第十三章 DNA的生物合成-复制

第十三章基因表达调控一、基因表达调控基本概念与原理：1．基因表达的概念：基因表达（gene expression）就是指在一定调节因素的作用下，DNA 分子上特定的基因被激活并转录生成特定的RNA，或由此引起特异性蛋白质合成的过程。

2．基因表达的时间性及空间性：⑴时间特异性：基因表达的时间特异性(temporal specificity)是指特定基因的表达严格按照特定的时间顺序发生，以适应细胞或个体特定分化、发育阶段的需要。

故又称为阶段特异性。

⑵空间特异性：基因表达的空间特异性（spatial specificity）是指多细胞生物个体在某一特定生长发育阶段，同一基因的表达在不同的细胞或组织器官不同，从而导致特异性的蛋白质分布于不同的细胞或组织器官。

故又称为细胞特异性或组织特异性。

3．基因表达的方式：⑴组成性表达：组成性基因表达（constitutive gene expression）是指在个体发育的任一阶段都能在大多数细胞中持续进行的基因表达。

其基因表达产物通常是对生命过程必需的或必不可少的，且较少受环境因素的影响。

这类基因通常被称为管家基因（housekeeping gene）。

⑵诱导和阻遏表达：诱导表达（induction）是指在特定环境因素刺激下，基因被激活，从而使基因的表达产物增加。

这类基因称为可诱导基因。

阻遏表达（repression）是指在特定环境因素刺激下，基因被抑制，从而使基因的表达产物减少。

这类基因称为可阻遏基因。

4．基因表达的生物学意义：①适应环境、维持生长和增殖。

②维持个体发育与分化。

5．基因表达调控的基本原理：⑴基因表达的多级调控：基因表达调控可见于从基因激活到蛋白质生物合成的各个阶段，因此基因表达的调控可分为转录水平（基因激活及转录起始），转录后水平（加工及转运），翻译水平及翻译后水平，但以转录水平的基因表达调控最重要。

⑵基因转录激活调节基本要素：①顺式作用元件：顺式作用元件（cis-acting element）又称分子内作用元件，指存在于DNA分子上的一些与基因转录调控有关的特殊顺序。

第十二章DNA的生物合成教学要求（一）掌握内容1. 复制、半保留复制、双向复制、半不连续性复制、复制叉、复制子、领头链、随从链、冈崎片段的概念。

2. 参与DNA复制的主要物质。

3. 原核和真核生物DNA聚合酶作用、种类及其特点。

4. 拓扑异构酶、引物酶、单链DNA结合蛋白和DNA连接酶的作用和特点。

5. 原核生物DNA复制过程和各阶段的特点。

6. 端粒和端粒酶概念；反转录概念、作用特点及作用过程。

7. DNA损伤（突变）的概念、突变的类型；切除修复的基本原理。

（二）熟悉内容1. 半保留复制的实验依据。

2. DNA复制的化学反应、保真性的酶学依据。

3. 真核生物DNA复制过程和各阶段的特点。

4. 突变的意义、引发因素；光修复、SOS修复及重组修复的概念。

（三）了解内容1. 端粒延长机制。

2. 反转录的生物学意义。

3. 光修复、SOS修复及重组修复的作用方式。

教学内容（一）复制的基本规律1. 半保留复制2. 双向复制3. 复制的半不连续性（二）DNA复制的酶学和拓扑学变化1. 复制的化学反应2. DNA聚合酶（1）原核生物DNA聚合酶；（2）真核生物DNA聚合酶。

3. 复制保真性的酶学依据4. 复制中的解链和DNA分子的拓扑学变化（1）解螺旋酶和单链DNA结合蛋白；（2）引物酶；（3）DNA拓扑异构酶。

5. DNA连接酶（三）DNA生物合成过程1. 原核生物的DNA生物合成（1）复制的起始；（2）复制的延长；（3）复制的终止。

2. 真核生物的DNA生物合成（1）复制的起始；（2）复制的延长；（3）复制的终止和端粒酶。

（四）反转录和其它复制方式1. 反转录病毒和反转录酶2. 反转录研究的意义3. 滚环复制和D环复制（自学）（五）DNA的损伤（突变）与修复1. 突变的概念及意义2. 引发突变的因素3. 突变分子改变类型（1）错配；（2）缺失和插入；（3）重排。

