军事医学科学院博士考试生化试题1.doc

军事医学科学院2003年生物化学考博试题一、 名词解释1、超二级结构：蛋白质二级结构和三级结构之间的一个过渡性结构层次，在肽链折叠过程中，因一些二级结构的构象单元彼此相互作用组合而成。典型的超二级结构有罗斯曼折叠模式、4股螺旋形成的四螺旋束等。2、变构调节与变构酶：变构调节就是指小分子化合物与酶蛋白分子活性中心以外的某一部位特异结合，引起酶蛋白分子构像变化、从而改变酶的活性。 生理意义：1代谢终产物反馈调节反应途中的酶，使代谢物不致生成过多；2使能量得以有效利用，不致浪费；3不同代谢途径相互调节。3、真核生物DNA组装：DNA包装成染色体需要经过三级压缩，其具体过程是：1、首先组蛋白h1 h2a h2b h3 h4各两个组成盘装八聚体核心，而后1.75圈共146BP DNA缠绕其上，成为核小体颗粒，两个颗粒之间经过60BP连接DNA连接，在出口和入口处再结合组蛋白H1作为稳定结构，经过不断的连接，核小体颗粒形成外径10nm的纤维状串珠，称为核小体串珠纤维，是为染色体一级结构。2、核小体串珠纤维在酶的作用下形成每圈6个核小体，外径30nm的螺旋结构。 是为染色体二级结构。3、螺旋结构再次螺旋化，形成超螺旋结构（此处有争议，我看过的书上，人卫版医学细胞生物学同意超螺旋学说，而北大版教材认为3级结构是微带，即曲折化的螺线管），此为3级结构。4、超螺线管（或者说微带），形成绊环，即线性的螺线管形成的放射状环。绊环在非组蛋白上缠绕即形成显微镜可见的染色体结构。4、泛素与蛋白酶体：一个高度保守的蛋白质，由76个氨基酸残基组成。几乎存在于所有的物种中，但已发现的差别不超过两个氨基酸。参与短半寿期蛋白质的快速降解。以多蛋白质的形式被合成，在翻译后加工过程中，被切割成多个泛素分子。 泛素化：泛素C端甘氨酸残基通过酰胺键与目的蛋白的赖氨酸残基的氨基结合。参与蛋白质降解和功能调控等。5、电子传递链与酶复合体：即呼吸链，多种递电子体或递氢体按次序排列的连接情况。生物氧化过程中各物质氧化脱下的氢，大多由辅酶接受，这些还原性辅酶的氢在线粒体内膜上经一系列递电子体(或递氢体)形成的连锁链，逐步传送到氧分子而生成水。此种连锁过程与细胞内呼吸过程密切相关。 (electron transfer chain，ETC)是一系列电子载体按对电子亲和力逐渐升高的顺序组成的电子传递系统.所有组成成分都嵌合于线粒体内膜或叶绿体类囊体膜或其他生物膜中，而且按顺序分段组成分离的复合物，在复合物内各载体成分的物理排列也符合电子流动的方向.其中线粒体中的电子传递链是伴随着营养物质的氧化放能，又称作呼吸链.线粒体中的电子传递链的主要组分包括:黄素蛋白；铁硫蛋白；细胞色素；泛醌.它们都是疏水性分子.除泛醌外，其他组分都是蛋白质，通过其辅基的可逆氧化还原传递电子. 它们在膜表面形成四个复合体，称为复合体（脱氢酶复合体），复合体（脱氢酶复合体），复合体（还原酶复合体），复合体（细胞色素氧化酶复合体）。NADH依次经过复合物、辅酶Q、复合体、复合体最终把电子传递给氧气，并将质子排到线粒体膜间隙最终经线粒体ATP合酶生成2.5个ATP.FADH2经复合体、辅酶Q、复合体、细胞色素C、复合体最终把电子传递给氧气，并将质子排到线粒体膜间隙最终经线粒体ATP合酶生成1.5个ATP.由于前者的生成ATP量大于后者，所以前者称为主电子传递链，后者称为次电子传递链。6、端粒与端粒酶：Telomere，真核细胞内线性染色体末端的一种特殊结构，由DNA简单重复序列以及同这些序列专一性结合的蛋白质构成。 Telomerase，一种自身携带模板的逆转录酶，由RNA和蛋白质组成，RNA组分中含有一段短的模板序列与端粒DNA的重复序列互补，而其蛋白质组分具有逆转录酶活性，以RNA为模板催化端粒DNA的合成，将其加到端粒的3端，以维持端粒长度及功能。 7、带正电的R基氨基酸：酸性氨基酸，如谷氨酸（Glu;E）、天冬氨酸(Asp;D)；碱性氨基酸，如赖氨酸(Lys;K)、精氨酸(Arg;R)、组氨酸(His;H)；非极性氨基酸：丙氨酸(Ala;A)、缬氨酸(Val;V)、亮(Leu;L)、异亮氨酸(Ile;I)、苯丙氨酸(Phe;F)、色氨酸(Trp;W)、甲硫氨酸(Met;M)、脯氨酸(Pro;P)；不带电荷极性氨基酸：丝氨酸(Ser;S)、苏氨酸(Thr;T)、酪氨酸(Tyr;Y)、谷氨酰胺(Gln;Q)、天冬酰胺(Asn;N)、半胱氨酸(Cys;C)、甘氨酸(Gly;G)；芳香族氨基酸: 苯丙氨酸(Phe;F)、酪氨酸(Tyr;Y)、色氨酸(Trp;W)；杂环氨基酸：组氨酸(His;H)和色氨酸(Trp;W)。