《RNA转录、剪切和加工》部分课堂练习
一、填空题。
1.大肠杆菌RNA聚合酶的亚基组成为＿α2ββσ＿。
2.转录的底物是四种＿NTP＿，原核生物RNA聚合酶可受＿利福霉素＿抑制，后者与该酶的＿β＿亚基结合。
3.在转录过程中RAN聚合酶全酶的σ因子负责＿转录的起始＿核心酶负责＿RNA链的延伸＿。
4.真核生物主要有三类RNA 聚合酶＿Ⅰ＿、＿Ⅱ＿、＿Ⅲ＿，它们分别催化＿rRNA＿、＿mRNA＿、＿tRNA＿的转
录。
5.大肠杆茵的启动子序列包含＿-10＿、＿-35＿等信息。
6.Pribnow 框一般位于＿-10＿区，Sextama 框一般位于＿-35＿区。
7.通常原核生物的终止子在终止点之前均有一个＿富含GC的二重对称区＿，其产生RNA可形成＿＿发夹结构＿。
8.大肠杆菌不依赖ρ因子的转录终止子的结构特点是＿富含GC的二重对称区＿和＿4-8个A＿。
9.ρ因子催化＿NTP水解＿和＿RNA释放＿＿。
10.真核细胞的＿m＿RNA可结合于多聚dT 的亲和层析柱上。
11.真核生物转录后mRNA 加工，包括5 端加＿帽＿和3 端加＿尾＿，其结构分别是＿m7GpppG＿和＿poly(A)＿。
12.真核生物mRNA 转录后的成熟步骤主要包括＿加帽＿、＿加尾＿、＿剪切＿、＿编辑＿。
13.hnRNA经过RNA拼接后去掉＿内含子＿，留下＿外显子＿。
14.DNA结构基团中存在被转录也被转译的序列称为＿外显子＿被转录但不被转译的序列称为＿内含子＿。
15.真核生物rRNA 拼接过程中左端的拼接点顺序为＿5’-GU＿，右端为＿3’-AG＿，切除＿中间结构＿结构。
16.真核基因由外显子和内含子相互间隔组成，故为＿断裂＿基因。
17.从hnRNA分子去除非编码序列，形成成熟mRNA的过程称为＿剪接＿。
18.人的rRNA前体45S rRNA 是在＿核仁＿中合成的，在＿细胞核＿中装配成核糖体的亚单位，完整的核糖体是在
＿细胞质＿中形成的。
19.RNA成熟酶对于＿RNA的自我剪接＿是很重要的，它的作用在于＿稳定RNA构象＿，而不是＿催化作用＿。
20.RNA是由核糖核甘酸通过＿3’,5’_磷酸二酯__键连接而成的一种_多聚核甘酸__。几乎所有的RNA都是由
__模板__DNA__转录___而来。
二、单选题。
1.mRNA中的遗传信息可来自（）。
A：RNA；B：DNA；C：RNA或DNA；D：蛋白质
2.成熟的真核生物mRNA 5’端具有（) 。
A：Poly(A)；B：Poly(U)；C：Poly（c）；D：帽子结构
3.决定大肠杆菌RNA聚合酶识别启动子特异性的是〔）
A：RNA聚合酶的σ亚基； B：RNA聚合酶的β亚鉴；
C：RNA聚合酶的β＇亚基；D：ρ因子。
4.关于大肠杆菌RNA 聚合酶的叙述不正确的是（)
A：核心酶由α2ββ＇组成； B：全酶由核心酶和σ因子组成；
C：β亚单位的功能是结合DNA； D：全酶对于转录起始和延伸是必须的。
5.RNA 聚合酶1 的功能是（)
A：转录tRNA 和5SRNA 基因； B：转录蛋自质基因和部分snRNA基因；
C：只转录rRNA； D：转录多种基因。
6.大肠杆菌RNA聚合酶中的σ因子（)。
A：是识别转录终止点的亚基； B：是识别转录起始点的亚基；
C：是不可替换的亚基； D：是不可解离的亚基。
7.真核生物mRNA 的加尾信号（）。
A：在转录终止点之后；B：在转录终止点之前；
C：在转录终止点上； D：在mRNA的5＇端。
8.下列有关的mRNA论述，哪些说法是正确的（）。
A：mRNA是基因表达的最终产物； B：mRNA的遗传密码方向是5’→3’；
C：在3’端都具有Poly(A)结构； D：每分子mRNA 都具有3 个终止密码子。
9.下列有关TATA盒的叙述哪个是正确的（）。
A：它位于第一个结构基因处； B：它和RNA聚合酶结合；
C：它编码阻遏蛋白； D：它和反密码子结合。
10.真核生物中，存在于核仁中的RNA 聚合酶是（)
A：RNA聚合酶α；B RNA聚合酶β；C：RNA聚合酶γ；D：RNA聚合酶δ。
11.参与转录终止的因素是〔）
A：σ因子；B：ρ因子；C：转录产物3’端发夹结构；D：ρ因子或转录产物3’端发夹结构。
12.mRNA 5’端帽子结构为（）。
A：pppmG； B：GpppG；C：m7GpppG；D：GpppmG。
13.真核生物中rRNA 包括（）。
A：28S，23S和5S rRNA； B：23S,16S和5S rRNA；
C：23S，16S和5.8S rRNA； D：28S,23S，5.8S和5S rRNA。
14.内含子的剪接位点具有的特征（）。
A：5’-GU, 3’-AG； B：5’-AG，3’- GU； C：5’-GA，3’- UG；D：5’-UG，3’- GA；
15.各类核糖核酸中，稀有核苷酸含量比例（% ）最高的是〔）。
A：tRNA； B：5S rRNA； C： mRNA； D： rRNA。
16.下列何种生物形式的基因组中没有内含子（）。
A、酵母；
B、四膜虫；
C、水稻；
D、大肠杆菌。
17.真核生物的hnRNA加工不包括_______
A、在5’端加帽
B、在3’端加poly A 尾
C、进行内含子的剪接
