分子生物学复习题及其答案

一 名词解释 1 广义分子生物学广义分子生物学 在分子水平上研究生命本质的科学 其研究对象是生物大分子的结构 和功能 2 2 狭义分子生物学狭义分子生物学 即核酸 基因 的分子生物学 研究基因的结构和功能 复制 转录 翻译 表达调控 重组 修复等过程 以及其中涉及到与过程相关的蛋白质和酶的结构与 功能 3 基因基因 遗传信息的基本单位 编码蛋白质或 RNA 等具有特定功能产物的遗传信息的基 本单位 是染色体或基因组的一段 DNA 序列 对以 RNA 作为遗传信息载体的 RNA 病毒而 言则是 RNA 序列 4 基因基因 基因是含有特定遗传信息的一段核苷酸序列 包含产生一条多肽链或功能 RNA 所必需的全部核苷酸序列 5 功能基因组学功能基因组学 是依附于对 DNA 序列的了解 应用基因组学的知识和工具去了解影响 发育和整个生物体的特定序列表达谱 6 蛋白质组学蛋白质组学 是以蛋白质组为研究对象 研究细胞内所有蛋白质及其动态变化规律的科 学 7 生物信息学生物信息学 对 DNA 和蛋白质序列资料中各种类型 信息进行识别 存储 分析 模 拟和转输 8 蛋白质组蛋白质组 指的是由一个基因组表达的全部蛋白质 9 功能蛋白质组学功能蛋白质组学 是指研究在特定时间 特定环境和实验条件下细胞内表达的全部蛋白 质 10 单细胞蛋白单细胞蛋白 也叫微生物蛋白 它是用许多工农业废料及石油废料人工培养的微生物 菌体 因而 单细胞蛋白不是一种纯蛋白质 而是由蛋白质 脂肪 碳水化合物 核酸及 不是蛋白质的含氮化合物 维生素和无机化合物等混合物组成的细胞质团 11 基因组基因组 指生物体或细胞一套完整单倍体的遗传物质总和 12 C 值值 指生物单倍体基因组的全部 DNA 的含量 单位以 pg 或 Mb 表示 13 C 值矛盾值矛盾 C 值和生物结构或组成的复杂性不一致的现象 14 重叠基因重叠基因 共有同一段 DNA 序列的两个或多个基因 15 基因重叠基因重叠 同一段核酸序列参与了不同基因编码的现象 16 单拷贝序列单拷贝序列 单拷贝顺序在单倍体基因组中只出现一次 因而复性速度很慢 单拷贝 顺序中储存了巨大的遗传信息 编码各种不同功能的蛋白质 17 低度重复序列低度重复序列 低度重复序列是指在基因组中含有 2 10 个拷贝的序列 18 中度重复序列中度重复序列 中度重复序列大致指在真核基因组中重复数十至数万 105 次的重 复顺序 其复性速度快于单拷贝顺序 但慢于高度重复顺序 19 高度重复序列高度重复序列 基因组中有数千个到几百万个拷贝的 DNA 序列 这些重复序列的长 度为 6 200 碱基对 20 基因家族基因家族 真核生物基因组中来源相同 结构相似 功能相关的一组基因 可能由某 一共同祖先基因经重复和突变产生 21 基因簇基因簇 基因家族的各成员紧密成簇排列成大段的串联重复单位 定位于染色体的特 殊区域 22 超基因家族超基因家族 由基因家族和单基因组成的大基因家族 各成员序列同源性低 但编码 的产物功能相似 如免疫球蛋白家族 23 假基因假基因 一种类似于基因序列 其核苷酸序列同其相应的正常功能基因基本相同 但 却不能合成功能蛋白的失活基因 24 复制复制 是指以原来 DNA 母链 为模板合成新 DNA 子链 的过程 或生物体以 DNA RNA 为模板合成 DNA RNA 的过程 25 半保留复制半保留复制 DNA 复制过程中 新合成的子代 DNA 分子 中 一条链是新合成的 另外一条链来自亲代 