与转录起始和终止有关的DNA结构
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第二章一、名词解释1、DNA的一级结构:四种脱氧核苷酸按照一定的排列顺序以3’,5’磷酸二酯键相连形成的直线或环状多聚体,即四种脱氧核苷酸的连接及排列顺序。
2、DNA的二级结构:DNA两条多核苷酸链反向平行盘绕而成的双螺旋结构.3、DNA的三级结构:DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构。
4、DNA超螺旋:DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构,是DNA结构的主要形式,可分为正超螺旋与负超螺旋两大类。
按DNA双螺旋的相反方向缠绕而成的超螺旋成为负超螺旋,反之,则称为正超螺旋。
所有天然的超螺旋DNA均为负超螺旋。
5、DNA拓扑异构体:核苷酸数目相同,但连接数不同的核酸,称拓扑异构体6、DNA的变性与复性:变性(双链→单链)在某些理化因素作用下,氢键断裂,DNA双链解开成两条单链的过程。
复性(单链→双链)变性DNA在适当条件下,分开的两条单链分子按照碱基互补配对原则重新恢复天然的双螺旋构想的现象。
7、DNA的熔链温度(Tm值):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。
Tm值计算公式:Tm=69.3+0.41(G+C)%;<18bp的寡核苷酸的Tm计算:Tm=4(G+C)+2(A+T)。
8、DNA退火:热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性,称为退火9、基因:编码一种功能蛋白或RNA分子所必需的全部DNA序列。
10、基因组:生物的单倍体细胞中的所有DNA,包括核DNA和线粒体、叶绿体等细胞器DNA11、C值:生物单倍体基因组中的全部DNA量称为C值12、C值矛盾: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13、基因家族:一组功能相似、且核苷酸序列具有同源性的基因。
可能由某一共同祖先基因经重复和突变产生。
14、假基因:假基因是原始的、有活性的基因经突变而形成的、稳定的无活性的拷贝。
表示方法:Ψα1表示与α1相似的假基因15、转座:遗传可移动因子介导的物质的重排现象。
第一章1、hnRNA:mRNA的原始转录物是分子量极大的前体,在核内加工过程中形成分子大小不等的中间物,即核内不均一RNA(hnRNA,heterogeneous nuclear RNA),其中至少有一部分转变并运送到细胞质而成为成熟mRNA。
2、同功tRNA:多个tRNA携带一种氨基酸,这些tRNA称为同功tRNA。
3、snRNA:(small nuclear RNA):即核内小分子RNA。
100~300个核苷酸4、scRNA(small cytoplasmic RNA):即胞浆小RNA,常形成RNP5、iRNA(initiator RNA):即起始RNA,DNA合成的引物6、端粒酶(telomerase)是一种自身携带模板RNA的逆转录酶,催化端粒DNA的合成,能够在缺少DNA模板的情况下延伸端粒内3’端的寡聚核苷酸片段,包含两个活性位点,即逆转录酶活性和核酸内切酶活性。
7、核酶(ribozyme)即具有催化作用的一类RNA分子。
8、基因芯片:是在固相支持物上原位合成寡核苷酸或直接将大量DNA探针以点涂的方式有序地固化于支持物表面,然后与标记的样品杂交,通过对杂交信号的检测分析,即可得出样品的信号(基因序列或表达的信息。
)9、反义核酸(antisense nuleic acid)是根据碱基互补原理,用人工合成或生物体自身合成的特定互补的DNA 或RNA片段(或其化学修饰的衍生物),能够与目的序列结合,通过空间位阻效应或诱导RNase活性,在复制、转录、剪接、mRNA转运及翻译等水平,抑制或封闭目的基因的表达。
10、反义技术(antisense technology):根据碱基互补原理,用人工合成或生物体自身合成的特定互补的DNA 或RNA片段(或其化学修饰产物)抑制或封闭目的基因的表达的技术。
11、RNAi:将这一内源性异常产生的dsRNA所诱导的美丽线虫中相关基因沉默的现象称为RNA干扰(RNA interference,RNAi),因为RNAi作用发生在转录后水平,所以又被称为转录后基因沉默。
RNA聚合酶I:大的核糖体RNA前体基因i.RNA聚合酶IIii.RNA聚合酶III:tRNA基因,snRNA基因,5s rRNA基因iii.真核细胞三种RNA聚合酶a.细菌仅一种RNA聚合酶b.基本概念1.RNA聚合酶中的Segma因子负责模板链的选择和转录的起始。
在此阶段,启动子活化RNA聚合酶,使之与模板DNA准确结合。
启动子的结构决定于RNA聚合酶的亲和力,从而影响基因表达的水平。
除启动子外,增强子对基因的转录也有明显的作用。
1)原核:i.不能直接识别启动子区,需要转录调控因子的结合1)真核:ii.模板识别a.RNA 链上的第一个核苷酸键生成,不需要引物i.通过启动子:转录形成后,直到形成9个核苷酸短链的阶段,RNA聚合酶一直处于启动子区,新生的RNA链与模板DNA结合不够牢固,容易脱落;离开启动子后,转录进入正常的延申阶段ii.转录起始b.RNA 聚合酶释放segama 因子离开启动子后,核心酶沿着模板DNA 移动使新生的RNA 链不断延长i.转录的延申:c.依赖于p 因子的终止,其为六聚体蛋白,水解各种核苷三磷酸,使得新生RNA 链从三元复合物中解离出来,从而终止转录i.不依赖于p 因子的终止:模板上存在终止转录信号-终止子,每个基因或操纵子都要一个启动子和一个终止子,终止位点上游一般存在富含GC的二重对称区,该段DNA转录产生的RNA容易形成发卡式结构,使得RNA聚合酶暂停破坏RNA-DNA 杂合双链5'端正常结构,从而使得RNA从三元复合物中解离出来。
ii.转录的终止d.在-25~-35区含有TATA序列,在-70~-80区含有CCAAT序列,在-80~-110含有GCCACACCC序列。
