分子生物学复习题及其答案

复习题

第一章绪论

中心法则(central dogma)

答:DNA通过复制将遗传信息由亲代传递到子代,通过转录和翻译,将遗传信息传递给蛋白质分子,从而决定生物的表现型。蛋白质的复制、转录和翻译过程就构成遗传学的中心法则。

第二章染色体与DNA

一、填空题

1. 线粒体DNA的复制为____D环___方式,大肠杆菌染色体的复制为__θ型____

方式,ФX174环状染色体和噬菌体λDNA后期复制为____滚环__方式,真核生物染色体复制为____多起点双向线形___方式。

2. DNA的二级结构为_____DNA双螺旋_______。

3. 在真核细胞中DNA的三级结构为______核小体______结构,它由140bp的DNA缠绕于由______H2A/H2B/H3/H4各两个______组成的八聚体外,又以60bp 的DNA及_____H1_______形成的细丝相连组成串珠状结构。

4. 在DNA合成过程中改变DNA分子超螺旋构型的酶是_____拓扑异构酶_______。

5. 原核生物DNA聚合酶有三种,其中参与DNA复制的是______DNA聚合酶1______和______DNA聚合酶3______,参与DNA切除修复的是______DNA聚合酶1______。

6. 紫外线照射可在相邻的两个_____胸腺_______嘧啶间形成_____嘧啶二聚体_______。

7. 在同源重组过程中,常常形成_______Holliday_____中间体。

8. 大肠杆菌整个染色体DNA是_____环状_______的,它的复制开始于______oriC______,复制的方向是______5端向3端______,复制的机制是_______半保留半不连续_____。

9. 假如将15N标记的大肠杆菌在14N培养基中生长三代,提取其DNA,进行CsCl 密度梯度离心,其15N,14N-DNA分子与纯14N-DNA分子之比为______1:3______。

10. 在真核生物中DNA复制的主要酶是_____DNA聚合酶α_______。

11. 在聚合酶链式反应中,除了需要模板DNA外,还必须加入______DNA聚合酶______、_______dNTP_____、______引物______、和镁离子。

12. DNA复制时,合成DNA新链之前必需合成_____RNA引物_______,它在原核生物中的长度大约有_____6~10个碱基____bp。

13. DNA复制的两大特点是_____ 半保留_____和______ 半不连续______。

14. DNA复制和修复的模板是______DNA______,原料是______4种脱氧核苷酸______。

15. 引起DNA损伤的因素有_自发因素_、___物理因素__和__化学因素___等。

二、选择题

1. DNA复制中解开双螺旋的酶是( B )。

A.拓扑酶

B. 解螺旋酶

C. DNA结合蛋白

D. 连接酶

2. DNA受热变性时( D )。

A. 在260nm波长处吸光度下降

B.多核苷酸链断裂

C. 碱基对可形成共价连接

D.加入互补RNA链冷却可形成DNA:RNA杂交分子

3. 下列序列中,在双链状态下属于完全回文结构的序列是(C )。

A. AGTCCTGA

B.AGTCAGTC

C. AGTCGACT

D.GACTCTGA

4. 有关DNA结构的正确说法是(D)。

A. 双螺旋的两股链是相同的

B. 双螺旋两股链平行,也即走向同一方向

C. 双螺旋中的碱基平行于螺旋的轴

D.双螺旋的两股长链以反向平行方式盘绕

5.真核生物复制起点的特征包括(B)。

A.富含G-C区

B. 富含A-T区

C. Z-DNA

D. 无明显特征

6.插入序列(IS)编码(A )。

A.转座酶

B. 逆转录酶

C.DNA聚合酶

D. Klenow酶

7. 原核生物基因组中没有(A )。

A.内含子

B. 外显子

C. 转录因子

D. 插入序列

8. 自然界中以DNA为遗传物质的大多数生物DNA的复制方式是(C )。

A.环式

B. D环式

C.半保留

D.全保留

9. 关于组蛋白下列说法正确的是(D )。

A.为中性蛋白

B.为酸性蛋白

C.进化上不具保守性

D. 染色体结合蛋白

10.构成染色体的基本单位是(B ).

A DNA B. 核小体 C.螺线管 D. 超螺线管

11. 下列属于DNA自发损伤的是(A )。

A.DNA复制时的碱基错配

B. 紫外线照射DNA生成嘧啶二聚体

C.亚硝基盐使胞嘧啶脱氨

D. 双功能烷化剂使DNA交联

三、名词解释

semiconservation replication半保留复制——在复制过程中双螺旋DNA解旋并分开,然后以每条链为模板,按碱基互补配对原则,由DNA聚合酶催化合成新的互补链,结果由一条链合成为互补的两条链,这样新形成的两个DNA分子与原来的DNA分子的碱基序列完全相同。由于每个子代DNA的一条链来自亲代DNA,另一条链则是新和成的。这种复制方式称为半保留复制。semidiscontinuous replication半不连续复制——以纺织叉移动的方向为基准,一条模板链是3端向5端,以此为模板新生成的DNA链合成沿5端向3端方向连续进行,另一条模板链的方向为5端向3端,以此为模板的新链合成方向也是5端向3端,但与复制叉前进方向相反,可以先分段不连续合成冈崎片段,冈崎片段再由DNA连接酶连接成完整的DNA链,这种合成方式被称为DNA合成的半不连续复制。

IS插入序列——是最简单的转座子,不含任何宿主基因,它们是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分( :IS1)。IS序列是可以独立存在的单元,带有介导自身移动的蛋白质。

C值勃理——C值是一种生物的单倍体基因组DNA总量。由于真核细胞基因组

中含有大量的重复序列,造成物种的C值和它的进化复杂性之间无严格的对应关系,这种现象称为C值悖论。

DNA的变性与复性——变性是DNA双链的氢键断裂,最后完全变成单链的过程,复性是热变性的DNA缓慢冷却、单链恢复成双链的过程。

核小体——核小体是由直径2nm的DNA双螺旋链绕组蛋白形成直径为11nm的核小体“串珠”结构,是染色体基本结构单元。每个单元中含义H2A/H2B/H3/H4,各两分子(它们构成一个八聚体),1分子H1,。染色质中的DNA双螺旋链一般为18~200bp,等距离缠绕组蛋白八聚体形成众多核心颗粒,各颗粒之间为带有H1组蛋白的连接区DNA。

冈崎片段——DNA复制合成滞后链时候首先合成的短DNA片段。Transponson——存在于细菌染色体DNA上可以自主复制和位移的基本单位。包括插入序列和复合转座子,前者末端具有倒转重复序列,后者两端是插入序列,中间含义宿主基因。

复合转座子——一类带有某种抗药性基因(或其它宿主基因)的转座子,其两翼往往是两个相同或高度同源的IS序列,IS序列插入到某个功能基因两端时候就可能产生复合转座子。

反转录转座子——以RNA为中介通过反转录成DNA后进行转座的可动元件。

四、问答题

1. 为什么DNA复制时,只有一条新链(前导链)是连续复制的,而另一条新链(滞后链)只能是断续复制?并简述滞后链复制的各个步骤。

答:1.DNA双螺旋的两条链是反向平行的,在复制叉附近解开的DNA链一条是5端向3端,另一条是3端向5端,两个模板极性不同;2.DNA聚合酶的合成方向都是5端向3端,而不是3端向5端;3DNA复制时局部解链暴露出模板链;

4.以3端向5端为模板的前导链的合成方向是5端向3端,与复制叉移动方向相同,能连续合成,以5端向3端为模板的滞后链的合成方向也是5端向3端,与复制叉前进方向相反,无法直接复制,一定要等前导链开始合成而将其合成模板暴露出来以后,合成才得以进行,因此只能分段地不连续合成。

2.有哪些酶和蛋白质参与原核生物的DNA复制,它们在复制中的生物学功能是什么?

