分子生物学复习资料.pdf

06 生工分子生物学复习资料 仅供参考之用 如直接引用后果自负 1 分子生物学就是要解释生物分子结构与功能间的关系 以及这种关系是如何操纵和调控 各种生化过程的 其主要目标在于 DNA RNA 和蛋白质等大分子和大分子复合体 以及 复制 转录和翻译的过程 操作这些分子的先进的实验技术是现代分子生物学的核心 2 类核体 Nucleoid 过氧化物酶体是由一层单位膜围绕而成的圆形或卵圆形小体 直径 约为 0 6 0 7 m 电镜下 内含极细的颗粒状物质 中央常含有电子密度较高呈规则的 结晶状结构 称类核体 类核体为尿酸氧化酶的结晶 人类和鸟类的过氧化物酶体中不 含尿酸氧化酶 所以其过氧化物酶体中没有类核体 3 核酸的基本结构 先由 4 种碱基与戊糖分子的 1 位共价结合形成核苷 RNA 中的戊糖为 核糖 而 DNA 中的戊糖为 2 脱氧核糖 再由一个或多个磷酸基团共价结合到核苷的 3 5 位 或 2 位 在核糖核苷中 而形成核苷酸 RNA 和 DNA 分别由相应的 5 三磷酸核 苷 即 5 三磷酸核糖核苷 NTP 和 5 三磷酸脱氧核糖核苷 dNTP 构成 核酸链中 核糖或脱氧核糖的 5 位之间由磷酸键连接 即形成 3 5 磷酸二酯键 因此核酸由具有 方向性的糖磷酸骨架 以及结合于每一糖分子 1 位的碱基构成 其重复单位是核苷酸 由于磷酸分子带有负电 致使核酸成为具有强负电性的多聚大分子 4 B 型双螺旋结构特点 主链由两条反向平行的多核甘酸链组成 形成右手螺旋 A 为右 Z 为左 主链在螺旋外侧 碱基在内侧 碱基对配对 A 和 T C 和 G 满足 Chargaff 的当量的规律 DNA 双螺旋结构的螺距为 3 4nm A 为 2 8 Z 为 4 5 包含 10 个核 苷酸 低温有到的 A 型为 11 主要存在于 RNA 及 RNA 与 DNA 的杂合体 Z 为 12 双螺旋的平均直径为 2nm A 为 2 6 Z为 1 8 此外 DNA 双螺旋中存在大沟和小沟 5 维持 DNA 稳定的作用力 氢键 碱基堆积力 反离子作用 不稳定因素 磷酸基团间 的静电斥力 和碱基内能增加 温度 使氢键因碱基排列有序状态的破坏而减弱 6 DNA 变性的因素 1 高温 2 有机溶剂 3 高 PH 值 4 降低盐浓度 复性的条件 1 温度低于 Tm25 2 高浓度 3 复性的时间长短 4DNA 复杂度 5DNA 的长度 6 离子强度的高低 7 增色效应 hyperchromic effect 由于 DNA 变性引起的光吸收增加称增色效应 也就是 变性后 DNA 溶液的紫外吸收作用增强的效应 8 减色效应 hypochromic effect 若变性 DNA 复性形成双螺旋结构后 其 260nm 紫外 吸收会降低 这种现象叫减色效应 9 DNA 变性 DNA denaturation 加热或用碱处理双链 DNA 使氢链断裂 结果 DNA 变成为单链 此称为 DNA 的变性 10 DNA 复性 DNA annealing DNA 的复性指变性 DNA 在适当条件下 二条互补链全部 或部分恢复到天然双螺旋结构的现象 11 DNA 杂交 DNA hybridization 在双链 DNA 经热变性成为单链状态以后 放在适当 的盐类浓度和温度的条件下由于碱基间重新形成氢键 二条单链的 DNA 又会恢复成原 来的 Watson Crick 型的双链结构 12 Tm 值 DNA 熔解温度 指把 DNA 的双螺旋结构降解一半时的温度 不同序列的 DNA Tm 值不同 DNA 中 G C 含量越高 Tm 值越高 成正比关系 13 C 值悖论 C value paradox C 值和生物结构或组成的复杂性不一致的现象称为 C 值 悖论 14 纯 dsDNA 的 A260 A280 为 1 8 纯 RNA 的 A260 A280 为 2 0 蛋白质的 A260 A280 小于 1 15 常染色质是染色质的主要成分 