含硫的氨基酸：半胱氨酸(Cys;C)、甲硫氨酸(Met;M)。8、SAM：腺苷甲硫氨酸 （S-adenosyl-L-methionine，简称SAMe或Adomet），即S-腺苷-L-蛋氨酸，又名腺苷甲硫氨酸，它是甲硫氨酸(Methionine， Met)的活性形式，在动植物体内广泛存在，它是由底物L-甲硫氨酸和ATP经S-腺苷甲硫氨酸合成（S-Adenosyl-L-Methionine Synthetase， EC 2.5.1.6）酶促合成的。甲硫键是高能键，另外其丙基胺部分也加入到多胺化合物中。当胆碱、肌酸及其它甲基化合物生成时它作为甲基供体而起作用。认为甲硫氨酸的分解也经过此物质。S-腺苷甲硫氨酸也是常见的一种甲基供体，在组蛋白甲基化方面有着重要的作用。 二、问答题1、稳定蛋白质结构的作用力有那些？球状蛋白质三维结构的特点。 稳定蛋白质三维结构的作用力主要是一些所谓弱的相互作用或称非共价键或次级键，包括氢键、范德华力、疏水作用和盐键（离子键）、共价二硫键。氢键、疏水效应、离子作用力和范德华力等非共价键因素和二硫键决定了蛋白质四级结构的稳定性。globular protein，多肽链能够折叠，使分子外形成为球状的蛋白质。一类蛋白质，其多肽链所盘绕的立体结构为不同程度的球状分子，多肽链是通过链内的次级键，如氢键、盐键、二硫键、疏水作用和范德华力来维系其空间结构的。球状蛋白质有多种多样的生物功能，它不溶于水，而溶于稀的中性盐溶液中，如中性盐浓度过高，即从溶液中析出.这种现象称为盐析。加热也能使之沉淀或凝固.血清球蛋白、乳球蛋白等均属球状蛋白质。分子对称，外形接近球状，溶解度好，能结晶，大多数蛋白质属此类。 球状蛋白质中，氨基酸Leu，Val，Ile，Met，Phe，Tyr，Cys，Trp(疏性氨基酸，H)比较容易形成远程紧密接触对，因而容易出现在内部，氨基酸Glu，Gln，Asp，Asn，Lys，Ser，Arg，Pro(亲水氨基酸，P)比较难形成远程紧密接触对，易出现在外部，而氨基酸Ala，Gly，Thr，His(中性氨基酸，N)在形成远程紧密接触对时能力一般，均匀的分布在内部和外部。它们平均每个氨基酸可形成6.03，3.64和4.43个远程紧密接触对，同时它们在形成近程紧密接触对时能力非常接近，平均每个氨基酸可形成的近程紧密接触对数目在2.342.85变化，差别非常小。亲水氨基酸(P)，中性氨基酸(N)和疏水性氨基酸(H)在蛋白质分子结构稳定性上起着不同的作用。 2、 TPK/PTK的两种类型，其信号转导途径有何不同？ 酪氨酸蛋白激酶能特异性地将磷酸根转移到蛋白质的酪氨酸残基上使其磷酸化，是许多配体活化的生长因子受体和一些癌基因产物，在肿瘤组织中含量高。酪氨酸蛋白激酶抑制剂可作为ATP与酪氨酸蛋白激酶结合的竞争性抑制剂，也可作为酪氨酸的类似物阻断表皮生长因子受体的肽位点和酪氨酸蛋白激酶的编码，抑制细胞增殖，可望开发为抗肿瘤药物，但对完整细胞没有表现出选择性。酪氨酸蛋白激酶(PTK)广泛存在于细胞的各种生理过程中，是主要与细胞的生长增殖和分化有关的信号途径。 酶偶联型细胞膜受体有六种：1、酪氨酸激酶型受体（受体型PTK途径）：受体本身具有蛋白酪氨酸激酶活性的跨膜蛋白是催化型受体，其结构包括与配体结合的胞外域、由疏水氨基酸构成的跨膜区以及由蛋白激酶活性和自身磷酸化功能的膜内区。该类受体与配体结合后，受体别构发生二聚体化，进而激活胞内区的酪氨酸蛋白激酶，引起自身磷酸化，通过接头蛋白，母鸡下游的信号分子使之磷酸化，启动下游信号转导。 2、酪氨酸激酶连接性受体（JAK-STAT途径）：此类受体的配体多为细胞因子，又名细胞因子受体超家族。酪氨酸激酶连接型受体的结构为单次跨膜蛋白，本身不具有PTK酶活性，但与配体结合后发生二聚体化而激活，通过连接胞内酪氨酸蛋白激酶，启动下游信号转导。 3、鸟甘酸环化酶型受体 4、丝氨酸/苏氨酸激酶型受体 5、酪氨酸磷脂酶型受体 6、组氨酸激酶连接的受体（与细菌趋化性有关）。3、真核生物基因组结构特点，转录因子主要有哪些结构域，举一到两例说明结构域的功能。基因组远大于原核生物的基因组，具有多个复制起点，而每个复制子的长度较小。真核生物基因组DNA与组蛋白等构成染色质，被包裹在核膜内，核外还存在遗传成分(如线粒体DNA等)。体细胞一般是二倍体（diploid），即有两份同源的基因组。