分子生物学问答题.doc
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分子生物学-21(总分:100.00,做题时间:90分钟)一、问答题(总题数:20,分数:100.00)1.AUG既可以作为起始密码子,也可以作为肽链延伸过程中编码甲硫氨酸的密码子,那么原核生物和真核生物分别依靠什么机制识别作为起始密码子的AUG?(分数:5.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:原核生物起始密码子的识别主要依赖于mRNA 5"端的SD序列与16SrRNA 3"端的反SD序列之间的互补配对。
mRNA上位于SD序列下游的第一个AUG用作起始密码子。
真核生物依赖40S小亚基在帽子结合蛋白引导下结合到mRNA的5"端,并沿着mRNA从5"端向3"端扫描,以遇到的第一个AUG作为起始密码子。
2.真核生物编码蛋白质的结构基因的主要结构是什么?(分数:5.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:由转录调节区域和转录单位构成,其中转录调节区域主要包括启动子、增强子,有时有沉默子;转录单位主要包括5"端非翻译区、外显子、内含子、3"端非翻译区。
3.氨酰-tRNA合成分为两步反应,列出反应式。
(分数:5.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:反应式见下图。
4.原核生物的蛋白质合成可分为哪些阶段?简述各阶段的主要事件。
(分数:5.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:分为起始、延伸、终止三个阶段。
分子生物学题库引言分子生物学是研究生物分子结构、功能、相互作用及其调控的学科。
在当今科学研究的前沿领域,分子生物学被广泛应用于生物医学、基因工程、农业科技和环境保护等领域。
为了能够更好地掌握分子生物学的知识和技能,我们需要不断学习和训练。
本文档将提供一系列分子生物学的题目,帮助读者进行练习和巩固知识。
1. DNA的结构和功能1.1. 描述DNA的结构,并解释其双螺旋结构的重要性。
1.2. DNA的复制是如何进行的?请详细描述DNA复制的步骤。
1.3. DNA修复是维护基因组稳定性的重要机制,请列举常见的DNA损伤和相应的修复机制。
2. RNA的结构和功能2.1. RNA与DNA的结构有何不同?请对比二者的差异。
2.2. mRNA是如何转录的?请描述转录的过程,并解释其重要性。
2.3. tRNA和rRNA在蛋白质合成中的作用是什么?请分别描述它们的功能。
3. 基因调控与表达3.1. 请解释什么是基因调控?列举常见的基因调控机制。
3.2. DNA甲基化是一种常见的基因调控方式,请解释DNA甲基化的作用和调控机制。
3.3. miRNA是一类重要的非编码RNA,请描述miRNA在基因表达调控中的作用。
4. 蛋白质结构与功能4.1. 描述蛋白质的级别结构,并解释其重要性。
4.2. 蛋白质的折叠是如何发生的?请解释蛋白质折叠的机制和重要性。
4.3. 请解释蛋白质与其他生物分子之间的相互作用,并列举常见的蛋白质相互作用类型。
5. 基因工程与基因组编辑5.1. 描述常见的基因工程技术,包括重组DNA技术和基因克隆技术。
5.2. CRISPR-Cas9技术是一种重要的基因组编辑技术,请解释CRISPR-Cas9技术的原理和应用。
5.3. 请描述基因组编辑在植物育种和医学研究中的应用。
结论分子生物学作为生物学的重要分支学科,研究了生物分子的结构、功能和相互作用。
理解分子生物学的知识对于从事生物医学研究、基因工程、农业科技和环境保护等领域的科学家和研究人员来说至关重要。
1↓参与复制所需要的酶和蛋白因子有哪些。
2↓(1) RNA 指导的DNA 聚合酶活性; (2) DNA 指导的DNA 聚合酶活性; (3)RNase H 的活性是指它能够从5→'3'和3→'5'两个方向水解DNA-RNA 杂合分子中的RNA 。
↓转录与复制的区别。
