分子生物学

1.C值矛盾：在真核生物中，C值一般是随生物进化而增加的，高等生物的C值一般大于低等生物。而某些两栖动物的C值甚至比哺乳动物的C值还大，在两栖动物中C值的变化也很大，可相差100倍。

2.顺式作用元件：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；同时，DNA序列通常不编码蛋白质，多位于基因旁侧或内含子中，如启动子和增强子。

3.核酶：指一类具有催化功能的RNA分子，通过催化靶位点RNA链中磷酸二酯键的断裂，特异性地剪切底物RNA分子从而阻断基因的表达。

4.基因家族：真核细胞中许多相关的基因常按功能成套组合，被称为基因家族。

5.有意义链：与mRNA序列相同的那条DNA链称为编码链或有意义链。

6．RNA编辑：某些RNA，特别mRNA前体的一种加工方式，如插入、删除或取代一些核苷酸残基，导致DNA所编码的遗传信息的改变，因为经过编辑的mRNA序列发生了不同于模板DNA的变化。

7.无义突变：在蛋白质的结构基因中，一个核苷酸的改变可能使代表某个氨基酸的密码子变成终止密码，使蛋白质合成提前终止，合成无功能或无意义的多肽，这种突变称为无义突变。

8.hnRNA：核不均一RNA，即mRNA的前体，经过5`加“帽”和3`酶切加多聚腺苷酸，再经过RNA的剪接，编码蛋白质的外显子部分就连接成为一个连续的可读框（ORF），通过核孔进入细胞质，就能作为蛋白质合成的模板了。

9.断裂基因：大多数真核基因都是由蛋白质编码序列和非蛋白质编码序列两部分组成的，编码序列称为外显子，非编码序列称为内含子。在一个结构基因中，编码某一蛋白质不同区域的各个外显子并不连续排列在一起，而常常被长度不等的内含子所隔离，形成镶嵌排列的断裂方式。所以，真核基因有时被称为断裂基因。

10.SD序列：长度一般为5个核苷酸，富含G、A，该序列与核糖体16SrRNA的3`端互补配对，促使核糖体结合到mRNA上，有利于翻译的起始。

11.基因扩增：指某些基因的拷贝数专一性大量增加的现象，它使细胞在短期内产生大量的基因产物以满足生长发育的需要，是基因活性调控的一种方式。例如，非洲爪蟾的卵母细胞中原有rRNA基因约500拷贝，在减数分裂I的粗线期，这个基因开始迅速复制，到双线期它的拷贝数约为200万，扩增近4000倍。

12.反式作用因子：是能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上，参与调控靶基因转录效率的蛋白质。

13.选择性剪接：有不少真核基因的原始转录产物可通过不同的剪接方式，产生不同的mRNA，并翻译成不同的蛋白质。一些核基因由于转录时选择了不同的启动子，或者在转录产物上选择不同的polyA位点而使原始转录物具有不同的二级结构，因而影响剪接过程，最终产生不同的mRNA分子。同一基因的转录产物由于不同的剪接方式形成不同mRNA的过程称为选择性剪接。

14.葡萄糖效应：葡萄糖存在的情况下，即使在细菌培养基中加入乳糖果、半乳糖、阿拉伯糖或麦芽糖等诱导物，与其相对应的操纵子也不会启动，不会产生出代谢这些糖的酶来，这种现象称为葡萄糖效应或降解物抑制作用。

15.错义突变：是由于结构基因中某个核苷酸的变化使一种氨基酸的密码变成另一种氨基酸的密码。1.简述原核和真核细胞在蛋白质翻译起始阶段的差异。

原核生物的起始tRNA是ftRNA-tRNAfMet，而真核生物是Met-tRNAMet。原核生物中30S小亚基首先与mRNA模板相结合，再与ftRNA-tRNAfMet结合，最后与50S大亚基结合。而在真核生物中，40S小亚基首先与Met-tRNAMet相结合，再与模板mRNA结合，最后与60S大亚基结合生物80S.mRNA. Met-tRNAMet起始复合物。真核生物蛋白生物合成的起始机制与原核生物基本相同，其差异主要是核糖体较大，有较多的起始因子参与，其mRNA分子5`端的“帽子”和3`端的多聚A都参与形成翻译起始复合物。

