1、分子生物学-16 及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、问答题(总题数：20，分数：100.00)1.真核生物细胞中 RNA 是在细胞核内转录，而翻译却发生在细胞质中，rRNA、tRNA、mRNA 是如何从细胞核转运到细胞质的? （分数：5.00）_2.通过 RNA 编辑可以在 mRNA 的编码区内加入或丢失与其基因编码链序列完全不同的遗传信息，简述这种RNA 前体加工方式的生物学意义。 （分数：5.00）_3.简述 RNA 编辑的可能分子机制。 （分数：5.00）_4.实验结果表明细菌的新霉素基因转至猴 COS1 细胞时，其转录产物 mRNA 被滞留在细胞核内，但在新霉素
2、基因 3“端加上小鼠 -球蛋白基因的多聚腺苷酸加尾信号，可以促使新霉素基因 mRNA 出核，试分析该现象说明什么问题? （分数：5.00）_5.真核生物细胞 mRNA 的寿命一般比细菌 mRNA 长得多，例如动物细胞 mRNA 的半衰期有的甚至达到 24 小时，试分析原因。 （分数：5.00）_6.免疫系统中 B 淋巴细胞在分化早期产生膜结合型抗体，而分化成熟的 B 细胞产生分泌型抗体，不含有膜锚定序列。这两种抗体均由相同基因编码。简述不同类型抗体的产生机制。 （分数：5.00）_7.黑腹果蝇的性别分化由选择性拼接决定，试述其中的机制。 （分数：5.00）_8.试比较顺式拼接和反式拼接两种拼接
3、方式的差别。 （分数：5.00）_下图表示酵母基因组一段双链 DNA 片段，其中含有一个蛋白质基因。图中左侧阴影表示启动子，右侧阴影表示终止子，箭头起始于转录起始因子。 （分数：5.00）(1).请指出哪一条 DNA 链是模板链；（分数：1.25）_(2).写出 mRNA 的序列，标出 5“和 3“端；（分数：1.25）_(3).写出编码的蛋白质氨基酸序列，标出 N 和 C 端；（分数：1.25）_(4).如果发生插入突变，在紧接+11 bp 处 T/A(加框处)下游插入 T/A 碱基对，则 mRNA 和蛋白质氨基酸序列发生什么变化?（分数：1.25）_9.为什么只有真核生物的 mRNA 和某
4、些 snRNA 才能进行加帽修饰? （分数：5.00）_10.为什么拼接体实行 mRNA 前体拼接过程中需要多个 RNA 解链酶? （分数：5.00）_11.为什么只有成熟的 mRNA 才被转运出核? （分数：5.00）_12.为什么真核生物的基因外显子发生突变的概率低于内含子? （分数：5.00）_13.为了获得真核基因的 cDNA，往往从生物样本中提取总 RNA 后进行逆转录，RT-PCR 过程中经常用到oligo(dT)做引物，为什么? （分数：5.00）_14.某些自我拼接的内含子具有编码功能，分析其生物意义。 （分数：5.00）_15.什么是隐秘性基因或模糊基因? （分数：5.00）
5、_16.组蛋白 mRNA 没有加尾修饰，其 3“端加工需要什么结构? （分数：5.00）_17.某真核生物的 mRNA 前体具有 5 个外显子和 4 个内含子，如何利用分子生物学技术确定内含子被剪切的顺序? （分数：5.00）_18.分子生物学实验中为了分离 poly(A) + mRNA，在一个固体支持物上固化 oligo(U 或 dT)，将总 RNA 通过填充柱，然后使用解离液破坏结合的氢键，释放 RNA 分子。试分析分离出的 RNA 是否都具有翻译活性。 （分数：5.00）_19.人类 -地中海贫血症患者不能合成 -球蛋白，在研究中发现患者 -球蛋白基因的编码区正常，但mRNA 分子比正常
6、情况多出 100 多个核苷酸，进一步基因测序结果表明在基因的第一个内含子中有一个碱基发生了改变。试分析 -地中海贫血症患者缺乏 -球蛋白的原因。 （分数：5.00）_分子生物学-16 答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、问答题(总题数：20，分数：100.00)1.真核生物细胞中 RNA 是在细胞核内转录，而翻译却发生在细胞质中，rRNA、tRNA、mRNA 是如何从细胞核转运到细胞质的? （分数：5.00）_正确答案：()解析：RNA 以核糖核蛋白复合体形式跨膜转运。rRNA 和核糖核蛋白一起组装成不成熟的核糖体亚基，成为转运系统的底物；tRNA 被一种特殊的蛋白质系统转