(1)转录只合成与模板互补的单链(不对称转录)。
(2)转录得到的链是由NTP 组成的,而不是dNTP 。
(3)RNA 聚合酶不需要引物,可以从头起始转录。
(4)RNA 产物不与模板保持互补状态。
相反,RNA 聚合酶在NTP 添加处的几个核苷酸之后,便将正在延长的链从模板上置换下来。
这一置换对于同步进行的翻译至关重要,同时也使得一个基因可以同时转录成多条RNA 。
(5)转录的精确度(10-4)不如复制(10-7),因为它缺乏广泛的校正机制。
↓简述转录延长特点。
① 核心酶负责RNA 链延长反应;② RNA 链从5'-端向3' -端延长,新的核苷酸都是加到3'-OH 上; ③ 对DNA 模板链的阅读方向是3'-端向5'-端,合成的RNA 链与之呈反向互补,即酶是沿着模板链的3'向5'方向或沿着编码链的5'向3'方向前进的;④ 合成区域存在着动态变化的8 bp 的RNA-DNA 杂合双链;⑤ 模板DNA 的双螺旋结构随着核心酶的移动发生解链和再复合的动态变化。
↓简述细菌的转录终止机制称为终止子(terminator )的序列引发RNA 聚合酶从DNA 上脱离并释放已合成的RNA 链。
细菌有两种类型的终止子。
Rho 非依赖型终止子或称固有终止子,通过其转录产物形成的发夹结构而终止转录。
Rho 依赖型终止子需要一个称为Rho 的蛋白质来诱发终止反应。
↓逆转录酶和逆转录过程;逆转录酶:能催化以RNA 模板合成双链DNA 的酶,全称依赖RNA 的DNA 聚合酶; 逆转录过程:分三步:首先是逆转录酶以病毒基因组RNA 为模板,催化d NTP 聚合生成DNA 互补链,产物是RNA/DNA 杂化双链;然后,杂化双链中的RNA 被逆转录酶中有RNase 活性的组分水解,被感染细胞内的Rnase H(H=Hybrid )也可水解RNA 链。
1.什么是转座? 转座因子在一个DNA分子内部或者两个DNA之间不同位置间的移动。
2.病毒基因组有哪些特点?答:不同病毒基因组大小相差较大;不同病毒基因组可以是不同结构的核酸;除逆转录病毒外,为单倍体基因组;病毒基因组有的是连续的,有的分节段;有的基因有内含子;病毒基因组大部分为编码序列;功能相关基因转录为多顺反子mRNA有基因重叠现象。
3.原核生物基因组有哪些特点?答:基因组由一条环状双链DNA组成;只有一个复制起始点;大多数结构基因组成操纵子结构;结构基因无重叠现象;无内含子,转录后不需要剪接;基因组中编码区大于非编码区;重复基因少,结构基因一般为单拷贝;有编码同工酶的等基因;基因组中存在可移动的DNA序列;非编码区主要是调控序列。
4.真核生物基因组有哪些特点?答:每一种真核生物都有一定的染色体数目;远大于原核基因组,结构复杂,基因数庞大;真核生物基因转录为单顺反子;有大量重复序列;真核基因为断裂基因;非编码序列多于编码序列;功能相关基因构成各种基因家族。
5.基因重叠有什么意义?答:利用有限的核酸储存更多的遗传信息,提高自身在进化过程中的适应能力。
6.质粒有哪些特性?答:在宿主细胞内可自主复制;细胞分裂时恒定地传给子代;所携带的遗传信息能赋予宿主特定的遗传性状;质粒可以转移.7.什么是顺式作用元件? 答:基因中能影响基因表达,但不编码RNA和蛋白质的DNA序列.顺式作用元件主要包括启动子、增强子、负调控元件等。
8.简述原核基因表达的特点。
答:(1)只有一种RNA聚合酶。
(2)原核生物的基因表达以操纵子为基本单位。
(3)转录和翻译是偶联进行的。
(4)mRNA:翻译起始部位有特殊的碱基序列-SD序列。
(5)原核生物基因表达的调控主要在转录水平,即对RNA合成的调控.9.简述σ因子在原核基因表达调控中的意义.答:(1)6因子含有识别启动区的结构域调控RNA聚合酶与.DNA结合,确保RNA聚合酶与特异启动区而不是其他位点的稳定结合(2)6因子使得RNA聚合酶选择一套特定启动区起始转录。