i.TATA 盒使转录精确起始;CAAT 和GC 区主要控制转录起始频率ii.真核启动子:e.转录的基本过程2.DNA 转录2019年6月18日21:17-10序列:TATAAT是RNA聚合酶牢固的结合位点1)-35序列:TTGACA是RNA酶的识别区域。
叙述原核生物转录所需的物质体系和
基本过程
原核生物转录所需的物质体系包括:
1. 转录酶:负责将 DNA 上的遗传信息转录成 RNA 的酶。
2. DNA 模板:转录过程中所需的 DNA 片段,作为转录的模板。
3. RNA 聚合酶:用于合成 RNA 的酶。
4. 核苷三磷酸(NTP):包括 ATP、GTP、CTP 和 UTP,是合成 RNA 的原料。
5. 启动子:位于 DNA 上的特定序列,是转录开始的信号。
6. 终止子:位于 DNA 上的特定序列,是转录终止的信号。
原核生物转录的基本过程如下:
1. 启动子识别:RNA 聚合酶结合到启动子区域,开始转录。
2. 转录起始:RNA 聚合酶在启动子区域解开 DNA 双链,并开始合成 RNA。
3. 转录延伸:RNA 聚合酶沿着 DNA 模板移动,持续合成 RNA。
4. 转录终止:当 RNA 聚合酶到达终止子区域时,转录终止。
5. RNA 释放:合成的 RNA 从 DNA 模板上释放出来。
6. RNA 加工:刚合成的 RNA 需要经过一系列的加工修饰,如剪接、加帽和加尾等,才能成为成熟的 mRNA。
原核生物的转录过程是基因表达的关键步骤,通过转录产生的 mRNA 可以进一步翻译成蛋白质,实现生物体的各种功能。
一、名词解释:1. 转录单元:是指一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列,RNA聚合酶从转录起始位点开始沿着模板前进,直到终止子为止,转录出一条RNA链。
2. 单顺反子:只编码一个蛋白质的mRNA分子称为单顺反子。
3. 多顺反子:编码多个蛋白质的mRNA分子。
4. 基因:一段有功能的DNA序列。
5. 编码链:与mRNA序列相同的那条DNA链称为编码链。
6. 内含子的变位剪接:在高等真核生物中,内含子通常是有序或组成性地从mRNA前体中被剪接,然而,在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接点进行变位剪接,产生出组织或发育阶段特异性mRNA,称为内含子的变位剪接。
7. 转录的不对称性:在RNA的合成中,DNA的二条链中仅有一条链可作为转录的模板。
8. 启动子:指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列。
9. 核心启动子: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10. 因子:六聚体蛋白,通过水解核苷三磷酸、DNA\RNA解链,促使新生RNA链从三元转录复合物中解离出来,从而终止转录11. RNA的编辑:是指转录后的RNA在编码区发生碱基的突变、加入或丢失等现象12. SD序列:mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列。
13. 转录:转录是以DNA中的一条单链为模板,游离碱基为原料,在DNA依赖的RNA聚合酶催化下合成RNA链的过程。
14. 终止子:在一个基因的末端往往有一段特定顺序,它具有转录终止的功能,这段DNA序列称为终止子。
15. mRNA帽子:真核细胞中mRNA 5' 端的一个特殊结构。
它是由甲基化鸟苷酸经焦磷酸与mRNA的5' 端核苷酸相连,形成5',5'—三磷酸连接的结构。
16. 模板链:双链DNA分子中,可作为模板转录为RNA的DNA链,该链与转录的RNA链的碱基互补。
一、名词解释(共20分每题2分)1.质粒:P822.半保留复制:P1033.衰减子: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4.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。
5.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6.基因组:P6及课件7.cDNA与cccDNA: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。
8.SD序列:是核糖体与mRNA结合序列,对翻译起到调控作用。
9.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10.葡萄糖效应有 :葡萄糖的存在即使在培养基中加入乳糖、半乳糖等诱导物,操纵子也不会启动,这种现象称为葡萄糖效应或称为降解物抑制作用。
五、简答题(共20分,每题5分)1.简述真核生物DNA复制中的端粒复制的过程及其生物学意义?①端粒是指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构部分。
1分②线性DNA在复制完成后,其末端由于引物RNA的水解而可能出现缩短。
故需要在端粒酶的催化下,进行延长反应。
1分③端粒酶是一种RNA-蛋白质复合体,它可以其RNA 为模板,通过反转录过程对末端DNA链进行延长。
④生物学意义:维持染色体的稳定性;保证DNA复制的完整性2.原核生物与真核生物启动子的主要差别?原核生物TTGACA --- TATAAT------起始位点-35 -10真核生物增强子---GC ---CAAT----TATAA—5mGpp—起始位点-110 -70 -253.典型的DNA重组实验通常包括哪些步骤?a、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),形成一个新的重组DNA分子。
b、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。
c、对那些吸收了重组DNA的受体细胞进行筛选和鉴定。