分子生物学习题答案

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分子生物学复习题 2007.6.11 (仅供参考)COLLEGE OF LIFE SCIENCES

注意:请参照历年题型复习(有判断、填空、名词解释、看图、问答等)

第二章 DNA的复制与修复

1. 名词解释:

⑴origin:DNA复制是从DNA分子上特定位置开始,此位置称复制起点,是DNA复制所必需的一段特殊的DNA序列。

⑵复制叉:DNA正在复制的分叉部位称为复制叉(replication fork)

⑶复制眼:复制的DNA(尤其是双向复制)在电镜下象只眼睛称复制眼(泡)

⑷复制子:基因组中具有一个复制起点和一个复制终点并能在细胞中自主复制的单位。

⑸滚筒式复制:一种单向复制的特殊方式,一般是环状单链分子在复制过程中先形成共价闭环的双链分子(复制型),然后其正链在特定位置切开,游离出一个3-OH末端,然后在DNA聚合酶催化下,以环状负链为模板从正链3-OH末端加入脱氧核苷酸使链不断延长,通过滚动而合成出新的正链。

⑹D-型:一种单向复制的特殊方式,双链在固定点解开进行复制,但两条链的合成高度不对称,一条链先复制,另一条保持单链而被取代,在电镜下看呈D-环型。待一条链复制到一定程度露出另一条链的复制起点,另一条链才开始复制。

⑺θ式复制:环状DNA的一种双向复制方式,双链从起点处解开并双向复制,呈θ型状,直到复制终点。

⑻端粒:真核生物线性染色体的两个末端具有的特殊结构,由许多成串短的重复序列组成。

⑼SOS修复:DNA受到严重损伤,细胞处于危急状态时所诱导的一种DNA修复方式。修复结果只是能维持基因组完整性,但留下的错误较多,又称为错误倾向修复,使细胞有较高的突变率。

2.名词对比

⑴引物酶和引发体:引物酶即DnaG,是负责DNA复制起始阶段RNA引物合成的酶;引发体指由DnaB解螺旋酶和DnaG引物合成酶构成了复制体的一个基本功能单位。

⑵DNApolⅢ和DNApolⅠ:DNApolⅢ是由多个亚基组成的蛋白质,真正负责从新合成DNA 的复制酶;DNApolⅠ是一个多功能酶,兼有聚合酶﹑3′-5′﹑ 5′-3′核酸外切酶的活性,主要起修复酶作用。

(3)DNA复制的先导链和随从链:DNA复制时以3′-5′链为模板连续合成的子链;而以5′-3′链为模板的不连续合成的子链为随后链。

3.简述同位素标记、密度梯度离心技术在分子生物学研究中的应用

⑴15N-标记研究DNA的半保留复制:把细菌放在含15NH4Cl的培养液中培养若干代,分离出的DNA是含15N的“重”DNA,密度比一般含14N的DNA高。用密度梯度离心

法,15N-DNA形成的致密带位于普通14N-DNA所形成的致密带的下方。

把含15N-DNA的细菌放回含普通的NH4Cl培养液中培养。细菌在营养条件充足时,20分钟就可以生长成新一代。提取子一代的DNA再作密度梯度离心分析,发现其致密带介于重带与普通带之间,看不到有单独的重带或普通DNA带。

实验结果说明:子一代DNA双链中有一股是15N单链,而另一股是14N单链。前者是从亲代接受和保留下来的,后者则是完全新合成的。密度梯度离心实验,完全支持半保留复制的设想。

含15N-DNA的细菌在普通培养液中继续培育出子二代,其DNA则是中等密度的DNA与普通DNA各占一半这也进一步证明复制是采取半保留式的。实验还可按子3代、子4代……进行下去,15N-DNA则按1/8、1/16…¨的几何级数逐渐被“稀释”掉。

⑵3H-标记研究DNA的半不连续复制,即连接酶突变核酸序列特点研究等:用3H脉冲标记大肠杆菌培养物,优先标记的是新合成的DNA。新合成的大多数是一些含有1000核苷酸的短片段,若再将菌放到不带3H的培养基中保温,发现3H出现在大片断中了。若用DNA连接酶突变的菌株作以上测试,3H一直出现在小片段中,说明DNA 的复制是不连续的。

4.举例说明染色体外遗传元件的不同复制机制(θ型、D型、滚筒型)

有些病毒(如腺病毒、Φ29噬菌体等)及线粒体DNA的复制是单向进行的,滚筒式属单向复制。质粒整合前为θ式或滚筒式复制,整合后为一个复制子,质粒为双向复制θ式。真核细胞内线粒体DNA的复制方式为D-环复制(D-loop复制)形式。D-环复制特点是两条链的不同步复制。详见名词解释。

5.通过什么实验证明DNApol III合成DNA冈崎片段是以RNA为引物。

以а-32p-NTP标记+未标记dNTP为底物,引发合成后用稀碱处理,水解DNA和RNA 的连接处,使RNA上的32p转移到了DNA上,证明RNA为引物。

6.生物体内哪些机制保证了DNA复制的保真性.

DNA聚合酶的校对作用;RNA引物起始复制可减少复制错误;修复系统有多种机制和酶。

7.简要说明沉默突变、致死突变、渗漏突变、进化突变的原因

⑴沉默突变:主要因为密码子的简并性,点突变不引起氨基酸的变化;或者个别氨基酸改变为结构和性质相似的氨基酸,则不影响表形,即基因型(genotype)改变表现型(phenotye)不变。

⑵致死突变:关键氨基酸改变,如酶的活性中心突变,或者发生无义突变,使编码的蛋白质功能丧失,影响生物存活。

⑶渗漏突变:某个氨基酸改变,但基因产物并无重大改变,如酶的Km和Vmax改变。

可使生物适应环境或丧失某些功能,可产生新种。

⑷进化突变:发生了有利于物种生存的结果,使生物进化。

8.什么叫端粒?端粒的结构特点,说明端粒复制的特点?端粒酶在何种细胞中才有活性?

⑴端粒位于真核生物染色体DNA的末端特定的序列结构。

⑵端粒是由简单的串联重复序列组成的。端粒DNA序列有取向性,可以与由蛋白质和RNA组成的端粒酶结合配对,以RNA为模板进行类似逆转录合成DNA,向5’→3’延伸端粒至模板RNA末端后,延长的DNA末端与RNA模板解离,端粒酶移动,重新定位于延长后的DNA3’端,开始下一轮延长过程,如此反复可达数百次,以对抗DNA 复制过程中5’引物消后无法补齐造成的染色体逐渐缩短,维持染色体的长度。

⑶端粒酶在生殖细胞中起作用。

9.DNA复制中都包括那些酶系统和蛋白因子,这些酶在复制中的各自作用是什么?是通过那些试验现象发现的?

(1)解旋酶:DNA复制时,解旋酶在ATP的作用下可促使DNA母链不断解开形成单链;

单链DNA结合蛋白:防止单链DNA形成发卡结构,保持伸展状态,保护单链DNA 不被水解;

DNA拓扑异构酶I,使DNA磷酸二酯键单链断裂断裂,形成DNA nick,使DNA可以旋转以释放解链时的张力;

DNA拓扑异构酶II:使DNA复制完毕后“互锁”的两个子代环状DNA解离;

引物酶:引物酶以单链DNA为模板,利用核糖核苷酸合成RNA作为DNA合成的引物;

DNA聚合酶I的功能a. 5’→3’聚合作用,b. 3’→5’外切酶活性(校对作用),c. 5’→3’外切酶活性(切除修复作用);

DNA聚合酶III的功能:主要是合成新的DNA链;

DNA聚合酶II的功能:主要与修复有关;

DNA连接酶,借助ATP水解提供的能量,催化DNA单链nick的5’-端与3’-端生成磷酸二酯键。

⑵DNA聚合酶I:可以用dNTP合成DNA链,并且该酶突变使菌易受环境影响而突变;DNA聚合酶III:DNA聚合酶I的合成速度不能满足菌生长的需要,并且DNA聚合酶I突变的菌仍然可以复制DNA;引物酶:通过以а-32p-NTP标记+未标记dNTP为底物,引发合成后用稀碱处理,水解DNA和RNA的连接处,使RNA上的32p转移到了DNA 上,证明RNA为引物,从而发现引物酶。

第三章 DNA重组

1.生物体内DNA重组的类型,各自的不同和生物学意义。

⑴同源重组:真核生物减数分裂过程中,染色体间的物质交换,即DNA分子的断裂和在重组酶作用下的交换连接,细菌中发生在接合过程中,交配的染色体在两个紧密连接的细胞中转移。特点:a.要求较大的DNA片段进行交换;b.存在重组热点;c.整个基因组频率不稳定,受综合和局部效应影响。意义:a.维持生物多样性;b.引起进化;c.瞬间物理连接,对染色单体正确分离到子代细胞,至关重要;d.用于损伤修复。

⑵位点专一性重组:在专一酶作用下,在DNA特定位点上发生断裂和重接,从而产生精确的DNA重排的DNA重组方式。特点:a.要专一识别位点,交换的为短同源片段;b.需专一酶识别,结合;c.参与该过程的酶的表达被细胞调节过程引发。意义:发生在DNA特殊序列对之间,是噬菌体进入宿主细胞后整合到宿主DNA上的重组形式。

⑶转座重组:转座子在基因的许多为点间反复插入而实现的重组。特点:移动片段与受体同源性无关;b.真核,原核中均可发生转座重组;c.转座子可沿染色体移动,也可在染色体见跳跃。意义:a.可使原本相距较远的基因结合在一起,形成新的操纵子,产生新蛋白。b.在启动子部位插入可使基因打开或关闭。c.转座发生时,大多数受体基因被纯化,也有基因被激活。d.过多转座对细胞不利,细胞在长期进化中形成了一些不利转座的代谢途径与转座平衡

⑷异常重组:不需要同源性片段,也不需要酶或特异性序列的参与与识别,并以DNA 复制完成重组过程,又称复制性重组(机制尚不清楚)。意义:常导致基因破坏而引起突变,与人类遗传疾病,癌症和基因组进化有关。

2.何谓转座子?转座子有哪些类型,研究转座重组有哪些意义?

⑴能够反复插入到基因中许多位点的特殊DNA片段,它们可以从一个位点转移到另一个位点,从一个复制子到另一复制子。⑵分类:简单转座子(插入序列IS),可独立存在的单元,带有介到自身移动的蛋白;复合转座子,除转座酶基因外,还带有其他功能性基因的转座子,通常是两端为两个简单转座子,中间夹带一个基因片段。⑶研究意义:a.了解进化意义;b.为细胞分化发育提供理论依据;c.有助研究基因调控机制。3.说明下列符号意义:IS,Tn5(Tn903,10等),Mu,D108

答:⑴IS:插入序列,即最简单的转座子。⑵Tn5:复合转座子的一种,带有某些功能性基因。⑶Mu和D108:转座噬菌体,属于温和噬菌体,Mu和D108 DNA经转座可插入宿主染色体的任何一位置,(随即整合)引起突变。

4.转座重组的遗传效应。

⑴引起插入突变:以10ˉ3—10ˉ8频率进行的转座会引起插入突变,IS,Tn,Mu噬菌体都可以引起插入突变,插入位点若在一个顺反子的前端功能基因中,可能造成极性突变。⑵造成插入位点靶DNA的少量碱基对重复。⑶插入位点出现新基因,复合转

座子带有抗性基因,可产生两方面效应:a.靶基因被插入突变;b.靶位点出现抗药基因。⑷转座后供体序列不变,即复制型转座。⑸引起染色体畸变,在一个染色体上如有同一转座子的两个拷贝提供的相同为点,可由重组导致染色体缺失,倒位,插入。

⑹切除效应,转座子从原来位置上消失,准确切除,使原插入发生恢复突变,若不准确,会留下转座子残迹,产生插入突变,但转座子标志消失。

5.转座效应意义:参考第一题。

6.何谓同源重组?特点及机制?