分子生物学基础测试题一、选择题(每题共10分,共10题)1. DNA的主要功能是什么?A. 负责细胞的合成B. 存储遗传信息C. 调控细胞代谢D. 维持细胞结构2. 下列哪个是真核生物细胞中的主要遗传物质?A. RNAB. DNAC. 脂质D. 蛋白质3. 核糖体的主要功能是什么?A. DNA复制B. RNA转录C. 氨基酸合成D. 蛋白质翻译4. 在DNA序列“ATCGGCTA”中,与A相对应的碱基是什么?A. TB. GC. CD. A5. RNA转录是指什么过程?A. DNA复制B. RNA合成C. DNA修复D. RNA降解6. 酶是什么?A. DNAB. RNAC. 蛋白质D. 糖类7. DNA双链的两条链是怎么连在一起的?A. 磷酸二酯键B. 碳酰胺键C. 氢键D. 立体键8. RNA的主要功能是什么?A. 调控基因表达B. 氨基酸合成C. 细胞呼吸D. 维持细胞结构9. 双链DNA的两条链是什么关系?A. 平行B. 反平行C. 单链D. 无关10. PCR反应是用来进行什么?A. DNA复制B. RNA转录C. 蛋白质合成D. 病毒检测二、简答题(每题共20分,共5题)1. 请简述DNA复制的过程。
2. 简述RNA转录的过程。
3. 什么是重复序列?请举一个例子说明。
4. 请解释基因突变的概念,并举例说明。
5. 简述PCR反应的原理和应用。
三、论述题(共60分,共2题)1. 细胞中的DNA需要进行复制和修复,这些过程对细胞的生存和发展至关重要。
请论述DNA复制和修复的重要性以及它们在维持细胞功能中的作用。
2. 遗传信息的传递在生物界中起着重要的作用。
请论述RNA在遗传信息传递中的功能以及其与DNA和蛋白质之间的关系。
四、实验设计题(共40分)请设计一个实验,探究表观遗传调控对基因表达的影响。
详细描述实验步骤、所需材料和预期结果,并解释你的实验设计能帮助我们更好地理解分子生物学中的表观遗传现象。
绪论1.你对现代分子生物学的含义和包括的研究范围是怎么理解的?分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科,它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象,是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。
狭义:偏重于核酸的分子生物学,主要研究基因或DNA的复制、转录、达和调节控制等过程,其中也涉及与这些过程有关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。
分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会,也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。
所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传、生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明,从而为利用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。
这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。
这些生物大分子均具有较大的分子量,由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息,并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统,由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。
阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务。
基因慨念的演变与发展简答题1、影响双螺旋结构稳定性的因素答:影响双螺旋结构稳定性的因素有氢键、磷酸酯键、钠离子、碱基堆积力、碱基对之间的挤压及抵御等2、制约复性速度快慢的因素答:制约复性速度快慢的因素有1、钠离子浓度;2、温度;3、DNA长度;4、DNA 浓度;5、核苷酸的排列或核苷酸序列的复杂性3、经典基因慨念答:经典基因慨念是指基因是孤立地、排列在染色体上的实体,具有特定功能,能独立发生突变的遗传交换的、“三位一体”的、最小的遗传单位。
