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生物信息学

1.1简述DNA双螺旋结构模型要点a.DNA两条链逆平行、围绕同中心轴右手螺旋的双链结构,双螺旋结构的直径为2.0nm,螺距为3.4nm。

b.脱氧核糖和磷酸基团构成亲水性骨架位于双螺旋结构的外侧,疏水碱基位于螺旋内侧。

每周约10个碱基。

c.两条链借助彼此之间的的氢键结合在一起。

AT配对有两个氢键GC配对有三个氢键。

每两个碱基对之间的相对旋转角度为36°d.双螺旋结构的表面形成了一个大沟(major groove)和一个小沟(minor groove)。

1.2 名词解释:DNA的变性与复性;DNA分子杂交DNA的变性:在某些理化因素作用下,DNA双链解开成两条单链的过程。

DNA变性的本质是双链间氢键的断裂。

DNA的复性:当变性条件缓慢地除去后,两条解离的互补链可重新配对,恢复原来的双螺旋结构,这一现象称为DNA复性(renaturation) 。

DNA分子杂交:热变性的DNA在缓慢冷却过程中,具有碱基序列互补的不同DNA之间或DNA与RNA之间形成杂环双链的现象称为核酸分子杂交。

1.3 简述核酸分子杂交技术不同种类的DNA单链分子或RNA分子放在同一溶液中,只要两种单链分子之间存在着一定程度的碱基配对关系,在适宜的条件可以在不同的分子间形成杂化双链(heteroduplex)。

这种杂化双链可以在不同的DNA与DNA之间形成,也可以在DNA和RNA分子间或者RNA与RNA 分子间形成。

这种现象称为核酸分子杂交1.4生物体内氨基酸有180多种,组成蛋白质的氨基酸只有(20)种,都是(α-氨基酸)。

1.5 写出氨基酸的结构通式1.6名词解释:氨基酸的等电点氨基酸的等电点:调节氨基酸溶液PH值,使氨基酸溶液中的氨基和羧基的解离度完全相等,即氨基酸所带静电荷为0,在电场中既不向阴极移动,也不向阳极移动,此时,氨基酸溶液的PH 值称为该氨基酸的等电点,以符号PI表示。

2.1 Sanger通过氨基酸与(2,4-二硝基氟苯(DNFB))反应测定了胰岛素的序列。

2.2 Edman反应是指用(苯异硫氰酸酯(PITC))与氨基酸的氨基发生反应来测定多肽序列的。

2.3名词解释:肽键与肽平面肽键:氨基酸与氨基酸之间脱水缩合之后形成肽链其中一个氨基酸上的氨基与另一个氨基酸上的羟基脱水缩合后形成的就叫肽键即-CO-NH-.肽平面:与肽键相关的6个原子共处于一个平面,称为酰胺平面或肽平面。

肽键具有一定程度的双键性质,参与肽键的六个原子C、H、O、N、Cα1、Cα2不能自由转动,位于同一平面,此平面就是肽平面,也叫酰胺平面。

2.4详细叙述蛋白质的分子结构。

一级结构:组成蛋白质多肽链的线性氨基酸序列。

二级结构:依靠不同氨基酸之间的C=O和N-H基团间的氢键形成的稳定结构,主要为α螺旋和β折叠。

三级结构:通过多个二级结构元素在三维空间的排列所形成的一个蛋白质分子的三维结构。

四级结构:用于描述由不同多肽链(亚基)间相互作用形成具有功能的蛋白质复合物分子。

2.5 蛋白质二级结构的有哪几种?(1) α-螺旋(α-helix)(2) β-折叠(β-pleated sheet)(3) β-转角(β-turn)(4) 无规则卷曲(nonregular coil)2.6蛋白质的显色主要有(考马斯亮蓝染色和银染)。

3.1名词解释:中心法则是指遗传信息从DNA传递给RNA,再从RNA传递给蛋白质的转录和翻译的过程,以及遗传信息从DNA传递给DNA的复制过程。

3.2 名词解释:DNA半保留复制,半不连续复制DNA 半保留复制是:DNA 在进行复制的时候链间氢键断裂,双链解旋分开,每条链作为模板在其上合成互补链,经过一系列酶(DNA聚合酶、解旋酶、链接酶等)的作用生成两个新的DNA分子。

