分子生物学复习资料

精选文库分子生物学复习资料第二章基因：是DNA或RNA中具有遗传效应的一段核苷酸序列，是遗传的基本单位和突变单位以及控制性状的功能单位；简单来说，基因是具有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的基本遗传单位。DNA的一级结构：是指四种脱氧核苷酸的排列顺序，又称为核苷酸序列或碱基顺序。 DNA的一级结构决定着基因的功能。DNA双螺旋的结构特点： （1）双螺旋中存在大沟和小沟； （2）碱基顶部基团裸露在DNA 大沟内； （3）蛋白质因子与DNA 的特异结合依赖于氨基酸与DNA 间的氢键的形成；（4）蛋白质因子沿大沟与DNA形成专一性结合的机率与多样性高于沿小沟的结合；（5） 大沟的空间更有利于与蛋白质的结合；（6） 每一条单链具有5 3极性；两条单链间以氢键连接； 两条单链极性相反，反向平行； 以中心为轴，向右盘旋(B-DNA)。 DNA分子变性：天然存在的双链DNA具有规则的双螺旋结构，当DNA被加热或在某些试剂的作用下，配对碱基之间氢键和相邻碱基之间的堆集力就会受到破坏，逐步变为近似于无规则的线团构型的单链变性DNA。 这种由双螺旋结构状态转变成单链无规线团状态的过程叫作DNA变性，也称熔解。变性过程的表现： 单链DNA粘度降低 单链DNA 沉降速度加快 单链DNA分子的A 260 nm UV 吸收值上升 (碱基序列被打乱) 影响DNA复性过程的因素 ： （1）阳离子浓度（2）复性反应的温度 Tm - 25 (60-65) （3）单链DNA分子的长度（4）单链DNA 的初始浓度 C0（5）DNA 分子中核苷酸的排列状况 （随机排列，重复排列）经典的基因概念：（1）基因是染色体上的实体； （2）基因象链珠一样，孤立地呈线状地排列在染色体上 ；（3）基因是功能、突变、交换、“三位一体”的最小的不可分割的基本的遗传单位；顺式作用因子：存在于基因序列旁侧能影响基因表达的序列。包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件等，作用是参与基因表达的调控。顺式作用元件本身不编码任何蛋白质，仅提供一个作用位点，要与反式作用因子相互作用而起作用。通过核苷酸自身的特异二级结构控制与它紧密连锁的结构基因的表达 反式作用元件：是能直接或间接地识别或结合在顺式作用因子核心序列上参与调控靶基因转录效率的蛋白质。有时也称转录因子。大多数真核转录调节因子由某一基因表达后，可通过另一基因的特异的顺式作用因子相互作用，从而激活另一基因的转录。通过扩散自身表达产物（酶，调节蛋白）控制其他基因的表达。可转录，可翻译调节蛋白的DNA功能区。可通过互补测验体系确定其功能区域。重复基因概念：重复基因指染色体上存在多数拷贝基因，重复基因往往是生命活动最基本，最重要的功能相关的基因。重叠基因的概念： 两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或者是指一段DNA序列成为两个以上基因的组成部分。重叠基因有多种重叠方式。极性突变的基本概念：在一个操纵子中， 与操纵基因毗连的结构基因发生终止突变后，它除了影响该基因本身产物的翻译外，还影响其后结构基因多肽的翻译，并且具有极性梯度的特征。 断裂基因（真核生物所特有的）：真核生物中基因具有不连续性，即一个基因的编码序列往往被一些非编码序列分隔开。基因中能够转录并进一步编码多肽链合成的部分称为外显子，而在转录后会被剪除的部分则称为内含子。原核生物复制方向：单起点，双方向；真核生物复制方向：多起点，双方向；DNA双螺旋有A、B、Z型，天然状态下的DNA的分子构象主要以B-DNA为主； 钠离子浓度大的时候主要以Z-DNA 、A-DNA为主。