4. DNA损伤的修复（1）直接修复；（2）切除修复；（3）重组修复；（4）SOS修复。

第三章 DNA的生物合成（复制）一、选择题1．F．Crik中心法则遗传信息的传递方式不包括A．RNA→蛋白质B．DNA→rRNAC．DNA→DNAD．RNA→DNAE．DNA→mRNA2．M.Meselson和F.W.Stahl用15NH4Cl 证明的机制是A. DNA混合式复制B. DNA转录为mRNAC. mRNA翻译为蛋白质D. DNA半保留复制E. DNA全保留复制3．不参与原核DNA复制的物质是A．dNTPB．Dna GC．Uvr BD．SSBE．NTP4．复制中维持DNA单链状态的蛋白质是A．Dna BB．UvrBC．SSBD．Rec AE．Lex A5．DNA复制时, 合成5'-TAGATCC-3'的互补序列是A．5'-GGATCTA-3'B．5'-CCTAGAT-3'C．5'-GGAUCUA-3'D．5'-GGAUAGA-3'E．5'-ATCTAGG-3'6．关于DNA-pol Ⅲ的叙述，错误的是A．有3'→5'外切酶活性B．有5'→3'外切酶活性C．复制延长中催化核苷酸聚合D．细胞中含量最少比活性最高E．有5'→3'聚合酶活性7．DNA复制保真性的叙述，错误的是A．DNA-polⅠ的即时校读功能B．DNA-pol 对碱基的选择性C．DNA-pol 对模板的依赖性D．DNA-pol对模板的高亲和性E．严格的碱基配对原则8．DNA拓扑异构酶的作用是A．解开DNA双螺旋间氢键B．复制时理顺DNA链C．使DNA异构为核小体D．辨认复制起始点E．稳定和保护单链DNA9．复制中，RNA引物的作用是A．活化SSBB．使冈崎片段延长<P%2@`���<NTEXT style="LINE-HEIGHT: 18pt; TEXT-INDENT:7.9pt">C．参与构成引发体D．协助解螺旋酶作用E．提供3'-OH末端供dNTP加入10．紫外线照射最常引起的碱基二聚体是A．C-CB．C-TC．T-TD．T-UE．U-C11．DNA切除修复时①DNA-polⅠ；②DNA连接酶；③Uvr A；④Uvr C、Uvr B 作用顺序是A．③、④、①、②B．①、②、③、④C．②、③、①、④D．③、②、④、①E．①、③、④、②12. 着色性干皮病的分子基础是A．Uvr类蛋白缺乏B．DNA-pol δ基因缺陷C．DNA-pol ε基因突变D．Lex A类蛋白缺乏E．XP类基因缺陷13. 关于逆转录酶的叙述，错误的是A．以单链RNA为模板B．以单链DNA为模板C．水解杂化双链中的RNAD．促使新合成DNA转入宿主细胞E．能生成cDNA双链14. 能直接以DNA为模板合成的物质是A．阻遏物B．hnRNAC．引物酶D．诱导剂E．辅阻遏物15. 参与DNA复制的物质不包括A．引物酶B．拓扑酶C．连接酶D．核酶E．SSB16. 关于端粒酶的叙述，错误的是A．以染色体DNA为模板B．是RNA-蛋白质复合物C．催化端粒DNA生成D．含有RNA模板E．有逆转录酶活性17.产生冈崎片段的原因是A．复制速度过快B．拓扑酶作用生成C．多个复制起始点D．复制与解链方向相反E．RNA引物过短18. 关于突变的叙述, 错误的是A．点突变导致错配B．缺失一定引起框移突变C．插入不一定引起框移突变D．插入可改变密码子阅读方式E．A取代G是突变19. 为真核生物DNA连接酶供能的物质是A．GTPB．ATPC．NAD+D．NADPHE．FAD20. 不需要DNA连接酶参与的过程是A．DNA复制B．切除修复C．SOS修复D．DNA复性E．DNA重组二、名词解释1. 中心法则（the central dogma）2. 基因和基因表达(gene and gene expression)3. 半保留复制（semiconservative replication）4. 端粒和端粒酶(telomere and telomerase)5.逆转录和逆转录酶(reverse transcription and reverse transcriptase)三、问答题1．DNA复制时是如何保证其保真性的?2．论述参与DNA复制的主要物质及各自的功能。