答:1.DNA聚合酶1——除去冈崎片段上RNA引物,完成两个冈崎片段间的DNA 合成;2DNA聚合酶2——可能在DNA的修复中起某种作用;3.DNA聚合酶3——合成新链DNA主要的酶;4.引物酶或RNA聚合酶(引发酶)——合成DNA 复制所需的RNA引物;5解螺旋酶——DNA两条链解开;6.DNA解旋酶——消除复制叉前进时候带来的扭曲张力;7.单链DNA结合蛋白——防止复性和保护单链DNA不被核酸酶降解;8.DNA连接酶——连接冈崎片段;9.DNA拓扑异构酶——消除或引人DNA的超螺旋结构

3.什么是DNA的半保留复制?它的实验依据是什么?

答:在DNA复制过程中双螺旋解旋并分开,然后以每条链为模板,按碱基互补配对原则,由DNA聚合酶催化合成新的互补链,结果由一条链成为互补的两条链,这样新形成的两个DNA分子与原来的DNA分子的碱基序列完全相同。由于每个子代DNA的一条链来自亲代DNA,另一条链则是新和成。这种复制方式

成为半保留复制。

实验依据:1958年,Meselson和Stahl利用同位素标记和密度梯度离心实验,将大肠杆菌放在15NH4Cl培养基中生长15代,使DNA被15N标记后,再将细菌转移到只含有14NH4Cl的培养基中培养。分别取0代、1代、2代、3代的细胞,提取DNA,进行密度梯度离心,结果发现,当含有15N-DNA的细胞在14NH4Cl 培养液中培养一代后,只有一条区带介于14N-DNA与15N-DNA之间,表明DNA 一条链来自15N-DNA,另一条链为含有14N的新合成链;培养两代后则出现两条带,一条带在14N-DNA区,另一条在14N-DNA与15N-DNA之间,按照半保留复制方式培养两代,只能出现14N-DNA和14N,15N-DNA两种分子;培养三代后则出现三条代,一条带14N—DNA区,另一条带在14N—DNA与15N-DNA之间,还有一条带在15N-DNA区,按照半保留复制方式培育三代,能出现14N-DNA 14N,15N-DNA和15N-DNA三种分子,随代数的增加14N-DNA 逐渐增加而14N,15N-DNA区带逐渐减弱。

4. 原核生物中存在哪些类型的转座子?其转座机理有哪些?

答:转座机理:①复制型转座——在相互作用时,转座子被复制,因此转座实体是原转座子的一个拷贝。转座子中作为移动的部分被拷贝。一个拷贝保留在原味点,另一个位点插入到新的位点,复制型转座涉及到两种类型的酶活性:一是转座酶,他们在原转座子的末端起作用。另一种为拆分酶,它对复制拷贝起作用。

②非复制型转座——转座因子直接从原来位置插入新的位置,并保留在插入位置上,这中转座只需转座酶的作用。非复制转座的结果是原来的位置上丢失了转座因子,而在插入的位置上增加了转座因子这可能是表型的变化③反转座因子通过在将RNA转录成DNA拷贝的能力而迁移;DNA拷贝同时被整合在基因组的新位点,反转座作用在出现在真核生物,所有反转录转座子都有一个共同的特点,即在其插入微点上产生短的正向重复序列。

5. 简述DNA复制的过程,并比较原核生物和真核生物DNA复制的差异。

答:(1)DNA复制的过程可被分为三个阶段:复制的起始、延伸和终止。每个DNA复制的独立单元主要包括复制的起始位点和终止位点。DNA复制的起始包括预引发和引发两个阶段。在预引发阶段,DNA解旋解链,形成复制叉,引发体组装;在引发阶段,在引发酶的催化下以DNA链为模板合成一段短的RNA 引物。复制时DNA链的延伸由DNA聚合酶催化,以亲代DNA链为模板,引发体移动,从5ˊ→3ˊ方向聚合子代DNA链。当子链延伸达到终止位点时,DNA 复制就终止了,切除RNA引物,填补缺口,在DNA连接酶的催化下相邻的冈崎片段连接起来形成完整的DNA长链。

(2)原核生物和真核生物DNA复制的差异:

DNA复制差异项原核生物真核生物

复制起始点和单位单复制子、单点起始多复制子100-200bp、多

点起始、分段进行复制复制叉移动速度快、5kb/min 慢、1-3kb/min 复制方向双向双向

复制的终止复制叉相遇即终止端粒

DNA聚合酶 E.coliDNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、

ⅢDNA聚合酶a、β、r、

σ、ε

组蛋白的装配——————————需要组蛋白全保留装配,

5种组蛋白形成八聚体核

小体

6. 简述DNA损伤修复的机制。

答:DNA损伤以后可以生物体可通过多种修复机制进行修复。

①直接修复:又称光复活修复,可见光可以激活光复活酶,由光复活酶识

别嘧啶二聚体并与之结合形成复合物,在可见光照射下,酶获得能量,

将环丁烷胸腺嘧啶二聚体的丁酰环打开和6-4光化物还原成单体,另外

甲基转移酶使O-甲基鸟嘌呤脱甲基生成鸟嘌呤,防止G-T配对,使之完

全修复。

②切除修复,包括碱基切除修复和核苷酸切除修复。碱基切除修复:DNA

糖苷水解酶能特异性识别常见的DNA损伤位点,并特异地切除受损核

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

AP位点;由AP磷酸内切酶将受损核苷酸的糖苷-磷酸键切开;利用DNA

聚合酶Ⅰ切除损伤部位,补上核苷酸;再由DNA连接酶将切口连接。

核苷酸切除修复:该修复机制由两种不同的酶来发动,一种是核酸内切

酶,另外一种是DNA糖苷酶。特异性的核酸内切酶或DNA糖苷酶识别

DNA受损部位,并在该部位的5ˊ端作一切口;由核酸外切酶从5ˊ→3

ˊ端逐一切除损伤的单链;在DNA聚合酶的催化作用下,以互补链为模

板,合成新的单链片段以填补缺口;由DNA连接酶催化连接片段封闭缺

口。

③重组修复:重组修复发生在DNA复制之前,而当DNA发动复制时尚未

修复的损伤部位,DNA复制时,损伤部位导致子链DNA合成障碍,形

成空缺;此空缺诱导产生重组酶,该酶与空缺区结合,并催化子链空缺

与对侧亲链进行重组交换;对侧亲链产生的空缺以互补的子链为模板,

在DNA聚合酶和连接酶的催化下,重新修复缺口;亲链上的损伤部位

继续保留或以切除修复方式加以修复。

④易错修复和应急反应(SOS反应),诱导修复是细胞DNA受到严重损伤

或DNA复制系统受到抑制的紧急情况下,为求得生存而出现的一系列

诱导性修复,SOS反应诱导的修复系统包括避免差错的修复和倾向差错

的修复。避免差错的修复:SOS反应能诱导光复活切除修复和重组修复

中某些关键酶和蛋白质的产生,从而加强光复活切除修复和重组修复的

能力。倾向差错的修复:SOS反应还能诱导产生缺乏校对动能的DNA

聚合酶,它能在DNA损伤部位进行复制而避免了死亡,可是却带来了

高的突变率。

第三章

一、填空题

1、转录的底物是四种NTP ,原核生物RNA聚合酶可受利福霉素抑制,后者与该酶的β亚基结合。

2、真核生物的三类RNA聚合酶对α-鹅膏蕈碱的敏感度不同,RNA聚合酶Ⅱ最敏感,RNA聚合酶Ⅰ不敏感,RNA聚合酶Ⅲ具有种属特异性。

3、通常原核生物的终止子在终止点之前均有一个富含GC碱基的二重对称区,其产生的RNA可形成发夹式结构。

4、DNA结构基因中存在被转录也被翻译的序列称为外显子,被转录但是不被翻译的序列称为内含子。

5、真核生物的mRNA加工过程中,5?端加上帽子,在3?端加上poly(A) ,后者由催化。如果被转录基因是不连续的,那么,一定要被切除,并通过过程将连接在一起。

6、–10位的5′-TATAA TG-3′区和–35位的5′-TTGACA-3′区是RNA聚合酶与启动子的结合位点,能与σ因子相互识别而具有很高的亲和力。

7、决定基因转录基础频率的DNA 元件是,它是的结合位点。

8、原核生物RNA 聚合酶核心酶由2个a亚基、一个β亚基、一个βˊ亚基和一个ω亚基组成,全酶由2个a亚基、一个β亚基、一个βˊ亚基、一个ω亚基和一个σ亚基组成。

二、选择题

1、下列有关TATA盒的叙述,哪个是正确的:(B B)

A.它位于第一个结构基因处

B.它和RNA聚合酶结合

C.它编码阻遏蛋白

D.它和反密码子结合

2. 转录需要的原料是: ( D)

A.dNTP

B. dNDP

C. dNMP

D. NTP E . NMP

3、DNA模板链为5?-ATTCAG-3 ? , 其转录产物是: ( D)

A. 5 ? -GACTTA-3 ?

B. 5 ? -CTGAAT-3 ?

C. 5 ? -UAAGUC-3 ?

D. 5 ? -CUGAAU-3 ?

4、DNA复制和转录过程有许多相同点,下列描述哪项是错误的? ( D D)

A.转录以DNA一条链为模板,而以DNA两条链为模板进行复制

B. 在这两个过程中合成均为5`-3`方向

C. 复制的产物通常情况下大于转录的产物

D. 两过程均需RNA引物

5、下列哪种RNA的剪切需要剪切体参与(A A)。

A:真核细胞mRNA B:线粒体mRNA C:rRNA D:tRNA

6、参与转录终止的因素是(D D)。

A:σ因子B:ρ因子C:转录产物3?端发夹结构D:ρ因子或转录产物3?端发夹结构7、常见内含子的剪切位点具有的特征(A A)。

A:5?-GU, 3?-AG B:5?-AG, 3?-GU C:5?-GA, 3?-UG D:5?-UG, 3?-GA

8、真核生物中,存在于核仁中的RNA聚合酶是(A )。

A:RNA聚合酶αB:RNA聚合酶βC:RNA聚合酶γD:RNA聚合酶δ9、下面那一项不属于原核生物mRNA的特征(C C )

A:半衰期短B:存在多顺反子的形式

C:5?端有帽子结构D:3?端没有或只有较短的多聚(A)结构

10、真核细胞中的mRNA帽子结构是(A A )

A. 7-甲基鸟嘌呤核苷三磷酸

B. 7-甲基尿嘧啶核苷三磷酸

C. 7-甲基腺嘌呤核苷三磷酸

D. 7-甲基胞嘧啶核苷三磷酸

12、下面哪一项是对三元转录复合物的正确描述( B )

(A)σ因子、核心酶和双链DNA在启动子形成的复合物

(B)全酶、模板DNA和新生RNA形成的复合物

(C)三个全酶在转录起始点形成的复合物

(D)σ因子、核心酶和促旋酶形成的复合物

三、名词解释

CAAT盒:真核生物转录起始位点上游的极端保守DNA序列,被一组转录因子识别,调控转录的起始频率

TATA盒:真核生物RNA聚合酶Ⅱ转录起始位点上游大约25核苷酸处的富含AT的保守区,其功能涉及RNA聚合酶Ⅱ转录的正确起始。

内含子:在原始转录物中通过RNA剪接反应而被去除的RNA序列或基因中与这种RNA序列相对应的DNA序列。

外显子:在原始转录物中通过RNA剪接反应将内含子去除后而保留下来的RNA序列或基因中与这种RNA序列相对应的DNA序列

启动子:DNA分子上结合RNA聚合酶并形成转录起始复合物的区域,通常位于5′上游区域。在多数情况下还包括促进转录起始的调节蛋白的结合位点。

RNA编辑:是某些RNA,特别是mRNA的一种加工方式,通过核苷酸的替换、插入或删除初生转录物特定部位的碱基而改变其中的核苷酸序列,它导致了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。

σ因子:原核生物RNA聚合酶的一个亚基,是转录起始所必需的因子,主要影响RNA聚合酶对转录起始位点的正确选择。

四、问答题

1、简述真核细胞与原核细胞基因的不同结构特征,阐明由此造成的不同转录后加工过程。答:真核生物的基因结构由单顺反子构成,具有内含子和较多的重复序列。转录和翻译分别在细胞质和细胞核中进行。原核生物的基因结构是由多顺反子组成,无内含子,重复序列较少。因此真核生物进行转录后的加工需要在mRNA5′端加帽子和3′端加poly(A)尾巴,以保持mRNA的稳定性。同时,还要进行RNA的剪接和修饰以切除内含子。而原核生物的多顺反子多形成一个操纵子,完成各项功能。其转录和翻译是紧密连接的,不需要进行加尾和加冒的过程,由于没有内含子,也无需剪接步骤。

2、试比较真核生物RNA聚合酶Ⅱ识别的启动子与原核生物RNA聚合酶所识别的启动子的结构特点,各结构单元的功能是什么?