呈线性排列在染色体上的遗传实体。
4、简述Chargaff(查伽夫)规则答:1、生物体内腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩尔数相等,即A=T。
鸟嘌呤和胞腺嘧啶的摩尔数也相等,即G=C。
分子生物学问答题1、简述DNA双螺旋结构模型的主要特征。
答: DNA双螺旋结构是核酸的二级结构。
双螺旋的骨架由糖和磷酸基构成,两股链之间的碱基互补配对,携带遗传信息,DNA半保留复制的基础,结构要点:a.DNA是一反向平行的互补双链结构:①亲水的脱氧核糖基和磷酸基骨架位于双链的外侧,而碱基位于内侧②碱基之间以氢键相结合,A与T配对,形成两个氢键,G与C配对,形成三个氢键③碱基平面与线性分子结构的长轴相垂直,自上而下一条链走向5’-3’,另一条链3’-5’b.DNA是右手螺旋结构:①每旋转一周包含了10个碱基对,每个碱基的旋转角度为36度。
②螺距为3.54nm,每个碱基平面之间的距离为0.34nm,螺旋直径为2.37nm。
③DNA双螺旋分子存在一个大沟和一个小沟。
c.DNA双螺旋结构稳定的维系:横向靠互补碱基的氢键维系,纵向则靠碱基平面间的疏水性堆积力维持,尤以后者为重要。
2、简述tRNA的二级结构特点及其在蛋白质合成中的作用。
答:tRNA二级结构是三叶草型结构。
1)、二氢尿嘧啶环:环中含有稀有碱基DHU,此环与氨基酰tRNA合成酶的特异性辨认有关。
2)、反密码环:上有反密码子,不同的tRNA,构成反密码子的核苷酸序列不同,它可辨认mRNA上的密码子,使氨基酸正确入位。
3)、额外环:含稀有碱基较多,不同的tRNA,此环上组成具有较大差异。
4)、TψC环:环中含胸腺,假尿嘧啶和胞苷,此环上具有与核糖体表面特异位点连接的部位。
5)、氨基酸臂:3’端为CCA-OH,是携带氨基酸的部位作用:tRNA是运载体,携带特定氨基酸,借反密码子与mRNA的密码碱基互补,从而将所带的氨基酸送到肽链的一定位置上,因此tRNA在翻译过程中起结合体作用。
3、简述mRNA的结构特点及其在蛋白质合成中的作用。
答:1)、帽子结构:mRNA的5’端以7甲基鸟嘌呤三磷酸腺苷为分子的起始结构。
作用:在mRNA作为模板翻译中:①促进核糖体与mRNA的结合,加速翻译起始速度②增强mRNA稳定性2)、polyA尾:mRNA3’端有长短不一的polyA结构,由数十个至一百几十个腺苷酸连接而成作用:因为在基因中没有找到与它相适应的结构,因此认为是mRNA生成后加进去的,随着mRNA存在时间延长,polyA 尾巴逐渐缩短,认为3’末端可能与mRNA从核内向胞质的转位及mRNA的稳定性有关。
分子生物学-三(总分:100.00,做题时间:90分钟)一、名词解释(总题数:10,分数:20.00)1.端粒酶(telomerase)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(端粒酶是一种特殊的DNA聚合酶,即自身携带RNA模板的逆转录酶。
端粒酶既含有蛋白质成分也含有RNA分子,解决了真核生物线性DNA复制时所产生的5'末端隐缩的问题。
)解析:2.引发体(primosome)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(DNA复制起始过程中,高度解链的DNA模板和蛋白质的复合体促进引物酶加入,形成引发体,合成RNA引物。
)解析:3.TAAT框(TAAT box)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(原核生物启动子的组分,位于转录起始点上游6 bp的保守序列,保守序列中心位于-10 bp处,是RNA聚合酶的结合位点,该区富含AT对,解链便于转录的起始。
)解析:4.RNA干涉(RNA interference)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(RNA对基因表达的调控,称RNA干涉,由双链RNA断裂而来的小RNA分子,可引发转录后基因沉默。
