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分子生物学复习题及答案

分子生物学复习题及答案
分子生物学复习题及答案

分子生物学复习思考题 2

1.写出分子生物学广义的与狭义的定义,现代分子生物学研究的主要内容,以及5个分子生物学发展的主要大事纪(年代、发明者、简要内容)。

广义上:分子生物学包括对蛋白质和核酸等生物大分子结构与功能的研究、以及从分子水平上阐明生命的现象和生物学规律。

狭义概念:既将分子生物学的范畴偏重于核酸(基因)的分子生物学,主要研究基因或DNA结构与功能、复制、转录、表达和调节控制等过程。其中也涉及到与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。

现代分子生物学研究的主要内容有:基因与基因组的结构与功能,DNA的复制、转录和翻译,基因表达调控的研究,DNA重组技术,结构分子生物学等。

5个分子生物学发展的主要大事纪(年代、发明者、简要内容):

1.1944年,著名微生物学家Avery 等人在对肺炎双球菌的转化实验中证实了DNA

是生物的遗传物质。这一重大发现打破了长期以来,许多生物学家认为的只有

象蛋白质那样的大分子才能作为细胞遗传物质的观点,在遗传学上树立了DNA

是遗传信息载体的理论。

2. 2.1953年,是开创生命科学新时代具有里程碑意义的一年,Watson和Crick发

表了“脱氧核糖核酸的结构”的著名论文,他们在Franklin和Wilkins X-射线

衍射研究结果的基础上,推导出DNA双螺旋结构模型,为人类充分揭示遗传信

息的传递规律奠定了坚实的理论基础。同年,Sanger历经8年,完成了第一个

蛋白质——胰岛素的氨基酸全序列分析。

3. 1954年Gamnow从理论上研究了遗传密码的编码规律, Crick在前人研究工作

基础上,提出了中心法则理论,对正在兴起的分子生物学研究起了重要的推动

作用。

4. 1956年Volkin和Astrachan发现了mRNA(当时尚未用此名)。

5. 1985年,Saiki等发明了聚合酶链式反应(PCR);Sinsheimer首先提出人类基因

组图谱制作计划设想;Smith等报导了DNA测序中应用荧光标记取代同位素标记

的方法;Miller等发现DNA结合蛋白的锌指结构。

2. 作为主要遗传物质的DNA具有哪些特性,研究DNA一级结构有什么重要意

义,什么是DNA的超螺旋结构?有哪些类型?解释DNA拓扑异构体,它们之间互变异构依赖于什么?简述真核生物的染色体结构,它们是如何组装的?有几种组蛋白参与核小体的形成?

作为遗传物质的DNA具有以下特性:

①贮存并表达遗传信息;

②②能把遗传信息传递给子代;

③③物理和化学性质稳定;

④④有遗传变异的能力。

研究DNA以及结构的意义是:DNA一级结构决定了二级结构,折叠成空间结构。这些高级结构又决定和影响着一级结构的信息功能。研究DNA的一级结构对阐明遗传物质结构、功能以及它的表达、调控都是极其重要的。

如果使这种正常的DNA分子额外地多转几圈或少转几圈,就会使双螺旋中存在张力。当双螺旋分子末端开放时,这种张力可通过链的转动而释放,DNA恢复正常的双螺旋状态。如果固定DNA分子的两端,或者本身是共价闭合环状DNA或与蛋白质结合的DNA分子,DNA分子两条链不能自由转动,额外的张力不能释放,DNA分子就会发生扭曲,用以抵消张力。

这种扭曲称为超螺旋。超螺旋有正超螺旋和负超螺旋两种形式。

拓扑学是数学的一个分支,研究物体变形后仍然保留下来的结构特性。他们之间互变异构依赖于拓扑异构酶的催化。

真核生物的染色体十分复杂,具有不同层次的组装结构,染色质分为常染色质和异染色质两种。在常染色质中DNA的压缩比为1 000—2 000,相对比较伸展,主要为单拷贝基因和中等重复序列。异染色质是指在间期核中DNA折叠压缩程度较高,以凝集状态存在,对碱性染料着色较深的区域。

在着丝粒、端粒、次缢痕以及染色体的某些节段,由较短和高度重复的DNA序列组成永久性的异染色质。另一些染色质区域随细胞分化而进一步折叠压缩,以封闭基因活性,称为功能性异染色质。染色质的基本结构单位是核小体(nucleosome)。

核小体是由组蛋白核心和盘绕其上的DNA构成。核心由组蛋白H2A、H2B、H3和H4各2分子组成,所以是一个八聚体。

3. 核酸变性后分子结构和性质发生了哪些变化,引起DNA变性的主要因素有

哪些?

检测核酸变性最简单的定性和定量方法是什么?写出DNA复性的条件

影响DNA复性速度的因素包括哪些?

规定复性实验的标准条件是什么?DNA复性程度怎样检测?

DNA的Tm值一般与什么因素有关,什么是Cot曲线?

核酸的分子杂交一般有几种类型?它们分别用于检测哪些物质?

DNA变性后原来隐藏在双螺旋内部的发色基团,成为单链而暴露出来,使DNA的物理和化学性质发生一系列的变化。这些变化包括:DNA溶液的粘度大大下降;沉淀速度增加;浮力密度上升;粘度降低;紫外吸收光谱升高;双折射现象消失,比旋下降;酸碱滴定

曲线改变;生物活性丧失等。

引起DNA变性的主要因素有:温度、pH值、有机溶剂等。紫外吸收光谱的变化是检测变性最简单的定性和定量方法。

DNA的复性必须满足二个条件:①一定的离子强度,用以削弱两条链中磷酸基团之间的排斥力。②较高的温度,用以避免随机形成的无规则氢键。

影响DNA复性速度的因素包括:(1)DNA分子的复杂程度。(2)DNA的浓度。(3)DNA 片段的大小。(4)温度的影响。(5)阳离子的浓度。

规定复性实验的标准条件是:400核苷酸长度,Tm = 25℃的温度,阳离子强度0.18mol/L,此时的复性速度常数к≈5×105。

通过下列3种方法可以测定DNA序列复性的程度:(1)S1核酸酶水解的双链DNA量。(2)减色效应,在复性过程中可跟踪测定A260的光吸收值;(3)S1核酸酶只催化单链DNA 的水解,不能作用于双链DNA,因此将样品限定水解后测定抗羟基磷灰石层析,羟基磷灰石是一种磷酸钙盐,经过一定的处理后,具有吸附双链DNA的能力,洗脱时,只允许单链通过,从而可以计算出剩余双链DNA的量。

DNA的Tm值大小一般与下列因素有关:(1)DNA的均一性。(2)G-C对含量。(3)介质中离子强度。

以C/C0对C O t作图得到的复性对浓度的依赖关系的曲线称为C o t曲线。

分子杂交有多种类型,将不同来源的DNA变性后,在溶液里进行杂交,称为溶液杂交(solution hybridization);用硝酸纤维素制成的滤膜,可以吸附单链DNA或RNA,将变性DNA或RNA吸附到滤膜上,再进行杂交,称为滤膜杂交(filter hybridization)。滤膜杂交包括(1)Southern印迹法用于检测DNA。(2)Northern印迹法用于检测RNA。(3)Westhern印迹法用于检测蛋白质。

4. 简述基因的概念?什么是反向生物学?什么是顺反子?现代分子生物学

中顺反子与基因是什么关系?

基因(gene)是原核、真核生物以及病毒的DNA和RNA分子中具有遗传效应的核苷酸序列是遗传的基本单位。

反向生物学是指利用重组DNA技术和离体定向诱变的方法研究已知结构的基因相应的功能,在体外使基因突变,再导入体内,检测突变的遗传效应,即以表型来探索基因的结构。

一个顺反子就是一段核苷酸序列,能编码一条完整的多肽链。

现代分子生物学文献中,顺反子和基因这两个术语是互相通用的。一般而言,一个顺反子就是一个基因,大约1500个核苷酸。它是由一群突变单位和重组单位组成的线性结构(因为任何一个基因都是突变体或重组体)。

因此,顺反子的概念表明了基因不是最小单位,它仍然是可分的,并非所有的DNA 序列都是基因,而只有其中某些特定的多核苷酸区段才是基因的编码区。

5. 名词解释:断裂基因、外显子、内含子、C值、C值矛盾、基因家族、基

因簇、卫星DNA、ORF、微卫星DNA、反向重复序列、正链/负链RNA病毒、重叠基因、端粒酶、假基因、Alu家族、基因组学。

断裂基因:在真核生物基因组中,基因是不连续的,在基因的编码区域内部含有大量的不编码序列,从而打断了对应于蛋白质的氨基酸序列。这种不连续的基因又称断裂基因或割裂基因。

外显子:断裂基因中编码的序列称为外显子(exon),即基因中对应于信使RNA序列的区域。

内含子:断裂基因中不编码的间隔序列称为内含子(intron),内含子是在信使RNA被转录后的剪接加工中去除的区域。

C值:生物种的一个特征是一个单倍体基因组的全部DNA含量总是相对恒定的。通常称为该物种的C值。

C值矛盾:C-值矛盾(C Value Paradox)是指真核生物中DNA含量的反常现象。主要表现为:① C值不随生物的进化程度和复杂性而增加;②关系密切的生物C值相差甚大;③高等真核生物具有比用于遗传高得多的C值。

基因家族:基因家族(gene family)是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。

基因簇:基因簇(gene cluster)是指基因家族中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。

卫星DNA:有些高度重复DNA序列的碱基组成和浮力密度与主体DNA不同,在氯化铯密度梯度离心时,可形成相对独立于主DNA带的卫星带。这些卫星带称为卫星DNA。ORF:指核苷酸序列的可阅读框。

微卫星DNA:微卫星DNA是由更简单的重复单位组成的小序列,分散于基因组中,大多数重复单位是二核苷酸,也有少量三或四核苷酸的重复单位。

反向重复序列:在DNA分子中核苷酸顺序相同、区向相反的核苷酸序列。如:

AGTTC…CGTTA

TAACG…GCAAT

正链/负链RNA病毒:所含核酸为RNA的病毒称为RNA病毒。如果所含单恋核酸与mRNA 序列相同称之为正链RNA病毒,与mRNA序列互补称之为负链RNA病毒。

重叠基因:基因的核苷酸序列被另外的基因以不同的方式重读,编码在结构、功能属于其他种类蛋白质的基因。

端粒酶:是一种含有RNA链的逆转录酶,能以其所含的RNA为模板合成DNA端粒结构。假基因:与结构基因的核苷酸顺序大部分同源,但不能表达的基因。

Alu家族:人类和哺乳动物基因组中存在的一大类中等重复序列,因其可被限制性核酸内切酶AluⅠ切割所以称之为Alu家族。

6. 重叠基因最初是在什么生物中发现的?重叠基因的存在有何意义?真核

生物的DNA序列可分为几种类型?分别写出并简要叙述之。真核生物基因组重复序列的复性动力学曲线有什么特点?为什么说基因组中的非重复序列主要决定着基因组的复杂性?列出几个已完成全序列测定的基因组生物种类。

重叠基因是在在噬菌体φX l74基因组中发现的。重叠基因及基因内基因的现象可使原核生物利用有限的遗传资源表达更多生物功能的能力。

根据DNA复性动力学研究(复性动力学方程参见第2章),真核生物的DNA序列可以分为4种类型:

1. 单拷贝序列又称非重复序列,在一个基因组中只有一个拷贝,真核生物的大多数基因都是单拷贝的。在复性动力学中对应于慢复性组分。

2. 轻度重复序列在一个基因组中有2~10个拷贝(有时被视为非重复序列),如组蛋白基因和酵母tRNA基因。在复性动力学中也对应于慢复性组分。

3. 中度重复序列有十至几百个拷贝,一般是不编码的序列,例如人类基因组中的Alu 序列等。中度重复序列可能在基因表达调控中起重要作用,包括DNA复制的起始、开启或关闭基因的活性、促进或终止转录等。平均长度约300bp,它们在一起构成了基因序列家族与非重复序列相间排列。对应于中间复性组分。

4. 高度重复序列有几百到几百万个拷贝,是一些重复数百次的基因,如rRNA基因和某些tRNA基因,而大多数是重复程度更高的序列,如卫星DNA等。高度重复序列对应于快复性组分。

真核生物DNA复性曲线与原核生物有很大不同,跨越了7~8个数量级。可以看出复性反应分三个组分进行(图中箭头所指),每个组分代表基因组中不同复杂性的序列类型。

因为有研究表明,大约80%左右的mRNA是与非重复的DNA组分结合的。这也说明大多数结构基因都位于非重复的DNA序列上,所以说,基因组中的非重复序列决定基因组的复杂性。大肠杆菌、枯草杆菌、酿酒酵母、线虫以及多种病原体,果蝇、水稻和拟南芥菜等生物种类已完成或接近完成全序列的测定。

