分子生物学上文档格式.docx
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⑤H5富含Lys，有种特异性，与H1无明显血缘关系。
〔3〕非组蛋白：
序列特异性DNA结合蛋白，包括酶类、骨架蛋白、核孔复合物蛋白及肌动蛋白、肌球蛋白、微管蛋白、原肌蛋白等。
①HMG蛋白②DNA结合蛋白③A24非组蛋白，它们也可能是染色质的结构成份。
核小体：
200个左右碱基对的DNA与四种组蛋白结合而成。
〔1〕H2A、H2B、H3、H4各两个组成八聚体，为核心DNA。
〔2〕146BP的DNA在外1.75圈。
〔3〕H1于核心颗粒外20bp处。
〔4〕两个相邻核小体以0～80bpDNA连接〔物种间有差异〕。
10“C值悖理〞的定义及根本含义是什么?
c值通常是指一种生物单倍体基因组DNA的总量。
C值悖理：
又叫c值反常现象，指真核细胞基因的最大特点是含有大量的重复序列，而且功能DNA序列大多被不编码蛋白质的非功能DNA所隔开。
真核生物中DNA含量的反常现象。
内容：
1、真核生物中C值随生物进化而增加，高等>
低等。
2、实验证明，两栖动物>
哺乳动物，而且两栖中C值相差很大。
3、由上推断，许多DNA不编码蛋白质，无生理功能。
11原核细胞DNA的根本特点是什么?
1、结构简练
绝大局部用于编码蛋白质，只有非常少的一局部不转录，与真核DNA的冗余不同，且不转录DNA序列通常是控制基因表达序列〔终止信号，DNA聚合酶结合位点等〕。
2、存在转录单元
多顺反子：
原核生物DNA序列中功能相关的DNA和蛋白质基因，往往丛集在基因组的一个或几个特定的部位，形成功能单位或转录单元，它们可能被一起转录为含多个mRNA的分子，那么多顺反子mRNA，其DNA学列就是多顺反子。
原核生物中可存在数个多顺反子及其他如操纵子〔E.coli〕转录功能单位。
3、有重叠基因：
有些DNA可编码两种蛋白质，即为重叠基因。
〔1〕一个基因完全在另一个基因里面；
〔2〕局部重叠；
〔3〕两个基因只有一个碱基对重叠。
以上可用于解释原核生物基因组虽小，但却可以独立完成整个生命活动的原因〔从DNA上说〕。
12DNA三种构型的异同及其主要存在方式.
通常情况下DNA二级结构分成两大类，右手螺旋有A－DNA和B—DNA，左手螺旋有Z－DNA。
DNA的水溶液通常为B－DNA，另外A－T丰富的DNA片段常呈现B－DNA。
DNA的双链中一条被相应的RNA所取代，就会形成A－DNA。
如，在杂交分子或DNA处于转录状态时。
B－DNA中的多聚G－C区易形成左手螺旋DNA，即Z－DNA。
其中B－DNA是最常见的DNA构象，而A－DNA和Z－DNA似乎不具有生物活性。
不同螺旋形式DNA分子主要参数比拟
双螺旋
碱基倾角/〔º
〕
碱基间距/nm
螺旋直径/nm
每轮碱基数
螺旋方向
A-DNA
20
0.26
2.6
11
右
B-DNA
6
0.34
2.0
10
Z-DNA
7
0.37
1.8
12
左
º
13半保存复制、半不连续复制的机理，主要参与的酶与蛋白有哪些？
，复制方向如何？
亲代双链DNA分子在DNA聚合酶的作用下，分别以每条单链DNA分子为模板，聚合与自身碱基可以互补配对的游离的dNTP，合成出两条与亲代DNA分子完全相同的子代DNA分子的过程。
每个子代DNA分子中的一条链来自亲代，DNA另一条链那么是新合成的，这种复制的方式称为半保存复制。
主要参与反响的酶有DNA解旋酶，DNA聚合酶，DNA连接酶，DNA拓扑异构酶。
DNA的复制是由固定的起始点开始的，一般把生物体的复制单位称为复制子。
一个复制子只含一个复制起点。
通常细菌，病毒和线粒体的DNA分子都是作为单个复制子完成复制的，而真核生物基因组可以同时存在多个复制起点上进行双向复制。
半不连续复制：