⑴定义,特点参见一题。⑵机制:A:断裂-复合机制:a.:断裂复合:发生在染色体复制完成后,每对联会染色体有4个染色单体,在染色单体水平发生DNA断裂,断裂DNA交叉重组,解除张力。b:拷贝选择:姐妹染色单体复制途中各自交换了模板。B:双链断裂启动重组:在受体DNA上形成双链断裂(核酸内切酶),重组开始产生3‘端单链,受体3’-末端迁移至供体同源区,受体3‘-末端修复延伸合成,供体置换,链迁移至受体链,在受体上的另一3’-末端DNA合成,相互迁移产生双链交换。

7.举例说明位点专一性重组。

λ噬菌体DNA入侵宿主基因组进入溶原状态,是通过λDNA和细菌DNA特定的附着位点之间的重组实现的。E.coliDNA上的重组位点affB分为B、O和B’三部分,λDNA上的affP分为P、O、P’三部分,O为核心序列,λDNA的整合和切离都发生在各自的O 序列,两侧的序列对重组也有重要作用。λDNA的整合过程无DNA降解,也无DNA合成,只是affB和affP两个位点整合后,一种DNA结合蛋白inf在拓扑异构酶活性催化下,使两个DNA分子的各一条单链断裂,经inf作用,形成重组中间体Holliday结构,然后另外两条单链同样过程断裂重接,完成重组。

8.比较简单转座子和复合转座子。

⑴相同:都是存在染色体可自由复制和位移的基本单位;转座发生时,受体分子中有一段3-126p的靶序列DNA自我复制,转座子插入这两个重复序列之间,不同转座子,靶序列不同。⑵不同:简单转座子:常称之为插入序列(IS序列),可独立存在的单元,带有介导自身移动的蛋白,长度较小,是细菌或质粒DNA的正常组成成分,所以IS序列只有一个开放读码框;复合转座子:带有一些功能性基因(如抗药性),常由IS序列插入某功能基因,两端形成有功能的复合体,IS序列只能作为复合体移动,其转座能力由IS序列控制或调节;

此外,还有一类不带IS序列的,体积庞大的转座子Tn-A家族,此类带3个基因,分别编码转座酶,解离酶,β-内酰胺酶,且两翼带有38bp发倒置重复序列。

第四章 RNA的生物合成

1.说明或对比以下概念

⑴阅读和阅读框和ORF:阅读在protein合成系统中,指按单向线性对核苷酸序列进行解码的过程。阅读框是指mRNA分子中可转译成protein多肽的3种可能的三联体密码子组合方式之一。ORF:开放阅读框,指从起始密码子到终止密码子的一段基因序列。

⑵编码和读码:编码是指成熟mRNA相邻三个碱基决定一种氨基酸。读码是指氨酰tRNA与mRNA三联体密码的相互识别。

(+)有意链,DNA双链中与转录模板互补的链(与mRNA ⑶DNA有意义链和反意义链:

序列相同的链)。(-)反义链,DNA双链中的可以转录成mRNA的链(与mRNA互补的链)。

⑷DNA正链和负链:同上。

⑸启动子和增强子:promotor(广义上讲,是控制转录的各种序列元件的任何组合都可以使用“启动子”术语)。通常是指位于基因5’末端上游外侧,紧邻转录起始位点的一段具特殊功能的非编码核苷酸序列,可与RNApol结合启动基因转录。Enhancer指真核生物的一段特异序列,通过顺式作用方式,能够在距离目标基因50Kb以上位置,从上游,下游等不同位置及方向增强该基因转录活性。

⑹强终止子和弱终止子:终止子有强、弱之分,强终止子含有反向重复顺序,可形成茎环结构,其后面为polyT结构,富含GC,无需终止蛋白参与即可以使转录终止。弱终止子也有反向重复序列,但无polyT结构,GC少,需要有终止蛋白参与才能使转录终止。

⑺足迹法和阻滞电泳:footprinting通过检测因受特定转录因子蛋白质结合保护,而不受特定分子如DNase1切割作用的磷酸二酯键区域,从而鉴定出DNA分子中特定蛋白质结合区位置,及其核苷酸序列的一种分子生物学实验技术。阻滞电泳,又称电泳迁移率变动实验,用于检测蛋白质和DNA序列的互相作用,若某DNA片断能和蛋白质因子结合,则其在凝胶中电泳运动的速度就会减慢。

⑻hnRNA和SnRNA:heterogeneous nuclear RNA(核内不均一RNA),为mRNA前体,指真核生物mRNA初级转录物,在核内加工,形成的大小极不均一的中间产物。(经5’末端加帽,3’末端加尾,拼接去除内含子和核苷酸甲基化等步骤,才形成成熟mRNA)。Small nulear RNA(核内小RNA)真核细胞核内一类长度位90-400核苷酸的小分子量核内RNA,丰度高。可与特异蛋白质结合成核内小核糖核蛋白质颗粒,参与转录物的剪接,多聚腺核苷酸化,3’末端成熟作用。

⑼mRNA前体剪接和修饰:都是mRNA的加工过程。前者是从DNA模板链转录的最初产物中出去内含子,并将外显子连接起来形成一个连续的RNA分子的过程,后者是mRNA5’加帽,3’加尾的过程。

⑽外显子和内含子(exon, intron):在DNA分子中基因编码序列常被不编码序列隔开,这种不编码序列叫内含子,编码序列叫外显子。但其划分不是绝对的,内含子也可编

码,外显子也可不编码;在一基因中的内含子又可能是另外基因的外显子。

⑾ribozyme与RNA剪切:一些RNA分子具有高度专一的催化活性,在无蛋白质情况下能进行剪切反应,称为ribozyme。RNA剪切是在转录时,外显子及内含子均转录到hnRNA中,核中hnRNA剪切掉内含子,然后将外显子各部分连接起来,而变为成熟的mRNA。

⑿DNApol与RNApol:前者是根据DNA模板链合成互补链的聚合酶。后者是依赖于DNA的RNA聚合酶。

2.简述RNA前体的剪切(剪切位点有何特征、剪切机制、核酶、剪切特异性的意义)⑴核酶定义见名词解释。⑵剪切位点特征:是保守序列,有共同的结构单元AGGUAAGU;无互补;位于内含子和外显子交界处;以GU开始,以AG结束。⑶机制:酵母中的剪切由两个转酯反映完成,首先分支点A的2’-OH攻击5’外显子剪切位点,形成2’-5’磷酸二酯键,从而形成分支结构;其次,上游外显子3’-OH攻击内含子与外显子2之间的磷酸二酯键,使外显子1和外显子2连接;然后,释放内含子环,整个反应中的磷酸二酯键数量未变。⑷剪切特异性的意义:内含子必须精确的切除,否则会造成阅读框的改变,从而合成非活性蛋白。

3.简述核酶的特征。

ribozyme的大小从十几个nt到数百个nt;底物多为RNA(也有DNA、糖类、氨基酸酯等),ribozyme的催化效率较酶(蛋白质)低得多;必需有Mg2+存在时才能进行催化;它也具有催化作用的专一性。对竞争性抑止剂敏感。可分为剪切型核酶(催化自身或者异己RNA的切割,相当于核酸内切酶。包括:锤头型核酶,发卡型核酶,丁型肝炎病毒HDV及有蛋白质参与协助完成催化的pro-RNA复合酶)和剪接型核酶(具有核酸内切酶核连接酶活性)。

4.举例说明三种RNA前体的剪切和成熟过程。

⑴mRNA:在转录时,外显子及内含子均转录到hnRNA中。核中hnRNA在核酸内切酶作用下剪切掉内含子,然后在连接酶作用下,将外显子各部分连接起来,而变为成熟的mRNA。mRNA的加工修饰包括:5’端形成帽子结构、3’端加polyA、剪接除去内含子和甲基化。⑵rRNA是:初级转录物是一条45SRNA含18S、5.8S和28S rRNAs。转录过程中或刚转录完成时,rRNA中约有1~2%的核糖单位的2’-OH被S-腺苷甲硫氨酸经酶促而甲基化。⑶ tRNA是:tRNA经过剪切、拼接、碱基修饰以及3’-OH端连接-CCA结构成为成熟的tRNA。

疑惑:看第7题好像和这道题是重复的,怀疑这道题是问三种加工方式,即加帽子、加尾巴、剪接。

5.说明真核生物mRNA前体特异性剪接的机制及研究方法。

机制见第2题。研究方法:剪切现象的发现是通过四膜虫的rRNA前体在未加任何蛋

白质的情况下,自发的进行剪接来发现的。具体研究可以用PCR介导的点突变等方法来改变基因序列,看对剪切造成的影响,寻找剪切位点的规律。

6.简述原核生物启动子的研究方法(包括选材、技术路线、方法和分析及预测图谱)。

⑴可以利用模式生物比如E.coli等来研究。⑵利用foot printing:当DNA被RNA pol 结合时,其覆盖部分不被DNase水解。标记DNA末端,控制适当条件,使每个DNA 分子中未与蛋白质结合部分的每个磷酸二酯键都被切割一次,切割位置可通过电泳检测知道,未出现DNA条带的地方即转录因子(RNA聚合酶)结合的地方。⑶然后可以利用突变扫描实验进一步分析启动子区的顺式元件。

7.分别说明tRNA、rRNA、mRNA前体加工包括哪些内容。见第4题。

第五章蛋白质合成

1.名词解释

⑴核糖体结合技术:用已知的三核苷酸与核糖体去测试结合各种AA-tRNA,通过对不

同的tRNA的标记,来寻找与已知三核苷酸结合的AA-tRNA,研究密码子和AA的对应情况。

⑵核糖体与多核糖体:核糖体是蛋白质合成的场所,由几种RNA及多种蛋白质组成的

复合物。在蛋白质合成中,mRNA上有多个核糖体协同在翻译,这些多个核糖体构成多核糖体。

⑶简并(兼并)密码子:编码同一氨基酸的不同密码子。偏爱密码子:使用频率较高的简并密码子。

⑷分子伴侣:细胞中帮助新生肽正确组装,形成成熟蛋白质,而本身不是最终功能蛋

白组合的分子。

⑸简并(兼并):一种AA可以由多个密码子编码的现象。

变偶:m RNA的密码子的第三个碱基与反密码子的配对不是那么专一而存在的摆动性.

⑹密码子的通用性:遗传密码在目前的从低等到高等的各种物种中都是通用的,它们几乎使用完全相同的一套密码;密码子的例外:某些生物或者高等动物的线粒体等中,存在着三联体密码对应的意义与众不同的现象。

⑺无义突变:发生在终止密码处,是有义密码子变成终止密码子或终止密码子变成有

义密码子。

⑻错义突变:由有义密码的点突变引起的,突变结果只改变一个氨基酸,通常改变后

产生一个性质相同的氨基酸。

⑼信号肽:分泌和跨膜蛋白在合成过程中N端共有序列,至少有一个带正电荷的氨基

酸,它能引导跨膜和分泌性蛋白的肽链通过内质网膜到内质网腔。信号肽最终被位

于内质网上的信号肽酶切除,因此成熟的分泌蛋白N-端无信号肽。

⑽导肽:为线粒体定位信号,富含带正电荷的氨基酸,丝氨酸含量特别高。

⑾5’UTR:mRNA上5’端的非编码区,通常认为与mRNA和核糖体的识别和结合有关。 3’UTR:mRNA上3’端的非编码区,通常认为与加polyA尾巴有关,与mRNA的未定性有关。

2.简述遗传密码表的特点及其生物学意义

1)密码的基本单位是三联体密码子,以5′→3′方向、非重叠、无标点的方式编码在核酸分子上。

2)简并性:同一种氨基酸有两个或更多密码子的现象称为密码子的简并性。编码同一种氨基酸的密码子,称为同义密码子。密码的简并性可以减少有害突变,对维持生物物种的稳定性有重要意义。

3)摆动性或变偶性:在密码子的三个碱基中,专一性主要取决于头两位碱基,第三个碱基比前两个碱基专一性小,因此,与反密码子(在tRNA上)互补配对时,第三个碱基有较大的灵活性,当第三位碱基发生突变时,仍可翻译出正确的氨基酸。密码的变偶性减少了密码阅读时的误差,增加了翻译的准确性。

4)通用性:各种低等和高等生物,基本上共用同一套遗传密码。这说明了原核细胞和真核细胞的遗传密码是通用的,它们有共同的起源。

5)变异性:各种不同生物的遗传密码可能出现一些变异,这是生物进化的根据之一。

6)连续性:两个密码子之间没有任何核苷酸加以隔开。因此插入或删去一个碱基,就会导致其后的密码子的阅读框改变,造成移码突变。

7)起始密码子和终止密码子:在64种密码子中, AUG既是编码甲硫氨酸(Met)的密码子,又是肽链合成的起始密码子。有3组密码子(UAA、UAG、UGA)不编码任何氨基酸,而是肽链合成的终止密码子。

3.在分子生物学研究中,了解某一生物的偏爱密码子有重要意义,试说明。

由于密码子的简并性,一个氨基酸可有多个密码子。在原核生物细胞中,对应于tRNA 丰富的密码子称为偏爱密码子(biased codons),而对应tRNA稀少的密码子称为稀有密码子(rare codons)。

不同生物对各种密码子的使用频率不同,高等动、植物中使用频率高的密码子可能在原核细胞中被用得很少。因此了解某一生物偏爱密码子,有助于在基因工程中根据宿主生物偏爱密码子改造基因的编码序列,得到高表达的效果。

4.GUG是Val的密码子,但有时也可作为起始密码子,说明其作为起始密码子和内部密码子在功能上有何不同。

1)GUG作为起始密码子出现时,编码甲酰甲硫氨酸。起始频率为AUG的1/3。fmet-tRNA f met可与GUG结合,是由于反密码子的5′C变偶为U。

2)当它出现在基因内部时,则被缬氨酸-tRNA 识别,这是一种常用的携带缬氨酸的tRNA。

5.说明温敏突变和冷敏突变产生的可能原因。

1)错义突变:由有义密码的点突变引起,突变结果形成其它密码子,只改变一个氨基酸,改变后产生一个性质相同的氨基酸。因此对蛋白质影响不大,一般仍具生物活性。

2)温敏突变:错义突变产生的蛋白质在常温下有活性,但在高温下构象改变而失活,称为温度敏感突变型。

a)在高温下,多肽链不能折叠成正常的构象而失活(影响分子内氨基酸之间的互作)。

b)启动子突变:突变启动子受阻遏蛋白调节,常温下突变启动子处于阻遏状态,温度过高时阻遏蛋白失活,突变启动子有活性。

3)冷敏感型突变:常温或较高温度下产生正常蛋白,而低温下表现突变。在低温下,多肽链不能折叠成正常的构象而失活(影响分子内氨基酸之间的互作)。

6.何谓抑制基因突变?有哪些类型?各自的生物学效应。

染色体的另一位点或另一基因发生突变而消除或抑制了第一次突变的效果即抑制基因突变。第二次突变抑制了第一次突变造成的表现型(表型抑制),使野生型表现型得以恢复(并非真正的恢复突变)。一般是tRNA基因。分为两种类型:

基因内抑制:同一基因内第二次突变可以使该蛋白的功能部位恢复原来的构象,从而恢复其活性。

基因间抑制:是由于另一基因发生突变而产生抑制的。这另一基因称为抑制基因。抑制基因的作用不是出于改变第一次突变基因上的碱基顺序,而是由于其他方式产生抑制的,如终止密码子的错读,错误抑制突变,移码抑制突变,核糖体错读抑制突变,抑制基因引起正常基因错读。

7.说明影响mRNA寿命的因素有哪些?