分子生物学-11(总分:100.01,做题时间:90分钟)一、问答题(总题数:20,分数:100.00)1.简述增强子的作用特点。
(分数:5.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:①增强子可以发挥远程作用(1~4kb),增强同一条DNA链上基因转录效率;②增强子作用与其序列的正反方向无关,在基因的上游或下游都能起作用;③增强子对启动子没有严格的专一性,同一增强子可以影响不同类型启动子的转录;④增强子一般具有组织或细胞特异性。
2.什么是沉默子,简述其用特点。
(分数:5.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:沉默子是一种抑制基因表达的顺式作用元件。
沉默子可以远程调控基因的转录作用,且无位置和方向依赖性,具有组织特异性。
沉默子可能引起染色质弯曲缠绕,产生异染色质结构,导致基因处于失活状态。
3.真核生物mRNA仅是细胞总RNA的一小部分(质量的3%)左右,解释可能的原因。
(分数:5.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:总RNA中还包含大量的rRNA和tRNA,rRNA是核糖体的重要组成部分,一系列的tRNA是翻译必不可少的分子群。
另外,mRNA半衰期只有1~24小时。
因此mRNA的量比其他RNA的量要少。
4.为什么rRNA和tRNA分子比mRNA更稳定?(分数:5.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:mRNA以单链形式存在于细胞中,能被特异的单链RNA酶识别并降解。
1. 什么是转座? 转座因子在一个DNA分子内部或者两个DNA之间不同位置间的移动。
2. 病毒基因组有哪些特点?答:不同病毒基因组大小相差较大;不同病毒基因组可以是不同结构的核酸;除逆转录病毒外,为单倍体基因组;病毒基因组有的是连续的,有的分节段;有的基因有内含子;病毒基因组大部分为编码序列;功能相关基因转录为多顺反子mRNA有基因重叠现象。
3. 原核生物基因组有哪些特点? 答:基因组由一条环状双链DNA组成;只有一个复制起始点;大多数结构基因组成操纵子结构;结构基因无重叠现象;无内含子,转录后不需要剪接;基因组中编码区大于非编码区;重复基因少,结构基因一般为单拷贝;有编码同工酶的等基因;基因组中存在可移动的DNA序列;非编码区主要是调控序列。
4. 真核生物基因组有哪些特点? 答:每一种真核生物都有一定的染色体数目;远大于原核基因组,结构复杂,基因数庞大;真核生物基因转录为单顺反子;有大量重复序列;真核基因为断裂基因;非编码序列多于编码序列;功能相关基因构成各种基因家族。
5. 基因重叠有什么意义?答:利用有限的核酸储存更多的遗传信息,提高自身在进化过程中的适应能力。
6. 质粒有哪些特性? 答:在宿主细胞内可自主复制;细胞分裂时恒定地传给子代;所携带的遗传信息能赋予宿主特定的遗传性状;质粒可以转移。
7. 什么是顺式作用元件? 答:基因中能影响基因表达,但不编码RNA和蛋白质的DNA序列。
顺式作用元件主要包括启动子、增强子、负调控元件等。
8. 简述原核基因表达的特点。
答:(1) 只有一种RNA聚合酶。
(2) 原核生物的基因表达以操纵子为基本单位。
(3) 转录和翻译是偶联进行的。
(4)mRN A:翻译起始部位有特殊的碱基序列-SD序列。
(5)原核生物基因表达的调控主要在转录水平,即对RNA合成的调控。
9.简述σ因子在原核基因表达调控中的意义。
答:(1)6因子含有识别启动区的结构域调控RNA聚合酶与.DNA结合,确保RNA聚合酶与特异启动区而不是其他位点的稳定结合(2)6因子使得RNA聚合酶选择一套特定启动区起始转录。
一旦一种6因子被另一种代替,即引起原来一套基因转录的关闭和新的一套基因转录的开届。
