分子生物学复习思考题

1 分子生物学复习题

1基因(gene)：能够表达和产生蛋白质和RNA的DNA序列，是决定遗传性状的功能单位“基因”的分子生物学定义：产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核苷酸序列。

2 基因组(genome)：细胞或生物体的一套完整单倍体的遗传物质的总和。或一个细胞中的全部基因序列及其间隔序列。

3卫星DNA (Satellite DNA) ：这类DNA只在真核生物中发现，占基因组的10%—60%，由6—100个碱基组成，在DNA链上串联重复几百万次(高度重复序列)。由于碱基的组成不同，在CsCl密度梯度离心中易与其他DNA分开，形成含量较大的主峰及高度重复序列小峰，后者又称卫星区带（峰）。

4 C-值佯谬(C-value paradox) ：生物体进化程度高低与大C值不成明显相关（非线性）（分）；亲缘关系相近的生物大C值相差较大；一种生物内大C值与小c值相差极大

5重叠基因(overlapping gene) ：同一段DNA的编码顺序，由于阅读框架的不同或终止早晚的不同，同时编码两个或两个以上的多肽链的基团。

6断裂基因(splitting gene) ：基因的编码序列在DNA分子上是不连续的，为非编码序列所隔开，其中编码的序列称为外显子，非编码序列称内含子。

7转座子（transposon）：是存在于染色体DNA或质粒上可自主复制和移位的能将自身插入基因组新位臵的DNA序列。作为一个可以重组但不交换的遗传单元，能在原位保留其本身的情况下，从一个位点转移到另一个位点。

8拓扑异构酶(topoisomerase) :是一类引起DNA拓扑异构反应的酶，分为两类：类型I的酶能使DNA的一条链发生断裂和再连接，反应无需供给能量，类型Ⅱ的酶能使DNA的两条链同时发生断裂和再连接，当它引入超螺旋时，需要由ATP供给能量。

9冈崎片段(Okazaki fragment) 后随链(1agging strand)：在DNA复制过程中，以亲代链(5’→ 3’)为模板时，子代链的合成不能以3’→ 5’方向进行，而是按5’→ 3’方向合成出许多小片段，因为是冈崎等人研究发现，因此称冈崎片段。由许多冈崎片段连接而成的子代链称为后随链。

10半不连续复制(Semidiscontinuous replication): 在DNA复制过程中，一条链的合成是连续的，另一条链的合成是不连续的，所以叫做半不连续复制。

11端粒酶(Telomerase) :是核糖体蛋白酶，能通过加入单个碱基在端粒末端产生重复单位。RNA和蛋白质两个部分组成，它的生理功能是维持端粒的完整

12转录因子（transcription factor）:转录调节因子由某一基因表达后，通过与特异的顺式作用元件相互作用（DNA-蛋白质相互作用）反式激活另一基因的转录，故称为反式作用因子。

13绝缘子（insulator）：一种顺式作用。长约数百个核苷酸对，通常位于启动子正调控元件或负调控元件之间的一种调控序列。具有阻遏增强子，控制转录过量的作用。

14沉默子（silencer）：某些基因含有负性调节元件-沉默子即这样的DNA序列，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。

15核糖核酸酶（ribozyme）：催化RNA水解、作用于 RNA中3’，5’-磷酸二酯键的内切酶，分别生成3’-磷酸核苷和5’-磷酸核苷。

16增强子(enhancer) :是指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列。它可以在启动子的上游，也可以在启动子的下游，远离转录起始点（１～３０kb）、决定基因的时间、空间特异性表达、增强启动子转录活性的DNA序列，其发挥作用的方式通常与方向、距离无关。绝大多数增强子具有组织特异性。

17RNA选择性剪接(RNA alternative splicing): 在mRNA前体加工中内含子和外显子有选择的切除形成多个不同的mRNA。

18指导核糖核酸（guide RNA）：

19SD序列(SD senquence) :原核生物mRNA的起始密码子AUG上游7—12个核苷酸处有一段富含嘌呤的核苷酸序列与16S rRNA3’末端富含嘧啶的序列互补，是核糖体的识别位点。

20反密码子(anticodon) ：指tRNA反密码子环中的三个核苷酸的序列，在蛋白质合成过程中通过碱基配对，识别并结合到mRNA的特殊密码上

21副密码子(paracodon) : 2 22原位杂交（in situ hybridization）：使用DNA或RNA探针来检测与其互补的另一条链在细菌或其他真核细胞中的位臵。

23探针（probe）：带有能检测的标记物的DNA或RNA

24双向电泳（2-D gel electrophoresis）:即等电聚焦和SDS-聚丙烯酰胺凝胶双向电泳技术。该法依赖于蛋白质的两个重要特性，等电点和相对分子质量。蛋白质是两性分子，在不同ph的缓冲液中表现出不同的带电性，因此，在电流的作用下，在以两性电解质为介质的电泳体系中，不同的蛋白质会聚集在介质上不同的区域从而被分离。

25负控阻遏（repressible negative regulation ）：在系统中，阻遏蛋白与效应物（辅阻遏物）结合时，结构基因不转录。

26正控诱导（inducible positive regulation ）：在该系统中，效应物分子（诱导物）的存在使激活蛋白处于活性状态；结构基因转录。

27正控阻遏（repressible positive regulation）:在该系统中，效应物分子（辅阻遏物）的存在使激活蛋白处于非活性状态。结构基因不转录。

28安慰性诱导物(gratuityous inducer): 如果某种物质能够促使细菌产生酶而本身又不被分解，这种物质被称为安慰诱导物，如IPTG（异丙基- β –D-硫代半乳糖苷）。