总体受细胞调控,外界环境也有一定影响。

1)5′-P末端容易被降解,如果得到保护则不易降解。

2)3′端pol尾巴中是否有AUUU结构,有则寿命短。

3)功能若是编码调控细胞周期蛋白的mRNA寿命短。

4)持家基因mRNA长寿。

5)真核生物中及高度分化细胞中的mRNA许多比较长寿。

8.蛋白质合成后成熟和易位包含哪些内容和相应的机制(折叠—修饰—易位、分泌)?

1)大多数翻译初级产物是无功能蛋白。特别是在真核生物中,翻译初级产物要转变成天然蛋白—功能蛋白,需要经过折叠、修饰、剪切加工等过程。原核生物中一些蛋白要分泌至细胞外;真核生物除某些蛋白要分泌外,还有一些蛋白要易位至细胞器(线粒体、叶绿体、核)。总之,蛋白质合成后:

原核生物:折叠、部分剪切、分泌。

真核生物:折叠、剪切、修饰、易位、分泌。

2)蛋白质折叠是由多肽链中的氨基酸顺序决定的,但与环境条件有关。蛋白质折叠与肽链合成同步,体内蛋白质折叠环境远比体外复杂,有许多蛋白因子参与。如酶(蛋白质二硫键异构酶(protein disulfide isomerase PDI)、肽酰脯氨酰顺反异构酶)和分子伴侣(热休克蛋白70(HSP70))。

3)蛋白质的修饰

a)蛋白质的修饰可发生在蛋白质折叠之前,折叠期间或折叠之后,也可以在肽链延伸期间或终止之后。

b)修饰有利于形成正确折叠。

c)修饰也与蛋白质的易位和分泌有关

蛋白质修饰包括以下几点:

a)末端氨基的脱甲酰化和N–端甲硫氨酸切除(肽脱甲酰基酶、氨肽酶)。

b)多肽链的水解断裂,如:胰岛素、促肾上腺激素-β-脂肪酸释放因子前体。

c)氨基酸侧链的修饰(二硫键形成、羟化作用、氨基酸侧链的交联、羧化作用、甲基化、糖基化、脂化、ADP – 核糖基化、乙酰化、磷酸化、C-端酰胺基引入、硫酸化)。

4)蛋白质的易位和分泌:

a)易位蛋白:核编码的分泌蛋白、膜蛋白、核编码的细胞器蛋白、线粒体蛋白、ATPase、叶绿体蛋白、溶酶体蛋白、核蛋白、过氧化体蛋白。

b)蛋白质的易位的途径

A.共翻译(co-translation)易位

正在翻译的核糖体通过信号肽插入内质网上的特殊通道结合于内质网上(形成粗糙内质网),并使正在延伸的肽链转移至内质网内。切去信号肽后,蛋白质停留在内质网内,或通过高尔基体转移至溶酶体,或形成分泌小泡分泌出去。

分泌和跨膜蛋白在合成过程中N-端有信号肽序列,它能被信号肽识别颗粒(SRP)识别,使翻译停止。停泊蛋白(DP)与SRP结合,消耗GTP使内质网膜打开一个通道,SRP被释放,新生肽进入易位通道,翻译延伸恢复,跨膜和分泌性蛋白的肽链通过内质网膜和到达内质网腔。信号肽最终被位于内质网上的信号肽酶切除,因此成熟的分泌蛋白N-端无信号肽。

两类蛋白质的去向

① 形成膜整合蛋白

② 滞留在内质网腔、运输到溶酶体或分泌的蛋白

B.翻译后易位

由游离核糖体合成,合成后转移至叶绿体或线粒体等细胞器中。细胞质(胞液)是真核生物核基因编码蛋白质的合成场所。胞质合成的蛋白除定位于细胞质外,大部分被运送到细胞核、线粒体、叶绿体、过氧化体等细胞器中定位。

9.简述mRNA指导合成肽链的机制。

1)起始(Initiation):包括蛋白质起始的两个氨基酸之间形成肽键之前的反应。这在蛋白质合成中是相对较慢的,通常是翻译的限速步骤。

a)核糖体激活:由两个亚基组成的无活性核糖体首先被起始因子(IF或eIF)激活;

b)起始复合物的形成:小亚基-起始因子复合物、mRNA和起始氨基酰tRNA组合成起始复合物(initiation complex),此步有GTP参与;

c)大亚基与起始复合物结合:起始复合物与大亚基一旦结合,起始因子即从小亚基释放出来,他又可用于另一核糖体的起始。

2)延伸(Elongation):包括从第一个肽键形成到最后一个氨基酸掺入过程中所有的反应。氨基酸的掺入非常迅速,是蛋白质合成中最快的步骤。

a)结合:对应于mRNA上第二个密码子的氨基酰tRNA进入A位与核糖体结合,需GTP 提供能量,还需EF-Tu和EF-Ts参与作用;

b)转肽:在肽酰转移酶(peptidyl transferase)的催化下,A位上的氨基酸的α–氨基与P位上的甲硫氨酰或肽酰tRNA的羧基发生亲核攻击而形成肽键。新的肽键一旦形成,则P位的tRNA即成为“无负载”的。

c)移位:携带着肽酰基的tRNA连同mRNA从5′→3′方向移动一个三联体的距离,肽酰tRNA从核糖体的A位移动到P位。这个过程由移位酶催化,并必须有功能的GTP参与。与此同时,P位上原有的tRNA转移到E位点释放,核糖体从mRNA的5′→3′方向移动一个三联体的距离,于是下一个密码子进入A位,等待下一个氨基酰tRNA的进入。

3)终止(Termination):包括释放完整的多肽链及核糖体与mRNA 分离。在肽链延伸过程中,当核糖体沿mRNA移动至终止密码子进入A位时,肽链合成便自动停止。释放因子进入核糖体,使新生肽链从核糖体上释放出来。

10.从某一DNA测序结果知,该DNA已发生了位点突变,但该生物的表型与野生型相同,试分析其表型未改变的可能原因。(抑制突变、兼并密码子、性质相似氨基酸等)1)简并性:同一种个氨基酸有两个或更多密码子,点突变造成密码子改变,但编码的

氨基酸不变。

2)错义突变:由有义密码的点突变引起,突变结果形成其它密码子,只改变一个氨基

酸,改变后产生一个性质相同的氨基酸。因此对蛋白质影响不大,一般仍具生物活性。

3)抑制基因突变:第二点突变抑制了第一次突变造成的表现型(表型抑制),使野生

型表现型得以恢复(并非真正的恢复突变)。

4)点突变发生在非编码区,导致基因编码的产物不变。

11.蛋白质合成后加工包括那些机制,试就核定位、叶绿体和线粒体定位、溶酶体定位和膜定位蛋白的成熟、加工过程加以说明。

1)核定位、叶绿体和线粒体定位蛋白是由胞质中的游离核糖体和多核糖体合成细胞器蛋白前体,然后进入细胞器,经折叠和剪去转运序列形成成熟蛋白,是翻译后易位蛋白。

a)核定位蛋白:大分子蛋白进入细胞核是一个主动过程。这些蛋白包括基质蛋白(各种转录因子)、DNA聚合酶、RNA聚合酶、染色体蛋白等。核定位蛋白均有一段或两段富含碱性氨基酸残基的转运序列(靶向序列),也称核定位序列。

转运过程:输入蛋白与核定位蛋白结合,停泊于核孔,在水解GTP获得能量的情况下,蛋白复合物进入核孔,输入蛋白亚基释放回细胞质。

b)线粒体蛋白大多数为核编码蛋白。合成的蛋白质分别进入线粒体的不同部位,内膜、外膜、内外膜间隙、基质(衬质)。因此蛋白质进入的途径也不同。

c)叶绿体定位蛋白:类似于线粒体。转运肽也有两部分,分别负责外膜和类囊体膜的通过及定位。但叶绿体编码的蛋白只有一个区域。

2)膜整合蛋白和溶酶体蛋白是共翻译易位蛋白。

a)膜整合蛋白肽链上有一段锚定序列(anchor sequence),由疏水氨基酸组成,作为终止转移信号(stop-transfer-signal)。此类信号不是在N端,而是位于肽链内部,使肽链插在膜上。此蛋白有时有相间排列的信号序列,使肽链多次跨膜。

b)溶酶体或分泌的蛋白多为共翻译的蛋白质。其中:

9一小部分滞留在内质网腔中,滞留蛋白C末端有特异序列KDEL,除去则分泌。

9大多数在内质网加工后转入高尔基体,最终运送至溶酶体、质膜或分泌至胞外。12.保证翻译和准确形成有功能蛋白质的机制有哪些?

1)DNA中包含的遗传信息:蛋白质的功能是由编码蛋白质的DNA中所携带的遗传信息

决定的;

2)转录过程:DNA中的遗传信息通过转录传递到mRNA中,转录过程的保真机制决定了

遗传信息的稳定性;

3)翻译过程:在蛋白质的翻译过程中,mRNA上携带的遗传信息以三联体密码的形式,

与携带特定氨基酸的tRNA配对,从而翻译出特定的蛋白;

4)折叠、修饰、剪切加工等:大多数翻译初级产物是无功能蛋白。特别是在真核生物

中,翻译初级产物要转变成天然蛋白—功能蛋白,需要经过折叠、修饰、剪切加工等过程。

5)蛋白质的易位和分泌:大部分蛋白的功能都只能在特定细胞、组织中才能表现出来,

因此在胞质中合成的蛋白质需要转运或分泌到特定细胞、组织中才能发挥特有的功

能。

第六章 基因组的分子结构和组织

1.比较概念

z基因:DNA分子上具有特定功能的(或具有一定遗传效应的)核苷酸序列。

顺反子:决定一条多肽链合成的功能单位。

基因常狭义指顺反子,即为最小的遗传功能单位。但随着研究的不断深入 ,内含子、调控基因、假基因、编码功能RNA的核酸序列等都是基因概念的延伸。

z卫星DNA:含有异常高或低的GC含量的高度重复序列。

高度重复序列的微卫星DNA :重复单位很短的一类高度重复序列,普遍存在于真核生物。

卫星DNA主要构成着丝粒,功能和维持染色体的结构、同源染色体的联会有关。而微卫星DNA主要分布于非编码区和端粒区,因核心序列重复次数不同而具有高度多态性。

z中等重复序列:基因组中重复序列较长、重复频率为103~105的序列。

单拷贝:基因组中只存在一个或2-3个拷贝序列,亦称非重复序列。

大多数的蛋白质结构基因属于单拷贝,而一般细胞内需求量较大的蛋白(如组蛋白)和RNA(tRNA)基因属于中等重复序列,但中等重复序列一般不是编码序列,而在调控中起重要作用。

z基因家族:基因组中来源相同、结构相似、功能相关的一组基因,它们往往集中在一起,但也有分散排列的,甚至于不同的染色体上。属于同一家族的各成员也并非都具功能。

z基因组:一个物种单倍体的染色体所携带的一整套基因。

z功能基因组:以基因功能鉴定为目标,又称后基因组(postgenome)。包括基因功能发现、基因表达分析及突变检测。

2.举例说明测定卫星DNA的实验。

原理:各种DNA在CsCL密度梯度离心中,平衡时的密度浮力决定他的G+C含量,含量越高,浮力密度越大。由于卫星DNA含有异常高或低的G+C含量,使它们与大多数DNA具有不同的浮力密度,因此,会在主要的DNA带的附近伴随一个次带(或前或后)。

