2025年大學(xué)《生物信息學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄因子的生物信息學(xué)篩選考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪一項(xiàng)不屬于細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)特征？A.DNA結(jié)合域B.蛋白質(zhì)結(jié)合域C.跨膜域D.調(diào)控域2.JASPAR數(shù)據(jù)庫(kù)主要存儲(chǔ)哪種類型的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)信息？A.氨基酸序列B.核苷酸序列C.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)D.轉(zhuǎn)錄因子功能注釋3.以下哪個(gè)工具主要用于識(shí)別和分析DNA序列中的motifs？A.BLASTB.ClustalWC.MEMED.GSEA4.TRANSFAC數(shù)據(jù)庫(kù)的主要用途是？A.存儲(chǔ)基因組序列B.存儲(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子motifC.存儲(chǔ)Promoter序列D.存儲(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子與DNA結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)5.基于表達(dá)譜的轉(zhuǎn)錄因子篩選方法主要利用了什么原理？A.轉(zhuǎn)錄因子與靶基因的表達(dá)相關(guān)性B.轉(zhuǎn)錄因子的保守性C.轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)特征D.轉(zhuǎn)錄因子的進(jìn)化關(guān)系6.以下哪個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)主要存儲(chǔ)蛋白質(zhì)序列和結(jié)構(gòu)信息？A.GenBankB.EMBLC.DDBJD.UniProt7.HOMER工具主要用于什么分析？A.蛋白質(zhì)序列比對(duì)B.DNA序列變異分析C.基因表達(dá)譜分析D.轉(zhuǎn)錄因子motif識(shí)別8.轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)(TFBS)通常位于哪個(gè)區(qū)域？A.ExonB.IntronC.PromoterD.3'UTR9.生物信息學(xué)在轉(zhuǎn)錄因子研究中主要起到什么作用？A.預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)錄因子的功能B.鑒定新的轉(zhuǎn)錄因子C.篩選轉(zhuǎn)錄因子的靶基因D.以上都是10.下列哪個(gè)選項(xiàng)不是細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄因子篩選的常用方法？A.基于序列的篩選B.基于表達(dá)譜的篩選C.基于蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)的篩選D.基于代謝產(chǎn)物的篩選二、填空題（每空1分，共10分）1.轉(zhuǎn)錄因子通過(guò)與________結(jié)合，調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄。2.MEME工具常用的算法是________。3.轉(zhuǎn)錄因子motif通常由一系列保守的________組成。4.常用的轉(zhuǎn)錄因子數(shù)據(jù)庫(kù)包括________、________和________。5.轉(zhuǎn)錄因子共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析可以幫助我們識(shí)別________的轉(zhuǎn)錄因子。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共15分）1.簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)(TFBS)預(yù)測(cè)的常用方法。2.簡(jiǎn)述基于表達(dá)譜的轉(zhuǎn)錄因子篩選的基本流程。3.簡(jiǎn)述MEME工具的主要功能和應(yīng)用。四、分析題（每題10分，共20分）1.假設(shè)你獲得了一組基因的表達(dá)譜數(shù)據(jù)，其中包含一些差異表達(dá)基因。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)基于表達(dá)譜的轉(zhuǎn)錄因子篩選方案，并說(shuō)明每一步的原理和目的。2.假設(shè)你想要鑒定一個(gè)未知基因可能編碼的轉(zhuǎn)錄因子，請(qǐng)列出你可以使用的生物信息學(xué)方法和工具，并簡(jiǎn)要說(shuō)明每個(gè)方法的原理和目的。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.C4.D5.A6.D7.C8.C9.D10.D二、填空題1.DNA2.MEME3.氨基酸4.JASPAR,TRANSFAC,UniPro5.功能相關(guān)三、簡(jiǎn)答題1.轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)(TFBS)預(yù)測(cè)的常用方法：*基于序列的預(yù)測(cè)方法：利用已知的轉(zhuǎn)錄因子motif和DNA序列比對(duì)算法（如BLAST）來(lái)尋找匹配的序列。*基于模型的預(yù)測(cè)方法：利用機(jī)器學(xué)習(xí)或統(tǒng)計(jì)模型，根據(jù)已知的TFBS數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)新的TFBS。*基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)方法：通過(guò)實(shí)驗(yàn)技術(shù)（如ChIP-seq）直接檢測(cè)轉(zhuǎn)錄因子與DNA的結(jié)合位點(diǎn)。2.基于表達(dá)譜的轉(zhuǎn)錄因子篩選的基本流程：*獲取差異表達(dá)基因列表。*篩選與差異表達(dá)基因共表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子。*利用轉(zhuǎn)錄因子數(shù)據(jù)庫(kù)或motif識(shí)別工具，預(yù)測(cè)這些轉(zhuǎn)錄因子可能結(jié)合的靶基因。*分析預(yù)測(cè)結(jié)果，篩選出最可能的轉(zhuǎn)錄因子。3.MEME工具的主要功能和應(yīng)用：*MEME工具主要用于識(shí)別DNA或蛋白質(zhì)序列中的motifs。*它可以接受一組序列，并通過(guò)算法找出這些序列中保守的motifs。*MEME可以用于預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)錄因子motif，從而幫助篩選轉(zhuǎn)錄因子。四、分析題1.基于表達(dá)譜的轉(zhuǎn)錄因子篩選方案：*步驟一：對(duì)差異表達(dá)基因進(jìn)行聚類分析，識(shí)別表達(dá)模式相似的基因簇。*步驟二：利用轉(zhuǎn)錄因子共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析工具（如ClusterProfiler或Metascape），分析每個(gè)基因簇中基因的共表達(dá)模式，識(shí)別潛在的轉(zhuǎn)錄因子。*步驟三：利用已知的轉(zhuǎn)錄因子數(shù)據(jù)庫(kù)（如JASPAR或TRANSFAC），查找與潛在轉(zhuǎn)錄因子motif相匹配的轉(zhuǎn)錄因子。*步驟四：分析篩選出的轉(zhuǎn)錄因子與差異表達(dá)基因的靶基因關(guān)系，驗(yàn)證其功能。原理和目的：*差異表達(dá)基因可能受到相同轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控。*通過(guò)分析基因共表達(dá)模式，可以識(shí)別潛在的轉(zhuǎn)錄因子。*已知的轉(zhuǎn)錄因子motif可以用于預(yù)測(cè)新的轉(zhuǎn)錄因子。*驗(yàn)證篩選結(jié)果可以確保其可靠性。2.鑒定未知基因編碼的轉(zhuǎn)錄因子的方法和工具：*方法一：序列比對(duì)分析。將未知基因序列與已知的轉(zhuǎn)錄因子序列進(jìn)行比對(duì)，尋找相似性。*工具：BLAST、ClustalW。*原理：如果未知基因與已知轉(zhuǎn)錄因子序列相似，則可能編碼轉(zhuǎn)錄因子。*方法二：motif識(shí)別分析。利用MEME等工具，分析未知基因序列，尋找轉(zhuǎn)錄因子motif。*工具：MEME、HOMER。*原理：轉(zhuǎn)錄因子通常具有特定的motif，通過(guò)motif識(shí)別可以判斷未知基因是否可能編碼轉(zhuǎn)錄因子。*方法三：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)分析。利用SWISS-MODEL等工具，預(yù)測(cè)未知基因編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，并分析其是否具有DNA結(jié)合域。*工具：SWISS-MODEL、CASP。*原理：轉(zhuǎn)錄因子通常具有DNA結(jié)合域，通過(guò)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)可以判斷未知基因編碼的蛋白質(zhì)是否可能具有轉(zhuǎn)錄因子功能。*