7. 分别写出病毒、原核、真核生物基因组的概念,它们各有何特点,请比较

其异同。

病毒基因组是指病毒的染色体DNA或RNA所含的基因。它不仅可形成单基因组,还

可以形成片段基因组和单链二倍体基因组等。基因组都很小,所含的基因数量也少,能编码病毒衣壳蛋白可少数酶类。

按某些病毒的表达时期可分为早期基因和晚期基因,有些病毒还有不同形式的重叠基因。其基因组的复制有半保留和全保留的不同方式,以单复制子单向或双向进行。它不具有自身的翻译体系,基因的表达和病毒的繁殖都需依赖寄主细胞。

原核生物的染色体基因组是指其环状或线状的双链DNA分子所含有的全部基因,有的原核生物还含有染色体外的质粒基因组。其特点是它的蛋白质结构基因大都为单拷贝,功能相关的基因大多集中在一起组成操纵子,其中的结构基因为多顺反子,即数个结构基因串联在一起,受同一调节区调节。

数个操纵子又由一个共同的调节基因(regulator gene)所调控。与复制有关的酶和蛋白质基因分散排列在整个染色体的不同区域中,rRNA基因是多拷贝的,并由16S,23S,5S rRNA基因组成一个转录单位,其间有的还插有tRNA基因。tRNA基因有单、双、多拷贝的形式。

基因组中具有多种功能的识别区域,如复制起始区,复制终止区,转录启动区,终止区等。这些区域具有特殊的序列,如反向重复序列等。

真核生物基因组(eucaryotic genome)指真核生物的核基因组,包括染色体基因组和核内的染色体外基因,以及细胞质的线粒体、叶绿体基因组等。其特点是真核生物基因组可形成单拷贝、寡拷贝、多拷贝以及断裂基因,有的还具有转座基因,其基因复制在细胞核中以多复制子形式进行,基因表达可在核、质中分别进行,调控机制比原核细胞复杂,功能相关的基因不构成操纵子。

真核生物基因组与原核基因组相比,其区别可总结如下:①真核生物基因组远远大于原核生物基因组,且具有相当的复杂度;②基因组中不编码区域远远多于编码区域;

③基因组中的 DNA与蛋白质结合,形成的染色体存在于细胞核内;④大部分基因有内含子,因此基因的编码区域不连续;⑤存在着重复序列,重复次数从几次—几百万次不等;⑥基因组中以多复制起点的形式复制;⑦转录产物为单顺反子;⑧真核生物基因组与原核相同,也存在着可移动的因子。真核生物的不同基因组之间也具有一定的相关性,如基因特性相似,基因结构及组成类同,遗传信息传递方向的普遍性,遗传密码的通用性等。

8.写出DNA复制的几个概念:半保留复制及其实验证据氯化铯密度梯度离心

半不连续复制复制子半保留复制的生物学意义,细胞内染色体外遗传因子包括哪些?原核、真核生物复制有什么不同?大肠杆菌染色体DNA 复制起点是什么?什么是双向复制? DNA复制采取哪些方式?

在 DNA分子上的每一条链都含有合成它的互补链所必需的全部遗传信息。在复制过

程中首先是双链解旋并分开,之后以每条链作为模板在其上合成新的互补链,其结果是由一条链可以形成互补的两条链。这样新形成的两条双链DNA分子与原来DNA分子的碱基顺序完全一样。在此过程中,每个子代分子的一条链来自亲代DNA,另一条链则是新合成的,这种方式称为半保留复制。

在DNA复制过程中每个复制叉中的前导链连续复制,而后随链是以反方向合成不连续的短片段。最后再由连接酶连接成连续的DNA序列,这种复制方式称为半不连续复制。

半保留复制的生物学意义是,在半保留复制中碱基配对是核酸分子间传递遗传信息的结构基础。无论是复制、转录或逆转录,在形成双链螺旋分子时都是通过碱基配对来完成的。这种复制机制还说明了DNA分子在代谢上的稳定性,经过许多代的复制,DNA 多核苷酸链仍可保持完整,并存在于后代而不被分解。与细胞的其他成分相比这种稳定性与它的可遗传功能是相符合的。

原核真核生物复制的不同点

大肠杆菌的复制起点有Ori C和Ori H两种,Ori C是主要复制起点。

在DNA的复制起点形成两个复制叉分别向两个方向同时进行复制的现象。DNA复制采取的方式主要有原核生物的染色体和质粒,真核生物的细胞器DNA都是环状双链分子。实验表明,它们都在一个固定的起点开始复制,复制方向大多是双向的,即形成两个复制叉或生长点,分别向两侧进行复制;也有一些是单向的,只形成一个复制叉或生长点。通常两条链同时进行对称复制;也有一些不对称的复制,一条链复制后再进行另一条链的复制。DNA在复制叉处两条链解开,各自合成其互补链。还有些生物采取单向复制的特殊方式滚环复制。

9. 简述以下DNA复制酶与蛋白质因子的体系,DNA聚合酶Ⅰ、Klenow片段、

DNA聚合酶Ⅱ、DNA聚合酶Ⅲ、γ复合物、夹子装置器、DNA连接酶、SSB、HU、DnaA 、DnaB 、DnaC 、两类拓扑异构酶

DNA聚合酶Ⅰ是多功能酶。可催化以下几种反应:①通过核苷酸聚合反应,使DNA 链沿3ˊ→5ˊ方向延长(聚合酶活性);②由3ˊ端水解DNA链(3ˊ→5ˊ核酸外切酶活性);

③由5ˊ端水解DNA链(3ˊ→5ˊ核酸外切酶活性);④由3ˊ端使DNA链发生焦磷酸解;⑤无机焦磷酸与脱氧核糖核苷三磷酸之间的焦磷酸基交换。焦磷酸解是聚合反应的逆反应,焦磷酸交换反应由前两个反应连续重复多次引起。因此,DNA聚合酶I兼有聚合酶、3ˊ→5ˊ核酸外切酶和5ˊ→3ˊ核酸外切酶的活性。在聚合酶活性中心,与这些功能相关的结合位置分布十分精巧而灵活。

DNA聚合酶Ⅱ为多亚基酶,其聚合酶亚基由一条相对分子质量为88 000的多肽链组成。这个酶的活力比DNA聚合酶I高。NA聚合酶Ⅱ具有3ˊ→5ˊ核酸外切酶活性,但无5ˊ→3ˊ活性。DNA聚合酶Ⅱ也不是复制酶,而是一种修复酶。

DNA聚合酶Ⅲ是由多个亚基组成的蛋白质,亚基很容易解离,全酶(holoenzyme)由α、β、γ、δ、δ′、ε、θ、η、χ和ψ10种亚基所组成,除合成速度比聚合酶I快外其他性质与聚合酶I基本相同。DNA聚合酶Ⅲ的其他许多性质都表明它是DNA复制酶。

DNA聚合酶Ⅰ被蛋白酶切开得到的大片段称为Klenow片段,具有催化DNA聚合作用和3ˊ→5ˊ校对功能。

聚合酶III中的γ亚基是一种依赖DNA的ATP酶,全酶中的γ复合物由6个亚基(γ

2δδ′χψ)构成,主要功能是协同β亚基嵌住模板DNA,又称夹子装置器。

DNA连接酶是指能催化链的两个末端间共价连接的酶。连接反应需要能量。

解开的两条单链随即被单链结合蛋白(SSB)覆盖。大肠杆菌SSB蛋白由4个相同亚基组成。这类蛋白曾被称为解链蛋白、熔解蛋白、螺旋去稳定蛋白等。但实际上它不是解链蛋白,其功能在于稳定已解开的单链,阻止复性和保护单链部分不被核酸酶降解。

HU蛋白是细菌细胞的类组蛋白,可与DNA结合,促使双链DNA弯曲。受其影响,邻近三个成串富含AT的13 bp序列被促便成为开链复合物,所需能量由ATP供给。

DnaA DnaB DnaC是大肠杆菌起点与复制起始有关的酶,其中DnaA识别起始序列,在起点特异位置识别解开双链;DnaB解开DNA双链;DnaC帮助DnaB结合与起始位点。

拓扑异构酶I最初在大肠杆菌中发现,称ω蛋白或切口封闭酶,是相对分子质量97 000的一条多肽链,由基因top A编码。它能在DNA的一股链上产生一个切口,使另一条链得以穿越,连接数每次改变±1(图4-)。反应无需供给能量。拓扑异构酶Ⅰ主要消除负超螺旋,但也能引起DNA的其他拓扑结构转变。

拓扑异构酶II能使DNA的两条链同时发生断裂和再连接,当它引入超螺旋时,需要由ATP水解供给能量。细菌的Ⅱ型拓扑异构酶是一种DNA旋转酶,它利用ATP水解提供的能量,可连续向同一个双链闭环DNA分子中引入负超螺旋,从而抵消了DNA复制中产生的正超螺旋。

10. DNA聚合酶Ⅲ具有哪三个复制特点从而使其成为DNA复制主要的酶?怎

样实现DNA合成的高保真性?简述单链环状ФX174噬菌体复制过程。写出真核生物的5种主要DNA聚合酶,真核生物DNA的主要抑制剂是什么?

高的保真性(fidelity)、协同性(cooperativity)和持续性(processivity)。这三个特点使得DNA聚合酶III成为DNA复制的主要的酶。

实现DNA合成的高保真性,从热力学角度看,碱基对的错配使双螺旋结构不稳定,由此计算的碱基错配率大约在10-2。DNA聚合酶对底物的选择作用和3ˊ→5ˊ核酸外切酶的校对作用分别使错配频率下降10-2,因而达10-6。这是体外合成DNA时所能达到的水平。在体内,DNA聚合酶和复制叉的复杂结构进一步提高了复制的准确性;另外复制的修复系统可识别错配碱基以及各种损伤并修正,从而使变异率下降到更低的水平(在进化上相当

的水平)。

ФX174噬菌体的基因组由单链DNA组成,称病毒型或正链。感染宿主细胞后的复制分为三个阶段:①以噬菌体正链为模板复制复制双链环状DNA分子。在ФX174感染后1min 内主要是这种复制方式;②由RF型双链DNA复制RF型双链DNA,噬菌体基因大量表达。感染后1~20min内是此种方式,约产生60个RF型双链DNA,RF型复制需要噬菌体基因编码的A蛋白;③由RF型DNA分子以滚动环式复制产生噬菌体正链。ФX174噬菌体DNA 的基因A在复制调控中起着关键的作用。

真核生物有多种DNA聚合酶。从哺乳动物细胞中分离出了5种,分别为α、β、γ、δ、ε,5-氟脱氧尿苷能抑制胸腺嘧啶核苷酸的合成,是DNA合成的强烈抑制剂。

11.什么是DNA的损伤? DNA结构的改变有哪两种类型? DNA分子碱基自发性

化学改变可造成哪五种因素的损伤?写出其要点.化学因素引起的DNA损伤主要有哪几种? 写出要点.

DNA损伤指在生物体生命过程中DNA双螺旋结构发生的任何改变。DNA结构发生的改变主要分为两种:一是单个碱基的改变,二是双螺旋结构的异常扭曲。

碱基自发性化学改变的这类损伤包括五种因素:碱基之间的互变异构、碱基脱氨基、自发的脱嘌呤和脱嘧啶、活性氧引起的诱变及细胞代谢产物对DNA的损伤等。互变异构指DNA分子中的4种碱基自发地使氢原子改变位置,产生互变异构体,进一步使碱基配对的式发生改变,这样在复制后的子链上就可能出现错误。

碱基的脱氨基作用是指胞嘧啶(C)、(A)和(G)分子结构中都含有环外氨基,氨基有时会自发脱落,结果C变为(U).A变为(I),G变为黄嘌呤(X),当DNA复制时,会在子链中产生错误而导致损伤。自发的脱嘌呤和脱嘧啶作用是指DNA分子在生理条件下可通过自发性水解,使嘌呤碱和嘧啶碱从磷酸脱氧核糖骨架上脱落下来。活性氧为氧分子电子数大于O2的O2。8-oxoG (GO) 是一种氧化碱基(7,8-二氢-8-氧代鸟嘌呤),可与C、A配对,而DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ的校正活性不能校正其错配,造成GC→TA的颠换,这种损伤可以积累。

有些糖分子如葡萄糖和碱基氧化产物6—磷酸葡萄糖能与DNA反应,产生明显的结构上以及生物学方面的变化。

化学因素引起的DNA损伤主要有:

1.烷化剂对DNA的损伤烷化剂是一类亲电子的化合物,极容易与生物体中的

有机物大分子的亲核位点起反应。当烷化剂和DNA作用时,就可以将烷基

加到核酸的碱基上去。

2. 2.碱基类似物对DNA的损伤碱基类似物是一类结构与碱基相似的人工合

成化合物,由于它们的结构与碱基相似,进入细胞后能替代正常的碱基掺

入到DNA链中,干扰DNA的正常合成。

12 .写出细胞对DNA损伤的五种修复系统,SOS应急反应、 SOS反应由什

么物引起? 基因突变的概念、类型.

