分子生物学课后习题答案

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第一章绪论

☐DNA重组技术和基因工程技术。

DNA重组技术又称基因工程技术,目的是将不同DNA片段(基因或基因的一部分)按照人们的设计定向连接起来,在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达,产生影响受体细胞的新的遗传性状。

DNA重组技术是核酸化学、蛋白质化学、酶工程及微生物学、遗传学、细胞学长期深入研究的结晶,而限制性内切酶DNA连接酶及其他工具酶的发现与应用则是这一技术得以建立的关键。

DNA重组技术有着广泛的应用前景。首先,DNA重组技术可以用于大量生产某些在正常细胞代谢中产量很低的多肽,如激素、抗生素、酶类及抗体,提高产量,降低成本。其次,DNA重组技术可以用于定向改造某些生物的基因结构,使他们所具有的特殊经济价值或功能成百上千倍的提高。

☐请简述现代分子生物学的研究内容。

1、DNA重组技术(基因工程)

2、基因表达调控(核酸生物学)

3、生物大分子结构功能(结构分子生物学)

4、基因组、功能基因组与生物信息学研究

第二章遗传的物质基础及基因与基因组结构

☐核小体、DNA的半保留复制、转座子。

核小体是染色质的基本结构单位。是由H2A、H2B、H3、H4各两分子生成八聚体和由大约200bp的DNA构成的。核小体的形成是染色体中DNA压缩的第一步。

DNA在复制过程中,每条链分别作为模板合成新链,产生互补的两条链。这样新形成的两个DNA分子与原来DNA分子的碱基顺序完全一样。因此,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,这种复制方式被称为DNA的半保留复制。

转座子是存在染色体DNA上的可自主复制和移位的基本单位。转座子分为两大类:插入序列和复合型转座子。

☐DNA的一、二、三级结构特征。

DNA的一级结构是指4种脱氧核苷酸的连接及其排列顺序,表示了该DNA分子的化学构成。

DNA的二级结构是指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。分为左手螺旋和右手螺旋。

DNA的高级结构是指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构。超螺旋结构是DNA高级结构的主要形式,可分为正超螺旋与负超螺旋两大类。

☐DNA复制通常采取哪些方式?

1、线性DNA双链的复制:复制经过起始、延伸、终止和分离三个阶段。复制是从5’端向3’端移动,前导链的合成是连续的,后随链通过冈崎片段连接成完整链。

2、环状DNA双链的复制

(1)θ型:是一种双向复制方式。复制的起始点涉及DNA的结旋和松开,形成两个方向相反的复制叉,复制从定点开始双向等速进行。

(2) 滚环型:是单向复制的一种特殊方式,发生在噬菌体DNA和细菌质粒上,首先对正链原点进行专一性的切割,形成的5’端被单链结合蛋白所覆盖,3’端在DNA聚合酶的作用下

不断延伸。

(3) D-环复制:也是单向复制的一种方式。是在线粒体DNA中发现的。两条链的合成是高度不对称的,最初只以一条母链为模版合成,迅速合成互补的新链,另一条则成为游离的单链环(即D环)。

☐真核生物DNA的复制在哪些水平上受到调控?

1、细胞生活周期水平调控:决定细胞停留在G1期还是进入S期。

2、染色体水平调控:决定不同染色体或同一染色体不同部位的复制子按一定顺序在S期起始复制。

3、复制子水平调控:决定复制的起始与否,并且是高度保守的。

☐DNA 修复包括哪几种?

1、错配修复:识别新合成链中的错配并加以校正,保证子链的正确性。

2、切除修复

1)碱基切除修复:切除突变的碱基

2)核苷酸切除修复:修复被破坏的DNA

3、DNA直接修复:修复嘧啶二聚体或者甲基化DNA

第三章生物信息的传递--RNA转录与加工

☐定义:Pribnow box,编码链,上升突变,增强子。

在原核生物启动子被保护区内有一个由5个核苷酸组成的保守序列TATATT,是聚合酶结合位点,称为Pribnow区,其中央大约位于起点上游10bp处,所以又称为–10区。

在DNA的两条链中与mRNA序列相同的那条DNA链是编码链或称有意义链。

如果增加Pribnow区的共同序列,将乳糖操纵子的启动子中的TATGTT变成TA TATT,就会提高启动子的效率,称为上升突变。

在一些转录单元上发现其转录起始位点上游约200bp处有两段72bp长的重复序列,它们不是启动子的一部分,但能增强或促进转录的起始,因此,称这种能强化转录起始的序列为增强子或强化子

☐简述生物体内RNA的种类和功能。

生物体内拥有三种RNA,即:

编码特定蛋白质序列的mRNA;

能特异性解读mRNA 中的遗传信息并将其转化成相应氨基酸后加入多肽链中的tRNA;

直接参与核糖体中蛋白质合成的rRNA。

☐什么是DNA模板与mRNA及蛋白质产物之间的共线性关系?

