DNA修复与重组解析

1、精选优质文档-倾情为你奉上第四章 DNA修复与重组 一、填空题 1 在大肠杆菌中发现了-种DNA聚合酶。DNA修复时需要DNA聚合酶-。 2 真核生物中有5种DNA聚合酶，它们是：(1)-(2)-(3)-(4)-(5)-。 3 在DNA修复过程中，需要第二种酶，-，作用是将DNA中相邻的碱基-起来。DNA聚合酶具有外切核酸酶的活性。有两种外切核酸酶的活性，它们分别从-和-降解DNA。DNA聚合酶-只有外切核酸酶活性。 4 只有真核DNA聚合酶-和-显示-外切核酸酶活性。 5 DNA大多数自发变化都会通过称之为-的作用很快被校正。仅在极少情况下，DNA将变化的部分保留下来导致永久的序列变化，称为

2、-。 6 偶然情况下，在同一基因两个稍微不同拷贝(等位基因)间发生重组的过程中，一个等位基因经过-过程会被另一等位基因代替。 7 通过-基因重组，游动DNA序列和一些病毒可进人或离开一条目的染色体。 8 DNA修复包括3个步骤：-酶对DNA链上不正常碱基的识别与切除，-酶对已切除区域的重新合成，-酶对剩下切口的修补。 9 一种主要的DNA修复途径称-，包括一系列-酶，它们都能识别并切去DNA上不正常碱基。 10-途径可以切去任何造成DNA双螺旋大片段改变的DNA损伤。 11大肠杆菌中，任何由于DNA损伤造成的DNA复制障碍都会诱导-的信号，即允许跨过障碍进行复制，给细胞一个生存的机会。 12在

3、-中，基因交换发生在同源DNA序列间，最常见是发生在同一染色体的两个拷贝间。 13在交换区域，一个DNA分子的一条链与另一个DNA分子的一条链相互配对，在两个双螺旋间形成一个-。 14通过-，两个单链的互补DNA分子一起形成个完全双链螺旋,人们认为这个反应从一个慢的-步骤开始。 15大肠杆菌的染色体配对需要-；它与单链DNA结合并使同源双链DNA与之配对。16一般性重组的主要中间体是-，也用它的发现者名字命名为-。 二、选择题(单选或多选) 1 关于DNA的修复，下列描述中，哪些是不正确的?( ) (a)UV照射可以引起嘧啶碱基的交联 (b)DNA聚合酶可以修复单链的断裂 (c)双链的断裂可以

4、被DNA聚合酶修复 (d)DNA的修复过程中需要DNA连接酶 (e)细菌可以用一种核酸内切酶来除去受损伤的碱基 (f)糖苷酶可以切除DNA中单个损伤的碱基 2 DNA最普遍的修饰是甲基化，在原核生物中这种修饰的作用有： ( ) (a)识别受损的DNA以便于修复 (b)复制之后区分链，以确定是否继续复制 (c)识别甲基化的外来DNA并重组到基因组中 (d)保护它自身的DNA免受核酸内切酶限制 (e)识别转录起始位点以便RNA聚合酶能够正确结合 3 单个碱基改变是DNA损伤的一种形式，它们： ( ) (a)影响转录但不影响复制，在此过程中一个ATG起始密码可能被修改 (b)影响DNA序列但不影响D

5、NA的整个结构 (c)将继续引起结构变化但不影响复制循环 (d)可能由错配复制或酶的DNA修饰(如脱氨基)所引起 (e)可以由UV照射(如嘧啶二聚体)或加成化合物形成(如烷基化)所引起 4 错配修复是基于对复制期间产生的错配的识别。下列叙述正确的是：( ) (a)UvrABC系统识别并靠DNA聚合酶I促使正确核苷酸的引人而使错配被修复 (b)假如识别发生在被重新甲基化的半甲基化DNA之前，那么修复可能偏向野生型序列(Dam甲基化，MutH，MutSL) (c)错配一般由单链交换所修复，这要靠RecA蛋白恢复正常拷贝序列的能力 (d)错配修复也可被认为是对DNA的修饰活动，如去烷基化或再氨基化，