第三章DNA复制：亲代双链DNA分子在DNA聚合酶的作用下，分别以每单链 DNA分子为模板，聚合与自身碱基可以互补配对的游离的dNTP, 合成出两条与亲代DNA分子完全相同的子代DNA分子的过程。 复制子：一个DNA起点所控制的DNA序列为复制子，即复制起点，原核生物的复制子通常为一个，而真核生物的复制子则为多个。复制体：是在复制叉组装的蛋白质复合体，负责DNA的合成。包括DNA聚合酶、引发体、SSB、解旋体等。DNA复制的五个特点：（1）有一定的复制起始点 （2）半保留复制 （3）需要引物 （4）双向复制 （5）半不连续复制DNA的呼吸现象：DNA复制原点处氢键迅速断裂与再生，导致两条DNA链不断解 裂与聚合，形成瞬间的单泡状结构的过程（在富含AT区域尤为明显）。DNA复制的“呼吸现象” 常温下，活体内双链DNA分子中富含AT的变性核心区 （启动子、终止子区）常表现氢键的断裂与形成的“DNA呼吸现象”。 这对于某些特殊的蛋白质与DNA结合并阅读链内信息具有重要作用。请简述真核生物DNA复制时是如何避免5末端短缩的。（20分）端粒酶（TTGGGG）与染色体DNA末端的3单链区域结合（5末端短缩后，留下3游离的单链末端），端粒酶中的RNA与DNA配对，并以CCCCAA序列为模板，以DNA的3-OH为引物，完成（GGGGTT）一个重复单位的延伸后，端粒酶沿着DNA链想3末端移动，再次启动下一个重复单位的复制，如此循环复始，当一条数十次重复的cDNA端粒末端合成后，3单链自行回折，并在G-G之间以Hoogsteen键配对方式连接，最后与5末端结合，不仅解决了5末端短缩问题，而且所形成的封闭式DNA末端保证了染色体结构的稳定。拓扑异构酶：对单链的亲和力要比对双链高的多，它仅催化单链的瞬时断裂和再连接，且不需要等提供能量。大肠杆菌的拓扑异构酶只能松弛负超螺旋，不能松弛复制叉前方因复制而引入正超螺旋真；核生物和古细菌的拓扑异构酶即可松弛负超螺旋也可松弛正超螺旋。拓扑异构酶：可催化两条链同时断裂和再连接，它通常需要功能。第四章突变：是遗传物质发生了可遗传的改变，而这种改变可发生在染色体水平和基因水平上。突变类型：分为点突变和插入与缺失突变。插入或缺失不等于3的倍数的核苷酸，引起读码框架的改变。叫移码突变。基因突变的种类：按核苷酸取代类型： 转换（嘌呤中间或嘧啶间的互换） 颠换（嘌呤与嘧啶间的互换）按突变对密码子的改变类型：错义突变： DNA突变引起mRNA密码子变为另一个氨基酸密码。无义突变： DNA突变引起mRNA密码子变为一种终止密码。同义突变： DNA突变虽引起mRNA密码子变为另一种密码，但由于密码子的简并性，未使编码的氨基酸发生改变。自发突变：特指在DNA复制过程中，由于细胞内碱基异构体替代正常结构的碱基掺入到DNA分子中，引起的复制的错误，或由于重复序列间的不对称交换形成的突变。基因的诱发突变 ：物理诱变： （1）电离辐射，如、射线 （2）非电离辐射，如紫外线 化学诱变：（1）抑制碱基合成的诱变剂，如6-巯基嘌呤（2）碱基类似物，如5-溴尿嘧啶（3）修饰碱基结构的诱变剂，如亚硝酸（4）插入诱变剂，如吖啶橙DNA损伤修复方式：（1）直接修复：光修复、转甲基作用和直接连接作用（均属于无差错修复）；（2）取代修复：切除修复、重组修复、SOS修复（后二者属于有差错倾向修复）；紫外线照射引起的DNA损伤：当DNA受到紫外线照射时，其碱基发生电子跃迁而处于激发状态，由于水合作用使相邻的两个嘧啶碱基形成环丁烷嘧啶二聚体。最常见的胸腺嘧啶二聚体通常发生在同一DNA链上两个相邻的胸腺嘧啶之间，也可以发生在两个单链之间，这种形式的二聚体结构很稳定。二聚体通常会引起DNA双螺旋发生局部的弯曲和扭结，直接影响DNA复制和转录过程光修复：光修复只作用于紫外线引起的嘧啶二聚体。光修复过程中，光复活酶发挥了重要作用。在可见光存在时，光复活酶将嘧啶二聚体裂解，恢复到正常状态。