实验:小鼠的基因组中有为数很多的卫星DNA,约占基因组的10%。

将提取的小鼠肝细胞中的基因组DNA进行适当的酶切至数千核苷酸长度,进行CsCL 密度梯度离心,其浮力密度曲线是覆盖一定密度范围的一条宽带,但有些DNA片段会出现主带的前面或后面——这些DNA就是所谓的卫星DNA。

3.比较原核生物和真核生物基因组的特点。

原核生物基因组的特点1:A1基因组小,一般具有单一的复制起始点;B1.单个染色体,一般呈环状;C1.染色体DNA不合蛋白质固定的结合 ;D1.重复序列少; E1.不编码的序列很少;F1.功能相关的基因构成操纵子,高度集中,转录成多顺反子mRNA;G1.基因有重叠。

真核生物基因组特点2: A2.基因组大,具有多个复制起始点;B2.基因组包含多个染色体,一般均为线状DNA;C2.与组蛋白稳定的结合;D2.大量的重复序列存在,将单拷贝基因分隔开;E2.有比例很大的不编码序列;F2.功能相关的基因集中程度不如原核生物,不以操纵子形式组织;G2.基因断裂,被内含子分隔。

4.述基因组织对生物体生命活动的意义。(不清楚,请大家自己找答案。“基因组织”这个词很可能是gene organization,也叫“基因组构”。可能是问基因上各种元件的作用)

5.就你阅读过的资料,说明目前基因组研究主要包括哪些内容,主要采用了哪些研究方法;功能基因组研究又包括哪些内容,主要采用哪些方法。(本题比较多,为了帮助大家理解,个人根据情况可进行适当的删减。)

基因组学研究:

(1)基因表达概况研究,即比较不同组织和不同发育阶段、正常状态与疾病状态,以及体外培养的细胞中基因表达模式的差异,技术包括传统的RTPCR,RNase保护试验,RNA印迹杂交,但是其不足是一次只能做一个。新的高通量表达分析方法包括微点阵,基因表达序列分析,DNA芯片等;

(2)基因产物-蛋白质功能研究,包括单个基因的蛋白质体外表达方法,以及蛋白质组研究;

(3)蛋白质与蛋白质相互作用的研究,利用酵母双杂交系统,单杂交系统,三杂交系统及反向杂交系统等。

基因组研究应该包括两方面的内容:以全基因组测序为目标的结构基因组学和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学。结构基因组学代表基因组分析的早期阶段,以建立生物体高分辨率遗传、物理和转录图谱为主。功能基因组学代表基因分析的新阶段,往往被称为后基因组学,利用结构基因组所提供的丰富信息资源,发展和应用新的实验手段,通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能,使得生物学研究从单一基因或蛋白质的研究转向多个基因或蛋白质系统的研究。功能基因组学以高通量、大规模实验方法及统计与计算机分析为特征,研究内容涉及基因表达谱的绘制、基因功能的研究、基因表达调控研究、模式生物和比较基因组学研究等。

采用的手段包括经典的减法杂交,差示筛选,基因表达差异分析以及mRNA差异显示等。由于这些技术不能对基因进行全面系统的分析,因而产生了一批新技术,包括基因表达的系统分析(SAGE),cDNA微阵列,DNA 芯片以及蛋白质芯片等。 鉴定基

因功能最有效的方法是观察基因表达被阻断或增加后在细胞和整体水平所产生的表型变异,因此需要建立模式生物体,进行比较基因组学的研究。此外,可利用诱变技术测定未知基因,基因组多样性以及生物信息学的应用。

第七章原核生物基因表达调控

1.名词解释

⑴组成型合成:是指在操纵基因或调控基因发生突变,导致结构基因的表达不能被阻遏,即在没有诱导物的情况下也能进行转录。

组成型蛋白:是指数量和合成不受外界环境影响的蛋白质,有的组成型蛋白是调控系统突变造成组成型合成的结果。

⑵溶源途径:也叫温和噬菌体途径,指噬菌体基因组整合到细菌基因组上,一起复制,不引起噬菌体的组装和细菌的裂解。

溶菌途径:指噬菌体相关基因表达,进行复制、组装并导致细菌裂解和子代噬菌体的释放。

⑶操纵子:是原核生物基因表达的协调单位,通常由功能上相关的几个结构基因及启动子、操纵基因、调节基因组成,转录后形成一条多顺反子。

操纵基因:调节蛋白(阻遏蛋白或激活蛋白)的结合位点,导致结构基因的正、负调控。

⑷衰减子:是位于结构基因上游前导区的终止子,它能在翻译水平上控制结构基因转录的终止,通常存在于

合成代谢基因中。

增强子:是在真核生物中,距离起始位点很原的,可以大大增强基因转录的序列。

⑸强启动子:转录起始效率高的启动子序列,通常含有-10及-35两个保守区域。

弱启动子:转录起始效率低的启动子序列,通常在-10及-35区域的核苷酸有多处替换,导致启动子结合力下降。

⑹基因重叠:指某些原核生物尤其是病毒的基因组中,存在多个基因部分重叠或相互包含的现象。

操纵子重叠:指操纵基因通常与启动子临近或重叠,与调节蛋白结合后,会影响启动子与聚合酶结合。(不确定)

⑺Ara的c蛋白:是阿拉伯糖操纵子中的调节基因编码的阻遏蛋白,在没有阿拉伯糖时,它结合于启动子区域,阻遏基因表达。

CAP:代谢物激活蛋白,在细胞能量缺乏时,和cAMP结合,激活相关能量代谢基因的表达。

2. 设计试验证明某一突变是调节基因突变或操纵基因突变。

⑴实验设计:将正常细胞和突变型细胞融合成杂合二倍体,并使其处于无诱导物的条

件下,测定结构基因的表达情况。若其结果无组成型合成,则说明一定是调节基因突变;若有组成型合成,则是操纵基因突变。

⑵原理:若调节gene突变,则其中正常染色体可合成活性阻遏蛋白,与正常及突变染色体上的操纵基因结合,阻遏结构基因表达。

若操纵基因突变,则调节基因产生的阻遏蛋白虽有活性,但是不能于操纵基因结合,因而不能阻遏结构基因表达。

3. 简述lac操纵子的正负调控(自己翻书仔细看看)

⑴乳糖操纵子通常为负调控,即,在无乳糖时,调节基因编码的阻遏蛋白和操纵基因结合,抑制结构基因的表达;若有乳糖或类似物时,乳糖等和阻遏蛋白结合,阻遏蛋白脱落,结构基因可以表达。

⑵正调控,当有乳糖或类似物存在,并且没有葡萄糖时,细胞产生cAMP,与CAP结合,形成的CAP-cAMP复合物可以与启动子上相应部位结合,激活结构基因的高效表达。但若有葡萄糖时,葡萄糖的代谢中间产物可以抑制cAMP的形成,而单独的CAP 不能激活基因表达。

4.说明gal操纵子的特点,从其启动子的结构说明gal在有或无葡萄糖时都可以启动,但是表达水平有很大差异,其意义何在?(自己翻书仔细看看)

⑴gal操纵子有2个启动子p1和p2,两者有重叠,p1需要cAMP-CAP激活才能启动,而且是高效表达;p2在p1上游,不需要cAMP-CAP就可以表达,但是效率低;cAMP -CAP结合位点在p2附近,即,有cAMP-CAP结合时,p2不能结合启动子。

⑵在有葡萄糖存在时,不能形成cAMP-CAP复合物,p1不能启动,但是p2可以低效启动;

没有葡萄糖时,cAMP-CAP复合物结合,阻碍p2与聚合酶结合,但是激活p1高效表达。

⑶意义在于,gal是合成细胞壁组分的重要前体物质,同时也是可以作为能量物质的。细菌在缺乏葡萄糖时,要高效表达gal基因,利用gal提供能量;在能量充足时,也需要少量代谢gal,产生合成细胞壁的物质,这就通过p2的启动来实现。

5.说明ara操纵子和其调控蛋白C的操纵子的正负调控。(自己翻书仔细看看)⑴参与ara代谢的酶分布在3个操纵子中,即araBAD(与代谢ara相关的三个酶)、araE、araFG(与转运ara有关),但是都受一个共同的调节基因产物C蛋白调控。

⑵有葡萄糖无ara时,araC少量表达,C蛋白结合于操纵基因O2及I区,形成回折结构,封闭了araC及araBAD基因。

⑶有葡萄糖有ara时,C蛋白结合于O1及I区,形成直线结构,封闭了araC基因,打开了araBAD基因,但是没有cAMP-CAP复合物结合,araBAD启动效率很低。

⑷无葡萄糖有ara时,结果类似⑶,但是此时有cAMP-CAP,araBAD高效启动。

6.说明葡萄糖对糖利用型操纵子的调节。(自己翻书仔细看看)

⑴葡萄糖对糖利用型操纵子的调节是通过调节cAMP的含量来进行的,即葡萄糖效应,当葡萄糖存在时,其代谢中间产物可以抑制腺苷酸环化酶,同时激活磷酸二酯酶,导致cAMP水平极低;反之,无葡萄糖且细胞缺乏能量时,cAMP水平升高。

⑵糖利用型操纵子一般都需要CAP(分解物激活蛋白)与cAMP结合形成复合物,结合在启动子附近,进而极大的促进RNA聚合酶与启动子的结合,高效转录糖利用相关基因。

⑶若有葡萄糖存在,则没有cAMP- CAP复合物形成,糖利用相关基因不能有效转录,这样符合生物节省能量的原则,优先利用容易利用的物质。

7.说明色氨酸操纵子的正负调控(自己翻书仔细看看)

trp操纵子的前导区中有转录终止信号,即衰减子。

Trp是辅阻遏物,可与阻遏蛋白结合,一起结合到操纵基因上,阻遏转录,这是合成代谢基因的常见的反馈抑制模式。

Trp操纵子还有一种更精细的调节方式,若细胞中trp水平低,阻遏蛋白本身无法与操纵基因结合,转录起始,随后翻译开始。若细胞中还有低水平的trp,可以使得核糖体顺利通过衰减子区的两个trp密码子,则前导区RNA形成类似于终止子的茎环结构,导致转录终止;若细胞中trp水平非常低,则RNA无法形成茎环结构,转录继续,可以表达合成trp的相关基因。

8.简述氨基酸合成型操纵子的共同特点

⑴氨基酸合成型操纵子的前导区序列都可以形成衰减子结构。

⑵影响形成“茎环结构”或“poly u”结构的突变都会降低衰减子的作用,增加结构基因的表达。

⑶前导区特异密码子突变成其他密码子,则衰减子只能起到终止作用。

⑷衰减子调控中需要翻译,利用原核生物转录和翻译几乎同时进行的特点。

⑸都属于一种反馈抑制的模式,合成的终产物抑制基因表达。

9.说明半乳糖操纵子两个启动子的调控意义。见第4题。

10.说明E.coli外膜通透蛋白基因的反义调控机制(自己翻书仔细看看)

⑴E.coli外膜通透蛋白表达是受于其mRNA互补序列的小分子RNA调控的。

有两种外膜通透蛋白:OMPC和OMPF,两者化学性质类似,功能相同,在细胞中总量不变。他们为适应性合成,即,高渗下OPMC合成增加OMPF受抑制,低渗下OMPF 合成增加,OMPC受抑制,但总量不变。

⑵ENV为渗透压感受蛋白,在低渗透压下,它与ompF 的调控区结合,转录ompF,最终翻译成OMPF;在高渗透压下,ENV与ompC的调控区结合,转录并翻译ompC,同时ENV也能激活C X28序列和ompF的转录,但C X28的转录产物为一段小RNA,

可以和ompF的mRNA互补形成双链,导致ompF不能翻译成蛋白质。

11.简述λphage的溶源和溶菌途径。

⑴溶源途径:也称温和途径,λphage感染E.coli后,其基因组与细菌染色体整合,成为染色体DNA的一部分,随着染色体的复制而复制。将这种整合有噬菌体基因组的细菌称为溶源菌,此时λphage上的功能基因大部分关闭。

⑵溶菌途径:λ-DNA从细菌染色体上分离,形成环状,其上基因按照一定的时间顺序表达,并在一定程度上利用寄主的复制、转录、翻译系统及营养物质来合成λphage 复制所需的蛋白和酶及基因组,进而组装成噬菌体颗粒,溶破细菌,释放子代噬菌体。12.转录水平调控是生物基因表达调控的主要机制,这一水平是否是唯一的途径?