D、删除5’UTR区。
18.大肠杆菌RNA全酶包括核心酶和_______，该因子保证RNA聚合酶与启动子DNA的结合。
A、α 因子
B、β 因子
C、θ 因子
D、σ 因子
19.下列哪一项不是大肠杆菌RNA聚合酶全酶中的σ因子的功能？
A、催化中心；
B、负责模板链的选择和转录的起始；
C、提高RNA聚合酶对启动子区DNA序列的亲和力；
D、启动子识别。
三、判断题。
1.在DNA与RNA序列中，A、C、G的化学结构相同。×
2.真核生物mRNA分子两端都有3’-OH。×
3.原核生物转录启动子有3 个重要部位-10 区、-35 区和SD 序列。×
4.真核生物的所有mRNA都含有poly（A）结构。×
5.DNA聚合酶和RNA聚合酶催化的反应都需要引物。×
6.mRNA内部不存在甲基化的核糖核酸。∨
7.真核基因的外显子是指保留在成熟RNA中的相对应的序列，不管它是否被翻译。×
8.真核生物中同一转录单位可以通过不同的拼接而产生不同的蛋白质合成模板mRNA。∨
9.真核生物rRNA基因大多是活跃转录的，没有核小体结构。×
10.真核细胞rRNA转录加工后被输送到细胞质中与核糖体蛋白组成核糖体。∨
11.真核基因的转录是从第一个ATG开始的。×
12.转录因子是一类具有RNA聚合酶活性的蛋自质。×
13.原核细胞能在转录过程中进行蛋白质的翻译。∨
14.逆转录合成cDNA时，需要先在RNA链的上游合成短的RNA引物。×
15.DNA复制需要RNA引物，RNA复制则不需要引物。∨
16.DNA是遗传物质，而RNA不是遗传物质。×
17.DNA复制与转录的共同点在于都是以双链DNA为模版，以半保留方式进行，最后形成链状产物。×
18.决定大肠杆菌RNA聚合酶识别启动子特异性的是RNA聚合酶的核心酶。×
19.真核生物基因的启动子都位于转录起始点的上游。（×）
20.增强子对依赖或不依赖于TATA框的转录启动子都有增强效应。（∨）
21.在高等生物的个体发育或细胞分化时，可以有选择性地越过某些外显子或某个剪切点对mRNA前体进行剪切，
产生组织或发育阶段特异性mRNA。√
22.RNA聚合酶I负责tRNA和5sRNA，其启动子位于转录的DNA序列之内，称为下游启动子。×
23.增强子的作用具有细胞或组织的特异性。√
24.在原核生物中，-35序列和-10序列对于RNA聚合酶识别启动子都是很重要的。√
25.σ因子的专一性表现在不同基因编码识别不同启动子的σ因子。√
四、名词解释。
1.RNA转录（RNA transcription）
2.RNA聚合酶（RNA polymerase）：在转录过程中，以DNA为模板催化RNA合成的起始、延伸和终止的蛋白质。
3.启动子(promoter)：DNA分子上被RNA聚合酶识别并结合形成起始转录复合物的区域。
4.核心启动子(core promoter) ：是指足以使RNA酶Ⅱ转录正常起始所必需的最少DNA序列，包括CAP位点和TATA
盒。
5.转录终止子(termonator)
6.外显子(extron) ：在真核生物的基因中，成熟mRNA中编码区的相应序列。
7.内含子(intron)：在真核生物的基因中（或提到断裂基因），在mRNA前体分子中被剪切掉的非编码区的相应
序列。
8.有义链（sense strand）
9.编码链(coding strand)
10.转录后加工(post-transcription processing)
11.RNA拼接(RNA Splicing)
12.顺式剪接、反式剪接
13.组成型剪接、可变剪接
14.RNA编辑(RNA editing):是指转录后的RNA在编码区发生碱基的加入，丢失或转换等现象。
15.RNA复制（RNA replication）：RNA病毒的遗传物质复制。
16.断裂基因：编码蛋白质的基因在DNA序列上是不连续的，被不编码的序列隔开。
17.GT-AG规则：真核生物mRNA内含子的5’剪切位点一般为GT，而3’位点为AG。
18.多顺反子：在原核生物中，密切相关的基因组成操纵子，操纵子中的结构基因在一个启动子的调控下作为一个
单位进行转录，这个单位成为多顺反子。
五、问答题。
1.试比较DNA复制与转录的异同点。
相同点：都以DNA链作为模板，合成的方向均为5’→3’，聚合反应均遵从碱基配对原则，核苷酸之间形成磷酸二酯键使核苷酸链延伸。不同点：
复制转录
模板两股链均复制，全部信息模板链，部分信息
原料dNTP NTP
酶DNA聚合酶RNA聚合酶
产物子代双链DNA（半保留复制）mRNA，tRNA，rRNA
引物RNA引物无
配对G-C; T-A A-U; T-A; C-G
2.简述真核与原核基因转录方面存在的差异。
原核生物真核生物
RNA聚合酶只有1种。3种，分别转录不同的RNA
mRNA结构通常5‘帽子和3’尾巴
顺反子功能相近的基因通常形成一个操纵子，由共同的
调控区进行转录调控。
转录起始不同的聚合酶有不同的启动子调
控
转录终止在RNA水平发生作用：不依赖ρ因子的终止子
在柄部富含GC碱基对，而且连接一串富含U的
茎环结构；依赖于ρ因子的终止子通过ρ因子与
β亚基的作用促使转录终止。3类RNA聚合酶的转录因子都需要富含A T的序列。