子代DNA分子其中的一条链来自亲代DNA ,另一条链是新合成的,这种方式称半保留复制。

半不连续复制是指DNA复制时,前导链上DNA的合成是连续的,后随链上是不连续的,故称为半不连续复制。

DNA复制的最主要特点是半保留复制,另外,它还是半不连续复制(Semidiscontinuous replication)。

半不连续模型是DNA复制的基本过程。

3.3 名词解释:cDNA和逆转录cDNA(全称complementary DNA),是一种互补脱氧核糖核酸。

与mRNA链互补的单链DNA,以其mRNA为模板,在适当引物的存在下,由mRNA与DNA进行一定条件下合成的,就是cDNA。

逆转录是指以RNA为模板合成DNA的过程,即将遗传信息由RNA逆向传给DNA的过程,其遗传的传递方向与转录相反。

3.4 详细叙述DNA如何指导蛋白质的合成?基因控制合成mRNA,称为转录过程,mRNA再进入核糖体知道蛋白质合成,每相邻三个碱基序列决定一个氨基酸,称为翻译过程3.5 名词解释:PCR,核糖体聚合酶链式反应简称PCR(英文全称:Polymerase Chain Reaction)是体外酶促合成特异DNA 片段的一种方法,由高温变性、低温退火及适温延伸等几步反应组成一个周期,循环进行,使目的DNA得以迅速扩增,具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点.它不仅可用于基因分离、克隆和核酸序列分析等基础研究,还可用于疾病的诊断或任何有DNA,RNA的地方.聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,简称PCR)又称无细胞分子克隆或特异性DNA序列体外引物定向酶促扩增技术.核糖体由rRNA与核糖体蛋白共同构成,分为大小两个亚基。

核糖体的功能是作为细胞内蛋白质的合成场所。

在核糖体中,rRNA和核糖体蛋白共同为mRNA、tRNA与氨基酸的复合物、翻译起始因子、翻译延长因子等多种参与蛋白质合成过程的分子提供了识别和结合部位。

3.6 简述遗传密码子的性质1.方向性:密码子的阅读方向是5到3端。

2.简并性:除蛋氨酸和色氨酸只有一个密码子外,其它氨基酸都有好几组密码子。

3.通用性:无论是病毒还是原核生物、真核生物,都共同使用一套密码字典,但有例外。

4.连续性:在mRNA上,从起始密码子到终止密码子,密码子的排列是连续的,既没有重叠也没有间隔。

5.有起始密码子和终止密码子。

6.变偶性:密码的简并性只涉及第三位碱基,即同一个氨基酸的不同密码子中,前两个碱基均相同,第三个不同。

绪论及生物信息学数据库1、生物信息学的概念物信息学是一门交叉学科,包含了生物信息的获取、处理、储存、分析、解释和应用在内的所有方面,它综合运用了生物学、计算机科学和数学等多方面的知识和方法,来阐述和理解大量生物学数据所包含的生物学意义,并应用于解决生命科学研究和生物技术相关产业中的各种问题。

2、生物信息学的主要研究领域:目前的生物信息学研究,已从早期以数据库的建立和DNA 序列分析为主的阶段,转移到后基因组学时代以比较基因组学(comparative genomics)、功能基因组学(functional genomics)和整合基因组学(integrative genomics)为中心的新阶段。

生物信息学的研究领域也迅速扩大。

以下简要归纳当前生物信息学研究中的基本问题。

A.生物学数据库的建立和搜寻B.序列比较与相似序列搜索C.基因组结构注释D.蛋白质结构和功能的预测E.基因组数据的分析F.比较基因组和系统发生遗传学分析G.信号传导、代谢和基因调节途径的构建与描述.3、初级数据库二级数据库的概念初级数据库数据直接来源于实验获得原始数据,只经过简单的归类、整理和注释。