真核生物基本上不存在操纵子结构，一个结构基因转录生成一条mRNA，即mRNA是单顺反子，许多蛋白是由相同或不同的亚基构成，因此涉及多个基因的协调表达。非编码区存在大量重复序列，重复序列或集中成簇，或散在分布于基因间。基因组中不编码的区域多于编码区域。并且，编码蛋白质的基因一般是不连续的，即有外显子和内含子，在转录后经剪接成成熟mRNA后，才能翻译成蛋白质。人类基因组中可能仅有3%左右的序列是编码区（coding region）。 作为蛋白质的转录因子从功能上分析其结构可包含有不同区域：DNA结合域（DNA binding domain），多由60-100个氨基酸残基组成的几个亚区组成；转录激活域（activating domain），常由30-100氨基酸残基组成，这结构域有富含酸性氨基酸、富含谷氨酰胺、富含脯氨酸等不同种类，一酸性结构域最多见；连接区，即连接上两个结构域的部分。不与DNA直接结合的转录因子没有DNA结合域，但能通过转录激活域直接或间接作用与转录复合体而影响转录效率。 与DNA结合的转录因子大多以二聚体形式起作用，与DNA结合的功能域常见有以几种：螺旋-转角-螺旋（helix-turn-helix，HTH）及 螺旋-环-螺旋(helix-loop-helix，HLH） 这类结构至少有两个螺旋其间由短肽段形成的转角或环连接，两个这样的motif结构以二聚体形式相连，距离正好相当于DNA一个螺距(3.4nm），两个螺旋刚好分别嵌入DNA的深沟。锌指（zinc finger） 其结构如图 所示，每个重复的“指”状结构约含23个氨基酸残基，锌以4个配价键与4个半胱氨酸、或2个半胱氨酸和2个组氨酸相结合。整个蛋白质分子可有2-9个这样的锌指重复单位。每一个单位可以其指部伸入DNA双螺旋的深沟，接触5个核苷酸。例如与GC盒结合的转录因子SP1中就有连续的3个锌指重复结构。碱性-亮氨酸拉链（basic leucine zipper，bZIP） 这结构的特点是蛋白质分子的肽链上每隔6个氨基酸就有一个亮氨酸残基，结果就导致这些亮氨酸残基都在螺旋的同一个方向出现。两个相同的结构的两排亮氨酸残基就能以疏水键结合成二聚体，这二聚体的另一端的肽段富含碱性氨基酸残基，借其正电荷与DNA双螺旋链上带负电荷的磷酸基团结合。若不形成二聚体则对DNA的亲和结合力明显降低。在肝脏、小肠上皮、脂肪细胞和某些脑细胞中有称为C/EBP家族的一大类蛋白质能够与CAAT盒和病毒增强子结合，其特征就是能形成bZIP二聚体结构4、以核苷酸序列推测蛋白质氨基酸序列的步骤，并提出一种可以弥补该方法不足的方法。 现代分子生物学技术的发展，使核酸的核苷酸顺序测定日趋完善，而且快速方便，人们开始通过核酸来测定蛋白质中氨基酸序列。由于蛋白质氨基酸顺序是从信使RNA(mRNA)中核苷酸顺序翻译过来的，因此只要找到相应的mRNA并测出其核苷酸顺序，就可根据遗传密码很方便地推知蛋白质的氨基酸顺序。目前多数蛋白质的氨基酸序列都是通过此而获知的。这种方法对于分子量很大或体内含量很低难得到的蛋白质测序十分有用。 需要先根据密码子表推测出MRNA的核糖核苷酸序列，再由此推测出DNA的脱氧核糖核苷酸序列，所以需要推测出MRNA和DNA两种大分子物质的序列，当然由于在密码子表中一种氨基酸对应多个密码子，所以这两种物质的序列并不唯一。5、指出SOD与谷胱甘肽过氧化物酶的类型及催化功能。 SOD（超氧化物歧化酶）是一种源于生命体的活性物质，能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质。对人体不断地补充 SOD具有抗衰老的特殊效果。超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase， EC1.15.1.1， SOD）是1938年Marn等人首次从牛红血球中分离得到超氧化物歧化酶开始算起，人们对SOD的研究己有七十多年的历史。1969年McCord等重新发现这种蛋白，并且发现了它们的生物活性，弄清了它催化过氧阴离子发生歧化反应的性质，所以正式将其命名为超氧化物歧化酶。SOD是Super Oxide Dimutese 缩写，中文名称超氧化物歧化酶，是生物体内重要的抗氧化酶，广泛分布于各种生物体内，如动物，植物，微生物等。SOD具有特殊的生理活性，是生物体内清除自由基的首要物质。SOD在生物体内的水平高低意味着衰老与死亡的直观指标；现已证实，由氧自由基引发的疾病多达60多种。