这种复制方式称为半保留复制 26 复制子复制子 基因组上能够独立进行复制的单位 包括复制起点和复制终点 所有的原核 生物的染色体 噬菌体仅有一个复制子 真核生物的染色体有多个复制子 27 复制起始点复制起始点 DNA 分子上起始复制并控制复制起始频率的特定位置 28 复制终点复制终点 终止复制的位点 29 复制叉复制叉 又称生长点 复制开始时 起始点处的 DNA 双螺旋 要解链 松开的两股 链和未松开的双螺旋形状象一把叉子 称为复制叉 是复制有关的酶和蛋白质组装成新的 复合物和新链合成的部位 30 引物引物 是人工合成的与模板 DNA 互补的寡核苷酸序列 31 简并引物简并引物 是指代表编码单个氨基酸所有不同碱基可能性的不同序列的混合物 32 相向复制相向复制 从两个起点开始两条链的复制 形成两个复制叉 各以一条链为模板单一 方向复制出一条新链 33 单向复制单向复制 复制从一个起始点开始 只有一个复制叉 以同一方向生长出两条链 34 双向复制双向复制 从一个起始点开始 沿着两个相反的方向形成两个复制叉 一方向移动 两条 DNA 链都被作为模板 各生长出两条新链 形成一个复制泡 用电子显微镜可以观 察到复制泡的存在 这是原核生物和真核生物 DNA 复制最主要的形式 35 D 环复制环复制 又称取代环复制 是线粒体 DNA 的复制形式 复制中呈字母 D 形状而得 名 36 DNA 的半不连续复制的半不连续复制 DNA 在复制过程中 一条链合成是连续的 而另一条链合成是 不连续的 这样的复制过程称为半不连续合成 37 冈崎片段冈崎片段 DNA 复制时 以 5 3 方向的母链作为模板 子链沿 5 3 最初合 成长短不一 不连续核苷酸小片段 最后连接成为完整子链 这些小片段称之为岗崎片段 38 前导链前导链 以 3 5 方向 DNA 链为模板链 子代 DNA 以 5 3 方向连续合成 称为前导链 39 后随链后随链 以 5 3 方向 DNA 链为模板链 子代 DNA 以 5 3 方向不连续合成 形成许多不连续的冈崎片段 最后连接成一条完整的 DNA 链 称为后随链 又称后滞链 40 引物酶 引物酶 又称引发酶 合成起始引物 引物长度为 10 60 个核苷酸 E coli 中是 DnaG 蛋白 41 RNA 聚合酶聚合酶 以一条 DNA 链或 RNA 链为模板催化由核苷 5 三磷酸合成 RNA 的酶 促进 DnaA 活性 促进复制起始 42 端粒端粒 真核生物线性染色体 DNA 的两端是一种特殊结构称为端粒 功能 稳定染色 体末端结构 防止染色体末端融合 重组 降解 补偿 5 末端在切除 RNA 引物后留下的 空缺 43 DNA 的损伤的损伤 生物体生命过程中 DNA 双螺旋结构发生的任何改变都称之为 DNA 损 伤 44 DNA 修复修复 是细胞对 DNA 受损伤后的一种反应 主要包括 直接修复 切除修复 错配修复 重组修复 易错修复和 SOS 应急反应 45 光修复光修复 光裂合酶能特异地和嘧啶二聚体结合 在可见光下催化光化合反应 使环丁 烷环回复到两个独立的嘧啶 这一过程叫光复活作用 46 应急反应 应急反应 SOS 反应 反应 许多能造成 DNA 损伤或抑制 DNA 复制的过程能引起一系列 复杂的诱导效应 这种效应称为应急反应 SOS 反应 47 同义突变同义突变 指突变改变了密码子的组成 但由于密码子的简并性没有改变所编码的氨 基酸序列的突变 48 错义突变错义突变 指基因突变改变了所编码氨基酸的序列 