DNA分子的两条链是反向平行的，一条链为5’→3’，一条链为3’→5’，但所有DNA聚合酶方向都为5’→3’，这就无法就是DNA两条链如何同时进行复制。
日本学者冈崎〔1968〕提出半不连续复制模型，那么认为3’→5’端走向的新链是复制时先合成较短的DNA片断，再由这些5’→3’走向的小片段连接而成，那么每个复制叉中前导链为连续复制，后滞链是反方向的不连续复制。
参加的酶和蛋白：
解旋、解链：
TopⅠ：
解负超螺旋〔W蛋白〕无需能量
TopⅡ：
使双链同时断裂，连接，需ATP。
DNA解链酶：
解开双链，需ATP，滞后链模板5’→3’，Rep蛋白：
沿前导链模板3’→5’。
单链结合蛋白：
SSB蛋白：
稳定单链，阻止复性，包袱单链不被降解，不起解链作用。
复制的引发：
前导链：
合成RNA引物，后滞链：
引发体n、n’、n’’、DnaB、C、I。
引发酶：
Primase，与6种蛋白质组成引发体，与RNApolyase引发后滞链的引物RNA。
RNA聚合酶：
合成DNA引物。
复制的延伸：
DNA聚合酶Ⅰ：
1、5’→3’聚合酶活性；
2、3’→5’核酸外切酶活性，既可合成又可降解DNA，保证复制准确性；
3、5’→3’外切酶功能，水解5’末端，去除5’端RNA引物。
DNA聚合酶Ⅱ：
1、5’→3’聚合酶，活性低；
2、3’→5’外切酶，主要起修复作用。
DNA聚合酶Ⅲ：
7种不同亚单位9个亚基，生物活性形式为二聚体；
1、5’→3’聚合酶，活力较强，主要酶；
2、3’→5’外切酶。
复制的终止：
RNA水解酶，DNApolyaseⅠ降解RNA引物，并由DNA聚合酶Ⅰ补齐缺口。
DNA连接酶：
将两个冈崎片断连起来。
复制的方向：
以双向等速方式为主
复制叉：
复制时，双链DNA需解开成两股链分别进行，所以复制起点呈叉子形式。
复制子：
一般把生物体的复制单位称为复制子，一个复制单位只含一个复制起点。
1、单起点、单方向：
腺病毒
2、单起点、双方向；
细菌、病毒、线粒体〔T7大肠杆菌〕
3、多起点、双方向：
真核细胞，大多原核生物。
14环状DNA双链复制有几种类型？
线性：
双向复制时复制叉呈“眼〞型。
环状：
1、θ型：
起点OriC，DNA解旋松开，形成两个相反复制叉。
2、滚环型：
单向复制的特殊方式，DNA被专一切割，形成自由5’端被从环中置换出来并被单链DNA结合蛋白覆盖，使3’-OH端绕DNA环延伸。
3、D-loop：
单向复制的特殊方式〔动物线粒体中先发现〕，双链在固定点解开复制，
但两条链的合成高度不对称，互补链\游离单环〔D-loop〕。
15复制起始位点的特征是什么？
复制时，双链DNA要解开成两股链分别进行，所以，这个复制起点呈现叉子的形式，被称为复制叉。
对一个生物体基因组而言，复制起点是固定的，表现为固定的序列，并识别参与复制起始的特殊蛋白质。
16E.coliDNAPolymeraseI,II,III性质的比拟P47
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
3’→5’外切
＋
5’→3’外切
－
新生链合成
生物学活性
1
0.05
15
结构基因
polA
polB
polC
1、都需要模板指导，以dNTP作为底物，且需要3’－OH的引物链，聚合反响方向为5’→3’。
2、都有3’→5’外切活性，起核对作用。
3、Ⅰ有Ⅱ、Ⅲ无5’→3’外切活性。
4、Ⅰ为单一多肽链，Ⅱ、Ⅲ为亚基酶。
17线性DNA5’端的复制如何?
其生物学意义如何?
线性DNA复制中的RNA引物被切除后，留下5’端局部单链DNA，不能为DNA聚合酶所作用，使子链短于母链。
T4和T7噬菌体DNA通过其末端的简并性使不同链的3’端因互补而结合，其缺口被聚合酶作用填满，再经过DNA连接酶作用生成二联体。
这个过程可重复进行直到生成原长20多倍的多联体，并由噬菌体DNA编码的核酸酶特异切割形成单位长度的DNA分子。
18DNA的修复有哪几类?