细胞对DNA损伤的修复系统主要有五种:即切除修复、错配修复、直接修复、重组修复和易错修复。

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 response)SOS反应包括诱导DNA损伤修复、诱变效应、细胞分裂

的抑制以及溶原性细菌释放噬菌体等,细胞癌变也与SOS反应有关。SOS反应诱导的修

复系统包括:避免差错的修复(error free repair)和易产生差错的修复(error prone

repair)两类。SOS反应由RecA蛋白和LexA阻遏物相互作用引起。

基因突变(mutation)是在基因内的遗传物质发生可遗传的结构和数量的变化,通常产生一定的表型。

广义的突变包括染色体畸变和基因突变。其图变得类型包括基因突变有以下多种类型:碱基对置换DNA错配碱基在复制后被固定下来,由原来的一个碱基对被另一个碱基

对所取代,又称为点突变。

碱基对置换有两种类型:即转换是在两种嘧啶或两种嘌呤之间的互换;颠换发生在嘧啶与嘌呤或嘌呤与嘧啶之间的互换。碱基替换通常仅发生在一个碱基上。

插入突变有两种方式:①拷贝或复制移动,②非拷贝移换。同义突变又称无声突变或中性突变。错义突变是基因突变改变了所编码的氨基酸的种类或位置的突变,能不同

程度地影响蛋白质或酶的活性。当氨基酸密码子变为终止密码子时,称为无义突变,它

导致翻译提前结束。移码突变是由于一个或多个非三整倍数的核苷酸对插入或缺失,导

致编码区该位点后的三联体密码子阅读框架改变,从而使后面的氨基酸都发生错误,使

该基因产物完全失活;如出现终止密码子则也可使翻译提前结束。

缺失突变指一个或多个碱基从一段DNA序列中被删除,或较长核苷酸序列丢失引起的突变,这种突变难以被回复。襂漏突变是突变基因的产物尚有部分活性的错义突变,

是表型界于野生型与完全突变型之间的某种状态。从突变体又恢复原先野生型表现型的

突变过程称为回复突变。

变热点DNA分子上任意位点发生突变的频率并不相等,在某些位点发生突变的频率远远高于其平均数,称为突变热点。

13.写出同源重组、Holliday模型、DNA重组有关的酶、转座子的概念、转

座原件最初在什么生物中发现?转座子如何分类?插入序列?复合型

转座子与IS元件有何异同?DNA转作引起什么遗传效应?逆转录因子?

同源重组(homologous recombination)又称一般性重组,由两条同源区的DNA分子,

通过配对、链断裂和再连接,而产生的片段间交换的过程。

Robin Holliday于1964年提出了同源重组模型(图6—1)。模型中,有四个关键步骤:①两个同源染色体DNA排列整齐;②一个DNA的一条链裂断并与另一个DNA对应的链连接,形成的连接分子,称为Holliday中间体;③通过分支移动产生异源双链DNA;

④Holliday中间体切开并修复,形成两个双链重组体DNA。根据链裂断切开的方式不同,得到的重组产物也不同。如果切开的链与原来断裂的是同一条链(见Holliday模型左边的产物),重组体含有一段异源双链区,其两侧来自同一亲本DNA,称为片段重组体。但如切开的链并非原来断裂的链(模型右边产物),重组体异源双链区的两侧来自不同亲本DNA,称为拼接重组体。

与重组有关的酶研究最多的还是大肠杆菌的酶。在大肠杆菌中,Rec A蛋白参与重组是最关键的步骤。

Rec A有两个主要的功能:诱发 SOS反应和促进DNA单链的同化。数千Rec A单体协同聚集在单链上,形成螺旋状纤丝(helical filament)。Rec F、Rec O和 Rec R蛋白调节 Rec A纤丝的装配和拆卸。单链 DNA可以由许多途径产生,Rec BCD酶是产生参与重组的 DNA单链主要途径。一旦 Holliday中间体形成,即由 Ruv A和 Ruv B蛋白促进异源双链的形成。同源重组最后由 Ruv C将 Holliday联结体切开,并由 DNA聚合酶和 DNA连接酶进行修复合成。

转座子(transposon)是在基因组中可以移动的一段DNA序列一个转座子由基因组的一个位置转移到另一个位置的过程称为转座。

由转座子引起的转座过程有以下特征:①能从基因组的一个位点转移到另一个位点,从一个复制子转移到另一个复制子;②不以独立的形式存在(如噬菌体或质粒DNA),而是在基因组内由一个部位直接转移到另一部位;③转座子编码其自身的转座酶,每次移动时携带转座必需的基因一起在基因组内跃迁,所以转座子又称跳跃基因;④转座的频率很低,且插入是随机的,不依赖于转座子(供体)和靶位点(受体)之间的任何序列同源性;⑤转座子可插入到一个结构基因或基因调节序列内,引起基因表达内容的改变,例如使该基因失活,如果是重要的基因则可能导致细胞死亡。

转座元件最初由Barbara McClintock于上个世纪40年代在玉米的遗传学研究中发现的,当时称为控制元件(controlling element)。

到目前为止,已对多种不同类型的转座元件进行了鉴定。最简单的转座子称为插入序列(insertion sequence IS),简称IS因子。

另一类是复合转座子,以Tn表示。根据结构不同分为两种类型:I型:其两个末端由相同的IS序列构成,IS序列有正向和反向两种排列方式;Ⅱ型:其两末端由38 bp 的反向重复序列组成,如TnA族转座子。

复合型转座子具有转位因子的三个共性:①末端反向重复序列,为转座酶所必需;

②中间的开放阅读框架(ORF)作为标记基因;③转位后,靶位点成为正向重复序列。其不同点是:。IS因子是一种较小的转座因子,只含有与转座有关的酶基因,不含抗药性等其它基因。其本身不具有表型效应,只有当它转座到某一基因附近或插入某一基因内部后,引起该基因失活或产生极性效应时,才能判断其存在。而Tn除了有转座酶基因外,还带有药物抗性基因(或其相关基因)标志,因结构较大而复杂。

转座因子首先是因其可导致突变而被认识的。当它插入靶基因后,使基因突变失活,这是转座子的最直接效应;当转座因子自发插入细菌的操纵子时,即可阻止它所在基因的转录和翻译,并且由于转座因子带有终止子,其插入影响操纵子下游基因的表达,从而表现出极性(方向性),由此产生的突变只能在转座子被切除后才能恢复;转座因子的存在一般能引起宿主染色体DNA重组,造成染色体断裂、重复、缺失、倒位及易位等,是基因突变和重排的重要原因;转座因子也可通过干扰宿主基因与其调控元件之间的关系或转座子本身的作用而影响邻近基因的表达,从而改变宿主的表型。归纳以上,转座子引起的遗传学效应可有以下几个方面:

①10-8-10-3频率转座,引起插入突变;

②②插入位置染色体DNA重排而出现新基因;

③③影响插入位置邻近基因的表达,使宿主表型改变;

④④转座子插入染色体后引起两侧染色体畸变。

将从DNA→DNA的转移过程称转座,从DNA→RNA→DNA的转移过程叫反转录转座。后者是经RNA介导的转座过程。

经RNA中间体介导的转座是真核生物所特有的过程。逆转录病毒能够将RNA病毒基因组中的DNA拷贝(原病毒)整合到宿主细胞染色体中。

14.细菌RNA聚合酶的组成、结构、催化特点如何?真核生物的RNA聚合酶是如何区分的?有几类?几种不同真核生物的RNA聚合酶分别转录哪些RNA?

已从大肠杆菌等细菌中纯化了RNA聚合酶。全酶(holoenzyme)相对分子质量465 000,至少由五个亚基(α2ββ′ω)和ζ亚基组成,无ζ亚基的酶称为核心酶(core enzyme) 核心酶不具有起始聚合酶活性,只能使已经开始合成的RNA链延长。即开始合成RNA链时必需有ζ亚基参与作用,因此称ζ亚基为起始亚基。α亚基由rpo A基因编码,它对核心酶的组装和识别启动子必需的。β亚基由rpo B基因编码,是RNA聚合酶的催化中心。β亚基有两个结构域,分别负责转录的起始和延伸。β'亚基是一个碱性蛋白,由rpo C基因编码。与DNA之间借静电引力相结合;β'亚基可结合两个Zn2+,后者与RNA聚合酶的催化作用有关。ζ亚基的功能是引导RNA聚合酶稳定结合到启动子上。ζ因子在识别启动子时起关键作用,但对延伸并不重要。它是通过将核心酶对非特异序列的亲和力降低

104倍,同时增加其对特异序列的亲和力作为起始亚基的。许多原核生物有多种ζ因子。

真核生物的基因组比原核生物大,RNA聚合酶结构更复杂。相对分子质量大都在500 000左右,有8~14个亚基,并含有Zn2+。

利用α-鹅膏蕈碱(α-amanitine)的抑制作用将真核生物RNA聚合酶分为三类:

RNA聚合酶I对鹅膏蕈碱不敏感;

RNA聚合酶Ⅱ可被低浓度α-鹅膏蕈碱(10-9~10-8mol/L)抑制,

RNA聚合酶Ⅲ只被高浓度α-鹅膏蕈碱(10-5~10-4mol/L)所抑制。

α-鹅膏蕈碱是一种毒蕈(鬼笔鹅膏Amanita phalloides)产生的八肽,对真核生物RNA聚合酶有较强的作用,但对细菌RNA聚合酶抑制作用很小。

真核生物RNA聚合酶I转录45S rRNA前体,经转录后加工产生5.8S rRNA、18S rRNA 和28S rRNA。RNA聚合酶Ⅱ转录所有mRNA前体和大多数的核内小RNA(snRNA)。RNA聚合酶Ⅲ转录tRNA、5S rRNA、U6snRNA和不同的胞质小RNA(sc RNA)等小分子转录物。15. 名词解释:转录,转录单位,模板链,编码链,转录泡,启动子,上游,下游,转录起点,Pribnow框(box),-35序列,转录因子,通用转录因子,CAAT框,GC框,八聚体框(octamer),基因内启动子终止子,终止因子,不依赖rho终止子、操纵子、激活蛋白、阻遏蛋白、上游调节元件,增强子、反式作用因子,增强子,核酶,核内小RNA(snRNA) ,snRNP,剪接体,I型自我剪接,RNA的编辑。

在DNA指导下RNA的合成称为转录,RNA链的转录起始于DNA模板的一个特定起点,并在特定的终点处终止。此转录区域称为转录单位。

转录起始由DNA分子上的启动子(promoter)控制,而控制终止的部位称为终止子(terminator)。用于转录的链称为模板链,或负链(-链),又称反义链;对应的链为编码链,即正链(+链)又称有义链。

启动子是RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列,它含有RNA聚合酶特异性结合和转录起始所需的保守序列。启动子的特性最初是通过能增加或降低基因转录速率的突变而鉴定的。

从转录的近端向远端计数,起点左侧为上游(up stream),用负的数字表示,起点前一个核苷酸为-1。起点后为下游(down stream),用正的数字表示,按此排序。通过比较已知启动子的结构,可找出它们的共有序列。从起点上游约-10处找到6 bp的保守序列TATAAT,称为Pribnow框(box),或称为-10序列,是转录的解旋区。头两个碱基(TA)和最后的T最保守的。TATAAT序列距离转录起点约5~8bp。

在-10序列的上游又找到一个保守序列TTGACA,中心大约在-35位置,称为识别区或-35序列。RNA聚合酶起始转录需要的辅助因子(蛋白质)称为转录因子,其作用或是

识别DNA的顺式作用位点,或是识别RNA聚合酶,或是识别其他因子。作用于基本启动子上的辅助因子称为通用转录因子(GTF),或基本转录因子,它们为任何细胞Ⅱ型启动子起始转录所必需.CAAT框的共有序列是GCCAATCT,与其相互作用的因子有CTF家族的成员CPl、CP2和核因子NF-1。

GC框的共有序列为GGGCGG和CCGCCC,后者是前者的反向序列,识别该序列的因子为Spl。八聚体框含有8 bp,共有序列为ATGCAAAT,识别因子为Oct-1和Oct-2,前者普遍存在,后者只存在于B淋巴细胞。能提供转录停止信号的DNA序列称为终止子,协助RNA聚合酶识别终止信号的蛋白因子则称为终止因子(termination factor)。

依赖于rho(ρ)的终止子需在ρ因子存在时才发挥终止作用。依赖ρ的终止子其回文结构区不富含G-C,回文结构之后也无寡聚U。广泛存在于噬菌体中,而在细菌染色体中少见。原核生物功能相关的基因常组织在一起构成操纵子,作为基因表达和调节的单元。

上游调节因子,包括激活因子和阻遏因子,均属于反式作用因子,它们与顺式元件中的上游激活序列(元件)、应答元件、增强子(enhancer)和沉默子(silencer)等特异地结合,对真核生物的转录分别起促进和阻遏作用。增强子主要存在于真核生物基因组中。最早发现的SV40增强子位于转录起点上游约200bp处的超敏感位点,由两个相同的72bp 序列前后排列组成。

增强子是一类顺式作用元件,它能极大促进启动子的转录活性。1981年Cech T在研究四膜虫(Tetrahymena thermophila)rRNA前体剪接过程中发现,此类剪接无需蛋白质的酶参与作用,而是自我催化完成的。Cech称这种具有催化功能的RNA为核酶(ribozyme)。每个snRNA能与几个或十几个蛋白质结合,称为snRNP(sunrps)。改变RNA编码序列的方式称为RNA编辑。

16. 原核生物转录调控的特点是什么?环腺苷酸(cAMP)在原核基因表达调控中有何重要作用?叙述真核生物转录的调控与原核相比的主要区别,蛋白质与DNA结合区域的特殊结构基序有哪几种?

