分子生物学重点.docx

一、 名词解释基因：基因：编码一个蛋白质的全部组成所需信息的最短片段 基因组：指一个物种单倍体的染色体所携带的一整套基因。DNA变性：双链DNA分子加热分离成两条单链DNA分子的过程。DNA复性：（退火）两引物分别与两条DNA的两侧序列特异性互补，形成双链的过程称为退火。DNA的Tm ：OD增加值的中点温度(一般为85-95) 或DNA双螺旋结构失去一半时的温度C-值:一种生物单位体基因组DNA的总量。 C-值矛盾：基因组大小与机体的遗传复杂性缺乏相关性。 基因家族：真核细胞中，许多功能相关的基因成套组合，称为基因家族。基因簇：同一基因家族中的成员紧密排列在一起，称为一个基因簇。 单顺反子：只编码一个蛋白质的mRNA称为单顺反子mRNA。 多顺反子：编码多个蛋白质的mRNA称为多顺反子mRNA 。割裂基因：真核生物基因除了与mRNA相对应的编码序列外，还含有一些不编码序列插在编码序列之间，这些不编码序列在加工为成熟的mRNA时被去除。这样的基因称为不连续基因或断裂基因。卫星DNA ：高度重复序列,在基因组中重复频率高，可达百万(106)以上，复性速度很快，序列一般较短，长10-300bp。反向重复序列：双链DNA中的一段序列按确定的方向，读双链中的每条链的序列都相同， 反向重复中的序列又称回文序列。复制子：生物体的复制单位称为复制子。一个复制子包括一个复制起点和复制终点。复制叉:正在进行复制的复制起点呈现叉子的形式，称为复制叉。复制眼:DNA复制的部分看上去象一只眼睛，称为复制眼。半保留复制：每个子代分子的一条链来自亲代DNA,另一条则是新合成的，这种复制方式称为DNA的半保留复制。 岗崎片段：DNA复制时，随从链复制形成的不连续序列基因工程：在体外将核酸分子插入病毒、质粒、或其他载体分子，构成遗传物质的新组合，使之进入原先没有这类分子的寄主细胞内并进行持续稳定的繁殖和表达 DNA复制的转录激活：聚合酶链式反应：即 PCR 技术，是一种在体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法。SNP：中文翻译为单核苷酸多态性，指基因组DNA序列中由于单个核苷酸的突变而引起的多态性。弱化子：是指弱化所发生的终止子序列，并且这种终止是被调节的，这段序列就称为弱化子。增强子：真核生物中提高启动子效率的顺式作用元件，可以不同的方向，在相对于启动子的任何位置发挥作用。原位杂交： 是用标记的DNA或RNA为探针，经放射自显影或非放射检测体系，在组织、细胞、间期核及染色体上对核酸进行定位和相对定量研究的一种手段。通常可分为RNA原位杂交和染色体原位杂交。转座子：存在与染色体DNA上可自主复制和移位的基本单位。操纵子：原核生物转录调控的基本单位，包括调节基因、启动子、操纵基因及其所控制的一组功能上相关的结构基因所组成。（多顺反子）二、 简答题1. DNA复制为何选择RNA作为引物？(1) DNA聚合酶需要引物来提供3-OH末端，然后在其上加入核苷酸来延伸DNA链。(2) 通常细胞先在模板上合成一段RNA序列，然后通过DNA聚合酶延伸RNA链的3-OH。(3) 以rna为引物，可能尽量减少DNA复制起始处的突变有关。2. 基因工程的几步曲:a.分”：目的基因的获得 b.“切”：基因载体的选择和构建 c.“接”：目的基因与载体的拼接 d.“转”: 重组DNA分子导入受体细胞 f.“筛”：筛选含阳性克隆的宿主细胞 3. 大肠杆菌DNA复制起始过程如何，有哪些因子参与？DnaA 协同结合9bp和13bp，起到识别作用 DnaB 结合于DnaA，提供解旋酶活性DnaC 装载解旋酶和引发酶 DnaG 合成RNA引物HU 识别并刺激oric形成单链 SsB 稳定单链RNA聚合酶 促进DnaA的功能 DNA拓扑异构酶 消除DNA解旋过程产生的扭曲力4. 原核生物线性DNA复制5末端短缩的解决办法有哪几种。在原核生物钟，有DNA聚合酶1来水解去除RNA引物，并有该酶催化延长引物缺口处的DNA,直到剩下最后一个磷酸酯键的缺口，防止5末端短缩5. 