1、切除修复：
〔1〕碱基切除：
在糖苷水解酶等一系列酶的作用下，将受损部位产生的AP位点核苷酸在内的DNA小片段切除，由DNApolyaseI以另一条完整链为模板合成新片断，由DNA连接酶连接新链的过程。
〔2〕核苷酸切除：
核苷酸发生损伤后，由DNA切割酶在已损伤的核苷酸3’、5’分别切开磷酸糖苷键，移去小片断后由DNApolyaseI合成新片断，并由DNA连接酶完成修复中的最后一道工序。
2、错配修复：
Dam甲基化酶可使DNA5’的GATC序列中腺苷酸－N6位甲基化。
一旦复制起始。
母链就会在开始复制前几秒至及分钟内部被甲基化，只要两条DNA碱基出现错配，修复系统会“保存母链，修正子链〞，使子链中错配碱基被切除修复。
3、直接修复：
把被损伤的碱基回复到原来的状态，并不需要切除碱基或核苷酸，光复活作用:
DNA光解酶。
O6－甲基鸟嘌呤脱甲基化的甲基化转移酶G－T错配单链断裂修复
4、重组修复：
复制后修复，机体细胞可以对再复制起始时尚未修复的DNA损伤部位可以先复制再修复。
5、易错修复和SOS应急反响：
生物体为保细胞存活，受损部位既使出现不配对碱基也照样复制，出现高突变率。
19描述复合转座子的结构特征,转座的遗传效应表现在哪几个方面?
P54
转座子：
存在于染色体DNA上，可自主复制和位移的根本单位。
转座：
一个转座子由基因组的一个位置转移到另一个位置的过程。
结构和分类：
1、插入序列〔IS〕：
不含任何宿主基因，本身不具表形效应，只有转座到某一基因附近或插入某一基因内部后，引起失活或极性效应才可判断其存在。
结构：
〔1〕很小的DNA片断，1kb。
〔2〕末端有倒置重复序列。
〔3〕转座时往往宿主靶位点一小段DNA形成IS两端的正向重复序列。
〔4〕除IS1外，所有IS序列只有一个开放读码框。
2复合转座因子：
一类带有某些抗药性基因〔或其他宿主基因〕的转座子。
功能基因两翼往往是两个相同或高度同源的IS序列。
〔说明IS序列插入到某个功能基因两端时可能产生复合转座子〕。
*转座能力由IS序列决定和调节。
TnA家族：
有3个基因，其中一个编码β－内酰胺酶，另两个是转座作用必须的。
遗传效应：
〔1〕插入突变：
假设位于某操纵子之前，可能极性突变，失活。
〔2〕残生新基因。
〔3〕产生染色体畸变：
假设复制性转座发生在原有位点附近时，导致两个拷贝同源重组，引起DNA缺失或倒位。
〔4〕引起生物进化：
可使原来相距甚远的基因组合倒一起，构建成一个操纵子单元，也可能产生新功能蛋白。
20转录的起始序列是什么?
它的主要结构特征。
原核：
－10TATA区，－35TTGACA区，启动区范围较小。
真核：
－25～－35TATA区，－70～－80CAAT区，调控区较大，还拥有GC区和增强子区。
21真核生物转录的主要成分有哪些？
P66
DNA模板，游离的核糖核酸，含σ因子的RNA聚合酶，转录调控因子。
真核生物RNA聚合酶不能直接识别基因的启动区，所以需要一些被称为转录调控因子的辅助蛋白按特定顺序结合在启动子上，RNA聚合酶才与之结合成复杂的前起始复合物。
22RNA聚合酶全酶与核心酶的组成成分及其作用是什么？
主要区别？
以DNA为指导的RNA聚合酶：
〔1〕以4种核糖核苷三磷酸NTP作为底物，DNA为模板，Mn2+/Mg2+辅助因子。
〔2〕不需要任何引物。
〔3〕是转录过程种最重要的酶，但无校对功能。
核心酶：
〔原核〕2个α、β、β’、ω亚基组成。
全酶：
核心酶加上一个σ亚基，只有σ存在时，转录起始才进行，σ亚基为起始亚基。
〔启动子选择和转录的起始〕
α：
核心酶组装，启动子识别，参与RNApolyase和局部调节因子相互作用。
β、β’：
共同组成RNA聚合酶反响中心，与真核的两个大亚基有同源性。
ω：
功能未知。
σ：
是酶的别构效应物，提高RNA聚合酶对启动子DNA亲和力，专一性识别模板上的启动子；