原核生物不同于真核生物的基因结构,存在转录单元即操纵子。原核生物的转录受操纵子控制,任何开启和关闭操纵子的因素都会影响基因的转录,从而控制基因的表达。真核生物无操纵子以及与操纵基因相临的调节基因, 但其转录受到与结构基因相距一定距离的特定顺式作用元件的影响1 如: 增强子、启动子、位点控制区(Locus control region , LCR)。1

原核生物大都为单细胞生物,没有核膜,极易受外界环境的影响,需要不断地调控基因的表达,以适应外界环境的营养条件和克服不利因素,完成生长发育和繁殖的过程。原核生物基因表达调控的表达调控存在于转录和翻译的起始、延伸和终止的每一步骤中。这种调控多以操纵子为单位进行,将功能相关的基因组织在一起,同时开启或关闭

基因表达,即经济有效,又保证其生命活动的需要。调控主要发生在转录水平,有正、负调控两种机制。在转录水平上对基因表达的调控决定于DNA的结构、RNA聚合酶的功能、蛋白因子及其它小分子配基的相互作用。细菌的转录和翻译过程几乎在同一时间内相偶联。

蛋白质与DNA结合区域常见以下几种:螺旋-转角-螺旋结构基序(helix-turn-helix,HTH),锌指结构基序(zinc finger,ZF),螺旋-突环-螺旋结构基序(helix-loop-helix,HLH),亮氨酸拉链结构基序(1eucine zipperm, Zip)。

17. RNA的转录后加工包括哪些过程才能成为成熟的RNA?简述原核生物3类rRNA前体加工过程。hnRNA转变成mRNA的加工过程包括哪几步?简述RNA剪接的4种方式。

在原核生物中,rRNA的基因与某些tRNA的基因组成混合操纵子。其余tRNA基因也成簇存在,并与编码蛋白质的基因组成操纵子。它们在形成多顺反子转录物后,经断链成为rRNA和tRNA的前体,然后进一步加工成熟。

细胞内由RNA聚合酶合成的原初转录物一般都需要经过一系列的变化,包括链的裂解、5ˊ端与3ˊ端切除、特殊结构形成、核苷修饰、糖苷键的改变、剪接和编辑等过程,才能转变为成熟的RNA分子。这些过程总称为RNA的成熟,或称为转录后加工。

rRNA基因原初转录物的沉降常数为30S,相对分子质量为2.1×106,约含6 500nt,5ˊ末端为pppA。由于在原核生物中rRNA的加工一般与转录同时进行,因此不易得到完整的前体。从RNaseⅢ缺陷型大肠杆菌中分离到30S rRNA前体(P30)。RNaseⅢ是一种负责RNA加工的核酸内切酶,它的识别部位是特定的RNA双螺旋区。16S rRNA和23S rRNA 的两侧序列互补,形成茎环结构,RNaseⅢ在茎部有两个切割位点只相差2 bp,切割产生16S和23S rRNA前体P16和P23。5S rRNA前体P5在Rnase E作用下产生,可识别P5两端形成的茎环结构。P5、P16和P23两端的多余附加序列需进一步由核酸酶切除。rRNA 前体需先经甲基化修饰,再被核酸内切酶和外切酶切割。

hnRNA转变成mRNA的加工过程包括:

①5ˊ端形成特殊的帽子结构(m7G5ˊppp5ˊN1mpN2p-);

②在链的3ˊ端切断并加上多聚腺苷酸(polyA);

③通过剪接除去由内含子转录而来的序列;

④链内部的核苷被甲基化。

RNA的剪接有4种方式:

①I型自我剪接(groupⅠself-splicing);

②Ⅱ型自我剪接(groupⅡself-splicing);

③核mRNA剪接体的剪接(nuclear mRNA spliceosomal);

④核tRNA的酶促剪接(nuclear tRNA enzymatic)。

18.简述逆转录酶发现重要生物学意义,逆转录酶有哪3种酶的活力? RNA 的功能多样性表现在哪些方面?简述遗传密码的基本特性,什么是密码的简并性?其生物学意义如何?简述遗传密码通用性和变异性。

1970年,Temin以及Baltimore在劳氏肉瘤病毒和鼠白血病病毒(MLV)中发现了逆转录酶。这一发现具有重要的理论与实践意义。表明不能把“中心法则”绝对化,遗传信息也可以从RNA传递到DNA,从而补充和丰富了“中心法则”的内容,同时促进了分子生物学、生物化学和病毒学的研究,为肿瘤的防治提供了新的思路。现在,逆转录酶已成为研究这些学科的有力工具。

Temin和Baltimore于1975年因发现逆转录酶而获诺贝尔生理学与医学奖。

逆转录酶是一种多功能酶,兼有3种酶活力:

①利用RNA作模板,合成互补的DNA链,形成RNA-DNA杂合分子(RNA指导的DNA 聚合酶活力);②在新合成的DNA链上合成另一条互补的DNA链,形成双链DNA分子(DNA 指导的DNA聚合酶活力);③有核糖核酸酶H的活力,专门水解RNA-DNA杂合分子中的RNA。

RNA功能多样性主要表现在:RNA在遗传信息的翻译中起着决定性作用,RNA具有重要的催化功能,细胞内各类小RNA具有重要功能,RNA对基因表达和细胞功能具有重要调节的作用,RNA在生物进化中起着重要作用。

遗传密码的基本特性:遗传密码编码在核酸分子上,其基本单位是按照5′→ 3′方向编码、不重叠、无标点的三联体密码子,密码的简并性,密码的变偶性,遗传密码的通用性和变异性,遗传密码的防错系统。共有64个三联体密码子,除三个终止密码外,其余61个密码子编码20种氨基酸,所以,许多氨基酸不只一个遗传密码。同一种氨基酸具有两个或更多个密码子的现象称为密码子的简并性(degeneracy)。对应于同一种氨基酸的不同密码子称为同义密码子(synonymous codon),只有色氨酸与甲硫氨酸仅有1个密码子。

密码子简并性具有重要的生物学意义,它可以减少有害突变。若每种氨基酸只有一个密码子,61个密码子中只有20个是有意义的,各对应于一种氨基酸。剩下41个密码子都无氨基酸所对应,将导致肽链合成终止。由基因突变而引起肽链合成终止的概率也会大大增加。简并性使得那些即使密码子中碱基被改变,仍然能编码原来氨基酸的可能性大为提高。密码的简并也使DNA分子上碱基组成有较大余地的变动,例如,细菌DNA 中G+C含量变动很大,但不同G+C含量的细菌却可以编码出相同的多肽链。所以密码简并性在物种的稳定上起着重要的作用。

遗传密码的通用性指各种低等和高等生物,包括病毒、细菌及真核生物,基本上共

用同一套遗传密码。细菌基因能在人的细胞中正确表达,从而表明了原核细胞与真核细胞的遗传密码是通用的。在线粒体的遗传密码中,有四组密码子其氨基酸特异性只决定于三联体的前两位碱基,它们由1种tRNA即可识别,该tRNA反密码子第1位为U。其余的tRNA或者识别第三位为A、C的密码子,或者识别第三位为U、C的密码子。说明所有的tRNA或识别两个密码子,或识别四个密码子。除线粒体外,某些生物的细胞基因组密码也出现一定的变异。如支原体中的UGA也被用于编码Trp。

真核生物中少数纤毛类原生动物以终止密码子UAA和UAG编码谷氨酰胺。

19. 作为蛋白质生物合成模板的mRNA有何特点?写出原核生物与真核生物的核糖体组成。蛋白质生物合成的翻译过程大约有多少种蛋白因子及RNA分子的参与?什么是SD序列?有什么重要性?原核生物与真核生物在蛋白质合成的起始上有何异同?简要回答。写出几种延伸因子,细菌和真核生物系统中有何区别?写出原核与真核细胞蛋白质合成的抑制剂。简述GTP在翻译过程中的重要作用。蛋白质翻译后的修饰有哪两个方面?什么是信号肽序列?信号肽的识别依赖于什么?

信使核糖核酸具有以下特点:

①其碱基组成与相应的DNA的碱基组成一致,即携带有来自DNA的遗传密码信息;

②mRNA链的长度不一,因为其所编码的多肽链长度是不同的;③在肽链合成时信使

应与核糖体作短暂的结合;④信使的半衰期很短,因此信使的代谢速度很快。

核糖体在原核细胞中可以游离形式存在,也可与mRNA结合形成串状的多核糖体,每条mRNA链上可结合多至50个左右的核糖体,间隔约80nt,平均每个细胞约有2 000个核糖体。真核细胞所含核糖体的数目约为106-107个,比原核细胞多得多。线粒体、叶绿体及细胞核内也有其自身的核糖体。

翻译过程需要如下因素:一些被称作起始因子(initiation factor,IF)的非核糖体蛋白质,参与了蛋白质合成的起始。真核生物蛋白质合成的起始需要更多的蛋白质因子eIF参与作用。当起始过程结束后,mRNA上接下来的密码子的翻译则由3个重复的反应完成一个氨基酸的掺入。这3个反应在原核和真核生物中相似,其中两个需要非核糖体蛋白的延伸因子(elongation factor EF)的参与。延伸过程的最后一步.这一过程由移位因子EF-2催化(原核中为EF-G,真核中为EF-2),此过程需要GTP水解功能。移位的目的是使核糖体沿mRNA向下游移动,使下一个密码子暴露出来以供继续翻译。GTP的水解在翻译过程中具有重要的作用,在每掺入一个氨基酸的延伸过程中,都有两个GTP分子发生了水解。通过EF-Tu和EF-G的作用机制可解释GTP的水解过程,GTP的结合与水解都在这些因子上进行,它们的共同作用激活了复合物水解部位的活性。随着GTP水解成GDP,这些因子的构象又发生了变化,与核糖体分离。当终止密码子进入核糖体上的A位

点后,即被释放因子识别。RF-1识别UAA和UAG,RF-2识别UAA和UGA,翻译的最后一步涉及到肽酰-tRNA中连接tRNA和C端氨基酸酯键的切断,这一过程需要终止密码子和释放因子(release factors,RFs)。

SD序列:存在于细菌mRNA的5’端前导序列中,位于第一个翻译序列的起始密码之前,是一个GGAGG富含嘌呤序列的一部分或全部,它与16SrRNA的3’末端的序列互补,是mRNA与核糖体的结合序列,对翻译起始复合物的形成和翻译的起始有重要作用。

大肠杆菌有3个起始因子与30S小亚基结合。其中IF-3的功能是使核糖体的30S和50S 亚基保持分开,其他两个起始因子IF-1及IF-2的功能则是促进fMet-tRNA i fMet及mRNA与30S小亚基的结合。如前所述,mRMA的SD序列可与小亚基上16S rRNA的3′进行碱基配对,起始密码子AUG可与起始tRNA上的反密码子进行配对。当30S小亚基结合上fMet-tRNA i fMet以及与mRNA形成复合物后,IF-3就解离开来,以便50S大亚基与复合物的结合,后一结合使IF-1及IF-2离开核糖体,同时使结合在IF-2上的GTP水解,原核生物的起始过程需要1分子GTP水解成GDP及磷酸提供能量。真核生物蛋白质合成的起始需要更多的蛋白质因子eIF参与作用。目前至少已发现有9种,其中有些因子含有多达11种不同的亚基。但对它们的功能知之甚少。