染色较浅 着色均匀 当细胞不处于分裂期间 常染色 质呈高度分散状态 占据细胞核内的大部分空间 同细胞分裂期间的染色体结构相比 常染色质的折叠 包装和凝缩程度是很疏松的 当细胞进入分裂时期 在分裂周期的不 同阶段 常染色质的凝缩程度也随之发生变化 常染色质的凝缩状态同基因的活性相关 联 其凝缩程度很可能支配着基因的活性 活性表达状态的基因一定处在常染色质中 但常染色质中的基因并非全处于活性表达状态 通常只有一小部分基因在进行转录 因 此 位于常染色质内是基因表达的必要条件 但不是充分条件 16 异染色质折叠非常致密 在染色体上染色较深 而且在细胞分裂周期中致密程度很少发 生变化 异染色质多半位于染色体的着丝粒 cen tromere 在间期细胞核内 染色很 深的致密的异染色质呈簇状分布在核仁和核膜的四周 折叠致密的染色质内没有表达活 性的基因 所以处于有丝分裂中的染色体是没有转录活性的 换言之 细胞在分裂过程 中基因转录是停止的 同样 位于异染色质中的基因也是没有转录活性的 在间期细胞 中含有两种异染色质 每种异染色质各有不同的 DNA 序列 但这些 DNA 序列都不进行 转录 17 基因组中串联重复数百次的某些基因或基因簇区域构成中度重复 DNA 区段 如 RNA 基 因和组蛋白基因簇 DNA 复性分为三个不同阶段 1 单一序列 DNA2 中度重复 DNA 串 联基因簇和分散重复 3 高度重复 DNA 卫星 DNA 06 生工分子生物学复习资料 仅供参考之用 如直接引用后果自负 18 半保留复制 semiconservative replication DNA 在复制过程中 在 DNA 聚合酶的催 化下 一个 DNA 分子就复制成两条结构完全相同的 DNA 分子 由于复制后的 DNA 分 子是由一个新链与一个旧链构成的 故称为半保留复制 19 复制子 replicon 能够作为一个独立单位进行复制的一段 DNA 序列 20 复制泡 replication bubbles 两个靠得很近的复制叉之间形成的空间称为复制泡 21 复制叉 replication fork DNA 复制时在 DNA 链上通过解旋 解链和 SSB 蛋白的结 合等过程形成的 Y 字型结构称为复制叉 在复制叉处作为模板的双链 DNA 解旋 同时 合成新的 DNA 链 22 复制起点 origin of replication 复制子上起始复制的 DNA 序列 23 复制终点 Terminus of replication 复制子上终止复制的 DNA 序列 24 复制体 Replisome DNA 延伸过程中 DNA 聚合酶 的全酶二聚体 引发体和 DNA 解旋转酶以物理方式合成一个大的复合体成为复制体 该复制体以每妙 90bp 的速率合 成 DNA 25 半不连续复制 semi discontinuocos replication DNA 分子复制是沿着分子的全长中 从若干起点向其两侧进行复制 然后经 DNA 连接酶将复制成的片段连接起来成一完整 的分子 这样可使复制速度大大加快 加速生长发育的过程 这种作用称为半不连续复 制 26 端粒酶 Telomerase 含一个短的 RNA 分子 能部分与端粒 DNA 的重复序列配对 此外还含有反转录酶 27 前导链 leading strand 与复制叉移动的方向一致 通过连续的 5 3 聚合合成的 新的 DNA 链 28 后随链 lagging strand 与复制叉移动的方向相反 通过不连续的 5 3 聚合合成 的新的 DNA 链 29 RNA 引物 Priming 是一小段单链 DNA 或 RNA 作为 DNA 复制的起始点 存在于自 然中生物的 DNA 复制 30 冈崎片段 Okazaki fragment 相对比较短的 DNA 链 大约 1000 核苷酸残基 是在 DNA 的滞后链的不连续合成期间生成的片段 31 用 RNA 引导 DNA 复制的原因很可能是出于保证 DNA 