光复活酶沿着DNA链滑动来识别嘧啶二聚体并与其结合，但要解开二聚体结构，还需要可见光激活（蓝光）。切除修复：这种修复机制可适用于多种DNA损伤修复。该修复机制可以分别由两种不同的酶来发动，一种是核酸内切酶，另一种是DNA糖苷酶。（1）特异性的核酸内切酶或DNA糖苷酶识别DNA损伤部位，并在该部位的5端作一切口；（2）由核酸外切酶从53端逐一切除损伤的单链；（3）在DNA聚合酶的催化下，以互补链为模板，合成新的单链片段以填补缺口；（4）由DNA连接酶催化连接片段，封闭缺口；重组修复：（1）DNA复制时，损伤部位导致子链DNA合成障碍，形成空缺；（2）此空缺诱导产生重组酶（重组蛋白RecA），该酶与空缺区结合，并催化子链空缺与对侧亲链进行重组交换；（3）对侧亲链产生的空缺以互补的子链为模板，在DNA聚合酶和连接酶的催化下，重新修复切口；（4）亲链上的损伤部位继续保留或以切除修复方式加以修复；SOS修复：这是一种在DNA分子受到较大范围损伤并且使复制受到抑制时出现的修复机制，以SOS借喻细胞处于危机状态。简述错配修复的机制：错配修复机制是建立在DNA出现的甲基化的基础上，原核细胞内存在dam甲基化酶，能使位于5GATC序列中腺苷酸的N6位甲基化，在复制过程中含有所需 甲基化的碱基的亲代链充分甲基化，由于DNA甲基化滞后于DNA的合成，新的子代DNA链在合成大部分时期里保持着非甲基化，错配修复系统具有既能识别非甲基化序列又能识别新合成的子代链中的错配碱基对的能力，一旦发现错配碱基即将未甲基化链切除，一段包含错误碱基的序列，并以甲基化的链为模板进行修复。第五章DNA重组：DNA分子内或分子间发生片段间重新组合，通过DNA分子的断裂和连接所导致的遗传信息重组称为DNA重组，也称遗传重组或基因重排。同源重组的酶学机制：（1）两条同源双链DNA分子排列在一起；（2）核酸酶和RecBCD蛋白质复合体在DNA特定序列 chi（GCTGGTGG）上产生缺口；（3）3-端切口被RecA蛋白包裹形成RecA-单链DNA细丝，这些细丝相互交换并寻找相对的DNA双螺旋上的相应序列，形成Holliday结构；（4）Holliday的中间体以两种方式中的一种拆分为两个DNA双螺旋。与DNA重组有关的酶名称编码基因主要功能Rec A（重组蛋白A）rec A1. 诱发SOS反应、促进单链DNA与同源DNA发生链交换；2. 具有多种酶促活性，包括具有蛋白水解酶的活性。Rec Erec E外切核酸酶活性，参与DNA重组Rec Frec F与双链DNA和单链DNA结合Rec Orec O促进互补的单链DNA的复性RecRrec R参与DNA的修复与重组Rec BCD (重组酶BCD)recB, rec C, rec D1. 依赖于ATP的外切酶的活性；2. 可被ATP增强的内切酶的活性；3. ATP依赖的解旋酶的活性。Ruv A (DNA 重组与修复蛋白）ruv ADNA解旋酶。特异的作用于Holliday衔接点，并与RuvB相互作用，促进Ruv A 及RuvB沿着DNA链移动及双链DNA的解旋。RuvBruv B一种ATP酶，具解旋酶的活性。RuvCruv C以低速度剪切Holliday衔接点。细菌的基因转移有四种机制：1. 接合2. 转化 3. 转导 4. 细胞融合转座子：基因组中可以移动的一段DNA序列。转座子的转座特征：1. 转座不依赖RecA；2. 转座后靶序列重复；3. 转座子有插入选择性；4. 转座具有排他性；5. 转座具有极性效应；6. 活化临近的沉默基因；7. 区域性优先。第六章原核生物中的转录单位多为 操纵子的多顺反子真核生物中的转录单位多为单顺反子， 没有操纵子多顺反子：几种不同mRNA连在一起，相互之间由一段短的不编码蛋白质的间隔序列所隔开，这种mRNA叫做多顺反子mRNA。