二级数据库在一级数据库、实验数据和理解分析的基础上针对特定的目标衍生而来,是对生物学知识和信息的进一步整理。

4、GBFF格式包括那三部分内容。

GBF格式是基因中的基本信息单位第一部分包含整个记录信息的描述第二部分这一记录的特性第三部分序列本身最后一行以////////结尾5、说出最重要的三个公用数据库Gen Bank EMBL DDBJ6、说出两个最著名的检索系统最著名的两个Entrez美国建立和SRSEMBLTheoreEtzold建立1.1简述DNA双螺旋结构模型要点1.DNA两条链逆平行、围绕同中心轴右手螺旋的双链结构,双螺旋结构的直径为2.0nm,螺距为3.4nm。

2.脱氧核糖和磷酸基团构成亲水性骨架位于双螺旋结构的外侧,疏水碱基位于螺旋内侧。

每周约10个碱基。

3.两条链借助彼此之间的的氢键结合在一起。

AT配对有两个氢键GC配对有三个氢键。

每两个碱基对之间的相对旋转角度为36°4.双螺旋结构的表面形成了一个大沟(major groove)和一个小沟(minor groove)。

1.2 名词解释:DNA的变性与复性;DNA分子杂交DNA变性是双链解离为单链的过程定义在某些理化因素作用下,DNA双链解开成两条单链的过程。

DNA变性的本质是双链间氢键的断裂。

复性:当变性条件缓慢地除去后,两条解离的互补链可重新配对,恢复原来的双螺旋结构,这一现象称为DNA 复性(renaturation) 。

分子杂交:不同种类的DNA 单链分子或RNA 分子放在同一溶液中,只要两种单链分子之间存在着一定程度的碱基配对关系,在适宜的条件可以在不同的分子间形成杂化双链(heteroduplex)。

这种杂化双链可以在不同的DNA 与DNA 之间形成,也可以在DNA 和RNA 分子间或者RNA 与RNA 分子间形成。

这种现象称为核酸分子杂交。

1.3 简述核酸分子杂交技术将待检测的DNA 分子用/不用限制性内切酶消化后,通过琼脂糖凝胶电泳进行分离,继而将其变性并按其在凝胶中的位置转移到硝酸纤维素薄膜或尼龙膜上,固定后再与同位素或其它标记物标记的DNA 或RNA 探针进行反应。

如果待检物中含有与探针互补的序列,则二者通过碱基互补的原理进行结合,游离探针洗涤后用自显影或其它合适的技术进行检测,从而显示出待检的片段及其相对大小。

J.C.Alwine 等人发展而来,是将RNA 分子从电泳凝胶转移到硝酸纤维素滤膜或其他化学修饰的活性滤纸上,进行核酸杂交的一种实验方法。

由于这种方法与Sourthern 杂交技术十分类似,所以叫做Northern blotting 。

1.4生物体内氨基酸有180多种,组成蛋白质的氨基酸只有(20)种,都是(α-氨基酸)。

1.5 写出氨基酸的结构通式1.6名词解释:氨基酸的等电点调节氨基酸溶液PH 值,使氨基酸溶液中的氨基和羧基的解离度完全相等,即氨基酸所带静电荷为0,在电场中既不向阴极移动,也不向阳极移动,此时,氨基酸溶液的PH 值称为该氨基酸的等电点,以符号PI 表示。

二、序列比对与相似性搜索1、序列比对的生物学意义?①通过比较两个序列之间的相似区域和保守位点,寻找二者可能的进化关系②将多个蛋白质和核酸同时进行比较,寻找有进化关系的序列之间共同的保守区域、位点和序列特征谱,从而探索导致它们产生共同功能的序列模式③蛋白质序列与核酸序列相比来探索核酸序列可能的表达框架;蛋白质序列与具有三维结构的蛋白质相比较,获得蛋白质折叠类型的信息2、碱基组成及相邻碱基概率的特点碱基组成:DNA 序列由4种碱基组成,碱基以不同的频率分布不同的DNA 序列,各种碱基出现的频率不同,同一序列的不同区段,四种碱基的频率不同3、名词解释:联配、空位、联配分值、空位罚分联配:两条序列上下叠放,其中垂直上下放置的相应字母被联配或等价 C COOHR H H 2N空位(gap):并非一条特定序列中所有的字母在另一条序列中都有等价字母,有些字母与序列中的任何字母都没有配上。

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