3.简述RNA的种类及其生物学作用。
4.比较真核生物和原核生物mRNA的异同。
原核生物和真核生物mRNA的差别在于可翻译顺反子的数目，真核生物的mRNA是单顺反子。而且真核生物的mRNA在其3’末端有多聚腺苷酸尾巴（polyA），而5’末端有7－甲基鸟嘌呤帽子。真核生物的mRNA 尾部区域有时会携带特定的去稳定因子。
5.简述真核生物mRNA基因的转录过程。
1) 模板识别：RNA聚合酶与双链DNA的启动子开始结合；DNA双链被分开；形成转录泡。
2) 转录的起始：RNA中第一个核苷酸键合成；合成前9 个核苷酸键时，酶仍旧位于启动子上；聚合酶成功
地完成了RNA链的延伸并离开启动子。
3) 延伸阶段：延伸阶段包括DNA 结构的改变带来的转录泡前移。在转录泡中，模板链的瞬间解旋区与新生
的RNA 链在延伸点发生配对。RNA聚合酶沿DNA移动，RNA链逐渐延长，酶一边移动一边将DNA解螺旋，使一段新的模板以单链形式暴露出来。核苷酸以共价键形式被添加到RNA链的3’末端，在解旋区形成一个RNA-DNA 杂交链。解旋区之后的DNA 模板链又与另一条单链DNA 配对并形成双螺旋。RNA 形成游离的单链。
4) 转录的终止：包括对那些不再被加到RNA上的碱基位点进行识别。磷酸二酯键停止形成，转录复合体分
离，转录终止。当最后一个碱基加入到RNA 链上，转录泡崩解，RNA-DNA杂交被破坏，DNA重新形成双螺旋，聚合酶和RNA都释放下来。
6.简要说明真核生物mRNA 的结构特点。
7.真核生物转录的前体RNA如何加工为成熟的mRNA ?
1) 5’端加帽子。5’加帽是一个多步加工过程，第一步是鸟苷转移酶将一个鸟苷酸加在5’RNA的前端，
产生5’-5’对接的磷酸二酯键。第二步由鸟嘌呤甲基转移酶将一个甲基基团加到嘌呤环的7位氮原子使5’帽子鸟嘌呤转变为7-甲基鸟嘌呤。
2) 3’端加poly(A)尾巴。在切除前体mRNA 3'末端的一段序列后，在poly (A) 多聚酶作用下，合成再加上
多聚腺苷酸，约250个腺嘌呤核苷酸尾巴。
3) 内含子的剪接。核mRNA前体含有边界顺序、分枝点序列及其内含子5’端保守序列，本身不能形成二
级结构，必需依赖于snRNP(U1,U2,U4,U5和U6)的帮助才能形成剪接体，进行自我剪接，将内含子（intron）去除，而把外显子（exon）连接起来。
4) 化学修饰。某些碱基进行甲基化等修饰
8.真核生物细胞的RNA 内含子剪接的主要方式。
9.简述转录因子的结构特点及其作用。
转录因子也称转录激活因子，它们可对转录起始复合物的组装及转录速率施加影响，决定某一基因是否表达，通常有一个标准结构，存在DNA结合域和转录激活结构域。
DNA识别或结合域能和特定的基因的启动子区结合，但不能激活基因的转录；转录激活结构域可以在适当的空间激活转录。
10.概括典型原核生物启动子的结构和功能。
启动子是与RNA聚合酶结合和转录起始的特殊序列。典型的原核生物启动子大约40个核甘酸并有2个重要的序列。
－35区：位于复制起始位点上游35个核甘酸的6个核甘酸序列，能被RNA聚合酶全酶识别并结合。其中，亚基在识别中起重要作用。因为没有亚基的核心酶只能随机地结合在DNA上。
－10区：位于－10处的6核甘酸序列。RNA聚合酶松散结合到－35区后，沿着DNA移动到－10区并解链，形成紧密结合的复合体，确保转录方向。保守序列TA TAAT。
学习目的和意义：
理解转录的基本概念，掌握转录的一般规律；了解与转录有关的酶及有关因子
的种类和比质；全面了解RNA 转录的机制；掌握原核生物的转录过程并了解真核
生物的转录过程．掌握RNA 转录后加工过程及其意义。
第十四章转录后加工和调节 ********真核生物mRNA前体加工 转录起始于第1个外显子(exon)的第一个核苷酸，转录开始不久转录产物的5′端就被加上7-甲基鸟苷酸帽子(Cap)。转录终止于最后1个外显子3′端下游大约0.5～2.OKb范围内多个可能位点中的1个。核酸内切酶在polyA位点切除多余序列，并在polyA聚合酶的作用下加上长100～250个A。接着，通过RNA剪接(splicing)将内含子(intron)切除，并将外显子连接起来。最后，将成熟的mRNA分子输送到细胞质中。以上过程称为mRNA前体加工(pre-mRNA processing)。 当RNA聚合酶Ⅱ的转录产物刚合成大约30个核苷酸时，其5′端就加上了1个甲基化鸟苷酸(m7G)，甲基供体是S—腺苷蛋氨酸。 mRNA 5′端帽子结构的主要功能有；①在蛋白质合成起始中的重要作用类似于原核生物 mRNA的SD 序列，供核糖体小亚基(40S)识别与结合。②保护合成中的转录产物免受核酸外切酶的降解。③在成熟的 mRNA以外，动物所有的mRNA 3′端都有polyA尾。这些A是初始转录产物经过核酸内切 mRNA的polyA尾上游10—35个核苷酸处都含有序列AAUAAA，在切割位点下游大约50个核苷酸以内还存在第二个加尾信号，其序列特征是富含G／U或U。 PolyA位点切割后，多聚腺苷酸化分为两个阶段进行。前12个左右的A的多聚腺苷酸化的速度比较慢，而后面则很快，迅速加到200～250个A。