分子生物学复习题最终整理的版本.doc

分子生物学思考题一、名词解释1、C值矛盾 生物基因组的大小同生物在进化上所处地位的高低没有绝对的相关性，这种现象2、DNA的重排 3、断裂基因真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因。4、管家基因 在生物体生命的全过程都是必须的，且在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达的基因。5、奢侈基因特定类型细胞中为其执行特定功能蛋白质编码的基因。 6、CpG岛 基因组中长度为3003000 bp的富含CpG二核苷酸的一些区域，主要存在于基因的5区域。启动子区中CpG岛的未甲基化状态是基因转录所必需的，而CpG序列中的C的甲基化可导致基因转录被抑制。7、反式作用因子是指真核细胞内含有的大量可以通过直接或间接结合顺式作用元件而调节基因转录活性的蛋白质因子。8、顺式作用元件是指那些与结构基因表达调控相关、能够被基因调控蛋白特异性识别和结合的特异DNA序列。包括启动子、上游启动子元件、增强子、加尾信号和一些反应元件等。9、RNA编辑在初级转录物上增加、删除或取代某些核苷酸而改变遗传信息。是一种遗传信息在RNA水平发生改变的过程，可使RNA序列不同于基因组模板DNA序列。10、选择性剪接在初级转录物上增加、删除或取代某些核苷酸而改变遗传信息。是一种遗传信息在RNA水平发生改变的过程，可使RNA序列不同于基因组模板DNA序列。11、CAP是大肠杆菌分解代谢物基因活化蛋白，这种蛋白可将葡萄糖饥饿信号传递个许多操纵子，使细菌在缺乏葡萄糖时可以利用其他碳源。12、回文序列具有反向重复的DNA序列。通常是DNA结合蛋白的识别部位，也是限制性核酸内切酶识别位点的序列特征。13、micRNA mRNA干扰性互补RNA，又称反义RNA，是指能与被调控的RNA或DNA互补的小分子RNA，通过碱基的互补配对与目标mRNA或DNA形成双链复合物，影响RNA的修饰、翻译、转录等过程，封闭或抑制基因的正常表达 。 14、信号肽分泌蛋白新生肽链N端的一段2030氨基酸残基组成的肽段。将分泌蛋白引导进入内质网，同时这个肽段被切除。现这一概念已扩大到决定新生肽链在细胞中的定位或决定某些氨基酸残基修饰的一些肽段。 15、弱化子 位于基因内部的不依赖于的转录终止子，可以使转录提前终止而发挥抑制基因表达作用16、增强子增强基因启动子工作效率的顺式作用序列，能够在相对于启动子的任何方向和任何位置(上游或下游)上都发挥作用。17、绝缘体 18、沉默子可降低基因启动子转录活性的一段DNA顺式元件。与增强子作用相反。19、魔斑PpGpp与pppGpp的作用不只是一个或几个操纵子，而是影响一大批，所以称他们是超级调控子或称为魔斑。20、上游启动子元件 是指对启动子的活性起到一种调节作用的 DNA 序列，-10 区的 TATA、-35 区的 TGACA 及增强子，弱化子等。21、SD序列 转录出的mRNA要进入核糖体上进行翻译，需要一段富含嘌呤的核苷酸序列与大肠杆菌16S rRNA3，末端富含嘧啶的序列互补，是核糖体的识别位点。22、物理图谱 表示某些基因与遗传标志之间在基因组上的直线相对位置和距离的图谱。23、功能基因组学 研究基因组中各基因的功能，包括基因的表达及其调控模式的学科。24、增效突变顺式作用的启动子等调控序列的突变不是阻碍相对应的转录单元转录所必需的。若改变启动子序列的突变能提高转录启动的效率，则这样的突变称为增效突变。25、减效突变顺式作用的启动子等调控序列的突变不是阻碍相对应的转录单元转录所必需的。转录启动的效率可能会因此而下降，相邻基因的转录会减弱，这样的突变称为减效突变。 26、转化指质粒DNA或以它为载体构建的重组DNA导入细菌的过程。27、转导指以噬菌体为载体，在细菌之间转移DNA的过程，有时也指在真核细胞之间通过逆转录病毒转移和获得细胞DNA的过程。28、转染指病毒或以它为载体构建的重组子导入真核细胞的过程。29、基因打靶是指通过DNA定点同源重组，改变基因组中的某一特定基因，从而在生物活体内研究此基因的功能。30、DNA芯片：DNA芯片技术是指在固相支持物上原位合成寡核苷酸或者直接将大量的DNA探针以显微打印的方式有序地固化于支持物表面，然后与标记的样品杂交，通过对杂交信号的检测分析，即可获得样品的遗传信息。由于常用计算机硅芯片作为固相支持物，所以称为DNA芯片。31、反义核酸技术是通过合成一种短链且与DNA或RNA互补的，以DNA或RNA为目标抑制翻译的反义分子，干扰目的基因的转录、剪接、转运、翻译等过程的技术。32、终止子常指转录终止子。转录过程产生RNA的一段可终止转录的茎-环结构序列；位于模板基因下游该结构所对应的DNA序列。在大肠杆菌中有依赖于或不依赖于的两类终止子。33、转座子转座元件中的一种，具有完整转座元件的功能特征并能携带内外源基因组片段(单基因或多基因)。在基因组内移动或在生命体之间传播并可表达出新的表型。