插入DNA的制備相稱困難。什么是BAC載體?

它有什么優(yōu)缺點?

細菌人工染色體(bacterialartificialchromosome,BAC)，含有細菌染色體的特性，以細菌細胞為宿主，能在細菌細胞中復(fù)制。優(yōu)點：單拷貝復(fù)制，不會因重組發(fā)生嵌合；采用類似制取質(zhì)粒的辦法直接克隆DNA，便于機械化操作。什么是重疊群（contig）?

如何構(gòu)建重疊群?互相重疊的DNA片段構(gòu)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種隨機或者指定的克隆，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克隆。在第二個克隆的基礎(chǔ)上重復(fù)操作程序?qū)ふ业谌齻€克隆，一次延伸，直到完畢所需要的重疊群。STS作圖根據(jù)的原理是什么?兩個STS出現(xiàn)在同一片段的機會取決于他們在基因組中的距離，彼此靠的越近，分離的幾率越小。兩個STS之間相對距離的估算與連鎖分析的原理同樣，它們之間的圖距根據(jù)它們的分離頻率來算。什么是DNA指紋?

有哪些DNA指紋?DNA指紋：指擬定DNA樣品所含有的特定DNA片段構(gòu)成。種類：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：次序間隙、物理間隙、支架、覆蓋面問答：自動化測序的原理？基因組測序與組裝有哪些方略？他們各有什么優(yōu)缺點？重疊群之間的間隙有哪兩種？DNA測序中采用的DNA多聚酶與細胞的DNA多聚酶有什么差別?高酶活性無5’→3’外切酶活性3.無3’→5‘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的部分進行連接得到整個的序列成果。適合小，簡樸，重復(fù)序列少的基因組，測序速度快，并且不必提供有關(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行測序，適合大分子DNA克隆，測序時間長，依賴遺傳圖譜和物理圖譜，效率低。為什么原核生物基因組更適合鳥槍法測序?由于原核生物基因組構(gòu)造緊湊，普通不含有內(nèi)含子（古細菌除外），大小在5Mb下列，缺少重復(fù)序列，極少非編碼的序列。而鳥槍法適合基因組小，簡樸，重復(fù)序列少的測序。圖解闡明BAC克隆測序與序列組裝的過程.書82頁為什么BAC克隆測序和全基因組鳥槍法測序都會留下間隙（gap）?任何基因組的測序都不可避免的會出現(xiàn)序列間隙和物理間隙。什么是物理間隙?

什么是序列間隙?

如何彌補這兩類間隙?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的消失。物理間隙的縫合需要運用其它載體或者宿主菌重新構(gòu)建一種基因組文庫，然后運用間隙兩側(cè)的序列作為探針，或者制備對應(yīng)的PCR引物，從新文庫篩選陽性克隆，重新測序。序列間隙：測序時遺漏的序列，這些序列任然保存在尚未挑選到的克隆中。序列間隙能夠通過運用相鄰已知次序作為探針，篩選已有的基因組文庫，挑選陽性克隆重新測序進行縫合。大型基因組鳥槍法測序的缺點是什么?

如何克服這些缺點?容易產(chǎn)生間隙，組裝時容易出錯與作圖法結(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,因素何在?1.采用多個基因組文庫時由于任何一種載體都會因某些插入片段與宿主菌的不兼容而不能擴增，使某些DNA片段丟失2.多個質(zhì)粒文庫也增加了克隆片段的總長，擴大了覆蓋面3.10kb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校正由重復(fù)序列產(chǎn)生的差錯4.Fosmid和BAC文庫的構(gòu)建能夠使下片段DNA文庫組建的重疊群在大分子克隆中有效而精確地歸并與整合，避免了再全基因組范疇內(nèi)直接進行重疊群排序所產(chǎn)生的錯誤，可提高序列組裝的效率，確保序列組裝的可信度。為什么著絲粒區(qū)和近端粒區(qū)DNA的測序非常困難?重復(fù)序列多

第5章簡述原核生物和真核生物基因構(gòu)造的特點與差別.真核生物有內(nèi)含子外顯子什么是ORF?

開放讀框（openreadingframe），由一系列指令氨基酸的密碼子構(gòu)成。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：來源于同一祖先但發(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似的堿基組員，或蛋白質(zhì)中同一氨基酸位置相似的氨基酸組員的比例。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。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，他們經(jīng)常是多基因家族的不同組員，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。蛋白質(zhì)構(gòu)造域在基因注解中有何意義?由于蛋白質(zhì)的整體功效是通過各個構(gòu)造之間的協(xié)同作用而實現(xiàn)的，因此構(gòu)造域的構(gòu)成提供了蛋白質(zhì)功效解毒的核心信息?；蛱蕹脑?在一段無關(guān)片段的兩側(cè)連接與帶換基因兩側(cè)相似的次序，將這一構(gòu)件導(dǎo)入目的細胞，由于同源片段之間的重組，能夠使無關(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中含有報告基因?；蛱蕹亲詈啽愕幕蚴Щ畹霓k法，用于高等生物基因功效的研究。

第6章異染色質(zhì)與常染色質(zhì)的差別是什么?異染色質(zhì)，分布在細胞核周緣，構(gòu)造致密，著色深。常染色質(zhì)，分散在整個細胞核當中，構(gòu)造比較松弛，著色淺。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。基質(zhì)附著區(qū)（matrixattachmentregion,MAR）:與核基質(zhì)結(jié)合結(jié)合的DNA序列。什么是CpG島?CpG島有什么分布特點?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：1.重要在脊椎動物中發(fā)現(xiàn),其它種屬基因組中也有CpG島,但特性不明顯.2.絕大多數(shù)CpG島中極少出現(xiàn)胞嘧啶甲基化,因此被認為是基因轉(zhuǎn)錄活躍區(qū).3.CpG島重要分布在基因的啟動子區(qū)和第一種外顯子區(qū).4.絕大多數(shù)管家基因含有CpG島,是尋找基因的一種指標.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)生因素：1.由于細胞內(nèi)胞嘧啶甲基化與脫氨基事件經(jīng)常發(fā)生,造成復(fù)制時的C→A錯配.在下一輪復(fù)制時原來的胞嘧啶(C)位置由胸腺嘧啶(T)取代,即發(fā)生堿基代換.因此基因組DNA次序進化的總趨勢是A/T比例增加.2.管家基因?qū)ι锏拇婊顦O其重要,啟動子區(qū)是基因調(diào)控的重要成分,因此極少發(fā)生可遺傳的C→A的突變,保存了較平均值更高的G/C比.葉綠體和線粒體基因組來源于原核生物的根據(jù)何在?1.細胞器基因體現(xiàn)的過程諸多方面與細菌相似；2.細胞器基因與細菌基因相似性高于核基因。真細菌和古細菌操縱子的構(gòu)成有何差別?什么是DNA轉(zhuǎn)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?DNA轉(zhuǎn)座子：基因組中廣泛存在的一類能夠移動位置的遺傳因子，涉及DNA的直接轉(zhuǎn)座。RNA轉(zhuǎn)座子：以RNA為中介進行轉(zhuǎn)座。第一類本身含有編碼轉(zhuǎn)座子酶的基因，能夠自主轉(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)座的時候提供轉(zhuǎn)座酶才干轉(zhuǎn)座。逆轉(zhuǎn)座子可分為哪幾類?

各有什么特點?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)座子邊界次序）D.重復(fù)序列SINE（由