这样的一条mRNA链能够编码几种蛋白质。 单顺反子：即一条mRNA模板只含有一个翻译起始点和一个终止点，因而一个基因编码一条多肽链或RNA链。 核心启动子包括： Sextama Box： -35 site RNApol. 松弛结合位点（R site RNApol. recognition site (R site)TTGAC (Sextama Box 6-10bp)Pribnow Box： -10 site RNApol. 紧密结合位点 (B site TATAAT (pribnow Box 6-8bp)转录起始位点： +1 RNA transcriptional startpoint (I site) A/G AGGTCCACCSextama Box 与Pribnow Box 间距17bp,全酶=核心酶+聚合酶全酶与启动子松弛结合而形成的复合体称为闭合启动子复合体，这时分子仍然保持闭合的双链形式。当到达启动子位置后，全酶在亚基的参与下，能在启动子处使得一小段区域发生融解而形成开放启动子复合体。聚合酶与分子发生紧密结合后，这时分子是解旋开放的。亚基的作用是能识别与聚合酶紧密结合的启动子，使与启动子相邻的基因被转录。操纵子：在原核生物中，若干结构基因课串联在一起，其表达受到同一调控系统的调控，这种基因的组织形式称为操纵子。典型的操纵子可分为控制区和信息区两部分。信息区由一个或数个结构基因串联在一起组成；控制区通常由调节基因（阻抑蛋白编码基因I）、启动基因（CAP和RNA聚合酶结合区P）和操纵基因（阻抑蛋白结合位点O）构成。原核生物乳糖操纵子：原核生物乳糖操纵子的控制区包括调节基因I，启动基因P（其CAP结合位点位于RNA聚合酶结合位点上游）和操纵基因O；其信息区由-半乳糖苷酶基因（lacZ）：催化乳糖水解成为葡糖糖及半乳糖；-半乳糖苷透性酶（lacY）：是一种在细胞膜上的转运蛋白质，促进乳糖进入细胞中；-半乳糖苷乙酰基转移酶（lacA）：是一种催化将乙酰基从乙酰辅酶A转移至-半乳糖苷的酶；串联在一起构成。当培养基中乳糖浓度升高而葡萄糖浓度降低时，乳糖作为诱导剂与阻抑蛋白结合，促使阻抑蛋白与操纵基因分离；另一方面，细胞中cAMP浓度升高，cAMP与CAP结合并使之激活，CAP与启动基因结合并促使RNA聚合酶与启动基因结合，基因转录激活。乳糖操纵子的正负调控机制分别是：负调控：是指操纵子本身处于打开状态，但在某种物质的作用下使其关闭负调控解除机制制（1） 没有乳糖存在时：I基因编码的阻遏蛋白结合于操纵基因O位置，使操纵子处于关闭或抑制状态而不能被转录。（阻遏蛋白的负调控）（2） 有乳糖存在时：乳糖作为诱导物可以作用于O位点上阻遏蛋白使其变构，脱离O位；也可以作用于游离的阻遏蛋白使其变构，失去结合于O位的能力。乳糖操纵子开放，RNA聚合酶可通读下游的结构基因，从而诱导乳糖操纵子的表达。（该模型为乳糖操纵子的负调控诱导模型）正调控：（cAMP：环磷酸腺苷）I基因编码的无活性的激活蛋白+诱导物=有活性的激活蛋白，结合在P位点前（CAP），操纵子关闭。无葡萄糖、cAMP浓度高时，cAMP与CAP（环腺苷酸结合蛋白）结合，使cAMP结构发生改变结合于CAP结合位点，激活RNA聚合酶，与启动基因结合，基因转录激活，转录乳糖操纵子中的结构基因。 协调调节*当阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系统不能发挥作用；*如无CAP存在，即使没有阻遏蛋白与操纵序列结合，操纵子仍无转录活性。单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳源；若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在时，细菌首先利用葡萄糖。