分子生物学思考题

分子生物学考试重点（前四章+第七、八章）

第一章

一、D NA重组技术和基因工程技术（pl2）

答：DNA重组技术：将不同的DNA片段，按照人们的设计定向连接起来，于特定的受体细胞中和载体一起复制并得到表达，产生影响受体的新的遗传性状的技术。

基因工程技术：除DNA重组技术外还包括其他对生物细胞基因组结构进行改造的体系。

关键：工具酶的发现和应用

前景：1、合成正常细胞中含量很低的多肽

2、定向改造基因组结构

3、进行基础研究

二、请简述现代分子生物学的研究容。（第二版前言、P12标题）

答：分子生物学：研究核酸等生物大分子的功能、形态、结构特征的重要性和规律性的科学，主要关心的是核酸在细胞生命过程中的作用，包括核酸的复制和保存、基因的表达和调控。

研究容：D7A重组技术，基因的调控和表达，生物大分子的功能结构一一结构分子生物学，基因组、功能基因组和生物信息学。

第二章

一、核小体（P27）

答：核小体：由删、恤、也、乩各两分子组成的八聚体和约200bp的DNA组成。八聚体在，DNA盘绕在外。其是DNA 压缩的第一步。若用核酸酶降解核小体，只能得到约146bp的核心颗粒。（另：已在核小体的外面）核心颗粒：除去接头DNA的核小体单体，长度约146bp 核小体单体：八聚体+200bpDNA组成，包括接头DNA

二、D NA的半保留复制（p38）

答：DNA在复制过程中，戚基间的氢键首先断裂，双螺族解.旋解链，每条单链分别作为模板合成新链。新生成的DNA 分子与原D7A分子的戚基顺序完全一样，这样每个子代分子的DNA —条单链来自模板链，另一条单链来自新合成的链，这种复制方式成为DNA的半保留复制。