答:启动子是RNA聚合酶特异结合和转录起始所需的保守序列。在这段序列内,有一些对于启动子功能很关键的保守短序列。

原核生物启动子的结构特点:启动区长约40bp,-10序列是几乎所有的启动子都含有的一个6bp的序列,该六聚体通常位于转录起点上游10bp处,共有-10序列是TA TAAT,通常称为Pribnow框,是RNA聚合酶的紧密结合位点。-35序列是另一个在大多数启动子中都可以找

到的6bp序列,该六聚体一般位于转录起始点上游35bp处,共有-35序列TTGACA,是RNA 聚合酶对启动子的识别有关序列,对转录起始频率影响很大。

真核生物启动子的结构特点:真核生物启动子位于转录起始点上游-25~-30bp处的共同序列TA TAAA,也称为TA TA区(Hogness框),相当于原核生物的-10序列的功能;在起始位点上游-70~-80bp处还有另一段共同序列CCAA T,这是与原核生物-35bp区的序列相对应,称为CAAT区(CAA T框);

比较原核与真核生物转录起始点上游区的结构,发现:①原核基因启动区范围较小,一般情况下,TATAAT(Pribnow区)的中心位于-10~-7,上游-70~-10区为正调控因子结合序列,-20~+1区为负调控因子结合序列。真核基因的调控范围较大,TATAA/TA区位于-30~-20,而-110~-40区为上游激活区。②原核生物基因启动子上游只有TTGACA区(-40~-30)作为RNA聚合酶的主要结合位点,参与转录调控。真核基因除了含有与之相对应的CAAT区之外,大多数基因还拥有GC区和増强子区。原核生物RNA聚合酶不需要大量多肽参与,一种RNA 聚合酶能识别不同的结构基因。

3、比较DNA复制与转录的异同点。

答:相同点:都以DNA链作为模板,合成的方向均为5ˊ→3ˊ,聚合反应均遵循碱基配对原则,通过核苷酸之间形成的3ˊ,5ˊ-磷酸二酯键使核苷酸链延长。

不同点:

复制转录

模板两条链均被复制模板链转录(不对称转录)原料dNTP NTP

酶DNA聚合酶RNA聚合酶

产物子代双链DNA(半保留复制)mRNA、tRNA、rRNA

配对A-T;G-C A-U;G-C;T-A

引物RNA引物无

第四章

一、填空题

1、遗传密码的是由于mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子不一定严格配对。

2、核糖体上可区分出五个功能活性位点,其中A位点主要在50S亚基上,而P位点主要在50S亚基上。

3、至少含有42 个核苷酸的mRNA(不包括上游的非编码序列)才能编码含有13个氨基酸的多肽。

4、tRNA的二级结构为三叶草形,三级结构为倒L 形。

5、原核生物蛋白质合成的起始tRNA是甲酰甲硫氨酰-tRNA 携带的氨基酸是甲酰甲硫氨酸,而真核生物蛋白质合成的起始tRNA是甲硫氨酰-tRNA ,它携带的氨基酸是甲硫氨酸。

6、真核生物中rRNA包括18SrRNA ,28SrRNA ,5.8SrRNA ,5SrRNA 。

7、各类核糖核酸中,稀有碱基含量比例(%)最高的是。

8、新生肽链每增加一个氨基酸单位都要经过进位,肽键形成和移位三步反应。

9、与mRNA密码子ACG相对应的tRNA的反密码子是CGU ,tRNA的反密码子为UGC,它识别的密码子为GCA 。

10、一种氨基酸最多可以有 6 个密码子,一个密码子最多决定 1 种氨基酸。

11、多肽合成的起始密码子是AUG ,而UAA ,UAG 和UGA 是终止密码子。

12、tRNA分子有氨基酸臂,TΨC环,反密码子环、可变环和尿嘧啶环等五个主要结构。

二、选择题

1.多数氨基酸都有两个以上密码子,下列哪组氨基酸只有一个密码子?(C D)A.苏氨酸、甘氨酸B.脯氨酸、精氨酸C.丝氨酸、亮氨酸

D.色氨酸、甲硫氨酸E.天冬氨酸和天冬酰胺

2.tRNA分子上结合氨基酸的序列是(B )

A.CAA-3′B.CCA-3′C.AAC-3′D.ACA-3′E.AAC-3′3.遗传密码(C)

A.20种氨基酸共有64个密码子B.碱基缺失、插入可致框移突变

C.AUG是起始密码D.UUU是终止密码E.一个氨基酸可有多达6个密码子

4、tRNA能够成为氨基酸的转运体、是因为其分子上有(A)

A.-CCA-OH 3′末端B.3个核苷酸为一组的结构C.稀有碱基

D.反密码环E.假腺嘌吟环

5、蛋白质生物合成中的终止密码是(A)。

(A)UAA (B)UAU (C)UAC (D)UAG (E)UGA

6、Shine-Dalgarno顺序(SD-顺序)是指:(A A)

A.在mRNA分子的起始码上游8-13个核苷酸处的顺序

B.在DNA分子上转录起始点前8-13个核苷酸处的顺序

C.16srRNA3…端富含嘧啶的互补顺序

D.启动基因的顺序特征

7、“同工tRNA”是:(A)

(A)识别同义mRNA密码子(具有第三碱基简并性)的多个tRNA

(B)识别相同密码子的多个tRNA

(C)代表相同氨基酸的多个tRNA

(D)由相同的氨酰tRNA合成酶识别的多个tRNA

8、反密码子中哪个碱基对参与了密码子的简并性(摇摆)。(A )

(A)第一个(B)第二个(C)第二个(D) 第一个与第二个

9、与mRNA的GCU密码子对应的tRNA的反密码子是(B)

(A)CGA(B)IGC (C)CIG(D)CGI

10、真核与原核细胞蛋白质合成的相同点是(C)

(A)翻译与转录偶联进行(B)模板都是多顺反子

(C)都需要GTP (D)甲酰蛋氨酸是第一个氨基酸

三、名词解释

单顺反子:只编码一条多肽链的mRNA。

多顺反子:编码多条多肽链的顺反子

简并密码子:三联体第三位碱基不同而编码同一种氨基酸的遗传密码

SD序列:原核生物mRNA起始密码子上游8~13个核甘酸处的一段富含嘌呤的保守序列,该序列由Shine和Dalgarno发现而得名,其可与核糖体小亚基中的16SrRNA的3ˊ端序列进行碱基配对,它的功能是相对于起始密码子而正确定位核糖体。

开放阅读框(ORF):是指DNA或RNA分子中一组连续的不重叠的密码子(不包含终止密码子),观察DNA序列,可以辨认起始于ATG,终止于TGA、TAA、或TAG的连续的密码子区域,是有可能编码蛋白质的DNA序列。

四、问答题

1、原核生物蛋白质的合成可分为哪些阶段?简述各阶段的主要事件。

答:原核生物的蛋白质合成分为四个阶段:氨基酸的活化、肽链合成的起始、延伸和终止。

①氨基酸的活化:游离的氨基酸必须经过活化以获得能量,才能参与蛋白质的合成,活化反应由氨酰tRNA合成酶催化,最终氨基酸连接在tRNA3ˊ端AMP的3ˊ-OH上,合成氨酰-tRNA。

②肽链合成的起始:首先IF1和IF3与30S亚基结合,以阻止大亚基的结合;接着,IF2和GTP与小亚基结合,以利于随后的起始tRNA的结合;形成的小亚基复合物经由核糖体结合点附着在mRNA上,起始tRNA和AUG起始密码子配对并释放IF3,并形成30S起始复合物。大亚基与30S起始复合物结合,替换IF1和IF2+GDP,形成70S起始复合物。这样在mRNA正确部位组装成完整的核糖体。

③肽链的延伸:延伸分三步进行,进位:负载tRNA与EF-Tu和GTP形成的复合物被运送至核糖体,GTP水解,EF-Tu GDP释放出来,在EF-Ts和GTP的作用下,EF-Tu GDP可以再次利用。转肽:肽酰转移酶将相邻的两个氨基酸相连形成肽键,该过程不需要能量的输入。移位:移位酶(EF-G)利用GTP水解释放的能量,使核糖体沿mRNA移动一个密码子,释放出空载的tRNA并将新生肽链运至P位点。