葡萄糖对乳糖操纵子的阻遏作用称分解代谢阻遏。 原核生物色氨酸操纵子：色氨酸操纵子属于阻遏型操纵子，主要调控一系列用于色氨酸合成代谢的酶蛋白的转录合成。色氨酸操纵子通常处于开放状态，其辅阻遏蛋白不能与操纵基因结合而阻遏转录。而当色氨酸合成过多时，色氨酸作为辅阻遏物与辅阻遏蛋白结合而形成阻遏蛋白，后者与操纵基因结合而使基因转录关闭。色氨酸操纵子的调控还涉及转录衰减机制。即在色氨酸操纵子第一个结构基因与启动基因之间存在有一衰减区域，当细胞内色氨酸浓度很高的时候，通过与转录相偶联的翻译过程，形成一个衰减子结构，使RNA聚合酶从DNA上脱落，导致转录终止。依赖型终止机制：结构：含回文序列的RNA中G/C 很少 ，但可形成松弛颈环结构 DNA回文序列后没有多聚A/T转录终止需要 因子功能：RNA聚合酶遇到NusA蛋白会暂停，给因子追上的机会，转录终止机制：每个亚基都有ATP酶活性，与RNA结合后其亚基的ATP酶被激活，水解ATP供能，推动因子沿着RNA5-3方向移动，追赶RNA聚合酶，这种情况一直持续到RNA聚合酶在终止子处停顿，此时转录本已形成发卡结构，RNA聚合酶在终止子处停顿使得因子追赶上来，释放转录本。具有RNA-DNA解旋酶活性，当与停留在终止子处的RNA聚合酶相遇后，因子使之位于转录泡内RNA-DNA双链结构解开，从而释放出转录本，实现转录的终止。非依赖型终止（简单终止子）机制：结构：含回文序列的RNA的颈环结构中富含G/C 区，富含G/C 的颈环后紧跟一串多聚U机制：RNA聚合酶到达富含G/C 区后转录延滞，NusA蛋白使RNA聚合酶暂停，在RNA颈环结构形成及polyU合成后，RNA聚合酶从模板上脱落下来，转录终止。第七章增强子：是指能够远距离作用调节启动子增加转录效率的DNA序列，由两个或两个以上增强子元件组成，每个增强子元件又有两个紧密相连的增强子单位构成沉默子： 能够抑制附件基因表达的DNA序列，从而关闭基因转录。是基因的负调控元件。绝缘子: 是一段具有特化染色质结构的区域，它能阻断增强子或沉默子对靶基因/启动子的增强或失活作用效应。增强子与启动子的比较增强子 启动子增强表达 基本表达位置不固定 位置固定无基因特异性 具有基因特异性与调控基因的距离： 远 近调控效率： 增强转录 启动转录 作用方式： 单向 双向RNA聚合酶（真核细胞） n RNA聚合酶I 负责转录rRNA；n RNA聚合酶II 负责转录mRNA和snRNA；n RNA聚合酶III 负责转录tRNA和5sRNA。RNA聚合酶前起始复合物类前起始复合物包括聚合酶和种通用转录因子，分别是、和。转录起始复合物前体（）：是含有框结合蛋白，与小沟结合，使之变宽，是最先结合到链上的转录因子；基本的：结合到上，可增强与结合，稳定复合体；完全的：一旦结合到上，与会一起作为桥梁，募集聚合酶到，此时的聚合酶是无活性的；这时和就会结合到聚合酶上；：多亚基组成的大复合体；具有解旋酶和激活酶活性；使聚合酶磷酸化成为有活性的聚合酶。：是激酶的辅助因子。启动子的清除：聚合酶上除了保留，其余的启动子都会被清除，mRNA转录起始。异染色质在细胞核中处于凝聚状态，不具有转录活性。原核真核的区别：（1）原核细胞的染色质是裸露的的DNA，而真核细胞染色质则是由DNA与组蛋白紧密结合形成的核小体。（2）在原核基因转录的调控中，既有用激活物的调控（正调控），也有用阻遏物的调控（负调控），二者同等重要，而在真核细胞中虽然也有正调控成分和负调控成分，但迄今已知的主要是正调控，且一个真核基因通常都有多个调控序列，必须有多个激活物同时特特异的结合上去并协同作用，才能调节基因的转录。（3）原核基因的转录和翻译通常是相互偶联的，即在转录尚未完成之前翻译便已开始，儿真核基因的转录与翻译则在时空上是分开的，从而使真核生物的表达又多了一个层次，调控机制也更复杂，其中许多机制是原核细胞所没有的。