三、转座子（p57）

答：转座子是存在于DM上的可以自主复制和移动的基本单位，其可以分为两大类：插入序列和复合型转座子，另外还有TnA家族。

四、D NA的一、二、三级结构特征。（P32?p37）

答：1、各级结构的定义：

DNA的一级结构：指四种核昔酸的连接和排列顺序

DNA的二级结构：指两条多核昔酸链反向平行盘绕所生成的双螺症结构

DNA的三级结构：在DMA双螺旋基础上进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构。

2、各级结构的特点：

DNA-级结构：（1）、DNA分子是由两条脱氧核昔酸长链盘绕而形成的。

（2）、脱氧核糖和磷酸交替连接，在外侧形成骨架；戚基排列在侧。

（3）、碱基之间按照互补配对的原则以氢键连接（A=T、C=G）O

DNA 二级结构：（1）、右手螺旅（A-DNA、B-DNA）

①、双螺旋之间有凹槽，小沟1.2 （nm）大沟2. 2 （nm）

②、碱基之间以氢键连接，碱基平面与纵轴垂直，螺旋的轴心穿过氢键的中点

③、碱基平面距离0. 34nm,双螺旋直径2. Onm,每十个核昔酸为一个结构重复周期。

（2）、左手螺旋（Z-DNA）是右手螺旋结构模型的一个补充和发展

DNA三级结构：（1）、超螺旋是其三级结构的主要形式，分为正超螺旋与负超螺旋。在不同的拓扑异构酶的作用下可以相互转变。

（2）、D7A分子的变化满足公式：L=T+W （连接数=旋转数+超螺族数）

（3）、双螺旋DNA的松开导致负超螺旋、拧紧导致正超螺旋。

五、D NA复制通常采取哪些方式？（p40）

答：（1）线性DNA双链复制：①，复制叉方向：单一起点单向、双向，或多起点双向

②，特殊机制：I,线性的复制子形成环状或多聚分子

II,末端形成发卡结构

III,特殊蛋白介入，在真正末端启动复制

（2）环状DNA双链复制：0型、滚环型、D—环型

六、真核生物DNA的复制在哪些水平上受到调控？（p51）

＜：真核细胞生活周期：G1期：复制预备期、S期：复制期、G2期：有丝分裂预备期、期：有丝分裂期。

调控方式：（1）、细胞生活周期水平调控：决定是否从G1期进入S期

（2）、染色体水平调控：决定不同染色体或者同一染色体的不同部位的复制子按一定顺序在S周期进

行

复制

（3）,复制子水平调控：决定复制子是否进行复制

七、D NA修复包括哪几种？ p51?p55

答：1、错配修复：通过复制前母链甲基化来识别错配的子链，根据''保留母链，修复子链”的原则，通过两种方式（3’ 端、5r端）剪切和合成新链修复。

2、切除修复：

（1）、碱基切除修：

＜1＞、糖昔水解酶：水解受损核昔酸上的N —卩一糖昔键，形成去碱基位点（即AP位点）

＜2＞、AP核酸切酶：将受损核酸的糖昔一磷酸键切开

＜3＞、DNA聚合酶I :合成新的片段

＜4＞、DM连接酶：连接，完成修复

（2）、核昔酸切除修复：通过DNA切割酶和DNA聚合酶实现修复

＜1＞、DNA切割酶：切割损伤部位的磷酸糖昔键

＜2＞、DNA聚合酶I （原核）或& （真核）：合成新片段

＜3＞、DNA连接酶：连接，完成修复

3、重组修复：又称复制后修复，复制时跳过损伤部位，之后通过DNA重组修复

4、直接修复：不通过切除来修复，如DNA光解酶使环丁烷胸腺嚅啜二聚体或6-4光化物还原成单体。

5、SOS修复：诱导DNA修复，诱变反应，细胞分裂的抑制，溶原性细菌释放噬菌体等。细胞癌变也与SOS修复有关

第三章

—、Pribnow box （P76）

答：为原核生物指导转录的DNA模板链上一段由5个核昔酸（TATAA）组成的共同序列，其为RNA聚合酶紧密结合点，其又位于起始位点上游10bp处，故又称一10区。

二、编码链（p66）

答：将与mRNA序列碱基顺序相同的那条DM单链称编码链，又称有义链；另一条根据碱基互补配对原则指导niRNA合成的DNA单链称为模板链，又称反义链。

三、上升突变（P78）

答：细菌中常见两种突变：上升突变、下降突变，上升突变指：增加pribnow box的共同序列的同一性彎逹高启动子的效率，从而提高基因的转录水平的一种突变。例如乳糖操纵子中的pribnow区的TATGTT］变为TATATT|能够提高操纵子的基因转录水平。

四、增强子（p78）

答：是除启动子以外与转录起始有关的序列，一般位于一200bp处，能够增强转录起始。特点：远距离效应、顺式调节、可对外部信号有反应；无方向、有相位；无物种基因特异性、有组织特异性。