34、模体 构成任意一种特征序列或结构的基本单位35、锌指 一些蛋白质中的模体，主要存在于作为转录因子的DNA结合结构域模体中，通常由约20多个氨基酸残基组成，可形成指形的环，其中有2个半胱氨酸和2个组氨酸(或4个半胱氨酸)残基螯合锌离子36、亮氨酸拉链一种蛋白质中常见的结构模体，由一组(通常是45个)重复片段组成，每个重复片段的第7个氨基酸残基均为亮氨酸，两条含有此模体的多肽链可形成卷曲螺旋结构，最初发现于DNA结合蛋白，但也可存在于其他类型蛋白质。37、cDNA文库含一种生物体所有基因编码的cDNA分子的克隆群。38、基因组文库某种生物全部基因组DNA序列的随机片段重组DNA克隆的群体。该文库以DNA片段的形式贮存着某种生物全部基因组的信息，可以用来选取任何一段感兴趣的序列进行复制和研究。材料来自生物体基因组是RNA(如RNA病毒)所构建的核酸片段克隆群体，也是该生物的基因组文库。39、启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列。40、终止子位于真核基因中远离转录起始点，能明显增强启动子转录效率的特殊DNA序列。它可位于被增强的转录基因的上游或下游，也可相距靶基因较远。41、分子伴侣 一组从细菌到人广泛存在的蛋白质，非共价地与新生肽链和解折叠的蛋白质肽链结合，并帮助它们折叠和转运，通常不参与靶蛋白的生理功能。主要有三大类：伴侣蛋白、热激蛋白70家族和热激蛋白90家族。42、同尾酶一类识别DNA分子中不同核苷酸序列，但能酶切产生相同黏性末端的限制性内切酶。43、同裂酶 有一些来源不同的限制酶识别的是同样的核苷酸靶子序列，这类酶称为同裂酶44、Southern 印迹 将电泳分离的DNA片段转移到一定的固相支持物上的过程。45、Northern 印迹 将RNA变性及电泳分离后，将其转移到固相支持物上的过程。46、Western 印迹 也称Western免疫印迹，是指将蛋白质样品经聚丙烯酰胺凝胶电泳分离，然后转移至到固相载体（例如硝酸纤维素薄膜）上，然后用抗体通过免疫学反应检测目的蛋白，分析基因的表达程度。47、原位杂交一种在完整染色体内对特异性DNA片段定位的技术。即以探针(如DNA、RNA探针等)直接探测靶分子或靶序列在生物体(染色体、细胞、组织、整个生物体等)内的分布状况。48、基因治疗在基因水平上治疗疾病的方法。包括基因置换、基因修正、基因修饰、基因失活、引入新基因等。49、基因敲除将细胞基因组中某基因去除或使基因失去活性的技术。去除原核生物细胞、真核生物的生殖细胞、体细胞或干细胞基因组中的基因等。广义的基因敲除包括某个或某些基因的完全敲除、部分敲除、基因调控序列的敲除以及成段基因组序列的敲除。常用同源重组的方法。敲除的基因用以观察生物或细胞的表型变化，是研究基因功能的重要手段。50、副密码子转移核糖核酸(tRNA)分子上被氨酰tRNA合成酶识别、决定其携带何种氨基酸的部位和区域。二、问答题PCR的基本原理？该技术是在模板DNA、引物和四种脱氧核糖核苷酸存在下，依赖于DNA聚合酶的酶促合成反应。DNA聚合酶以单链DNA为模板，借助一小段双链DNA来启动合成，通过一个或两个人工合成的寡核苷酸引物与单链DNA模板中的一段互补序列结合，形成部分双链。在适宜的温度和环境下，DNA聚合酶将脱氧单核苷酸加到引物3-OH末端，并以此为起始点，沿模板53方向延伸，合成一条新的DNA互补链。PCR引物设计的基本要求？1、引物长度一般为1530个核苷酸。过短影响PCR的特异性，过长会提高相应退火温度，使延伸温度超过TaqDNA聚合酶最适温度74,影响产物的生成。2、引物的碱基尽可能随机，避免出现嘌呤、嘧啶碱基堆积现象。3端不应有连续3个G和C。否则会使引物和模板错误配对。G+C含量一般占45 -55。3端和5端引物具有相似的Tm值,Tm值计算公式：Tm4(G+C)+ 2(A+T)3、引物自身不应存在互补序列以避免折叠成发夹结构。引物的连续互补序列，一般不超过3bp。4、两个引物之间不应存在互补序列，尤其应避免3端的互补重叠。5、引物与非特异扩增区的序列的同源性不超过70，引物3末端连续8个碱基在待扩增区以外不能有完全互补序列，否则易导致非特异性扩增。6、引物3端碱基是引发延伸的起点，因此一定要与模板DNA配对。引物3端最佳碱基选择是G和C，形成的碱基配对比较稳定。7、引物与模板结合时，引物的5端最多可以游离十几个碱基而不影响PCR反应的进行。8、引物的5端可以修饰，如附加限制酶位点，引入突变位点，用生物素、荧光物质、地高辛标记，加入其它短序列包括起始密码子、终止密码子等分子克隆中常用的工具酶及良好载体的条件？（1）、常用的工具酶1、 限制性核酸内切酶：是细菌产生的一类能识别和切割双链DNA分子内特定的碱基顺序的核酸水解酶。2、 DNA连接酶：将两段DNA分子拼接起来的酶。3、 DNA聚合酶：催化单核苷酸链延伸。4、 逆转录酶：依赖于RNA的DNA聚合酶，这是一种有效的转录RNA成为DNA的酶，产物DNA又称互补DNA。5、 末端脱氧核糖核酸转移酶：将脱氧核糖核酸加到DNA的3末端。6、 碱性磷酸酶：催化去除DNA、RNA等的5磷酸基团。7、 依赖DNA的RNA聚合酶：识别特异性启动子，RNA转录。