（4）真核生物都为多细胞生物。第八章RNA干扰定义： 外源或内源性的双链RNA (dsRNA) 进入细胞后引起与其同源的mRNA （靶mRNA）特异性降解，抑制相应基因表达，表现出特定基因缺失表型的现象。（人们通过双链RNA介导特异性降解靶mRNA，从而导致转录后水平的基因沉默现象称之为RNA干扰）RNA干扰机制：（1）双链RNA通过细胞膜进入细胞内，在核酸酶切酶的作用下，被分解为21-22bp，3端带有2-3nt末端突出的双链RNA分子，这种小的双链RNA分子被称为小干扰RNA。（2）小干扰RNA同相关的酶结合，形成RNA介导的沉默复合物，沉默复合物在ATP供能的情况下，将其携带的双链小干扰RNA变成单链小干扰RNA分子，进而成为有活性的沉默复合物又称为Slicer。（3）Slicer同目标靶mRNA分子结合，会导致目标RNA分子的断裂，进而被核酸酶降解，导致目的基因的沉默。RNA干涉 的可能机制（1）RNA干涉一旦启动，可将对应的成熟mRNA 全部降解，达到缺失突变的效应。（2）dsRNA也可降解pre-RNA， 但机率较低。由于pre-RNA存在时间短，同时有加工蛋 白的结合，阻止干涉复合体的结合。（3）25nt ds RNA 极易穿过细胞，进行远距离的转移。穿过核膜，与同源DNA结合，使基因在转录水平上发生沉默。第九章密码子的特点：（1）遗传密码的连续性（2）遗传密码的简并性（3）密码子的变偶性（4）密码子的不重叠性（5）密码子的通用性（6）密码子使用具有偏向性tRNA的二级结构（呈三叶草形，四臂五环，一个额外环）功能： （1）-aa 承受臂 ：装载氨基酸在3 端（2）DHU环：氨酰-tRNA合成酶识别位点（3）反密码环：密码子结合位点（4）T环：核糖体大亚基与5srRNA结合位点（5）额外环：tRNA分类标准额外环反密码环T环DHU环-aa 承受臂AARS（氨酰tRNA合成酶）：是一类催化特定氨基酸或其前体与对应tRNA发生酯化反应而形成氨酰tRNA的酶。氨酰tRNA合成酶的作用是将氨基酸结合于tRNA，所以它必须同时能够专一地与氨基酸的侧链基团以及与tRNA相结合。由于每一种的氨基酸与tRNA的连接都需要专一性的氨酰tRNA合成酶来催化，因此氨酰tRNA合成酶的种类与标准氨基酸的数量是一样都为20种。原核生物核糖体沉降系数70S 23s（大）, 16s（小）, 5s（大） 真核生物核糖体沉降系数80S 28s（大）, 18s（小）, 5s（大）细胞程序性死忙：指生物细胞自主、有序地通过启动体内固有的基因表达和代谢程序诱发细胞死忙，以满足个体发育或适应外界特定环境需要的一种生物学现象，是多细胞生物发育过程中的一种常见的调节途径，也是生物借以调节形态发生、抵抗病原生物入侵和适应环境胁迫的一种手段保证蛋白质正确翻译的机制：（1） 氨酰tRNA合成酶上含有：氨基酸结合位点、tRNA结合位点、ATP结合位点；氨基酸结合位点对结构相似的氨基酸具有双筛作用；氨基酸与tRNA的专一结合，保证了tRNA携带正确的氨基酸。氨酰tRNA合成酶对特定tRNA的准确识别与结合依靠AARS对副密码子的识别；（2） 携带氨基酸的tRNA对mRNA的识别：mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子的相互识别，保证了遗传信息准确无误地转译；（3） 起始因子及延伸因子的作用：起始因子保证了只有起始氨酰tRNA能进入核糖体P位与起始密码子结合，延伸因子的高度专一性，保证了起始tRNA携带的fMet不进入肽链内部；（4） 核糖体三位点模型的E位与A位的相互影响，可以防止不正确的氨酰tRNA进入A位，从而提高翻译的正确性；（5） 校正作用：AARS和校正tRNA的作用：对占据核糖体A位的氨酰tRNA的校对、变异校对即基因内校对与基因间校对等多种校正作用可以保证翻译的正确。