④肽链的终止与释放:释放因子(RF1或RP2)识别终止密码子,并在RP3的作用下,促使肽酰转移酶在肽链上加上一个水分子并释放肽链。核糖体释放因子有助于核糖体亚基从mRNA上解离。

2、简述遗传密码破译的方法。

答:①以均聚物、随机共聚物和特定序列的共聚物为模板指导多肽的合成

制备大肠杆菌的无细菌合成体系,在含有DNA、mRNA、tRNA、核糖体、AA-tRNA 合成酶及其他酶类的抽提物中加入DNase,降解体系中的DNA,耗尽mRNA时,体系中的

蛋白质合成停止,当补充外源mRNA或人工合成的各种均聚物或共聚物作为模板以及ATP、GTP、氨基酸等成分时又能合成新的肽链,新生肽链的氨基酸顺序由外加的模板所决定。因此,分析比较加入的模板和合成的肽链即可推知编码某些氨基酸的密码。

②核糖体结合技术

以人工合成的三核甘酸如UUU、UCU、UGU等为模板、在含核糖体、AA-tRNA的适当离子强度的反应液中保温,然后使反应液通过硝酸纤维素滤膜。游离的AA-tRNA因相对分子质量小而能自由通过滤膜,加入三核苷酸模板可以促使其对应的AA-tRNA结合到核糖体上,体积超过膜上的微孔而被滞留,这样就能把已结合到核糖体的AA-tRNA与未结合的AA-tRNA分开。

第五章

名词解释

蛋白质工程:应用重组DNA技术设计并构建具有新性质的蛋白质或酶的实验技术。该技术是将随机性单个部位改变引入结构基因以生成突变体基因,再将其与启动子偶联以指导发生特定改变的蛋白质的合成,随后分析蛋白质的结构和功能特征并与预期的特征进行比较。蛋白质的设计可辅以计算机绘图技术及其他先进的分子模式技术。

分子克隆:指遗传信息的分子操作和精密施工,即按人们的需求,将一种生物的基因或化学合成的基因与适合的载体DNA分子连接,构成重组DNA分子,然后将其导入受体细胞中复制扩增,从而获得该基因片段的大量拷贝。

酵母双杂交系统:以酵母的遗传分析为基础研究反式作用因子之间相互作用对真核基因转录调控影响的实验系统,用于鉴定蛋白质之间的相互作用。

聚合酶链式反应:在体外将DNA靶序列的拷贝数大量扩增的技术,其基本过程包括变性、复性以及DNA聚合酶指导下的链的延伸三个阶段的反复循环。

RACE技术:在已知cDNA序列的基础上克隆5ˊ端或3ˊ端缺失序列的技术,用于对RNA 分子末端作图

原位杂交技术(ISH):用标记核酸探针,经放射自显影或非放射检测体系,在组织、细胞、间期核及染色体上对核酸进行定位和相对定量研究的一种手段,通常可分为RNA原位杂交和染色体原位杂交两大类。

第七章

一、填空题

1.基因表达调控主要表现在两个方面:转录水平的调控和转录后水平的调控。其中,后者又包括mRNA加工成熟水平上的调控和翻译水平上的调控。

2.不同生物使用不同的信号来指挥基因调控。原核生物中,营养状况和环境因素对基因表达起着举足轻重的影响。在高等真核生物中,__激素水平_ 和____发育阶段__是基因表达调控的最主要手段。

3.原核生物的基因调控主要发生在转录水平上,根据调控机制的不同可分为_负转录调控__和_正转录调控_。在第一种调控体系中,调控基因的产物是___阻遏蛋白___。根据其作用特征又可分为___负控诱导__和__负控阻遏___两大类。在第二种调控系统中,调控基因的产物是__激活蛋白___。根据其作用性质可分为__正控诱导___和__正控阻遏__系统。

4.大肠杆菌乳糖操纵子包括三个结构基因:__lacZ__、lacY和lacA,以及__启动子_、操纵基因和__阻遏子_。

5.对于大肠杆菌乳糖操纵子而言,乳糖并不与阻遏物相结合,真正的诱导物是乳糖的异构体__异构乳糖__,而后者是在β-半乳糖苷酶的催化下由乳糖形成的。

6.在大肠杆菌中,cAMP的浓度受到葡萄糖代谢的调节。如果将细菌放在缺乏碳源的培养基中培养,细胞内cAMP浓度就高;如果在含葡萄糖的培养基中培养,cAMP的浓度就__低__;如果培养基中只有甘油或乳糖等不进行糖酵解途径的碳源,cAMP的浓度会_很高_。

7.在大肠杆菌色氨酸操纵子系统中,效应物分子为___色氨酸_。trpR基因突变常引起trp mRNA的组成型合成,该基因产物因此被称为__辅阻遏蛋白_。它与_色氨酸__相结合形成有活性的阻遏物,与操纵区结合并关闭trp mRNA转录。

8.大肠杆菌中,色氨酸操纵子的转录调控除了阻遏系统外,还有___弱化系统__。

9.色氨酸操纵子的弱化机制主要涉及__茎-环__的结构,它是一段可以通过自我配对形成的__弱化子__mRNA区域,有典型的终止子特点。前导区的碱基序列以不同的方式进行碱基配对,在前导肽基因中有两个相邻的__色氨酸__密码子,所以前导肽的翻译对_色氨酸-tRNA__的浓度敏感,弱化子对RNA聚合酶的影响依赖于前导肽中__核糖体__所处的位置,实现对转录过程的调节。

二、选择题

1. 原核生物的基因调控主要发生在(A )。

A.转录水平 B. 转译水平 C. 转录后水平 D. 转译后水平

2.操纵子一般是有(B )组成的。

A.结构基因、启动子和调节基因 B. 操纵基因、结构基因和启动子

C. 操纵基因、结构基因和增强子

D. 操纵基因、启动子、结构基因和调节基因

3.强化基因转录的元件是(C )。

A.密码子 B. 复制子 C. 启动子 D. 内含子 E. 外显子

4. 以下关于大肠杆菌基因调控的说法错误的是(B )。

A.几个结构基因往往连在一起,共同受调控序列的调控

B. 在大肠杆菌中,如果调节基因突变造成阻遏物缺乏,那么乳糖分解代谢的三种酶就不能合成

C. 大肠杆菌乳糖代谢的调控主要是对转录水平的调控

D. 在大肠杆菌中,如果控制乳糖代谢启动子发生了突变,转录便不能进行

5.请根据原核生物负转录调控的类型和特点,选择正确答案,完成下表格(A )。

调节物结合到DNA上正调节负调节

是ⅠⅡ

否ⅢⅣ

A.Ⅰ:开启Ⅱ:关闭Ⅲ:关闭Ⅳ:开启

B. Ⅰ:关闭Ⅱ:关闭Ⅲ:关闭Ⅳ:开启

C. Ⅰ:开启Ⅱ:开启Ⅲ:开启Ⅳ:关闭

D. Ⅰ:关闭Ⅱ:开启Ⅲ:开启Ⅳ:关闭

6.原核生物与真核生物转录调控有如下异同(D )。

A.原核生物有启动子,真核生物没有

B. 两者的RNA聚合酶相同

C. 两者的调控方式相同,都以正调控为主

D. 在真核生物中已发现很多蛋白质因子是参与转录调控的

7.乳糖操纵子的直接诱导剂是(D )。

A.葡萄糖 B. 乳糖 C. 半乳糖 D. 异构乳糖

8.乳糖操纵子阻遏蛋白结合乳糖操纵子的(B )。

A.CAP结合位点 B. O区 C. P区 D. Z基因 E. I基因

9.乳糖操纵子阻遏蛋白由(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

10.下列mRNA5?端序列中,具有典型原核生物SD序列特征的是(B )。

A.5?……UUAAG……3? B. 5?……AGGAG……3?

