2016分子生物学考试重点.doc

第一章1. 分子生物学的主要研究内容DNA重组技术；结构分子生物学；基因表达与调控；基因组、功能基因组与生物信息学研究2. 分子生物学发展简史上的三大理论发现进化论、细胞学说、基因学说第二章3. 染色体包括哪两大部分。(1) DNA：约占30%，每条染色体含一个双链DNA分子。是遗传信息的载体，也就是所谓的遗传物质。(2)蛋白质：组蛋白(histone)：呈碱性，结构稳定；与DNA结合形成并维持染色质结构； 非组蛋白(nonhistoneproteins)：呈酸性，种类和含量不稳定；作用还不完全清楚，可能与基因表达的调控有关。4. 组蛋白的一般特性1.进化上的极端保守性2.无组织特异性3.氨基酸分布的不对称性 4.组蛋白的修饰作用5.富含赖氨酸和精氨酸5. DNA一级结构（DNA分子中碱基的按摩尔含量计算）一、DNA的一级结构（1）DNA分子中核苷酸的排列顺序，DNA顺序（或序列）（2）DNA分子主要由dAMP、dGMP、dCMP和dTMP四种脱氧核糖核苷酸所组成（3）基因的功能取决于DNA的一级结构 6. 双螺旋结构模型的描述、维持DNA双螺旋结构稳定性的主要因素 1、双螺旋结构模型DNA二级结构的最基本形式；两条DNA单链反向平行；右手双螺旋结构；碱基互补配对：AT，CG碱基位于螺旋的内侧，磷酸和脱氧核糖基位于螺旋外侧，碱基环平面与螺旋轴垂直，糖基环平面与碱基环平面成90角。螺旋直径2nm，相邻碱基对平面间距0.34 nm， 螺旋周期包含10碱基对，螺距3.4nm。小沟位于互补链之间；大沟位于相毗邻双股之间。2、主要因素 碱基堆积力(疏水作用)、氢键、离子键、范德华引力7. 有关DNA的变性的概念、影响因素、变性后的性质改变、DNA的变性温度、核酸杂交1、定义：在理化因素作用下，DNA双螺旋的两条互补链 松散而分开成为单链，从而导致DNA的理化性质及生物学性质发生改变的现象。2、影响因素： 高温：加热 强酸强碱：极端的pH 有机溶剂：甲醇、乙醇、尿素及甲酰胺3、变性后的性质改变 增色效应 旋光性下降 粘度降低 生物学功能丧失或改变4、DNA的变性温度 加热DNA溶液，使其对260nm紫外光的吸收 度突然增加，达到其最大值一半时的温度，就是DNA的变性温度。5、核酸分子杂交： 指具有互补序列的两条核酸单链在一定条件下按碱基配对原则形成双链的过程。6、原核和真核生物基因组的特点（1）原核生物基因组特点：基因组很小，大多只有1条染色体，一个复制起点。单倍体、基因重叠、结构简练、转录单元、基因多是连续的（2） 真核生物基因组特点：基因组大，含有多种序列组分二倍体、转录产物为单顺反子、断裂基因、非编码区域(90%)多于编码区域、具有多复制起点，且每个复制子长度较小、存在大量的顺式作用元件、存在大量的DNA多态性、存在染色体结构和端粒结构8. DNA复制的特点及所需要的物质 1、特点：半保留复制； 半不连续复制； 复制起始点、复制子、复制方向； 需要引物 2、需要的物质：A.底物：以四种脱氧核糖核酸为底物:即dATP,dGTP,dCTP,dTTP (dNMP)n+dNTP (dNMP)n+1+PPiB.模板：DNA复制是模板依赖性的，必须要以亲代DNA链作为模板。 亲代DNA的两股链解开后，可分别作为模板进行复制C.DNA聚合酶D.解链酶E.引物酶F.单链DNA结合蛋白G.拓扑异构酶H.DNA连接酶9. 关于线形DNA复制末端短缩问题的解决方式1、原核生物线形DNA复制5末端短缩问题的解决方式： 环化、连环分子、末端形成发夹、引入末端蛋白2、 真核生物线形DNA复制5末端短缩问题的解决a.端粒：染色体线性DNA分子末端，通常膨大成粒状； 共同的结构特征:富含TG、短重复序列、维持染色体稳定b.端粒酶： RNA-蛋白质复合体、逆转录酶、延长末端DNA链10. PCR反应的原理及影响因素与细胞内DNA半保留复制类似。