不同程度地影响蛋白质和酶的活 性 49 无义突变无义突变 指基因改变使代表某种氨基酸的密码子变为终止密码子 导致肽链合成过 早终止 50 致死突变致死突变 有些错义突变和无义突变严重影响到蛋白质活性甚至完全无活性 从而影响 了表现型 51 渗漏突变渗漏突变 有些错义的产物仍然有部分活性 使表现型介于完全的突变型和野生型之间 的中间类型 52 中性突变中性突变 有些错义突变不影响或基本上不影响蛋白质活性 不表现出明显的性状变化 53 电泳电泳 带电颗粒在电场的作用下 向着与其电性相反的电极移动 称为电泳 54 迁移率迁移率 是指带电颗粒在单位电场下泳动的速度 影响迁移率的内在因素 1 样品 所带静电荷的多少 2 样品颗粒大小 3 样品分子空间构象 影响迁移率的外界因素 电场强度 电泳缓冲液的离子强度 电泳缓冲液的 pH 值 支持物及其浓度的影响 插 入染料的影响 温度的影响 电渗 55 DNA 重组重组 又称遗传重组 指 DNA 分子内或分子间发生遗传信息的重新组合 重组 产物叫重组 DNA 56 同源重组同源重组 又称一般性重组 指发生在两条同源 DNA 分子之间 通过配对 链断裂和 再连接 而产生片段交换过程 重组产物称为重组体 57 Holliday 中间体中间体 同源重组中 两条同源的 DNA 分子经过配对 断裂和再连接 形成 的连接分子 称为 Holliday 中间体 58 Chi 位点位点 它是刺激重组的位点 这一位点是由 8 个碱基组成的非对称序列 59 特异位点重组特异位点重组 指发生在一个特定的短 DNA 序列内 由特异的酶和辅助因子识别和作 用的重组 60 单链同化单链同化 单链 DNA 与同源双链 DNA 分子发生链的交换 从而使重组过程中 DNA 配对 Holliday 中间体的形成 分支移动等步骤得以实现的过程 61 转座子转座子 基因组上中可以移动的 DNA 片段 转座子由基因组的一个位置转移到另一 个位置的过程叫转座 62 反转座子反转座子 又称反转录转座子或反转录子 是一类在转座过程中需要以 RNA 为中间 体 经过反转录过程再分散到基因组中的转座子 生物学意义 对基因表达的影响 反转 座子介导基因的重排 反转座子在进化中的作用 63 转录转录 生物体以 DNA 为模板合成 RNA 的过程 64 反转录反转录 生物体以 RNA 为模板合成 DNA 的过程 65 剪接剪接 真核生物 RNA 前体去除内含子 连接外显子的过程 66 剪接体剪接体 在 mRNA 前体内含子的剪接过程中 由多个核内小分子核糖核酸 snRNA 和蛋白质组装形成催化剪接反应的复合体 67 模板链模板链 链 反义链 指用于转录的 DNA 单链 是合成 RNA 的模板 68 编码链编码链 链 有义链 非模板链 指模板链的对应 DNA 链 碱基序列与 mRNA 一致 DNA T RNA U 69 编码序列编码序列 编码序列从 AUG 开始以三核苷酸单位阅读直到出现终止密码 UGA UAA 或 UAG 之一 70 RNA 编辑编辑 是指转录后的 RNA 在编码区发生碱基的插入 丢失或替换等现象 编辑 的生物学意义 1 改变和补充遗传信息 2 增加基因产物的多样性 是基因调控的一种方 式 有利于进化 3 可能与学习和记忆有关 71 反式作用因子反式作用因子 通过扩散到与其编码基因不在同一个 DNA 分子上的靶位置 识别 结合而调节基因表达的分子 如转录因子 RNA 聚合酶 72 顺式作用元件顺式作用元件 