后者需要结合若干含有RNP motif的polyA结合蛋白Ⅱ(PABⅡ)。 ------外显子—内含子交界处存在短共有序列 ,其中，出现机率为100％的只有pre-mRNA内含子5′端的GU和3′端的AG，这就是所谓剪接的GU—AG规则。 ------ 六种富含U的snRNA大量存在于哺乳动物细胞核中，命名为U1～U6，它们参与RNA剪接。这些snRNA和6～10种蛋白因子相结合，形成核内RNP小颗粒 (snRNP)。 --------反式剪接(trans—splicing) 产生于两个不同的RNA分子之间发生的剪接作用，这个过程叫作反式剪接。 高等真核生物的转录单位分为简单和复合两种类型。简单转录单位只有1个polyA位点，其RNA剪 接方式也只有1种，只能产生mRNA 分子，这意味着1 复合转录单位的转录后加工，是高等真核生物基因转录后调节的1种重要途径。 (二)选择性剪接 高等真核生物复合转录单位的。剪接过程中发生了外显子跳跃(exon skip)，使得某些外显子在成熟的mRNA分子中不复存在, 除了外显子跳跃以外，有的选择性剪接通过包含或排除终止密码子来控制功能蛋白的表达。 ---------有的复合转录单位含有多个polyA位点，通过选择性调节初始转录产物3′端的切割位点，以改变表达产物C端的氨基酸顺序，产生长短不同的多肽链，这一过程叫作polyA位点选择(polyAsitechoice)，或选择性多聚腺苷酸化(alternative polyadenylation)。 ，核仁小RNA(snoRNA，即small nucleolar RNA)可能催化pre—rRNA的切割加工，snoRNA和蛋白因子结合形成snoRNP，再与pre—rRNA结合。 snoRNA的还可能在线粒体DNA复制时参与合成RNA引物，它的功能有助于协调细胞生长(或分裂)与线粒体复制的关系。 真核基因内含子主要分为四种类型：①核内含子②I类内含子(Group I)。⑧Ⅱ类内含子(Group Ⅱ)。④tRNA基因内含子。 I类内含子具有两个共同特点；①自我剪接能力(self-splicing)。②特殊的二级结构，包括9个茎环。 rRNA前体分子中，但这种内含子不如I类内含子普遍。
1. 半保留复制（semiconservative replication）：DNA复制时，以亲代DNA的每一股做模板，以碱基互补配对原则，合成完全相同的两个双链子代DNA，每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链，这种现象称为半保留复制。 2.复制子replicon：由一个复制起始点构成的DNA复制单位。 57. 复制起始点(Ori C)DNA在复制时，需在特定的位点起始，这是一些具有特定核苷酸序列顺序的片段，即复制起始点。 24.（35）复制叉（replication fork）是DNA复制时在DNA链上通过解旋、解链和SSB蛋白的结合等过程形成的Y字型结构称为复制叉。 3. Klenow 片段klenow fragment：DNApol I（DNA聚合酶I）被酶蛋白切开得到的大片段。 4. 外显子exon、extron：真核细胞基因DNA中的编码序列，这部分可转录为RNA，并翻译成蛋白质，也称表达序列。 5.（56）核心启动子core promoter：指保证RNA聚合酶Ⅱ转录正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括转录起始位点及转录起始位点上游TATA区。（Hogness区） 6. 转录（transcription）：是在DNA的指导下的RNA聚合酶的催化下，按照硷基配对的原则，以四种核苷酸为原料合成一条与模板DNA互补的RNA 的过程。 7. 核酶（ribozyme）：是具有催化功能的RNA分子，是生物催化剂，可降解特异的mRNA序列。 8.（59）信号肽signal peptide：常指新合成多肽链中用于指导蛋白质的跨膜转移（定位）的N-末端的氨基酸序列（有时不一定在N端）。 9.顺式作用元件（cis-acting element）：真核生物DNA中与转录调控有关的核苷酸序列，包括增强子、沉默子等。 10.错配修复（mismatch repair，MMR）：在含有错配碱基的DNA分子中，使正常核苷酸序列恢复的修复方式；主要用来纠正DNA双螺旋上错配的碱基对，还能修复一些因复制打滑而产生的小于4nt的核苷酸插入或缺失。修复的过程是：识别出正确的链，切除掉不正确的部分，然后通过DNA聚合酶III和DNA连接酶的作用，合成正确配对的双链DNA。 直接修复direct repair：是将被损伤碱基恢复到正常状态的修复。有三种修复方式：1光复活修复2、O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶修复3单链断裂修复。
R N A转录与转录后加 工