29锌指结构（zinc finger）:是一种常出现在DNA结合蛋白（转录因子）中的结构基元（motif），即DNA结合结构域，是由一个含有大约30个氨基酸的环和一个与环上的4个Cys或2个Cys和2个His配位的Zn构成，形成的结构像手指状的三级结构。

30碱性-亮氨酸拉链（basic - leucine zipper）：出现在DNA结合蛋白质和其它蛋白质中的一种结构基元（motif）。当来自同一个或不同多肽链的两个α-螺旋的疏水面（常常含有亮氨酸残基）相互作用形成一个圈对圈的二聚体结构时就形成了亮氨酸拉链。

31RNA干扰（RNA interference）是由外源双链RNA产生的21~25nt小的干涉RNA而触发内生同源mRNA降解的过程，是一种转录后水平上的基因沉默机制，阻断基因靶表达。

二 问答题

1、简述细胞的遗传物质种类，怎样证明DNA是遗传物质？

答：DNA、RNA。 证明：（1）肺炎双球菌转化实验；（2）将S型的粗提物分别与DNA酶、RNA酶相互作用（3）噬菌体转化实验

2、原核生物、真核生物基因组各有什么特点？内含子有什么功能？其存在有何意义？

答：原核基因组的特点：

①为一条环状双链DNA；②只有一个复制起点；③具有操纵子结构；④绝大部分为单拷贝；⑤可表达基因约50%，大于真核生物小于病毒；⑥基因一般是连续的，无内含子；⑦重复序列很少。

真核基因组的特点：

①真核生物基因组远大于原核生物基因组，结构复杂，基因数庞大，具有多个复制起点；②基因组DNA与蛋白质结合成染色体，储存于细胞核内；③真核基因为单顺反子，而细菌和病毒的结构基因多为多顺反子；④基因组中非编码区多于编码区；⑤真核基因多为不连续的断裂基因，由外显子和内含子镶嵌而成；⑥存在大量的重复序列；⑦功能相关的基因构成各种基因家族

3、试述转座作用的种类、反转录转座子转座过程及转座作用引起的遗传学效应

反转录转座子转座过程:以DNA为模板合成出mRNA，在反转录酶的催化下，以mRNA为模板合成出单链DNA，形成DNA－RNA杂交双链;在RNaseH酶的作用下DNA－RNA杂交双链中的RNA被降解以DNA为模板合成双链DNA即cDNA;在转座酶的催化下，cDNA插入至靶位点

遗传学效应; 引起插入突变 产生新基因 产生染色体畸变 引起的生物进化

4．简述两类拓扑异构酶的异同点？

答：Ⅰ型酶可减少负超螺旋；Ⅱ型酶可引入负超螺旋（此时需要ATP提供能量）。

Ⅰ型酶先切一条链解旋后再接上，不需能量

Ⅱ型酶先切开二条链解旋后再接上，需要消耗ATP引入负超 3 5.简述DNA复制的具体过程及参与的酶类的作用？确保DNA复制准确性的机制

（1）

（2）DNA聚合酶Ⅰ：切除引物，修复；Ⅱ：修复、Ⅲ复制；Ⅳ、Ⅴ：DNA的错误倾向修复

拓扑异构酶ⅠⅡ，Ⅰ型酶可减少负超螺旋；Ⅱ型酶可引入负超螺旋

DNA连接酶：链接DNA骨架中的磷酸二酯键

DNA解旋酶：促进解链

（3）DNA复制的忠实性的机制

1. 碱基严格互补配对

2. 使用引物RNA

3. DNA聚合酶对底物专一性

4. DNA聚合酶的校对作用

5. 错配修复系统(Mismatch repair system)

6. 尿嘧啶-N-糖基酶系统( ung system)

7. DNA损伤修复系统

6、参与RNAⅡ聚合酶转录的基本转录因子主要有哪些？简述各转录因子的装配顺序

（1）主要有：TFⅡA 、TFⅡB、TFⅡD、TFⅡE、TFⅡF、TFⅡG、TFⅡH

（2）顺序：TFⅡD TFⅡA TFⅡB TFⅡF TFⅡE TFⅡH

7、原核生物与真核生物转录的异同点

原核生物 真核生物

1、一种RNA聚合酶 1、三种RNA聚合酶

2、不同启动子具相当大的同源性 2、不同启动子的差异大

3、聚合酶直接与启动子结合 3、聚合酶通过转录因子相互作用进行结合

4、没有增强子 4、有增强子

5、转录作用的终止由在几个多聚U前面形成茎环 5、转录的终止是靠转录过程特殊的核酸内切酶切割的序列介导

6、启动子通常位于基因的上游 6、聚合酶III的启动子位于被转录的序列之中

7、转录单位常常含有多基因 7、转录单位只含一基因

8、 真核mRNA转录后加工修饰过程及其意义.

真核生物转录和翻译在时间和空间上是分开的，真核生物转录生成的是单顺反子mRNA，其前体是核内不均一RNA (hnRNA)。hnRNA分子中大约只有10%的部分转变成成熟的mRNA，其余部分将在转录后的加工过程中被降解掉。hnRNA加工过程包括：

（1）剪接 真核生物的基因是一种断裂基因，即其结构基因由若干编码序列和非编码序相间排列而成，其中为蛋白质编码的可转录序列称为外显子，不为蛋白质编码的可转录序列为内含子。转录合成的hnRNA需经过剪接、切掉内含子部分，然后再将外显子部分拼接起来。该过程有多种酶活性物质(包括snRNA)参与。