C. 5?……GCCCG……3?

D. 5?……CUCCA……3?

11.异丙基巯基半乳糖苷,即IPTG,是(A )的类似物。

A.乳糖 B. 半乳糖 C. 葡萄糖 D. 乙酰半乳糖

12.阻止乳糖基因表达的调控机制是(A )。

A.调节基因→操纵基因→结构基因

B. 启动子→操纵基因→结构基因

C. 操纵基因→调控基因→结构基因

D. 结构基因→调控基因→操纵基因

13.乳糖操纵子的表达产物代谢产生的,共给细胞的能源物质是(B )。

A.乳糖 B. 葡萄糖 C. 半乳糖 D. 异构半乳糖

14.色氨酸操纵子调节过程涉及(D )。

A.转录水平调节 B. 转录激活调节 C. 翻译水平调节 D. 转录/翻译调节

15.大肠杆菌乳糖操纵子包括如下部分:Z区、Y区、A区、P区、O区、I区。试问,它们代表何种意义,请从下列选项中选择( A )。

A.β-半乳糖苷酶、透过酶、乙酰基转移酶、启动子、操纵基因、阻遏子

B. β-半乳糖苷酶、乙酰基转移酶、透过酶、操纵基因、启动子、阻遏子

C. 透过酶、乙酰基转移酶、β-半乳糖苷酶、操纵基因、阻遏子、启动子

D. 乙酰基转移酶、透过酶、β-半乳糖苷酶、启动子、操纵基因、阻遏子

16.当葡萄糖和乳糖同时存在于培养基中,lac启动子表达受阻,没有β-半乳糖苷酶活性;当葡萄糖消耗完以后,细胞内cAMP浓度将(),β-半乳糖苷酶活性将(),一度停止生长的细菌又将恢复分裂。(A)

A.增加;增加 B. 增加;减少 C. 减少;增加 D. 减少;减少

17.基因表达过程中仅在原核生物中出现而真核生物没有的是(A )。

A.σ因子 B. AUG用作起始密码子 C. 冈崎片段 D. DNA连接酶

18. cAMP在转录的调控作用中将出现下列哪种现象?(C )

A.cAMP转变成CRP

B. CRP转变成cAMP

C. cAMP-CRP形成复合物

D. 葡萄糖分解活跃,cAMP增加,促进乳糖利用来扩充能源

19.色氨酸操纵子的调控作用是受两个相互独立的系统控制的,其中一个需要前导肽的翻译,下面哪一个调控这个系统?(B )

A.色氨酸 B. 色氨酸-tRNA C. 氨酰-tRNA D. cAMP

20.色氨酸操纵子调节基因产物是(B)。

A.活性阻遏蛋白 B. 失活阻遏蛋白 C. cAMP受体蛋白 D. 无基因产物

三、名词解释

负转录调控:调节基因的产物是阻遏蛋白,起着阻止结构基因转录的作用。又分为负控诱导和负控阻遏两大类。

操纵子(operon):原核生物在转录水平上控制基因表达的协调单位,包括启动子(P)、操纵基因(O)、和在功能上相关的几个结构基因。

阻遏蛋白(repressor):在负转录调控系统中发挥作用,由调节基因产生的一种变构蛋白,当它与操纵基因结合时,能够抑制转录的进行。在负控诱导系统中,阻遏蛋白不与效应物结合,结构基因不转录;在负控阻遏系统中,阻遏蛋白与效应物结合时,结构基因不转录。代谢物阻遏效应:葡萄糖对乳糖操纵子表达是起到抑制效应的,这种抑制是间接的。不是葡萄糖本身而是它的降解产物抑制了乳糖操纵子的转录,葡萄糖的这种效应被称为代谢物阻遏效应。

安慰性诱导物:在对乳糖操纵子的研究中,常常使用两种含硫的乳糖类似物——异丙基巯基半乳糖苷(IPTG)和巯甲基半乳糖苷(TMG),它们能够像乳糖一样诱导基因的转录与表达,但它们都不是半乳糖苷酶的底物,不能被其降解,所以被称为安慰性诱导物。

弱化作用(attenuation):色氨酸操纵子中除阻遏-操纵调控机制外的另一种转录调控机制。色氨酸生物合成所需的各种酶的浓度根据色氨酸浓度的变化而受到调节,是一种细微调控机制。它通过转录与翻译的偶联,使转录在达到第一个结构基因之前就过早终止,从而实现对色氨酸操纵子结构基因转录的调控。细胞中色氨酸浓度的高低是能否实现过早终止的根本原因。

四、简答题

1.简述大肠杆菌乳糖操纵子的基本结构及各部分功能。

答:大肠杆菌乳糖操纵子包括三个结构基因:β-半乳糖苷酶基因(Z)、β-半乳糖苷透过酶基因(Y)和β-半乳糖苷乙酰基转移酶基因(A),以及启动子(P)、操纵子基因(O)和阻遏子(I)。

转录时,RNA聚合酶首先与启动区(P)结合,通过操纵区(O)向右转录。转录从操纵区中间开始,按lacZ→lacY→lacA方向进行,每次转录出来的一条mRNA上都带有这三个基因。转录的调控是在启动区和操纵区进行的。

①lacZ、lacY、lacA基因的产物由同一条多顺反子的mRNA分子所编码。

②该mRNA分子的启动区(P)位于阻遏基因(I)与操纵基因(O)之间,不能单独起始半乳糖苷酶和透过酶基因的高效表达。

③操纵区是DNA上的一小段序列(仅为26bp),是阻遏物的结合位点

④当阻遏物与操纵区相结合时,lacmRNA的转录起始受到抑制。

⑤诱导物通过与阻遏物结合,改变它的三维构像,使之不能与操纵区相结合,从而激发lacmRNA的合成。这就是说,有诱导物存在时,操纵区没有被阻遏物占据,所以启动子能够顺利起始mRNA的转录。Lac操纵子阻遏物mRNA是由弱启动子控制下组成型合成的,该阻遏蛋白有4个相同的亚基,每个亚基均含有347个氨基酸残基,并能与1分子IPTG结合。

葡萄糖对lac操纵子表达的抑制是间接的,阻遏物与O区结合影响了RNA聚合酶与启动区结合形成转录起始复合物的效率。

2.结合cAMP的形成机制,简述它在大肠杆菌利用乳糖方面的作用。

答:环腺苷酸cAMP是在腺苷酸环化酶的作用下由ATP转变而来。cAMP与CRP蛋白结合形成复合物,该复合物是激活乳糖操纵子的重要组成部分,大肠杆菌乳糖操纵子的转录必须有cAMP-CRP复合物结合在DNA的启动区域上。cAMP-CRP复合物是一个不同于阻遏物的正调控因子,它与阻遏体系形成两个相互独立的调控体系,调节乳糖操纵子的转录。在大肠杆菌中,cAMP的浓度受到葡萄糖代谢的调节。研究表明,在含有葡萄糖的培养基中,cAMP的浓度就低,大肠杆菌优先使用葡萄糖;在缺乏碳源的培养基中,cAMP的浓度就高;大肠杆菌在只含有甘油或乳糖的培养基中(无进行糖酵解途径的碳源),cAMP的浓度也会很高,启动大肠杆菌乳糖操纵子的表达。

3.你能解释一下为什么作为数百万年进化演变的结果,在一个完全被诱导的大肠杆菌细胞中,β-半乳糖苷酶、透过酶及乙酰基转移酶的拷贝数比例为1:0.5:0.2。这种不同的酶在数量上的差异是由于什么原因造成的?