五、简述生物体RNA的种类和功能（P67）

答：（l）mRNA：编码特定蛋白质序列

（2）tRNA：识别mRNA中的遗传信息，将其转化为相应的氨基酸后加入到多肽链中

（3）rRNA：直接参与核糖体的蛋白质合成（为最:多的RNA）

六、什么是DNA模板与mRNA及蛋白质产物之间的共线性关系？（p67）

答：书上67页图3-1

七、转录一般被分为哪几个步骤？（p67?p69）

答：模板识别：R7A聚合酶与启动子DNA双链相互作用并结合的过程

转录起始：R7A聚合酶与启动子DNA双链结合后，形成转录泡，RNA链上第一个核昔酸键的产生。

通过启动子：第一个核昔酸键产生到形成九个核昔酸短链的过程。

转录延伸：R7A聚合酶释放。因子后，核心酶沿D7A模板链移动并使新生RNA不断延伸的过程

转录终止：R7A延伸到终止位点时，RNA聚合酶不再形成新的磷酸二脂键，转录泡瓦解，RNA-DNA杂化双准分离， DNA 恢复双链，RNA和RM聚合酶从模板释放。

八、转录终止子与翻译终止密码的结构特点？（转录终止子结构p90）答：转录终止子结构：

（1）不依赖P因子的终止：

①在终止位点上游一段富含GC二重对称区，通过转录形成RNA容易出现发卡结构，该结构阻止RNA聚合酶的前

进，破坏RNA-DNA杂化双链的结构

②在终止位点上游存在4?8个A组成的序列，转录产物形成不稳定的rU?dA区域，上述两者共同作用，使 RNA

聚合酶从三元复合物中脱离出来

（2）依赖P因子的终止：P因子为六个相同亚基的聚合物，其能够催化NTP的水解促使新生成的RNA从三元复合

物中脱离出来，从而终止转录

翻译终止密码结构：待定

九、什么長RNA编辑？其生物学意义？（p99、plOl）

答：定义：RNA编辑是某些RNA,特别是mRNA前体的一种加工方式，通过插入删除或取代一些核昔酸残基，导致mRNA 编码的遗传信息发生改变，通过编辑的mRNA序列发生了不同于模板DNA的变化。RNA编辑的机制有两种：

位点特异性脱氨基作用和RNA指导的尿喀啜插入或删除。生物学意义：（1）、校正作用：弥补因突变而缺失的遗传信息。

（2）、调控翻译：通过构建或除去起始密码子和终止密码子来调控翻译。

（3）、扩充遗传信息：能使基因产物获得新的结构功能。

第四章

一、SD 序列（P130）

答：原核生物的mRNA上，于翻译起始密码AUG上游约lObp处，有一段5' —AGGAGGU—3'的富瞟吟区，称为SD序列。该序列与核糖体30s亚基的16srRNA中的3’端一段富喘啜区互补；通过SD序列，核糖体与mRNA相互作用并结合。

二、信号肽（P145）

答：定义：在编码分泌蛋白的基因中，大多5'端有一段基因用于编码疏水性肽段，这一肽段在成熟的分泌蛋白中并不存在，其功能在于引导随后产生的蛋白质多肽链穿过质网膜进入腔。其在蛋白质的质网一高尔基体一质膜分泌

途径中具有重要作用，并被称之为信号肽。（来源百度）

特征：（1）带有10?15个疏水性氨基酸

（2）靠近N端常有一个或数个带|正电|的氨基酸

（3）（1端于蛋白酶切割位点附近常有数个极性氨基酸，且离切割位点最近的极性氨基酸常有很短的侧链三、简述tRNA的结构。（P116?pll7）

答：二级结构：''三叶草”结构，含76个碱基，相对分子量为2.5X101

（1）共同点：①、含稀有碱基

②、3’末端均为CCA-OH

（2）五个臂：①、受体臂：含CCA-OH

②、D臂：因含二氢尿喘喘得名，并含三个可变核甘酸位点

③、反密码子臂：其套索结构中含有三个反密码子

④、TWC ■臂：根据三个核昔酸命名，其中2为拟尿啼啜

⑤、多余臂：为tRNA变化最大的部位。三级结构：L形折叠。特点：①、氢键维系

②、两个新增双螺旋结构：TWC臂、受体臂和D臂

③、L的两头：分别为受体臂和反密码子臂

④、L的转角处：TWC臂和D臂的套索结构

⑤、结构意义：满足戳译时核糖体与mRM的结构相适应。

四、简述核糖体的组成及其功能。（P123?pl26）

结构：（1）、由大亚基和小亚基组成，每个亚基都由核犍体蛋白以及rRNA组成

（2）、根据沉降系数不同70S型（原核生物，由50S+30S组成）

80S型（真核生物，由60S+40S组成）

（3）、核糖体蛋白：组成活性中心，去除任一蛋白，总体也会失去功能

（4）, rRNA： 5S rRNA：结合 50S 大亚基、TOC 臂。

16S rRNA：结合 mRMA、50S 大亚基、A （P）位置的 tRNA

23S rRNA：结合 tRNA11”

