2025年大學(xué)《生物信息學(xué)》專業(yè)題庫——非編碼RNA在基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的生物信息學(xué)分析考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種RNA通常不具有編碼蛋白質(zhì)的能力？A.mRNAB.tRNAC.rRNAD.miRNAE.lncRNA2.miRNA的生物合成主要依賴于哪個轉(zhuǎn)錄因子？A.RNA聚合酶IB.RNA聚合酶IIC.RNA聚合酶IIID.RNA聚合酶IVE.RNA聚合酶V3.用于預(yù)測miRNA靶基因的軟件工具不包括：A.TargetScanB.miRandaC.RNAhybridD.BLASTE.PicTar4.lncRNA的主要功能不包括：A.調(diào)控基因表達B.參與染色體結(jié)構(gòu)維持C.編碼蛋白質(zhì)D.與蛋白質(zhì)結(jié)合E.作為miRNA的載體5.circRNA的結(jié)構(gòu)特點是：A.線性結(jié)構(gòu)B.單鏈結(jié)構(gòu)C.形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)D.具有polyA尾E.具有帽子結(jié)構(gòu)6.用于預(yù)測RNA二級結(jié)構(gòu)的軟件工具不包括：A.RNAfoldB.MfoldC.BLASTD.VARNAE.ViennaRNAPackage7.下列哪個數(shù)據(jù)庫主要存儲ncRNA序列信息？A.OMIMB.PubMedC.GenBankD.STRINGE.KEGG8.下列哪個數(shù)據(jù)庫主要存儲蛋白質(zhì)相互作用信息？A.miRBaseB.NCBIRefSeqC.EnsemblD.STRINGE.UniProt9.RNA測序（RNA-seq）技術(shù)主要用于：A.預(yù)測miRNA靶基因B.鑒定ncRNA種類C.分析基因表達水平D.預(yù)測RNA結(jié)構(gòu)E.分析蛋白質(zhì)相互作用10.下列哪項不屬于ncRNA參與的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)？A.表觀遺傳調(diào)控B.轉(zhuǎn)錄調(diào)控C.轉(zhuǎn)錄后調(diào)控D.翻譯調(diào)控E.染色體結(jié)構(gòu)調(diào)控二、填空題（每題2分，共20分）1.ncRNA根據(jù)其長度和功能可分為__miRNA__、__lncRNA__、__sncRNA__和__circRNA__等。2.miRNA通過與靶mRNA的__不完全互補結(jié)合__，導(dǎo)致靶mRNA降解或翻譯抑制。3.lncRNA可以通過__染色質(zhì)重塑__、__表觀遺傳修飾__和__與蛋白質(zhì)相互作用__等機制調(diào)控基因表達。4.circRNA具有__共價閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)__，不易被RNase降解。5.RNAfold和Mfold是常用的__RNA二級結(jié)構(gòu)預(yù)測__軟件工具。6.TargetScan和miRanda是常用的__miRNA靶基因預(yù)測__軟件工具。7.GenBank、EBI和DDBJ是三大主要的__核酸序列數(shù)據(jù)庫__。8.STRING數(shù)據(jù)庫是一個用于整合__蛋白質(zhì)相互作用__信息的數(shù)據(jù)庫。9.RNA測序（RNA-seq）技術(shù)可以用于__全基因組范圍__的ncRNA鑒定和分析。10.ncRNA在__基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)__中發(fā)揮著重要作用，參與多種生命活動。三、簡答題（每題5分，共25分）1.簡述miRNA的生物合成過程。2.簡述lncRNA調(diào)控基因表達的幾種主要機制。3.簡述circRNA相較于線性RNA的優(yōu)勢。4.簡述RNA測序（RNA-seq）技術(shù)的基本流程。5.簡述如何利用生物信息學(xué)方法研究ncRNA參與的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。四、論述題（10分）論述miRNA在癌癥發(fā)生發(fā)展中的作用，并舉例說明如何利用生物信息學(xué)方法研究miRNA與癌癥的關(guān)系。五、分析題（15分）假設(shè)你獲得了一段未知功能的ncRNA序列，請描述你將如何利用生物信息學(xué)方法對其進行功能預(yù)測和分析。試卷答案一、選擇題1.D2.C3.D4.C5.C6.C7.C8.D9.C10.A解析1.miRNA、lncRNA、sncRNA和circRNA等通常不具有編碼蛋白質(zhì)的能力，而mRNA是編碼蛋白質(zhì)的RNA。故選D。2.miRNA主要是由RNA聚合酶III轉(zhuǎn)錄的，其轉(zhuǎn)錄過程受轉(zhuǎn)錄因子如TRF1、TRF2等的調(diào)控。故選C。3.TargetScan、miRanda、RNAhybrid和PicTar都是用于預(yù)測miRNA靶基因的軟件工具，而BLAST主要用于序列比對，不用于靶基因預(yù)測。故選D。4.lncRNA的主要功能包括調(diào)控基因表達、參與染色體結(jié)構(gòu)維持、與蛋白質(zhì)結(jié)合和作為miRNA的載體等，但不包括編碼蛋白質(zhì)。故選C。5.circRNA的結(jié)構(gòu)特點是形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，這與線性RNA和單鏈RNA不同。故選C。6.RNAfold、Mfold、VARNA和ViennaRNAPackage都是用于預(yù)測RNA二級結(jié)構(gòu)的軟件工具，而BLAST主要用于序列比對，不用于結(jié)構(gòu)預(yù)測。