分子生物学练习题

分子生物学复习题 一、名词解释 基因： 现代生物学概念：基因决定遗传性状的表达，基因存在于染色体及线粒体DNA上，呈直线排列并 世代相传。 现代分子生物学概念：基因是核酸分子中储存遗传信息的遗传单位，是RNA和蛋白质相关遗传信 息的基本存在形式，是指储存RNA序列信息和有功能的蛋白质多肽链序列信息，以及表达这些信 息所需要的全部核苷酸序列。大部分生物中构成基因的核酸物质是DNA，少数生物（如RNA病毒） 中是RNA。 基因家族：是指一组结构类似、功能相关、核苷酸序列又有同源性的基因。 半保留复制：DNA生物合成时，母链DNA解开为双股单链，各自作为模板，按碱基配对规律，合 成与模板互补的子链。子代细胞DNA,一股单链从亲代完整地接受过来，另一股单链则完全重新合 成，两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致，这种复制方式称为半保留复制。 领头链：在复制过程中，连续复制的链的前进方向始终与复制叉前进的方向一致，称为前导链。 随从链：不连续复制的链在另一条模板上的复制方向则与复制叉前进方向相反，称为随后链。 岗崎片段：随后链是分段合成的，也需要先合成RNA引物，再在引物的3 端上延伸DNA 。这些分 段合成的DNA片段称为冈崎片段。 点突变：DNA分子上的碱基错配又称为点突变。 转录：在RNA聚合酶的催化下，以一段DNA链为模板合成RNA，从而将DNA 所携带的遗传信息传 递给RNA的过程称为转录。 转录起始点:基因的启动子中的特定起始位点 转录单元：转录是不连续、分区段进行的。每一个转录区段叫转录单元，又叫操纵子。 三联子密码：mRNA分子上从5 至3 方向，由AUG开始，每 3个核苷酸为一组，决定肽链上某一 个氨基酸或蛋白质合成的起始、终止信号，称为三联体密码 有意义链： 与mRNA 序列完全相同的那条DNA链称为有意链 (编码链） 反义链：与mRNA互补的另一条DNA链称为无意链（模板链） 增强子：是增强启动子转录活性的DNA序列，并决定组织特异性表达。 启动子：是RNA聚合酶结合位点及其周围的一组转录调控组件（包括转录起始点以及典型的TATA 盒） 。 C值反常现象：在结构和功能相似的物种中 ,甚至在亲缘关系相近的物种中, C值差异大；在不同进 化阶元中，某些低等生物的C值比高等生物的C 值还大。 核不均一RNA（hnRNA）： 真核生物转录生成的RNA 分子是初级RNA转录物，称为核不均一 RNA。 摆动假说：转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基互补与mRNA上的遗传密码反向配对结合， 但反密码与密码间不严格遵守常见的碱基配对规律，称为摆动配对。 前导肽：分泌蛋白和跨膜蛋白的前体的N 端都有一含13-16个氨基酸残基（以疏水氨基酸残基为主） 的肽段- 信号肽。 衰减子：前导序列起到了随色氨酸浓度升高而降低转录的作用，故将这段序列称为衰减子。 外显子：在断裂基因及其初级转录产物上出现，并表达为成熟的核酸序列。 内含子：隔断基因的线性表达而在剪切过程中被除去的核酸序列。 二、简答 1、试比较原核和真核细胞的mRNA的异同 原核生物mRNA常以多顺反子的形式存在。真核生物mRNA一般以单顺反子的形式存在。 原核生物mRNA的转录与翻译一般是偶联的，真核生物转录的mRNA前体则需经转录后加工，加 工为成熟的mRNA与蛋白质结合生成信息体，后才开始工作 。 原核生物mRNA半寿期很短，一般为几分钟 ，最长只有数小时（RNA噬菌体中的RNA除外） 。 真核生物mRNA的半寿期较长， 如胚胎中的mRNA可达数日。 原核与真核生物mRNA的结构特点也不同，Cap与polyA tail。 原核生物具有S-D序列。 2、简述DNA二级结构的特点 （1） 、DNA是反向平行的互补双链结构 （2） 、DNA分子是右手螺旋。 （3） 、疏水性的碱基堆积力和氢键是DNA双螺旋结构的稳定力 （4） 、DNA双螺旋结构具有多样性。