通常只在原位影响与其处于同一个 DNA 分子上的 物理上紧密相连 被表达的基因序列 通常不编码蛋白 多位于基因旁侧或内含子中 如启动子 终止子 增强子 操纵基因 MAR 73 启动子启动子 位于转录起始点附近 且为转录起始所必需 可被 RNA 聚合酶特异性识别 结合 并起始转录的一段保守 DNA 序列 其本身不被转录 74 10 序列 序列 Pribnow 框 框 几乎所有原核基因的启动子中 在转录起始位点上游 10bp 位点区域都有一个典型的 6bp 区域 共有序列为 TATAAT T80A95T45A60A50T96 序列 称为 10 序列或 Pribnow 框 75 35 序列 序列 Sextama 框框 转录起始位点上游约 35bp 处有一段 6bp 区域 共同序 列为 TTGACA T82T84G78A65C54A45 称为 35 序列 Sextama 框 76 操纵子操纵子 是原核生物在分子水平上基因表达调控的单位 由调节基因 启动子 操纵 基因和结构基因等序列组成 77 增强子增强子 指能使基因转录频率明显增加的 DNA 远端调控序列 78 强终止子强终止子 无需其他蛋白质因子的帮助 而是依靠转录产物形成特殊的二级结构就可 以终止转录 这种终止子被称为内部终止子 79 弱终止子弱终止子 需要在一种蛋白质因子 的帮助才能终止 所以又称为 依赖性终止子 80 结构基因结构基因 编码参与细胞结构或代谢活动的结构蛋白 酶的基因 81 操纵基因操纵基因 指操纵子中常与启动子相邻或重叠的序列 被有活性调节蛋白结合后 影 响启动子启动下游结构基因转录 是一类顺式作用元件 82 调节基因调节基因 编码控制其它基因表达的蛋白质或 RNA 的基因 83 调节蛋白调节蛋白 是调节基因产物 有活性调节蛋白可与操作基因结合 控制下游结构基因 转录 84 效应物效应物 调节蛋白需要有一个小分子物质结合并改变其活性 共同调节结构基因转录 这个小分子物质称为效应物 effector 85 CAP 降解物活化蛋白 或 CRP 环腺苷酸受体蛋白 是分子量为 22 5kd 的二聚体 86 顺反子顺反子 遗传学将编码一个蛋白质或多肽的遗传单位称为顺反子 cistron 87 多顺反子多顺反子 原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录单位 转录生成的 mRNA 可编 码几种功能相关的蛋白质 为多顺反子 polycistron 88 单顺反子单顺反子 真核 mRNA 只编码一种蛋白质 为单顺反子 single cistron 89 遗传密码遗传密码 DNA 或 mRNA 中的核苷酸序列与蛋白质中氨基酸序列之间的对应关系 称为遗传密码 特点 连续性 简并性 通用性 变异性 方向性 变偶性 90 密码子密码子 mRNA 上每 3 个相邻的核苷酸编码蛋白质多肽链中的一个氨基酸 这三个核 苷酸就称为一个密码子或三联体密码 91 同义密码同义密码子 同一种氨基酸具有两个或更多密码子的现象称为密码子的简并性 对应 于同一种氨基酸的不同密码子称为同义密码子 92 开放阅读框架开放阅读框架 从 mRNA 5 端起始密码子 AUG 到 3 端终止密码子之间的核苷酸序 列 按照三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链 称为开放阅读框架 open reading frame ORF 93 RNA 的再编码的再编码 mRNA 以不同的方式翻译 