复制的高忠实性 32 简述原核 DNA 复制过程中复制叉处的蛋白因子及其主要功能 1 拓扑异构酶 DNA 旋 转酶 引入负超螺旋 2 解旋酶 分开 DNA 双链 3 单链 DNA 结合蛋白 SSB 防止分开的单链重新退火 防止核酸酶降解 4 引物酶 合成 RNA 引物 5DNA 连接酶 在缺刻处形成磷酸二酯键 6DNA 聚合酶 催化 DNA 合成 7DNA 聚合酶 降 解引物 填补空缺并纠错 33 半不连续复制机制不能完成线性染色体末端的复制 因为没有 DNA 可用来取代后随链 的 5 端切掉的 RNA 引物来延伸相应的 DNA 为了克服这一缺点 真核生物染色体的末 端采取了由数百个简单重复的序列构成的结构 这些序列不含遗传信息 并且 3 端突出 于另一条链的 5 端 端粒酶含有一个约 150 核苷酸长的 RNA 分子 其部分序列与上述 重复序列互补 该 RNA 分子作为模板 通过反复延伸 聚合作用 与易位 反复地将 重复片段加到突出的 3 端上 而互补链则像一般的后随链那样复制 最终留下 3 突出端 34 复制忠实性的分子机理 1DNA 聚合酶 保证 Watson Crick 碱基配对 23 5 校正活性 3RNA 引发 使滞后链 5 端得到校正 4 错配修复 35 简述 DNA 损伤的类型 1 自发的 DNA 损伤 包括转氨作用 脱嘌呤作用 脱嘧啶作用 2 氧化损伤 活性氧自由基 ROS 导致的 DNA 损伤如超氧化物和氢氧根 3 烷基化作 用 亲电子的烷化剂对核苷酸的修饰作用如甲基甲烷脯磺酸盐 MMS 和乙基亚硝酸脲 ENU4 加合物 DNA 损伤扭曲了双螺旋导致变性如嘧啶二聚体 36 DNA 修复方式及机理 1 光复活又称光逆转 这是在可见光 波长 3000 6000 埃 照 射下由光复活酶识别并作用于二聚体 利用光所提供的能量使环丁酰环打开而完成的修 复过程 图 2 光复活酶已在细菌 酵母菌 原生动物 藻类 蛙 鸟类 哺乳动物中 的有袋类和高等哺乳类及人类的淋巴细胞和皮肤成纤维细胞中发现 这种修复功能虽然 普遍存在 但主要是低等生物的一种修复方式 随着生物的进化 它所起的作用也随之 削弱 2 切除修复又称切补修复 最初在大肠杆菌中发现 包括一系列复杂的酶促 DNA 修补复制过程 主要有以下几个阶段 核酸内切酶识别 DNA 损伤部位 并在 5 端作一切 口 再在外切酶的作用下从 5 端到 3 端方向切除损伤 然后在 DNA 多聚酶的作用下以 损伤处相对应的互补链为模板合成新的 DNA 单链片断以填补切除后留下的空隙 最后 再在连接酶的作用下将新合成的单链片断与原有的单链以磷酸二酯链相接而完成修复 过程 3 重组修复从 DNA 分子的半保留复制开始 在嘧啶二聚体相对应的位置上因复 制不能正常进行而出现空缺 在大肠杆菌中已经证实这一 DNA损伤诱导产生了重组蛋白 06 生工分子生物学复习资料 仅供参考之用 如直接引用后果自负 在重组蛋白的作用下母链和子链发生重组 重组后原来母链中的缺口可以通过 DNA多聚 酶的作用 以对侧子链为模板合成单链 DNA 片断来填补 最后也同样地在连接酶的作用 下以磷酸二脂键连接新旧链而完成修复过程 重组修复也是啮齿动物主要的修复方式 重组修复与切除修复的最大区别在于前者不须立即从亲代的 DNA 分子中去除受损伤的 部分 却能保证 DNA 复制继续进行 原母链中遗留的损伤部分 可以在下一个细胞周期中 再以切除修复方式去完成修复 4SOS 修复是 SOS 反应的一种功能 SOS 反应是 DNA 受到损伤或脱氧核糖核酸的复制受阻时的一种诱导反应 在大肠杆菌中 这种反应由 recA lexA 系统调控 正常情况下处于不活动状态 当有诱导信号如 DNA 损伤或复制 受阻形成暴露的单链时 recA 蛋白的蛋白酶活力就会被激活 分解阻遏物 lexA 蛋白 使 SOS 反应有关的基因去阻遏而先后开放 产生一系列细胞效应 引起 SOS 反应的信 号消除后 recA 蛋白的蛋白酶活力丧失 lexA 