（2）、良好载体的条件1、必须有自身的复制子；2、载体分子上必须有限制性核酸内切酶的酶切位点，即多克隆位点，以供外源DNA插入；3、载体应具有可供选择的遗传标志，以区别阳性重组子和阴性重组子；4、载体分子必须有足够的容量；5、可通过特定的方法导入细胞；6、对于表达载体还应具备与宿主细胞相适应的启动子、前导顺序、增强子、加尾信号等DNA调控元件。核酸分子杂交的原理？具有互补序列的两条单链核酸分子在一定的条件下（适宜的温度及离子强度等）碱基互补配对结合，重新形成双链；在这一过程中，核酸分子经历了变性和复性的变化，以及在复性过程中个分子间键的形成和断裂。杂交的双方是待测核酸和已知序列。影响杂交的因素？1、核酸分子的浓度和长度：核酸浓度越大，复性速度越快。探针长度应控制在50-300个碱基对为好。2、温度：温度过高不利于复性，而温度过低，少数碱基配对形成的局部双链不易解离，适宜的温度是较TM值低25度。3、离子强度：在低离子强度下，核酸杂交非常缓慢，随着离子强度的增加，杂交反应率增加。高浓度的盐使碱基错配的杂交体更稳定，所以进行序列不完全同源的核酸分子杂交时必须维持杂交反应液中的盐浓度和洗膜液中的盐浓度。4、杂交液中的甲酰胺：甲酰胺能降低核酸杂交的TM值。它有以下优点：在低温下探针更稳定；能更好地保留非共价结合的核酸。5、核酸分子的复杂性：是指存在于反应体系中的不同顺序的总长度。两个不同基因组DNA变性后的相对杂交速率取决于样品浓度绝对一致时的相对复杂性（即DNA中的碱基数）。6、非特异性杂交反应：在杂交前应对非特异性杂交反应位点进行封闭，以减少其对探针的非特异性吸附作用。DNA芯片的原理？DNA芯片技术就是一种大规模的集成的固相核酸分子杂交，以大量已知碱基序列的寡核苷酸片段为探针，检测样品中哪些核酸序列与其互补，然后通过定性定量分析得出待测样品的基因序列及表达的信息。其方法包括芯片的制备、样品的准备、分子杂交和检测分子。某学生在用EcoR 切割外源片段时，出现了星号活性，请分析可能的原因?答：星号活性(Star Activity)：某些条件下，一种特异性识别顺序的限制性内切酶 在酶切同一种DNA片段时会产生新的酶切位点而得到不同的酶解片段的酶活性则称星号活性。主要的原因：(1) 甘油浓度过高：是引起星号活性的常见原因(在限制性内切酶的浓度与DNA数量的比值为50u/ugDNA时，甘油的含量 为7.5（v/v）便能引起星号活性。当应用酶浓度较低微10u/ugDNA时,甘油含量高于15（v/v）或以上也会引起星号反应)。 (2) 离子强度不适合 (3) 阳性离子的变化，如将缓冲体系中Mg# 改为 Mn# 时可促使EcoRI, HindIII产生星号反应。 (4) 溶液中pH的变化。如用EcoRI 酶解时，反应体系中的pH值由PH2.5升高到PH8.5时也会出现星号反应 (5) 有机溶剂残留的影响在序列5CGAACATATGGAGT-3中含有一个6bp的 类限制性内切核酸酶的识别序列，该位点的序列可能是什么?CATATG下面几种序列中你认为哪一个(哪些)最有可能是类酶的识别序列：GAATCG，AAATTT， GATATC，ACGGCA?为什么?GATATC；AAATTT，因为它们是回文序列。当两种限制性内切核酸酶的作用条件不同时，若要进行双酶切，应采取什么措施?为什么?、注意星活性，先低盐，后高盐；先低温酶，后高温酶；并且可以直接在换酶前将第一 种酶失活，再加第二种酶，否则，易产生星活性。或使用通用缓冲液。按适当的顺序，列出将一种mRNA的 cDNA克隆到表达载体所用到的酶。简述以粘粒为载体构建基因文库的原理用限制性内切核酸酶切割 DNA后，经电泳检查，发现有拖尾现象，其可能的原因是什么?蛋白与 DNA 的结合、酶混杂、酶切条件不适合、有外切核酸酶污染等。病毒、原核、真核基因组的特点？1、病毒基因组的特点： 种类单一；单倍体基因组：每个基因组在病毒中只出现一次；形式多样；大小不一；基因重叠；动物/细菌病毒与真核/原核基因相似：内含子；具有不规则的结构基因；基因编码区无间隔：通过宿主及病毒本身酶切；无帽状结构；结构基因没有翻译起始序列。2、原核基因组的特点：为一条环状双链DNA；只有一个复制起点；具有操纵子结构；绝大部分为单拷贝；可表达基因约50%，大于真核生物小于病毒；基因一般是连续的，无内含子；重复序列很少。3、真核基因组的特点：真核生物基因组远大于原核生物基因组，结构复杂，基因数庞大，具有多个复制起点；基因组DNA与蛋白质结合成染色体，储存于细胞核内；真核基因为单顺反子，而细菌和病毒的结构基因多为多顺反子；基因组中非编码区多于编码区；真核基因多为不连续的断裂基因，由外显子和内含子镶嵌而成；存在大量的重复序列；功能相关的基因构成各种基因家族；存在可移动的遗传因素；体细胞为双倍体，而精子和卵子为单倍体。详述大肠杆菌色氨酸操纵子的调控机理。大肠杆菌色氨酸操纵子的转录受阻遏和衰减两种机制的控制，前者通过阻遏蛋白和操纵基因的作用控制转录的起始，后者通过前导序列形成特殊的空间结构控制转录起始后是否进行下去。 