不同σ因子识别不同启动子。
区别：
核心酶无起始聚合酶活性，只能使已开始转录的RNA延长。
关于转录的几个概念
编码链：
有意义链，与mRNA序列相同的DNA链。
模板链：
反义链，根据碱基互补原那么指导mRNA合成的DNA链。
mRNA：
编码特定蛋白质序列的信使RNA。
tRNA：
能特异性解读mRNA种的遗传信息。
将其转化成相应AA后参加肽链的转移RNA。
rRNA：
直接参与核糖体中蛋白质合成的核糖体RNA。
启动子：
5’确保转录精确而有效地起始的序列。
〔有转录起始特异性〕
转录单元：
从启动子开始至终止子结束的DNA序列。
转录起点：
指与新生DNA链上第一个核苷酸相对应的DNA链上的碱基。
〔通常为嘌呤〕
23真核细胞中三类RNA聚合酶的转录产物的定位及其对α-鹅膏蕈碱的敏感性。
P69
酶
细胞内定位
转录产物
相对活性
敏感程度
DNApolyaseⅠ
核仁
rRNA
50～70％
DNApolyaseⅡ
核质
hnRNA
20～40％
DNApolyaseⅢ
tRNA
≈10％
存在物种特异
1、三种聚合酶中有两个行对分子量超过1×
105的大亚基；
2、同种生物3类聚合酶有“共享〞小亚基的倾向。
3、线粒体和叶绿体RNA聚合酶活性不受α－鹅膏蕈碱所抑制。
24试述转录的根本过程。
模板识别：
RNA聚合酶与启动子区相互结合。
转录起始前，启动子附近的DNA双链会分开形成转录泡，促使底物NTP，与模板DNA配对。
转录起始：
RNA上第二个核苷酸键的产生。
转录起始后直到形成9个核苷酸短链使通过启动子阶段，转录开始进入正常的延伸阶段。
转录的延伸：
RNA聚合酶离开启动子，沿DNA链移动，DNA双链持续解开，新生RNA链以DNA为模板不断在3’端延长，在接连区形成DNA-RNA杂合物。
在解链区后面，DFNA模板链与原先配对的非模板链重新结合成双螺旋。
转录终止：
延伸到终止位点时，RNApolyase不再形成新的磷酸二酯键，RNA-DNA杂合物别离，转录泡瓦解，DNA恢复双链，RNA被释放。
25何谓增强子其作用机制和特点是什么？
增强子：
能强化转录起始的序列为增强子或强化子。
机理：
可能通过影响染色质DNA－蛋白质结构或改变超螺旋的密度而改变模板的整体结构，从而使得RNA聚合酶更容易与模板结合，起始基因转录。
特点：
1、72bp，起始位点约200bp处。
2、保存或将之插在DNA任何局部，都能保持基因的正常转录。
26真核生物的启动子区的主要结构特征是什么？
各局部的作用如何？
〔原核生物：
－10bpTATA区－35bpTTGACA区〕
真核生物：
－25～30bpTATA区，－70～－78bpCAAT区，GC区上游启动子原件UPE或上游激活序列UAS
TATA区：
使转录精确地开始，提供结合位点。
CAAT区：
控制转录起始的频率，根本不参加起始位点确实定。
GC区同上
27原核生物与真核生物mRNA的特征主要表现在什么地方？
单顺反子：
只编码一个蛋白质的mRNA称为单顺反子。
编码多个蛋白质的mRNA。
原核
真核
1、mRNA半衰期短，细菌的转录和翻译是紧密相连的，一旦转录开始，核糖体就结合到mRNA5’端启动蛋白结合，当一个mRNA5’开始降解时，3’可能仍在合成或被翻译。
1、5’端存在“帽子〞结构，一般以为是GTP与原mDNA5’ATP，GTP缩合反响物。
mRNA帽子常被甲基化；
帽子结构可能使mRNA免受核酸酶破坏。
2、以多顺反子形式存在，对于第一个顺反子来说，一旦mRNA5’被合成，翻译起始位点即可与核糖体相结合，而后面几个顺反子翻译的起始就会受上游顺反子结构的调控。
mRNA可分为：
①编码区②位于AUG之前5’端上游非编码区③终止密码之后不翻译的3’端下游非编码区。
2、具有poly〔A〕尾巴〔绝大多数〕，使mRNA由细胞核进入细胞质所必需的形式，大大提高了mRNA在细胞质中的稳定性。