核苷酸特异性的组成和排列顺序决定了贮存在DNA上的遗传信息,并通过转录mRNA传递遗传信息,此过程是从起始核苷酸开始,一个脱氧核苷酸对应一个核苷酸,不重叠,不跳跃,一一对应。mRNA上每3个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸,这个过程也是连续的,而且没有发生重叠现象。因此,什么是DNA模板与mRNA及蛋白质产物之间的共线性关系。

☐转录一般被分为哪几个步骤?

无论是原核还是真核细胞,转录的基本过程都包括:

1、模板识别:模板识别阶段主要指RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程。

2、转录起始:转录起始就是RNA链上第一个核苷酸键的产生。

3、通过启动子:RNA聚合酶成功地合成9个以上核苷酸并离开启动子区,转录就进入正常的延伸阶段。

4、转录的延伸和终止:RNA聚合酶离开启动子,沿DNA链移动并使新生RNA链不断伸长的过程就是转录的延伸。当RNA链延伸到转录终止位点时,RNA聚合酶不再形成新的磷酸二酯键,RNA-DNA杂合物分离,

☐转录终止子与翻译终止密码的结构特点?

转录终止子:1、不依赖于ρ因子的终止

终止位点上游一般有一个富含GC碱基的二重对称区,由这段DNA转录产生的RNA容易形成发夹式结构。新生RNA中出现发夹式结构会导致RNA聚合酶的暂停,破坏RNA-DNA 杂合链5’端的正常结构。

在终止位点前面有一段由4-8个A组成的序列,所以转录产物的3’端为寡聚U,这种结构特征的存在决定了转录的终止。寡聚U的存在使杂合链的3’端部分出现不稳定的rU•dA区域,两者共同作用使RNA从三元复合物中解离出来。

2、依赖ρ因子的终止

ρ因子:六聚体蛋白, 水解各种核甘三磷酸,通过催化NTP的水解促使新生RNA链从三元转录复合物中解离出来,从而终止转录。

翻译终止密码:肽链延伸过程中,终止密码子出现在核糖体A位时,没有相应的AA-tRNA 与之结合,而释放因子能识别这些终止密码子并与之结合,水解P位上多肽链与tRNA之间的二脂键。接着,新生的肽链和tRNA从核糖体上释放出来,核糖体大小亚基解体,蛋白质合成结束。

☐什么是RNA编辑?其生物学意义?

编辑(editing)是指转录后的RNA特别是mRNA在编码区发生碱基的突变、加入或丢失等现象。

RNA编辑的生物学意义

校正作用:RNA的编辑可以恢复丢失的遗传信息。

调控翻译:构建或者去除起始密码子和终止密码子,是基因表达调控的一种方式。

扩充遗传信息:使基因产物获得新的结构和功能,有利于生物进化。

第四章生物信息的传递--蛋白质的翻译

☐定义:SD序列,信号肽。

SD序列:存在于原核生物起始密码子上游7-12个核苷酸的一段富含嘌呤保守区域,它与16SrRNA3‘端反向互补,在mRNA与核糖体结合中起重要作用。

信号肽:在蛋白质多肽链的氨基端,有一段疏水性氨基酸序列,它负责把蛋白质引导到细胞内不同膜结构的亚细胞器内。

☐简述tRNA 的结构。

tRNA一级结构是四种核糖核苷酸的组成和排列顺序,单链。

tRNA二级结构是三叶草形的,由于小片段碱基互补配对所形成。三叶草形的tRNA分子上有4条根据它们的结构或功能命名的手臂。

tRNA的三级结构,都呈L形折叠式,而这种结构是靠二级结构中未配对碱基间所形成的氢键来维持的。tRNA的三级结构与氨酰-tRNA合成酶对tRNA的识别有关。

☐简述核糖体的组成及其功能。

核糖体是由几十种蛋白质和几种核糖体RNA(ribosomal RNA,rRNA)组成的亚细胞颗粒。