第十一章基因克隆程序：分、切、连、转、选。（1）分是指：分离载体DNA和欲克隆的目的DNA片段（2）切是指：用相同的限制性内切酶切开载体，及切割目的基因DNA片段，从而使两者含有相同的酶切末端，以便于连接。（3）连是指：用DNA连接酶将目的DNA同载体DNA连接起来，形成重组DNA分子；（4）转是指：通过一定的方法将重组DNA分子送入宿主细胞中进行复制和扩增；（5）选是指：从宿主群体中挑选出携带有重组DNA分子的个体。PCR反应过程：高温变性、低温退火、中温延伸，三个阶段。PCR扩增反应要素：模板、引物、底物、DNA聚合酶、缓冲液。限制性核酸内切酶的分类：型、型（基因克隆中常用）、型三种限制性内切酶的特性特性一型二型三型限制修饰活性双功能的酶限制酶和修饰酶分开双功能内切酶的蛋白质结构3种不同亚基单一成分2种亚基限制辅助因子ATP、镁离子和镁离子ATP、镁离子和S-腺苷甲硫氨酸S-腺苷甲硫氨酸切割位点距特异性切割位点位于识别位点上特意位点3端5端至少1000bp24-26bp处特异性切割不是（随机）是是基因克隆中的作用无用非常有用用处不大分子生物学第2-3章小考试题一、 填空题（110=10分）1. 在原核生物DNA复制中主要起延伸作用的酶是NA聚合酶III。2. DNA的基本单位是 脱氧核苷酸。3. 拓扑异构酶I的主要功能是 引入正超螺旋。4. 连接DNA冈崎片段的酶是 DNA连接酶。5. DNA复制中前导链引物的合成酶是 RNA聚合酶。6. 分子生物学研究的三大主要领域是 基因分子生物学、结构生物学、生物技术理论与应用。7. 天然状态的DNA的分子构象主要以B-DNA为主。8. DNA一级结构中脱氧核苷酸之间通过3,5-磷酸二酯键 连接而成。二、 选择题（110=10分）1. 大肠杆菌基因组DNA的复制方式为 D 。A 单起点单方向 B 多起点单方向 C 多起点双方向 D 单起点双方向2. 真核生物基因组DNA的复制方式常为 C 。A 单起点单方向 B 多起点单方向 C 多起点双方向 D 单起点双方向3. 下面哪一个不是DNA变性过程单链DNA的变化 C 。A 沉降速度加快 B 吸光值上升 C 呼吸现象 D 粘度降低4. 下面哪一个不属于顺式作用因子的是 B 。A 操纵基因 B 结构基因 C 启动子 D 增强子5. B型右旋DNA的螺旋距离比Z型左旋DNA B 。A大 B 小 C 相同6. 下面哪一个不属于基因的特点 C 。A表达 B 复制 C 变性 D 突变7. DNA复制起点的片段长度为 D 。A 230bp B 260bp C 240bp D 245bp8. 原核生物DNA聚合酶III不具有下列哪种酶活性 C 。A 35外切核酸酶活性 B DNA修复酶 C 53外切核酸酶活性 D 53聚合酶活性9. 下列哪种人色体端粒的长度最大 A 。A胎儿 B 青年人 C 婴儿 D 老年人10. 下列哪一个不是真核生物的间隔基因 B 。A血红蛋白基因 B干扰素基因 C 肌动蛋白基因 D 类胡萝卜素基因三、 判断题（110=10分）1. 异染色质没有转录活性 。2. DNA变性是单链DNA变为双链DNA过程 。3. Z-DNA结构可关闭基因表达 。4. 拓扑异构酶II可断裂并连接DNA单链 。5. RNA聚合酶III可以合成冈崎片段的引物 。6. 与右旋DNA双螺旋相反方向缠绕而形成的超螺旋叫做负超螺旋 。7. 卫星DNA是一类高度重复序列，通常由串联重复序列组成 。8. 蛋白质因子沿小沟与DNA形成专一性结合 。9. 启动子属于反式作用因子 。10. 真核生物基因的外显子都能够编码氨基酸序列 。四、 名词解释（45=20分）1. 顺式作用因子存在于基因序列旁侧能影响基因表达的序列。