第7章 RNA转录与转录后加工 1 本章主要内容 1)转录的基本概念 2)大肠杆菌RNA聚合酶及其转录 3)真核生物的RNA聚合酶及其转录 4)RNA的转录后加工和反转录 2 教学目的和要求 通过本章学习，掌握转录的基本概念，原核转录的主要参与者（RNA聚合酶和启动子）以及原核转录的过程（起始、延伸和终止）。 1)掌握真核转录的三种主要RNA聚合酶、所转录的基因类型和参与转录过程各种 因子等。 2)了解不同前体RNA的加工机制。 3)了解反转录的特点 3 重点难点 1) 转录 2) 大肠杆菌RNA聚合酶、原核转录的过程 3) 真核生物的RNA聚合酶、真核转录过程、转录因子 4) RNA的转录后加工、反转录 4 教学方法与手段 讲授与交流互动相结合，采用多媒体教学。 5 授课内容 1) RNA转录概述 2)细菌基因的转录 3)真核生物的转录 4) RNA的转录后加工 5) RNA的反转录 第一节 RNA转录概述
一、信使的发现 ?1955年Brachet用洋葱根尖和变形虫进行实验： –若加入RNA酶，则蛋白质合成就停止； –若再加入来自酵母的RNA，又可合成蛋白质。 这表明什么？ ?同年Goldstein和Plaut用同位素标记变形虫RNA前体—— ?发现标记的RNA在核内。 ?标记追踪实验：经过一段时间又发现被标记的RNA在细胞质中， ?这表明什么？ ?1956年E. Volkin和 L.Astrachan： ?用同位素脉冲一追踪标记 ?表明T2噬菌体新合成的RNA的碱基比和自身的DNA碱基比相似，而和细菌的碱基比不同。T2感染细菌时注入的是DNA，而在细胞里合成的是RNA。 ?这表明什么？ ?最令人信服的证据是Hall.B.D和Spiegeman,S的DNA-RNA的杂交实验： ?将T2噬菌体感染E.coli后产生的RNA分离出来，分别与T2和E.coli的DNA进行分子杂交。 ?结果这种RNA只能和T2的DNA形“杂种”链，而不能和E.coli的DNA进行杂交。 Jacob和Monod预言: （1）这种“ 信使”应是一个多核苷酸； （2）其分子平均不小于5 105bp,足以携带一个基因的遗传信息； （3）它们至少是暂时连在核糖体上； （4）其碱基组成反映了DNA的序列； （5）它们能高速更新。 Jacob和Monod将它定名为: 信使RNA (Messenger RNA) 或mRNA。 二、几个基本概念 ?转录(transcription):是指以DNA为模板，在依赖于DNA的RNA聚和酶催化下，以4
分子生物学常见名词解释完全版(中英文对照) A Abundance (mRNA 丰度)：指每个细胞中mRNA 分子的数目。 Abundant mRNA(高丰度mRNA)：由少量不同种类mRNA组成，每一种在细胞中出现大量 拷贝。 Acceptor splicing site (受体剪切位点)：内含子右末端和相邻外显子左末端的边界。Acentric fragment(无着丝粒片段)：(由打断产生的)染色体无着丝粒片段缺少中心粒，从而 在细胞分化中被丢失。 Active site(活性位点)：蛋白质上一个底物结合的有限区域。 Allele(等位基因)：在染色体上占据给定位点基因的不同形式。 Allelic exclusion(等位基因排斥)：形容在特殊淋巴细胞中只有一个等位基因来表达编码的 免疫球蛋白质。 Allosteric control(别构调控)：指蛋白质一个位点上的反应能够影响另一个位点活性的能力。Alu-equivalent family(Alu 相当序列基因)：哺乳动物基因组上一组序列，它们与人类Alu 家族相关。 Alu family (Alu家族)：人类基因组中一系列分散的相关序列，每个约300bp长。每个成员 其两端有Alu 切割位点(名字的由来)。 α-Amanitin(鹅膏覃碱)：是来自毒蘑菇Amanita phalloides 二环八肽，能抑制真核RNA聚 合酶，特别是聚合酶II 转录。 Amber codon (琥珀密码子)：核苷酸三联体UAG，引起蛋白质合成终止的三个密码子之一。Amber mutation (琥珀突变)：指代表蛋白质中氨基酸密码子占据的位点上突变成琥珀密码 子的任何DNA 改变。 Amber suppressors (琥珀抑制子)：编码tRNA的基因突变使其反密码子被改变，从而能识 别UAG 密码子和之前的密码子。 Aminoacyl-tRNA (氨酰-tRNA)：是携带氨基酸的转运RNA，共价连接位在氨基酸的NH2 基团和tRNA 终止碱基的3￠或者2￠－OH 基团上。 Aminoacyl-tRNA synthetases (氨酰-tRNA 合成酶)：催化氨基酸与tRNA 3￠或者2￠－OH基团共价连接的酶。 Amphipathic structure(两亲结构)：具有两个表面，一个亲水，一个疏水。脂类是两亲结构，一个蛋白质结构域能够形成两亲螺旋，拥有一个带电的表面和中性表面。 Amplification (扩增)：指产生一个染色体序列额外拷贝，以染色体内或者染色体外DNA形 式簇存在。 Anchorage dependence (贴壁依赖)：指正常的真核细胞需要吸附表面才能在培养基上生长。Aneuploid (非整倍体)：组成与通常的多倍体结构不同，染色体或者染色体片段或成倍丢失。Annealing (退火)：两条互补单链配对形成双螺旋结构。 Anterograde (顺式转运)：蛋白质质从内质网沿着高尔基体向质膜转运。 Antibody (抗体)：由B 淋巴细胞产生的蛋白质(免疫球蛋白质)，它能识别特殊的外源“抗 2 原”，从而引起免疫应答。 Anticoding strand (反编码链)：DNA 双链中作为膜板指导与之互补的RNA 合成的链。Antigen (抗原)：进入基体后能引起抗体(免疫球蛋白质)合成的分子。 Antiparallel (反式平行)：DNA双螺旋以相反的方向组织，因此一条链的5￠端与另一条链的3￠端相连。
