基因工程思考题答案--删减后.doc

第二章 1. 名词解释

(I) 顺反了(cistron)：基因所对应的一段核廿酸序列被称为顺反了(cistron), —个顺反了 编码一种

完整的多肽链。它是遗传的功能单位。 (3) 转位因了(transposable elements):是指可以从染色体基因纟fl上的位置转移到另一个 位置，

甚至在不同的染色体Z间跃迁的基因成分。 (4) 基因组(genome)：细胞屮，一套完整单倍体的遗传物质的总合。

(5) 启动了 (promoter)：是DNA链上一段能与RNA聚合酶结合并能起始转录的序列，其 大小

不等，具有转录目标基因的mRNA的功能。启动了是基因表达不可缺少的重要元件。 (6) 基因(gene),基因是DNA分了中含有特定遗传信息的一段核甘酸序列，是遗传物质 的最小功

能单位。 (7) 顺反了(cistron)：基因所对应的一段核昔酸序列被称为顺反子(cistron),—个顺反子 编码一种完

整的多肽链。它是遗传的功能单位。 (8) 终止了 (terminator),在基因3’端下游外侧与终止密码了相邻的一段非编码的核廿酸 短序列,具

有终止转录的功能，叫做终止子(terminator)o (9) 断裂基因(splitgene),宾核生物的结构基因是不连续的，编码氨基酸的序列被非编码 序列所打

断，因而被称为断裂基因(split gene)o在编码序列2间的序列称为内含子(intron), 被分隔开的编码序列称为外显了(exon)。 (10) 顺式作川元件(cis-acting elements),指那些与结构基因表达调控相关、能够被基因 调控蛋H特异性识别和结合的DNA序列。包括启动了、上游启动了元件、增强了、加尾信 号和一些反应元件等。 (II) 反式作用因子(trans-acting elements),可结合顺式作用元件而调节基因转录活性的蛋 白质因子

称为反式作用因子(trans-actingelements)0 (13) 反应元件(response elements),是一类能介导基因对细胞外的某种信号产生反应的 DNA序列,

被称为反应元件(response elements)。 (14) 增强子(enhancer),是一段DNA序列，其屮含有多个能被反式作用因了识别与结合 的顺式作

用元件，反应作用因子与这些元件结合后能够调控(通常为增强)邻近基因的转录。 (15) 转位因了 (transposable elements)：是指可以从染色体基因组上的位置转移到另一 个位置，

甚至在不同的染色体Z间跃迁的基因成分。 (16) 转座了 (transposon, Tn),是一类较大的可移动成分，它是由儿个基因组成的特定的 DNA片

段，除有关转座的基因外，至少带有一个与转座作用无关并决定宿主性状的基因(如 抗药性基因)。 (17) 假基因(pseudogene),假基因是多基因家族屮的成员，因其碱基顺序发生某些突变 而失去功

能，不能表达或表达异常，生成无生物活性的多肽。 (18) 重叠基因(overlapping genes),或嵌套基因(nested genes),是指基因的核甘酸序列 (或阅读框)

是彼此重叠的基因，称为重叠基因或嵌套基因。 (19) 基因家族(gene family),就是指核廿酸序列或编码产物的结构具有一定程度同源性 的一组基

因。 (20) 反向重复序列，是指两个顺序相同的拷贝在DNA链上呈反向排列。有两种形式，一 种形式

是两个反向排列的拷贝Z间隔着一段间隔序列；另一种形式是两个拷贝反向串联在一 起，屮间没有间隔序列，这种结构亦称回文结构(palindrome)o (21) 看家基因(housekeeping gene),在几乎所有细胞中或发育过程中持续表达的基因, 被称为看家