不是唯一的途径,除此之外主要是翻译水平的调节:

⑴核糖体蛋白基因表达的调控,关键蛋白结合的rRNA与核糖体蛋白的mRNA有同源性,因此,rRNA与核糖体蛋白的mRNA竞争性的结合关键蛋白,当核糖体蛋白的mRNA 多时,关键蛋白较多的与mRNA结合,导致其不能有效的翻译出核糖体蛋白。

⑵稀有tRNA对翻译的调控,翻译起始后,其速度受mRNA上个密码子对应的AA-tRNA供应能力的限制,若是稀有密码子,所识别的是稀有tRNA,胞内含量低,导致供给不足,翻译速度降低。

⑶细菌营养缺乏的调控:营养缺乏时,产生报警物cAMP,促使细菌表达能够利用其他糖的基因。缺乏氨基酸时,产生报警物ppGpp,抑制转录起始及翻译及多数耗能过程。

⑷反义RNA调控,即与mRNA互补的一段小分子RNA序列与mRNA结合,从而抑制其mRNA翻译。

⑸mRNA二级结构的调节,mRNA形成的各种二级结构可以对转录的终止、翻译的起始、mRNA的寿命等造成影响。

13.设计一个实验,研究某一原核基因的启动子。参照第四章第6题。

第八章真核生物基因表达调控

1.比较概念

⑴顺式作用元件反式作用因子:真核生物的调控序列往往包含许多元件(保守序列),

其上可结合各种调控蛋白,此元件即为顺式作用元件。能与顺式作用元件结合的可扩散的蛋白称为反式作用因子。

⑵基础转录因子:启动子在启动RNA合成必需因子,与RNA聚合酶结合形成围绕在

起始位点周围的复合物。上游转录因子:识别并特异地结合在上游顺式件上,其活性不受调控,可作用于具有其识别序列的任何启动子上。

⑶诱导因子:其作用与上游因子相同,但它们是受调控的。通用因子:与通用启动子

序列结合的转录因子?

⑷DNA结合结构域:调控蛋白上所含有的能与特殊DNA调控序列结合的结构域。活性结

构域:转录因子所含有的能与其他蛋白结合的结构域。

⑸同源异型域:与发育相关的调控蛋白上与DNA结合的结构域。

同源异型基因:用同源异型突变鉴定出来的基因,调控着胚胎发育。

⑹同源异型盒:DNA上编码一类与发育有关的调控蛋白上与DNA结合的结构域序列。

⑺应答元件:与诱导因子结合的顺式作用元件。

⑻增强子:在真核生物中,还发现某些序列可大大增强启动子的转录,而它们离转录

起始点的距离可以很远,可在上、下游其作用,这样的序列称为增强子。沉默子:与增强子相比,起负调控作用的序列称为沉默子。

⑼启动子:promotor(广义上讲,是控制转录的各种序列元件的任何组合都可以使用“启

动子”术语)。通常是指位于基因5’末端上游外侧,紧邻转录起始位点的一段具特殊功能的非编码核苷酸序列,可与RNApol结合启动基因转录。

⑽转录本:加工成熟的mRNA?

⑾转录因子:真核生物RNA聚合酶不能识别DNA上的结合位点,识别这些序列的是调节转录的反式作用因子,即为转录因子。

⑿持家基因:一个仅含有被基础因子和上游因子所识别的元件的启动子能在任何细胞中进行转录,能被此类启动子转录的基因即持家基因,其功能为所有细胞所必须的。

奢侈基因:

仅在某些种类的细胞中表达的基因。

⒀RNA编辑:在RNA水平上发生的碱基取代,插入和缺失。剪切:转录初产物去除内含子拼接外显子的过程。

⒁螺旋-转角-螺旋:是常见的转录因子的DNA结合结构域,有2个alpha-螺旋和一个beta-转角组成。螺旋-环-螺旋:有两个alpha螺旋和一段loop组成,是常见的转录因子间相互左右的结构域(二聚化结构域)。

2.说明真核生物表达调控的不同层次。

⑴DNA和染色体水平的调控。包括:基因重排、基因扩增、DNA修饰、基因封闭(染色体结构)。

⑵转录水平的调控:包括转录起始、延伸的弱化、终止都会对mRNA前体水平产生影响,是重要的调控水平。

⑶转录后RNA前体加工及转运的调控. 真核生物转录和翻译不偶联,转录出的mRNA 前提经加工才能成熟为翻译模板mRNA,此过程包括剪切、修饰、编辑、5’和3’端的修饰及转运到翻译场所等。

⑷翻译水平的调控:包括核糖体的磷酸化/去磷酸化调节,poly(A)的调节,移码和通读等等。

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分子生物学试题及答案 一、名词解释 1.cDNA与cccDNA:cDNA是由mRNA通过反转录酶合成的双链DNA;cccDNA是游离于染色体之外的质粒双链闭合环形DNA。 2.标准折叠单位:蛋白质二级结构单元α-螺旋与β-折叠通过各种连接多肽可以组成特殊几何排列的结构块,此种确定的折叠类型通常称为超二级结构。几乎所有的三级结构都可以用这些折叠类型,乃至他们的组合型来予以描述,因此又将其称为标准折叠单位。 3.CAP:环腺苷酸(cAMP)受体蛋白CRP(cAMP receptor protein ),cAMP与CRP结合后所形成的复合物称激活蛋白CAP(cAMP activated protein ) 4.回文序列:DNA片段上的一段所具有的反向互补序列,常是限制性酶切位点。 5.micRNA:互补干扰RNA或称反义RNA,与mRNA序列互补,可抑制mRNA的翻译。 6.核酶:具有催化活性的RNA,在RNA的剪接加工过程中起到自我催化的作用。 7.模体:蛋白质分子空间结构中存在着某些立体形状和拓扑结构颇为类似的局部区域 8.信号肽:在蛋白质合成过程中N端有15~36个氨基酸残基的肽段,引导蛋白质的跨膜。 9.弱化子:在操纵区与结构基因之间的一段可以终止转录作用的核苷酸序列。 10.魔斑:当细菌生长过程中,遇到氨基酸全面缺乏时,细菌将会产生一个应急反应,停止全部基因的表达。产生这一应急反应的信号是鸟苷四磷酸(ppGpp)和鸟苷五磷酸(pppGpp)。PpGpp与pppGpp的作用不只是一个或几个操纵子,而是影响一大批,所以称他们是超级调控子或称为魔斑。 11.上游启动子元件:是指对启动子的活性起到一种调节作用的DNA序列,-10区的TATA、-35区的TGACA 及增强子,弱化子等。 12.DNA探针:是带有标记的一段已知序列DNA,用以检测未知序列、筛选目的基因等方面广泛应用。13.SD序列:是核糖体与mRNA结合序列,对翻译起到调控作用。 14.单克隆抗体:只针对单一抗原决定簇起作用的抗体。 15.考斯质粒:是经过人工构建的一种外源DNA载体,保留噬菌体两端的COS区,与质粒连接构成。16.蓝-白斑筛选:含LacZ基因(编码β半乳糖苷酶)该酶能分解生色底物X-gal(5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷)产生蓝色,从而使菌株变蓝。当外源DNA插入后,LacZ基因不能表达,菌株呈白色,以此来筛选重组细菌。称之为蓝-白斑筛选。 17.顺式作用元件:在DNA中一段特殊的碱基序列,对基因的表达起到调控作用的基因元件。18.Klenow酶:DNA聚合酶I大片段,只是从DNA聚合酶I全酶中去除了5’→3’外切酶活性 19.锚定PCR:用于扩增已知一端序列的目的DNA。在未知序列一端加上一段多聚dG的尾巴,然后分别用多聚dC和已知的序列作为引物进行PCR扩增。 20.融合蛋白:真核蛋白的基因与外源基因连接,同时表达翻译出的原基因蛋白与外源蛋白结合在一起所组成的蛋白质。 二、填空 1. DNA的物理图谱是DNA分子的(限制性内切酶酶解)片段的排列顺序。 2. RNA酶的剪切分为(自体催化)、(异体催化)两种类型。 3.原核生物中有三种起始因子分别是(IF-1)、(IF-2)和(IF-3)。 4.蛋白质的跨膜需要(信号肽)的引导,蛋白伴侣的作用是(辅助肽链折叠成天然构象的蛋白质)。5.启动子中的元件通常可以分为两种:(核心启动子元件)和(上游启动子元件)。 6.分子生物学的研究内容主要包含(结构分子生物学)、(基因表达与调控)、(DNA重组技术)三部分。7.证明DNA是遗传物质的两个关键性实验是(肺炎球菌感染小鼠)、( T2噬菌体感染大肠杆菌)这两个实验中主要的论点证据是:(生物体吸收的外源DNA改变了其遗传潜能)。 8.hnRNA与mRNA之间的差别主要有两点:(hnRNA在转变为mRNA的过程中经过剪接,)、 (mRNA的5′末端被加上一个m7pGppp帽子,在mRNA3′末端多了一个多聚腺苷酸(polyA)尾巴)。 9.蛋白质多亚基形式的优点是(亚基对DNA的利用来说是一种经济的方法)、(可以减少蛋白质合成过程中随机的错误对蛋白质活性的影响)、(活性能够非常有效和迅速地被打开和被关闭)。 10.蛋白质折叠机制首先成核理论的主要内容包括(成核)、(结构充实)、(最后重排)。 11.半乳糖对细菌有双重作用;一方面(可以作为碳源供细胞生长);另一方面(它又是细胞壁的成分)。所以需要一个不依赖于cAMP—CRP的启动子S2进行本底水平的永久型合成;同时需要一个依赖于cAMP—CRP的启动子S1对高水平合成进行调节。有G时转录从( S2)开始,无G时转录从( S1)开

分子生物学习题答案

亲爱的朋友,很高兴能在此相遇!欢迎您阅读文档分子生物学习题答案,这篇文档是由我们精心收集整理的新文档。相信您通过阅读这篇文档,一定会有所收获。假若亲能将此文档收藏或者转发,将是我们莫大的荣幸,更是我们继续前行的动力。 分子生物学习题答案 篇一:分子生物学课后答案 第一章绪论 1.简述孟德尔、摩尔根和沃森等人对分子生物学发展的主要贡献。 答:孟德尔的对分子生物学的发展的主要贡献在于他通过豌豆实验,发现了遗传规律、分离规律及自由组合规律;摩尔根的主要贡献在于发现染色体的遗传机制,创立染色体遗传理论,成为现代实验生物学奠基人;沃森和克里克在1953年提出DAN反向双平行双螺旋模型。 2.写出DNA和RNA的英文全称。 答:脱氧核糖核酸(DNA,Deoxyribonucleicacid),核糖核酸(RNA,Ribonucleicacid) 3.试述“有其父必有其子”的生物学本质。 答:其生物学本质是基因遗传。子代的性质由遗传所得的基因决定,而基因由于遗传的作用,其基因的一半来自于父方,一

般来自于母方。 4.早期主要有哪些实验证实DNA是遗传物质?写出这些实验的主要步骤。 答:一,肺炎双球菌感染实验,1,R型菌落粗糙,菌体无多糖荚膜,无毒,注入小鼠体内后,小鼠不死亡。2,S型菌落光滑,菌体有多糖荚膜,有毒,注入到小鼠体内可以使小鼠患病死亡。3,用加热的方法杀死S型细菌后注入到小鼠体内,小鼠不死亡; 二,噬菌体侵染细菌的实验:1,噬菌体侵染细菌的实验过程:吸附→侵入→复制→组装→释放。2,DNA中P的含量多,蛋白质中P的含量少;蛋白质中有S而DNA中没有S,所以用放射性同位素35S标记一部分噬菌体的蛋白质,用放射性同位素32P 标记另一部分噬菌体的DNA。用35P标记蛋白质的噬菌体侵染后,细菌体内无放射性,即表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部;而用32P标记DNA的噬菌体侵染细菌后,细菌体内有放射性,即表明噬菌体的DNA进入了细菌体内。 三,烟草TMV的重建实验:1957年,Fraenkel-Coat等人,将两个不同的TMV株系(S株系和HR株系)的蛋白质和RNA分别提取出来,然后相互对换,将S株系的蛋白质和HR株系的RNA,或反过来将HR株系的蛋白质和S株系的RNA放在一起,重建形成两种杂种病毒,去感染烟草叶片。

