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第2章染色体与DNA

名词解释

原癌基因：

细胞内与细胞增殖相关的正常基因，是维持机体正常生命活动所必须的，在进化

上高等保守。

当原癌基因的结构或调控区发生变异，基因产物增多或活性增强时，使细胞

过度增殖，从而形成肿瘤。

复制：

以亲代DNA或RNA为模板，根据碱基配对的原则，在一系列酶的作用下，生成与亲代

相同的子代DNA或RNA的过程。

转座子（transposon或transposableelement）:

位于染色体DNA上可自主复制和位移的

基本单位。

包括插入序列和复合转座子。

半保留复制：

以亲代DNA双链为模板以碱基互补方式合成子代DNA这样新形成的子代DNA

中，一条链来自亲代DNA而另一条链则是新合成的，这种复制方式叫半保留复制。

染色体：

染色体是遗传信息的载体，由DNARNA和蛋白质构成，其形态和数目具有种系

的特性。

在细胞间期核中，以染色质形式存在。

在细胞分裂时，染色质丝经过螺旋化、折叠、包装成为染色体，为显微镜下可见的具不同形状的小体。

核小体：

是构成真核生物染色体的基本单位，是DNA和蛋白质构成的紧密结构形式，包括

200bp左右的DNA和9个组蛋白分子构成的致密结构。

填空题

1.真核细胞核小体的组成是DNA和蛋白

2.天然染色体末端不能与其他染色体断裂片段发生连接，这是因为天然染色体末端存在端_

结构。

3.在聚合酶链反应中，除了需要模板DNA外，还需加入引物、DNA聚合酶、dNTP和镁离子。

4.引起DNA损伤的因素有自发因素、物理因素、化学因素。

5.DNA复制时与DNA解链有关的酶和蛋白质有拓扑异构酶H、解螺旋酶、单链DNA结合蛋白。

6.参与DNA切除修复的酶有DNA聚合酶I、DNA连接酶、特异的核酸内切酶。

7.在真核生物中DNAM制的主要酶是DNA聚合酶3。

在原核生物中是DNA聚合酶川。

8.端粒酶是端粒酶是含一段RNA勺逆转录酶。

9.DNA的修复方式有错配修复、碱基切除修复、核苷酸切除修复、DNA的直接修复。

选择题

1.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-DNAD.无明显特征

2.插入序列（IS）编码（A）

A.转座酶B.逆转录酶C.DNA合成酶D.核糖核酸酶

3.紫外线照射对DNA分子的损伤主要是（D）

A.碱基替换B.磷酸脂键断裂C。

碱基丢失D.形成共价连接的嘧啶二聚体

4.自然界中以DNA为遗传物质的大多数生物DNA的复制方式（C）

A.环式B.D环式C.半保留D.全保留

5.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

6.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

7.DNA聚合酶1（C）

A.是复制酶，但不是修复酶B.没有模板依赖性C.有5'宀3'外切酶活性

D.5't3'聚合酶活性极强

简述DNA复制的过程

DNA的复制过程可被分为3个阶段，即复制的起始、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，弓I发体移动，从5't3'方向聚合子代DNA链。