它可对抗与阻断因氧自由基对细胞造成的损害，并及时修复受损细胞，复原因自由基造成的对细胞伤害。由于现代生活压力，环境污染，各种辐射和超量运动都会造成氧自由基大量形成；因此，生物抗氧化机制中SOD的地位越来越重要！ 谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）是机体内广泛存在的一种重要的过氧化物分解酶。硒是GSH-Px酶系的组成成分，它能催化GSH变为GSSG，使有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物，同时促进H2O2的分解，从而保护细胞膜的结构及功能不受过氧化物的干扰及损害。GSH-Px的活性中心是硒半胱氨酸，其活力大小可以反映机体硒水平。GSH-Px酶系主要包括4种不同的GSH-Px，分别为胞浆GSH-Px、血浆GSH-Px、磷脂氢过氧化物GSH-Px及胃肠道专属性GSH-Px。胞浆GSH-Px由4个相同的分子量大小为22kDa的亚基构成四聚体，每个亚基含有1个分子硒半胱氨酸，广泛存在于机体内各个组织，以肝脏红细胞为最多。它的生理功能主要是催化GSH参与过氧化反应，清除在细胞呼吸代谢过程中产生的过氧化物和羟自由基，从而减轻细胞膜多不饱和脂肪酸的过氧化作用。血浆GSH-Px的构成与胞浆GSH-Px相同，主要分布于血浆中，其功能目前还不是很清楚，但已经证实与清除细胞外的过氧化氢和参与GSH的运输有关。磷脂过氧化氢GSH-Px是分子量为20kDa的单体，含有1个分子硒半胱氨酸。最初从猪的心脏和肝脏中分离得到，主要存在于睾丸中，其它组织中也有少量分布。其生物学功能是可抑制膜磷脂过氧化。胃肠道专属性GSH-Px是由4个分子量为22kDa的亚基构成的四聚体，只存在于啮齿类动物的胃肠道中，其功能是保护动物免受摄入脂质过氧化物的损害。谷胱甘肽过氧化物酶可以催化GSH产生GSSG，而谷胱甘肽还原酶可以利用NADPH催化GSSG产生GSH，通过检测NADPH的减少量就可以计算出谷胱甘肽过氧化物酶的活力水平。在上述反应中谷胱甘肽过氧化物酶是整个反应体系的限速步骤，因此NADPH的减少量和谷胱甘肽过氧化物酶的活力线性相关。军事医学科学院1999年生物化学考博试题1、基因组计划：人类基因组计划(human genome project， HGP)是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本和我国科学家共同参与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划。按照这个计划的设想，在2005年，要把人体内约10万个基因的密码全部解开，测定人体23对染色体由3109核苷酸组成的全部DNA序列，同时绘制出人类基因的谱图。于2000年完成了人类基因组“工作框架图”。2001年公布了人类基因组图谱及初步分析结果。其研究内容还包括创建计算机分析管理系统，检验相关的伦理、法律及社会问题，进而通过转录物组学和蛋白质组学等相关技术对基因表达谱、基因突变进行分析，可获得与疾病相关基因的信息。 换句话说，就是要揭开组成人体4万个基因的30亿个碱基对的秘密。人类基因组计划与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。附：基因组研究内容：HGP的主要任务是人类的DNA测序，包括下图所示的四张谱图，此外还有测序技术、人类基因组序列变异、功能基因组技术、比较基因组学、社会、法律、伦理研究、生物信息学和计算生物学、教育培训等目的。 1、遗传图谱（genetic map）又称连锁图谱(linkage map)，它是以具有遗传多态性（在一个遗传位点上具有一个以上的等位基因，在群体中的出现频率皆高于1%）的遗传标记为“路标”，以遗传学距离（在减数分裂事件中两个位点之间进行交换、重组的百分率，1%的重组率称为1cM）为图距的基因组图。遗传图谱的建立为基因识别和完成基因定位创造了条件。意义：6000多个遗传标记已经能够把人的基因组分成6000多个区域，使得连锁分析法可以找到某一致病的或表现型的基因与某一标记邻近（紧密连锁）的证据，这样可把这一基因定位于这一已知区域，再对基因进行分离和研究。对于疾病而言，找基因和分析基因是个关键。 第1代标记 经典的遗传标记，例如ABO血型位点标记，HLA位点标记。