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一、名词解释 1、广义分子生物学:在分子水平上研究生命本质的科学,其研究对象是生物大分子的结构和功能。2 2、狭义分子生物学:即核酸(基因)的分子生物学,研究基因的结构和功能、复制、转录、翻译、表达调控、重组、修复等过程,以及其中涉及到与过程相关的蛋白质和酶的结构与功能 3、基因:遗传信息的基本单位。编码蛋白质或RNA等具有特定功能产物的遗传信息的基本单位,是染色体或基因组的一段DNA序列(对以RNA作为遗传信息载体的RNA病毒而言则是RNA序列)。 4、基因:基因是含有特定遗传信息的一段核苷酸序列,包含产生一条多肽链或功能RNA 所必需的全部核苷酸序列。 5、功能基因组学:是依附于对DNA序列的了解,应用基因组学的知识和工具去了解影响发育和整个生物体的特定序列表达谱。 6、蛋白质组学:是以蛋白质组为研究对象,研究细胞内所有蛋白质及其动态变化规律的科学。 7、生物信息学:对DNA和蛋白质序列资料中各种类型信息进行识别、存储、分析、模拟和转输 8、蛋白质组:指的是由一个基因组表达的全部蛋白质 9、功能蛋白质组学:是指研究在特定时间、特定环境和实验条件下细胞内表达的全部蛋白质。 10、单细胞蛋白:也叫微生物蛋白,它是用许多工农业废料及石油废料人工培养的微生物菌体。因而,单细胞蛋白不是一种纯蛋白质,而是由蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸及不是蛋白质的含氮化合物、维生素和无机化合物等混合物组成的细胞质团。 11、基因组:指生物体或细胞一套完整单倍体的遗传物质总和。 12、C值:指生物单倍体基因组的全部DNA的含量,单位以pg或Mb表示。 13、C值矛盾:C值和生物结构或组成的复杂性不一致的现象。 14、重叠基因:共有同一段DNA序列的两个或多个基因。 15、基因重叠:同一段核酸序列参与了不同基因编码的现象。 16、单拷贝序列:单拷贝顺序在单倍体基因组中只出现一次,因而复性速度很慢。单拷贝顺序中储存了巨大的遗传信息,编码各种不同功能的蛋白质。 17、低度重复序列:低度重复序列是指在基因组中含有2~10个拷贝的序列 18、中度重复序列:中度重复序列大致指在真核基因组中重复数十至数万(<105)次的重复顺序。其复性速度快于单拷贝顺序,但慢于高度重复顺序。 19、高度重复序列:基因组中有数千个到几百万个拷贝的DNA序列。这些重复序列的长度为6~200碱基对。 20、基因家族:真核生物基因组中来源相同、结构相似、功能相关的一组基因,可能由某一共同祖先基因经重复和突变产生。 21、基因簇:基因家族的各成员紧密成簇排列成大段的串联重复单位,定位于染色体的特殊区域。 22、超基因家族:由基因家族和单基因组成的大基因家族,各成员序列同源性低,但编码的产物功能相似。如免疫球蛋白家族。 23、假基因:一种类似于基因序列,其核苷酸序列同其相应的正常功能基因基本相同、但却不能合成功能蛋白的失活基因。 24、复制:是指以原来DNA(母链)为模板合成新DNA(子链)的过程。或生物体以DNA/RNA

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分子生物学试题(一) 一.填空题(,每题1分,共20分) 一.填空题(每题选一个最佳答案,每题1分,共20分) 1. DNA的物理图谱是DNA分子的()片段的排列顺序。 2. 核酶按底物可划分为()、()两种类型。 3.原核生物中有三种起始因子分别是()、()和()。 4.蛋白质的跨膜需要()的引导,蛋白伴侣的作用是()。5.真核生物启动子中的元件通常可以分为两种:()和()。6.分子生物学的研究内容主要包含()、()、()三部分。 7.证明DNA是遗传物质的两个关键性实验是()、()。 8.hnRNA与mRNA之间的差别主要有两点:()、()。 9.蛋白质多亚基形式的优点是()、()、()。 10.蛋白质折叠机制首先成核理论的主要内容包括(成核)、(结构充实)、(最后重排)。 11.半乳糖对细菌有双重作用;一方面(可以作为碳源供细胞生长);另一方面(它又是细胞壁的成分)。所以需要一个不依赖于cAMP-CRP的启动子S2进行本底水平的永久型合成;同时需要一个依赖于cAMP-CRP的启动子S1对高水平合成进行调节。有G时转录从(S2 )开始,无G时转录从(S1 )开始。 12.DNA重组技术也称为(基因克隆)或(分子克隆)。最终目的是(把一个生物体中的遗传信息DNA转入另一个生物体)。典型的DNA重组实验通常包含以下几个步骤: ①提取供体生物的目的基因(或称外源基因),酶接连接到另一DNA分子上(克隆载体),形一个新的重组DNA分子。 ②将这个重组DNA分子转入受体细胞并在受体细胞中复制保存,这个过程称为转化。 ③对那些吸收了重组DNA的受体细胞进行筛选和鉴定。 ④对含有重组DNA的细胞进行大量培养,检测外援基因是否表达。 13、质粒的复制类型有两种:受到宿主细胞蛋白质合成的严格控制的称为(严紧型质粒),不受宿主细胞蛋白质合成的严格控制称为(松弛型质粒)。 14.PCR的反应体系要具有以下条件: a、被分离的目的基因两条链各一端序列相互补的 DNA引物(约20个碱基左右)。 b、具有热稳定性的酶如:TagDNA聚合酶。 c、dNTP d、作为模板的目的DNA序列 15.PCR的基本反应过程包括:(变性)、(退火)、(延伸)三个阶段。 16、转基因动物的基本过程通常包括: ①将克隆的外源基因导入到一个受精卵或胚胎干细胞的细胞核中; ②接种后的受精卵或胚胎干细胞移植到雌性的子宫;

分子生物学习题集及答案

第一章绪论 1. 你对现代分子生物学的含义和包括的研究范围是怎么理解的? 分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科,它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象,是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。狭义:偏重于核酸的分子生物学,主要研究基因或 DNA 的复制、转录、表达和 调节控制等过程,其中也涉及与这些过程有关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会,也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传、生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明,从而为利 用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。这些生物大分子均具有较大的分子量,由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息,并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统,由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务。 2. 分子生物学研究内容有哪些方面? 分子生物学主要包含以下三部分研究内容:A.核酸的分子生物学,核酸的分子生物学研究核酸的结构及其功能。由于核酸的主要作用是携带和传递遗传信息,因此分子遗传学(moleculargenetics)是其主要组 成部分。由于 50 年代以来的迅速发展,该领域已形成了比较完整的理论体系和研究技术,是目前分子生物学内容最丰富的一个领域。研究内容包括核酸/基因组的结构、遗传信息的复制、转录与翻译,核酸存 储的信息修复与突变,基因表达调控和基因工程技术的发展和应用等。遗传信息传递的中心法则(centraldogma)是其理论体系的核心。 B.蛋白质的分子生物学蛋白质的分子生物学研究执行各种生命功能的主要大分子──蛋白质的结构与功能。尽管人类对蛋白质的研究比对核酸研究的历史要长得多,但由于其研究难度较大,与核酸分子生物学相比发展较慢。近年来虽然在认识蛋白质的结构及其与功能关系方面取得了一些进展,但是对其基本规律的认识尚缺乏突破性的进展。 3. 分子生物学发展前景如何? 21 世纪是生命科学世纪,生物经济时代,分子生物学将取得突飞猛进的发展,结构基因组学、功能基因 组学、蛋白质组学、生物信息学、信号跨膜转导成为新的热门领域,将在农业、工业、医药卫生领域带来新的变革。 4. 人类基因组计划完成的社会意义和科学意义是什么? 社会意义:人类基因组计划与曼哈顿原子计划、阿波罗登月计划并称为人类科学史上的三大工程,具有 重大科学意义、经济效益和社会效益。 1).极大地促进生命科学领域一系列基础研究的发展,阐明基因的结构与功能关系、生命的起源和进化、细胞发育、生产、分化的分子机理,疾病发生的机理等,为人类自身疾病的诊断和治疗提供依据,为医药产业带来翻天覆地的变化; 2).促进生命科学与信息科学、材料科学和与高新技术产业相结合,刺激相关学科与技术领域的发展,带动起一批新兴的高技术产业; 3).基因组研究中发展起来的技术、数据库及生物学资源,还将推动对农业、畜牧业(转基因动、植物)、能源、环境等相关产业的发展,改变人类社会生产、生活和环境的面貌,把人类带入更佳的生存状态。 科学意义: 1)确定人类基因组中约 5 万个编码基因的序列基因在基因组中的物理位置,研究基因的产物及其功能 2)了解转录和剪接调控元件的结构和位置,从整个基因组结构的宏观水平上了解基因转录与转录后调节 3)从总体上了解染色体结构,了解各种不同序列在形成染色体结构、DNA 复制、基因转录及表达调控中 的影响与作用 4)研究空间结构对基因调节的作用

分子生物学复习题(有详细答案)

绪论 思考题:(P9) 1.从广义和狭义上写出分子生物学的定义? 广义上讲的分子生物学包括对蛋白质和核酸等生物大分子结构与功能的研究,以及从分子水平上阐明生命的现象和生物学规律。 狭义的概念,即将分子生物学的范畴偏重于核酸(基因)的分子生物学,主要研究基因或DNA结构与功能、复制、转录、表达和调节控制等过程。其中也涉及与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。 2、现代分子生物学研究的主要内容有哪几个方面?什么是反向生物学?什么是 后基因组时代? 研究内容: DNA的复制、转录和翻译;基因表达调控的研究;DNA重组技术和结构分子生物学。 反向生物学:是指利用重组DNA技术和离体定向诱变的方法研究已知结构的基因相应的功能,在体外使基因突变,再导入体内,检测突变的遗传效应,即以表型来探索基因结构。 后基因组时代:研究细胞全部基因的表达图式和全部蛋白质图式,人类基因组研究由结构向功能转移。 3、写出三个分子生物写学展的主要大事件(年代、发明者、简要内容) 1953年Watson和Click发表了?脱氧核糖核苷酸的结构?的著名论文,提出了DNA的双螺旋结构模型。 1972~1973年,重组DNA时代的到来。H.Boyer和P.Berg等发展了重组DNA 技术,并完成了第一个细菌基因的克隆,开创了基因工程新纪元。 1990~2003年美、日、英、法、俄、中六国完成人类基因组计划。解读人类遗传密码。 4、21世纪分子生物学的发展趋势是怎样的? 随着基因组计划的完成,人类已经掌握了模式生物的所有遗传密码。又迎来了后基因组时代,人类基因组的研究重点由结构向功能转移。相关学说理论相应诞生,如功能基因组学、蛋白质组学和生物信息学。生命科学又进入了一个全新的时代。 第四章 思考题:(P130) 1、基因的概念如何?基因的研究分为几个发展阶段? 概念:基因是原核、真核生物以及病毒的DNA和RNA分子中具有遗传效应的核苷酸序列,是遗传的基本单位和突变单位以及控制形状的功能单位。 发展阶段:○120世纪50年代以前,主要从细胞的染色体水平上进行研究,属于基因的染色体遗传学阶段。 ○220世纪50年代以后,主要从DNA大分子水平上进行研究,属于分

分子生物学题库

分子生物学备选考题 名词解释: 1.功能基因组学 2.分子生物学 3.epigenetics 4.C值矛盾 5.基因簇 6.间隔基因 7.基因芯片 8.基序(Motifs) 9.CpG岛 10.染色体重建 11.Telomerase 12.足迹分析实验 13.RNA editing 14.RNA干涉(RNA interference) 15.反义RNA 16.启动子(Promoter) 17.SD序列(SD sequence) 18.碳末端结构域(carboxyl terminal domain,CTD) 19.single nucleotide polymorphism,SNP 20.切口平移(Nick translation) 21.原位杂交 22.Expressing vector 23.Multiple cloning sites 24.同源重组 25.转座 26.密码的摆动性 27.热休克蛋白嵌套基因 28.基因家族增强子 29.终止子 30.前导肽RNAi 31.分子伴侣 32.魔斑核苷酸 33.同源域 34.引物酶 35.多顺反子mRNA 36.物理图谱、 37.载体(vector) 38.位点特异性重组 39.原癌基因(oncogene) 40.重叠基因、 41.母源影响基因、

42.抑癌基因(anti-oncogene)、 43.回文序列(palindrome sequence)、 44.熔解温度(melting temperature, Tm) 45.DNA的呼吸作用(DNA respiration) 46..增色效应(hyperchromicity)、 47.C0t曲线(C0t curve)、 48.DNA的C值(C value) 49.超螺旋(superhelix) 、 50.拓扑异构酶(topoisomerase)、 51.引发酶(primase) 、 52.引发体(primosome) 53.转录激活(transcriptional activation) 54.dna基因(dna gene)、 55.从头起始(de novo initiation) 、 56.端粒(telomere) 57.酵母人工染色体(yeast artificial chromosome, YAC)、 58.SSB蛋白(single strand binding protein)、 59.复制叉(replication fork)、 60.保留复制(semiconservative replication) 61.滚环式复制(rolling circle replication)、 62.复制原点(replication origin)、 63.切口(nick) 64.居民DNA (resident DNA) 65.有义链(sense strand) 66.反义链(antisense strand) 67.操纵子(operon) 、 68.操纵基因(operator) 69.内含子(内元intron) 70.外显子(外元exon) 、 71.突变子(muton) 、 72.密码子(codon)、、 73.同义密码(synonymous codons)、 74.GC盒(GC box) 75.增强子(enhancer) 76.沉默子(silencer) 77.终止子(terminator) 78.弱化子(衰减子)(attenuator) 79.同位酶(isoschizomers) 、 80.同尾酶(isocandamers) 81.阻抑蛋白(阻遏蛋白)(repressor) 82.诱导物(inducer)、 83.CTD尾(carboxyl-terminal domain ) 84.载体(vector)、 85.转化体(transformant)