原核生物DNA复制的形式有哪几类？（1）0型 形成两个方向相反的复制叉，两个环状DNA先后开始复制。（2）滚环型 单项复制，对正链原点进行单一性切割，新合成的链以此为起点，慢慢置换出来一条单链DNA。（3）- D-环型 最初仅以一条母链为合成模版，另一条链在合成过程中慢慢成为游离的单链环，继续进行复制。6. 请问哪些条件可促使DNA复性(退火)?DNA序列的复杂性、初始浓度、片段大小、温度、离子强度7. 真核、原核生物基因组特点的比较1）真核生物基因分布在多个染色体上，而原核生物只一个染色体。2）真核生物在基因组转录后的绝大部分前体RNA必须经过剪接过程才能形成成熟的mRNA，而原核生物的基因几乎不需要转录后加工。3）真核生物细胞中DNA与组蛋白和大量非组蛋白结合，并有核膜将其与细胞质隔离，结果真核细胞的转录和翻译在时间上和空间上都是分离的，而原核细胞的基因转录和翻译是同步的。4）真核生物的基因是不连续的，中间存在不被翻译的内含子序列，而原核生物几乎每一个基因都是完整的连续的DNA片段。8. 概括典型原核生物启动子的结构和功能。1）转录起始点 常见序列为CAT，A为起始点2）-10区 保守序列：TATAAT RNA pol结合位点；形成开放启动复合体；使RNA pol定向转录3）-35区 保守序列 TTGACA 为RNA pol的识别位点，很大程度上决定了启动子的强度。 4）-10和-35之间距离：间距非常重要，16-19bp的间距转录效率最高， 5）启动子附近其他DNA序列：上游序列可以吸引拓扑异构酶，有利于转录起始的超螺旋状态。远离部位序列富有AT，能增进转录起始的频率。9. 阐述原核生物的转录终止。RNA聚合酶在遇到终止转录信号之后，就会停止转录，与DNA脱离，释放出RNA产物。终止的方式有两种：依赖 性终止：需要一种蛋白质因子的帮助才能终止。形成茎环结构，但不是都能形成稳定的发夹；茎环的存在可使RNA聚合酶暂停一下，若此时因子追上来和其结合，那么转录即可终止，若无因子聚合酶还可越过终止进行“通读”。不依赖性终止：无需其它任何因子的帮助就可以终止核心酶; 一个反向重复序列， 可形成茎环结构，阻止RNA pol的前进；茎区域内富含G-C，使茎环不易解开；3端上有6个U，和模板形成的连续U-A配对较易打开，便于RNA释放10. 哪些转录因子含有TBP？为什么它们被称为定位因子？TBP是 B,D,SL1的亚基，和特异DNA序列及RNA Pol结合，使 Pol 结合在正确的位点上11. 转录和复制都是合成的过程，二者有何不同？12. 真核生物mRNA转录后加工包括哪些内容？1） 5端加帽 2） 3端加尾 3） 甲基化修饰 4） 切除内含子13. 什么是抑制突变？有几种类型？编码tRNA的基因发生某种突变，以“代偿”或校正mRNA上密码子的原有突变所产生的不良后果。无义抑制：通过抑制tRNA识别无义突变位点，将某种氨基酸插入该位点，使得多肽链继续延伸，而不中途停止。错义抑制：抑制tRNA识别错义突变位点，通过插入原来的氨基酸或其它的氨基酸而抑制错义突变，从而能完全恢复或部分恢复蛋白质活性 。14. 氨酰基-tRNA是如何形成的？活化：氨基酸 + ATP + E（酶）氨基酰-AMP-E + PPi 转移：氨基酰-AMP-E + tRNA氨基酰-tRNA + AMP + E 15. 说出细菌翻译起始中的起始因子、延伸因子、终止因子及各自功能。起始因子：蛋白质合成起始阶段特异地与小亚基结合的蛋白质。原核生物中，帮助合成翻译起始三元复合物，使70S核糖体颗粒解离为30S和50S亚基。延伸因子: 是指在蛋白质合成中，每向肽链中加入一个氨基酸时，与核糖体周期性结合的蛋白质分子。EF-Tu-GTP结合氨基酰-tRNA（延伸tRNA）进入核糖体A位与mRNA结合；EF-Ts帮助EF-Tu 完成GDP被GTP取代，恢复活性；使肽基-tRNA从核糖体的A位向P位移动 终止因子：（释放因子）：能够识别终止密码子并与之结合，终止蛋白质的合成。