1）色氨酸操纵子的可阻遏系统：在阻遏系统中，起负调控的调节基因的产物是一个无活性的阻遏蛋白，色氨酸是辅阻遏物；当色氨酸不足时，阻遏蛋白无活性，不能和操纵基因结合，色氨酸操纵子能够转录；当色氨酸充足时，阻遏蛋白和它结合而被激活，从而结合到操纵基因上，而色氨酸操纵子的操纵基因位于启动基因内，因此，活性阻遏物的结合排斥了RNA聚合酶的结合，从而抑制了结构基因的表达。 2）色氨酸操纵子的衰减调控在色氨酸操纵子的操纵基因和第一个结构基因之间有一段前导序列L，在前导序列上游部分有一个核糖体结合位点，后面是以起始密码AUG开头的14个氨基酸的编码区，编码区有两个紧密相连的色氨酸密码子，后面是一个终止密码子UGA，在开放阅读框下游有一个不依赖因子的终止子，是一段富含G/C的回文序列，可以形成发夹结构，因此可以在此处终止转录。另外前导序列包含4个能进行碱基互补配对的片断1区、2区、3区和4区。它们能以1、2和3、4或2、3的方式进行配对，从而使前导序列形成二级结构的变化。在细菌中，翻译与转录偶连，一旦RNA聚合酶转录出trp mRNA中的前导肽编码区，核糖体便立即结合上去翻译这一序列。当细胞中缺乏色氨酸时，Trp-tRNATrp的浓度很低，核糖体翻译前导肽至两个连续的色氨酸密码子处就陷入停顿，这时核糖体只占据1区，由RNA聚合酶转录的2区和3区便可配对，4区游离在外，这样就不能形成终止子结构，RNA聚合酶就可以一直转录下去，最后完成trp全部结构基因的转录，得到完整的mRNA分子。当细胞中存在色氨酸时，就有一定浓度的Trp-tRNATrp，核糖体便能顺利通过两个连续的色氨酸密码子而翻译出整个前导肽，直到前导肽序列后面的终止密码子UGA处停止。此时，核糖体占据了1区和2区，结果3区和4区配对，形成转录终止子结构，使RNA聚合酶终止转录。实现衰减调控的关键在于时间和空间上的 巧妙安排。在空间上，两个色氨酸密码子的位置很重要，不可随意更改；在时间上，核糖体停顿于两个色氨酸密码子上时，序列4应当还未转录出来。乳糖操纵子的作用机制？1、乳糖操纵子的组成：大肠杆菌乳糖操纵子含Z、Y、A三个结构基因，分别编码半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶，此外还有一个操纵序列O，一个启动子P和一个调节基因I。2、阻遏蛋白的负性调节：没有乳糖存在时，I基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列O处，乳糖操纵子处于阻遏状态，不能合成分解乳糖的三种酶；有乳糖存在时，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵序列，乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶。所以，乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控。3、CAP的正性调节：在启动子上游有CAP结合位点，当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时，cAMP浓度升高，与CAP结合，使CAP发生变构，CAP结合于乳糖操纵子启动序列附近的CAP结合位点，激活RNA聚合酶活性，促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。4、协调调节：乳糖操纵子中的I基因编码的阻遏蛋白的负调控与CAP的正调控两种机制，互相协调、互相制约。真核生物转录水平的调控机制？真核生物在转录水平的调控主要是通过反式作用因子、顺式作用元件和RNA聚合酶的相互作用来完成的，主要是反式作用因子结合顺式作用元件后影响转录起始复合物的形成过程。1、 转录起始复合物的形成：真核生物RNA聚合酶识别的是由通用转录因子与DNA形成的蛋白质-DNA复合物，只有当一个或多个转录因子结合到DNA上，形成有功能的启动子，才能被RNA聚合酶所识别并结合。转录起始复合物的形成过程为：TFD结合TATA盒；RNA聚合酶识别并结合TFD-DNA复合物形成一个闭合的复合物；其他转录因子与RNA聚合酶结合形成一个开放复合物。在这个过程中，反式作用因子的作用是：促进或抑制TFD与TATA盒结合；促进或抑制RNA聚合酶与TFD-DNA复合物的结合；促进或抑制转录起始复合物的形成。2、 反式作用因子：一般具有三个功能域（DNA识别结合域、转录活性域和结合其他蛋白结合域）；能识别并结合上游调控区中的顺式作用元件；对基因的表达有正性或负性调控作用。3、 转录起始的调控：反式作用因子的活性调节：表达式调节反式作用因子合成出来就具有活性；共价修饰磷酸化和去磷酸化，糖基化；配体结合许多激素受体是反式作用因子；蛋白质与蛋白质相互作用蛋白质与蛋白质复合物的解离与形成。反式作用因子与顺式作用元件的结合：反式作用因子被激活后，即可识别并结合上游启动子元件和增强子中的保守性序列，对基因转录起调节作用。反式作用因子的作用方式成环、扭曲、滑动、Oozing。反式作用因子的组合式调控作用：每一种反式作用因子结合顺式作用元件后虽然可以发挥促进或抑制作用，但反式作用因子对基因调控不是由单一因子完成的而是几种因子组合发挥特定的作用。