分子生物学实验复习题附答案(最新整理)

分子生物学复习题 实验一DNA的制备 (1)为什么分子生物学实施时要担心EB? 溴化乙锭(Ethidium bromide)是DNA诱变剂,溴化乙锭可以嵌入碱基分子中,导致错配。具有高致癌性(接触致癌) (2)DNA加样缓冲液的用途是什么? 由于植物细胞匀浆含有多种酶类(尤其是氧化酶类)对DNA的抽提产生不利的影响,在抽提缓冲液中需加入抗氧化剂或强还原剂(如巯基乙醇)以降低这些酶类的活性。 线状DNA大小/kb60-520-110-0.87-0.56-0.44-0.23-0.1 (4)琼脂糖凝胶电泳分离DNA的原理是什么 DNA分子在pH值高于其等电点的溶液中带负电荷,在电场中向阳极移动。DNA分子在电场中通过琼脂糖凝胶而泳动,除了电荷效应以外,还有分子筛效应。由于DNA分子可片段的相对分子质量不同,移动速度也不同,所以可将相对分子质量不同或构象不同的DNA分离。DNA片段迁移距离(迁移率)与碱基对的对数成反比,因此通过已知大小的标准物移动的距离与未知片段的移动距离时行比较,便可测出未知片段的大小。但是当DNA分子大小超过20kb时,普通琼脂糖凝胶就很难将它们分开。此时电泳的迁移率不再依赖于分子大小,因此,就用琼脂糖凝胶电泳分离DNA时,分子大小不宜超过此值。 (5)琼脂糖凝胶电泳时胶中DNA是靠什么发出荧光的?为什么? 溴化乙锭是一种高度灵敏的荧光染色剂,可插入DNA双螺旋结构的两个碱基之间,形成一种荧光络合物。在254nm波长紫外光照射下,呈现橙黄色的荧光。用溴化乙啶检测DNA,可检出10-9g以上的DNA 含量。 (6)制备基因组DNA时用到的以下试剂分别起什么作用? CTAB等离子型表面活性剂,能溶解细胞膜和核膜蛋白,使核蛋白解聚,从而使DNA得以游离出来 氯仿有机溶剂,能使蛋白质变性,并使抽提液分相,因核酸(DNA、RNA)水溶性很强,经离心后即可从抽提液中除去细胞碎片和大部分蛋白质。 无水乙醇上清液中加入无水乙醇使DNA沉淀,沉淀DNA溶于TE溶液中,即得植物总DNA溶液。75%乙醇,乙醇轻轻洗涤管壁 实验二RNA的制备 1.制备RNA时通常要注意些什么?为什么? 应该要注意(1)不要徒手操作,必须带手套;(2)加样时不能够大声说话,防止唾液等进入; 由于RNA分子的结构特点,容易受RNA酶的攻击反应而降解,加上RNA酶极为稳定且广泛存在,因而在提取过程中要严格防止RNA酶的污染,并设法抑制其活性,这是本实验成败的关键。 2.制备的RNA通常有哪些用途?制备的DNA通常又有哪些用途? 研究基因的表达和调控时常常要从组织和细胞中分离和纯化RNA。 质粒DNA构建克隆载体,分离目的基因 3.RNA制备好后是通过什么方法检测其有没有降解的?从胶上检测什么指标来判断RNA质量好坏?为什么?

分子生物学习题及答案(3,4,5章)

第3章 一.名词解释(考试时,名词解释为英文,要写出中文并解释) 1、复制(replication): 亲代双链DNA分子在DNA聚合酶的作用下,分别以每单链DNA分子为模板,聚合与自身碱基可以互补配对的游离的dNTP,合成出两条与亲代DNA分子完全相同的子代DNA分子的过程。 2、复制子(replicon):也称复制单元,是基因组中具有一个复制起点(origin,ori)和一个复制终点(terminus,ter)并能在细胞中自主复制的基本单位。 3、半保留复制(Semi-Conservation Replication):DNA复制过程中亲代DNA的双链分子彼此分离,作为模板,按碱基互补配对原则,合成两条新生子链,这种方式称为半保留复制。 4、冈崎片段(Okazaki fragment) 冈崎片段是相对比较短的DNA链(大约1000核苷酸残基),是在DNA的后随链的不连续合成期间生成的片段,这是Reiji Okazaki在DNA合成实验中添加放射性的脱氧核苷酸前体观察到的,因此DNA的复制是半不连续复制。 5、DNA复制的转录激活(transcriptional activation):RNA聚合酶使双链DNA分子局部开链,在合成10~12个核苷酸的RNA片段之后,再由DNA聚合酶完成前导链DNA的合成,在完成近1000~2000个核苷酸的DNA合成后,后随链才在引发酶的作用下开始启动冈崎片段的引物RNA的合成,将这一过程称为DNA复制的转录激活。 6、单链DNA结合蛋白(single strand DNA binding protein,SSB):在复制中维持模板处于单链状态并保护单链的完整性。 7、复制体(replisome):DNA复制过程中的多酶复合体。 8、端粒(Telomere):是真核生物染色体末端的一种特殊结构,是为了保证染色体稳定的一段高度重复序列,呈现四股螺旋。 9、复制叉(replication fork): 复制开始,在复制起点形成的一个特殊的叉形结构,是复制有关的酶和蛋白质组装成复合物和新链合成的部位,这个部位称为复制叉。 10、半不连续复制(semi-discontinuous replication): DNA双链复制时,一条链是连续合成的, 另一条链是不连续合成的, 这种前导链的连续复制和后随链的不连续复制方式称DNA的半不连续复制。 11、先导链(leading strand): 又称前导链,是在复制叉处从5'→3'进行连续合成的一条子链。 12、后随链(lagging strand): 又称滞后链,复制方向与复制叉的方向相反,后随链的合成要等前导开始合成从而将其模板链暴露出来后,才得以进行。后随链上先合成了不连续的冈崎片段,然后在DNA聚合酶I的催化下切除RNA引物,同时填补切除RNA后的空隙,再在DNA 连接酶的作用下,将冈崎片段连接成一条连续的DNA单链。 13、DNA连接酶: 是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来的酶。若双链DNA中一条链有切口, 一端是3′-OH, 另一端是5′-磷酸基,连接酶可催化这两端形成磷酸二酯键,而使切口连接的酶。 14、回环模型: 滞后链绕酶一圈形成的环形,使得滞后链和前导链朝着同一方向沿复制叉进行。 二、问答题 1.大肠杆菌被T2噬菌体感染,当它的DNA复制开始后提取噬菌体的DNA,发现一些RNA 与DNA紧紧结合在一起,为什么? 答:该DNA为双链并且正在进行复制。RNA片段是后随链复制的短的RNA引物。

(完整版)分子生物学》试题及答案

《分子生物学》考试试题B 课程号:66000360 考试方式:闭卷 考试时间: 一、名词解释(共10题,每题2分,共20分) 1. SD 序列 2. 重叠基因 3.ρ因子 4.hnRNA 5. 冈崎片段、 6. 复制叉(replication fork) 7. 反密码子(anticodon): 8. 同功tRNA 9. 模板链(template strand) 10. 抑癌基因 二、填空题(共20空,每空1分,共20分) 1.原核基因启动子上游有三个短的保守序列,它们分别为____和__区. 2.复合转座子有三个主要的结构域分别为______、______、________。 3.原核生物的核糖体由_____小亚基和_____大亚基组成,真核生物核糖糖体由_____小亚基和_______大亚基组成。 4.生物界共有___个密码子,其中__ 个为氨基酸编码,起始密码子为__ _______;终止密码子为_______、__________、____________。 5. DNA生物合成的方向是_______,冈奇片段合成方向是_______。 6.在细菌细胞中,独立于染色体之外的遗传因子叫_______。它是一

种_______状双链DNA,在基因工程中,它做为_______。 三.判断题(共5题,每题2分,共10分) 1.原核生物DNA的合成是单点起始,真核生物为多点起始。( ) 2.在DNA生物合成中,半保留复制与半不连续复制指相同概念。( ) 3.大肠杆菌核糖体大亚基必须在小亚基存在时才能与mRNA结合。( ) 4.密码子在mRNA上的阅读方向为5’→ 3’。( ) 5.DNA复制时,前导链的合成方向为5’→ 3’,后随链的合成方向也是5’→ 3’。() 四、简答题(共6题,每题5分,共30分) 1.简述三种RNA在蛋白质生物合成中的作用。 2.蛋白质合成后的加工修饰有哪些内容? 3.简述人类基因组计划的主要任务。 4.简述现代分子生物学的四大研究热点。 5.何谓转座子?简述简单转座子发生转座作用的机理。 6.简述大肠杆菌乳糖操纵子与色氨酸操纵子在阻遏调控机制上有那些区别? 四、问答题(共2题,共20分) 1.叙述蛋白质生物合成的主要过程。(10分) 2.请叙述真核基因的表达调控主要发生在那些环节?分别是怎样进行 的?(10分)

分子生物学题(含答案)

1.哪些因素引起 DNA 的突变?简要叙述生物体存在的修复方式。 突变引起的物理因素:辐射、紫外线等,化学因素:聚乙二醇,致癌物质等,生物因素:仙台病毒等。修复方式:错配修复恢复错配 切除修复(碱基、核苷酸)切除突变的碱基和核苷酸片段 重组修复复制后的修复,重新启动停滞的复制叉 DNA 直接修复修复嘧啶二体或甲基化DNA SOS 系统DNA 的修复,导致变异 2.描述乳糖操纵子的调控机制。(看不懂题目,乱写的) 乳糖操纵子的调控属于可诱导调节。在以乳糖为碳源的培养基中,在单个透过酶分子的作用下,少量乳糖分子进入细胞,又在单个β-半乳糖苷酶分子作用下转变成异构乳糖。某个异构乳糖与结合在操纵区上的阻遏物结合后使后者失活离开操纵区,开始了lac mRNA的生物合成。Lac mRNA翻译后生成大量的透过酶和β-半乳糖苷酶,加速了乳糖分子的转变。当乳糖分子都被消耗完毕时,阻遏物仍在不断被合成,有活性的阻遏物浓度超过了异构乳糖浓度,使细胞重新建立起阻遏状态,导致lac mRNA合成被抑制。mRNA 半衰期短,不到一个世代生长期,mRNA 几乎从细胞消失,透过酶和β-半乳糖苷酶的合成也趋于停止。 3.简述 DNA 半保留复制的概念。 每个子代分子的一条链来自亲代 DNA ,另一条链则是新合成的,这种复制方式被称为 DNA 的半保留复制。 4.对生物体转录和复制的特征进行说明比较?(网上找的) DNA 复制和RNA 转录在原理上是基本一致的,体现在:①这两种合成的直接前体是核苷三磷酸,从它的一个焦磷酸键获得能量促使反应走向合成;②两种合成都需要RNA 聚合酶和四种核苷酸;③两种合成都是以DNA为模板;④合成前都必须将双链DNA解旋成单链;⑤合成的方向都是5'→ 3'。 DNA 复制和RNA 转录的不同点体现在:①复制和转录所用的酶是不同的,复制用的是DNA 聚合酶,而转录用的是RNA聚合酶;②所用前体核苷三磷酸种类不同,DNA复制用四种脱氧核糖核苷三磷酸,即dATP、dGTP、dCTP、dTTP,而RNA 转录用四种核糖核苷三磷酸,即ATP、GTP、CrP、UTP 做前体底物;③在DNA 复制时是A 与T配对,而RNA转录是A与U配对;④DNA复制时两条链均做模板,而RNA 转录时只以其中一条链为模板;⑤DNA 复制是半不连续的,可产生冈崎片段,而RNA 转录是连续的;⑥DNA复制时需RNA 做引物,而RNA 转录无需引物;⑦DNA复制时需连接酶的参与,而RNA 转录时不需要。 5.阐述蛋白质生物合成途径 氨基酸的活化→翻译的起始(核糖体结合 mRNA 且甲硫氨酰 -tRNA* 结合到核糖体)→肽链的延伸(后续AA-tRNA 与核糖体的结合,肽键生成,移位)→肽链终止→蛋白质前体加工→蛋白质的折叠 6.简要叙述真核生物 mRNA的转录后加工的方式,这些加工方式各有何意义 RNA 的编辑:某些RNA,特别是mRNA 前体的一种加工方式,如插入、删除或取代一些核苷酸残基,导致DNA所编码的遗传信息的改变。因为经过编辑的mRNA 序列发生了不同于模板DNA的变化。生物学意义:校正作用有些基因突变在突变过程中丢失的遗传信息可能通过RNA 的编辑得以回复 调控翻译通过编辑可以构建或去除起始密码子和终止密码子,是基因表达调控的一种方式