当子链延伸到达终止位点是，DNAM制就终止了，切除RNA引物，填

补缺口，在DNA连接酶的催化下将相邻的冈崎片段连接起来形成完整的DNA长链。

试述真原核生物的DNA复制的特点的不同之处

1真核生物染色体有多个复制起点，多复制眼，呈双向复制，多复制子。

原核生物的染

色体只有一个复制起点，单复制子也呈双向复制。

2真核生物冈崎片段长约200bp比原核生物略短。

真核生物DNAM制速度比原核慢，速度为1000〜3000bp/min（仅为原核生物的1/20〜1/50）。

3真核生物复制的终止在端粒处，原核生物的复制叉相遇时即终止。

4真核生物染色体在全部复制完之前起点不再重新开始复制；而在快速生长的原核生物

染色体DNAM制中，起点可以连续发动复制。

真核生物快速生长时，往往采用更多的复制起点。

5真核生物有多种DNA聚合酶，DNA聚合酶3是真正的复制酶，在PCNA存在下有持续

的合成能力。

PCNA称为增殖细胞核抗原，相当于大肠杆菌DNA聚合酶川的B-夹子，RFC蛋

白相当于夹子装配器。

原核生物的DNA聚合酶有三种DNA聚合酶川DNA的真正复制酶：

多亚基酶，含十种亚基，该酶DNA合成的持续能力强。

6真核生物线性染色体两端有端粒结构，它是由许多成串的重短复序列组成，端粒功能

是稳定染色体末段结构，防止染色体间的末端连接，并可补偿滞后链5'-末段在消除RNA

引物后造成的空缺，使染色体保持一定长度。

端粒酶是含一段RNA的逆转录酶。

7RPA真核生物的单链结合蛋白；RNaseHI和MF-1切除RNA引物，DNA聚合酶&填补

缺口。

简述半保留复制的生物学意义

DNA的复制过程（以大肠杆菌为例）

复制起始：

（1）、拓扑异构酶解开超螺旋。

（2）、DnaA蛋白识别并在ATP存在下结合于四个9bp的重复序列。

（3）、在类组蛋白（HUATP参与下，DanA蛋白变性13个bp的重复序列，形成开链复合物。

（4）、DnaB借助于水解ATP产生的能量在DnaC的帮助下沿5't3'方向移动，解开DNA双链，形成前引发复合物。

（5）、单链结合蛋白结合于单链。

（6）、引物合成酶（DnaG蛋白）开始合成RNA引物。

链的延长（冈崎片段的合成）：

在DNA聚合酶山的催化下，以四种5'-脱氧核苷三磷酸为底物，在RNA引物的3'端以磷

酸二酯键连接上脱氧核糖核苷酸并释放出焦磷酸。

DNA链的延伸同时进行前导链和滞后链的

合成。

两条链方向相反。

6、PCR的基本原理？

PCR是在试管中进行的DNA复制反应，基本原理是依据细胞内DNA半保留复制的机理，以及

体外DNA分子于不同温度下双链和单链可以互相转变的性质，人为地控制体外合成系统的温

度，以促使双链DNA变成单链，单链DNA与人工合成的引物退火，然后耐热DNA聚合酶以

dNTP为原料使引物沿着单链模板延伸为双链DNAPCR全过程每一步的转换是通过温度的改

变来控制的。

需要重复进行DNA模板解链、引物与模板DNA结合、DNA聚合酶催化新生DNA的合成，即高温变性、低温退火、中温延伸3个步骤构成PCR反应的一个循环，此循环的反

复进行，就可使目的DNA得以迅速扩增。

DNA模板变性：

模板双链DNA单链DNA94C。

退火：

引物+单链DNA杂交链，引物的Tm值。

引物的延伸：

温度至70C左右，TaqDNA聚合酶以4种dNTP为原料，以目的DNA为模板，催化以引物3'末端为起点的5'宀3'DNA

链延伸反应，形成新生DNA链。

新合成的引物延伸链经过变性后又可作为下一轮循环反应的模板PCR就是如此反复循环，使目的DNA得到高效快速扩增。

第三章

启动子：

是一段位于结构基因5,端上游区的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确地相结合并具有转录起始的特异性。

指RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段特定的

DNA序列。

增强子：

能强化转录起始的序列称为增强子。

转录：

以DNA为模板，按照碱基配对原则合成RNA即将DNA所含的遗传信息传给RNA形

成一条与DNA链互补的RNA的过程。

RNA的编辑：

是某些RNA特别是mRNA勺一种加工方式，它导致了DNA所编码的遗传信息的改变。

外显子（Exon）:

真核细胞基因DNA中的编码序列，这些序列被转录成RNA并进而翻译为蛋白质。

内含子（Intron）:

