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分子生物学复习资料

一、填空：

1、大肠杆菌DNA相对分子质量仅为2.4×109，或4.6×106bp，其完全伸展总长为1.3mm，

含4000多个基因。具有2×10^4个负超螺旋，其连接差（超螺旋密度）为λ= -2×10^4/4.2×10^5= -0.05

2、DNA分子的比联系差即超螺旋密度。真核生物基因组较大，原核生物基因组较小。

3、由DNA和组蛋白组成的染色质纤维细丝是许多核小体连成的念珠状结构。染色质是一

些核蛋白的复合物，又组蛋白（与DNA组成核小体）及非组蛋白成分组成；核小体是染色质的结构单位，由约200bp的DNA和八聚体（2H2A，2H2B，2H3，2H4）组蛋白+H1构成。

4、单个密码子的氨基酸（甲硫氨酸）、（色氨酸）。

5、真核生物RNA的对应三种聚合酶：聚合酶Ⅰ在核仁内转录5 S rRNA除外的所有rRNAs，

RNA聚合酶Ⅱ转录mRNA基因及几乎所有参与RNA加工的snRNAs，RNA聚合酶Ⅲ转录5S rRNAs和所有tRNAS及其他聚合酶Ⅰ和Ⅱ不转录的RNAs。

6、大C和小c。C值往往与种系进化的复杂程度不一致，某些低等生物却具有较大的C值，

成为C值谬误（C值悖论）。C值通常指一种生物单倍体基因组DNA的总量，即某生物单倍体基因组DNA核苷酸数；c值指受中心法则限定，编码结构基因DNA的核苷酸数。

7、mRNA前体内含子的5’边界序列为GU，3’边界序列为AG。

二、判断：

1、密码子具有通用性。

2、完整的信号肽是保证蛋白质运转的必要条件，仅有信号肽还不足以保证蛋白质运转的发

生，信号肽的切除并不是运转所必需的，并非所有的运转蛋白质都有可降解的信号肽。

3、原核生物中一种RNA聚合酶的合成几乎负责所有mRNA、rRNA和tRNA的转录。E.coli

的RNA聚合酶由核心酶和σ亚基组成，核心酶是基本的转录装置，σ因子能够指导核心酶（α、β、β’、ω）转录特异的基因（控制启动子的识别）。

4、原核细胞中，大亚基的沉降速率是50svedberg，所以称50S亚基，而小亚基称为30S亚

基，真核细胞的核糖体大一些，有60S和40S两个亚基组成80S的核糖体。

5、大肠杆菌RNA聚合酶首先由两个α亚基、一个β亚基、一个β’亚基和一个ω亚基组成

核心酶，加上一个σ亚基后则成为聚合酶全酶。

6、引发酶是dnaG基因的产物，是在特定环境下发挥作用的RNA聚合酶，仅用于合成DNA

复制所需的一小段RNA。

7、信号肽的特点：⑴整体上是一段疏水的肽段；⑵信号肽一般位于N端，进入ER膜后

被信号肽酶水解；⑶信号肽的中部常常由10-15个残基构成疏水性核，前端常常有几个带正电荷的碱性氨基酸，后端为为含丙氨酸的区域；⑷信号肽酶的水解位点通常是“Ala-X-Ala”；⑸信号肽可以位于蛋白质分子的各个部位；⑹普遍适用性。真核细胞合成的蛋白质N端信号肽能形成两个α螺旋的发夹结构，这个结构可插入到内质网的膜中，将正在合成中的多肽链带到内质网内腔。

8、真核生物转录翻译空间变化：细胞核→细胞质。

9、tRNA转录后加工涉及的酶：tRNA核酸内切酶、RNA连接酶、tRNA核苷酸转移酶、tRNA

甲基化酶。

10、真核生物mRNA两端最末端基团：5’甲基化鸟嘌呤或者甲基化腺嘌呤，3’腺嘌呤

11、转录方向：5’→3’

三、选择题：

1、DNA中的碱基（ATCG），RNA中的碱基（AUCG）。

2、氨基酸必须在氨酰-tRNA合成酶的作用下生成活化氨基酸——AA-tRNA。

3、DNA指纹指具有完全个体特异的DNA多态性，其个体识别能力足以与手指指纹相媲美，

因而得名。可用来进行个人识别及亲子鉴定，同人体核DNA的酶切片段杂交，获得了由多个位点上的等位基因组成的长度不等的杂交带图纹，这种图纹极少有两个人完全相同，故称为"DNA指纹"。

