分子生物学复习题总结

一、简述DNA二级结构的特点

双螺旋：DNA两条核苷酸链反向平行，以一定平行距离绕一个轴盘旋，形成一个右旋的双螺旋体。

主链：磷酸和核苷酸排列在双螺旋外侧，彼此通过3-5磷酸二脂键相连接，形成主链。

碱基配对：两条主链相对应的碱基按照AT和GC的配对原则由氢键相连，其中AT之间由两个氢键相连，GC之间由三个氢键相连。主链上碱基排列顺序储藏了遗传密码信息。

结构尺寸和大小沟：DNA双螺旋分子直径为2nm，螺距为3.4nm，其中包括10个碱基对，碱基与碱基之间距离为0.34nm。螺旋外部有两个凹槽，根据大小分为大小沟，都能使蛋白质分子进入而与碱基相接触。

二、核酸的变性

DNA二级结构和三级结构受到物理化学因素的破坏而解体，但其一级结构核苷酸间共价键并不断裂。

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。变性时维持双螺旋稳定性的氢键断裂，碱基间的堆积力遭到破坏，但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，如加热、极端的pH、有机试剂甲醇、乙醇、尿素及甲酰胺

等，均可引起核酸分子变性。

三、核酸的复性

变性DNA在适合的条件下，又可使两条彼此分开的链重新缔合，按原来的碱基对配对形成双螺旋结构的过程。

影响因素：DNA长度、序列、浓度

四、核酸杂交

不同来源但具有同源性的两条DNA或RNA单链按照碱基配对原则结合在一起，这一过程就是杂交。

杂交充分利用了核酸的变性和复性的特性，在DNA之间，DNA和RNA之间以及RNA之间均可进行，已成为分子生物学中重要的技术。

五、DNA损伤、修复与基因突变三者的关系。

由体内因素和环境因素原因导致DNA分子结构的任何异常改变都可看作是DNA损伤。

细胞内还存在着长期进化中建立和发展起来的DNA修复保障系统，可针对DNA的损伤及时进行清除和修复。

突变是指突变生物体内DNA结构的任何改变，主要指DNA 分子中核苷酸序列的改变，包括替换、插入、重排、缺失等。这些改变能够引起生物体基因组结构及功能的改变。

DNA损伤又称前突变，如果细胞不能将损伤完全修复，DNA 不能恢复损伤前的结果形态，就形成不可逆的永久性、可遗传的改变，即发生了基因突变。

因此三者之间的关系是，DNA损伤是突变的基础，而修复时阻止损伤变成突变的手段，突变时损伤无法修复造成的后果。

六、DNA损伤主要的修复方式

DNA修复可以在三个水平上进行：

1、DNA复制前水平或非复制DNA的修复：如回复修复和切除修复。

回复修复包括：酶学光修复（修复嘧啶二聚体），单链断裂重组（连接缺口5磷酸根和3羟基形成磷酸二酯键），嘌呤直接插入（修复无嘌呤位点）。切除修复包括：碱基切除修复和核苷酸切除修复。步骤为识别、切除、修补、连接。

DNA复制水平的修复，如错配修复。

错配修复：将DNA复制过程中未得到校正的错配碱基进行二次校正。

DNA复制水平后的修复，如重组修复及SOS修复。

重组修复：利用含有正常遗传信息的同源姐妹DNA分子进行重组修复。这种修复常发生在修复后，可以对发生在DNA两条链

同一部位的损伤或者是复制时双链分开没有互补链可利用时的损伤进行修复。

SOS修复：SOS修复是指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的完整性，提高细胞的生成率，但留下的错误较多，故又称为错误倾向修复，使细胞有较高的突变率。

七、基因突变的分子机制

碱基替换（substitution）即DNA分子中原有的一个碱基对被另一个碱基对取代，其中嘌呤与嘌呤、嘧啶与嘧啶之间的互变称为转换（transition），嘌呤与嘧啶之间的互变称为颠换（transversion）。

碱基插入（insertion）在DNA序列中插入一个或几个额外的碱基对。

碱基缺失（deletion）DNA分子中丢失一个碱基对或一段序列。

重排（rearrangement）DNA位点的跨距离连接或指基因内部不同区域之间的跨越连接。

八、依据受到影响的氨基酸顺序方面的变化，可将基因突变分为几类：

如果碱基的改变并未改变其编码的氨基酸及其序列，称为同义突变（synonymous mutation），这类突变是沉默突变，因为突变基因与未突变基因编码完全相同的蛋白，对基因组功能没有影响。

如果碱基的改变引起了产物氨基酸顺序的改变，则称之为错义突变（missense mutation）。错义突变可以是致死性的，即致死突变（lethal mutation）；也可能不影响蛋白质的活性，不表现出明显的性状变化，即中性突变（neutral mutation）。

如果碱基的改变使一个编码氨基酸的密码子转变为一个终止密码子，使蛋白质的合成提前终止，称为无义突变（nonsense mutation）或链终止突变（chain termination mutation）。

如果终止密码子转变为一个编码氨基酸的密码子，造成终止信号的通读（read through），结果会产生过长的肽链，称之延长突变（elongation mutation）或通读突变（read through mutation）。对多数蛋白，短的延长片段不会影响其功能，但长的延长片段则有可能影响蛋白的折叠，造成活性的下降。

有些基因突变的表型会通过第二次基因的突变得以恢复，这种第二次突变称为回复突变（back mutation 或reverse mutation）；如果第二次突变不是通过“校正”第一次突变，而

是通过抑制第一次突变效应的表现来恢复其表现型，则称之为抑制突变（suppression mutation）。

九、基因突变：突变是指突变生物体内DNA结构的任何改变，主要指DNA分子中核苷酸序列的改变，包括替换、插入、重排、缺失等。而这种改变没有被修复，就形成不可逆的永久性、可遗传的改变，即发生了基因突变。这些改变能够引起生物体基因组结构及功能的改变。

基因突变热点：无论是自发突变还是诱发突变，生物体特定基因中发生的突变并不是随机分布的，而是常常局限于一定的位点，这些位点发生突变的频率远远高于其它位点，称为突变热点（hot spot）。

转座子：（transposon）是指能将自身插入基因组中一个在序列上无关的新位点的DNA序列。

十、基因转录的基本特征

1对于一个基因组，转录指发生于一部分基因，而且每个基因的转录都受到相对独立的控制。

2 转录是不对称的，基因转录只能以双链DNA分子中的一条链作为模板，而另一条链不能作模板。与mRNA有相同序列的成为有义链，另一条作为转录模板的称为模板链，也成为反义链。