改变原来编码信息 称为 RNA 的再编码 94 氨基酸的活化氨基酸的活化 是指氨基酸与 tRNA 相连 形成氨酰 tRNA 的过程 氨基酸的活化在 细胞质中进行 反应由氨酰 tRNA 合成酶 又称氨基酸活化酶 催化 意义 1 使氨基 酸本身被活化 利于下一步形成肽键反应 2 tRNA 可携带氨基酸到 mRNA 的指定部位 使氨基酸进入到肽链合适的位置 95 安慰诱导物安慰诱导物 又称义务诱导物 能高效诱导酶的合成 但不是酶作用底物 与酶底物 结构类似的分子 96 应急反应应急反应 当细菌能源十分缺乏时 几乎所有的生化反应都停止 为生存 细菌体内 可立即产生一种应急应答反应 关闭许多基因表达 97 反式作用因子反式作用因子 通过扩散到与其编码基因不在同一个 DNA 分子上的靶位置 识别 结合而调节基因表达的分子 如转录因子 RNA 聚合酶 98 顺式作用元件顺式作用元件 通常只在原位影响与其处于同一个 DNA 分子上的 物理上紧密相连 被表达的基因序列 通常不编码蛋白 多位于基因旁侧或内含子中 如启动子 终止子 增强子 操纵基因 MAR 99 转录后的加工转录后的加工 是指将各种前体 RNA 分子加工成成熟 RNA 的过程 100 信号序列信号序列 所有靶向输送的蛋白质结构中存在分选信号 主要为 N 末端特异氨基酸 序列 可引导蛋白质转移到细胞的适当靶部位 这一序列称为信号序列 101 分子伴侣分子伴侣 分子伴侣是细胞一类保守蛋白质 可识别肽链的非天然构象 促进各功能 域和整体蛋白质的正确折叠 102 应急反应应急反应 strigent response 当细菌能源十分缺乏时 几乎所有的生化反应都停止 为生存 细菌体内可立即产生一种应急应答反应 关闭许多基因表达 103 管家基因管家基因 在生物体几乎所有的细胞中始终表达的基因 表达产物大致以恒定水平始 终存在于细胞内 是维持细胞最低限度功能所不可缺少的基因 是细胞生存所必须的 这 类基因的表达称为组成型表达 104 奢侈基因奢侈基因 只在特定的细胞类型或细胞生长发育特定时间表达的基因 这类基因的表 达称为可调节表达 105 核基质结合区核基质结合区 30nm 染色质纤维以特定的 DNA 序列结合在核基质上 这些特定 DNA 序列称为 MAR 它使纤维状的染色质 DNA 形成数以万计的环状结构域 106 绝缘子绝缘子 是一类特殊的顺式作用元件 阻止激活或阻遏作用在染色质上的传递 使染 色质活性限定于结构域内 107 座位控制区座位控制区 LCR 是一种远距离顺式元件 为相连接的基因提供了一个可以活化的 染色体环境 可能是 DNaseI 的超敏感位点和许多转录因子结合位点 可促进基因转录 108 CpG 岛岛 真核生物基因组中 常见富含的 CpG 的区域 称为 CpG 岛 常位于转录 调控区及其附近 其甲基化程度直接影响转录活性 109 DNA 甲基化甲基化 真核生物 DNA 双螺旋中 胞嘧啶核苷的嘧啶环 5 位甲基化 并与其 上的鸟嘌呤形成 mCpG 是 DNA 甲基化的唯一形式 110 高速泳动蛋白 高速泳动蛋白 HMG 活性染色质中含有两种高度丰富的小分子非组蛋白 这些 蛋白具有异常高的电荷 在凝胶电泳中移动快 所以称为高速泳动蛋白 HMG 111 小卫星小卫星 DNA 序列序列 又称可变数目串联重复 重复单位 6 40bp 每个拷贝长度 0 1 20Kb 6 100 次 分为位于邻近染色体端粒的区域 端粒家族 以及分散在基因组的多 个位置上 