第12,13章 DNA的合成与损伤1．DNA复制中5′-TAGA-3′序列产生的互补结构是下列哪一种？( ) [单选题] * A．5′-TCTA-3′(正确答案)B．5′-ATCT-3′C．5′-UCUA-3′D．5′-GCGA-3′E．3′-TCTA-5′2．在半保留复制中，如果DNA 分子双股全都标有放射性标记，而在无放射性标记的溶液中复制两次, 那么4个DNA分子的放射性分布应该是：( ) [单选题] * A．2个DNA分子都无放射性(正确答案)B．4个DNA分子都有放射性C．2个DNA分子的两股都有放射性D．1个DNA分子的两股都有放射性E．4个DNA分子都无放射性3．DNA复制之初。

参与从超螺旋结构解开双股链的酶或因子是：( ) [单选题] * A．解链酶(正确答案)B．拓扑异构酶IC．DNA结合蛋白D．引发前体E．拓扑异构酶Ⅱ4．参加DNA复制的是：( ) [单选题] *A．RNA模板B．四种核糖核苷酸C．异构酶D．DNA指导的DNA聚合酶(正确答案)E．结合蛋白酶5．关于真核生物DNA复制与原核生物相比，下列说法错误的是：( ) [单选题] * A．引物长度较短B．冈崎片段长度较短C．复制速度较慢D．复制起始点只有一个(正确答案)E．由DNA聚合α及δ催化核内DNA的合成6．哺乳类动物DNA复制叙述错误的是：( ) [单选题] *A．RNA引物较小B．冈畸片段较小C．DNA聚合酶δ和α参与D．仅有一个复制起始点(正确答案)E．片段连接时由ATP供给能量7．端粒酶是一种：( ) [单选题] *A．DNA聚合酶B．RNA聚合酶C．DNA水解酶D．反转录酶(正确答案)E．连接酶8．在DNA复制中RNA引物的作用是：( ) [单选题] *A．使DNA聚合酶Ⅲ活化B．使DNA链解开C．提供5′-P末端作合成新DNA链起点D．提供3′-OH末端作合成新RNA链起点E．提供3′-OH末端作合成新DNA链起点(正确答案)9．关于DNA复制中DNA聚合酶的错误说法是：( ) [单选题] * A．底物是DNTPB．必须有DNA模板C．合成方向只能是5′→3′D．需要ATP和Mg2+参与E．使DNA双链解开(正确答案)l0．关于大肠杆苗DNA聚合酶I的说法正确的是：( ) [单选题] * A．具有3′→5′核酸外切酶活性(正确答案)B．具有5′→3′核酸内切酶活性C．是唯一参与大肠杆菌DNA复制的聚合酶D．DUTP是它的一种作用物E．可催化引物的合成11．关于大肠杆菌DNA聚合酶Ⅲ的说法错误的是：( ) [单选题] * A．催化DNTP连接到DNA片段的3′羟基末端(正确答案)B．催化DNTP连接到引物链上C．需要四种不同的DNTP为作用物D．是由多种亚基组成的不对称二聚体E．在DNA复制中链的延长起主要作用12．关于真核生物DNA聚合酶的说法错误的是：( ) [单选题] *A．DNA polα与引发酶共同参与引发作用B．DNA polδ催化链的生成C．DNA polβ催化线粒体 DNA的生成(正确答案)D．PCNA参与DNA polδ的催化作用E．真核生物DNA pol有α、β、γ、δ和ε5种13．下列对大肠杆菌 DNA聚合酶的叙述不正确的是：( ) [单选题] *A．DNA pol I可分为大小两个片段B．DNA polⅡ具有3′→5′的外切酶活性C．DNA polⅢ在复制链延长中起主要作用D．DNA polⅢ由四个亚基组成(正确答案)E．以四种脱氧核苷作为作用物14．在紫外线照射对DNA分子的损伤中最常见形成的二聚体是：( ) [单选题] * A．G-CB．C-TC．T-T(正确答案)D．T-UE．U-C15．DNA复制引发过程的错误说法是：( ) [单选题] *A．引发过程有引发酶及引发前体参与B．