7、运；mRNA 以核糖核蛋白形式转运。2.通过 RNA 编辑可以在 mRNA 的编码区内加入或丢失与其基因编码链序列完全不同的遗传信息，简述这种RNA 前体加工方式的生物学意义。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：RNA 编辑可以在不增加基因组基因数目的前提下提高不同种类蛋白质的数目；可以消除移码突变等基因突变造成的危害；还可能使基因产物获得新的结构和功能，有利于生物进化。3.简述 RNA 编辑的可能分子机制。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：(1)依赖于指导 RNA(gRNA)的编辑机制：gRNA 在其 5“端约有 10 个核苷酸的序列能够在特定的位置与特定的 mRNA 前体杂交
8、，在其相邻的核苷酸序列之中突出来的 A 能够指导 U 的插入，而在 mRNA 前体上突出的 U 则可以被缺失。gRNA 的作用为锚定编辑位点，并提供模板序列。 (2)依赖于核苷酸脱氨酶的编辑机制：特定的 mRNA 前体编码区中的 C 在胞氨酸脱氨酶作用下变成 U，或 A在腺氨酸脱氨酶作用下变成，从而导致密码子的改变。4.实验结果表明细菌的新霉素基因转至猴 COS1 细胞时，其转录产物 mRNA 被滞留在细胞核内，但在新霉素基因 3“端加上小鼠 -球蛋白基因的多聚腺苷酸加尾信号，可以促使新霉素基因 mRNA 出核，试分析该现象说明什么问题? （分数：5.00）_正确答案：()解析：证明了 mRN
9、A3“端多聚腺苷酸化对于 mRNA 从核内转运到细胞质是必需的。5.真核生物细胞 mRNA 的寿命一般比细菌 mRNA 长得多，例如动物细胞 mRNA 的半衰期有的甚至达到 24 小时，试分析原因。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：真核生物 mRNA 的结构和序列都影响其稳定性。5“加帽和 3“加尾的修饰防止 mRNA 被外切酶降解；mRNA 中存在稳定或不稳定序列，可增加或缩短 mRNA 的寿命。6.免疫系统中 B 淋巴细胞在分化早期产生膜结合型抗体，而分化成熟的 B 细胞产生分泌型抗体，不含有膜锚定序列。这两种抗体均由相同基因编码。简述不同类型抗体的产生机制。 （分数：5.00）_
10、正确答案：()解析：在 B 淋巴细胞分化的早期，其抗体 mRNA 的前体在拼接过程中保留编码跨膜结构域的外显子，所以产生的抗体定位在膜上。而一旦分化成熟后，B 细胞使用选择性拼接，原来编码跨膜结构域的外显子被当作内含子切除，因而产生的抗体被分泌到胞外。7.黑腹果蝇的性别分化由选择性拼接决定，试述其中的机制。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：X 染色体与常染色体的比例决定了 Sxl 基因的表达，Sxl 基因 exon3 含有一个终止密码子。在雌性发育过程中，Sxl 基因 exon3 中的终止密码子被选择性拼接去除，产生有功能的蛋白质产物 SXL。接下来SXL 诱导产生有功能的 TRA 蛋
11、白，而 TRA 诱导产生有功能的 TRA2 蛋白，TRA2 诱导产生雌性特异性的 Dsx蛋白，这种蛋白质抑制雄性基因表达导致雌性发育。在雄性发育中无 SXL、TRA、TRA2 蛋白产生，最终雄性特异性的 Dsx 蛋白产生，导致雄性发育。8.试比较顺式拼接和反式拼接两种拼接方式的差别。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：顺式拼接涉及的是存在于同一基因中的两个或多个外显子之间拼接，而反式拼接的外显子根本不在同一基因中，甚至不在同一条染色体上。顺式拼接由拼接体介导，内含子以套索结构的形式被释放，而反式拼接中内含子以 Y 型中间体的形式被释放。下图表示酵母基因组一段双链 DNA 片段，其中含有一
12、个蛋白质基因。图中左侧阴影表示启动子，右侧阴影表示终止子，箭头起始于转录起始因子。 （分数：5.00）(1).请指出哪一条 DNA 链是模板链；（分数：1.25）_正确答案：()解析：双链 DNA 中下面那条链是模板链。(2).写出 mRNA 的序列，标出 5“和 3“端；（分数：1.25）_正确答案：()解析：5“-GAGCCAUGCAUUAUCUAGAUAGUAGGCUGAGAAUU-3“。(3).写出编码的蛋白质氨基酸序列，标出 N 和 C 端；（分数：1.25）_正确答案：()解析：N-Met-His-Tyr-Leu-Asp-Ser-Arg-Leu-C。(4).如果发生插入突变，在紧接