答:①乳糖操纵子转录产物lac mRNA可能与翻译过程中的核糖体相脱离,从而终止蛋白质链的翻译。这种现象发生的频率取决于每一个后续的AUG密码子再度起始翻译的概率。

因此,就存在这一个从mRNA的5ˊ端到3ˊ端的蛋白合成梯度。

②在乳糖操纵子转录产物lac mRNA分子内部,lacA基因比lacZ基因更容易受到内切

酶作用发生降解,因此,在任何时候lacZ基因的完整拷贝数要比lacA基因多。因此对于乳糖操纵子转录产物lac mRNA所编码的各种蛋白质,其相对浓度都由每一个顺反子的翻译频率所决定。

4.如何理解“在色氨酸操纵子中,弱化子对RNA聚合酶的影响依赖于前导肽翻译中核糖体所处的位置”这句话,请简要地加以解释。

答:转录的弱化理论认为mRNA转录的终止是通过前导肽基因的翻译来调节的。因为在前导肽基因中有两个相邻的色氨酸密码子,所以这个前导肽的翻译必定对tRNA的浓度敏感。当培养基中色氨酸浓度很低时,负载有色氨酸的tRNA也就很少,这样翻译通过两个相邻的色氨酸密码子的速度就会很慢,当4区被转录完成时,核糖体才进行到1区(或停留在两个相邻的Trp密码子处),这是前导区结构是2-3区配对,不形成3-4区域配对的终止结构所以转录可以继续进行,直到将Trp操纵子中的结构基因全部转录。而当培养基中的色氨酸浓度高时,核糖体可以顺利通过两个相邻的色氨酸密码子,在4区被转录之前,核糖体就达到2区,这样使2区和3区不能配对,3区和4区可以自由配对形成茎-环状终止子结构转录停止,trp操纵子中的结构基因被关闭而不再合成色氨酸。所以,弱化子对RNA聚合酶的影响依赖于前导肽翻译中的核糖体所处的位置。

第八章

一、填空题

1. 原核生物主要是通过转录调控,以开启或关闭某些基因的表达来适应环境条件主要是__营养水平_的变化。_环境因子__往往是调控的诱导物,群体中每个细胞对环境变化的反应是直接和基本一致的。

2.真核生物基因调控可分为两大类,第一类是_瞬时调控_或称为可逆性调控,它相当于原核细胞对环境变化所作出的反应;第二类是_发育调控_或称为不可逆调控,它决定了真核细胞生长、分化、发育的全部进程。

3.原核细胞中具有操纵子结构,并且以多顺反子mRNA方式进行转录,整个体系被置于一个启动子的控制之下。真核细胞的DNA是__单顺反子_结构,许多相关的基因常按功能成套组合,被称为_基因家族_。

4.大多数真核基因都是由蛋白质编码序列和非蛋白质编码序列两部分组成。编码序列称为__外显子_,英文写作_exon_,非编码序列称为_内含子_,英文写作_intron_。真核基因有时被称为__断裂基因_,英文写作interrupted gene。

5.DNA水平的调控是真核生物发育调控的一种形式,它包括了基因丢失、_扩增_、重排_、和易位等方式,通过这些方式可以消除或变换某些基因并改变它们的活性。这些调控方式与转录及翻译水平的调控是不同的,因为它使_基因组_发生了改变。

6.DNA甲基化主要形成_5-甲基胞嘧啶_和少量的N6-甲基腺嘌呤及7-甲基鸟嘌呤。

7.锌指结构家族蛋白大体可以分为锌指、锌钮和锌簇结构,其特有的_半胱氨酸_和_组氨酸_之间氨基酸残基数基本恒定,与锌离子结合,有锌参与时才表现转录活性。

8.真核生物rRNA加工主要是有两个内容:_分子内切割_和_化学修饰_。rRNA基因转录时先产生一个45S的前体rRNA,然后被核酸酶逐渐降解,形成成熟的18S、_28S_和5.8SrRNA。rRNA的化学修饰主要是甲基化_,原核生物rRNA主要是碱基甲基化,真核生物rRNA主要是_核糖甲基化_。

9.在真核生物中,_核不均一RNA_,即hnRNA,是mRNA的前体。

10.与DNA结合的转录因子大多以二聚体形式起作用,转录因子与DNA结合的功能域常见有以下几种:螺旋-转角-螺旋、_锌指模体、_碱性-亮氨酸拉链模体_、_同源结合域_。

二、选择题

1.在真核生物中,DNA甲基化主要形成()和少量的()及()。(A)

A.5-甲基胞嘧啶;N6-甲基腺嘌呤;7-甲基鸟嘌呤

B. 5-甲基胸腺嘧啶;N6-甲基腺嘌呤;7-甲基鸟嘌呤

C. N6-甲基腺嘌呤;5-甲基鸟嘌呤;7-甲基鸟嘌呤

D. 7-甲基鸟嘌呤;N6-甲基腺嘌呤;7-甲基胞嘧啶

2.在基因家族中,基因排列的顺序就是它们在发育阶段的表达顺序。这方面的典型例子是(D )。

A. 免疫球蛋白

B. 白蛋白

C. 组蛋白

D. 珠蛋白

3. 一般情况下,DNA关闭某些基因的活性并诱导基因的重新活化和表达分别需要的操作为( A )。

A. 甲基化;去甲基化

B.去甲基化;甲基化

C. 磷酸化;去磷酸化

D.去磷酸化;磷酸化

4.真核基因启动子由核心启动子和上游启动子两部分组成,核心启动子和上游启动子分别包含(A )。

A. TATA盒;CAA T盒和GC盒

B.TA TA盒和CAAT盒;GC盒

C. CAAT盒和GC盒;TA TA盒

D.CAAT盒;GC盒和TATA盒

5.增强子大多为重复序列,一般长约50bp,适合与某些蛋白因子结合。其内部常含有一个核心序列,它是产生增强效应时所必需的。这一核心序列为(A )。

A. TGGA/TA/TA/T

B.TGGG/AG/AG/A

C.TAAA/AA/GG/T

D.TAGG/AG/AG/T

三、名词解释

基因家族(gene family):真核细胞中许多相关的基因常按功能成套组合,被称为基因家族。同一家族中的成员有时紧密地排列在一起,成为一个基因簇;更多的时候,它们分散在同一条染色体的不同部位,甚至位于不同的染色体上,具有各自不同的表达调控模式。