Watson-Crick模型的DNA 结构称为B-DNA ，将Rich等人的 DNA双螺旋结构称为Z-DNA；另外还有A-DNA的存在。 3、简述转录的终止过程 4、简述蛋白质生物合成过程。 （1） 、氨基酰tRNA合成酶保证氨基酸与tRNA的正确结合 （2） 、起始复合物的装配启动新生肽链合成 （3） 、新生肽链在核糖体上以连续循环形式进行延伸 （4） 、终止密码导致肽链合成停止 （5） 、新生肽链经加工后成为有功能的蛋白质 5、遗传密码有什么特点? （1） 、连续性(commaless) 编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读，密码间既无间断也无交叉。从mRNA 5 端 起始密码子AUG到3 端终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码连续排列编码一个蛋白质 多肽链，称为开放阅读框架(open reading frame, ORF)。 （2） 、简并性(degeneracy) 遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅有一密码子外，其余氨基酸有2、3、4个或多至 6个三联体为其编码。起始密码子：AUG 、终止密码子：UAA, UAG, UG （3） 、通用性(universal) 蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用；已发现少数例外，如动物细胞的线粒 体、植物细胞的叶绿体；密码的通用性进一步证明各种生物进化自同一祖先。 （4） 、摆动性(wobble) 转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基互补与mRNA上的遗传密码反向配对结合，但反密码 与密码间不严格遵守常见的碱基配对规律，称为摆动配对。 6、简述色氨酸操纵子 色氨酸操纵子（trp operon）： 阻遏型操纵子； 主要参与调控一系列用于色氨酸合成代谢的酶蛋白的转录合成。 当细胞内缺乏色氨酸时，此操纵子开放； 而当细胞内合成的色氨酸过多时，此操纵子被关闭 7、真核生物DNA水平上的基因表达调控 （一）DNA、染色体水平的变化特点 1对核酸酶极度敏感 2DNA拓朴结构变化：天然双链DNA几乎均以负性超螺旋构象存在。当基因激活后，则转录区前 方的DNA拓朴结构变为正性超螺旋，有利于RNA聚合酶向前移动，进行转录。 3. DNA甲基化：DNA甲基化程度与基因表达呈反比。 4染色体结构的变化：组蛋白发生修饰，碱基暴露等原因而引起核小体结构改变，使核小体不稳 定性增加。 （二）RNA聚合酶、mRNA的转录激活及调节 真核生物有3种RNA聚合酶：RNA pol、。 每种RNA聚合酶有约10个亚基组成，其中TATA盒结合蛋白 （TBP）为3种酶共有。 RNA pol对催化mRNA的生成起主要作用。转录前RNA pol必须与TBP 、TFD等各种通 用转录因子形成转录前复合体（PIC） ，从而激活或抑制RNA的转录。 （三）正性调节占主导 真核基因一般都处于阻遏状态，RNA聚合酶对启动子的亲和力很低。 通过利用各种转录因子正性激活RNA聚合酶是真核基因调控的主要机制。 采用正性调节机制更有效、经济、特异； 采用负性调节不经济 （四）转录和翻译过程分开进行 转录与翻译过程分别存在于不同的亚细胞部位（胞核与胞浆） ，可分别进行调控。 8、为什么高含GC的DNA序列有较高的Tm值？ 9、 试论兼并密码子的分子基础。 遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅有一密码子外，其余氨基酸有2、3、4个或多至 6个三联体为其编码。 10、简述反式作用因子中的DNA识别或结合域 三、问答 1、简述原核生物和真核生物在染色体结构与 DNA 复制过程上的主要差异。 2、 试述乳糖操纵子 模 型 及 其 影 响 因 子 。 3