故選C。7.GenBank、EBI和DDBJ是三大主要的核酸序列數(shù)據(jù)庫，用于存儲和管理核酸序列信息。故選C。8.STRING數(shù)據(jù)庫是一個用于整合蛋白質(zhì)相互作用信息的數(shù)據(jù)庫，而miRBase、NCBIRefSeq、Ensembl和UniProt主要存儲ncRNA序列、參考序列、基因注釋和蛋白質(zhì)序列等信息。故選D。9.RNA測序（RNA-seq）技術(shù)主要用于分析基因表達水平，通過檢測RNA轉(zhuǎn)錄本的數(shù)量來研究基因表達的模式和變化。故選C。10.ncRNA參與的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)主要包括轉(zhuǎn)錄調(diào)控、轉(zhuǎn)錄后調(diào)控、翻譯調(diào)控和染色體結(jié)構(gòu)調(diào)控等，但不包括表觀遺傳調(diào)控，表觀遺傳調(diào)控主要涉及DNA甲基化和組蛋白修飾等。故選A。二、填空題1.miRNA,lncRNA,sncRNA,circRNA2.不完全互補結(jié)合3.染色質(zhì)重塑,表觀遺傳修飾,與蛋白質(zhì)相互作用4.共價閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)5.RNA二級結(jié)構(gòu)預(yù)測6.miRNA靶基因預(yù)測7.核酸序列數(shù)據(jù)庫8.蛋白質(zhì)相互作用9.全基因組范圍10.基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)三、簡答題1.miRNA的生物合成過程：首先，RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄出pri-miRNA，形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，然后由Drosha和DGCR8復(fù)合體在細胞核內(nèi)將其加工成pre-miRNA。接著，pre-miRNA通過Exportin-5和Ran-GTP轉(zhuǎn)運到細胞質(zhì)，再由Dicer酶將其切割成成熟的miRNAduplex。最后，miRNAduplex中的一條鏈（miRNA）與RISC（RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體）結(jié)合，形成功能性的miRNA，進而調(diào)控靶基因表達。2.lncRNA調(diào)控基因表達的幾種主要機制：染色質(zhì)重塑、表觀遺傳修飾和與蛋白質(zhì)相互作用。lncRNA可以通過招募染色質(zhì)修飾酶來改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)，從而影響基因表達；可以通過招募組蛋白修飾酶或DNA甲基化酶來改變DNA或組蛋白的表觀遺傳狀態(tài)，從而影響基因表達；可以與轉(zhuǎn)錄因子、RNA聚合酶或其他RNA分子相互作用，從而影響基因表達。3.circRNA相較于線性RNA的優(yōu)勢：circRNA具有共價閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)，不易被RNase降解，因此具有更高的穩(wěn)定性；circRNA可以與miRNA或蛋白質(zhì)相互作用，參與基因調(diào)控；circRNA可以通過作為miRNA的載體來調(diào)控miRNA的活性。4.RNA測序（RNA-seq）技術(shù)的基本流程：首先，從生物樣本中提取總RNA；然后，將RNA反轉(zhuǎn)錄成cDNA；接著，對cDNA進行文庫構(gòu)建和測序；最后，對測序數(shù)據(jù)進行生物信息學(xué)分析，包括序列質(zhì)量控制、序列比對、基因表達定量和差異表達分析等。5.利用生物信息學(xué)方法研究ncRNA參與的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)：首先，利用RNA測序數(shù)據(jù)鑒定ncRNA種類和表達水平；然后，利用生物信息學(xué)工具預(yù)測ncRNA的靶基因或相互作用蛋白；接著，構(gòu)建ncRNA參與的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)；最后，利用實驗方法驗證生物信息學(xué)預(yù)測結(jié)果。四、論述題miRNA在癌癥發(fā)生發(fā)展中的作用：miRNA可以通過調(diào)控靶基因的表達來影響細胞增殖、凋亡、遷移和侵襲等過程，從而參與癌癥的發(fā)生發(fā)展。例如，miR-21可以促進細胞增殖和抑制細胞凋亡，與多種癌癥的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)；miR-15a和miR-16-1可以抑制BCL2的表達，促進細胞凋亡，與白血病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。利用生物信息學(xué)方法研究miRNA與癌癥的關(guān)系：首先，利用RNA測序數(shù)據(jù)比較癌癥組織和正常組織中miRNA的表達差異；然后，利用生物信息學(xué)工具預(yù)測miRNA的靶基因，并分析靶基因的功能；接著，構(gòu)建miRNA-靶基因-癌癥關(guān)系網(wǎng)絡(luò)；最后，利用實驗方法驗證生物信息學(xué)預(yù)測結(jié)果，例如通過過表達或沉默miRNA來觀察其對癌細胞表型的影響。五、分析題利用生物信息學(xué)方法對未知功能的ncRNA序列進行功能預(yù)測和分析的步驟：首先，對ncRNA序列進行質(zhì)量控制，去除低質(zhì)量序列；然后，利用BLAST