蛋白又重新发挥阻遏作用 5 暗修复是 指照射过紫外线的细胞的 DNA 不需要可见光的反应而修复 使细胞的增殖能力恢复 的过程 6 错配修复在含有错配碱基的 DNA 分子中 使正常核苷酸序列恢复的修复方 式 修复的过程是 识别出正确的链 切除掉不正确的部分 然后通过 DNA 聚合酶和 DNA 连接酶的作用 合成正确配对的双链 DNA 37 光复活修复 Photoreactivation Repair 是指照射过紫外线的细胞的 DNA 需要可见光 的反应而修复 使细胞的增殖能力恢复的过程 38 39 载体的基本特征 1 具有复制原点 ori ARS 2 含有选择标记基因 3 含有多克隆位点 multiple cloning site MCS 4 容易从宿主细胞中分离 5 分子量小 拷贝数高 40 载体的类型 1 克隆载体 以繁殖 DNA 片段为目的的载体 2 表达载体 允许外源基因 插入并表达的载体 该载体必须带有启动子和终止子 以便基因的转录 3 整合载体 允 许外源 DNA 插入 在转化后使之整合到宿主染色体 DNA 中的载体 整合是通过同源重 组实现的 41 怎样实现真核基因在大肠杆菌中高水平的表达 1 要有表达载体 2 载体要有强启动子和 终止子 3 还要有完整的 ORF 和合适的核糖体结合位点 RBS 和组氨酸标签 42 基因组文库 Genomic Library 用限制性内切酶切割细胞的整个基因组 DNA 可以得 到大量的基因组 DNA 片段 然后将这些 DNA 片段与载体连接 再转化到细菌中去 让 宿主菌长成克隆 这样 一个克隆内的每个细胞的载体上都包含有特定的基因组 DNA 片段 整个克隆群体就包含基因组的全部基因片段总和称为基因组文库 43 cDNA 文库 以 mRNA 为模板 经反转录酶催化 在体外反转录成 cDNA 与适当的载 体常用噬菌体或质粒载体连接后转化受体菌 则每个细菌含有一段 cDNA 并能繁殖扩 增 这样包含着细胞全部 mRNA 信息的 cDNA 克隆集合称为该组织细胞的 cDNA 文库 44 PCR 基本原理 PCR Polymerase Chain Reaction 聚合酶链反应 是一种选择性体外扩 增 DNA或 RNA的方法 它包括三个基本步骤 1 变性 Denature 目的双链 DNA片段在 94 下解链 2 退火 Anneal 两种寡核苷酸引物在适当温度 50 左右 下与模板上的 目的序列通过氢键配对 3 延伸 Extension DNA模板 引物结合物在 TaqDNA聚合酶 的作用下 以 dNTP 为反应原料 靶序列为模板 按碱基配对与半保留复制原理 合成 一条新的与模板 DNA 链互补的半保留复制链重复循环变性 退火 延伸三过程 就可获 06 生工分子生物学复习资料 仅供参考之用 如直接引用后果自负 得更多的 半保留复制链 而且这种新链又可成为下次循环的模板 每完成一个循环需 2 4 分钟 2 3 小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍 Plateau 到达平台 期所需循环次数取决于样品中模板的拷贝 45 有义链 sense strand DNA 双链在转录过程中于转录形成的 RNA 序列相同 T 对应 U 的那条链叫做有义链 46 反义链 antisense strand 转录时作为 mRNA 合成模板的那条单链叫做模板链或反义 链 47 大肠杆菌 RNA 聚合酶亚基有哪些作用 1a 亚基 a 核心酶中有两个相同的 a 亚基 b 由 rpoA基因编码 c 为核心酶组装所必须 d 可能在启动子识别过程中起一定作用 2b 亚 基 a 由 rpoB 基因编码 b 是 RNA 聚合酶的催化活性中心 cb 亚基可能含有负责转录起 始与延伸的两个结构域 3 亚基 a 由 rpoC 基因编码 b 结合有两个 Zn 2 离子 可能 参与催化过程 cb 可能负责结合 DNA 4 因子 a 