包括三个基本步骤：变性、退火、延伸影响因素DNA聚合酶、引物、模板、dNTPs、Mg离子浓度、PCR系统反应其他成分、扩增反应程序11. 控制DNA复制保真性的因素有哪些？遵守严格的碱基配对规律DNA聚合酶在复制时对碱基的正确选择DNA聚合酶本身具有校对作用DNA合成起始时及冈崎片段合成开始时都有RNA引物12. 转座作用的遗传学效应导致基因突变 改变基因组大小促使基因组重排染色体结构和基因表达的调控第三章13. 大肠杆菌DNA依赖的RNA聚合酶亚基组成：全 酶：2 ，465kD，与RNA链的起始有关核心酶:2 ，与RNA链的延长有亚基 功能 与模板DNA结合（开链） 起始和催化合成（催化 识别起始点，稳定全酶 决定哪些基因被转录 (转录的特异性)14. 原核生物中封闭性启动子复合物与开放性启动子复合物全酶的因子在DNA双链寻找启动子，因子识别转录起始点（-35区），并与之结合形成封闭启动子复合物，滑动到-10区DNA双链在（-10区）附近解开约14bp的区域，酶与模板形成紧密复合物，即开放性启动子复合物15. 真核生物RNA聚合酶的种类、作用、识别的启动子的特点真核生物的RNA聚合酶分三类.RNA聚合酶存在于核仁中,转录rRNA顺序.RNA聚合酶存在于核质中,转录大多数基因,需要“TATA”框.RNA聚合酶存在于核质中,转录很少几种基因如tRNA基因如5SrRNA基因.16. 列举几种RNA的特点及功能mRNA:信使RNA,是转录产物,可来翻译蛋白质tRNA：转运RNA,用来在翻译过程中运输氨基酸rRNA：核糖体RNA,构成核糖体的成分.siRNA：小RNA,在RNA干扰中起作用的小片段RNAshRNA：小发卡结构RNA,是生成miRNA的前体RNA,也是在RNA干扰中起作用.17. 关于真核生物RNA前体中内含子的拼接过程；顺式拼接、反式拼接的差别；1.拼接体(Spliceosome)联结 内含子的5和 3末端2.形成 套索RNA (lariat RNA), 外显子相互靠近3. 两步转酯（transesterification）反应 ， 切除内含子，连接外显子第四章18. 密码子的性质 mRNA中每个相邻的三个核苷酸 连续性、方向性、简并性、通用性、摆动性19. 原核生物中三种起始因子:IF-1；IF-2；IF-320. 有关蛋白质合成（方向、模板、能量等）氨基酸的活化与搬运；活化氨基酸在核蛋白体上的缩合；多肽链合成后的加工修饰能量：每延长一个aa残基需消耗3个高能键（1个ATP+2个GTP）、起始和终止阶段也各消耗一分子GTP 蛋白质合成方向是从NC21. 蛋白质的生物合成过程包括三大步骤一、氨基酸的活化与搬运；二、活化氨基酸在核蛋白体上的缩合；三、多肽链合成后的加工修饰。 22. 真核与原核细胞蛋白质合成的异同真核生物与原核生物蛋白质合成的异同真核生物原核生物mRNA5端：帽子3端：尾巴单顺反子5端：SD序列多顺反子核糖体80S70S起始tRNAMet-tRNAimetfmet-tRNAifmet终止因子一种（eRF）三种起始因子多, 有CBPs参与少起始复合物形成复杂简单23. 多肽链合成后的加工修饰（1） 一级结构的加工修饰 N端甲酰蛋氨酸或蛋氨酸的切除： 二硫键的形成： 氨基酸的修饰： 肽段的切除（二）高级结构的形成（1）肽链折叠 （2）亚基聚合（3）辅基连接24. 参与蛋白质合成的物质及其作用（1） 三种RNA：mRNA作为合成蛋白质的直接模板；tRNA转运特定氨基酸，辨认mRNA 密码子；rRNA与蛋白质形成核糖体作为合成蛋白质的场所。（2）20种氨基酸作为蛋白质合成的原料。（3） 酶：氨基酰tRNA合成酶催化特异氨基酸的活化；转肽酶催化肽链延长；酯酶，由转肽酶变构而成，水解并释放合成的多肽链。（4） 蛋白质因子：起始因子、延长因子和释放因子分别协助翻译的起始、延长和终止。（5）ATP、GTP：作为供能物质。（6）无机离子：需要镁离子和钙离子的参与第七章25. 