基因。 (22) 锌指(zinc fingers)结构，由约30个氨基酸残基纟H•成的一段多肽序列，其屮4个氨 基酸残 基（两个是半脱氨酸两个是组氨酸，或4个都是半脱氨酸）以配位键与相互结 合，形成指状结构，常存在于真核转录因子的DNA结合结构域中。 （23） 亮氮酸拉链（leucine zippers）,是指在一段肽链中每隔7个氮基酸残基就有一个亮氨 酸

残基，这段肽链所形成的a ■螺旋就会出现一个由亮氨酸残基组成的疏水面，而另一面则 是由亲水性氨基酸残基所构成的亲水面。由亮氨酸残基纟H•成的疏水1们即为亮氨酸拉链条，两 个具有亮氨酸拉链条的反式作用因子，能借疏水作用形成二聚体。 （24） 基I大1重扌IF （gene rearangement）,是指某些基因片段改变原来存在顺序，通过调整

有关 基因片段的衔接顺序，重新组成为一个完整的转录单位。 （25） RNA编辑（RNAediting）,是一种较为独特的遗传信息加工的方式，即转录示的mRNA 在编码区发生核昔酸改变的现象，是在RNA分了上岀现的一种修饰现象。 （26） 分了伴侣（molecular chaperone）,是指能帮助新生肽链折叠，使Z成为成熟蛋白质，

但本身并不参与共价反应的物质，大部分为蛋白质。 DNase T超敏位点（hypersensitive site）：染色体DNA中转录较为活跃的区域，组蛋白相对 缺

乏，并对核酸酶（DNase T ）高度敏感，故名。 2. 简述乳糖操纵了屮CAP的正性调节作用机制。

降解物基因活化蛋白（catabolite gene activation protein, CAP）是一种同二聚体，其分 子内有DNA结合区和cAMP结合位点。CAP与cAMP结合形成复合物才能刺激操纵子结 构基因的转录。

当的萄糖浓度低时，会使cAMP浓度升高，形成cAMP-CAP复合物，并与 启动了上游的CAP位点结合，刺激RNA聚合酶的转录作用，使转录效率提高50倍，然而 这种作用的前提条件是无阻遏效应存在。当葡萄糖浓度较高时，cAMP浓度降低，cAMP与 CAP结合受阻，转录效率下降，由此可见，乳糖操纵了结构基因的高表达既需要有诱导剂 的存在（消除阻遏效应），又要求无匍萄糖或低浓度匍萄糖的条件（促进cAMP-CAP复合物 的形成，刺激转录）。 3.比较原核基因组与真核基因组的结构与功能特点

1原核生物基因组仅由一条环状双链DNA分 子

组成，含有1个复制起点，无染色体结构， 基因的转录和翻译在同一区域进行。 1.多条染色体，两份同源的基因组，而原核 生物

的基因组则是单拷贝的。基因组庞大、 复杂，具有许多复制起点，每个复制子大小 不一。 2.具冇操纵了结构

这是原核基因纟R的一个突出的结构特点。 2

.无明显操纵了结构，存在大最反式作川因 子

与顺式作用元件的相互作用调节 3・编码序列在基因组屮约占50%

编码顺序不重叠，其转录产物多为多顺反子 结构。

3.非编码的顺序占绝大部分，约占90%以上。

基因组中非编码的顺序所占比例是真核生物 与细菌、病毒的重要区别。 4.多顺反了结构，无内含了，是连续的，因 此转

录后不需要剪切。 4.单顺反了结构，即一分了 mRNA

只能翻 译成

一种蛋白质。存在断裂基因。 5.基因组屮重复序列很少 5.