70年中后期，限制性片段长度多态性（RFLP），位点数目大与105，用限制性内切酶特异性切割DNA链，由于DNA的一个“点”上的变异所造成的能切与不能切两种状况，可产生不同长度的片段（等位片段），可用凝胶电泳显示多态性，从片段多态性的信息与疾病表型间的关系进行连锁分析，找到致病基因。如Huntington症。但每次酶切2-3个片段，信息量有限。第2代标记1985年，小卫星中心（minisatellite core）、可变串联重复VNTR（variable number of tandem repeats）可提供不同长度的片段，其重复单位长度为6至12个核苷酸 ，1989年微卫星标记（microsatellite marker）系统被发现和建立，重复单位长度为26个核苷酸，又称简短串联重复（STR）。第3代标记1996年MIT的Lander ES又提出了SNP（single nucleotide polymorphysm）的遗传标记系统。对每一核苷酸突变率为10-9，双等位型标记，在人类基因组中可达到300万个，平均约每1250个碱基对就会有一个。34个相邻的标记构成的单倍型（haplotype）就可有816种。 2、物理图谱（physical map）物理图谱是指有关构成基因组的全部基因的排列和间距的信息，它是通过对构成基因组的DNA分子进行测定而绘制的。绘制物理图谱的目的是把有关基因的遗传信息及其在每条染色体上的相对位置线性而系统地排列出来。DNA物理图谱是指DNA链的限制性酶切片段的排列顺序，即酶切片段在DNA链上的定位。因限制性内切酶在DNA链上的切口是以特异序列为基础的，核苷酸序列不同的DNA，经酶切后就会产生不同长度的DNA片段，由此而构成独特的酶切图谱。因此，DNA物理图谱是DNA分子结构的特征之一。DNA是很大的分子，由限制酶产生的用于测序反应的DNA片段只是其中的极小部分，这些片段在DNA链中所处的位置关系是应该首先解决的问题，故DNA物理图谱是顺序测定的基础，也可理解为指导DNA测序的蓝图。广义地说，DNA测序从物理图谱制作开始，它是测序工作的第一步。制作DNA物理图谱的方法有多种，这里选择一种常用的简便方法标记片段的部分酶解法，来说明图谱制作原理。用部分酶解法测定DNA物理图谱包括二个基本步骤： (1)完全降解 选择合适的限制性内切酶将待测DNA链(已经标记放射性同位素)完全降解，降解产物经凝胶电泳分离后进行自显影，获得的图谱即为组成该DNA链的酶切片段的数目和大小。 (2)部分降解 以末端标记使待测DNA的一条链带上示踪同位素，然后用上述相同酶部分降解该DNA链，即通过控制反应条件使DNA链上该酶的切口随机断裂，而避免所有切口断裂的完全降解发生。部分酶解产物同样进行电泳分离及自显影。比较上述二步的自显影图谱，根据片段大小及彼此间的差异即可排出酶切片段在DNA链上的位置。下面是测定某组蛋白基因DNA物理图谱的详细说明。完整的物理图谱应包括人类基因组的不同载体DNA克隆片段重叠群图，大片段限制性内切酶切点图，DNA片段或一特异DNA序列（STS）的路标图，以及基因组中广泛存在的特征型序列（如CpG序列、Alu序列，isochore）等的标记图，人类基因组的细胞遗传学图（即染色体的区、带、亚带，或以染色体长度的百分率定标记），最终在分子水平上与序列图的统一。基本原理是把庞大的无从下手的DNA先“敲碎”，再拼接。以Mb、kb、bp作为图距，以DNA探针的STS（sequence tags site）序列为路标。1998 年完成了具有52，000个序列标签位点(STS)，并覆盖人类基因组大部分区域的连续克隆系的物理图谱。构建物理图的一个主要内容是把含有STS对应序列的DNA的克隆片段连接成相互重叠的“片段重叠群（contig）”。用“酵母人工染色体(YAC)作为载体的载有人DNA片段的文库已包含了构建总体覆盖率为100%、具有高度代表性的片段重叠群”，近几年来又发展了可靠性更高的BAC、PAC库或cosmid库等。 3、序列图谱随着遗传图谱和物理图谱的完成，测序就成为重中之重的工作。DNA序列分析技术是一个包括制备DNA片段化及碱基分析、DNA信息翻译的多阶段的过程。通过测序得到基因组的序列图谱。大规模测序基本策略：逐个克隆法，对连续克隆系中排定的BAC克隆逐个进行亚克隆测序并进行组装（公共领域测序计划）。全基因组鸟枪法，在一定作图信息基础上，绕过大片段连续克隆系的构建而直接将基因组分解成小片段随机测序，利用超级计算机进行组装（美国Celera公司）。 