基因表达的时空特异性概念时间特异性：生物体或细胞分化发育的不同时期，基因表达的情况是不相同的，这就是基因表达的时间特异性。空间特异性：生物体不同组织细胞中表达的基因数量、基因表达的强度和种类各不相同，这就是基因表达的空间特异性。26. 乳糖操纵元的结构及其正负调控机制1、结构：Promotor: -84-+ 1Operator: -7-+28两者有7bp重叠，使这段序列可能无法同时结合RNA聚合酶和阻遏蛋白，也可能虽然可以同时结合，但无法形成开放的转录起始复合物。2、 正负调控机制（1） 阻遏蛋白的负调控：当细胞内有诱导物时，诱导物结合阻遏蛋白，此刻RNA聚合酶与启动子形成开放式启动子复合物转录乳糖操纵子结构基因。当无诱导物时，阻遏蛋白与操纵基因结合，从而影响聚合酶与启动子的结合，结构基因不能转录。（2）CAP正调控：当细胞内缺少葡萄糖时，cAMP与CAP形成cAMP-CAP复合物，结合于CAP位点，增强RNA聚合酶转录活性。当葡萄存在时，cAMP分解多合成少，CAP不与启动子上的CAP位点结合，RNA聚合酶不与启动子结合，无法起始转录，结构基因表达下降。27. 色氨酸操纵元的阻遏、衰减调控机制1 色氨酸操纵子结构：色氨酸操纵子包含操纵基因O，启动子P，及5个结构基因A、B、C、D、E。E与O之间有一段前导序列L。色氨酸操纵子上游存在调节基因R，编码阻遏蛋白。 2. 阻遏调控：当培养基中无色氨酸时，R编码的阻遏蛋白不与O结合，结构基因表达催化合成色氨酸的酶。当培养基中有大量色氨酸时，阻遏蛋白与色氨酸结合而改变构象，形成活性阻遏物，与O结合，阻遏结构基因转录。 3. 衰减调控：中含有4段特殊序列：序列1编码一个前导肽，前导肽的第10、11位是色氨酸；序列2-3或序列3-4可形成茎环结构。3-4茎环结构是一个转录终止子结构，称为衰减子。 4. 当色氨酸缺乏时，前导肽的翻译停滞于色氨酸密码处，序列2-3形成茎环结构，使序列3、4不能形成衰减子结构，结构基因得以完全转录；当色氨酸充足时，核糖体快速翻译前导肽，并对序列2形成约束，使序列3-4形成衰减子结构，下游的结构基因不被转录。28. 原核基因转录后水平的调控模式有哪些？一、翻译起始的调控二、翻译延长的调控三、翻译终止的调控 四、mRNA稳定性对翻译的调控第八章29. 真核生物DNA水平基因表达调控的方式有哪些染色质结构对基因表达的影响DNA的甲基化与基因活性的调控染色体(质)丢失基因扩增基因重排30. 增强子的特点增强效应明显（转录活性提高100倍）；可以远距离调控（1-4kb）； 增强作用与其序列方向无关;可位于基因的上游或下游；无启动子专一性；有组织和细胞特异性；受外部信号调控。31. 转录因子结合结构域模式和激活结构域模式（1） 结合结构域模式螺旋-转角-螺旋、锌指、碱性亮氨酸拉链、碱性螺旋-环-螺旋（2） 激活结构域模式酸性激活域、 谷氨酰胺富含域、脯氨酸富含域32. 顺式作用元件的种类真核生物中，和被转录的结构基因距离较近，并与基因的转录调控有关的DNA序列有启动子、增强子、沉默子、反应元件四类33. 真核基因转录后水平调控的模式有哪些真核基因转录调节是复杂的、多样的：不同的DNA元件组合可产生多种类型的转录调节方式；多种转录因子又可结合相同或不同的DNA元件；转录因子与DNA元件结合后，对转录激活过程所产生的效果各异，有正性调节或负性调节之分。34. 简述Britten-Davidson模型调控机理a通过特定的激活因子可以同时控制不连锁但含有相同接受位点的许多结构基因的协同表达。含有相同接受位点的结构基因组成一组（set）基因。b如果一个结构基因的邻近具有几个不同的接受位点，每个接受位点可以被一个特异性的激活因子所识别，那么这个结构基因就能在不同情况下表达，也就是说，这一结构基因可以属于几个不同的组。c如果一个感受位点可以控制几个综合者基因，可同时产生几种激活因子，那么，不同组的基因也可以同时被激活进行协同表达，这种同处于一个感受位点之下的所有结构基因称为一套（battery）基因。