引发酶是一种特殊的RNA聚合酶C．随从链的引发较前导链的引发要简单(正确答案)D．引发前体含有多种蛋白质因子E．引发前体与引发酶可联合装配成引发体并解离16．原核生物DNA复制错误较少的原因中，解释有误的是：( ) [单选题] *A．DNApolⅠ具有3′→5′外切酶活性B．DNApolⅠ具有5′→3′外切酶活性C．DNApolⅠ及Ⅲ均具有内切酶活性(正确答案)D．DNApolⅢ具有3′→5′外切酶活性E．DNApol I及Ⅲ均具有3′→5′外切酶活性17．DNA损伤后切除修复的说法中错误的是：( ) [单选题] * A．修复机制中以切除修复最为重要B．切除修复包括有重组修复及SOS修复(正确答案)C．切除修复包括糖基化酶起始作用的修复D．切除修复中有以UvrABC进行的修复E．是对DNA损伤部位进行切除，随后进行正确合成的修复18．胸腺嘧啶二聚体阻碍DNA合成的机制是：( ) [单选题] * A．DNA的合成将停止在二聚体处并使合成受阻(正确答案) B．使DNA聚合酶失活C．使DNA模板链断裂D．使两股DNA链间形成负超螺旋E．使者fly无法进入DNA合成链19．关于DNA复制中连接酶的叙述错误的是：( ) [单选题] * A．催化相邻的DNA片段以5′，3′-磷酸二酯键相连(正确答案) B．连接反应需要ATP或NAD+参与C．催化相邻的DNA片段以3′，5′-磷酸二酯健相连D．参与随从链的生成E．催化反应中首先与ATP生成中间体20．岗崎片段是指：( ) [单选题] *A．DNA模板上的DNA片段B．随从链上合成的DNA片段(正确答案)C．前导链上合成的DNA片段D．引物酶催化合成的RNA片段E．由DNA连接酶合成的DNA2l．反转录过程需要的酶是：( ) [单选题] *A．DDDPB．RDRPC．RDDP(正确答案)D．DDRPE．以上都不是22．在DNA复制中RNA引物的作用是：( ) [单选题] * A．使DNA聚合酶Ⅲ括化B．使DNA双链解开C．提供5′-P末端作为合成新DNA链起点D．提供3′-OH末端作为合成新RNA链起点E．提供3′-OH末端作为合成新DNA链起点(正确答案) 23．下列过程中需要DNA连接酶的是：( ) [单选题] * A．DNA复制(正确答案)B．RNA转录C．DNA断裂和修饰D．DNA的甲基化E．DNA的乙酰化24．DNA复制时，下列酶中不需要的是：( ) [单选题] *A．DNA指导的DNA聚合酶B．DNA连接酶C．拓扑异构酶D．解链酶E．限制性内切酶(正确答案)25．DNA复制时，子代DNA的合成方式是：( ) [单选题] * A．两条链均为不连续合成B．两条链均为连续合成C．两条链均为不对称转录合成D．两条链均为按模板的3′→5′合成(正确答案)E．一条链5′→3′，另一条链3′→5′合成26．DNA合成的原料是：( ) [单选题] *A．dNMPB．dNDPC．dNTP(正确答案)D．NTPE．NMP27．关于反转录酶的叙述错误的是：( ) [单选题] *A．作用物为四种dNTPB．催化RNA的水解反应C．合成方向3′→5′(正确答案)D．催化以RNA为模板进行DNA合成E．可形成DNA—RNA杂交体中间产物28．辨认DNA复制起始点主要依靠的酶是：( ) [单选题] *A．DNA聚合酶B．DNA连接酶C．引物酶(正确答案)D．拓扑异构酶E．解链酶29．DNA复制发生在细胞周期的：( ) [单选题] *A．G1期B．G2期C．M期D．S期(正确答案)E．以上都不是30.DNA连接酶的作用是：( ) [单选题] *A.使双螺旋DNA链缺口的两个末端连接(正确答案)B.使DNA形成超螺旋结构C.将双螺旋解链D.合成RNA引物E.去除引物。