含有大量重复顺序，这是真核生物基因组 的重

要特点。 6.存在移动基因，包括插入序列和转座了 6

有基因家族，功能相关的基因构成各种基因 家

族，它们可串联在一起，亦可相距很远。 4.简述真核表达调控的主要环节和调控方式。

（-）DNA水平的调控：（1）染色质结构对基因表达的调控作用，（2）基因修饰，（3） 基因重排，（4）基因扩增。 （二）转录水平的调控（转录起始的调控） （1）反式作用因了的活性调节；（2）反式作用因了与顺式元件的结合；（3）反式作用 因

了的组合式调控作用 （三） 转录后水平调控 （1） “加帽”和“加尾”的调控；（2） mRNA选择性剪接对表达的调控;（3） RNA 编辑的调控；（4） mRNA转运调节 （四） 翻译水平的调控 （1）翻译起始调控；（2） mRNA稳定性对翻译的影响

（五） 翻译后水平的调控 （1）信号肽的切除;（2）新生肽链的修饰;（3）肽链的剪接与正确折叠

第三章 1. 核酸分离纯化应注意哪些事项？ 一般的分离纯化分为哪些步骤？各步的要点是什么？

分离纯化核酸应注意：①应保证核酸一级结构的完整性，防止降解；②排除其它分子的 污染。为了保证核酸结构与功能的研究，完整的一级结构是最基木的要求，因为遗传信息全 部贮存在一级结构Z内。保持核酸的完整性，即保持其天然状态。细胞内的核酸酶活力很高, 在制取过程屮必须防止核酸

酶对核酸的降解。③防止化学因素（酸碱等）和物理因素（高温或机 械剪切等）引起核酸变性或破坏。制备RNA要特别注意防上核酸酶的作用，因为RNase分 布很广，活力很高；而对DNA更重要的是防止张力剪切作用，因为DNA分子特别长，容 易断裂。 核酸的纯化：①首先是去除蛋白质。要点：从细胞裂解液等复杂的分了混合物屮纯化核 酸，要先用某些蛋白水解酶消化大部分蛋白质丿rs,再用有机溶剂抽提。从核酸溶液屮去除蛋 白质常用酚/氯仿抽提法，在氯仿屮加入少许异戊醉的目的在于减少蛋白质变性操作过稈屮 产生的气泡。②用氯仿抽提处理，去除核酸溶液中的痕量酚。要点：如果下一步骤中酶反应 的条件要求严格，最可靠的方法是再用水饱和的乙瞇抽提一次，以彻底去除核酸样品屮的痕 量酚与氯仿，然后在68°C水浴屮放置10分钟使痕量乙瞇蒸发掉。

6. PCR反应的基本原理是什么？每个循环包括哪些步骤？有何应用价值？

PCR反应的基木原理：首先是双链DNA分子在临近沸点的温度下加热时便会分离成两 条单链

的DNA分了，然后DNA聚合酶以单链DNA为模板并利用反应混合物屮的四种脱氧 核昔三磷酸（dNTPs）合成新生的DNA互补链。此外，DNA聚合酶同样需要有一小段单链 DNA来启动（“引

导”）新链的合成。 每一个温度循环周期均是由高温变性、低温退火及适温延伸等三个步骤组成。 应用价值：PCR技术不仅可以用来扩增与分离bl的基因，而且在临床医疗诊断、胎儿 性别鉴定、癌症治疗的监控、基因突变与检测、分了进化研究，以及法医学等诸多领域都有 着重要的应用。

9. PCR的引物设计应遵守哪些原则？如何对体系反应条件按优化？

原则：®PCR引物合成的DNA片段通常长15〜25碱基，其中G+C约占50%。 %1 在设计时必须特别注意引物Z间不能互配形成双链结构，引物内部也不能形成发夹结 构。③引物的丁末端必须与目的片段完全相配。④引物的5,末端可以不与目的片段互补， 可以包含内切酶位点或启动了序列，但在下一轮反应屮，这些序列会被同样合成。有时在扩 增仅知其表达产物的目的片段时，可以在引物屮设计成简并密码了。 体系反应条件按优化：①首先是使模板DNA解离成为单链，这个过程可以通过加热完 成，在90〜95°C条件下，根据模板DNA复杂程度，调整变性温度和时间。一般情况下选择 94°C, 30秒可