4、生命中的两个关键工作：遗传和基因表达，围绕中心法则尽心解说，基因表达的产物进

行复杂的化学反应维持生命的活动，对基因进行测序构建生命的蓝图。

5、DNA合成仪，合成DNA片段应提供（三磷酸脱氧核糖核苷酸——dNTP）

6、原核生物mRNA起始密码：AUG、GUG、UUG，真核生物只有AUG一种。

四、简答：

1、什么是AP位点？

所有细胞中都带有不同类型、能识别受损核酸位点的糖苷水解酶，他能特异性切除受损核苷酸上的N-β糖苷键，在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点，统称为AP位点。

2、转座子结构特征？

转座子分为两大类：插入序列（IS）和复合型转座子。

常见的插入序列都是很小的DNA片段，末端具有反向重复序列，转座时往往复制宿主靶位点一小段DNA，形成位于IS两端的正向重复序列。

复合型转座子带有某些抗药性基因，两翼往往是两个相同或高度同源的IS，表示IS插入到某个功能基因两端时就可能产生复合型转座子。

3、复制和转录异同点？

（1）相同点：①都已DNA链为模板；②合成的方向为5’→3’；③聚合反应均是通过核苷酸之间形成的3’，5’-磷酸二酯键，使核苷酸链延长。

（2）不同点：

4、，这

是对细胞中某些正在合成的物质进行标记，分离提取要检测的物质，变性后进行氯化铯密度梯度离心，以检测所测物质的大小。如冈崎片段的脉冲标记实验，冈崎用T4噬菌体侵染E.coli（t-）,并分别用dTTP(3H-T)，进行2s, 7s, 15s, 30s, 60s, 120s的脉冲标记，分离提取T4噬菌体DNA，变性后，进行CsCl密度梯度离心，以检验其放射性沉降片段，判断片段大小。用脉冲标记2s后，通过氯化铯密度梯度离心后，能够检测到一些标记的DNA，在极限检测范围内，所有标记DNA都是很小的片段，长度为1000-2000nt (核苷酸)，这些片段位于离心管的上部。

5、原核生物和真核生物mRNA结构？

原核生物5’无帽子结构,3’没有或只有较短的多(A)结构，可能以多顺反子的形式存在，并且其半衰期短，几乎所有的原核生物mRNA都可以被分为三个部分：编码区和位于AUG之前的5’端上游非编码区以及终止密码子之后不翻译的3’端下游非编码区；

真核生物的mRNA5’存在帽子结构，绝大多数真核生物mRNA具有多（A）尾巴，真核生物mRNA几乎都是单顺反子，只包含一个蛋白信息。

6、环状DNA有哪些复制方式？

环状DNA双链复制可分为θ型、滚环形和D环形几种类型。

θ型：它富含AT，并含有多个短的重复序列，能被复制起始点结合蛋白所识别。

滚环形：是单向渎职的一种特殊方式，在噬菌体中很常见。

D环形：也是单向复制的一种特殊方式，这种方式首先在动物线粒体DNA的复制中被发现。

7、聚合酶中的σ因子？

σ因子作用是负责模板链的选择和转录的起始，它是酶的结构效应物，使酶专一性识别模板上的启动子。σ因子可以极大地提高RNA聚合酶对启动子区DNA序列的亲和力，酶底结合常熟提高103倍，酶底复合物的半衰期可达数小时至数十小时。σ因子还能使RNA聚合酶与模板DNA上非特异性位点的结合常数降低104倍，让非特异性位点酶底复合物的半衰期小于1s。

五、问答题：

1、什么是RACE？

cDNA末端快速扩增法是一项在已知cDNA序列的基础上克隆5’或3’缺失序列的技术，即在很大程度上依赖于RNA连接酶连接和挂具帽子的快速扩增。主要操作步骤如下：

①获得高质量总RNA：含有大量完整mRNA，tRNA和部分不完整mRNA。

②去磷酸化作用：带帽子结构的mRNA不受影响。

③去掉mRNA5’的帽子结构，加特异性RNA寡聚头并用RNA连接酶连接。

④以特异性寡dT为引物，在反转录酶作用下合成第一条cDNA。

⑤分别以第一链cDNA为模板进行RACE反应。

⑥将纯化后的PCR扩增产物克隆到载体DNA中，进行序列分析。

2、基因芯片技术原理？

原理：基因芯片是一种小型分析装置，能够快速和精确的研究生物体、组织、器官或细胞内基因组的遗传信息。

制作基因芯片时，可用机械臂将大量已知或未知序列的DNA片段点在玻璃片、金属片或尼龙膜上，在经过物理吸附作用使之固定化。也可以直接在玻璃板或金属表面进行化学合成，从而得到寡核苷酸芯片，将芯片与待研究的cDNA或其他样品杂交，经过计算机扫描和数据处理，便可以观察到成千上万个基因在不同组织或同一组织不同发育时期或不同生理条件下的表达情况。用基因芯片进行研究一般包括五个步骤：生物学问题的提出、样品制备、生化反应、检测和数据模型分析。