许多原核细胞含有多个 因子 用 于识别不同的启动子 E coli 中最常用的是 70 b 与核心酶结合形成 RNA 聚合酶全 酶 c 因子在启动子识别中异常重要 它可以降低核心酶与非特异序列的亲和系数 104 提高核心酶与相应启动子的亲和力 dRNA 链起始合成出 8 9 个 nt 时 s 从全 酶上脱离下来 e 细胞中 因子要比 RNA 聚合酶中其它亚基地数量要少 48 大肠杆菌 70 启动子的特点 1 启动子一致序列 启动子含有短的保守序列 是 RNA 聚合酶结合并起始转录所必须的 10 区和 35 区 2 转录起始点 碱基多为嘌呤 G 比 A 更常见 3 启动子效率 P184 186 49 启动子清除 promoter clearance 当 RNA 合成起始成功后 s 因子从核心酶上释放 下来 结果形成 polymerase DNA 新生 RNA 三聚体 导致 RNA 聚合酶沿 DNA 模板移 动 使得新一轮的转录从启动子处起始 50 启动子 promoter 位于基因转录起点上游 负责启动基因转录的 DNA 序列 51 增强子 enhancer 能提高与其连锁的结构基因转录水平的 DNA 序列 它是通过启动 子来增加转录的 52 操纵子 operon 存在于原核生物当中 由启动子 操纵基因和一系列的结构基因紧 密结合而成 是多数原核生物基因调控的实现方式 53 转座子 Transposons 是基因组中一段可移动的 DNA 序列 可以通过切割 重新整合 等一系列过程从基因组的一个位置 跳跃 到另一个位置 两端各有一段 IS 序列 IS 序列之间夹着一段与转座无关的序列 54 插入序列 IS 简单的转座子 两端都有转座酶识别所需的反向重复序列 除转座所需基 因外不携带任何宿主基因 55 不依赖 因子的终止子 Rho independent terminators DNA 上能够引起大肠杆菌聚合 酶在没有 因子的情况下外终止转录的序列 56 尽管 RNA 聚合酶可在紧跟一串 U 残基的发夹结构处自行终止转录 但有的终止位点并 不形成强的发夹结构 须用一种辅助因子即 蛋白来帮助转录终止 57 真核生物 RNA 的转录与原核生物 RNA 的转录过程不同 真核生物 RNA 的转录是在 细胞核内进行的 而蛋白质的合成则是在细胞质内进行的 所以 RNA 转录后首先必须 从核内运输到细胞质内 才能指导蛋白质的合成 真核生物一个 mRNA 分子一般只含 有一个基因 原核生物的一个 mRNA 分子通常含有多个基因 而除少数较低等真核生物 外 一个 mRNA 分子一般只含有一个基因 编码一条多肽链 真核生物 RNA 聚合 酶较多 在原核生物中只有一种 RNA 聚合酶 催化所有 RNA 的合成 而在真核生物中 则有 RNA 聚合酶 RNA 聚合酶 和 RNA 聚合酶 三种不同酶 分别催化不同种类 型 RNA 的合成 三种 RNA 聚合酶都是由 10 个以上亚基组成的复合酶 RNA 聚合酶 存在于细胞核内 催化合成除 5SrRNA 以外的所有 rRNA 的合成 RNA 聚合酶 催化合 成 mRNA前体 即不均一核 RNA hnRNA 的合成 RNA聚合酶 催化 tRNA和小核 RNA 的合成 真核生物 RNA 聚合酶不能独立转录 RNA 原核生物中 RNA 聚合酶可以 直接起始转录合成 RNA 真核生物则不能 在真核生物中 三种 RNA 聚合酶都必须在 蛋白质转录因子的协助下才能进行 RNA 的转录 另外 RNA 聚合酶对转录启动子的识 别 也比原核生物更加复杂 如对 RNA 聚合酶 来说 至少有三个 DNA 的保守序列与 其转录的起始有关 第一个称为 TATA 框 TATA box 具有共有序列 TATAAAA 其位置 在转录起始点的上游约为 25 个核苷酸处 它的作用可能与原核生物中的 10 共有序列 相似 与转录起始位置的确定有关 第二个共有序列称为 CCAAT 框 CCAAT box 具 有共有序列 GGAACCTCT 