真核生物转录后水平的调控机制？（1）、5，端加帽和3，端多聚腺苷酸化的调控意义：5，端加帽和3，端多聚腺苷酸化是保持mRNA稳定的一个重要因素，它至少保证mRNA在转录过程中不被降解。（2）、mRNA选择性剪接对基因表达调控的作用（3）、mRNA运输的控制表观遗传学研究内容是什么？真核基因的表达受细胞核内和外的多层次的调节，呈现多级调控，包括遗传调控和表观遗传调控。遗传调控包括基因转录，转录后加工，翻译及翻译后修饰等环节，其中转录水平的调控是真核生物遗传信息传递过程中第一个具有高度选择性的环节。在遗传调控过程中，反式作用因子与顺式作用元件的相互作用是构成基因表达调控网络的基础。表观遗传调控是指在转录前基因在染色体水平上的结构调整，他是真核基因组的一种独特的调控机制，所以表观遗传学又称为染色质为基础的基因表达调控。表观遗传方式的遗传是指单细胞或多细胞把遗传信息传递给子代的过程，这种传递不伴有编码蛋白基因的核苷酸序列的改变。而这类遗传信息以DNA甲基化，组蛋白翻译后修饰等形式存在。表观遗传三个含义：1，可遗传的，即这类改变哪个通过有丝分裂或减数分裂在细胞或个体世代间遗传；2，可逆性的基因表达调节，有学者描述为基因活性或功能的改变；3，没有DNA序列的变化或不能用DNA序列的变化来解释。叙述由一段DNA序列形成多种蛋白产物的机制。由一段DNA形成多种蛋白产物的可能机制有：阅读框不同、抗终止作用、可变剪切和RNA编辑。 重叠基因在X174中最早发现，两个邻近的基因以一种巧妙的方式发生重叠，转录出来的mRNA以不同的阅读框阅读并被表达，产生两种以上的蛋白产物。在噬菌体中有不同时期表达的操纵子，如左向早期操纵子可以转录出两种mRNA，这是由于依赖于因子的终止作用以及早期基因编码的抗终止蛋白的抗终止作用造成的。抗终止蛋白与RNA聚合酶结合后修饰了酶的构象，使其不再识别弱终止子，从而使一段DNA可以转录出多种mRNA，从而产生两种以上的蛋白产物。 真核生物的hnRNA含有内含子，通过剪接可将其出去形成Mrna,但有的高等真核细胞存在可变剪接，即来自一个基因的RNA，其某个内含子的5供体在不同的条件下和不同内含子的3受体进行剪接，从而将来自一个基因的mRNA前体剪接产生多种mRNA，翻译出不同的蛋白质。另外，在真核生物中存在RNA编辑，将mRNA在转录后进行插入、缺失或核苷酸的替换，改变DNA 模板的遗传信息，从而翻译出氨基酸序列不同的多种蛋白质。原核生物与真核生物启动子的主要差别？答：原核生物 真核生物 TTGACA - TATAAT-起始位点 增强子-GC -CAAT-TATAA5mGpp起始位点 35 -10 -110 -70 -25原核生物和真核生物基因表达调控的异同？真核生物和原核生物在基因表达调控上的巨大差别是由两者基本生活方式不同所决定的。原核生物主要通过转录调控以开启或关闭某些基因来适应环境条件尤其是营养水平的变化。真核生物基因调控范围更加宽广，并能在特定时间和特定细胞中激活特定的基因从而实现预定的、有序的、不可逆转的分化、发育过程，并使生物的组织和器官保持正常功能。哪三个序列对原核生物mRNA的精确转录是必不可少的？-35(RNA聚合酶结合位点)、10(RNA聚合酶起始位点)启动子序列和终止子。激活蛋白（CAP）对转录的正调控作用？环腺苷酸（cAMP）受体蛋白CRP（cAMP receptor protein），cAMP与CRP结合后所形成的复合物称激活蛋白CAP（cAMPactivated protein ）。当大肠杆菌生长在缺乏葡萄糖的培养基中时，CAP合成量增加，CAP具有激活乳糖（Lac）等启动子的功能。一些依赖于CRP的启动子缺乏一般启动子所具有的典型的-35区序列特征（TTGACA）。因此RNA聚合酶难以与其结合。 CAP的存在（功能）：能显著提高酶与启动子结合常数。主要表现以下二方面： CAP通过改变启动子的构象以及与酶的相互作用帮助酶分子正确定向,以便与-10区结合，起到取代-35区功能的作用。 CAP还能抑制RNA聚合酶与DNA中其它位点的结合，从而提高与其特定启动子结合的概率。什么叫原癌基因？原癌基因是通过什么途径活化的？是细胞内存在的一些对控制细胞生长和分化有关的基因，与病毒癌基因有广 泛的同源性。若其发生突变，则可致癌。原癌基因活化途径：点突变LTR 插 入基因重排基因缺失基因扩增。简述人类基因组计划成果体现的四个图谱。遗传图，是指基因或 DNA 标志在染色体上的相对位置与遗传距离，常用基 因或 DNA 片段在染色体交换过程中的分离频率厘摩（cm）表示。所用遗传标记 为 RFLP、重复序列以及分散于基因组中的单个碱基的差异（单个核苷酸的多态 性） 。物理图，是指以已知核苷酸序列的 DNA 片段为“路标” ，以碱基对作为基 本测量单位（图距）的基因组图。用 STS 技术绘制基因组物理图是目前为止最有 效的方法。 转录图， 也称 cDNA 图或表达序列标签图 （EST） 是用所得到的 cDNA ， 或 EST 筛选全长的转录本，并将该基因准确地定位于基因组上。