3、分子信标技术

分子信标是一种荧光标记的寡核苷酸链，一般含有25～35个核苷酸。在结构上，分子信标大体上可以分为三部分：（1）、环状区：一般由15～30个核苷酸组成，可以与靶分子特异结合；（2）、茎干区：一般由5～8个碱基对组成，在分子信标与靶分子结合过程中可发生可逆性解离。（3）、荧光基团和淬灭基团：荧光基团一般连接在5ˊ端；淬灭基团一般连接在3ˊ端，常用4-（4-二甲基氨基偶氮苯基）苯甲酸（DABCYL）作为淬灭基团。根据Foerste 理论，中心荧光能量转移效率与两者距离的6次方成反比。所以只有荧光基团与淬灭基团之间达到一定的距离时才会产生荧光。自由状态时，分子信标呈发卡式结构，从而荧光基团和淬灭基团相距较近（约7～10nm）。此时发生荧光共振能量转移，使荧光基团发出的荧光被淬灭基团吸收并以热的形式散发，荧光几乎完全被淬灭，荧光本底极低。当分子信标与靶分子结合时，荧光基团和淬灭基团之间的距离加大，从而，分子信标的荧光几乎100%恢复。而且所检测到的荧光强度与溶液中靶标量成正比。

4、顺反测定实验：即顺反互补测验，比较顺式和反式构型个体的表型来判断两个突变是否

发生在一个基因（顺反子）内的测验，从而间接判定某个片段是否为独立功能的编码区。

检测时，两突变发生在同一基因上，杂合体就不存在野生型的基因，因而为突变体表型；

如果两突变在两个不同的基因上，后代杂合体中将有一个基因是野生型的，另外一个基因是突变型，杂合体的表型成了野生型。当顺式有功能而反式无功能时，突变位点在同一顺反子内；如果顺式、反式都有功能，那么突变位点在不同的顺反子内。

