2010分子生物学理论答案

一.名词解释（14小题，每题4分，共56分）：

1. 通道蛋白上的带电部分或某些特异的部分，根据其开放或关闭的机制可分为三类：电压门控离子通道、配体门控离子通道、机械门控离子通道。

2. 细胞因子又叫细胞素，是活体宿主细胞分泌的，通过扩散，或细胞间接触，或通过血液循环到达宿主其他细胞，在体液中以极低浓度发挥作用的一类非免疫球蛋白、局部天然蛋白或糖蛋白，也是一类由机体活化的免疫细胞和某些非免疫细胞产生、分泌，能调节细胞生长、分化、造血系统机能、免疫应答反应的强度和持续时间、炎症反应、创伤愈合等密切相关的高活性多功能小分子蛋白（多肽）的统称。

3. 趋化因子是一类对不同靶细胞具有趋化效应的细胞因子家族。

4. 转录因子也称反式作用因子，是指那些具有同真核生物启动子特定DNA序列结合活性的蛋白质分子，或者是和其他相关蛋白之间的相互作用，激活或抑制转录。

5. 伪肽，将非氨基酸的有机酸分子分别引入到肽的N 端和C 端,可以产生新的生物学效应的特殊肽类。

6. 长时程增强(LTP)，是条件刺激时，继后的单个刺激，在海马的齿状回中，会引起群峰电位和群体兴奋性突触后电位的振幅增大，群体峰电位的潜伏期缩短，并且这种易化现象可持续10小时以上。

7. 锁核酸（LNA ）是一种特殊的双环状核苷酸衍生物。

8. 副密码子。大肠杆菌tRNAAla受体臂茎上的G3∶U70由于在识别中的重要性而受到了广泛关注。受体臂上的一个简单的特征结构(G3∶U70)是tRNAAla的主要识别元件。除tRNAAla外,所有tRNA分子的3∶70位都不是G3∶U70。

9. 转移-信使RNA（tmRNA）也叫10S aRNA,SrrA RNA。它是一类普遍存在于各种细菌及细胞器（如线粒体、叶绿体等）中长约260-430个核苷酸的稳定的小分子。它是一类具有类似tRNA分子和mRNA分子双重功能的小分子RNA，它不仅在一种特殊的翻译模式，反式翻译模式过程中发挥作用，同时还参与基因的表达及细胞周期的等。

10. 功能蛋白质组学(Functional Proteomics)：功能蛋白质组的概念，指的是细胞在一定阶段或与某一生理现象相关的所有蛋白质功能的系统研究。

11. 三维芯片：是指在一块显微镜载玻片上有10000个微小的聚乙烯酰胺凝胶条，检测时用微型毛细管将待测样品加于凝胶条上，从而进行样品分析。

12. 金属组学：是阐明生物体系中与金属离子结合的生物分子的生理作用和功能的学科。

13. 无尺度网络（scale-free network）：许多自然状态下的网络还表现出一种特别的属性：少数节点的连接数远高于平均的节点连接数。这类网络被称为无尺度网络。

14. “一种酶、一连键”规则（one enzyme, one linkage rule）：由于糖基转移酶对供体和接纳体有严格的专一性要求，在特异的连键上一种酶只能添加一种形式的糖。这一概念通常被称为“一种酶、一连键”规则（one enzyme, one linkage rule）。通常一种糖基转移酶不仅识别转移供体糖的特异性糖残基，也识别接纳体部分的寡糖残基的另一些特征。

二.填空（14小格，每格1分，共14分）：

1. 人工转录因子只是简单地将某种已知转录因子的DNA结合结构域与另一种已知转录因子的效应结构域组合在一起所得到的融合蛋白。（顺序不限）

2. 基于DNA 的自组装可以分为三种类型: 以DNA 为模板的纳米结构自组装、DNA 指导的纳米结构自组装和以DNA 为框架材料的纳米结构自组装。（顺序不限）

3. 以下四种重要工具的发展和结合使用给研究人员提供了灵敏性和专一性较高的识别和鉴定蛋白质的方法。第一种工具是数据库，第二种工具是质谱（MS），第三种工具是各种软件，第四种是蛋白质的分析分离技术。（顺序不限）