人类基因组的 核苷酸序列图，是分子水平上最高层次的、最详尽的物理图。测定 30 亿个核苷 酸组成的全序列，目前已基本完成。 因此，人类基因组计划进入后基因组时代。列出真核生物mRNA与原核生物mRNA的区别。（1）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。 （2）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。（3）原核生物mRNA半寿期很短，一般为几分钟。真核生物mRNA的半寿期较长，有的可达数日。（4）原核与真核生物mRNA的结构特点也不同。真核生物mRNA由5端帽子结构、5端不翻译区、翻译区、3端不翻译区和3端聚腺苷酸尾巴组成，原核生物mRNA无5端帽子结构和3端聚腺苷酸尾巴。在体内，rRNA和 tRNA都具有代谢的稳定性，而 mRNA的寿命却很短,原因何在?在不同的营养状态或细胞分化期间，mRNA的(种类和数量)变化很大；rRNA和 tRNA则无此特性。为什么真核生物核糖体RNA基因具有很多拷贝?因为rRNA需要的量很大，并且没有翻译扩增作用。为什么说信使RNA的命名源自对真核基因表达的研究，比说源自对原核基因表达的研究更为恰当?真核基因表达过程是被区室化的。 mRNA的合成与成熟是在细胞核中完成的，翻译则发生在细胞质中，转录“信息”被传递到细胞核外的核糖体中。由于真核细胞 mRNA的半衰期比原核细胞mRNA长而且可以通过多种实验方法干扰转录“信息”的传递，因此可分离出真核细胞的mRNA。说明为什么mRNA仅占细胞RNA总量的一小部分(3一5)。mRNA只占总RNA的3一5，这主要是有以下两个原因：由于需要大量的核糖体和稳定的tRNA群，因此mRNA合成量比其他RNA的量要少；由于对内切酶与外切核酸酶敏感，mRNA容易自发地降解，所以在原核细胞中mRNA的半衰期只有2一15分钟，真核细胞中也只有424小时。起始tRNA具有哪两种与其他 tRNA不同的特性?带有一个甲酰化的氨基酸(N甲酰甲硫氨酸)； (2)它是惟一一种同30S核糖体亚基mRNA复合物内的密码子(AUG)起反应的tRNA区别rRNA和mRNA在翻译中的作用。mRNA是氨基酸装配成多肽的模板。 tRNA一方面是识别特异氨基酸的接头分子，另一方面又可以识别特异的mRNA密码子。氨基酸分子如何与正确的tRNA分子连接?对于每一种氨基酸都有一种特殊的氨酰tRNA合成酶，这种酶可以识别自己的氨基酸和相应的空载tRNA在ATP存在的情况下，它把氨基酸的羧基同tRNA 3端的 CCA连接起来。DNA复制起始过程如何受DNA甲基化状态影响?亲本DNA通常发生种属特异的甲基化。在复制之后，两模板-复制体双链DNA是半甲基化的。半甲基化DNA对膜受体比对DnaA有更高的亲和力，半甲基化DNA不能复制，从而防止了成熟前复制。描述滚环复制过程及其特征。仅是特定环状DNA分子的复制方式。（1）复制过程：1）环状双链DNA的+链被内切酶切开；2）以-链为模板，DNA聚合酶以+链的3端作为引物合成新的+链，原来的+链DNA分子的5端与-链分离；3）+链的3端继续延长；4）引发酶以离开的+链为模板合成RNA引物，DNA聚合酶以+链为模板合成新的-链；5）通常滚环复制的产物是一多聚物，其中大量单位基因组头尾相连。（2）复制过程的特征：1）复制是单方向不对称的；2）产物是单链DNA，但可通过互补链的合成转变为双链；3）子代DNA分子可能是共价连接的连环分子；4）连环分子随后被切成与单个基因组相对应的片段。比较真核生物与原核生物转录起始的第一步有什么不同。细菌中，DNA指导的RNA聚合酶核心酶由四个亚基组成(两个亚基，一个亚基，一个亚基)，核心酶与亚基结合产生全酶。核心酶可以催化NTP的聚合，但只有全酶能够引发转录的开始。主要的步骤是：具有特异识别能力的。亚基识别转录起，始点上游的启动子特异同源序列，这样可以使全酶与启动子序列结合力增加，形成封闭的二元复合物。关键的作用是RNA聚合酶与DNA的相互作用。真核生物中，当含TBP的转录因子与DNA相互作用时，其他因子也结合上来，形成起始复合体，这一复合体再与RNA聚合酶结合，因此主要是RNA聚合酶与蛋白质之间的作用。阐述原核生物的转录终止。(1)转录终止的两种主要的机制是什么?(2)描述翻译怎样能调节转录终止。(3)为什么在细菌转录终止中很少涉及到Rho因子?(4)怎样能阻止转录的终止?原核生物中的转录终止作用概要如下： (1)原核生物中两种不同的转录终止机制：在某一位点不需要其他因子协助仅依赖于内在终止子的终止机制；依赖于肋因子的终止机制。 (2)翻译可通过弱化作用调节转录终止，例如发生在氨基酸生物合成基因的表达中。前导肽的翻译可以调节结构基因下游的转录。这种调节的重要性充分体现在氨基酸的生物合成中(例如色氨酸)。原核细胞中转录和翻译是同时发生的，正在翻译的核糖体就像在追赶正在转录的RNA聚合酶。具有所需氨酰tRNA时，核糖体可将前导序列翻译成前导肽，而在前导开放读码框的终止密码子处终止翻译。新生的mRNA自由形成3-4茎环(完全配对)终止结构，所以阻碍了DNA指导的RNA聚合酶的前进，结构基因的下游转录终止，即发生弱化现象。