真核细胞基因DNA中的间插序列，这些序列被转录成RNA但随即被剪

除而不翻译。

复制子：

生物体的复制单位称为复制子（replicon），是在同一个复制起点控制下的一段

DNA序列。

转录单元：

是一段启动子开始至终止子结束的DNA序列。

转录起点：

是与新生RNA链的第一个核苷酸相对应的DNA链上的碱基，通常为一个嘌呤。

转

录开始时模板上的第一个碱基，在原核中常为A或G而且位置固定。

填空

1转录的基本过程包括：

模

2基因表达包括：

转录和翻—两个阶段。

3RNA的编辑方式：

碱基突变，尿甘酸的缺失和添加。

4在原核生物中，-35区与-10区之间的距离大约是16~19bp

5帽子结构的功能：

〔1〕在翻译中起识别作用〔2〕使mRNA免遭核苷酸的破坏

6原核生物只有一种RNA聚合酶而真核生物有三种，每一种都有其特定的功能。

聚合酶I合成rRNA,聚合酶H合成mRNA聚合酶川合成tRNA和5srRNA。

三种聚合酶都是具有多亚基的大的蛋白复合体。

7转录因子通常具有两个独立的结构域：

一个结合DNA一个激活转录。

“尾”由多聚腺嘌呤组成。

-10bp处的区和-35bp处

能与b因子相互识别而具高度亲和

8在真核细胞mRNA勺修饰中，“帽子”结构由甲基组成,9原核生物的绝大部分起启动子都存在共同的序列，即位于的区，他们都是RNA聚合酶与启动子结合的位点，

性。

真核生物中，在转录起始位点上游-25—-35bp处有区和位于-70--80bp处

的区。

选择题

13因子的结合依靠（A）

A对启动子共有序列的长度和间隔的识别

B与核心酶的相互作用

C翻译起始密码子的距离

D转录单位的长度

2下列哪一项是对三元转录复合物的正确描述（C）

A3因子、核心酶和双链DNA在启动子形成的复合物

B全酶、TFI和解链DNA双链形成的复合物

C全酶、模板DNA和新生RNA形成的复合物

D三个全酶在转录起始位点形成的复合物

33因子和DNA之间相互的最佳描述是（C）

A游离和与DNA结合的3因子的数量是一样的，而且3因子合成的越多，转录起始的机会越

大

B3因子通常与DNA结合，且沿着DNA搜寻，直到在启动子碰到核心酶，他与DNA的结合不

需要依靠核心酶

C3因子通常与DNA吉合，且沿着DNA搜寻，直到碰到启动子，再有核心酶存在时与之结合

D3因子加入三元复合物而启动RNA合成

43因子专一性表现在（B）

A3因子修饰酶催化3因子变构，使其成为可识别应激启动子的3因子

B不同基因编码识别不同启动子的3因子

C不同细菌产生可互换的3因子

D3因子参与起始依靠特定的核心酶

5在大肠杆菌的热激反应中，某些蛋白质表达的开启和关闭的机制是（C）

A温度升高使特定阻抑蛋白失活

B编码热敏感蛋白的基因的启动子区域在较高温度下发生变形

C在高温时合成新的3因子，调节热激基因的表达

D高温时，已存在的聚合酶3因子与启动子的结合能力强

6真核生物中rRNA包括（D）

A28s,23s,5srRNAB23s,16s,5srRNA

C23s,16s,5.8srRNAD28s,23s,5.8s,5srRNA

7内含子的剪切位点具有的特征（A）

A5，一GU3，一AGB5，一AQ3,—GU

C5，一GA3，一UGD5，一UQ3,—GA

8部分原核基因的转录终止子在终止位点前均有（A）

A回文序列B多聚T序列CTATA序列D多聚A序列

9mRNA5端帽子结构为（C）

ApppmGBGpppGCm7GpppGDGpppmG

简答题

1增强子的特点

〔1〕有远距离效应〔2〕无方向性〔3〕顺势调节〔4〕无物种和基因的特异性

〔5〕具有组织的特异性〔6〕有相位性，其作用与DNA的构象有关〔7〕有的增强子可以对

外部信号产生反应。

2比较DNA复制和转录的异同点

相同点：

都以DNA链作为模板，合成方向均为5，端到3,端，聚合反应均遵循碱基配对原则，通过核苷酸之间形成的3，，5,—磷酸二酯键使核苷酸键延长。

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）

mRNAtRNArRNA

配对方式

A-TG-C

A-UA-TG-C

引物

RNA引物

不需要引物

DNA复制与转录的异同

相同点：

都需要模板

都以三磷酸核苷酸为底物（NTP或dNTP）

合成方向都是5宀’3'

不同点

转录不需引物；

只转录DNA分子中的一个片段（称为转录单位或操纵子，operon）;双链DNA中只有一条链具有转录活性（称为模板链）哪个基因被转录与特定的时间、空间、生理状态有关。

RNA聚合酶无校对功能。

原核生物与真核生物mRNA勺比较

（1）、原核生物mRNA勺半衰期短；

（2）、许多原核生物mRNAA多顺反子形式存在；

（3）、原核生物5'端无帽子结构，3'或只有短的poly（A）。

（4）、真核生物mRNA'5端有帽子结构，

（5）、绝大多数真核生物mRNA3具有poly（A）尾巴，是转录后加上的，是mRNA从核到

质转移所必需的形式，提高mRNA勺稳定性。

大肠杆菌的转录过程:

（1）、识别阶段：

RNA聚合酶在b亚基的引导下结合于启动子上；

（2）、DNA双链局部解开；

（3）、起始阶段：

在模板链上通过碱基配对合成最初RNA链;