断裂基因(interrupted gene):大多数真核基因都是由蛋白质编码序列和非蛋白质编码序列两部分组成的。编码序列称为外显子。非编码序列称为内含子。在一个结构基因中,编码某一个蛋白质不同区域的各个外显子并不连续排列在一起,而是常常被长度不等的内含子所隔离,形成镶嵌排列的断裂方式。所以,真核基因常被称为断裂基因。

GT-AG法则:几乎每个内含子5ˊ端起始的两个碱基都是GT,而3ˊ端最后两个碱基总是AG,由于这两个碱基的高度保守性和广泛性,常把这一现象称为GT-AG法则。

顺式作用元件:真核生物启动子和增强子是由若干DNA序列元件组成的,由于它们常与特定的功能基因连锁在一起,因此被称为顺式作用元件。这些序列组成基因转录的调控区,影响基因的表达。

反式作用因子:是能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上,参与调控靶基因转录效率的蛋白质。

锌指结构:锌指结构家族蛋白大体可分为锌指、锌钮和锌簇结构,其特有的半胱氨酸和组氨酸残基之间氨基酸残基数基本恒定,有锌参与时才具备转录调控活性。重复的锌指结构都是以锌将一个a螺旋与一个反向平行β片层的基部以锌原子为中心,通过与一对半胱氨酸和一对组氨酸之间形成配位键相连接,锌指环上突出的赖氨酸、精氨酸参与DNA的结合。

增强子:是指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列,最早发现于SV40早期基因的上游,有两个长72bp的正向重复序列。增强子常常远离转录起始点、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,可位于转录起始点的上游或下游。

四、问答题

1.简述DNA甲基化影响基因转录的机理。

答:DNA甲基化导致某些区域DNA构象变化,从而影响了蛋白质与DNA的相互作用,抑制了转录因子与启动区DNA的结合效率。甲基化达到一定程度时会发生从常规的B-DNA 向Z-DNA的过度。由于Z-DNA结构收缩,螺旋加深,使许多蛋白质因子赖以结合的元件缩入大沟而不利于基因转录的起始。甲基化的引入不利于模板与DNA聚合酶的结合,降低其体外转录活性。

2.作为基因表达的重要调节元件,增强子通常具有什么特性?

答:①增强效应十分明显。一般能使基因转录频率增强10到200倍,有的增强千倍。

②增强效应与其位置和取向无关。不论増强子以什么方式排列,均表现出增强效应。

③大多数为重复序列。一般长约50bp,适合于某些蛋白因子结合。其内部常含有一个核心序列:(G)TGGA/TA/TA/T(G)。

④其增强效应有严密的组织和细胞特异性说明增强子只有与特定蛋白相互作用才能发挥功能。

⑤没有基因专一性,可以在不同的基因组合上表现增强效应。

⑥许多增强子还受外部信号的调控,如对环境中的金属离子做出反应。

第九章

1.人免疫缺陷病毒HIV是一种_反转录_病毒。

2.HIV基因组由两条__单股正链RNA_组成。

3.HIV(human immunodeficiency virus):人体免疫缺陷病毒,又称AIDS病毒,诱发人类获得性免疫缺陷综合症,是一种反转录病毒,由于HIV通过使T淋巴细胞死亡等途径造成人免疫功能下降,机体的免疫防御网中出现一些漏洞,使得机体对某些致病微生物处于无反应状态,产生严重的免疫缺陷疾病。

第十章

一、填空题

1.人类基因组研究的主要内容包括建立_遗传_图、_物理_图、_转录_图、_序列_图等工作。

二、选择题

1.人类基因组包括的基因数目为( B )。

A. 5千~6千

B. 5万~6万

C.十几万

D.100万

2.真核生物基因组中没有( C )。

A.内含子

B. 外显子

C.操纵子

D.高度重复序列

3.下列何种生物形式的基因组中没有内含子?(C )

A.酵母

B. 四膜虫

C.T4噬菌体

D.人

4.RACE cDNA末端快速扩增技术是一种获得(C )的技术

A.全长mRNA

B. 全长DNA

C.全长cDNA

D.全长蛋白质

三、名词解释

人类基因组计划(human genome project,HGP):人类基因组计划是一项国际性的研究计划,其目标为确定人类基因组所携带的全部遗传信息,并确定,阐明和记录组成人类基因组的全部DNA序列。其主要研究内容包括建立人类基因组的遗传图、物理图、转录图、序列图,对构成人类基因组的30亿个碱基对精确测序,建立人类遗传信息数据库,进行基因的鉴定和功能分析,分析每种基因表达的蛋白质及其生物学功能。

简短串联重复序列标记(single tandem repeat marker, STR marker):即第二代DNA遗传标记,是存在于真核生物基因组中的以几个核苷酸(约2-6bp)为单位的多次串联重复序列,由于重复次数和重复程度的不完全而造成每一个位点的多态性。

表达序列标签(expressed sequence tag, EST):EST是长约100-300bp的cDNA片段,是表达基因的一部分。

蛋白质组学(proteomics):以蛋白质组为研究对象,在整体、动态、网络的水平上研究细胞内蛋白质的组成、结构及其活动规律的学科,其目的是阐明生物体全部蛋白质的表达模式及功能模式。

四、问答题

简要说明真核生物基因组重复序列可能的生物学意义以及这些重复序列在基因组研究中的应用。

答:1、真核生物基因组中的重复序列包括高度重复序列和中度重复序列。

(1)高度重复序列由6—100个碱基组成,重复次数高达数百万次。其可能的生物学意义主要为:①参与复制水平的调节,某些反向序列常存在于DNA复制起始点区的附近,另外许多反向重复序列是蛋白质与DNA的结合位点;②参与基因表达的调控,对稳定RNA分子使其免受分解有重要作用;③参与转位作用,转位基因末端的反向重复序列在转位作用中即能连接非同源的基因,又可以被参与转位的特异酶所识别;

④a卫星DNA成簇地分布在染色体着丝点附近,可能与染色体减数分裂时染色体配

对有关,同源染色体之间的联会可能依赖于具有染色体专一性的特定卫星DNA顺序;⑤与生物进化有关,不同种属特异性,但相近种属又有相似性;⑥同一种属中不同个体的高度重复序列的重复次数不一样,这可作为每一个体的特征。

(2)中度重复序列重复次数在10-10000之间。基因中存在大量的重复序列用作编码基因,可以保证在较短时间内生成大量的rRNA、组蛋白等细胞生长与分裂急需的成分。

另外,中度重复序列一般具有种特异性,在适当的情况下可以应用它们作为探针以区分不同种哺乳动物细胞的DNA。

2、在基因组学研究中,可以利用这些重复序列作为遗传标记绘制遗传图,通常使用的重

复序列包括可变数目的串联重复和短的串联重复。VNTR分布在人类基因组的非编码区中,是一些串联排列的10多个碱基的重复序列,重复次数一般在10次以上。STR 又被称为微卫星标记(MS),是一些由2-6个碱基组成的重复序列。微卫星标记在人类基因组中分布比较均匀,数目较多,信息含量也高。同时,微卫星标记也成为物理图上的标记,从而促进了物理图和遗传图的整合。

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