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《生命科学研究进展》复习—题目和答案

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王义权老师(6题)

1、什么是DNA分子标记?

DNA是生物遗传信息的载体,任何生物的遗传信息都具有种属特异性。生物体一切具有其种属特异性的特征,均可作为标记。DNA分子标记是DNA分子中能够反映生物种属特异性的序列特征,这种特征可以用多种方法揭示。 2、DNA分子标记的种类有哪些?

DNA分子标记有:限制性长度多态性RFLP、PCR-RFLP、CAPS、DNA指纹、随机扩增多态性RAPD、序列特征扩增区SCAR、位点特异性PCR(AS-PCR)、单链构象多态性SSCP、扩增片段长度多态性AFLP、序列分析、单核苷酸多态性SNP、表达序列标签EST、序列标签位点STS、简单序列重复SSR、简单序列长度多态性SSLP、微卫星序列DNA、VNTR等。

3、DNA分子标记有哪些用途?

在基因组研究中的作图; 动植物遗传育种中的应用; 医学遗传学和疾病的诊断;

传染病的病原生物检测:如SARS,禽流感病毒;

生物样品的检验如海关检疫、法医鉴定、中药材鉴定等; 在动物学研究中的应用。

4、简要说明RFLP的原理并举例说明其应用。

RFLP的原理是限制性内切酶(II型酶)对特定序列的识别,并在识别位点专一性地将双链DNA切开。多数限制性内切酶识别的是DNA分子中4~6 bp的特征序列,而基因组DNA分子中散布着多种内切酶的识别序列,故可将不同生物的DNA分子切成长短不一的DAN片段。每4nbp处有一切点,理论上切点的频率为基因组总长/ 4n bp,因此对某一特定基因组,识别位点碱基数多的限制酶,在该基因组中的识别位点数就少;反之就多。切点的多少可由酶切后的DNA片段长度检验。可以应用于物种遗传多样性分析。 5、举例说明DNA分子标记在动物学研究中的应用。

DNA分子标记在动物学研究中的应用包括估算遗传距离、重建系统发生树、分析种群结构及分子生态学、测定种群遗传多样性及应用于保护生物学、系统地理学、鉴定物种或种群等。

例:厦门海域文昌鱼的研究:通过设计Cytb和12S rRNA基因扩增引物,PCR扩增,测序和序列比对、MEGA数据分析,得出结论厦门有2种文昌鱼,二者的遗传距离达到21.13%;其中有一种(来自黄厝)与来自日本海域的文昌鱼的遗传距离只有0.56%;详细的观察、测量与比较,进一步确定其作为2个不同的物种在厦门海域的存在。 6、名词解释

随机扩增多态性RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA):根据在庞大的基因组DNA中存在的许多短的颠倒重复序列。用单一引物,在较低的复性温度下,可以将基因组中两个相邻的颠倒重复序列间的DNA片段扩增出。通过琼脂糖凝胶电泳等分离手段,可将扩增产物按片段大小分离,形成特定的电泳谱带。

单链构象多态性SSCP(Single Strand Conformational Polymorphism):DNA单链在变性凝胶电泳中的迁移速率不仅与DNA片断长度有关,还与特定序列形成的特定空间构象有关。

扩增片段长度多态性AFLP(Amplified Fragment Length Polymorphism):用限制酶切基因组DNA后,装上适当接头,再用选择性引物扩增,可得到长度多态性很好的DNA片段。

表达序列标签EST(Expressed Sequence Tag):从一个随机选择的cDNA 克隆进行5’端

和3’端测序获得短的cDNA 部分序列,代表一个完整基因的一小部分,也能说明该组织中各基因的表达水平。

单核苷酸多态性SNP(Single Nucleotide Polymorphism):基于同一位点不同等位基因存在不同单核苷酸的现象发展出的DNA分子标记技术,目前已有一些新的检测SNP的方法,对于高通量的SNP检测,最有希望的是用DNA芯片技术。

简单序列重复SSR(Simple Sequence Repeat)或Microsatellite DNA:基因组上存在大量的、具有丰富多态性的微卫星DNA,这种简单重复序列可以作为分子标记。

刘广发老师(7题)

1、什么是干细胞?

干细胞是动物(包括人)胚胎及某些器官中具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞,能分裂、产生出表现型和基因型都和自己完全相同的子细胞,同时还能分化为各类祖细胞,是重建、修复病损或衰老组织、器官功能的理想种子细胞。 2、干细胞的特征?

具有无限增殖分裂的能力;长期保持自我稳定的能力;长期保持分化成其它细胞的可能性;产生新细胞是对组织(细胞)损伤的反应;以对称和/或不对称两种方式进行生长:或保持不分化状态,或不可逆地走向终末分化(由细胞质中调节分化蛋白不均匀分配决定)。 3、干细胞的分类?

干细胞分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞(专能干细胞)。但是有些干细胞是可塑的,一种成体干细胞在一定条件下可以产生出其它的细胞和组织。 4、干细胞研究的三个步骤?Three steps on the research of stem cell

第一步,获得干细胞系:从动物或人的早期胚胎或各器官、组织中分离并经鉴定,且能在体外长期保持干细胞特性(一般应稳定传25代以上);

第二步,建立干细胞诱导分化模型:可利用基因工程手段引入外源目的基因(对原有致病基因进行置换改造),探索诱导干细胞向特定组织、器官分化的化学、物理条件;

第三步,将上述干细胞或干细胞培育体系植入动物或人的相应器官或组织,考察其效果。 5、干细胞治疗的优点?Merits of stem cell therapy

低毒性(或无毒性),一次治疗有效;不需要完全了解疾病发生的确切机理;用自身干细胞移植,可避免产生免疫排斥反应。

6、什么是胚胎干细胞?What’s embryonic stem cell?