2. 试述乳糖操纵子的正负调控机制。

操纵子学说是关于原核生物基因结构及其表达调控的学说，由法国巴斯德研究所著名科学家Jacob和Monod在1961年首先提出。

操纵子为在代谢途径中功能密切相关的一组蛋白质编码的结构基因区域加上其调控区域组成的控制单元就叫操纵子。其调控区域又分为三个部分：操纵区、启动子和其他有关调控基因相连接的区域。大肠杆菌乳糖操纵子包括3个结构基因：Z、Y和A，以及启动子、操纵基因（区）和阻遏子等。如图。

乳糖操纵子包括正负调控两种机制

（1）阻遏蛋白的负调控

①当细胞内有乳糖时，乳糖与阻遏蛋白结合，此刻聚合酶与启动子形成开放式启动子复合物转录乳糖操纵子结构基因。

②当无乳糖时，阻遏蛋白与操纵基因（区）结合，聚合酶不能与启动子结合，结构基因不转录。

（2）CAP正调控

①当细胞内缺少葡萄糖时ATP→CAMP，结合CRP生成CAP与CAP位点结合，增加RNA聚合酶转录活性，促进转录。

②当有葡萄糖存在时CAMP分解多合成少，CAP不与启动子上的CAP位点结合，RNA聚合酶不与启动区结合无法起始转录，结构基因表达下降。

3.真核生物的原始转录产物必须经过哪些加工才能成为成熟mRNA，以用作蛋白质合成的模板？

真核基因大多是断裂的，也就是说，一个基因可由多个内含子和外显子间隔排列而成。

需要经过加帽子反应，加polyA尾巴，RNA内含子的切除，RNA的切割，编辑，再编码及化学修饰。才能称为成熟mRNA.

4.比较原核生物和真核生物复制的异同。

相同点：

1)半保留复制

2)半不连续复制

3)都需要DNA解旋酶和SSB蛋白

4)都需要RNA引物

5)都具有校正阅读（Proofreading）功能

不同点:

1)复制起点： 原核单，真核多

2)复制子（大小、多少）：原核大，只有一个；真核小，多

3)复制起始的许可因子的控制（复制周期的重叠与否）：原核无，真核有，一个细胞周期只复制一次

4)复制叉移动的速度：(900/50 nt/S)原核快，真核慢

5)冈崎片段的大小原核：DNA:1000-2000 nt ； 真核DNA:100-200 nt

6） 端粒和端粒酶：真核有，原核无

7）DNA聚合酶（Polymerases）：大肠杆菌有PolyⅠⅡⅢ，真核有αβγδε

5.已知一种突变的噬菌体蛋白是由于单个核苷酸插入引起的移码突变，将正常的蛋白质和突变体蛋白质用胰蛋白酶消化后，进行指纹图分析。结果发现只有一个肽段的差异，测得其氨基酸顺序如下：

正常肽段 Met-Val-Cys-Val-Arg

突变体肽段 Met-Ala-Met-Arg

（1）什么核苷酸插入到什么地方导致了氨基酸顺序的改变？

（2）推导出编码正常肽段和突变体肽段的核苷酸序列。

提示：有关氨基酸的简并密码分别为

Val: GUU GUC GUA GUG Arg: CGU CGC CGA CG AGA AGG

Cys: UGU UGC Ala: GCU GCC GCA CGC

(1)在正常肽段的第一个Val的密码GUA的G后插入了一个C ；

(2)正常肽段的核苷酸序列为：AUG GUA UGC GU… CG…；

突变体肽段的核苷酸序列为：AUG GCU AUG CGU 。

6简述I、II类内含子的剪接特点？

因为带有这些内含子的RNA本身具有催化活性，能进行内含子的自我剪接，而无需借助于形成剪接体。

I类内含子的剪接主要是转酯反应，即剪接反应实际上是发生了两次磷酸二酯键的转移。在I类内含子切除体系中，第一个转酯反应由一个游离的鸟苷或鸟苷酸介导，鸟苷或鸟苷酸的3`-OH作为亲核基团攻击内含子5`端的磷酸二酯键，从上游切开RNA链。在第二个转酯反应