位于转录起始位置上游约为 50 500 个核苷酸处 如果该序 列缺失会极大地降低生物的活体转录水平 第三个区域一般称为增强子 enhancer 其位置可以在转录起始位置的上游 也可以在下游或者在基因之内 它虽不直接与转录 复合体结合 但可以显著提高转录效率 06 生工分子生物学复习资料 仅供参考之用 如直接引用后果自负 58 解释为何真核染色体末端不能完整复制 这会造成什么样的后果 真核生物如何解决这 个问题 由于 DNA 聚合酶绝对需要 RNA 引物 并从 5 3 方向延伸 当聚合结束时 冈崎片断的 RNA 引物水解 随后由 DNA 连接酶完成 在新合成链的 5 端 RNA 引物去 除后 因为没有 DNA 可用来取代从后随链的 5 端切掉的 RNA 引物作为模板来延伸相应 的 DNA 从而使染色体末端不能完整复制 这样每经过一次复制 染色体 5 末端就会缩 短 即意味着每一轮 DNA 复制都将出现子代 DNA 分子被截短的情况 真核生物体的末 端采取了由数百个简单重复序列构成的结构来克服这一缺点 即端粒结构 例如在人类 中是 TTAGGG 这些序列不含遗传信息 并且 3 端突出于另一条链的 5 端 复制会使 端粒 5 端缩短 而端粒酶可外加重复单位到5 末端上 结果维持端粒一定长度 59 一个真核 mRNA 可以编码多种蛋白吗 可以 基因转录产生的 mRNA 分子中 由于核 苷酸的缺失 插入或置换 基因转录物的序列不与基因编码序列互补 使翻译生成的蛋 白质的氨基酸组成 不同于基因序列中的编码信息 这种现象称为RNA编辑 通过 mRNA 的编辑 一个真核 mRNA 即可产生多种蛋白质 60 乳糖操纵子 lac operon 1 负调控是指调节基因产物 repressor 的调控 repressor 有活性时阻遏了 lac Z Y A 的表达 当环境中无乳糖时 I 基因产生的蛋白质即阻遏物同 操纵基因 O 结合 阻止了 RNA 多聚酶的向前推进 不能合成 mRNA 也就无几个酶的 合成 2 正调控是指 CRP cAMP 复合物的调控 当环境中有乳糖时 cAMP cAMP 激活 CAP CAP cAMP 复合物与 CAP 结合 促进转录 P193 61 色氨酸操纵子 trp operon 色氨酸的操纵区和第一个结构基因 E 之间存在一段前导肽 序列 The leader sequence 其中包含一个弱化子位点 an attenuator site 色氨酸的浓 度决定转录是否在该位点上终止 前导肽基因含有 4 个 GC 富含区域 其中 1 区含有两个 相邻的色氨酸密码子 这 4 个区域可形成两种选择的发夹结构 1 2 3 4 或 2 3 当培 养基中色氨酸的浓度很低时 负载有色氨酸的 tRNATrp 也就少 这样翻译通过两个相邻色 氨酸密码子的速度就会很慢 当 4 区被转录完成时 核糖体才进行到 1 区 或停留在两个相 邻的 Trp 密码子处 这时的前导区结构是 2 3 配对 不形成 3 4 配对的终止结构 所以转 录可继续进行 直到将 Trp 操纵子中的结构基因全部转录 而当培养基中色氨酸浓度高时 核糖体可顺利通过两个相邻的色氨酸密码子 在 4 区被转录之前 核糖体就到达 2 区 这样 使 2 3 不能配对 3 4 区可以自由配对形成茎 环状终止子结构 Trp 操纵子中的结构基 因被关闭而不再合成色氨酸 P197 62 乳糖操纵子 1 个调节基因 3 个结构基因 lacZ 编码 半乳糖苷酶 可水解乳糖 lacY 编 码半乳糖苷渗透酶 转运乳糖 lacA 编码硫代半乳糖苷转乙酶 参与代谢乳糖 1 个启 动子 从单一的启动子 Plac 开始 3 个结构基因被转录成一条 mRNA 1 个操纵基因 操纵基因 Olac operator 位于 5 至 21 上游紧临启动子 Plac 是阻遏物 阻遏蛋白 lac repressor 的结合位点 和 1 个调控元件 调节基因 LacI 63 低浓度葡萄糖 高浓度乳糖 