分子生物学课后习题答案

第一章绪论 ?DNA重组技术和基因工程技术。 DNA重组技术又称基因工程技术,目的是将不同DNA片段(基因或基因的一部分)按照人们的设计定向连接起来,在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达,产生影响受体细胞的新的遗传性状。 DNA重组技术是核酸化学、蛋白质化学、酶工程及微生物学、遗传学、细胞学长期深入研究的结晶,而限制性内切酶DNA连接酶及其他工具酶的发现与应用则是这一技术得以建立的关键。 DNA重组技术有着广泛的应用前景。首先,DNA重组技术可以用于大量生产某些在正常细胞代谢中产量很低的多肽,如激素、抗生素、酶类及抗体,提高产量,降低成本。其次,DNA重组技术可以用于定向改造某些生物的基因结构,使他们所具有的特殊经济价值或功能成百上千倍的提高。 ?请简述现代分子生物学的研究内容。 1、DNA重组技术(基因工程) 2、基因表达调控(核酸生物学) 3、生物大分子结构功能(结构分子生物学) 4、基因组、功能基因组与生物信息学研究 第二章遗传的物质基础及基因与基因组结构 ?核小体、DNA的半保留复制、转座子。 核小体是染色质的基本结构单位。是由H2A、H2B、H3、H4各两分子生成八聚体和由大约200bp的DNA构成的。核小体的形成是染色体中DNA压缩的第一步。 DNA在复制过程中,每条链分别作为模板合成新链,产生互补的两条链。这样新形成的两个DNA分子与原来DNA分子的碱基顺序完全一样。因此,每个子代分子的一条链来自亲代DNA,另一条链则是新合成的,这种复制方式被称为DNA的半保留复制。 转座子是存在染色体DNA上的可自主复制和移位的基本单位。转座子分为两大类:插入序列和复合型转座子。 ?DNA的一、二、三级结构特征。 DNA的一级结构是指4种脱氧核苷酸的连接及其排列顺序,表示了该DNA分子的化学构成。DNA的二级结构是指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。分为左手螺旋和右手螺旋。 DNA的高级结构是指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构。超螺旋结构是DNA 高级结构的主要形式,可分为正超螺旋与负超螺旋两大类。 ?DNA复制通常采取哪些方式? 1、线性DNA双链的复制:复制经过起始、延伸、终止和分离三个阶段。复制是从5’端向3’端移动,前导链的合成是连续的,后随链通过冈崎片段连接成完整链。 2、环状DNA双链的复制 (1)θ型:是一种双向复制方式。复制的起始点涉及DNA的结旋和松开,形成两个方向相反的复制叉,复制从定点开始双向等速进行。 (2) 滚环型:是单向复制的一种特殊方式,发生在噬菌体DNA和细菌质粒上,首先对正链原点进行专一性的切割,形成的5’端被单链结合蛋白所覆盖,3’端在DNA聚合酶的作用下不断延伸。

分子生物学题(含答案)

1.哪些因素引起DNA的突变?简要叙述生物体存在的修复方式。 突变引起的物理因素:辐射、紫外线等,化学因素:聚乙二醇,致癌物质等,生物因素:仙台病毒等。 修复方式:错配修复恢复错配 切除修复(碱基、核苷酸)切除突变的碱基和核苷酸片段 重组修复复制后的修复,重新启动停滞的复制叉 DNA直接修复修复嘧啶二体或甲基化DNA SOS系统DNA的修复,导致变异 2.描述乳糖操纵子的调控机制。(看不懂题目,乱写的) 乳糖操纵子的调控属于可诱导调节。在以乳糖为碳源的培养基中,在单个透过酶分子的作用下,少量乳糖分子进入细胞,又在单个β-半乳糖苷酶分子作用下转变成异构乳糖。某个异构乳糖与结合在操纵区上的阻遏物结合后使后者失活离开操纵区,开始了lac mRNA的生物合成。Lac mRNA翻译后生成大量的透过酶和β-半乳糖苷酶,加速了乳糖分子的转变。当乳糖分子都被消耗完毕时,阻遏物仍在不断被合成,有活性的阻遏物浓度超过了异构乳糖浓度,使细胞重新建立起阻遏状态,导致lac mRNA合成被抑制。mRNA半衰期短,不到一个世代生长期,mRNA几乎从细胞消失,透过酶和β-半乳糖苷酶的合成也趋于停止。 3.简述DNA半保留复制的概念。 每个子代分子的一条链来自亲代DNA,另一条链则是新合成的,这种复制方式被称为DNA的半保留复制。 4.对生物体转录和复制的特征进行说明比较?(网上找的) DNA复制和RNA转录在原理上是基本一致的,体现在:①这两种合成的直接前体是核苷三磷酸,从它的一个焦磷酸键获得能量促使反应走向合成;②两种合成都需要RNA聚合酶和四种核苷酸;③两种合成都是以DNA为模板;④合成前都必须将双链DNA解旋成单链;⑤合成的方向都是5’→ 3’。 DNA复制和RNA转录的不同点体现在:①复制和转录所用的酶是不同的,复制用的是DNA聚合酶,而转录用的是RNA聚合酶;②所用前体核苷三磷酸种类不同,DNA复制用四种脱氧核糖核苷三磷酸,即dA TP、dGTP、dCTP、dTTP,而RNA转录用四种核糖核苷三磷酸,即A TP、GTP、CrP、UTP做前体底物;③在DNA复制时是A与T配对,而RNA转录是A与U配对;④DNA复制时两条链均做模板,而RNA转录时只以其中一条链为模板;⑤DNA复制是半不连续的,可产生冈崎片段,而RNA转录是连续的;⑥DNA复制时需RNA做引物,而RNA转录无需引物;⑦DNA复制时需连接酶的参与,而RNA 转录时不需要。 5.阐述蛋白质生物合成途径 氨基酸的活化→翻译的起始(核糖体结合mRNA且甲硫氨酰-tRNA*结合到核糖体)→肽链的延伸(后续AA-tRNA与核糖体的结合,肽键生成,移位)→肽链终止→蛋白质前体加工→蛋白质的折叠 6.简要叙述真核生物mRNA的转录后加工的方式,这些加工方式各有何意义 RNA的编辑:某些RNA,特别是mRNA前体的一种加工方式,如插入、删除或取代一些核苷酸残基,导致DNA所编码的遗传信息的改变。因为经过编辑的mRNA序列发生了不同于模板DNA的变化。 生物学意义:校正作用有些基因突变在突变过程中丢失的遗传信息可能通过RNA的编辑得以回复

分子生物学试题_完整版(Felisa)

05级分子生物学真题 一、选择题 1、激活子的两个功能域,一个是转录激活结构域,另一个是(DNA结合域) 2、转录因子包括通用转录因子和(基因特异转录因子) 3、G-protein激活needs(GTP)as energy. 4、Promoters and(enhancers)are cis-acting elements. 5、噬菌体通过(位点专一重组)整合到宿主中 6、在细菌中,色氨酸操纵子的前导区转录后,(翻译)就开始 7、mRNA的剪切跟(II)类内含子相似 8、UCE是(I)类启动子的识别序列 9、TATA box binding protein在下列哪个启动子里面存在(三类都有) 10、(5S rRNA)是基因内部启动子转录的 11、人体全基因组大小(3200000000bp) 12、与分枝位点周围序列碱基配对的剪接体(U2snRNP) 13、tRNA基因是RNA聚合酶(III)启动的 14、在细菌中,色氨酸操纵子的前导区转录后,(翻译)就开始 15、乳糖操纵子与阻遏蛋白结合的物质是(异构乳糖)。 16、核mRNA的内含子剪接和(II类内含子剪接)的过程相似 17、基因在转录时的特点(启动子上无核小体) 18、RNA干涉又叫(转录后的基因沉默,PTGS) 19、内含子主要存在于(真核生物) 20、snRNA在下列哪种反应中起催化酶的作用(mRNA的剪接) 二、判断题 1、原核生物有三种RNA聚合酶。 2、抗终止转录蛋白的机制是使RNA聚合酶忽略终止子。 3、RNA聚合酶II结合到启动子上时,其亚基的羧基末端域(CTD)是磷酸化的。 4、Operon is a group of contiguous,coordinately controlled genes. 5、RNA聚合酶全酶这个概念只应用于原核生物。 6、聚腺苷酸尾是在mRNA剪接作用前发生的。 7、σ在转录起始复合复合物中使得open到closed状态(closed转变成open) 8、剪接复合体作用的机制:组装、作用、去组装,是一个循环 三、简答题 1、原核生物转录终止的两种方式。 2、组蛋白乙酰化对基因转录的影响。 3、G蛋白在翻译中的作用有哪些? 4、什么是转座?转座子有哪些类型? 5、简述增强子的作用机制。 04级分子生物学期末题目 一、选择题(20题) 1、tRNA的5端剪切所需的酶(RNase P) 2、人体全基因组大小(3,200,000,000bp) 3、(5S rRNA)是基因内部启动子转录的 4、线虫反式剪接所占比例(10%-20%) 5、与分枝位点周围序列碱基配对的剪接体(U2snRNP)

现代分子生物学朱玉贤课后习题答案

现代分子生物学(第3版)朱玉坚第二章染色体与DNA课后思考 题答案 1 染色体具有哪些作为遗传物质的特征? 1 分子结构相对稳定 2 能够自我复制,使亲子代之间保持连续性 3 能够指导蛋白质的合成,从而控制整个生命过程 4 能够产生可遗传的变异 2.什么是核小体?简述其形成过程。 由DNA和组蛋白组成的染色质纤维细丝是许多核小体连成的念珠状结构。核小体是由H2A,H2B,H3,H4各两个分子生成的八聚体和由大约200bp的DNA组成的。八聚体在中间,DNA分子盘绕在外,而H1则在核小体外面。每个核小体只有一个H1。所以,核小体中组蛋白和DNA的比例是每200bpDNA有H2A,H2B,H3,H4各两个,H1一个。用核酸酶水解核小体后产生只含146bp核心颗粒,包括组蛋白八聚体及与其结合的146bpDNA,该序列绕在核心外面形成1.75圈,每圈约80bp。由许多核小体构成了连续的染色质DNA细丝。 核小体的形成是染色体中DNA压缩的第一阶段。在核小体中DNA盘绕组蛋白八聚体核心,从而使分子收缩至原尺寸的1/7。200bpDNA完全舒展时长约68nm,却被压缩在10nm的核小体中。核小体只是DNA压缩的第一步。 核小体长链200bp→核酸酶初步处理→核小体单体200bp→核酸酶继续处理→核心颗粒146bp 3简述真核生物染色体的组成及组装过程 除了性细胞外全是二倍体是有DNA以及大量蛋白质及核膜构成核小体是染色体结构的最基本单位。核小体的核心是由4种组蛋白(H2A、H2B、H3和H4)各两个分子构成的扁球状8聚体。 蛋白质包括组蛋白与非组蛋白。组蛋白是染色体的结构蛋白,它与DNA组成核小体,含有大量赖氨酸核精氨酸。非组蛋白包括酶类与细胞分裂有关的蛋白等,他们也有可能是染色体的结构成分 由DNA和组蛋白组成的染色体纤维细丝是许多核小体连成的念珠状结构---- 1.由DNA与组蛋白包装成核小体,在组蛋白H1的介导下核小体彼此连接形成直径约10nm的核小体串珠结构,这是染色质包装的一级结构。 2.在有组蛋白H1存在的情况下,由直径10nm的核小体串珠结构螺旋盘绕,每圈6个核小体,形成外径为30nm,内径10nm,螺距11nm的螺线管,这是染色质包装的二级结构。 3.由螺线管进一步螺旋化形成直径为0.4μm的圆筒状结构,称为超螺线管,这是染色质包装的三级结构。 4.这种超螺线管进一步螺旋折叠,形成长2-10μm的染色单体,即染色质包装的四级结构。 4. 简述DNA的一,二,三级结构的特征 DNA一级结构:4种核苷酸的的连接及排列顺序,表示了该DNA分子的化学结构 DNA二级结构:指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构 DNA三级结构:指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构 5.原核生物DNA具有哪些不同于真核生物DNA的特征? 1, 结构简练原核DNA分子的绝大部分是用来编码蛋白质,只有非常小的一部分不转录,这与真核DNA的冗余现象不同。 2, 存在转录单元原核生物DNA序列中功能相关的RNA和蛋白质基因,往往丛集在基因组的一个或几个特定部位,形成功能单元或转录单元,它们可被一起转录为含多个mRNA的分子,称为多顺反子mRNA。 3, 有重叠基因重叠基因,即同一段DNA能携带两种不同蛋白质信息。主要有以下几种情况①一个基因完全在另一个基因里面②部分重叠③两个基因只有一个碱基对是重叠的 6简述DNA双螺旋结构及其在现代分子生物学发展中的意义 DNA的双螺旋结构分为右手螺旋A-DNA B-DNA 左手螺旋Z-DNA DNA的二级结构是指两条都核苷酸链反向平行

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