是从动物囊胚内细胞团和原生殖细胞分离并克隆培养出来的原始、未分化细胞,具有自我复制、更新和发育全能性并能产生后代的早期胚胎细胞; 7、胚胎干细胞的特点?The characters of ESC

胚胎干细胞是饲养层依赖的;有抑制因子存在时呈未分化状态,无抑制因子存在时可被诱导成各种细胞;悬浮培养时可形成拟胚体,并有序分化。

靳全文老师(2题)

1、Sister chromatids separate early in cohesion mutants有哪些实验支持这一结论?

以apc(后期启动复合体)缺陷突变的芽殖酵母为原料,利用化学诱变或同源重组获得cohesion—apc双突变株。诱变的酵母可能因为cohesion的丢失而使得分裂时染色体集中到一侧的细胞中,酵母中含有的一种可复制微小染色体同样也会在某个子细胞中丢失,由于其上的指示基因SUP11一并丢失而使这部分酵母呈现红色,变异筛选很容易进行。然后以筛选到的酵母为材料,与对照组(呈现白色)同时培养并使用双色原位杂交进行染色体行为跟踪。双色杂交的细胞在染色单体分离时将出现两个荧光信号,所以一段时间后检测双信号细

胞的个体数就可以说明染色单体分离的情况。而且已知apc单突变株是不能进行染色单体分离的(这应该归功于长期的细胞周期相关蛋白的研究)。结果是大部分双突变组的细胞都得到了双信号,而对照组只有很少可以得到(这部分可能是没有筛选到的cohesion突变株)。这就提供了cohesion突变体姐妹染色单体过早分离的实验证据。 2、你认为在目前Cohesion Ring模型中还存在哪些缺陷?

Cohesion Ring模型认为组成Cohesion的六个亚基其中有四个是紧密结合的,分别是scc1、scc3、smc1、smc3,另外两个为松散连接,为scc2和eco1。根据生化和分子生物学的证据,分子间结合方式是smc1、3利用Hinge结构域连接,再用各自的Head结构域结合scc1,其中就构成了一个环的结构,scc1再结合scc3,环的空间足够DNA大小的分子穿过。由融合蛋白技术研究,认识到Cohesion通过Hinge结构域的识别和开闭,结合到DNA上,将姐妹染色单体束缚在其间。

但这个模型还存在一定问题。首先,模型是由芽殖酵母等少数模式生物研究提出的,虽然亚基的氨基酸序列在不同生物间有比较好的同源性,但这不能说明Cohesion的模式是单一的,而且由于植物同步原生质体难以获得,在植物中尚无研究成果,目前不能对这个模型的普适性下定论。其次,Cohesion Ring模型能比较好的解释染色单体间行为,但无法很好解释染色体间行为,比如减数分裂中出现的交叉互换现象,同源染色体间交叉互换时Cohesion必然断裂,但这一过程的机制是什么?第三,Cohesion在着丝点处紧密堆积,Cohesion环与纺锤丝、着丝粒等的位置关系无法清楚的解释。此外,目前研究较多的环模型是scc1、smc1、smc3这三个蛋白构成的,而在模型中其他几个蛋白的作用没有明确地指出。

纪志梁老师(4题)

1、SNPs在医药学中的可能应用包括哪些?

SNPs可以存在于人类基因组的任何位置,但也有一些热点区域的突变可能与基因性疾病有关。所以它可以用于相关疾病的预测与治疗,为过敏反应和“个性化用药”等提供遗传层面的证据。

2、SNPs在个性化用药中的作用?

不同SNPs人群对药物用量的阈值不同,有些可能对一种药物非常敏感,效果良好,但有些可能大剂量用药机体也不能做出反应,于是提出了“个性化用药”的概念。可以基于cyp等与疾病相关的基因家族的基因组图,在人群中寻找不同SNPs的个体实例,根据临床记录,推测不同SNPs的人群对药物剂量、过敏和毒性等的不同反应,建立相应数据体系,以使之后的治疗更具“个性化”。

3、什么是Druggable Genomics?它包括哪些研究内容?

可药化基因组学是利用基因组学的成果和手段在基因组和蛋白组的层面上寻找药物来源的一门学科,它的研究内容包括寻找新的药物靶点、药物遗传学和药物基因组学、毒理基因组学等。人类基因组计划绘制的人类基因组约30000个基因编码的21688个蛋白中,大约有十分之一强可作为药物靶点,研究空间广阔。 4、简要描述现代药物开发经过的几个阶段。

药物开发的定式模式一般包括前期试验(包含实验室内的各种研究如靶点确定、先导蛋白研究等)和后期的推广研究(动物模型建立、临床实验、投入市场和运作),而后期的运作阶段往往占到了绝大部分开支,这是一般实验机构无力承担的。起初的药物开发实验完全是广种薄收型的,大量试验各种可能的小分子潜在药物,逐步筛选最后成药;在更理性的药物研制中,医生的介入和大量临床经验积累数据发挥着更为积极的作用,开始考虑到药物靶点和采用假设—结论式的研究;基因组和后基因组时代的冲击使得药物开发所要考虑的问题更多,包括药物利用率、靶点组织分布、药代动力学、“个性化用药”和个体药物毒理差异

《生命科学研究进展》复习—题目和答案

王义权老师(6题)1、什么是DNA分子标记?DNA是生物遗传信息的载体,任何生物的遗传信息都具有种属特异性。生物体一切具有其种属特异性的特征,均可作为标记。DNA分子标记是DNA分子中能够反映生物种属特异性的序列特征,这种特征可以用多种方法揭示。2、DNA分子标记的种类有哪些?DNA分子标记有:限制性长度多态性RFLP、PCR-RFLP、CA
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