4、基因图谱基因图谱是在识别基因组所包含的蛋白质编码序列的基础上绘制的结合有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱。在人类基因组中鉴别出占具2%5%长度的全部基因的位置、结构与功能，最主要的方法是通过基因的表达产物mRNA反追到染色体的位置。 原理：所有生物性状和疾病都是由结构或功能蛋白质决定的，而已知的所有蛋白质都是由mRNA编码的，这样可以把mRNA通过反转录酶合成cDNA或称作EST的部分的cDNA片段，也可根据mRNA的信息人工合成cDNA或cDNA片段，然后，再用这种稳定的cDNA或EST作为“探针”进行分子杂交，鉴别出与转录有关的基因。用PolyA互补的寡聚T或克隆载体的相关序列作为引物对mRNA双端尾侧的几百个bp进行测序得到EST（表达序列标签）。2000年6月，EMBL中EST数量已有4，229，786。基因图谱的意义：在于它能有效地反应在正常或受控条件中表达的全基因的时空图。通过这张图可以了解某一基因在不同时间不同组织、不同水平的表达；也可以了解一种组织中不同时间、不同基因中不同水平的表达，还可以了解某一特定时间、不同组织中的不同基因不同水平的表达。人类基因组是一个国际合作项目：表征人类基因组，选择的模式生物的DNA测序和作图，发展基因组研究的新技术，完善人类基因组研究涉及的伦理、法律和社会问题，培训能利用HGP发展起来的这些技术和资源进行生物学研究的科学家，促进人类健康。2、端粒酶：见上。3、磷酸戊糖途径：磷酸戊糖途径(pentose phosphate pathway)又称已糖单磷酸旁路(hexose monophosphate shut HMS)或磷酸葡萄糖旁路(phosphogluconate shut)。此途径由6-磷酸葡萄糖开始生成具有重要生理功能的NADPH和5-磷酸核糖。全过程中无ATP生成，因此此过程不是机体产能的方式。其主要发生在肝脏、脂肪组织、哺乳期的乳腺、肾上腺皮质、性腺、骨髓和红细胞等。4、芳香族氨基酸：见上。5、活性蛋氨酸(Sam)：在蛋氨酸腺苷转移酶的催化下，蛋氨酸与ATP作用，生成S腺苷蛋氨酸(SAM)。SAM中的甲基十分活泼，称活性甲基，SAM称活性蛋氨酸。SAM在甲基转移酶的催化下，可将甲基转移给另一物质，使甲基化，SAM即变为S腺苷同型半胱氨酸。后者脱去腺苷、生成同型半胱氨酸。同型半胱氨酸由N5-甲基四氢叶酸供给甲基，生成蛋氨酸，此即蛋氨酸循环。体内有数十种物质合成需SAM提供甲基，如肾上腺素、肌酸、肉碱、胆碱等。因此，SAM是体内最重要的甲基供体。同型半胱氨酸由N5-甲基-四氢叶酸提供甲基再转变为甲硫氨酸，同时释出自由的四氢叶酸，反应由转甲基酶催化，辅酶是维生素B12。6、如何通过核酸序列推测未知蛋白质的氨基酸序列？见上。7、核酸变性复性和核酸紫外吸收特性的化学本质及其在生物学研究中的应用？变性(denaturation)和复性(renaturation) 是双链核酸分子的二个重要物理特性。也是核酸研究中经常引用的术语。双链DNA，RNA双链区，DNA: RNA杂种双链(hybrid duplex)以及其它异源双链核酸分子(heteroduplex) 都具有此性质。（1）DNA的变性：指DNA分子由稳定的双螺旋结构松解为无规则线性结构的现象。确切地就是维持双螺旋稳定性的氢键和疏水键的断裂。断裂可以是部分的或全部的，是可逆的或是非可逆的。DNA变性不涉及到其一级结构的改变。凡能破坏双螺旋稳定性的因素都可以成为变性的条件，如加热、极端的pH、有机试剂甲醇、乙醇、尿素及甲酰胺等，均可破坏双螺旋结构引起核酸分子变性。变性能导致DNA 以下一些理化及生物学性质的改变：DNA粘度明显下降、溶液旋光性发生改变。（2）DNA的复性：指变性DNA 在适当条件下，二条互补链全部或部分恢复到天然双螺旋结构的现象，它是变性的一种逆转过程。热变性DNA一般经缓慢冷却后即可复性，此过程称之为 退火(annealing)。这一术语也用以描述杂交核酸分子的形成(见后)。DNA的复性不仅受温度影响，还受DNA自身特性等其它因素的影响。温度和时间。变性DNA溶液在比Tm低25的温度下维持一段长时间，其吸光率会逐渐降低。将此DNA再加热，其变性曲线特征可以基本恢复到第一次变性曲线的图形。这表明复性是相当理想的。一般认为比Tm低25左右的温度是复性的最佳条件，越远离此温度，复性速度就越慢。在很低的温度(如4以下)下，分子的热运动显著减弱互补链结合的机会自然大大减少。