（4）、延伸阶段：

核心酶向前移动，RNA链不断生长；

（5）、终止阶段：

RNA聚合酶到达终止子；

（6）、RNA和RNA聚合酶从DNA上脱落。

论述题

1真核生物转录的前体hnRNA如何加工为成熟的mRNA

真核生物mRNA的结构组成：

5,端存在帽子结构，3，端通常具有poly（A）尾巴，无内含子，

部分碱基发生甲基化。

15，端加帽：

当RNA聚合酶H聚合的转录产物达到25碱基长时，在其5,端加上一个以5,

t3，方向相连的7—甲基鸟苷帽，防止5,核苷酸外切酶的攻击，有利于剪接、转运和翻译的进行；②3,端加尾：

很多真核生物的hnRNA的3，端经过剪切后再加上多聚A残基即poly（A）尾巴，这有助于整个分子的稳定；③剪接：

在真核生物的mRNA加工过程中，内含子序列被

切除，两侧的外显子片段连接。

剪接反应在核内进行，需要内含子有5'—GUAU—3’以及

一段分支点序列。

其过程是：

内含子先以一个具尾的环状分子或套索状分子形式被删除，然

后被降解，剪接包括snRNP与保守序列结合，形成剪接体，在其内发生剪接与连接反应；④

编辑；⑤甲基化修饰：

当序列为5'—RRAC—3，时会在第6位N原子位置发生甲基化。

2概括细菌细胞的转录过程

转录是通过RNA聚合酶的作用，以一条DNA链为模板产生一条单链RNA过程。

步骤如下：

⑴与RNA聚合酶全酶的结合：

一个RNA聚合酶全酶分子与待转录的DNA编码序列上游的启动子序列松弛的结合。

⑵起始：

RNA聚合酶往下游移动了几个核苷酸到达启动子的另一段短序列一Pribnow框，紧

密地与DNA结合。

DNA上的启动子区域解链，RNA便从Pribnow框下游的几个核苷酸处开始

合成，通常是DNA的反义链作为模板，合成几个核苷酸后，3因子被释放并循环使用，以下步骤不再需要3因子。

⑶延伸：

RNA聚合酶核心酶沿着DNA模板移动，使DNA解链，与DNA模板的下一碱基互补核苷三磷酸聚合到链上。

RNA聚合酶继续在DNA上移动，RNA链从模板链被释放出来，DNA双

螺旋重新形成。

⑷当所有编码序列被转录后，RNA聚合酶移动一个终止序列，即终止子。

转录复合体解体，

RNA聚合酶和新形成的RNA从DNA模板上脱落下来。

3、复杂转录单位的原始转录产物的加工方式有几种？

分别是什么？

（1）剪、利用多个5'端转录起始为点或接位点产生不同的蛋白质。

（2）、利用多个加poly（A）位点和不同的剪接方式产生不同的蛋白质。

（3）、虽无剪接，但有多个转录起始位点或加poly（A）位点的基因。

第四章

•SD序列：

在原核生物mRNA起始密码AUG上游，存在4~9个富含嘌呤碱的一致性序列，如-AGGAGG-称为S-D序列。

位于原核生物起始密码子上游7-12个核苷酸处的保守区，该序

列与16SrRNA3端反向互补。

又称为核蛋白体结合位点（ribosomalbindingsite，RBS）正转录调控：

负转录调控：

填空题

1.tRNA的种类有：

起始tRNA和延伸tRNA,同工tRNA,校正tRNA。

2.tRNA的二级结构为三叶草型，三级结构为倒_L型。

tRNA结构

3.原核生物蛋白质合成的起始tRNA是甲酰甲硫氨酰一tRNA（fMet-tRNA）,它携带的氨基

酸是甲酰甲硫氨酸（fMet）,而真核生物蛋白质合成的起始tRNA是甲硫氨酰一tRNA（Met-tRNA

3.它携带的氨基酸是甲硫氨酸（Met）。

4.新生肽链每增加一个氨基酸单位都要经过AA-tRNA与核糖体的结合，肽键形成，移位三步反应。

5.核糖体的作用位点有：

A位点、P位点、E位点。

5.在真核生物中蛋白质合成起始时先形成起始因子和起始tRNA复合物,再和40S亚基形成40S起始复合物。

6.氨酰tRNA合成酶既能识别氨基酸，又能识别相应的tRNA。

7•多肽合成的起始密码子是AUG而UAAUAGUGA是终止密码子。

8•遗传密码的特点包括连续性，简并性，摆动性，普遍性与特殊性。

9.核酸复制时，DNA聚合酶沿模板链3'宀5'方向移动;转录时，RNA聚合酶沿模板链3't5'方向移动；翻译时，核糖体沿模板链5'宀3'方向移动。

10.原核生物蛋白质合成形成起始复合物时，其mRNAfc与核糖体的30S亚基结合，然后再与结合起始因子和GTP的甲酰甲硫氨酰一tRNA结合，形成30S起始复合物，然后再与50S形成70S起始复合物。