cAMP 水平高 CRP 结合 cAMP 后被活化 结合到 CRP 位点 异乳糖与阻遏蛋白结合 使后者不能结合操纵基因 RNA pol 结合到启动子上 发 生高水平转录 高浓度葡萄糖 高浓度乳糖 cAMP 水平低 CRP 无活性 不能结合 到 CRP 位点 异乳糖与阻遏蛋白结合 使后者不能结合操纵基因 RNA pol 结合到启动 子上 发生低水平转录 高浓度葡萄糖 低浓度乳糖 cAMP 水平低 CRP 无活性 不 能结合到 CRP 位点 异乳糖与操纵基因结合 RNA pol 结合到启动子上 转录水平极低 低浓度葡萄糖 低浓度乳糖 cAMP 水平高 CRP 结合 cAMP 后被活化 结合到 CRP 位点 阻遏蛋白结合操纵基因 RNA pol 结合到启动子上 转录水平极低 64 热休克 大肠杆菌热休克蛋白编码基因的启动子被一个含有变异的 因子 32 的 RNA 聚合酶全酶所识别 含 32全酶主要作用于热休克蛋白的启动子但不识别大部分其他基 因的共有序列启动子 相应地 热休克启动子含有一些与结合到 70上的其他一般启动 子的不同序列 65 06 生工分子生物学复习资料 仅供参考之用 如直接引用后果自负 66 RNA pol II 的 CTD 羧基末端结构域 的功能 1 部分磷酸化可以使键转录和翻译 2 3 CTD 在转录起始时不被磷酸化 一旦进入延伸阶段就被磷酸化 4 RNA Pol II 转录所 有的编码蛋白的基因 CTD 是转录延伸特异激活的重要靶标 5 提供剪接体和加尾酶等 的附着位点 67 结合在 TATA 附近核苷酸序列上的因子称为通用转录因子 TBF 结合在上游特异核苷 酸序列上的蛋白质因子称为转录调控因子 68 增强子的特点 Enhancer 能够远距离激活基因表达的控制元件 1 能强烈激活邻近基 因的转录 2 没有方向性 3 可在远于 1 kb 以外的距离起作用 4 具有邻近性 69 转录因子上的结构域有 1 DNA 结合结构域 DNA binding domains activity 2 二聚体 结构域 dimerization domains regulation 3 激活结构域 activation domains activity 4 配体结合结构域 ligand binding domains regulation 70 DNA 结合结构域有 1 螺旋 转角 螺旋结构域 2 锌指结构域 3 碱性结构域 71 二聚体结构域有 1 亮氨酸拉链 2 螺旋 环 螺旋结构域 72 转录结构域有 1 酸性激活结构域 2 富含谷氨酸结构域 3 富含脯氨酸结构域 73 核酶 ribozyme 一种可以催化特定生化反应的 RNA 分子 74 RNA 编辑 RNA editing 基因转录产生的 mRNA 分子中 由于核苷酸的缺失 插入 或置换 基因转录物的序列不与基因编码序列互补 使翻译生成的蛋白质的氨基酸组成 不同于基因序列中的编码信息 这种现象称为 RNA 编辑 75 剪接体 Spliceosome 在剪接过程中形成的剪接复合物称为剪接体 剪接体的主要组 成是小分子的核 RNA snRNA 和与这些 RNA 结合的核蛋白 负责所有编码蛋白的 mRNA 的剪接 76 核酶的具体作用主要有 1 催化形成磷酸二酯键 即连接酶作用 2 水解反应 即核 酸内切酶作用 3 磷酸基团转移反应 即磷酸转移酶作用 4 脱磷酸作用 即酸性磷 酸酶作用 5 RNA 限制性内切酶作用 6 催化形成肽键 77 5 帽子 的功能 a 防止 mRNA 遭降解 b 提高翻译的效率 c 有利于往胞质转运 d 参与剪 接第一个外显子 78 poly A 尾巴 的功能 a 提高 mRNA 的稳定性 b 提高翻译效率 c 参与剪接最后一个内含 子 79 剪接 Splicing 从前体 mRNA 中移除内含子 连接外显子的过程 80 参与 RNA 加工核酶类型 1 参与 MRNA 拼接的 U2和 U6 2 参与前体 tRNA 加工的 