5. 8S rRNA：存在于真核生物中，相当于5S rRNA

18S rRNA：存在于群母中，相当于大肠杆菌16S rRNA

28S rRNA：功能未知

（5）,三个tRNA结合位点：A：结合氨酰一tRNA

P：结合肽酰一tRNA

E：移出tRNA

tRMA的移动顺序：A-P-E

功能：（1）、所有生物体的核糖体结构相近、功能相同一一参与蛋白质多肽的合成

（2）、大亚基的功能：肽键的形成、结合氨酰一tRNA,结合肽酰一tRNA

（3）、小亚基的功能：识别mRNA,识别起始部位、识别密码子与反密码子

（4）、核糖体可以根据需要解离为亚基或者合成为颗粒。

五、简述肽链合成过程的生物学机制。（P132?pl36）

答：（1）、后续AA—tRNA与核糖体结合

①、起始复合物生成后，AA-tRNA与延伸因子EF-Tu和GTP形成复合物

②、M-tRNA?EF-Tu?GTP复合物进入核糖体A位。同时，GTP水解

③、通过另一延伸因子EF-Ts产生GTP,形成EF-Tu?GTP复合物循坏再利用

（2）,肽链合成

①、M-tRNA的AA从A位进入P位，与fMET-tRNA*1上的AA形成肽键

②、形成肽键后的起始tRNA离开P位

③、A点准备接受新的tRNA

（3）、移位：即核糖体沿mRNA的3’端方向移动一个密码子

①、位于A位的二肽酰一tRNA2从A位移动到P位

②、去氨基一tRNA进入E位

③、mRMA上第三位密码子对应A位

另：1、氨基酸活化

2、肽链合成的起始指核糖体与mRNA及起始氨醍-tRNA结合成起始复合物。

分为三步：

（1）核糖体的小亚基与mRNA结合

小亚基能识别mRM上的起始密码子AUG,并附着在这个部位，形成“小亚基-mRNA”复合物。

（2）起始氨酰-tRNA结合上去

起始氨酰-tRNA与mRNA上的起始密码子结合，形成了“小亚基- mRNA - fMet-tRNA”复合物。

（3）大亚基结合上去

大亚基与上述复合物结合，形成了起始复合物，即"核糖体- mRNA - （f）Met-tRNA'‘复合物。

在整个起始过程中，还需有3种蛋白质因子参与，称起始因子（IF）,即IF1、IF2、IF3。

另外，起始过程还消耗高能化合物，即1分子GTP。

3、肽链的延伸

（1）进位

与起始复合物中A位处的密码子相对应的aa-tRNA进入。

此时需消耗1分子GTP-GDP。

（2）转肽

P位的fMet-tRNA上的甲酰甲硫氨酰基转移至A位的aa-tRNA的aa的氨基上，形成肽键。

催化此反应的酶叫肽基转移酶，它是核縛体大亚基中的一种酶。

此转肽反应不另外消耗高能化合物，因为活化的氨基酸已具有潜在的能量。

（3）移位

核糖体沿着mRNA 37端方向移动一个密码子的距离，这样，原来P位空载的tRMA离开了核糖体，原来A位的肽酰-tRNA 位于了 P位，而A位空了出来。

这一步需消耗1分子GTP-GDP。

通过以上三步，延长了一个氨基酸。在此过程中，还需要一些蛋白质因子的参与，称为延长因子（EF）。

每延伸一个氨基酸，需要消耗2分子GTP-GDP。（进位和移位）

接下来，空着的A位又有新的aa-tRNA进入，通过转肽一移位，又可延长一个眈。

重复上述步骤，随着核糖体从5’ 一3’移动，可使aa按照mRNA上密码子的要求一个个地对号加入，肽链从N端向C 端延伸。

4、肽链合成的终止与释放

当核糖体由5’ 一3’移动至终止密码子（UAA、UAG、UGA）时，由于没有与之相应的tRNA,终止因子RF进入A位。终止因子使肽基转移酶的活性转变为水解酶活性（使肽基不再转移到氨酰tRNA上，而是转移给水分子），从而将肽酰 tRNA水解。这样肽链被释放。