6、但是不会替换损伤的核苷酸 (e)错配修复是靠正常情况下被LexA蛋白抑制的修复功能完成的(SOS反应) 5 非均等交换：( ) (a)发生在同一染色体内 (b)产生非交互重组染色体 (c)改变了基因组织形式，未改变基因的总数 (d)在染色体不正常配对时发生 (e)减少一个基因簇的基因数，同时增加另一个基因簇的基因数 6 许多细菌在它们的基因组中几乎平均分配重组敏感热点，这些热点在大肠杆菌E.coli中称为chi,它们是：( ) (a)是双链经常断裂的部位，它可来诱导重组 (b)是单链经常断裂的部位，导致单链同化作用 (c)是RecBCD复合物作用的位点，在这些位点，受双链断裂激活的RecBCD

7、复合物切开一个自由3-OH端 (d)是顺式作用元件，在该元件内可以产生个单链的自由3OH末端 (e)是RecA蛋白结合的DNA位点，RecA蛋白从该位点沿着DNA移动直到断裂点 三、判断题 1 拓扑异构酶I和可以使DNA产生正向超螺旋。 2 拓扑异构酶I解旋需要ATP酶。 3 RNA聚合酶I合成DNA复制的RNA引物。 4 线粒体DNA的复制需要使用DNA引物。 5 噬菌体整合到大肠杆菌基因组上是由一个位点专一的拓扑异构酶(丸整合酶)催化的，它可以识别在两条染色体上短的特异DNA序列。 6 在真核生物染色体DNA复制期间，会形成链状DNA。 7 所有已知的基因转变都需要一定量的DNA合成。 8

8、 根据不同物种同一蛋白质中氨基酸的不同来估计突变率往往较实际的突变率低，因为一些突变体由于危及蛋白质功能，在选择压力下从种群中消失。 9 因为组蛋白H4在所有物种中都是一样的，可以预期该蛋白基因在不同物种中也是一样的。 10DNA修复机制有很多种，但所有这些机制都依赖于二倍体染色体上两套遗传信息的存在。 11自发的脱嘌呤作用和由尿嘧啶DNA糖基化酶切去一个已脱碱基的胞嘧啶都会产生可被无嘌呤嘧啶内切核酸酶作为底物识别的同样的中间产物。 12DNA修复的第一步是由专用于修复过程的酶催化的，下面的步骤由DNA代谢过程中的常用酶催化。 13大肠杆菌中SOS反应的最主要作用是通过在原始DNA损伤区附近导

9、人补偿突变来提高细胞存活率。 14DNA中四个常用碱基自发脱氨基的产物，都能被识别出来。 15在细菌细胞中，短片段修复是由损伤诱导的。相反，长片段修复是组成型的，且往往涉及长约15009000bp损伤DNA片段的替换。 16真核生物中DNA的修复没有原核生物重要，这是因为体细胞的二倍体特征。 17一般性重组需要交换的双方都有一长段同源DNA序列，而位点专一重组仅需要短而专一的核苷酸序列，某些情况下，只需要交换双方中的一方具有该序列即可。 18一般性重组包括DNA片段的物理交换，该过程涉及DNA骨架上磷酸二酯键的断裂和重新形成。 19RecA蛋白同时具有位点专一的单链切割的活性和将单链从双螺旋D

10、NA分子上脱离的解旋酶的功能，但需要依赖于ATP活性。 20大肠杆菌的单链结合蛋白通过与糖磷酸骨架结合并使碱基暴露，从而解开单链上的短发夹结构。 21RecA蛋白同时与单链、双链DNA结合，因此它能催化它们之间的联会。 22交叉链互换包括交叉链和未交叉链，至少其中一条链的磷酸骨架断裂才可能使这个过程逆转。 23基因转变是真菌类偶然改变性别的方式；正常情况下，一次接合产生等量的雄性与雌性孢子，但偶然也会出现1：3或3：1的比例。 · 四、简答题 1 假如发生了碱基对的错配会产生什么表型，它们怎样被修复? 2 为什么DNA的甲基化状态可以为复制的调节和DNA的修复所利用? 3， 错配修复

11、的方向可以怎样被调节(突变型到野生型或野生型到突变型)? 4 RecA蛋白是怎样调节SOS反应的?5， 以图4.1A为例，画出图4.1B所示分子同源区域交叉重组的产物，图中用一条单线表示DNA双螺旋，同源重组的靶位点用箭头标出。图 6 图4.2所示为两条同源的亲代双螺旋和两套可能的重组产物。请画图表示两亲代双螺旋间可以产生指定重组产物的Holliday连接，在每条链的左端标明Holliday连接的3或5端，这样亲代和重组双螺旋间的关系就比较清楚。请指明为了产生每套重组产物哪些链应被切去。 最后，画出经过一轮DNA复制后的重组产物.图 7 为什么基因内互补只发生在：(1)某一基因座的等位基因间；