六、名词解释：

1、同工tRNA：由于一种氨基酸可能有多个密码子，因此有多个tRNA来识别这些密码子，

即多个tRNA代表一种氨基酸，我们将几个代表相同氨基酸的tRNA称为同工tRNA。

2、单倍体：真核生物性细胞染色体数目是体细胞的一半，故称为单倍体。

3、表观遗传学：是基于种种意外的非孟德尔遗传现象的困惑发展而来，研究在有丝分裂及

减数分裂过程中无法用DNA序列改变来解释的基因功能的可继承性改变。

4、限制性内切酶：是一类能识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列（一般4-8bp）并

在此处切割DNA双链的核酸内切酶

5、转录单位：转录单位是一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列，RNA聚合酶从转

录起点开始沿着模板前进，知道终止子为止，转录出一条RNA链。

6、HGP：人类基因组计划，致力于测定人类单倍体染色体组中约30亿碱基对序列，解析

人类基因组中携带的有关人类个体生长发育、生老病死的全部遗传信息。

7、RNA编辑：是某些RNA，特别是mRNA的一种加工方式，它导致DNA所编码的遗传

信息的改变，因为经过编辑的mRNA序列发生了不同于模板DNA的变化。

8、信号肽：在起始密码子后，有一段编码疏水性氨基酸序列的RNA区域，这个氨基酸序

列就被称为信号肽。

9、前导链：在DNA复制过程中，与复制叉运动方向相同，以5’→3’方向连续合成的

链被称为前导链。

10、Pribnow box：在启动子区有一个由5个核苷酸组成的共同序列，是RNA聚合酶的

共同聚合点，称为pribnow 区（pribnow box）。

11、原位杂交：是用标记的核酸探针，经放射至显影或非放射检测体系，在组织、细胞

及染色体水平上对核酸进行定位和相对定量研究的一种手段，通常分为RNA原位杂交和染色体原位杂交两大类。

12、中心法则：由克连克首次提出的遗传信息传递规律，该法则阐明了DNA复制，RNA

转录以及翻译产生蛋白质在生命过程中的核心地位。

13、切口平移：切口产生3‘羟基和5’磷酸基团，DNA延伸合成3‘端，5’端被小片段降解，

缺口位点沿着双链向3’端移动，是在体外向DNA分子引入放射性标记核苷酸的技术。

14、安慰性诱导物：指的是与转录调控中实际诱导物相似的一类高效诱导物，但不是该

诱导酶的底物。

15、基因组：一个细胞或病毒所携带的全部遗传信息或整套基因，包括每一条染色体和

所有亚细胞器的DNA序列信息。

16、RFLP（限制性片段长度多态性）：使用限制性内切酶消除某个DNA分子后出现的

长度多样性，因其具有种质特性而常用作遗传学的分子标记。DNA序列上的微小变化，甚至一个核苷酸的变化也能引起限制性内切核酸酶切点的丢失或产生，导致酶切片段长度的变化。

17、复制叉：DNA复制时，双链DNA要解开成双股链分别进行，所以这个复制起始

点呈现叉子的形式，被称为复制叉。

18、蛋白质组学：是指在蛋白质组水平上研究蛋白质特征，包括蛋白质的表达水平、翻

译与修饰、蛋白质—蛋白质相互作用等，并由此获得关于疾病发生、发展及细胞代谢等过程的整体认识。

19、基因家族：在基因组进化中，一个基因通过基因重复产生了两个或更多的拷贝，这

些基因则构成一个基因家族，是具有显著相似性的一组基因，编码相似的蛋白质产物。

真核细胞中许多相关的基因常按功能成套组合。

20、GST—pull down：GST pull-down实验是一个行之有效的验证酵母双杂交系统的体

外试验技术，指待测蛋白一开始就和GST-融合探针蛋白一起共同孵育，经离心收集洗脱复合物和洗涤后，再加入过量GTH获得相互作用蛋白的复合物（即用结合GST的Beads拉下相互作用复合物）的方法。

21、多顺反子mRNA：细菌mRNA可以同时编码不同的蛋白质，把编码多个蛋白质的

mRNA称为多顺反子mRNA。

22、顺反子：功能基因，通过顺式（基因序列）及反式（所编码的蛋白质）试验所确定

的一个遗传学单位即通过顺反测验所确定的遗传单元，与基因等同，代表一个编码蛋白质的DNA单位。

23、超螺旋：双螺旋DNA进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构，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。