第二节RNA转录后的加工与修饰 不论原核或真核生物的rRNAs都是以更为复杂的初级转录本形式被合成的，然后再加工成为成熟的RNA 分子。然而绝大多数原核生物转录和翻译是同时进行的，随着mRNA开始的DNA上合成，核蛋白体即附着在mRNA上并以其为模板进行蛋白质的合成，因此原核细胞的mRNA并无特殊的转录后加工过程，相反，真核生物转录和翻译在时间和空间上是分天的，刚转录出来的mRNA是分子很大的前体，即核不均一RNA。hnRNA 分子约只有10%的部分转变成成熟的mRNA，其余部分将在转录后的加工过程中被降解掉。 （一）mRNA的加工修饰 原核生物中转录生成的mRNA为多顺反子，即几个结构基因，利用共同的启动子和共同终止信号经转录生成一条mRNA，所以此mRNA分子编码几种不同的蛋白质。例如乳糖操纵子上的Z、Y及A基因，转录生成的mRNA可翻译生成三种酶，即半乳糖苷酶，透过酶和乙酰基转移酶。原核生物中没有核模，所以转录与翻译是连续进行的，往往转录还未完成，翻译已经开始了，因此原核生物中转录生成的mRNA没有特殊的转录后加工修饰过程。 真核生物转录生成的mRNA为单顺反子，即一个mRNA分子只为一种蛋白质分子编码。 真核生物mRNA的加工修饰，主要包括对5’端和3’端的修饰以及对中间部分进行剪接。 1．在5’端加帽 成熟的真核生物mRNA，其结构的5’端都有一个m7G-PPNmN结构，该结构被称为甲基鸟苷的帽子。如图17-9所示。鸟苷通过5’-5’焦磷酸键与初级转录物的5’端相连。当鸟苷上第7位碳原子被甲基化形成m7G-PPNmN时，此时形成的帽子被称为“帽0”，如果附m7G-PPNmN外，这个核糖的第“2”号碳上也甲基化，形成m7G-PPNm，称为“帽1”，如果5’末端N1和N2中的两个核糖均甲基化，成为m7G-PPNmPNm2，称为“帽2”。从真核生物帽子结构形成的复杂可以看出，生物进化程度越高，其帽子结构越复杂。 图17-9 Post-transcriptional modification of mRNa showing the 7-methylguanosine cap and poly-A tail.
第一章名词解释 1.基因（gene）是贮存遗传信息的核酸（DNA或RNA）片段，包括编码RNA和蛋白质的结构基因以及转录调控序列两部分。 2. 结构基因（structural gene）指基因中编码RNA和蛋白质的核苷酸序列。它们在原核生物中连续排列，在真核生物中则间断排列。 3.断裂基因（split gene真核生物的结构基因中，编码区与非编码区间隔排列。 4. 外显子（exon）指在真核生物的断裂基因及其成熟RNA中都存在的核酸序列。 5.内含子（intron）指在真核生物的断裂基因及其初级转录产物中出现，但在成熟RNA中被剪接除去的核酸序列。 6.多顺反子RNA（polycistronic/multicistronic RNA）一个RNA分子上包含几个结构基因的转录产物。原核生物的绝大多数基因和真核生物的个别基因可转录生成多顺反子RNA。 7.单顺反子RNA（monocistronic RNA）一个RNA分子上只包含一个结构基因的转录产物。真核生物的绝大多数基因和原核生物的个别基因可转录生成单顺反子RNA。 8. 核不均一RNA（heterogeneous nuclear RNA, hnRNA）是真核生物细胞核内的转录初始产物，含有外显子和内含子转录的序列，分子量大小不均一，经一系列转录后加工变为成熟mRNA。 9. 开放阅读框（open reading frame, ORF）mRNA分子上从起始密码子到终止密码子之间的核苷酸（碱基）序列，编码一个特定的多肽链。 10.密码子（codon） mRNA分子的开放读框内从5' 到3' 方向每3个相邻的核苷酸（碱基）为一组，编码多肽链中的20种氨基酸残基，或者代表翻译起始以及翻译终止信息。
第7章 RNA转录与转录后加工 1 本章主要内容 1)转录的基本概念 2)大肠杆菌RNA聚合酶及其转录 3)真核生物的RNA聚合酶及其转录 4)RNA的转录后加工和反转录 2 教学目的和要求 通过本章学习，掌握转录的基本概念，原核转录的主要参与者（RNA聚合酶和启动子）以及原核转录的过程（起始、延伸和终止）。 1)掌握真核转录的三种主要RNA聚合酶、所转录的基因类型和参与转录过程各种因 子等。 2)了解不同前体RNA的加工机制。 3)了解反转录的特点 3 重点难点 1) 转录 2) 大肠杆菌RNA聚合酶、原核转录的过程 3) 真核生物的RNA聚合酶、真核转录过程、转录因子 4) RNA的转录后加工、反转录 4 教学方法与手段 讲授与交流互动相结合，采用多媒体教学。 5 授课内容 1) RNA转录概述 2) 细菌基因的转录 3) 真核生物的转录 4) RNA的转录后加工 5) RNA的反转录 第一节 RNA转录概述