35. DNA甲基化的作用机制及生物学效应作用机制： DNA甲基化是最早发现的修饰途径之一，可能存在于所有高等生物中。 DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。生物学效应：CpG甲基化：X染色体失活、亲本印记、肿瘤发生、个体发育第九章36. 经典单基因病、多基因病、获得性基因病、肿瘤、良性肿瘤、恶性肿瘤（癌）的概念经典单基因病：某个单个基因位点上产生了缺陷等位基因。多基因病：多个基因及调控这些基因表达的环境因子之间的相互作用。获得性基因病：由病原微生物感染引起的传染病，是病原微生物基因组与人类基因组相互作用的结果，都涉及基因结构与表达模式的改变。肿瘤:不受正常生长调控而繁殖的一群细胞。良性肿瘤：生长局限在自己的正常位置，不侵染周围组织或其他器官。恶性肿瘤（癌）：具有侵染性和转移性，能够侵染、破坏临近的正常组织并随循环系统散布至更远的组织。37. 体外培养的正常细胞和转化细胞的差别（一）对血清生长因子的需要不同（二）细胞密度（三）锚定依赖性（四）增殖生命期（五）移动的接触抑制38. 原癌基因的激活机制: 点突变；LTR插入；基因重排；基因丢失；基因扩增39. 基因治疗的概念及其存在的问题基因治疗（gene therapy）：是指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，以达到治疗目的。也就是将外源基因通过基因转移技术将其插入病人的适当的受体细胞中，使外源基因制造的产物能治疗某种疾病。从广义说，基因治疗还可包括从DNA水平采取的治疗某些疾病的措施和新技术。1.靶向性基因导入系统 基因治疗中的关键问题是必须将治疗基因送入特定的靶细胞，并在该细胞中得到高效表达。2.外源基因表达的可控性 最理想的可控性是模拟人体内基因本身的调控形式。3.治疗基因过少 绝大部分多基因病，如恶性肿瘤、高血压、糖尿病、冠心病、神经退行性疾病的致病基因还有待查明。第十一章40. HGP的任务包括哪四张图谱、启动时间、中国所承担的测序任务？1. 遗传图谱、物理图、转录图、序列图2. 启动时间:19903.测序任务:1999.9，中科院遗传所人类基因组中心被接受为HGP新成员，承担3号Chr短臂上30 Mb（1HG）测序任务。41. 比较基因组学、功能基因组学的概念功能基因组学：包括以转录图为基础的功能制图（基因组表达图）；比较基因组学：包括对不同进化阶段生物基因组的比较研究，也包括不同人种、族群和群体基因组的比较研究。名词：42. 基因：基因（就是指DNA分子中含有特定遗传信息的核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位;是合成有功能的多肽链或RNA所必需的全部核酸序列（通常是DNA序列）43. C值/C值矛盾：指单倍体基因组中的DNA含量,一般进化程度越高的生物其C值越大。C值矛盾：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。即真核生物基因组中含有大量的重复序列，且功能DNA序列大多被不编码蛋白质的非功能DNA所隔开44. 启动子（promoter)：位于基因上游,与RNA聚合酶识别,结合并起始转录有关的一些DNA序列(双链)45. CRP位点（cAMP ）：在启动子上游，可与CAP蛋白结合，促进RNA聚合酶与启动子区结合或诱导解链；具有反向重复序列RNA编辑：转录后的RNA在编码区发生的碱基的加入、丢失或转换，是一种与RNA加帽、加尾、剪接不同的RNA加工形式，转录后改变RNA的序列，使成熟RNA的序列与基因组DNA序列不同；是对生物学中心法则的补充，扩大了mRNA遗传信息容量。46. 核酶(ribozyme)：具有催化活性的RNA，呈槌头型结构47. 无义突变：在DNA序列中，正常密码子转变为终止密码子的突变，他使蛋白质合成提前终止，合成无功能或无意义的多肽48.