10.在有乳糖而无葡萄糖的条件下,乳糖操纵子是如何调控转录起始的?答:无葡萄糖时,cAMP处于高水平,与CAP形成cAMP-CAP复合物并结合到启动子上游的CAP位点,乳糖存在阻遏蛋白不与操纵基因结合,cAMP-CAP复合物与lac操纵子的调控元件结合后,促进结构基因的转录。
11.简述乳糖操纵子的结构。
答:编码β-半乳糖苷酶、半乳糖苷通透酶和硫代半乳糖苷转乙酰基酶的基因Z、Y、A称为结构基因,结构基因加上调控元件:启动子P和操纵基因O及CAP结合位点,lac阻遏蛋白基因I,即构成乳糖操纵子。
12.原核生物可以通过哪几个层次的表达调控以适应环境的改变?答:(1)转录起始的调控:①6因子调控转录起始;②转录起始的负调控;③转录起始的正调控;④转录起始的复合调控。
(2)转录终止的调控:①依赖ρ因子的终止调控,通过ρ因子的作用使转录终止;②不依赖ρ因子的终止调控;③核糖体调控转录终止。
(3)翻译水平的调控:①反义RNA的调控作用;②RNA的稳定性;③蛋白质合成中的自身调控。
13.简述真核基因表达的特点答:(1)细胞的全能性:所谓全能性是指同一种生物的所有细胞都含有相同的基因组DNA。
(2)基因表达的时间性和空间性:高等生物的各种不同细胞具有相同的基因组,但在个体发育的不同阶段,基因表达的种类和数量是不同的,在不同组织和器官中,基因表达的种类和数量不同。
(3) 转录和翻译分开进行:在核中转录生成mRNA穿过核膜至胞质指导蛋白质合成。
(4) 初级转录产物要经过转录后加工修饰。
(5) 不存在超基因式操纵子结构:真核生物基因转录产物为单顺反子,一条mRNA只翻译一种蛋白质。
(6) 部分基因多拷贝。
14. 真核生物基因组DNA 水平的表达调控包括哪几种方式?答:(1) 染色质的丢失;(2) 基因扩增;(3) 基因重排;(4) 基因的甲基化修饰;(5) 染色质结构对基因表达的调控作用。
15. 列举几种真核基因的顺式作用元件答:(1) 启动子:Hogness(TATA)盒,CAAT盒;(2) 增强子:SV40病毒中,位于早期启动子5’上游约200 bp,内含2 个72bp 的重复序列,其核心序列为GGTGTGGA_A:(A3G)沉默子:SV40中的AG~ITiTIT 序列为终止转录调控元件。
16. 简述反式作用因子的基本结构特点。
答:一个完整的反式作用因子通常含有三个主要功能结构域,分别为DNA识别结合域、转录活化域和结合其他蛋白质的调节结构域。
这些结构域含有几十到几百个氨基酸残基。
不同的结构域有自己的特征性结构。
(1)DNA 识别结合域:锌指结构、碱性亮氨酸拉链、同源结构域、螺旋- 环- 螺旋结构、碱性α螺旋。
(2) 转录活化结构域:酸性α- 螺旋、富含谷氨酰胺的结构域、富含脯氨酸结构域。
17. 简述真核生物转录水平的调控机制。
答:主要通过反式作用因子与顺式作用元件和RNA聚合酶(RNA polymerase,RNA p01)的相互作用完成。
(1) 顺式作用元件(cis —acting element) 指某些能影响基因表达但不编码新的蛋白质和RNA的DNA序列,按照功能分为启动子、增强子、负调控元件( 沉默子等) 。
(2) 反式作用因子(trans —acting factor) 指能直接或间接地识别或结合在各顺式作用元件8-12bp 核心序列上,参与调控靶基因转录效率的一组蛋白质,也称序列特异性DNA结合蛋白(sequence specific DNAbinding protein ,SDBP),这是一类细胞核内蛋白质因子。
在结构上含有与DNA结合的结构域。
(3)反式作用因子的活性调节:①反式作用因子的活性调节:真核基因转录起始的调节,首先表现为反式作用因子的功能调节,即特定的反式作用因子被激活后,可以启动特定基因的转录。
反式作用因子的激活方式如下:表达式调节;共价修饰;配体结合;蛋白质与蛋白质相互作用②反式作用因子作用方式:成环;扭曲;滑动;Oozing③反式作用因子的组合式调控:基因表达的调控不是由单一的反式作用因子完成而是几种因子组合,发挥特定的作用。
18. 简述基因表达调控的意义及基本调节层次。
答:(1) 在同一机体的各种细胞中虽然含有相同的遗传信息即相同的结构基因,但它们并非在所有细胞中都同时表达,而必须根据机体的不同发育阶段、不同的组织细胞及不同的功能状态,选择性、程序性地表达特定数量的特定基因。