除了嘌呤霉素之外,还有许多抗生素及毒素可以抑制蛋白质的合成。原核细胞的翻译抑制剂主要是氯霉素、四环素、链霉素,氯霉素结合于70S核糖体从而影响其功能;链霉素、新霉素、卡那霉素与原核细胞30S核糖体相结合,引起错误读码。

真核细胞的翻译抑制剂主要是亚胺环己酮,它结合于80S核糖体而其抑制功能,科研中常用其研究蛋白质代谢。白喉毒素(diphtheria toxin)是由白喉棒状杆菌所产生的一种蛋白质,这种毒素是由寄生于某些白喉杆菌内的溶原性噬菌体基因组编码的,几微克毒素足以致人于死命。它可与EF-2结合,阻止肽链的移位而抑制蛋白质合成。

GTP的水解在翻译过程中具有重要的作用,在每掺入一个氨基酸的延伸过程中,都有两个GTP分子发生了水解。通过EF-Tu和EF-G的作用机制可解释GTP的水解过程,GTP 的结合与水解都在这些因子上进行,它们的共同作用激活了复合物水解部位的活性。随着GTP水解成GDP,这些因子的构象又发生了变化,与核糖体分离。GTP及GDP与这些因子的结合与否成为调节它们与核糖体结合的开关。通过GTP的类似物GMPPCP也可以说明这一过程。GMPPCP在β和γ磷酸基团之间不含氧,而是一个亚甲基,因此难以发生类似GTP水解成GDP的过程。在延长反应中,当用GMPPCP取代GTP后,延长反应减慢,因为没有GDP生成时,延长因子很难与核糖体发生解离。

翻译后的加工过程可以使蛋白质的组成更加多样化,导致其结构上呈现出更复杂的构象变化,以适应更多生物功能的需要。加工修饰过程有两个方面:①对氨基酸残基的侧链基团进行修饰;②在蛋白质成熟过程中多肽链上部分肽段被切除。特异的修饰和加

工过程与这些蛋白质的合成部位,运送的靶部位有关。实际上,加工过程在多肽链合成开始时就随之进行了。细胞质中的蛋白质从核糖体上释放后即可行使其功能;而运送到其他细胞器中的蛋白质则在运送过程中发生着许多修饰过程。

生物体中蛋白质的运输有一个较简单的模式。每一种需要运输的多肽都含有一段特殊的氨基酸序列,称为信号肽序列(signal or leader sequence),它能引导多肽链到不同的转送系统。信号肽的识别依赖于一种核蛋白体,称为信号识别体(signal recognition particle,SRP)。

SRP相对分子质量325 000,由1分子长300nt的7SL RNA和6个不同的多肽组成。7SLRNA上有两段Alu序列。SRP有两个功能域,一个识别信号肽,另一个用以干扰进入的氨酰-RNA和肽酰移位酶反应,终止多肽链的延伸。

20.什么是基因表达调控?有什么意义?基因表达调控主要在哪5个水平上进行?原核基因表达调控有什么特点?简述原核基因表达调控的几个重要概念。

基因表达调控是生物体内基因表达的调节控制机制,是细胞中基因表达的过程在时间、空间上处于有序状态,幷对环境条件的变化作出适当反应的复杂过程。基因表达的调控可在多个层次上进行,包括基因水平、转录水平、转录后水平、翻译水平和翻译后水平的调控。基因表达调控是生物体内细胞分化、形态发生和个体发育的分子基础。

生物体生命活动中幷不是所有的基因都同时表达,代谢过程中所需要的各种酶和蛋白质基因以及构成细胞化学成份的各种编码基因,正常情况下是经常表达的,而与生物发育过程有关的基因则要在特定的时空才表达,还有许多基因被暂时的或永久的关闭而不表达,只在合适的时期才表达。正是因为生物体能够根据其本身固有的遗传信息表达与调控,以及对环境的适应,才产生了各种特异功能的蛋白分子来体现生命现象和执行生物功能,使得从低等到高等的生物界呈现出五彩缤纷的生命现象。

原核生物大都为单细胞生物,没有核膜,极易受外界环境的影响,需要不断地调控基因的表达,以适应外界环境的营养条件和克服不利因素,完成生长发育和繁殖的过程。原核生物基因表达调控的表达调控存在于转录和翻译的起始、延伸和终止的每一步骤中。这种调控多以操纵子为单位进行,将功能相关的基因组织在一起,同时开启或关闭基因表达,即经济有效,又保证其生命活动的需要。调控主要发生在转录水平,有正、负调控两种机制。在转录水平上对基因表达的调控决定于DNA的结构、RNA聚合酶的功能、蛋白因子及其它小分子配基的相互作用。细菌的转录和翻译过程几乎在同一时间内相偶联。

结构基因(structural gene)是编码蛋白质或RNA的基因。调节基因(regulator gene)是编码合成那些参与基因表达调控的RNA和蛋白质的特异DNA 序列。操纵基因(operator)

是操纵子中的控制基因,在操纵子上一般与启动子相邻,通常处于开放状态,使RNA聚合酶通过并作于与启动子启动转录。但当它与调节基因所编码的阻遏蛋白结合时,就从开放状态逐渐转变为关闭状态,使不能转录过程不能发生。阻遏蛋白(aporepressor)是负调控系统中由调节基因编码的调节蛋白,它本身或与辅阻遏物(corepressor)一起结合与操纵基因,阻遏操纵子结构基因的转录。阻遏蛋白可被诱导物变构失活,从而导致不可阻遏或去阻遏。

21 解释名词:顺式作用组件、反式作用因子、结构基因、调节基因、操纵基因、阻遏蛋白、操纵子、辅阻遏物、正调控系统、负调控系统、组成型蛋白、调节型蛋白、IPTG、效应物、CAP、cAMP-CAP、葡萄糖效应、色氨酸操纵子、弱化系统、前导肽、衰减子、茎-环结构 (p)ppGpp超级调控因子、细菌的应急反应甲基范德华袋

顺式作用组件是指对基因表达有调节活性的DNA序列,其活性只影响与其自身同处在一个DNA分子上的基因;这种DNA序列通常不编码蛋白质,多位于基因旁侧或内含子中。位于转录单位开始和结束位置上的启动子和终止子,都是典型的顺式作用元件。

基因活性的调节主要通过反式作用因子与顺式作用组件的相互作用而实现。基因所编码的产物主要是蛋白质和各种RNA分子。一般是从其合成的场所扩散至发挥作用的地方。反式作用因子的编码基因与其识别或结合的靶核苷酸序列不在同一个DNA分子上。RNA聚合酶是典型的反式作用因子。

结构基因(structural gene)是编码蛋白质或RNA的基因。调节基因(regulator gene)是编码合成那些参与基因表达调控的RNA和蛋白质的特异DNA 序列。

操纵基因(operator)是操纵子中的控制基因,在操纵子上一般与启动子相邻,通常处于开放状态,使RNA聚合酶通过并作于与启动子启动转录。

阻遏蛋白(aporepressor)是负调控系统中由调节基因编码的调节蛋白,它本身或与辅阻遏物(corepressor)一起结合与操纵基因,阻遏操纵子结构基因的转录。阻遏蛋白可被诱导物变构失活,从而导致不可阻遏或去阻遏。

细胞内有许多种蛋白质的数量几乎不受外界环境的影响,这些蛋白质称为组成蛋白。调节蛋白是一类特殊的蛋白质,它们可以影响一种或多种基因的表达。有两种类型的调节蛋白,即正调节蛋白和负调节蛋白,前者是激活蛋白,而后者属于阻遏蛋白。

辅阻遏物:有些阻遏蛋白本身不具有结合操纵基因的活性,在自然状态下操纵子是开放的,能正常表达。当细胞中有辅阻遏物存在时,它可以结合到阻遏蛋白分子上,提高阻遏蛋白与操纵基因的亲和性。

色氨酸操纵子包括5个结构基因(trpA 、B、C、D、E )负责色氨酸的生物合成。色氨酸的合成分5步完成。每步需要一种酶,编码这5种酶的基因紧密连锁在一起,被

(完整版)分子生物学试题及答案(整理版)

分子生物学试题及答案 一、名词解释 1.cDNA与cccDNA:cDNA是由mRNA通过反转录酶合成的双链DNA;cccDNA是游离于染色体之外的质粒双链闭合环形DNA。 2.标准折叠单位:蛋白质二级结构单元α-螺旋与β-折叠通过各种连接多肽可以组成特殊几何排列的结构块,此种确定的折叠类型通常称为超二级结构。几乎所有的三级结构都可以用这些折叠类型,乃至他们的组合型来予以描述,因此又将其称为标准折叠单位。 3.CAP:环腺苷酸(cAMP)受体蛋白CRP(cAMP receptor protein ),cAMP与CRP结合后所形成的复合物称激活蛋白CAP(cAMP activated protein ) 4.回文序列:DNA片段上的一段所具有的反向互补序列,常是限制性酶切位点。 5.micRNA:互补干扰RNA或称反义RNA,与mRNA序列互补,可抑制mRNA的翻译。 6.核酶:具有催化活性的RNA,在RNA的剪接加工过程中起到自我催化的作用。 7.模体:蛋白质分子空间结构中存在着某些立体形状和拓扑结构颇为类似的局部区域 8.信号肽:在蛋白质合成过程中N端有15~36个氨基酸残基的肽段,引导蛋白质的跨膜。 9.弱化子:在操纵区与结构基因之间的一段可以终止转录作用的核苷酸序列。 10.魔斑:当细菌生长过程中,遇到氨基酸全面缺乏时,细菌将会产生一个应急反应,停止全部基因的表达。产生这一应急反应的信号是鸟苷四磷酸(ppGpp)和鸟苷五磷酸(pppGpp)。PpGpp与pppGpp的作用不只是一个或几个操纵子,而是影响一大批,所以称他们是超级调控子或称为魔斑。 11.上游启动子元件:是指对启动子的活性起到一种调节作用的DNA序列,-10区的TATA、-35区的TGACA 及增强子,弱化子等。 12.DNA探针:是带有标记的一段已知序列DNA,用以检测未知序列、筛选目的基因等方面广泛应用。13.SD序列:是核糖体与mRNA结合序列,对翻译起到调控作用。 14.单克隆抗体:只针对单一抗原决定簇起作用的抗体。 15.考斯质粒:是经过人工构建的一种外源DNA载体,保留噬菌体两端的COS区,与质粒连接构成。16.蓝-白斑筛选:含LacZ基因(编码β半乳糖苷酶)该酶能分解生色底物X-gal(5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷)产生蓝色,从而使菌株变蓝。当外源DNA插入后,LacZ基因不能表达,菌株呈白色,以此来筛选重组细菌。称之为蓝-白斑筛选。 17.顺式作用元件:在DNA中一段特殊的碱基序列,对基因的表达起到调控作用的基因元件。18.Klenow酶:DNA聚合酶I大片段,只是从DNA聚合酶I全酶中去除了5’→3’外切酶活性 19.锚定PCR:用于扩增已知一端序列的目的DNA。在未知序列一端加上一段多聚dG的尾巴,然后分别用多聚dC和已知的序列作为引物进行PCR扩增。 20.融合蛋白:真核蛋白的基因与外源基因连接,同时表达翻译出的原基因蛋白与外源蛋白结合在一起所组成的蛋白质。 二、填空 1. DNA的物理图谱是DNA分子的(限制性内切酶酶解)片段的排列顺序。 2. RNA酶的剪切分为(自体催化)、(异体催化)两种类型。 3.原核生物中有三种起始因子分别是(IF-1)、(IF-2)和(IF-3)。 4.蛋白质的跨膜需要(信号肽)的引导,蛋白伴侣的作用是(辅助肽链折叠成天然构象的蛋白质)。5.启动子中的元件通常可以分为两种:(核心启动子元件)和(上游启动子元件)。 6.分子生物学的研究内容主要包含(结构分子生物学)、(基因表达与调控)、(DNA重组技术)三部分。7.证明DNA是遗传物质的两个关键性实验是(肺炎球菌感染小鼠)、( T2噬菌体感染大肠杆菌)这两个实验中主要的论点证据是:(生物体吸收的外源DNA改变了其遗传潜能)。 8.hnRNA与mRNA之间的差别主要有两点:(hnRNA在转变为mRNA的过程中经过剪接,)、 (mRNA的5′末端被加上一个m7pGppp帽子,在mRNA3′末端多了一个多聚腺苷酸(polyA)尾巴)。 9.蛋白质多亚基形式的优点是(亚基对DNA的利用来说是一种经济的方法)、(可以减少蛋白质合成过程中随机的错误对蛋白质活性的影响)、(活性能够非常有效和迅速地被打开和被关闭)。 10.蛋白质折叠机制首先成核理论的主要内容包括(成核)、(结构充实)、(最后重排)。 11.半乳糖对细菌有双重作用;一方面(可以作为碳源供细胞生长);另一方面(它又是细胞壁的成分)。所以需要一个不依赖于cAMP—CRP的启动子S2进行本底水平的永久型合成;同时需要一个依赖于cAMP—CRP的启动子S1对高水平合成进行调节。有G时转录从( S2)开始,无G时转录从( S1)开