RF1 RF2 识别终止密码子RF3 刺激RF1，RF2的活性,与GTP结合，使转肽酶构象改变，发挥酯酶活性，水解多肽、脱离tRNA 16. 真核与原核复制的比较？相同点：1）半保留复制方式 2）半不连续复制 3） DNA 螺旋酶, SSBP 4） RNA 引物不同点：1） 复制起点 真核生物比原核多 3）复制叉移动的速度：真核生物比原核大的多4）冈崎片段：真核生物比原核大的多 5）端粒和端粒酶6）DNA聚合酶:真核五种，、和 原核三种 ，pol、17. 原核生物与真核生物的翻译的比较。 真核原核 核糖体80S70S 含蛋白数量多于80少于60 起始tRNAtRNAimettRNAfmet 启动因子eIF十多种小亚基先与tRNA结合IF三种先与mRNA结合延长EF1,EF2EF-Tu EF-Ts EF-G 终止RFRF1，RF2，RF3 差异： a. 核糖体较大，80S（60S + 40S） ； b. mRNA 是单顺反子； c. 有较多的起始因子； d. mRNA 有5帽子结构，起始识别需要起始因子eIF-4F的帮助；e. Met-tRNAMet不甲酰化； f. 形成小亚基复合物的顺序不同于原核的：先形成40S. Met-tRNAimet.GTP三元复合物，然后再加入mRNA。18. 什么是操纵子学说？19. 乳糖操纵子 （负控诱导）1）Z,Y,A基因的产物是由同一条mRNA分子编码； 2）P区位于I基因和O区之间，但不能单独高效启动乳糖操纵子； 3）O是阻遏物的结合位置；当阻遏物与O区结合时，Lac RNA转录收到抑制； 4）诱导物可以与阻遏物结合，改变阻遏物的三维构象，使之不能与操纵区结合，诱导Lac mRNA的转录和蛋白合成20. 简述乳糖操纵子的结构模型？答：A、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。 B、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。C、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。D、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。21. 什么是弱化作用？弱化作用：就是衰减作用，弱化子也称为衰减子，当trp操纵子mRNA合成开始后，如果培养基中有色氨酸，转录总是在只产生一个长140bp的RNA分子，终止RNA转录。 答：1.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。2.当培养基中色氨酸浓度较高时，核糖体可顺利通过两个相邻的色氨酸密码子，在4区被转录之前就到达2区，使2-3区不能配对，3-4区自由配对形成基一环终止子结构，转录被终止，trp操纵子被关闭。22. DNA甲基化对基因表达的的调控机制 答：大量研究表明，DNA甲基化能关闭某些基因达的活性，去甲基化则诱导了基因的重新活化和表达。三种调控机制：一是DNA甲基化导致了某些区域DNA构象变化，从而影响了蛋白质和DNA的相互作用，抑制了转录因子与启动区DNA的结合效率。二是促进阻遏蛋白的阻遏作用。三是DNA的甲基化还提高了该位点的突变频率。23. 反式作用因子的结构特点及其对基因表达的调控答：反式作用因子是能直接或间接的识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上，参与调控靶基因转录效率的蛋白质。这些因子有两种独立的活性: 特异地与DNA结合位点相结合，然后激活转录。两种活性可以独立分配给特定的蛋白结构域，分别称作DNA结合结构域和激活结构域，两者是相分离的。它们在蛋白质的不同区域。24. 组蛋白乙酰化和去乙酰化影响基因转录的机制。答：组蛋白乙酰转移酶和去乙酰化酶通过是组蛋白乙酰化和去乙酰化对基因表达产生影响。组蛋白N端尾部上赖氨酸残基的乙酰化中和了尾部的正电荷，降低了它与组蛋白的亲和性，导致核小体构象发生有利于转录调节蛋白与染色质结合的变化，从而提高