分子生物学名词解释第十章DNA的生物合成1、半保留复制：复制时，母链双链DNA解开成两股单链，各自作为模板指导子代合成新的互补链。

子代细胞的DNA双链，其中一股链从亲代完整的接受过来，另一股单链则完全重新合成。

由于碱基互补，两个子细胞的DNA双链，都和亲代母链DNA碱基序列一致。

这种复制方式称为半保留复制。

2、半不连续复制：领头链连续复制，随从链不连续复制，这就是复制的半不连续性。

3、双向复制：复制时，DNA从起始点向两个方向解链，形成两个延伸方向相反的复制叉，称为双向复制。

4、冈崎片段：DNA复制时，随从链形成的不连续片段。

5、复制子：是独立完成复制的功能单位，从一个DNA 复制起点起始的DNA复制区域称为复制子。

6、引发体：复制起始时，原核生物由解链酶、DnaC、DnaG、结合到DNA复制起始区域形成的复合结构，叫引发体。

7、领头链：DNA复制时，顺着解链方向生成的子链，复制是连续进行的，叫做领头链。

8、随从链：DNA复制时，不能顺解链方向连续复制，复制方向与解链方向相反的子链叫做随从链。

9、端粒：指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构，由末端DNA序列和蛋白质构成。

10、框移突变：指由于核苷酸的插入或缺失突变引起的三联体密码的阅读方式改变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变，其后果是翻译出的蛋白质可能完全不同。

11、引物：是由引物酶催化合成的短链RNA分子。

12、逆转录：以RNA为模板在逆转录酶的作用下合成双链DNA的过程。

第十一章RNA的生物合成1、转录：生物体以DNA为模板合成RNA的过程称为转录。

2、结构基因：基因组中，能转录出RNA的DNA区段。

3、不对称转录：在双链DNA分子上，一股链用作模板，另一股链不转录；模板链并非永远在同一条DNA单链上。

4、TATA盒：基因的转录起始点上游多具有典型的TATA序列，通常认为是启动子的核心序列。

5、Pribnow盒：原核生物中，在起始密码子上游有一个由5-6个核苷酸组成的共有序列，以其发现者的名字命名为Pribnow盒，这个框的中央位于起点上游10bp处，所以又称—10序列，是转录的解旋功能部位，一般较保守。

生物化学复习资料之DNA的复制、转录、翻译部分DNA的生物合成第一节 DNA的复制一、半保留复制（semi-conservation replication）（一）证据：1. 用氮15标记大肠杆菌DNA，然后在氮-14中培养，新形成的DNA是杂合双链，即双链中一条是重链（约重1％），一条是轻链。

第二代则有一半全是轻链，一半是杂合双链。

2.大肠杆菌DNA在用氚标记的胸苷复制近两代，放射自显影，未复制部分银密度低，由一条放射链和一条非放射链组成；已复制部分有一条双链是放射的，一条双链有一半是放射的。

这证明大肠杆菌DNA是环状分子，以半保留方式复制。

（二）特点：子代保留一条亲代链，而不是将它分解。

这说明DNA是相对稳定的。

双螺旋DNA（或RNA）是所有已知基因的复制形式。

二、复制的起点和单位（一）基因组能独立进行复制的单位称为复制子。

原核生物是单复制子，真核生物是多复制子。

每个复制子有起点。

通过测定基因出现的频率可以确定起点位置，距离起点越近的基因出现的频率越高。

起点有发动复制的序列，也有决定拷贝数的序列。

起点的结构是很保守的。

（二）复制终止点：已发现Ecoli的与复制终止有关位点，其中含有23bp的保守序列，由tus蛋白与此位点结合参与复制的终止。

真核生物中似乎没有复制终止点。

（三）复制多数是双向、对称的，但也有例外。

通过放射自显影可以判断复制是双向还是单向：先在低放射性培养基中起始复制，再转移到高放射性培养基中，如是双向复制，其放射自显影图是中间银密度低；单向复制则为一端低。

（四）单向复制有一些特殊方式：1.滚动环：噬菌体φX174DNA是环状单链分子，复制时先形成双链，再将正链切开，将5’连接在细胞膜上，从3’延长，滚动合成出新的正链。

2. 取代环：线粒体DNA复制时是高度不对称的，一条链先复制，另一条链保持单链而被取代，呈D环形状。

这是因为两条链的复制起点不同，另一条链的起点露出才能复制。

三、有关的酶（一）反应特点：1. 以四种dNTP为底物2.需要模板指导3 需要有引物3’-羟基存在4. DNA链的生长方向是5’-3’5.产物DNA的性质与模板相同（二）大肠杆菌DNA聚合酶1DNA聚合酶I：单链球状蛋白，含锌。