分子生物学试题整理

一、植物组织培养:狭义指对植物体组织或由植物器官培养产生的愈伤组织进行培养直至生成完整植株。广义:无菌操作分离植物体一部分(即外植体)接种到培养基,在人工条件下培养直至生成完整植株。生物技术中的一个基本技术。 MS:MS培养基是Murashige和Skoog于1962年为烟草细胞培养设计的,特点是无机盐和离子浓度较高,是较稳定的离子平衡溶液,它的硝酸盐含量高,其营养丰富,养分的数量和比例合适,不需要添加更多的有机附加物,能满足植物细胞的营养和生理需要,因而适用范围比较广,多数植物组织培养快速繁殖用它作为培养基的基本培养基。 愈伤组织愈伤组织callus在离体培养过程中形成的具有分生能力的一团不规则细胞,多在植物体切面上产生。 cDNA文库:包含细胞全部的mRNA信息的反转录所得到的cDNA的集合体。 胚状体:是指植物在离体培养条件下,非合子细胞经过胚胎发生和发育的过程形成的胚状结构,又称体细胞胚。 体细胞杂交:体细胞杂交又称体细胞融合,指将两个GT不同的体细胞融合成一个体细胞的过程。融合形成的杂种细胞,兼有两个细胞的染色体。 分子标记:是指在分子水平上DNA序列的差异所能够明确显示遗传多态性的一类遗传标记。 基因工程原称遗传工程,亦称重组DNA技术,是指采用分子生物学手段,将不同来源的基因,按照人类的愿望,在体外进行重组,然后将重组的基因导人受体细胞,使原有生物产生新的遗传特性,获得新品种,生产新产品的技术科学。 细胞培养指动物、植物和微生物细胞在体外无菌条件下的保存和生长。过程:①取材和除菌;②培养基的配制;③接种与培养。 生物反应器是适用于林木细胞规模化培养的装置。 生物技术biotechmlogy:也称生物工程,是指人们以现代生命科学为基础,结合其他基础学科的科学原理,采用先进的工程技术手段,按照预先的设计改造生物体或加工生物原料,为人类生产出所需产品或达到某种目的。 外植体explant:从植物体上分离下来的用于离体培养的材料。 植物细胞的全能性:植物每一个具有完整细胞核的体细胞,都含有植物体的全部遗传信息,在适当条件下,具有发育成完整植株的潜在能力。 再分化:脱分化的分生细胞(愈伤组织)在一定的条件下,重新分化为各种类型的细胞,并进一步发育成完整植株的过程。 器官发生organogenesis:亦称器官形成,一般指脊椎动物个体发育中,由器官原基进而演变为器官的过程。各种器官形成的时间有早有晚,通过器官发生阶段,各种器官经过形态发生和组织分化,逐渐获得了特定的形态并执行一定的生理功能 体细胞胚胎发生:单细胞或一群细胞被诱导,不断再生非合子胚,并萌发形成完整植株的过程。 PCR:聚合酶链式反应是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链,低温(经常是60°C左右)时引物与单链按碱基互补配对的原则结合,再调温度至DNA聚合酶最适反应温度(72°C左右),DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。Recombinant DNA重组DNA:是指采用分子生物学手段,将不同来源的基因,按照人类的愿望,在体外进行重组,然后将重组的基因导人受体细胞,使原有生物产生新的遗传特性,获得新品种,生产新产品的技术科学。 细胞融合:两个或多个细胞相互接触后,其细胞膜发生分子重排,导致细胞合并、染色体等遗传物质重组的过程称为细胞融合。 悬浮培养:悬浮培养是细胞培养的基本方法,不仅为研究细胞的生长和分化提供了一个

分子生物学试题及答案

生命科学系本科2010-2011学年第1学期试题分子生物学(A)答案及评分标准 一、选择题,选择一个最佳答案(每小题1分,共15分) 1、1953年Watson和Crick提出(A ) A、多核苷酸DNA链通过氢键连接成一个双螺旋 B、DNA的复制是半保留的,常常形成亲本——子代双螺旋杂合链 C、三个连续的核苷酸代表一个遗传密码 D、遗传物质通常是DNA而非RNA 2、基因组是(D ) A、一个生物体内所有基因的分子总量 B、一个二倍体细胞中的染色体数 C、遗传单位 D、生物体的一个特定细胞内所有基因的分子总量 3、下面关于DNA复制的说法正确的是(D ) A、按全保留机制进行 B、按3'→5'方向进行 C、需要4种NTP加入 D、需要DNA聚合酶的作用 4、当过量的RNA与限量的DNA杂交时(A ) A、所有的DNA均杂交 B、所有的RNA均杂交 C、50%的DNA杂交 D、50%的RNA杂交 5、以下有关大肠杆菌转录的叙述,哪一个是正确的?(B ) A、-35区和-10区序列间的间隔序列是保守的 B、-35区和-10区序列距离对转录效率非常重要 C、转录起始位点后的序列对于转录效率不重要 D、-10区序列通常正好位于转录起始位点上游10bp处 6、真核生物mRNA转录后加工不包括(A ) A、加CCA—OH B、5'端“帽子”结构 C、3'端poly(A)尾巴 D、内含子的剪接 7、翻译后的加工过程不包括(C ) A、N端fMet或Met的切除 B、二硫键的形成 C、3'末端加poly(A)尾 D、特定氨基酸的修饰

8、有关肽链合成的终止,错误的是(C ) A、释放因子RF具有GTP酶活性 B、真核细胞中只有一个终止因子 C、只要有RF因子存在,蛋白质的合成就会自动终止 D、细菌细胞内存在3种不同的终止因子:RF1、RF2、RF3 9、酵母双杂交体系被用来研究(C ) A、哺乳动物功能基因的表型分析 B、酵母细胞的功能基因 C、蛋白质的相互作用 D、基因的表达调控 10、用于分子生物学和基因工程研究的载体必须具备两个条件(B ) A、含有复制原点,抗性选择基因 B、含有复制原点,合适的酶切位点 C、抗性基因,合适的酶切位点 11、原核生物基因表达调控的意义是(D ) A、调节生长与分化 B、调节发育与分化 C、调节生长、发育与分化 D、调节代谢,适应环境 E、维持细胞特性和调节生长 12、乳糖、色氨酸等小分子物质在基因表达调控中作用的共同特点是(E ) A、与DNA结合影响模板活性 B、与启动子结合 C、与操纵基因结合 D、与RNA聚合酶结合影响其活性 E、与蛋白质结合影响该蛋白质结合DNA 13、Lac阻遏蛋白由(D )编码 A、Z基因 B、Y基因 C、A基因 D、I基因 14、紫外线照射引起DNA损伤时,细菌DNA修复酶基因表达反应性增强,这种现象称为(A ) A、诱导 B、阻遏 C、正反馈 D、负反馈 15、ppGpp在何种情况下被合成?(A ) A、细菌缺乏氮源时 B、细菌缺乏碳源时 C、细菌在环境温度太高时 D、细菌在环境温度太低时 E、细菌在环境中氨基酸含量过高时

关于分子生物学试题及答案

分子生物学试题(一) 一.填空题(,每题1分,共20分) 一.填空题(每题选一个最佳答案,每题1分,共20分) 1. DNA的物理图谱是DNA分子的()片段的排列顺序。 2. 核酶按底物可划分为()、()两种类型。 3.原核生物中有三种起始因子分别是()、()和()。 4.蛋白质的跨膜需要()的引导,蛋白伴侣的作用是()。5.真核生物启动子中的元件通常可以分为两种:()和()。6.分子生物学的研究内容主要包含()、()、()三部分。 7.证明DNA是遗传物质的两个关键性实验是()、()。 8.hnRNA与mRNA之间的差别主要有两点:()、()。 9.蛋白质多亚基形式的优点是()、()、()。 10.蛋白质折叠机制首先成核理论的主要内容包括(成核)、(结构充实)、(最后重排)。 11.半乳糖对细菌有双重作用;一方面(可以作为碳源供细胞生长);另一方面(它又是细胞壁的成分)。所以需要一个不依赖于cAMP-CRP的启动子S2进行本底水平的永久型合成;同时需要一个依赖于cAMP-CRP的启动子S1对高水平合成进行调节。有G时转录从(S2 )开始,无G时转录从(S1 )开始。 12.DNA重组技术也称为(基因克隆)或(分子克隆)。最终目的是(把一个生物体中的遗传信息DNA转入另一个生物体)。典型的DNA重组实验通常包含以下几个步骤: ①提取供体生物的目的基因(或称外源基因),酶接连接到另一DNA分子上(克隆载体),形一个新的重组DNA分子。 ②将这个重组DNA分子转入受体细胞并在受体细胞中复制保存,这个过程称为转化。 ③对那些吸收了重组DNA的受体细胞进行筛选和鉴定。 ④对含有重组DNA的细胞进行大量培养,检测外援基因是否表达。 13、质粒的复制类型有两种:受到宿主细胞蛋白质合成的严格控制的称为(严紧型质粒),不受宿主细胞蛋白质合成的严格控制称为(松弛型质粒)。 14.PCR的反应体系要具有以下条件: a、被分离的目的基因两条链各一端序列相互补的 DNA引物(约20个碱基左右)。 b、具有热稳定性的酶如:TagDNA聚合酶。 c、dNTP d、作为模板的目的DNA序列 15.PCR的基本反应过程包括:(变性)、(退火)、(延伸)三个阶段。 16、转基因动物的基本过程通常包括: ①将克隆的外源基因导入到一个受精卵或胚胎干细胞的细胞核中; ②接种后的受精卵或胚胎干细胞移植到雌性的子宫;

分子生物学复习题

1、分子生物学的定义。 从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学,主要指遗传信息的传递(复制)、保持(损伤和修复)、基因的表达(转录和翻译)与调控。 2、简述分子生物学的主要研究内容。 a.DNA重组技术(基因工程) (1)可被用于大量生产某些在正常细胞代谢中产量很低的多肽 ; (2)可用于定向改造某些生物的基因组结构 ; (3)可被用来进行基础研究 b.基因的表达调控 在个体生长发育过程中生物遗传信息的表达按一定时序发生变化(时序调节),并随着内外环境的变化而不断加以修正(环境调控)。 c.生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学) 一个生物大分子,无论是核酸、蛋白质或多糖,在发挥生物学功能时,必须具备两个前提: (1)拥有特定的空间结构(三维结构); (2)发挥生物学功能的过程中必定存在着结构和构象的变化。 结构分子生物学就是研究生物大分子特定的空间结构及结构的运动变化与其生物学功能关系的科学。它包括3个主要研究方向: (1) 结构的测定 (2) 结构运动变化规律的探索 (3) 结构与功能相互关系 d.基因组、功能基因组与生物信息学研究 3、谈谈你对分子生物学未来发展的看法? (1)分子生物学的发展揭示了生命本质的高度有序性和一致性,是人类认识论上的重大飞跃。生命活动的一致性,决定了二十一世纪的生物学将是真正的系统生物学,是生物学范围内所有学科在分子水平上的统一。 (2)分子生物学是目前自然学科中进展最迅速、最具活力和生气的领域,也是新世纪的带头学科。

(3)分子生物学是由生物化学、生物物理学、遗传学、微生物学、细胞学、以及信息科学等多学科相互渗透、综合融会而产生并发展起来的,同时也推动这些学科的发展。 (4)分子生物学涉及认识生命的本质,它也就自然广泛的渗透到医学、药学各学科领域中,成为现代医药学重要的基础。 1、DNA双螺旋模型是哪年、由谁提出的?简述其基本内容。 DNA双螺旋模型在1953年由Watson和Crick提出的。 基本内容: (1) 两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴相互缠绕,两条链均为右手双螺旋。 (2) 嘌呤与嘧啶碱位于双螺旋的内侧,3′,5′- 磷酸与核糖在外侧,彼此通过磷酸二酯键相连接,形成DNA分子的骨架。 (3) 双螺旋的平均直径为2nm,两个相邻碱基对之间相距的高度即碱基堆积距离 为0.34nm,两个核苷酸之间的夹角为36。。 (4) 两条核苷酸链依靠彼此碱基之间形成的氢键相连系而结合在一起,A与T相配对形成两个氢键,G与C相配对形成3个氢键。 (5) 碱基在一条链上的排列顺序不受任何限制,但根据碱基互补配对原则,当一条多核苷酸的序列被确定后,即可决定另一条互补链的序列。