4.“无尺度网络”具有真实网络中最常见的两个特性：增长和偏好连接。（顺序不限）

5. 人体有三种主要的生命网络。这三种网络都属于分子网络。一是分子基因网络,二是细胞代谢网络,三是细胞信息传递网络。（顺序不限）

三.是非判断（6小题，每题1分，共6分）：

1.蛋白质的修饰加工、转运定位、结构形成、蛋白质与蛋白质的相互作用、蛋白质与核酸的相互作用等,均可从在基因组水平上的研究获知。（错）

2. 尿液和血清是代谢组学研究中的主要样品。（对）

3. 基因网络在本质上是一个非连续的动态系统, 即动力系统网络。（错）

4. 有机体中的负反馈控制可以分为两大类：基因与蛋白间形成的负反馈和蛋白－蛋白之间形成的负反馈。（对）

5. 鲁棒性指的是系统抵御外在或内在干扰而维持系统正常行为的能力。（对）

6. 基因相互作用形成的网络，是无法用计算机语言来描述的。（错）

四.问答（4小题，每题6分，共24分）：

1．试述蛋白质组研究技术路线流程。

需答出主要过程。

2.微流体式芯片有什么潜在的优势？

(1) 由于微流体芯片中蛋白质吸附表面增大,分析敏感度高；

(2) 微通道可提高电泳分离的速度,减少检测所需时间；

(3) 微流体芯片耗样少、成本低,可重复多次使用。

3.与转录组学和蛋白组学比较,代谢组学具有什么优点？

（1） 基因和蛋白表达的有效的微小变化，会在代谢物上得到放大,从而使检测更容易；

（2） 代谢组学的技术不需建立全基因组测序，及大量表达序列标签( EST) 的数据库；

（3） 代谢物的种类要远小于基因和蛋白的数目。每个生物体(organism)中代谢产物大约在103 数量级,而最小的细菌,其基因组中也有几千个基因；

（4） 因为给定的代谢物在每个组织中都是一样的缘故，代谢产物在各个生物体系中都是类似的,所以代谢组学研究中采用的技术更通用。

（5）基因组学研究的是生物体在一定的病理生理条件下,基因表达谱的改变。但“沉默基因”及基因之间的互相,使得基因的“开”、“关”与生物学效应并无直接联系。而且不能与生物体作用的靶位点直接联系。

（6）蛋白质组学主要是针对细胞蛋白质的变化,进行半定量测定。蛋白质是生理功能的执行者,研究它可以很大程度地揭示病理生理机制,发现疾病的生物标志。但蛋白质组学也存在信号通路蛋白相互影响,靶位点难以定位等缺点,而且不能动态、实时的反映整体信息。

（7）代谢组学关注的是各种代谢路径底物和产物的小分子代谢物(MW < 1KD) ,反映细胞或组织在外界刺激或是遗传修饰下代谢应答的变化,包括糖、脂质、氨基酸、维生素等。特别是基于NMR 技术的研究方法,并不需要进行样品的提取、纯化,可以无损伤地监测组织代谢表达谱的改变,动态地评估代谢信息。并在此基础上,定位相应的靶组织、作用过程以及生物学标志。

4.试述大肠杆菌转录网络最常出现的三种网络基序。

第一种被称为“前馈环”（feedforward loop）：转录因子X作用于第2个转录因子Y，X和Y两个因子共同调节操纵子Z的表达。该网络中有40个操纵子属于这种前馈环基序。前馈环可以使操纵子只对持续出现的转录信号起反应。

第二种是“单输入模式”（single input module），即一个转录因子控制一系列相关的操纵子。这种基序可以用一个信号控制所有相关的操纵子，使之产生同样的正调节反应或同样的负调节反应。单输入模式基序在大肠杆菌的网络中影响着68个操纵子，大多是涉及代谢或蛋白质装配的途径。

第三种基序被称为“高重叠”（dense overlapping regulon）型。大肠杆菌内近一半的操纵子都是建立在这种关系下，即一组转录因子对多个操纵子采用相互重叠的、密集的控制方式。网络基序不仅存在于基因转录网络中，也存在于各种性质完全不一样的现实网络中。

回答类似名称，可酌情给分。