中，上游外显子的自由3`——OH作为亲核基团攻击内含子3`位核苷酸上的磷酸二酯键，使内含子被完全切开，上下游两个外显子通过新的磷酸二酯键相连。

II类内含子主要存在于真核生物的线粒体和叶绿体rRNA基因中。在II类内含子切除体系中，转酯反应无需游离鸟苷酸或鸟苷，而是由内含子本身的靠近3`端的腺苷酸2`-OH作为亲核基因攻击内含子5`端的磷酸二酯键，从上游切开RNA链后形成套索状结构。再由上游外显子的自由3`-OH作为亲核基团攻击内含子3`位核苷酸上的磷酸二酯键，使内含子被完全切开，上下游两个外显子通过新的磷酸二酯键相连。

7.描述大肠杆菌DNA聚合酶I在DNA生物合成过程中的作用。

E．coli DNA聚合酶I是多功能酶，具有：①DNA聚合酶活性，能按模板要求，以5’→

3’方向合成DNA，在DNA复制中，常用以填补引物切除后留下的空隙；②5'→3’外切酶活性，DNA复制后期，用于切除RNA引物；③3'→5’外切酶活性，用以校对复制的正确性，当出现错配碱基时，切除错配碱基直到正确配对为止； DNA聚合酶I不是DNA复制和校正中的主要聚合酶，它的功能主要是修复。

8.试比较原核生物与真核生物基因表达调控特点的异同。

两者调控主要发生在转录水平上。

由于真核生物与原核生物在细胞组成与细胞结构上的差异以及两者的基本生活方式的不同,导致两者在基因表达调控特点上存在着不同.

原核基因表达调控制的特点主要为:

(1)σ因子决定RNA聚合酶识别特异性.原核生物的RNA聚合酶有全酶和核心酶之分,两者仅差一个σ因子(或亚基).核心酶参与转录延长,全酶参与转录起始. σ因子识别特异启动序列,不同的σ因子决定特异基因的转录激活,决定mRNA、rRNA、rRNA基因的转录.

(2)原核生物中操纵子模型的普遍性。原核生物绝大多数基因按功能相关性成簇地串联、密集于染色体上，共同组成一个转录单位—操纵子。原核基因的协调表达就是通过调控每个操纵子中的启动序列的活性来完成的。

(3)阻遏蛋白与阻遏机制的普遍性。原核基因调控普遍涉及特异阻遏蛋白参与的转录开、关调节机制。

真核基因表达调控制的特点主要为:

(1)RNA聚合酶：真核RNA聚合酶有三种，即RNApolI、II、III，分别负责三种RNA转录。TATA盒结合蛋白为三种聚合酶所共有。

(2)活性染色质结构变化：当基因激活时，可观察到染色体相应区域发生某些结构和性质变化。

对核酸酶敏感：活化基因的一个明显特征是对DNase特别敏感。

DNA拓扑结构变化：几乎所有天然状态的双链DNA均以负超螺旋存在，当基因活化时，RNA聚合酶前方的转录区DNA拓扑结构为正性超螺旋，而在其后的DNA拓扑结构为负超螺旋。

DNA碱基修饰变化：真核DNA有5%的胞嘧啶被甲基化为5甲基胞嘧啶 ，甲基化常发生在基因5`端的CpG序列（又称CpG岛）。甲基化范围与基因表达程度呈反比。

(3)正性调节占主导：真核RNA聚合酶对启动子的亲和力极小或根本没有实质性亲和力，必须依赖一种或多种激活蛋白的作用。

（4）转录与翻译分隔进行：真核细胞有细胞核及胞浆等区间分布，转录与翻译在不同亚细