空载的tRNA也离开核糖体。核糖体的大小亚基解离并离开mRNA。

5、新合成多肽链的折叠和加工

六、蛋白质加工的种类和意义。（P136?pl40）

答：（1）, N端fMET和MET的切除：无论真核、原核细胞，蛋白翻译之后均要切除7端的甲硫氨酸或甲酰甲硫氨酸（2）、二硫键形成：二硫键的正确形成对于形成蛋白质天然空间构象具有重要意义

（3）,特殊AA的修饰：①、磷酸化：氨酸、丝氨酸、酪氨酸（西洛|）

②、糖基化：I、真核细胞蛋白的特征

II、于质网受■基化酶的作用

III、所有卜泌蛋白和膜蛋白|均为糖基化蛋白

③、甲基化、乙基化、羟基化、裁基化

（4）、切除新生肽链中的非功能片段：肽类激素或酶的前体大多都要经过此类加工才能成为活性分子

七、简述蛋白质转运的种类和机制。P142?pl53

答：1、蛋白质转运分为：樹译转运同步机制，翻译后转运机制

2,几种主要蛋白质的转运机制：（1）、分泌蛋白：樹译转运同步机制

（2）、细胞器蛋白：翻译后转运机制

（3）、膜蛋白：两者都有

3,翻译转运同步机制：（1）、核糖体组装、翻译开始

（2）、位于N端的猪号岡首先被翻译出来

（3）、与含忘信号肽的新生肽链以及核糖体及GTP：结合，翻译被中止

（4）、膜上受体■与■结合，形成孔道

（5）、GTP水解，SRP释放、戳译继续进行，边翻译边跨膜

（6）、翻译结束，信号肽被切除、核糖体解离并恢复到戳译前起始状态

4、翻译后转运：

（1）________________________ 、线粒体转运：

①、待转运多肽由咸熟蛋白质和前导脚组成

②、转运需要［能屢

③、先有线粒体外膜上的Tom受体识别Hsp70或MSF等分子伴侣结合的待转运多肽，再通过Tom和Tim组

成的通道进入线粒体腔

④、前导肽特点：I、賛性氨基酸和務基氨基酸含量多

II、有形成两条a螺旋的能力

（2）、叶绿体转运：

①叶绿体定位信号肽为两部分：I、决定该蛋白能否进入叶绿体基质

II、决定该蛋白能否进入叶绿休类曩体

②特征：I、活性蛋白水解酶位于叶绿体基质中

I［、叶绿体膜与叶绿体蛋白前体特异性结合

III、叶绿体蛋白前体可降解序列因植物和蛋白种类不同而不同

（3）、核定位蛋白转运：

①真核生物：I、NLS （核定位序列）与核转运因子a B结合，停留于核孔

II、依靠GTP水解能量（Ran酶），进入细胞核

III、a B亚基解离

②原核生物：I、新生成蛋白质与分子伴侣SecB结合，形成结合物

II、结合物与膜上的SecA-SecYEG复合物结合

III、通过SecA水解ATP将蛋白质分段送出胞外

第七、八章

一、定义：基因家族。（P282）

答：真核细胞中相关基因按功能成套组合，称为基因家族，同一家族的成员有时紧密排列，组成一个基因簇，但大多分布在同一染色体的不同部位，甚至不同的染色体，有各自不同的表达调控模式。

二、简述操纵子学说。（P237）

答：（1）、1961年，由法国科学提出，最初发现的是大肠杆菌的乳糖操纵子。其由三个结构基因Z、Y、A,以及启动子、控制子和阻遏子等组成，负责调控大肠杆菌的乳糖代。

（2）,乳糖操纵子结构基因的表达受阻遏蛋白和诱导物的调控，当阻遏蛋白结合到操纵基因之上时，结构基因不产表达，而乳糖（充当诱导物）会与阻遏蛋白结合，使之从操纵基因上脱落下来。这时，操纵基因开启，结构基因表达，细菌就能分解并利用乳糖了。