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: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: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: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: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: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: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: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: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: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:指生物体或细胞一套完整单倍体的遗传物质总和。 12、C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: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:共有同一段DNA序列的两个或多个基因。 15、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: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: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: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: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: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

分子生物学题库

分子生物学备选考题 名词解释: 1.功能基因组学 2.分子生物学 3.epigenetics 4.C值矛盾 5.基因簇 6.间隔基因 7.基因芯片 8.基序(Motifs) 9.CpG岛 10.染色体重建 11.Telomerase 12.足迹分析实验 13.RNA editing 14.RNA干涉(RNA interference) 15.反义RNA 16.启动子(Promoter) 17.SD序列(SD sequence) 18.碳末端结构域(carboxyl terminal domain,CTD) 19.single nucleotide polymorphism,SNP 20.切口平移(Nick translation) 21.原位杂交 22.Expressing vector 23.Multiple cloning sites 24.同源重组 25.转座 26.密码的摆动性 27.热休克蛋白嵌套基因 28.基因家族增强子 29.终止子 30.前导肽RNAi 31.分子伴侣 32.魔斑核苷酸 33.同源域 34.引物酶 35.多顺反子mRNA 36.物理图谱、 37.载体(vector) 38.位点特异性重组 39.原癌基因(oncogene) 40.重叠基因、 41.母源影响基因、

42.抑癌基因(anti-oncogene)、 43.回文序列(palindrome sequence)、 44.熔解温度(melting temperature, Tm) 45.DNA的呼吸作用(DNA respiration) 46..增色效应(hyperchromicity)、 47.C0t曲线(C0t curve)、 48.DNA的C值(C value) 49.超螺旋(superhelix) 、 50.拓扑异构酶(topoisomerase)、 51.引发酶(primase) 、 52.引发体(primosome) 53.转录激活(transcriptional activation) 54.dna基因(dna gene)、 55.从头起始(de novo initiation) 、 56.端粒(telomere) 57.酵母人工染色体(yeast artificial chromosome, YAC)、 58.SSB蛋白(single strand binding protein)、 59.复制叉(replication fork)、 60.保留复制(semiconservative replication) 61.滚环式复制(rolling circle replication)、 62.复制原点(replication origin)、 63.切口(nick) 64.居民DNA (resident DNA) 65.有义链(sense strand) 66.反义链(antisense strand) 67.操纵子(operon) 、 68.操纵基因(operator) 69.内含子(内元intron) 70.外显子(外元exon) 、 71.突变子(muton) 、 72.密码子(codon)、、 73.同义密码(synonymous codons)、 74.GC盒(GC box) 75.增强子(enhancer) 76.沉默子(silencer) 77.终止子(terminator) 78.弱化子(衰减子)(attenuator) 79.同位酶(isoschizomers) 、 80.同尾酶(isocandamers) 81.阻抑蛋白(阻遏蛋白)(repressor) 82.诱导物(inducer)、 83.CTD尾(carboxyl-terminal domain ) 84.载体(vector)、 85.转化体(transformant)

温州医学院医学分子生物学试题及附加题

名词解释: SiRNA: 利用双链小片段RNA高效、特异性降解细胞内同源mRNA,从而阻断体内靶基因表达,使细胞出现靶基因缺失的表型。 Blue/white screen: 蓝白斑筛选。即β-半乳糖苷酶基因失活筛选。其原理是:某些质粒载体带有大肠杆菌乳糖操纵子的lacZ’基因,该基因含一段编码β-半乳糖苷酶氨基末端145个氨基酸α-肽的DNA片断,IPTG可诱导此片断合成,此片断能与宿主细胞所编码的缺陷型β-半乳糖苷酶实现基因内α-互补,形成完整的β-半乳糖苷酶。该酶能催化指使剂底物X-gal形成蓝色菌落。当外源基因插入lacZ’基因中MCS(多克隆位点),lacα-肽基因阅读框架被破坏,细菌内将无β-半乳糖苷酶活性,结果重组克隆呈白色菌落。 Knock down:(基因)敲除。是指对一个结构已知但功能未知的基因,从分子水平上设计实验,将基因去除,或用其它顺序相近基因取代,然后从整体观察实验动物,推测相应基因的功能。基因敲除除可以终止某一基因的表达外,还包括引入新基因及引入定点突变,既可以是用突变基因或其它基因敲除相应的正常基因,也可以用正常基因敲除相应的突变基因。G-protein : G蛋白。是三聚体GTP结合调节蛋白的简称,位于质膜内胞浆的一侧,由α,β,γ三个亚基组成,βγ二聚体通过共价结合锚定于膜上起稳定α亚基的作用,而α亚基本身具有GTP酶活性。G蛋白在信号转导过程中起着分子开关的作用,当G蛋白α亚基与GDP 结合,处于关闭态;当胞外配体与受体结合形成复合物时,导致受体胞内结构域与α亚基偶连,并促使α亚基结合的GDP被GTP交换而被活化,即处于开启状态,从而传递信号。DNA-chip: DNA芯片。指通过微阵列技术将高密度DNA片断阵列通过高速机器人或原位合成方式以一定的顺序或排列方式使其附着在如玻璃片等固相表面作为探针,荧光标记的样品DNA/RNA借助碱基互补作用与探针进行杂交,从而进行大量的基因表达及检测等方面的研究。 Off-target effect:脱靶效应。指的是与一个内源性基因某一位点并不完全同源的RNA亦能通过抑制翻译而导致基因表达的静默。 Super gene family:超基因家族。指一个共同的祖先基因通过各种各样的变异,产生了结构大致相同但功能却不尽相似的一大批基因,这一大批基因分属于不同的基因家族,但可以总称为一个超基因家族。 Environment genetic project :环境基因工程,指专门鉴定体积暴露在特定环境下的那些显示易感或抗性基因的DNA多态性。 Tumor vaccine:肿瘤疫苗。肿瘤疫苗的本质是将某一抗原组份作用于生物体,从而激发该机体对该抗原或抗原载体的免疫保护,这种抗原形式或抗原的载体形式即是疫苗。肿瘤疫苗的形式有细胞性疫苗和可溶性抗原疫苗两大类。细胞疫苗是将肿瘤细胞进行某些处理灭活后直接作用于机体。可溶性抗原或多肽疫苗则是在体外通过基因工程的方法制备出已知某肿瘤的抗原成分,与不同的佐剂联合应用达到免疫激发的目的。 问答题: 1. 请从“一条基因一条蛋白”到“一条蛋白一条基因”说说你对基因概念的变化的理解。 2. 基因诊断的优缺点及发展前景。 3. 逆转录酶在RNA病毒感染宿主及自身复制中的意义。 4. PCR与细胞内DNA复制的异同点。(不少于5点) 5. 试从肿瘤多基因,多机制说明肿瘤的基因筛选。 医学分子生物学附加题 反式作用因子中的DNA结合结构域: a.螺旋-转折-螺旋(helix-turn-helix, HTH):

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第2章染色体与DNA 名词解释 原癌基因:细胞内与细胞增殖相关的正常基因,是维持机体正常生命活动所必须的,在进化上高等保守。当原癌基因的结构或调控区发生变异,基因产物增多或活性增强时,使细胞过度增殖,从而形成肿瘤。 复制:以亲代DNA或RNA为模板,根据碱基配对的原则,在一系列酶的作用下,生成与亲代相同的子代DNA或RNA的过程。 转座子 (transposon 或 transposable element):位于染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。包括插入序列和复合转座子。 半保留复制:以亲代DNA双链为模板以碱基互补方式合成子代DNA,这样新形成的子代DNA 中,一条链来自亲代DNA,而另一条链则是新合成的,这种复制方式叫半保留复制。 染色体:染色体是遗传信息的载体,由DNA、RNA和蛋白质构成,其形态和数目具有种系的特性。在细胞间期核中,以染色质形式存在。在细胞分裂时,染色质丝经过螺旋化、折叠、包装成为染色体,为显微镜下可见的具不同形状的小体。 核小体:是构成真核生物染色体的基本单位,是DNA和蛋白质构成的紧密结构形式,包括200bp左右的DNA和9个组蛋白分子构成的致密结构。 填空题 1.真核细胞核小体的组成是 DNA和蛋白 2.天然染色体末端不能与其他染色体断裂片段发生连接,这是因为天然染色体末端存在端粒结构。 3.在聚合酶链反应中,除了需要模板DNA外,还需加入引物、DNA聚合酶、dNTP和镁离子。 4.引起DNA损伤的因素有自发因素、物理因素、化学因素。 5.DNA复制时与DNA解链有关的酶和蛋白质有拓扑异构酶Ⅱ、解螺旋酶、单链DNA结合蛋白。 6.参与DNA切除修复的酶有DNA聚合酶Ⅰ、DNA连接酶、特异的核酸内切酶。 7.在真核生物中DNA复制的主要酶是DNA聚合酶δ。在原核生物中是DNA聚合酶Ⅲ。 8.端粒酶是端粒酶是含一段RNA的逆转录酶。 9.DNA的修复方式有错配修复、碱基切除修复、核苷酸切除修复、DNA的直接修复。 选择题 1.真核生物复制起点的特征包括(B) A. 富含G-C区 B. 富含A-T区 C. Z-DNA D. 无明显特征 2.插入序列(IS)编码(A) A.转座酶 B.逆转录酶 C. DNA合成酶 D.核糖核酸酶 3.紫外线照射对DNA分子的损伤主要是(D) A.碱基替换 B.磷酸脂键断裂 C。碱基丢失 D.形成共价连接的嘧啶二聚体 4.自然界中以DNA为遗传物质的大多数生物DNA的复制方式(C) A.环式 B.D环式 C.半保留 D.全保留 5.原核生物基因组中没有(A) A.内含子 B.外显子 C.转录因子 D.插入序列 6.关于组蛋白下列说法正确的是(D)

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医学分子生物学习题集 (参考答案) 第二章基因与基因组 一、名词解释 1.基因(gene):是核酸中储存有功能的蛋白质多肽链或RNA序列信息及表达这些信息 所必需的全部核苷酸序列。 2.断裂基因(split gene):真核生物基因在编码区内含有非编码的插入序列,结构基因 不连续,称为断裂基因。 3.结构基因(structural gene):基因中用于编码RNA或蛋白质的DNA序列为结构基因。 4.非结构基因(non-structural gene):结构基因两侧一段不编码的DNA片段,含有基 因调控序列。 5.内含子(intron):真核生物结构基因内非编码的插入序列。 6.外显子(exon):真核生物基因内的编码序列。 7. 基因间DNA (intergenic DNA):基因之间不具有编码功能及调控作用的序列。 8. GT-AG 法则 (GT-AG law):真核生物基因的内含子5′端大多数是以GT开始,3′ 端大多数是以 AG 结束,构成 RNA 剪接的识别信号。 9.启动子(promoter):RNA聚合酶特异识别结合和启动转录的DNA序列。 10.上游启动子元件(upstream promoter element ):TATA合上游的一些特定的DNA序 列,反式作用因子,可与这些元件结合,调控基因转录的效率。 11.反应元件(response element):与被激活的信息分子受体结合,并能调控基因表达的 特异DNA序列。 12.poly(A)加尾信号 (poly(A) signal) :结构基因末端保守的 AATAAA 顺序及下游 GT 或T富含区,被多聚腺苷酸化特异因子识别,在mRNA 3′端加约200个A。 13.基因组(genome):细胞或生物体一套完整单倍体的遗传物质的总称。 14.操纵子(operon):多个功能相关的结构基因成簇串联排列,与上游共同的调控区和下 游转录终止信号组成的基因表达单位。 15.单顺反子(monocistron):一个结构基因转录生成一个mRNA分子。 16.多顺反子(polycistron):原核生物的一个mRNA分子带有几个结构基因的遗传信息,