高变家族 一般没有转录活性 112 增强子增强子 指能使基因转录频率明显增加的 DNA 远端调控序列 二 填空题 1 原核生物复制方式 型复制 滚环复制 D 环复制 2 真核生物复制方式 多起点双向复制 3 真核生物基因组组分包括 核内染色体 DNA 核外细胞器 DNA 线粒体 DNA 叶绿 体 DNA 质粒 4 真核生物 DNA 序列类型 单拷贝序列 低度重复序列 中度重复序列 高度重复序 5 PCR 体系 引物 DNA 聚合酶 模板 dNTP Mg 2 浓度 6 反式作用因子结构包括 DNA 结合结构域 转录激活结构域 二聚体结构域 其中 DNA 结构域包括 螺旋 转角 螺旋 HTH 结构基序 锌指 ZF 结构基序 螺旋 突环 螺旋 HLH 结构基序 亮氨酸拉链 LZ 结构基序 7 DNA 的提取的一般步骤 1 准备生物材料 2 裂解细胞 3 去除杂质 4 沉淀 DNA 5 检测 6 保存 三 简答论述题 1 增强子为什么具有远距离作用呢 答 成环模型 认为增强子通过一些蛋白质因子的介导可与远距离的启动子结合 使 DNA 形成了一个环 从而促使远距离的启动子的转录 成环模型也符合染色体的侧环模型 和核基质的调控理论 也就是说 DNA 的特殊序列可以和核基质结合形成侧环 在某些细 胞中有些基因通过环的形成让增强子区和启动子区相互靠近 使这些基因能得以表达 看 来环的形成主要是两种因素 某些蛋白质因子的介导 和核基质特异的结合 2 病毒基因组的结构特点 答 a 与细菌相比 病毒基因组很小 大小相差较大 b 病毒基因组由 DNA 组成 也可以由 RNA 组成 每种病毒颗粒中只含有一种核 酸 核酸结构可以是单链或双链 环状或线状 c 有重叠基因 d 大部分是用来编码蛋白质的 基因间的间隔序列较短 e 功能上相关的基因集中成簇 在基因组的特定的部位 形成一个功能单位或转录 单元 转录产物为多顺反子 之后经过简单加工 f 噬菌体的基因是连续的 而真核细胞病毒的基因是不连续的 具有内含子 3 细菌染色体基因组结构的一般特点 答 细菌的染色体基因组通常仅由一条环状双链 DNA 分子组成 染色 体相对 聚 集在一起 形成一个较为致密的区域 称为类核 只有一个复制起点 数个相关的结构基因串联在一起 受同一调控区调节 合 成多顺反子 mRNA 具有操纵子结构 编码蛋白质的基因都是单拷贝 但 rRNA 基因是多拷贝 和病毒的基因组相似 非编码的 DNA 部份所占比例比真核细胞基因组少得多 基因组 DNA 中具有多种调控区如复制起始区 复制终止区 转录启动区和终 止区等 还有重复序列 比病毒基因组复杂 具可移动的 DNA 序列 4 真核生物基因组的特点 答 真核生物的基因组比较庞大 具有多个复制起始点 一个基因组包括多条线状染色体 每条染色体 DNA 上有多个复制起始点 真核生物的基因组 DNA 与蛋白质结合形成染色质的复杂高级结构 储存于细 胞核内 真核细胞被核膜分隔成细胞核和细胞质 在基因表达中 转录和翻译在时间 和 空间上被分隔 不偶联 真核生物基因组存在着许多重复序列 重复序列单位长度不一 重复程度各 异 真核生物的蛋白质基因一般以少拷贝形式存在 转录产物为单顺反子 存在着可移动的 DNA 序列 大多数真核生物基因含内含子 为断裂基因 5 滚环复制特点 1 共价延伸 2 模板链和新合成的链分开 3 不需 RNA 引物 在正链 3 OH 上延 4 只有一个复制叉 5 形成多联体 6 D 环复制的特点 D 环复制的特点是 