12、(2)这些基因座的特殊等位基因对间? 五、分析题 1 实验结果表明所研究细菌的一个操纵子具有三个相似拷贝，它编码一个关键酶的亚基。由于没有检测到第三个碱基简并性(摇摆性)现象，由此说明接近的相同性(99)是由于DNA修饰作用的结果。请问这涉及哪些可能的机理? 2 根据对细菌限制和修复系统的知识，设计一个简单的实验来检测你收集的菌株是否有原噬菌体的存在。 3 大肠杆菌中的几个基因包括uvrA、 uvrB、uvrC和recA都与紫外线损伤的修复有关，含有一个有缺陷的上述基因的大肠杆菌细胞系比起野生型细胞对紫外光的射线更敏感，就如图4.3A所示的uvrA与recA突变株。单个不同基因的突变可以成对联

13、合起来形成所有可能的双突变体。比起单突变体，双突变体的敏感性变化很大。相对uvr单突变体，两个uvr突变形成的双突变体对紫外光的敏感性并无多大增加，但recA缺陷和任一种uvr突变体形成的双突变体却使一个细胞株对紫外光极度敏感，如图4.3B所示的uvrArecA双突变体放大图。 (1)为什么一个recA突变和一个uvr突变的结合会产生一个对紫外光极其敏感的细菌菌株，而不同uvr基因突变的结合却和单个突变没有差别? (2)根据泊松分布，当一个细菌种群平均受到一个致命“轰击”，37(e1的个体将存活下来， 因为它们实际上并没有受到轰击。对于uvrArecA双突变体，004Jm2的剂量使37的个体存

14、活(如图4.3B)。计算对uvrArecA双突变体细胞株来说，多少嘧啶二聚体会组成致死轰击，假设大肠杆菌的基因组有4×106个碱基对，包括50的GC，而且把DNA暴露在400Jm2的紫外线下，会使1的嘧啶对(TT、TC、CT和CC)变成嘧啶二聚体。图图4.3 紫外光不同剂量作用下的细胞存活曲线 (A)野生型，uvrA、recA单突变体，uvrArecA双突变体的存活曲线 (B)uvrArecA存活曲线的放大图 4 除了uvrABC内切核酸酶修复、重组修复和SOS修复，细菌还具备一种对嘧啶二聚体更有效的修复系统。这个现象是在一个关于紫外线对细菌影响的调查中为了确定一个失控的数量而发现的

15、。发现过程可以假设为：你与你的同事正试图利用紫外线作为诱变剂来分离大肠杆菌中的突变体，为得到足够的突变子，你觉得有必要使用对细菌杀伤率为9999的辐射剂量。比起你的同事你已经获得了更可靠的结果，而他要用10倍至100倍的辐射剂量才能获得同样的杀伤率。因为你常在晚上他离开后才做实验，所以他有点怀疑你结果的可靠性，他坚持你早上来做一个平行实验。当你们都得到同一结论时你们两人都感到惊奇，你有些懊恼，因为结果更接近你同事的结论；当你在晚上重复平行实验时，你的同事对结果感到很惊奇，结果正如你以前所描述的一样。你发现在下午要取得同样的杀伤率需要用比早上更高的辐射剂量，晴天比阴天需要的剂量高，你的实验室朝西

16、，是什么因素影响着你的实验? 5 噬菌体T4编码一个对重组和DNA复制很重要的单链DNA结合蛋白(SSB蛋白)。含有编码SSB蛋白温度敏感型基因的噬菌体T4突变体在升高温度时会快速地终止重组和DNA复制。噬菌体T4 SSB蛋白是分子量为35000Da的单体蛋白：它和单链而不是双链DNA紧密结合，结合体中DNA与蛋白质的重量比为1：12。然而SSB蛋白和DNA的结合显示出一个很特别的性质，如图4.4所示。当单链DNA过量时(10)，而SSB蛋白为05g时则完全检测不到结合体(图4.4A)，然而当SSB蛋白为7.0g时，可以看见许多二者的结合体(图4.4B)。 (1)饱和的情况下，单链DNA与SSB蛋白分子的分子比为多少