包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件等，作用是参与基因表达的调控。顺式作用元件本身不编码任何蛋白质，仅提供一个作用位点，要与反式作用因子相互作用而起作用。2. 复制体是在复制叉组装的蛋白质复合体，负责DNA的合成。包括DNA聚合酶、引发体、SSB、解旋体等。3. 顺反子 基因是一个具有特定功能的、完整的、不可分割的最小的遗传单位。基因内可以较低频率发生基因内的重组、交换。4. 重复基因 重复基因指染色体上存在多数拷贝基因，重复基因往往是生命活动最基本，最重要的功能相关的基因。5. DNA复制的“呼吸现象” 常温下，活体内双链DNA分子中富含AT的变性核心区（启动子、终止子区）常表现氢键的断裂与形成的“DNA呼吸现象”。 这对于某些特殊的蛋白质与DNA结合并阅读链内信息具有重要作用。五、 问答题（共50分）1. 什么是生物进化的C值矛盾？请举例说明。（5分）生物体的单倍体基因组所含DNA总量称为C值。编码基因信息的总DNA含量称为c值。每种生物各有其特定的C值，不同物种的c值之间有很大差别。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，这种现象称为C值矛盾。2. DNA复制中新链DNA延伸方向是什么？为什么？（5分） DNA复制中新链的延伸方向为 5 3 。 这是生物长期进化的结果。所有已知的DNA聚合酶只能使新合成的DNA子链从53方向延伸，这种方向性是其在生物进化中保留的、深刻的、选择与适应性特征，有着深刻的化学及生物学功能的根源。 首先，DNA复制过程中，DNA双链解螺旋后，每一条链上所暴露出来的碱基各自与一个游离于核中的三磷酸脱氧核糖核苷酸（dTTP、dGTP、dATP、dGTP）按碱基配对原则配对。之所以参与反应的是三磷酸脱氧核苷酸（dNTP），是因为DNA的聚合反应需要能量，在DNA聚合酶的催化下，dNTP分解2个磷酸基团，放出能量用于核苷酸顺序连接而成为新链。 其次，DNA聚合酶只能将游离的核苷酸加到新链的 3端（即OH）。 再次，用反证法说明，假设链的延伸方向为 35，基于能量的需要，其多核苷酸链的5端必须带有三磷酸基团（ppp），才能与游离的dNTP起反应，而dNTP也有 ppp，由于磷酸基团之间强的电负性，使dNTP难以聚合到 DNA的5端，这就需要切除DNA5端的2个磷酸基因以消除这种影响。而这样又难于为进一步的聚合提供所需的能量，为使聚合反应得以继续，5端必须重新活化，需要额外的能量供应以及别的酶参与反应，才能与下一个dNTP的3-OH生成磷酸二酯键。这样既费时又耗能，从生物进化与适应角度来讲是不利的。 通过进化，DNA复制总是在53方向添加新核苷酸解决该问题。 DNA复制过程中，滞后链的半不连续复制过程虽然复杂，但它节省能量，且有利于错配核苷酸的校正。因此，DNA复制方向只能是由5到 3端的方向。3. 请简述DNA复性过程的影响因素。（10分）（1）阳离子浓度 Na+ 可消除核苷酸间的静电斥力。（2）复性反应的温度 Tm - 25 (60-65) 温度高可以破坏无规则的链内氢键；以消除单链DNA 分子内的部分二级结构。（3）单链DNA分子的长度 单链DNA愈长，分子扩散愈慢，复性愈慢，反之亦反。（4）单链DNA 的初始浓度C0 初始浓度越大，复性越快，反之亦反。（5）DNA 分子中核苷酸的排列状况 重复排列的核苷酸序列较随机排列的核苷酸序列复性速度更快。4. 请简述DNA复制的特点。（10分）（1） 有一定的复制起始点；（2） 半保留复制；（3） 需要引物；（4） 双向复制；（5） 半不连续复制。5. 请简述真核生物DNA复制时是如何避免5末端短缩的。（20分）端粒酶（TTGGGG）与染色体DNA末端的3单链区域结合（5末端短缩后，留下3游离的单链末端），端粒酶中的RNA与DNA配对，并以C