复制起始点不在双链 DNA 同一位点 内 外环复制有时序差别 7 DNA 聚合酶反应特点 以 4 种 dNTP 作为底物 反应需要接受模板指导 链延伸需要引物 3 羟基存在 新链延伸方向 5 3 产物 DNA 极性与模板相对 8 DNA 聚合酶 I 的结构 DNA 聚合酶 I 有 5 个结合位点 1 模板结合位点 2 引物结合位点 3 底物 dNTP 结合位点 4 5 3 外切酶结合位点 5 3 5 校正位点 9 DNA 聚合酶 I 的主要活性和生理功能 5 3 聚合活性 催化条件 4 dNTP Mg2 模板 DNA 双链 RNA 引物 可用与 DNA 测序 3 5 外切活性 无 dNTP 是外切活性 有 dNTP 时 校正作用 5 3 外切活性 内切酶活性 生理功能 滞后链合成中除去 RNA 引物并添补其留下的缺口 参与 DNA 损伤修复 10 DNA 聚合酶 II 的主要活性 5 3 聚合活性 3 5 外切活性 生理功能 修复中起作用 11 DNA 聚合酶 III 的主要活性 多亚基酶 5 3 聚合活性 3 5 外切活性 生理功能 是体内 DNA 复制的主要承担者 12 DNA 的复制过程 1 复制的起始 DNA 解旋 解链 形成复制叉 拓扑异构酶 解旋酶及单链 DNA 结合蛋白 RNA 引物合成 依赖于单链模版 由引物酶催化合成一小段 RNA 引物 特点 原核环形 DNA 通常只有一个起点 双向复制 真核线性 DNA 通常多个起始 点 形成多个复制叉 2 复制的延长 子链延长 引物合成后 由 polII 催化 在引物 3 OH 末端逐一添加与模板链对应 互补的脱氧核苷三磷酸 半不连续合成 A 领头链 键的延长方向与解链方向相同 为连续合成 B 随从链 键的延长方向与解链方向相反 为不连续合成 产生冈崎片段 3 复制的终止 水解引物及填补空隙 冈崎片段合成后 由 Pol I 水解去除 RNA 引物 并填补留下 的空隙 连接酶连接冈崎片段形成完整双链 DNA 分子 空隙填补后 DNA 片段与片段之间 的一个缺口由 DNA 连接酶催化连接 从而产生完整的双链 DNA 分子 13 端粒酶的生物学意义 1 细胞水平的老化 可能与端粒酶的活性下降有关 2 基因突变 肿瘤形成 端粒也可表现缺失 融合或序列缩短等现象 3 研究端粒的变化是目前肿瘤研究中的一个新领域 14 DNA 重组的意义 1 迅速增加遗传群体的多样性 2 与 DNA 修复有关 3 可调节某些基因的表达 15 转座子转座的特征 转座不依赖靶序列的同源性 转座后靶序列重复 转座子的插入具有专一性 转座具有排他性 转座具有极性效应 活化临近的沉默基因 区域性优化 16 转座子的应用 1 用于难以筛选的基因的转移 2 作为基因定位的标记 3 筛选插入突变 4 构建特殊菌株 5 克隆难以进行表型鉴定的基因 17 RNA 转录的一般特点 具有选择性 即只对基因组或 DNA 分子中的编码区进行转录 开始于特定位点 并在特定的终点处终止 催化转录反应的是 RNA 聚合酶 被转录的 DNA 双链中只有其中一股模板链 反义链 作为 RNA 合成的模板 进 行 不对称 转录 启动子控制起始 底物为 4 种 5 核糖核苷三磷酸 合成方向 5 3 18 原核生物启动子的特征 结构典型 都含保守的识别序列 R 结合序列 B 起始位点 I 以及间隔长度 直接和聚合酶相结合 常和操纵子相邻 常位于基因的上游 19 真核 RNA 聚合酶的一般特点 结构非常复杂 结构具有相似性 3 类 