RNA 酶 p 3 自我剪接的 和 内含子 81 真核生物 hnRNA 加工包括 5 端加帽 3 端剪切和聚酰苷化 剪接以及甲基化 82 核内不均一核糖核蛋白体 hnRNP hnRNA 与蛋白质结合就形成了 hnRNP 核内小核糖 核蛋白体颗粒 snRNP particles 除了 U6外 其他 snRNP 包含于 hnRNP 83 5 加 帽 怎样加上 什么时候加上 当新生 mRNA 合成出 20 30 nt 时 7 甲基鸟 苷酸 7 methylguanosine 被共价连接到前体 mRNA 的 5 端 通过 5 5 三磷酸 二酯键相连 该键由鸟苷酸转移酶催化 84 加尾信号 RNA pol II 转录没有精确的终止位点 mRNA 前体在多聚腺苷酸化位点 polyadenylation site 5 YA 3 Y 嘧啶 切开 该位点上游 20nt 处为多聚腺苷酸化 信号 polyadenylation signal 5 AAUAAA 3 下游有富含 GU 的序列几乎所有的 mRNA 都有 poly A 尾巴 除 histone 的前体 mRNA 之外 85 外显子 Exon 真核生物基因的编码序列是不连贯的 即在两个编码序列之间有一段 不编码蛋白质的非编码序列 编码序列称为外显子 出现在 mRNA 分子中的基因序列 86 内含子 Intron 真核生物基因的编码序列是不连贯的 即在两个编码序列之间有一段 不编码蛋白质的非编码序列 非编码序列称为内含子 不出现在mRNA中的基因序列 87 剪接体 Spliceosome 主要由 snRNAs U1 U2 U5 U4 U6 与蛋白结合成的 snRNPs 在前体 mRNA 上组装而成的复合物 负责内含子的移除和外显子的连接 88 可变 mRNA 加工 指一种前体 mRNA 经过加工得到多种成熟 mRNA 的现象 其途径 a 利用不同的启动子 d 利用不同的 poly A 位点 c 保留内含子 d 保留或移除外显子 89 遗传密码的特点 1 遗传密码是三联体密码 2 三联体密码是连续的 不重叠的 3 遗 传密码具有简并性 通用性 偏好性 摇摆性 90 可读框 open reading frame DNA 上一段从起始密码子 ATG 起到终止密码子 TGA TAA TAG 止的连续的密码子区域 但没有已知的蛋白质产物 该区域被称为可读框 91 移码突变 frameshift mutation 在正常的 DNA 分子中 碱基缺失或增加非 3 的倍数 造成这位置之后的一系列编码发生移位错误的改变 这种现象称移码突变 06 生工分子生物学复习资料 仅供参考之用 如直接引用后果自负 92 氨酰 tRNA Aminoacyl tRNA 的合成 1 由氨酰 tRNA 合成酶催化 来自 ATP 的 AMP 连接到特定 aa 的 COOH 上 2 相应的 tRNA 取代 aa AMP 上的 AMP 93 氨酰 tRNA 合成酶 a 氨基酸 serine b 对应 tRNA tRNAser c 对应氨酰 tRNA 合成酶 丝氨酰 tRNA 合成酶 d 氨酰 tRNA 丝氨酰 tRNAser 94 SD 序列 SD sequence 在细菌 mRNA 起始密码子 AUG 上游 10 个碱基左右处 有一 段富含嘌呤的碱基序列 能与细菌 16SrRNA3 端识别 并互补 帮助从 AUG 处的翻 译起始 95 真核与原核蛋白质合成的异同真核与原核蛋白质合成的异同 真核 原核 核蛋白体核蛋白体 80S 70S 含蛋白数量含蛋白数量 多于 80 少于 60 小亚基结构小亚基结构 无嘧啶区和互补区 含嘧啶区与互补 tRNA tRNAimet tRNAfmet 启动启动 eIF 9 10 种 需 ATP 小亚基先与 tRNA 结合 再 与 mRNA 结合 延长延长 EF1 EF2 EFTu EFTs 终止终止 RF 需 GTP RF1 RF2 RF3 96 原核生物的蛋白质生物合成 氨基酸在核糖