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问答题: 1 衰老与基因的结构与功能的变化有关,涉及到:(1)生长停滞;(2)端粒缩短现象;(3)DNA损伤的累积与修复能力减退;(4)基因调控能力减退。 2 超螺旋的生物学意义:(1)超螺旋的DNA比松驰型DNA更紧密,使DNA分子体积变得更小,对其在细胞的包装过程更为有利;(2)超螺旋能影响双螺旋的解链程序,因而影响DNA分子与其它分子(如酶、蛋白质)之间的相互作用。 3 原核与真核生物学mRNA的区别: 原核:(1)往往是多顺反子的,即每分子mRNA带有几种蛋白质的遗传信息(来自几个结构基因)。(2)5端无帽子结构,3端一般无多聚A尾巴。(3)一般没有修饰碱基,即这类mRNA分子链完全不被修饰。 真核:(1)5端有帽子结构(2)3端绝大多数均带有多聚腺苷酸尾巴,其长度为20-200个腺苷酸。(3)分子中可能有修饰碱基,主要有甲基化,(4)分子中有编码区与非编码区。 4 tRNA的共同特征: (!)单链小分子,含73-93个核苷酸。(2)含有很多稀有碱基或修饰碱基。(3)5端总是磷酸化,5末端核苷酸往往是pG。(4)3端是CPCPAOH序列。(5)分子中约半数的碱基通过链内碱基配对互相结合,开成双螺旋,从而构成其二级结构,开头类似三叶草。(6)三级结构是倒L型。 5 核酶分类:(1)异体催化的剪切型,如RNaseP;(2)自体催化的剪切型,如植物类病毒等;(3)内含子的自我剪接型,如四膜虫大核26SrRNA前体。 6 hnRNA变成有活性的成熟的mRNA的加工过程: (1)5端加帽;(2)3端加尾(3)内含子的切除和外显子的拼接;(4)分子内部的甲基化修饰作用,(5)核苷酸序列的编辑作用。 7 反义RNA及其功能: 碱基序列正好与有意义mRNA互补的RNA称为反意义或反义RNA,又称调节RNA,这类RNA是单链RNA,可与mRNA配对结合形成双链,最终抑制mRNA作为模板进行翻译。这是其主要调控功能,还可作为DNA复制的抑制因子,与引物RNA互补结合抑制DNA的复制,以及在转录水平上与mRNA5末端互补,阻止RNA合成转录。 8 病毒基因组分型:(1)双链DNA(2)单链正股DNA(3)双链RNA(4)单链负股RNA(5)单链正股RNA 9 病毒基因组结构与功能的特点: (1)不同病毒基因组大小相差较大;(2)不同病毒的基因组可以是不同结构的核酸。(3)病毒基因组有连续的也有不连续的;(4)病毒基因组的编码序列大于90%;(5)单倍体基因组,(6)基因有连续的和间断的,(7)相关基因丛集;(8)基因重叠(9)病毒基因组含有不规则结构基因,主要类型有:a几个结构基因的编码区无间隔;bmRNA没有5端的帽结构;c结构基因本身没有翻译起始序列。 10 原核生物基因组的结构的功能特点: (1)基因组通常仅由一条环状双链DNA分子组成。 (2)基因组中只有1个复制起点。 (3)具有操纵子结构。(4)编码顺序一般不会重叠。(5)基因是连续的,无内含子,因此转录后不需要剪切。(6)编码区在基因组中所占的比例(约占50%)远远大于真核基因组,但又远远小于病毒基因组。(7)基因组中重复序列很少(8)具有编码同工酶的基因。(9)细菌基因组中存在着可移动的DNA序列,包括插入序列和转座子。 (10)在DNA分子中具有多种功能的识别区域。 11??真核生物基因组结构与功能的特点:

(珍贵)浙江大学05-12年博士医学分子生物学真题

2012浙江大学医学分子生物学(乙)回忆版: 一.名词解释(3分*5) 1.The Central Dogma 2.Telomere 3.nuclear localization signal, NLS 4.Protein Motif 5.Splicesome 二.简答题:(5分*9) 1.一个基因有哪些结构组成? 2.基因、染色体、基因组的关系? 3.表观遗传机制改变染色质结果的机制? 4.内含子的生物学意义? 5.什么是蛋白质泛素化?其生物学意义是什么? 6.蛋白质纯化的方法? 7.MicroRNA是什么?它如何发挥作用? 8.什么是全基因组关联研究(Genome Wide Association Studies,GWAS)?其研究目的是什么? 9.分子生物学研究为什么需要模式生物? 三.问答题:(10分*4) 1.人体不同部位的细胞其基因组相同,为什么表达蛋白质的种类和数量不同? 2.用分子生物学知识,谈谈疾病发生机制? 3.有一块肿瘤组织及癌旁组织,设计一个实验证明细胞内蛋白质在肿瘤发生发展中的作用? 4.目前,基因靶点研究已成为新药开发的用药部分,结合目前药物靶点在新药开发中的应用,谈谈你的建议和观点?

2011浙江大学博士入学考试医学分子生物学试题回忆 一、英文名解 1、冈崎片段: 2、反式作用因子: 3、多克隆位点: 4、micro RNA: 5、分子伴侣: 二、简答 1、蛋白质四级结构。 2、真核转录调控点。 3、表观遗传学调控染色质。 4、真核RNA聚合酶类型及作用。 5、基因突变。 6、组学概念及举例。 7、简述兔源多克隆抗体的制备。

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分子生物学试题 一、名词解释 1、基因:能够表达和产生蛋白质和RNA的DNA序列,是决定遗传性状的功能单位。 2、基因组:细胞或生物体的一套完整单倍体的遗传物质的总和。 3、端粒:以线性染色体形式存在的真核基因组DNA末端都有一种特殊的结构叫端粒。该结构是一段DNA序列和蛋白质形成的一种复合体,仅在真核细胞染色体末端存在。 4、操纵子:是指数个功能上相关的结构基因串联在一起,构成信息区,连同其上游的调控区(包括启动子和操纵基因)以及下游的转录终止信号所构成的基因表达单位,所转录的RNA 为多顺反子。 5、顺式作用元件:是指那些与结构基因表达调控相关、能够被基因调控蛋白特异性识别和结合的特异DNA序列。包括启动子、上游启动子元件、增强子、加尾信号和一些反应元件等。 6、反式作用因子:是指真核细胞内含有的大量可以通过直接或间接结合顺式作用元件而调节基因转录活性的蛋白质因子。 7、启动子:是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列。 8、增强子:位于真核基因中远离转录起始点,能明显增强启动子转录效率的特殊DNA序列。它可位于被增强的转录基因的上游或下游,也可相距靶基因较远。 9、基因表达:是指生物基因组中结构基因所携带的遗传信息经过转录、翻译等一系列过程,合成特定的蛋白质,进而发挥其特定的生物学功能和生物学效应的全过程。 10、信息分子:调节细胞生命活动的化学物质。其中由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质称为细胞间信息分子;而在细胞内传递信息调控信号的化学物质称为细胞内信息分子。11、受体:是存在于靶细胞膜上或细胞内能特异识别生物活性分子并与之结合,进而发生生物学效应的的特殊蛋白质。 12、分子克隆:在体外对DNA分子按照即定目的和方案进行人工重组,将重组分子导入合适宿主,使其在宿主中扩增和繁殖,以获得该DNA分子的大量拷贝。 13、蛋白激酶:是指能够将磷酸集团从磷酸供体分子转移到底物蛋白的氨基酸受体上的一大类酶。 14、蛋白磷酸酶:是具有催化已经磷酸化的蛋白质分子发生去磷酸化反应的一类酶分子,与蛋白激酶相对应存在,共同构成了磷酸化和去磷酸化这一重要的蛋白质活性的开关系统。 15、基因工程:有目的的通过分子克隆技术,人为的操作改造基因,改变生物遗传性状的系列过程。 16、载体:能在连接酶的作用下和外源DNA片段连接并运送DNA分子进入受体细胞的DNA 分子。 17、转化:指质粒DNA或以它为载体构建的重组DNA导入细菌的过程。 18、感染:以噬菌体、粘性质粒和真核细胞病毒为载体的重组DNA分子,在体外经过包装成具有感染能力的病毒或噬菌体颗粒,才能感染适当的细胞,并在细胞内扩增。 19、转导:指以噬菌体为载体,在细菌之间转移DNA的过程,有时也指在真核细胞之间通过逆转录病毒转移和获得细胞DNA的过程。 20、转染:指病毒或以它为载体构建的重组子导入真核细胞的过程。 21、 DNA变性:在物理或化学因素的作用下,导致两条DNA链之间的氢键断裂,而核酸分子中的所有共价键则不受影响。 22、 DNA复性:当促使变性的因素解除后,两条DNA链又可以通过碱基互补配对结合形成DNA 双螺旋结构。 23、退火:指将温度降至引物的TM值左右或以下,引物与DNA摸板互补区域结合形成杂交

(完整版)分子生物学》试题及答案

《分子生物学》考试试题B 课程号:66000360 考试方式:闭卷 考试时间: 一、名词解释(共10题,每题2分,共20分) 1. SD 序列 2. 重叠基因 3.ρ因子 4.hnRNA 5. 冈崎片段、 6. 复制叉(replication fork) 7. 反密码子(anticodon): 8. 同功tRNA 9. 模板链(template strand) 10. 抑癌基因 二、填空题(共20空,每空1分,共20分) 1.原核基因启动子上游有三个短的保守序列,它们分别为____和__区. 2.复合转座子有三个主要的结构域分别为______、______、________。 3.原核生物的核糖体由_____小亚基和_____大亚基组成,真核生物核糖糖体由_____小亚基和_______大亚基组成。 4.生物界共有___个密码子,其中__ 个为氨基酸编码,起始密码子为__ _______;终止密码子为_______、__________、____________。 5. DNA生物合成的方向是_______,冈奇片段合成方向是_______。 6.在细菌细胞中,独立于染色体之外的遗传因子叫_______。它是一

种_______状双链DNA,在基因工程中,它做为_______。 三.判断题(共5题,每题2分,共10分) 1.原核生物DNA的合成是单点起始,真核生物为多点起始。( ) 2.在DNA生物合成中,半保留复制与半不连续复制指相同概念。( ) 3.大肠杆菌核糖体大亚基必须在小亚基存在时才能与mRNA结合。( ) 4.密码子在mRNA上的阅读方向为5’→ 3’。( ) 5.DNA复制时,前导链的合成方向为5’→ 3’,后随链的合成方向也是5’→ 3’。() 四、简答题(共6题,每题5分,共30分) 1.简述三种RNA在蛋白质生物合成中的作用。 2.蛋白质合成后的加工修饰有哪些内容? 3.简述人类基因组计划的主要任务。 4.简述现代分子生物学的四大研究热点。 5.何谓转座子?简述简单转座子发生转座作用的机理。 6.简述大肠杆菌乳糖操纵子与色氨酸操纵子在阻遏调控机制上有那些区别? 四、问答题(共2题,共20分) 1.叙述蛋白质生物合成的主要过程。(10分) 2.请叙述真核基因的表达调控主要发生在那些环节?分别是怎样进行 的?(10分)

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核酸结构与功能 一、填空题 1.病毒ΦX174及M13的遗传物质都是单链DNA 。 2.AIDS病毒的遗传物质是单链RNA。 3.X射线分析证明一个完整的DNA螺旋延伸长度为 3.4nm 。 4.氢键负责维持A-T间(或G-C间)的亲和力 5.天然存在的DNA分子形式为右手B型螺旋。 二、选择题(单选或多选) 1.证明DNA是遗传物质的两个关键性实验是:肺炎球菌在老鼠体内的毒性和T2噬菌体感染大肠杆菌。 这两个实验中主要的论点证据是(C )。 A.从被感染的生物体内重新分离得到DNA作为疾病的致病剂 B.DNA突变导致毒性丧失 C.生物体吸收的外源DNA(而并非蛋白质)改变了其遗传潜能 D.DNA是不能在生物体间转移的,因此它一定是一种非常保守的分子 E.真核心生物、原核生物、病毒的DNA能相互混合并彼此替代 2.1953年Watson和Crick提出( A )。 A.多核苷酸DNA链通过氢键连接成一个双螺旋 B.DNA的复制是半保留的,常常形成亲本-子代双螺旋杂合链 C.三个连续的核苷酸代表一个遗传密码 D.遗传物质通常是DNA而非RNA E.分离到回复突变体证明这一突变并非是一个缺失突变 3.DNA双螺旋的解链或变性打断了互补碱基间的氢键,并因此改变了它们的光吸收特性。以下哪些是对DNA的解链温度的正确描述?( CD ) A.哺乳动物DNA约为45℃,因此发烧时体温高于42℃是十分危险的 B.依赖于A-T含量,因为A-T含量越高则双链分开所需要的能量越少 C.是双链DNA中两条单链分开过程中温度变化范围的中间值 D.可通过碱基在260nm的特征吸收峰的改变来确定 E.就是单链发生断裂(磷酸二酯键断裂)时的温度 4.DNA的变性(ACE )。A.包括双螺旋的解链 B.可以由低温产生C.是可逆的D.是磷酸二酯键的断裂E.包括氢键的断裂 5.在类似RNA这样的单链核酸所表现出的“二级结构”中,发夹结构的形成(AD )。 A.基于各个片段间的互补,形成反向平行双螺旋 B.依赖于A-U含量,因为形成的氢键越少则发生碱基配对所需的能量也越少 C.仅仅当两配对区段中所有的碱基均互补时才会发生 D.同样包括有像G-U这样的不规则碱基配对 E.允许存在几个只有提供过量的自由能才能形成碱基对的碱基 6.DNA分子中的超螺旋(ACE )。

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