若某种氨基酸短缺，则会导致相应的氨酰tRNA短缺，核糖体终止在前导可读 框中所短缺的氨基酸密码子上。 2-3茎环形成抗终止子，这一茎环不是聚合酶的终止信号，它可以防止3-4茎环的形成，使结构基因的转录进行下去。 (3)在原核生物中、转录与翻译是同时进行的，意味着核糖体追赶着DNA指导的 RNA聚合酶。Rho因子是一个依赖于RNA的ATP水解酶，能够在转录过程中将在转录泡中的RNA-DNA杂合体分开。因此它顺着转录的方向(53)追赶DNA指导的RNA聚合酶。若核糖体正好妨碍了它的前进，则依赖于肋因子的终止反应不会发生。 （4)最为常见的机制是抗终止(参见噬菌体遗传学)。抗终止于是一种能识别终止序列上游抗终止序列(例如噬菌体的nut位点)的蛋白质，它帮助抗终止子所利用的底物(如噬菌体基因表达中的Nus蛋白)与依赖DNA的RNA聚合酶的相互作用，通读下游的终止子序列。概括说明因子对启动子调节的辅助功能。因子是RNA聚合酶的别构效应物，能增加聚合酶对启动子的亲和力，同时降低聚合酶对非启动子区的亲和力。由于同一个聚合酶可以和几种不同因子结合，故可利用选择不同的因子起始不同的基因转录。转录涉及模板链和编码链的分离，解释在转录中单链 DNA是怎样被保护的。转录过程中控板与编码链分离时，聚合酶覆盖了整个转录泡从解旋位点到螺旋重新形成位点，因此单链的DNA被保护起来。与复制不同，转录不需要单链结合蛋白的参与。解释因子是怎样选择专一性启动子共有序列而启动不同基因表达的(考虑对环境压力的应答)因子对不同基因的启动子同源序列有特异选择性。不同的。因子与核心酶结合形成不同的全酶，启动相应基因表达。如果一些。因子不是组成型而是受环境或发育信号所诱导的，则细胞会表现出差异的基因表达。在形成内生抱子的细菌中抱子形成的调节就是一个极好的例子。说明因 RNA聚合酶启动子不同的相互作用如何导致不同基因的转录。启动丰具有不同的与RNA聚合酶结合的保守序列，这些序列能分别被与不同的因子结合的RNA聚合酶核心酶分子或是不同种的RNA聚合酶分子(例如，某些噬菌体能够编码自己的RNA聚合酶，可以特异性地识别噬茵体的启动子)识别。列举两种受调控蛋白控制的、与氨基酸的生物合成有关的操纵子。色氨酸， 精氨酸。、精氨酸操纵子什么是安慰诱导物?安慰诱导物是一种与天然诱导物结构相似的化合物，它虽然能诱导操纵子表达，但是它不能被操纵子基因产生的酶分解。在lac操纵子中异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)是乳糖的类似物能代替异乳糖作为诱导物，但不能作为-半乳糖苷酶的底物进入代谢途径。葡萄糖是如何影响涉及糖代谢的操纵子(葡萄糖敏感型操纵子)的表达?在缺乏葡萄糖时，cAMP的水平升高，CAP蛋白同每一个葡萄糖敏感操纵子中启动子内的CAP位点结合，转录作用协同起始。如果有葡萄糖，cAMP的水平下降，CAP蛋白不再结合，转录的速率协同下降。 在大多数细菌操纵子中，结构基因通常紧靠在一起并由单个操纵序列启动子区调控，而在一些例子中结构基因分散在染色体上。请问这些基因是如何以简单的方式达到协同调节的在大多数细菌操纵子中，结构基因通常紧靠在一起并由单个操纵序列启动子区调控，而在一些例子中结构基因分散在染色体上。请问这些基因是如何以简单的方式达到协同调节的。每一个结构基因都有它自己的启动子和通用的操纵基因序列。为什么基因组 DNA在用限制性内切核酸酶消化时，哺乳类的卫星 DNA会产生特异的带?用限制性内切核酸酶消化哺乳动物DNA产生一系列不同大小的限制性酶切片段这些片段在凝胶上形成了不清晰的成片条带。如果一个重复序列中具有一个限制性位点，就会产生大量大小相同的片段。这些片段就在成片条带上形成清晰可分辨的带。增强子具有哪些特点?增强子提高同一条DNA链上基因转录效率，可以远距离起作用，通常可距离1-4kb、个别情况下离开所调控的基因30kb仍能发挥作用，而且在基 因的上游或下游都能起作用。 增强子的作用与其序列的正反方向无关，将增强子方向倒置依然能起作用。而将启动子倒置就不能起作用，可见增强子与启动子是很不相同的。增强子要有启动子才能发挥作用，没有启动子存在，增强子不能表现活性。但增强子对启动子没有严格的专一性，同一增强子可以影响不同类型启动子的转 录。例如当含有增强子的病毒基因组整合入宿主细胞基因组时，可能够增强整合区附近宿主某些基因的转录；当增强子随某些染色体段落移位时，也能提高移到的新 位置周围基因的转录。使某些癌基因转录表达增强，可能是肿瘤发生的因素之一。增强子的作用机理虽然还不明确，但与其他顺式调控元件一样，必须与特定的蛋白质因子结合后才能发挥增强转录的作用。增强子一般具有组织或细胞特异 性，许多增强子只在某些细胞或组织中表现活性，是由这些细胞或组织中具有特异性蛋白质因子所决定的哪些转录因子含有 TBP?为什么它们被称为定位因子?请用一个模型解释为什么所有三种RNA聚合酶都能与 TBP发生作用?TBP是聚合酶I因子SLl，聚合酶II因子TFIIID和聚合酶III因子TFIIIB的组成成分。所有这些蛋白都能帮助RNA聚合酶定位于起始位点的附近。 