通常情况下,真核生物细胞只有2%~15%的基因处于有转录活性的状态。
为了适应环境的变化,生物体需要不断的调节和控制各种基因的表达。
(2) 基因表达的调控是一个十分复杂的过程。
从DNA上的遗传信息到蛋白质功能发挥的整个过程中,存在着基因组、转录、转录后、翻译及翻译后多个水平的调控环节。
19. 举例说明什么是管家基因及其基因表达特点。
答:(1) 管家基因(house.keeping genes) 是指所有细胞中均要表达的一类基因,其产物是维持细胞基本生命活动所必需的。
如微管蛋白基因、糖酵解酶系基因与核糖体蛋白基因等。
(2) 管家基因表达水平受环境因素影响较小,在个体各个生长阶段的大多数、或几乎全部组织中持续表达,或变化很小。
它的表达只受启动序列或启动子与RNA聚合酶相互作用的影响,而不受基他机制调节 a 调控区多呈低甲基化。
20. 简述真核生物在翻译水平上的调控。
答:(1) 翻译起始的调控:①翻译起始因子的功能调控:eIF-2 是蛋白质合成过程中重要的起始因子。
有些物质可以影响eIF-2 的活性,调节蛋白质合成的速度。
培养的真核细胞处于营养不足( “饥饿”) 时,elF-2 失活,最终导致肽链合成起始效率降低。
②阻遏蛋白的调节作用:所有进入胞浆的mRNA分子并不是都可以立即与核糖体结合翻译成蛋白质。
由于存在一些特定的翻译抑制蛋白可以与一些mRN A的5’端结合,从而抑制了蛋白质翻译。
③5’AUG对翻译的调节作用..以真核mRNA为模板的翻译开始于最靠近其5’端的第一个AUG。
90%以上的真核mRNA符合第一AUG规律。
但在有些mRNA中,在起始密码子AUG的上游(5’端) 非编码区有一个或数个AUG,称为5'AUG。
5'AUG的阅读框通常与正常编码区的阅读框不一致,不是正常的开放阅读框 a 如果从5'AUG开始翻译,很快就会遇到终止密码子。
因此,若从5’AUG开始翻译,就会翻译出无活性的短肽。
mRNA ’5端非编码区长度对翻译的影响:起始密码AUG上游非编码区的长度可以影响翻译水平。
当第一个AUG密码子离5’端帽子的位置太近时,不容易被40S亚基识别。
当第一个AUG密码子距5’端帽子结构的距离在12 个核苷酸以内时,有一半以上的核糖体40S亚基会滑过第—个AUG。
当5’端非编码区的长度在17—80 核苷酸之间时,体外翻译效率与其长度成正比。
所以,第一个AUG至5’端之间的长度同样影响翻译起始效率和翻译起始的准确性。
(2)mRNA稳定性调节:mRNA的稳定性是翻译水平调控的重要因素,是由于mRNA是翻译蛋白质的模板,其量的多少直接影响蛋白质合成的量。
mRNA半衰期越长,.翻译效率越高,在细胞内合成蛋白质的量愈多。
(3) 小分子RNA对翻译的调控作用:如lin-4 RNA 由lin-4 基因编码,可阻抑lin-14 蛋白质( 一种核蛋白) ,从而调控生长发育的时间选择。
21. 简述真核基因转录因子分类及功能。
答:(1) 反式作用因子指能直接或间接地识别或结合在各顺式作用元件8-12 bp 核心序列上,参与调控靶基因转录效率的一组蛋白质,有时也称转录因子。
(2) 目前发现的转录因子有近百种,根据其作用方式的不同分为三类:①通用转录因子:系多数细胞普遍存在的一类转录因子,如TATA box结合因子TFⅡD、C-X:box 结合因子SPl 等;②组织特异性转录因子:在很大程度上,基因表达的组织特异性取决组织特异性转录因子的存在;③诱导性反式作用因子:这些反式作用因子的活性能被特异的诱导因子所诱导,这种活性的诱导可以是新蛋白的合成。
22. 简述真核和原核基因表达调控共同的要素。
答:(1)DNA 元件:具有调节功能的DNA序列原核:启动序列,操纵序列真核:顺式作用元件,启动子,增强子,抑制子(2) 调节蛋白:原核:阻遏蛋白:负性调节;激活蛋白:正性调节真核:转录因子——基本转录因子、激活因子、抑制因子(3) RNA聚合酶:RNA聚合酶主要是通过识别与结合启动子,参与基因转录起始调控23. 说明阻遏蛋白在原核基因表达调控中的普遍意义。