13、+11 bp 处 T/A(加框处)下游插入 T/A 碱基对，则 mRNA 和蛋白质氨基酸序列发生什么变化?（分数：1.25）_正确答案：()解析：5“-GAGCCAUGCAUUUAUCUAGAUAGUAGGCUCUGAGAAUU-3“。 N-Met-His-Leu-Ser-Arg-C。9.为什么只有真核生物的 mRNA 和某些 snRNA 才能进行加帽修饰? （分数：5.00）_正确答案：()解析：因为它们都由 RNA 聚合酶催化，当聚合酶最大亚基的 CTD 七肽重复序列中的 Ser5 被转录因子TFIIH 磷酸化以后，它即可以将另一种转录因子 DSIF 招募到转录复合物，DSIF 随后又将转
14、录因子 NELF 招募进来，导致转录暂停。从而允许加帽酶加入，对转录物的 5“端进行加帽修饰。10.为什么拼接体实行 mRNA 前体拼接过程中需要多个 RNA 解链酶? （分数：5.00）_正确答案：()解析：因为拼接体的组装包括多个 RNA-RNA 相互作用的形成或解离，RNA 螺旋的解链需要 RNA 解链酶作用，例如 U4-snRNA 或 U6-snRNA 的去组装。11.为什么只有成熟的 mRNA 才被转运出核? （分数：5.00）_正确答案：()解析：成熟的 mRNA 携带着一组与 RNA 转运相关的蛋白质，如专门结合外显子接头的蛋白质(通过拼接体与RNA 结合)，与细胞核跨膜转运相关
15、的蛋白质等。这些转运所必需的特定标记性蛋白质指导 RNA 通过核孔离开细胞核。12.为什么真核生物的基因外显子发生突变的概率低于内含子? （分数：5.00）_正确答案：()解析：因为 mRNA 成熟过程中内含子一般被剪切去除，而外显子如发生突变，会导致基因功能丧失。因此外显子能承受的选择压力比较小。13.为了获得真核基因的 cDNA，往往从生物样本中提取总 RNA 后进行逆转录，RT-PCR 过程中经常用到oligo(dT)做引物，为什么? （分数：5.00）_正确答案：()解析：因绝大多数真核细胞 mRNA 具有 3“端 poly(A)尾，此引物与其配对，仅 mRNA 被转录可获得 cDNA
16、 第一链。14.某些自我拼接的内含子具有编码功能，分析其生物意义。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：这些内含子可以编码逆转录酶，内切酶等，促使内含子的新 DNA 拷贝产生，并将其插入到染色体其他位点，导致内含子移动。15.什么是隐秘性基因或模糊基因? （分数：5.00）_正确答案：()解析：隐秘性基因或模糊基因是不完整基因，通过添加缺失核苷酸等方式进行 RNA 编辑才能编码产生有功能的蛋白质。例如锥虫的细胞色素氧化酶 COII 因为缺失多个核苷酸，在核糖体阅读 mRNA 时读码框发生移位，导致基因失活。这些基因称为隐秘性基因或模糊基因。16.组蛋白 mRNA 没有加尾修饰，其 3“端加
17、工需要什么结构? （分数：5.00）_正确答案：()解析：组蛋白 mRNA 3“端的加工需要一个内部发夹环结构及与 U7-snRNA 进行碱基配对，一种叫做 CPSF73的蛋白质就好像剪刀一样在细胞核中剪断组蛋白 mRNA。17.某真核生物的 mRNA 前体具有 5 个外显子和 4 个内含子，如何利用分子生物学技术确定内含子被剪切的顺序? （分数：5.00）_正确答案：()解析：可以设计合成一系列不同外显子和内含子的探针，通过 Northernblotting 方法鉴定 mRNA 前体的组成，从而推测内含子被拼接的顺序。18.分子生物学实验中为了分离 poly(A) + mRNA，在一个固体支
18、持物上固化 oligo(U 或 dT)，将总 RNA 通过填充柱，然后使用解离液破坏结合的氢键，释放 RNA 分子。试分析分离出的 RNA 是否都具有翻译活性。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：分离出的总 poly(A) + mRNA 并不都具有活性，因为细胞质内的核糖核蛋白颗粒也带有 poly(A) + mRNA，但不能被翻译。19.人类 -地中海贫血症患者不能合成 -球蛋白，在研究中发现患者 -球蛋白基因的编码区正常，但mRNA 分子比正常情况多出 100 多个核苷酸，进一步基因测序结果表明在基因的第一个内含子中有一个碱基发生了改变。试分析 -地中海贫血症患者缺乏 -球蛋白的原因。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：第一个内含子中有一个碱基发生改变可能导致该内含子不能正确被拼接去除，导致 mRNA 产物多出100 多个核苷酸。这种 mRNA 产物含有完全不同的开放读码框，不能产生正确的 -球蛋白。