从热运动的角度考虑，维持在Tm以下较高温度，更有利于复性。复性时温度下降必须是一缓慢过程，若在超过Tm的温度下迅速冷却至低温(如4以下)，复性几乎是及不可能的，核酸实验中经常以此方式保持DNA的变性(单链)状态。这说明降温时间太短以及温差大均不利于复性。DNA浓度。复性的第一步是两个单链分子间的相互作用“成核”。这一过程进行的速度与DNA浓度的平方成正比。即溶液中DNA分子越多，相互碰撞结合“成核”的机会越大。DNA顺序的复杂性。简单顺序的DNA分子，如多聚(A)和多聚(U)这二种单链序列复性时，互补碱基的配对较易实现。而顺序复杂的DNA，如小牛DNA的非重复部分，一般以单拷贝存在于基因组中，这种复杂特定序列要实现互补，显然要比上述简单序列困难得多。（3）增色效应或高色效应(hyperchromic effect)。指变性后DNA 溶液的紫外吸收作用增强的效应。DNA分子具有吸收250280nm波长的紫外光的特性，其吸收峰值在260nm。DNA分子中碱基间电子的相互作用是紫外吸收的结构基础，但双螺旋结构有序堆积的碱基又束缚了这种作用。变性DNA 的双链解开，碱基中电子的相互作用更有利于紫外吸收，故而产生增色效应。一般以260nm下的紫外吸收光密度作为观测此效应的指标，变性后该指标的观测值通常较变性前有明显增加， 但不同来源DNA的变化不一，如大肠杆菌DNA经热变性后，其260nm的光密度值可增加40%以上， 其它不同来源的DNA溶液的增值范围多在2030%之间。以加热为变性条件时，增色效应与温度有十分密切的关系，这主要是变性温度取决于DNA自身的性质。热变性使DNA分子双链解开所需温度称为熔解温度( melting temperature，简写Tm)。因热变性是在很狭的温度范围内突发的跃变过程， 很像结晶达到熔点时的熔化现象，故名熔解温度。Tm定义中包含了使被测DNA的50%发生变性的意义，即增色效应达到一半的温度作为Tm，它在S型曲线上，相当于吸光率增加的中点处所对应的横坐标。不同来源DNA间的Tm存在差别，在溶剂相同的前提下，这种差别主要是由DNA本身下列两方面的性质所造成的。DNA的均一性。有二种含义，首先是指DNA分子中碱基组成的均一性，如人工合成的只含有一种碱基对的多核苷酸片段，与天然DNA比较，其Tm值范围就较窄。因前者在变性时的氢链断裂几乎可齐同进行，故所要求的变性温度更趋于一致。其次还包含有待测样品DNA的组成是否均一的意思，如样品中只含有一种病毒DNA，其Tm值范围较窄， 若混杂有其它来源的DNA，则Tm值范围较宽。其原因显然也与DNA的碱基组成有关。 总的说，DNA均一性，变性的DNA链各部分的氢键断裂所需能量较接近，Tm值范围较窄，反之亦然。(2)DNA的(G+C)含量。在溶剂固定的前提下，Tm值的高低取决于DNA分子中的(G+C)的含量。(G+C)含量越高，即G-C碱基对越多，Tm值越高。此点是易于理解的，因G-C碱基对具有3对氢键，而A-T碱基对只有2对氢键，DNA中(G+C)含量高显然更能增强结构的稳定性，破坏G-C间氢键需比A-T氢键付出更多的能量，故(G+C)含量高的DNA，其变性Tm也高。实验说明，Tm与DNA中(G+C)含量存在着密切相关性，变性温度受到溶液离子强度的影响。Tm与(G+C)含量(X)百分数的这种关系可用以下经验公式表示(DNA溶于0.2mol/L NaCl中): X%(G+C)=2.44(Tm-69.3)（4）核酸分子杂交：分子杂交(简称杂交，hybridization)是核酸研究中一项最基本的实验技术。其基本原理就是应用核酸分子的变性和复性的性质，使来源不同的DNA(或RNA)片段，按碱基互补关系形成杂交双链分子(heteroduplex)。杂交双链可以在DNA与DNA链之间，也可在RNA与DNA链之间形成。杂交的本质就是在一定条件下使互补核酸链实现复性(加热或碱处理)使双螺旋解开成为单链，因此，变性技术也是核酸杂交的一个环节。若杂交的目的是识别靶DNA中的特异核苷酸序列，这需要牵涉到另一项核酸操作的基本技术探针(probe)的制备。探针是指带有某些标记物(如放射性同位素32P，荧光物质异硫氰酸荧光素等)的特异性核酸序列片段。若我们设法使一个核酸序列带上32P，那么它与靶序列互补形成的杂交双链，就会带有放射性。以适当方法接受来自杂交链的放射信号，即可对靶序列DNA的存在及其分子大小加以鉴别。在现代分子生物学实验中，探针的制备和使用是与分子杂交相辅相成的技术手段。