RNA 聚合酶都有几种共同的亚基 根据其结构与功能 可以分为核心亚基 共同亚基和非必须亚基 20 原核生物和真核生物的 rRNA 基因差异 原核生物无 5 8S rRNA 5S rRNA 编码基因与其它 rRNA 编码基因关系不同 重复次数不同 21 帽子结构的功能 1 对翻译起识别作用 为核糖体识别 RNA 提供信号 Cap0 的全部都是识别 的重要信号 Cap1 2 的甲基化能增进识别 2 增加 mRNA 的稳定性 使 5 端免遭外切核酸酶的攻击 3 有助于 mRNA 越过核膜 进入胞质 22 poly A 的功能 1 可能与核质转运有关 2 增强 mRNA 稳定性 3 增强可翻译能力 23 剪接机制 剪接体套索模型 第一次转酯 内含子形成套索 第二次转酯 外显子 1 2 连接 套索状内含子释放 拼接体解体与套索降解 24 翻译 蛋白质的生物合成 以氨基酸为原料 以 mRNA 为模板 以 tRNA 为运载工具 以核糖体为合成场所 起始 延长 终止各阶段蛋白因子参与 合成后加工成为有活性蛋白质 25 简并性的生物学意义 可以降低由于遗传密码突变造成的灾难性后果 可以使 DNA 上的碱基组成有较大的变化余地 而仍然保持多肽上氨基酸序列不变 26 tRNA 的结构与功能 1 tRNA 的一级结构特点 含 10 20 稀有碱基 如 DHU 3 末端为 CCA OH 5 末端大多数为 G 具有 T C 2 tRNA 的二级结构 三叶草形 氨基酸臂 DHU 环 反密码环 额外环 T C 环 3 tRNA 的三级结构 倒 L 型 27 肽链合成延长 包括以下三步 进位 新氨酰 tRNA 识别核糖体内的 mRNA 进入 A 位 转肽 P 位的氨基酸转到 A 位新氨基酸末端 形成肽键 移位 核糖体向 3 端移动 1 个密码子长度 肽链延长是以上 3 步在核糖体上连续性循环式进行 每次循环增加一个氨基酸 又称 为核糖体循环 ribosomal cycle 28 原核生物基因表达调控的特点 主要是短期调节 主要是转录水平的调节 以操作子为单位 存在正 负调控 但以负调控为主 调节因子的活性主要受变构效 应调节 还存在其它调控机制 29 Lac 操纵子调控机制总结 当低葡萄糖而高乳糖时 部分乳糖在 半乳糖苷酶作用下转变为异乳糖 异乳糖 可作为诱导物和有活性阻遏蛋白结合 使阻遏蛋白失活 不能结合 O RNA 聚合酶顺利结 合启动子 起始转录利用乳糖的酶 同时 由于没有葡萄糖存在 胞内 cAMP 浓度高 大 量的 cAMP CAP 复合物结合在 CAP 位点 极大的促进下游结构基因转录效率 半 乳糖苷酶 通透酶和转乙酰酶的含量高 这时候 细菌就分解乳糖为葡萄糖和半乳糖 葡 萄糖直接作为碳源 半乳糖利用 gal 操纵子调控的酶转变为葡萄糖 由于阻遏物不断合成 当乳糖被消耗完毕后 有活性的阻遏蛋白可重新建立阻遏状态 酶合成被抑制 经过一段 延迟期后 逐渐被稀释 当高葡萄糖和高乳糖时 乳糖可作为诱导物和有活性阻遏蛋白结合 使阻遏蛋白失活 不能结合 O RNA 聚合酶可顺利结合 P 起始转录分解利用乳糖的酶 同时 但是由于葡萄 糖存在 胞内 cAMP 浓度极低 没有 cAMP CAP 结合在 CAP 位点 转录虽然可以起始 但还是效率极低 半乳糖苷酶 通透酶和转乙酰酶的含量非常少 这时候 细菌就利 用葡萄糖作为碳源 而不利用乳糖 30 色氨酸操纵子调节机制 当环境能提供足够浓度的色氨酸时 调节蛋白 R 与辅阻遏物 色氨酸结合 构象变化 而活