24、操纵子：是指原核生物中由一个或多个相关基因以及转录翻译条款原件组成的基因

表达单元。

25、C值矛盾：指C值往往与种系的进化复杂性不一致的现象，即基因组大小与遗传

复杂性之间没有必然的联系，某些较低等的生物C值反而很大。

26、载体：能将外源DNA或基因片段懈怠入宿主细胞内的一个具有自主复制能力的

DNA分子。

27、GU—AG法则：以GU起始和以AG为末端的内含子碱基序列，GU表示供体衔接

点的5’端，AG代表接纳体衔接点的3’序列。

28、反式作用因子：是指能够结合在顺式作用元件上调控基因表达的蛋白质或RNA。

29、RNA干涉：是利用双链小RNA高效、特异性降解细胞内同源mRNA，从而阻断

体内靶基因表达，使细胞出现靶基因缺失的表型。

补充：什么是操纵子（operon)?试说明色氨酸操纵子（Trp operon)在原核基因表达调控中的调控机制和重要作用。

操纵子调控类型及其特征

调控类型正常转录调节蛋白调节蛋白效应效应物的作用

负控制的诱导系统关闭活性的阻遏蛋白抑制转录失活阻遏蛋白

负控制的阻遏系统开放失活的阻遏蛋白抑制转录激活阻遏蛋白

正控制的诱导系统关闭失活的激活蛋白激活转录激活阻遏蛋白

正控制的阻遏系统开放活性激活蛋白激活转录失活阻遏蛋白

1、关于管家基因叙述错误的是D

(A) 在生物个体的几乎各生长阶段持续表达(B) 在生物个体的几乎所有细胞中持续表达

(D) 在生物个体的某一生长阶段持续表达(E) 在一个物种的几乎所有个体中持续表达

2、一个操纵子（元）通常含有B

(A) 数个启动序列和一个编码基因(B) 一个启动序列和数个编码基因

(E) 数个启动序列和数个编码基因

3、乳糖操纵子（元）的直接诱导剂是E

(A) 葡萄糖(B) 乳糖(C) β一半乳糖苷酶(D) 透酶(E)异构乳糖

4、Lac阻遏蛋白结合乳糖操纵子（元）的B

(A) CAP结合位点(B) O序列(C) P序列(D) Z基因(E) I基因

5、cAMP与CAP结合、CAP介导正性调节发生在C

(A) 葡萄糖及cAMP浓度极高时(B) 没有葡萄糖及cAMP较低时

(E) 有葡萄糖及CAMP较高时

6、Lac阻遏蛋白由D

(A) Z基因编码(B) Y基因编码(C) A基因编码(D) I基因编码(E) 以上都不是

7、色氨酸操纵子（元）调节过程涉及E

(A) 转录水平调节(B) 转录延长调节(C) 转录激活调节(D) 翻译水平调节

(E) 转录／翻译调节

(A) Lac阻遏蛋白(B) RNA聚合酶(C) 环一磷酸腺苷(D) CAP-cAMP

(E)异构乳糖

8、与O序列结合A

9、与P序列结合 B

10、与CAP结合 C

11、与CAP位点结合 D

12、以下关于cAMP对原核基因转录的调控作用的叙述错误的是D

A cAMP可与分解代谢基因活化蛋白(CAP)结合成复合物

B cAMP-CAP复合物结合在启动子前方

C 葡萄糖充足时，cAMP水平不高

D 葡萄糖和乳糖并存时，细菌优先利用乳糖

E 葡萄糖和乳糖并存时，细菌优先利用葡萄糖

Lac 阻遏蛋白由______I___ 基因编码，结合_____Ｏ____ 序列对Lac 操纵子（元）起阻遏作用。

14、Trp 操纵子的精细调节包括_____阻遏机制____ 及___强化机制______ 两种机制。

基因表达的调控：对基因表达的调节就称为gene regulation

组成性表达(constitutive expression)指不大受环境变动而变化的一类基因表达。

适应性表达(adaptive expression）：指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因表达。基因调控的指挥系统是多样的，不同的生物使用不同的信号来指挥基因调控（1）原核生物中，营养状况和环境因素对基因的表达与调控起主要作用；（2）真核生物中，激素水平和发育阶段是基因表达调控的最主要手段。

操纵子：是基因表达的协调单位，由启动子(P)、操纵基因(O)及其所控制的一组功能上相关的结构基因所组成。操纵基因受调节基因产物的控制。

正转录调控：指如果在没有调节蛋白质存在时基因是关闭的，加入这种调节蛋白质后基因活性就被开启的调控方式。

负转录调控：指在没有调节蛋白存在时基因是表达的，结合上调节蛋白后基因表达活性被关闭的调控方式。

可诱导调节：指一些基因在特殊的代谢物或化合物的作用下，由原来关闭的状态转变为工作状态，即在某些物质的诱导下使基因活化。

可阻遏调节：基因平时是开启的，处在产生蛋白质或酶的工作过程中，由于一些特殊代谢物或化合物的积累而将其关闭，阻遏了基因的表达。

乳糖操纵子调控模型：

①Z、Y、A基因的产物由同一条多顺反子的mRNA分子所编码

②这个mRNA分子的启动子紧接着O区，而位于I与O之间的启动子区（P），不能

单独启动合成β-半乳糖苷酶和透过酶的生理过程

③操纵基因是DNA上的一小段序列（仅为26bp），是阻遏物的结合位点

④当阻遏物与操纵基因结合时，lac mRNA的转录起始受到抑制

⑤诱导物通过与阻遏物结合，改变它的三维构象，使之不能与操纵基因结合，从而激发

lac mRNA的合成。当有诱导物存在时，操纵基因区没有被阻遏物占据，所以启动子能够顺利起始mRNA的合成

衰解作用：当转录从起始位点启动后，RNA聚合酶在未到达结构基因编码区之前提前终止的现象称为衰解作用。其往往发生于一些编码氨基酸合成酶类的操纵子中。

弱化子：DNA中可导致转录过早终止的一段核甘酸序列（123-150区）。

衰减子（attenuator）本质上是位于引导区中的一种内部终止子，它通过细胞内是否存在已经负载氨基酸的氨基酰tRNA，调节内部终止子发夹结构的形成，从而控制RNA聚合酶通过自身区域的能力。

弱化作用与阻遏作用：

细菌通过弱化作用弥补阻遏作用的不足，因为阻遏作用只能使转录不起始，对于已经起始的转录，只能通过弱化作用使之中途停下来。阻遏作用的信号是细胞内色氨酸的多少；弱化作用的信号则是细胞内载有色氨酸的tRNA的多少，它通过前导肽的翻译来控制转录的进行，在细菌细胞内这两种作用相辅相成，体现着生物体内周密的调控作用。