一、信使的发现 ?1955年Brachet用洋葱根尖和变形虫进行实验： –若加入RNA酶，则蛋白质合成就停止； –若再加入来自酵母的RNA，又可合成蛋白质。 这表明什么？ ?同年Goldstein和Plaut用同位素标记变形虫RNA前体—— ?发现标记的RNA在核内。 ?标记追踪实验：经过一段时间又发现被标记的RNA在细胞质中， ?这表明什么？ ?1956年E. Volkin和 L.Astrachan： ?用同位素脉冲一追踪标记 ?表明T2噬菌体新合成的RNA的碱基比和自身的DNA碱基比相似，而和细菌的碱基比不同。T2感染细菌时注入的是DNA，而在细胞里合成的是RNA。 ?这表明什么？ ?最令人信服的证据是Hall.B.D和Spiegeman,S的DNA-RNA的杂交实验： ?将T2噬菌体感染E.coli后产生的RNA分离出来，分别与T2和E.coli的DNA进行分子杂交。 ?结果这种RNA只能和T2的DNA形“杂种”链，而不能和E.coli的DNA进行杂交。Jacob和Monod预言: （1）这种“ 信使”应是一个多核苷酸； （2）其分子平均不小于5105bp,足以携带一个基因的遗传信息； （3）它们至少是暂时连在核糖体上； （4）其碱基组成反映了DNA的序列； （5）它们能高速更新。 Jacob和Monod将它定名为: 信使RNA (Messenger RNA) 或mRNA。 二、几个基本概念 ?转录(transcription):是指以DNA为模板，在依赖于DNA的RNA聚和酶催化下，以4种
Central dogma （中心法则）：DNA 的遗传信息经RNA 一旦进入蛋白质就不能再输出了。Reductionism （还原论）：把问题分解为各个部分，然后再按逻辑顺序进行安排的研究方法。Genome （基因组）：单倍体细胞的全部基因。 transcriptome（转录组）：一个细胞、组织或有机体在特定条件下的一组完整基因。roteome（蛋白质组）：在大规模水平上研究蛋白质特征，获得蛋白质水平上的关于疾病的发生、细胞代谢等过程的整体而全面的认识。 Metabolome （代谢组）：对生物体内所有代谢物进行定量分析并寻找代谢物与生病理变化的相关关系的研究方法。 Gene （基因）：具有遗传效应的DNA 片段。 Epigenetics （表观遗传学现象）：DNA 结构上完全相同的基因，由于处于不同染色体状态下具有不同的表达方式，进而表现出不同的表型。 Cistron（顺反子）：即结构基因，决定一条多肽链合成的功能单位。 Muton（突变子）：顺反子中又若干个突变单位，最小的突变单位被称为突变子。 recon（交换子）：意同突变子。 Z DNA(Z型DNA) ：DNA 的一种二级结构，由两条核苷酸链反相平行左手螺旋形成。Denaturation （变性）：物质的自然或非自然改变。 Renaturation （复性）：变形的生物大分子恢复成具有生物活性的天然构想的现象。egativesuperhelix（负超螺旋）：B-DNA 分子被施加左旋外力，使双螺旋体局部趋向松弛，ＤＮＡ分子会出现向右旋转的力的超螺旋结构。 C value paradox （Ｃ值矛盾）：生物 overlapping gene（重叠基因）：不同的基因公用一段相同的ＤＮＡ序列。体的大Ｃ值与小ｃ值不相等且相差非常大。 interrupted gene （断裂基因）：由若干编码区和非编码区连续镶嵌而成的基因。 splitting gene（间隔基因）：意思与断裂基因相同。 jumping gene（跳跃基因）：一段可以从原位上单独复制并断裂下来，环化后插入另一位点并对其后的基因起调控作用。 Transposon （转座子）：与跳跃基因意思相同。 eudo gene（假基因）：与功能基因相似却失去基因活性的基因。 Retro-transposon（反转录转座子）：转座子从ＤＮＡ到ＲＮＡ再到ＤＮＡ的转移过程。Replicon （复制子）：从复制起点到复制终点的ＤＮＡ区段。 emiconservative replication（半保留复制）：ＤＮＡ复制过程中亲代ＤＮＡ双链分开作为模板合成两条新生子链，每条新生链均含有一条母链和一条新合成的链。 emi-discontinuous replication（半不连续复制）：前导链以连续复制的方式完成子代ＤＮＡ的合成，而后随链以不连续复制的方式完成冈崎片段的合成。 leading strand（前导链）：随着复制叉的分开，以显露的单链ＤＮＡ为模板聚合ｄＮＴＰ而延伸的链。 lagging strand （后随链）：复制叉的延伸与新生链的延伸背道而驰的链。 dUMP fragment （ｄＵＭＰ片段）：约１２００个核苷酸中有一个错配而引起的DNA 链被切断而形成的大小形似冈崎片段的DNA 分子片段。 replisome （复制体）：连接酶等内在的酶分子集中于复制叉处组成一个复合体协同互作，完成DNA 复制的复合体。 Telomerase （端粒酶）：端粒酶是参与真核生物染色体末端的端粒DNA 复制的一种核糖核蛋白酶。由RNA 和蛋白质组成，其本质是一种逆转录酶。它以自身的RNA 作为端粒DNA 复制的模版，合成出富含脱氧单磷酸鸟苷Deoxyguanosine Monophosphate(dGMP)