TBP可能与这三种RNA聚合酶都具有的一个亚基相互作用。RNA聚合酶的内部启动子位于起始位点下游50个核苷酸的位置，它是如何被定位并正确起始转录的?答:TFIIIA 和 TFIIIC 因子结合于 RNA 聚合酶 III 的内部启动子上并吸引 TFIIIB 结合到起始位点上游的一个位点，接着 TFIIIB 将 RNA 聚合酶 III 定位到起始位点。真核生物中，基因的表达受不同水平的调控，请列举其中3种。基因结构的激活，3端的形成，转录过程，mRNA向细胞质的运输。甾醇类转录因子与锌指蛋白类转录因子的区别是什么?类同醇受体与锌以Cys-Cys-Cys-Cys基序相结合，而锌指蛋白使用Cys-Cys-His-His基序。亮氨酸拉链蛋白所识别的 DNA有何特点?如何理解亮氨酸拉链转录因子的二聚体结构同识别位点的关系?亮氨酸拉链转录因子识别没有间隔的反向重复序列。亮氨酸拉链区将两个亚基连接在一起，使相邻的碱性区域以相反的极性首尾相连。虽然同源异型蛋白与锌指蛋白差别很大，但是它们识别 DNA序列的结构元件相似的，这个元件是什么?同源框蛋白和亮氨酸拉链转录因子通过位于大沟中的?螺旋与DNA结合。举例说明单链核酸中形成茎环结构的重要性单链核酸形成的茎环结构是固有的转录终止子，例如RNA中的茎环结构。比较RNA聚合酶 、催化的转录终止过程和转录产物3端的形成答：RNA聚合酶 I终止于由核内切割产生的成熟 3端下游 1000个碱基的固定位点上。R NA聚合酶III 当遇到一个四 U 残基序列时终止（更确切地说，是在模板链上有四个 A 残基）。U 残基必须位于富含 GC 的区域中，转录常终止于第二个 U。而 3端不再进一步加工（除了在 tRNA 中由一系列特殊的酶进行加工外）。RNA 聚合酶 II 经过成熟转录物的末端后继续前进。在切除AAUAAA 序列的下游之后加上一个 poly(A)尾巴，这样就形成了 3端。简述真核细胞中翻译终止的过程。当翻译到A位出现mRNA的终止密码时，由RF-1或RF-2识别终止密码，进入A位。释放因子的结合诱导核糖体上的转肽酶将合成的肽链转移到水分子，将P位上肽链从tRNA分离出来。通过GTP水解GDP及Pi，使残留在核糖体上的tRNA和各种释放因子脱离，最后核糖体从mRNA上脱落下来。真核与原核核糖体的主要区别是什么?原核生物和真核生物的遗传物质都是DNA，原核的是环形的，真核的是染色体。真核生物 原核生物 核糖体 80S 70S 大亚基 60S 50S 小亚基 40S 30S成份是相同的。简述真核与原核细胞中翻译起始的主要区别。原核细胞与真核细胞翻译起始的主要区别是来自mRNA 的本质差异以及小亚基与mRNA 起始密码子上游区结合的能力。原核细胞mRNA 较不稳定，而且是多顺反子，在IF-3 介导下。通过16S rRNA 的3末端在核糖体结合位点与小亚基直接结合后，原核细胞翻译起始复合物（IF-3，30S， mRNA，IF-2，GTP，fMet-tRNA）就装配起来了。而在真核细胞中，需要几种起始因子（eIF-4，4A，4B）帮助mRNA 启动，起始复合物（SIC，40S 亚基，eIF-2，GTP，Met，tRNA）才能结合（在eIF-4 和eIF-3 因子的促使下）到mRNA 帽上。一旦结合，SIC 开始向mRNA 下游区搜索，直到找到第一个AUG 密码子。氨酰tRNA合成酶的功能是什么?在翻译过程中，每种tRNA分子都需要与相应的氨基酸结合，然后将这些氨基酸运送到核糖体进行蛋白质合成。这种结合是在一系列氨酰tRNA合成酶的作用下完成的，这些酶通过酯化反应将正确的氨基酸与对应的tRNA分子相连接。连接反应的第一步是在合成酶作用下，ATP分子和对应的氨基酸（或其前体）结合形成氨酰-AMP（腺苷酸），并释放出无机焦磷酸（PPi）。然后，酶与氨酰-AMP复合物再与正确的tRNA分子结合，催化氨基酸从氨酰-AMP转移到tRNA的3端最后一个碱基的2-或3-羟基上。一些合成酶还具有校对功能以确保tRNA结合的正确性：如果tRNA被发现与错误的氨基酸相连接，那么所形成氨酰tRNA会通过水解重新被打开。欲将一真核生物的结构基因克隆后转移到原核生物(如Ecoli助中进行表达，克隆时应注意哪些问题?应注意的问题有：启动子、密码子、剪接、分泌。Prokaryotic promoter与Eukaryotic promoter的基本结构。原核生物启动子序列包括：CAP序列，增强聚合酶的结合和转录的起始序列（-70-40）；识别区（-35）；解旋区（-10）；转录起始位（+1）真核生物启动子：A。核心启动子（core promoter）：是指足以使RNA聚合酶转录正常起始所必需的、最少的DNA序列。其中包括转录起始位点或起始子（initiator）（+1）：一般是A或G及转录起始位点上游-25/-30bp处富含TA的典型元件TATA框。 B。上游启动子元件(upstream promoter element，UPE)：包括通常-70bp附近的CAAT框：GGCCAATCT和GC框：GGGCGG等，能通过TF-D复合物调节转录起始的频率，提高转录效率。En