核酸分子杂交作为一项基本技术，已应用于核酸结构与功能研究的各个方面。在医学上，目前已用于多种遗传性疾病的基因诊断(gene diagnosis)，恶性肿瘤的基因分析，传染病病原体的检测等领域中，其成果大大促进了现代医学的进步和发展。8、PIP2信号传导途径？其第二信使是什么？ 信号转导通常包括以下步骤：特定的细胞释放信息物质信息物质经扩散或血循环到达靶细胞与靶细胞的受体特异性结合受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统靶细胞产生生物学效应。 信息物质可分为细胞间信息物质与细胞内信息分子。凡由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质统称为细胞间信息物质，即第一信使，按照细胞分泌信息物质的方式又可将细胞间信息物质分为神经递质、内分泌激素、局部化学介质和气体信号分子。在细胞内传递细胞调控信号的化学物质称为细胞内信息物质，其组成多样化。通常将Ca2+、cAMP、cGMP、DAG、IP3、Cer、花生四烯酸及其代谢物等这类在细胞内传递信息的小分子化合物称为第二信使。责细胞核内外信息传递的物质称为第三信使，能与靶基因特异序列结合，发挥着转录因子或转录调节因子的作用。研究发现一些信息物质能与位于分泌细胞自身的受体结合而起调节作用，称为自分泌信号。 细胞膜受体包括：离子通道型受体、G蛋白偶联受体、酶偶联型受体（受体蛋白酪氨酸激酶受体、酪氨酸激酶连接型受体、鸟甘酸环化酶受体等如上六种）。 G蛋白是鸟苷酸结合蛋白的简称，存在于全身各个组织和细胞中，参与细胞内外信息的相互传导。细胞受到各种刺激信息，包括化学性的激素和神经递质及非化学性的声音、图像等。刺激信息通过G蛋白的激活作用，在胞浆中生成数目众多的第二信使分子，产生十万级放大效应，引起细胞兴奋，让后促动器官完成各自功能。 生物体内的信息传递方式分为：细胞膜受体介导的信息传递途径、细胞内受体介导的信息传递途径。前者分：G蛋白偶联受体介导的信息传递途径（CAMP-PKA途径、IP3/DAG-PKC途径）、酶偶联型受体介导的信息传递途径（受体型PTK途径、JAK-STAT途径（此途径受体为酪氨酸蛋白激酶型受体，效应蛋白为胞质PTK，为非受体型PTK，JAK为其一种，STAT为JAK的底物）、TGF转化生长因子-途径）。后者为激素-受体（核内、胞质受体）。 PIP2信号转导途径即IP3/DAG-PKC途径：激素：去甲肾上腺激素、血管升压素、乙酰胆碱等。受体：G蛋白偶联受体。G蛋白转导，作用于磷脂酶C。磷脂酶C将磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PIP2）分解为重要的第二信使二酰甘油（DAG）和肌醇三磷酸（IP3）。DAG是PKC的激活剂；IP3是Ca2+通道激活剂，IP3可以使内质网的Ca2+通道开放，使内质网储存的Ca2+涌入胞质，也可以打开胞膜的Ca2+通道，使胞外Ca2+内流，均引起胞质的Ca2+浓度升高。升高的Ca2+与钙调蛋白结合后激活下游的效应蛋白Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋白激酶（Ca2+/CaM-PK）。IP3还可以被磷酸酶水解为肌醇，肌醇与CDP-DAG重新合成磷脂酰肌醇，然后磷酸化为PIP2。DAG与IP3的效应蛋白分别为PKC和CaM-PK，使下游的丝/苏氨酸磷酸化，通过级联扩大反应，调节代谢或影响基因表达。9、DNA以何种方式复制？如何保证复制的忠实性？ DNA复制的特点 ：1半保留复制：DNA在复制时，以亲代DNA的每一股作模板，合成完全相同的两个双链子代DNA，每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链，这种现象称为DNA的半保留复制。DNA以半保留方式进行复制，是在1958年由M. Meselson 和 F. Stahl 所完成的实验所证明。2有一定的复制起始点：DNA在复制时，需在特定的位点起始，这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段，即复制起始点（复制子）。在原核生物中，复制起始点通常为一个，而在真核生物中则为多个。3需要引物(primer)：DNA聚合酶必须以一段具有3端自由羟基（3-OH）的RNA作为引物，才能开始聚合子代D