分子生物学 第一章绪论 分子生物学研究内容有哪些方面？ 1、结构分子生物学； 2、基因表达的调节与控制； 3、DNA重组技术及其应用； 4、结构基因组学、功能基因组学、生物信息学、系统生物学 第二章DNA and Chromosome 1、DNA的变性：在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程。 2、DNA复性：变性DNA在适当条件下，分开的两条单链分子按照碱基互补原则重新恢复天然的双螺旋构象的现象。 3、Tm(熔链温度)：DNA加热变性时，紫外吸收达到最大值的一半时的温度，即DNA分子内50%的双链结构被解开成单链分子时的温度） 4、退火：热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，称为退火 5、假基因：基因组中存在的一段与正常基因非常相似但不能表达的DNA序列。以Ψ来表示。 6、C值矛盾或C值悖论:C值的大小与生物的复杂度和进化的地位并不一致，称为C值矛盾或C值悖论(C-Value Paradox)。 7、转座：可移动因子介导的遗传物质的重排现象。 8、转座子：染色体、质粒或噬菌体上可以转移位置的遗传成分 9、DNA二级结构的特点：1）DNA分子是由两条相互平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成；2）DNA分子中的脱氧核苷酸和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架，碱基排列在外侧；3） DNA分子表面有大沟和小沟；4）两条链间存在碱基互补，通过氢键连系，且A=T、G ≡ C（碱基互补原则）；5）螺旋的螺距为3.4nm，直径为2nm，相邻两个碱基对之间的垂直距离为0.34nm，每圈螺旋包含10个碱基对；6）碱基平面与螺旋纵轴接近垂直，糖环平面接近平行 10、真核生物基因组结构：编码蛋白质或RNA的编码序列和非编码序列，包括编码区两侧的调控序列和编码序列间的间隔序列。 特点：1）真核基因组结构庞大哺乳类生物大于2X109bp；2）单顺反子（单顺反子：一个基因单独转录，一个基因一条mRNA，翻译成一条多肽链；）3）基因不连续性断裂基因（interrupted gene）、内含子(intron)、外显子(exon)；4）非编码区较多，多于编码序列(9:1) 5）含有大量重复序列 11、Histon(组蛋白)特点：极端保守性、无组织特异性、氨基酸分布的不对称性、可修饰作用、富含Lys的H5 12、核小体组成：由组蛋白和200bp DNA组成 13、转座的机制：转座时发生的插入作用有一个普遍的特征，那就是受体分子中有一段很短的被称为靶序列的DNA会被复制，使插入的转座子位于两个重复的靶序列之间。 复制型转座：整个转座子被复制，所移动和转位的仅为原转座子的拷贝。 非复制型转座：原始转座子作为一个可移动的实体直接被移位。
分子生物学总结 1．DNA的一级结构：指DNA分子中核苷酸的排列顺序。 2．DNA的二级结构：指两条DNA单链形成的双螺旋结构、三股螺旋结构以及四股螺旋结构。 3．DNA的三级结构：双链DNA进一步扭曲盘旋形成的超螺旋结构。 4．DNA的甲基化：DNA的一级结构中，有一些碱基可以通过加上一个甲基而被修饰，称为DNA的甲基化。甲基化修饰在原核生物DNA中多为对一些酶切位点的修饰，其作用是对自身DNA产生保护作用。真核生物中的DNA甲基化则在基因表达调控中有重要作用。真核生物DNA中，几乎所有的甲基化都发生于二核苷酸序列5’-CG-3’的C上，即5’-mCG-3’. 5．CG岛：基因组DNA中大部分CG二核苷酸是高度甲基化的,但有些成簇的、稳定的非甲基化的CG小片段,称为CG岛,存在于整个基因组中。“CG”岛特点是G+C含量高以及大部分CG二核苷酸缺乏甲基化。 6．DNA双螺旋结构模型要点： （1）DNA是反向平行的互补双链结构。 （2）DNA双链是右手螺旋结构。螺旋每旋转一周包含了10对碱基，螺距为 3.4nm. DNA双链形成的螺旋直径为2 nm。每个碱基旋转角度为36度。 DNA双螺旋分子表面存在一个大沟和一个小沟，目前认为这些沟状结 构与蛋白质和DNA间的识别有关。 （3）疏水力和氢键维系DNA双螺旋结构的稳定。DNA双链结构的稳定横向依靠两条链互补碱基间的氢键维系，纵向则靠碱基平面间的疏水性堆积 力维持。 7．核小体的组成： 染色质的基本组成单位被称为核小体，由DNA和5种组蛋白H1,H2A,H2B,H3和H4共同构成。各两分子的H2A,H2B,H3和H4共同构成八聚体的核心组蛋白，DNA双螺旋缠绕在这一核心上形成核小体的核心颗粒。核小体的核心颗粒之间再由DNA和组蛋白H1构成的连接区连接起来形成串珠样结构。8．顺反子（Cistron）：由结构基因转录生成的RNA序列亦称为顺反子。 9．单顺反子（monocistron）：真核生物的一个结构基因与相应的调控区组成一个