三、简述乳糧操纵子的调控模型。（P240）

答：（1）、Z、Y、A|的陰因产物由同一条多顺反子mRNA编码；Z编码半乳糖昔酶、Y编码B—半乳糖昔透过酶、A 编码B —半乳糖昔乙酰基转移酶

（2）、启动区（P）位于阻遏基因（I基因）和操纵区（0区）之间，不能主动进行糖甘酶和糖昔透过酶基因的高效表达

（3）,操纵区为一段短DNA链（长约26bp）,是阻遏物的结合位点

（4）、阻遏物与操纵区结合后，阻遏lac mRNA的转录

（5）、诱导物与阻遏物结合后，改变阻遏物的空间构象，使其不能结合到操纵区，从而激活lac mRNA的表达

四、筒述顺式作用元件与反式作用因子。（P299）

答：（1）、顺式作用原件：影响自身基因表达活性的非编码DNA,如启动子、增强子、沉默子

（2）、反式作用因子：

①、定义：能够直接或间接识别或结合在顺式作用原件的核心序列，调控耙基因转录效率的蛋白质

②、常见的反式作用因子：I、HTH结构（螺旋一转折一螺旋结构）

II、锌指结构

III、b ZIP结构（碱性一亮氨酸拉件）

IV、 bHLH结构（碱性一螺症一环一螺旋结构）

V、同源域蛋白

③、反式作用因子的唯一结构基础：转录活化域

④、转录活化域主要结构：I、带负电的螺.旋结构

II、富含谷氨酰胺的结构

III、富含脯氨酸的结构

五、D NA甲基化的方式及其作用。（P292）

答：1、方式：通过两种甲基化酶

（1）日常型甲基化酶：通过甲基化的母钱，将DNA分子中处于半甲基化状态的甲基胞嚅啜相对应的胞喘啜甲基

化

（2）、从头合成甲基化酶：无需母链，将未甲基化的CpG进行甲基化。

2、常见的DNA甲基化：5-mC年一甲基测啼噪），N'-niA （N|—甲基腺瞟吟），7-mG （凰一甲基鸟憚吟）。

3、作用：通过甲基化关闭某些以因的活性、改变染色体结构、DMA构象、DNA稳定性，以及和蛋白相互作用来达

到调控基因表达。

六、简述真核基因转录的过程和调控方式。（P296起）

答：1、转录过程：一般转录过程：模板识别、转录起始、转录延伸、转录终止（参见第三章第七问）

真核生物参转录机黠的组成：

（1）、启动子

①、核心启动子

I、结构：包括转录起始位点以及其上游一35?一25bp处的TATA盒

II、作用：确定转录起始位点，产生基础水平转录

②、上游启动原件I、结构：包括位于一70bp的CAAT盒以及GC盒等

II、作用：提高转录效率

（2）、转录模板：从转录起始点到RNA聚合酶II转录终止处的全部DNA序列。

（3）、R7A聚合酶II

（4）、RNA聚合酶II基础转录所需的蛋白质因子（TFI【）：

①、TFIID、B、F形成初级复合物

②、TFIIH、E加入后形成完整转录复合物

③、加入TFIIA可提高转录效率

④、转录时TFIID, A滞留在转录起始位点上。

2、调控方式：大多数通过顺式作用原件和反式作用因子相互作用调控

（1）、顺式作用原件：启动子：（见上）

增强子：（定义、功能特点见第三章）

沉默子：为参与基因表达负调控的一种元件，其D7A序列被调控蛋白结合后阻断了转录起始

复合物的形成或活化，使基因表达活性关闭。

（2）、反式作用因子：（见上）

分子生物学考试重点后半部分

一、基因工程

答：在体外将核酸分子插入载体分子中，使之进入原先不含此类分子的寄主细胞中，并使之进行持续稳定的繁殖和表达的技术。其与其他技术最显著的区别是，基因工程技术跨越了天然生物屛障，能将来自任何生物的基因置于与之亳无亲缘关系的寄主细胞中。

二、限制性核酸切酶

答：1、定义：能识别DNA中特定的戚基序列，并从该位点切开DNA分子的酶称?。其能够识别并切断外来D7A分子的某些部位，使外来DNA分子失去活性，并限制外来噬菌体的繁殖。

2、分类：

（1）限制性核酸切酶I：能识别专一的核昔酸顺序，并在识别位点附近的核昔酸切割DNA分子，但切割的核昔