选择题

1•在蛋白质合成中催化肽键合成的是（D）

A.延长因子EF-TsB.延长因子EF-TuC.启动因子IF3D.转肽酶

2•翻译后加工过程的产物是（B）

A.—条多肽链B.一条多肽链或一条以上的多肽链

C.多条多肽链D.多肽链的降解产物

3.已知某蛋白质多肽链编码序列为GGA则其mRNA专录本（A）

A.以5'GGA……3'为模板，沿转录本5'3'方向延长

B.以5'GGA-……3'为模板，沿转录本3'宀5'方向延长

C.以3'GGA……5'为模板，沿转录本5'3'方向延长

D.以3'GGA……5'为模板，沿转录本3'宀5'方向延长

4.细菌核糖体RNA中大亚基由以下物质组成（C）

A.5SrRNA,18SrRNA,5.8SrRNA和49种蛋白质

B.5SrRNA,28SrRNA,5.8SrRNA和49种蛋白质

C.5SrRNA,23SrRNA和34种蛋白质D.5SrRNA,16SrRNA和34种蛋白质

5.肽链生物合成时信号肽序列（B）

A.决定糖类残基的附着点B.将新生肽链导入内质网

C.控制蛋白质分子的最终构象D.具有疏水性

6.真核生物的翻译起始复合物在何处形成（B）

A.起始密码子AUG处B.5'端的帽子结构

C.TATA框D.CAAT框

7.蛋白质生物合成的终止信号由（D）

A.tRNA识别B.EF识别C.IF（或elF）识别D.RF识别

8.能编码多肽链的最小DNA单位是（A）

A.顺反子B.操纵子C.启动子D.复制子

9.参与原核生物肽链延长的因子是（C）

A.IF1B.IF2C.EF-TuD.RF1

10.参与真核生物肽链延长的因子是（D）

A.eRFB.eIF1C.EF-TuD.eEF1a

简答题：

1.简述核糖体的结构及功能特点：

答：

核糖体的结构：

①真核生物：

由60S大亚基和40S小亚基组成的80S的核糖体；②原核生物：

由50S大亚基和30S小亚基组成的70S的核糖体

功能特点：

合成蛋白质。

在单个核糖体上，包括至少5个功能活性中心，在蛋白质合

成过程中，各有专一的识别作用和功能：

mRNA勺结合部位一一小亚基，结合或接受AA-tRNA的部位大亚基A位，结合或接受肽基tRNA部位大亚基，肽基转移部位大亚基

P位，形成肽键部位（转肽酶中心）大亚基E位。

2.简述氨基酸的活化过程

答：

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。

活化分两步：

①活化：

aa+ATP+E宀氨基酰-AMP释放出PPi

2转移：

氨基酰-AMP转移到tRNA并释放出AMP。

3、论述蛋白质的翻译过程。

答：

蛋白质的翻译即合成过程可分为四个阶段：

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tRNA的3'端合成氨酰-tRNA。

2肽链合成的起始：

核蛋白体大小亚基分离，mRNAfe小亚基上定位结合，起始氨基酰tRNA

与小亚基结合，核蛋白体大亚基结合。

3肽链的延伸：

肽链的延长是在核蛋白体上连续性循环式进行，每次循环增加一个氨基酸，

分为以下三步：

（一）进位：

根据mRNAF—组遗传密码指导，使相应氨基酰-tRNA进入核蛋

白体A位。

（二）成肽:

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；（三）转位：

移位酶利用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。

3肽链合成的的终止与释放：

释放因子识别并与终止密码子结合，水解P位上多肽链与

tRNA之间的二脂键，接着，新生肽链和tRNA从核糖体上释放，核糖体大、小亚基解体，

蛋白质合成结束。

4、原核生物翻译的起始过程

（1）核糖体大小亚基分离

（2）30s小亚基通过SD序列与mRNA莫板相结合

（3）在IF-2和GTP的帮助下fMet-tRNAfMet进入小亚基的P位，tRNA的反密码子与mRNA上密码子配对。

（4）带有tRNA、mRNA和三个翻译起始因子的小亚基起始复合物与50s的大亚基结合，GTP水解释放翻译起始因子。

5、以大肠杆菌为例简述蛋白质合成的过程

从以下四个方面详细论述

（1）氨基酸的活化：

（2）肽链合成的起始：

（3）肽链的延生：

（4）肽链合成的终止：

乳糖操纵子模型内容

（1）Z、YA基因产物由同一条多顺反子mRNA分子所编码。

（2）乳糖操纵子mRNA分子的启动区（P）位于阻遏基因（I）与操纵区（O）之间