3、原核mRNA5’端无帽子结构，3’端无poly（A）或只有较短的poly（A）
3、几乎都是单顺反子，通过RNA聚合酶Ⅱ
进行转录。
4、常以AUG，有时以GUG，UUG作为起始密码子。
4、相对分子量较大的前体RNA出现在核内，只有成熟的，相对分子量明显变小并经过化学修饰的mRNA才进入胞质。
5、永远以AUG作为起始。
28DNA甲基化状态可能调节DNA复制的机理如何？
P250
DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。
DNA甲基化主要形成5－甲基胞嘧啶〔5－mC〕和少量的N6－甲基腺嘌呤〔N6－mA〕及7－甲基鸟嘌呤〔7－mG〕。
在真核生物中，5－甲基胞嘧啶主要出现在CpG序列、CpXpG、CCA/TGG和GATC中。
DNA甲基化抑制基因转录的机理：
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。
研究说明，当组蛋白H1与含CCGG序列的甲基化或非甲基化DNA分别形成复合体时，DNA的构型存在着很大的差异，甲基化到达一定程度时会发生从常规的B-DNA向Z-DNA的过渡。
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。
5－甲基胞嘧啶在DNA上并不是随机分布的，基因的5’端和3’端往往富含甲基化位点，而启动区DNA分子上的甲基化密度与基因转录受抑制的程度密切相关。
对于弱启动子来说，稀少的甲基化就能使其完全失去转录活性。
当这一类启动子被增强时〔带有增强子〕，既使不去甲基化也可以恢复其转录活性。
假设进一步提高甲基化密度，即使增强后的启动子仍无转录活性。
因为甲基化对转录的抑制强度与MeCP1结合DNA的能力成正相关，甲基化CpG的密度和启动子强度之间的平衡决定了该启动子是否具有转录活性。
DNA的甲基化还提高了该位点的突变频率。
真核生物中5－mC主要出现在5’－CpG－3’序列中，5－mC脱氨后生成的胸腺嘧啶，不易被识别和矫正。
因此，特定部位的5－mC脱氨反响，将在DNA分子中引入可遗传的转化〔C－T〕，假设位点突变发生在DNA功能区域，就可能造成基因表达的紊乱。
由于CpG甲基化增加了胞嘧啶残基突变的可能性，5－mC也作为内源性诱变剂或致癌因子调节基因表达。
29DNA转录终止的机制是什么？
终止子：
能提供转录终止信号的DNA序列。
终止因子：
协助RNA聚合酶识别终止信号的蛋白因子。
1、不依赖ρ因子的终止
终止位点上游一般存在一个富含GC碱基的二重对称区，转录产生的RNA易形成发卡结构；
终止位点前有一端由4～8个A组成的序列，转录产物的3’端的寡聚U。
新生DNA中的发卡结构会导致RNA聚合酶的暂停，破坏RNA-DNA杂合链5’端的正常结构；
寡聚U使杂合链的3’局部出现不稳定rU•da区域。
两者共同作用使RNA从三元复合物中解离出来。
终止效率与二重对称序列和寡聚U的长短有关。
2、依赖ρ因子的终止
无GC二重对称序列及寡聚U
ρ因子使一个相对分子量2.0×
105六聚体蛋白，是一种NTP水解酶。
RNA合成起始后，ρ因子即附着在新生的RNA链上，靠ATP水解能量，沿5’→3’朝RNA聚合酶移动，到达RNA的3’－OH端后取代了暂停在终点位上的RNA聚合酶，使之从模板DNA释放nRNA，完成转录。
30RNA的I、Ⅱ内含子的剪切机制是什么？
它与mRNA内含子剪切作用机制有什么不同？
P91-92
mRNA前体中主要〔GU-AG类〕和次要〔AU-AC类〕内含子的剪接方式不同的是Ⅰ、Ⅱ类内含子，因为带有这些内含子的RNA本身具有催化活性，能进行内含子的自我剪接。
Ⅰ型：
1、鸟苷或鸟苷酸的3’－OH作为亲核基团攻击内含子5’端磷酸二酯键，从上游切开DNA链；
2、再由上游外显子〔第一个〕的自由3’－OH作为亲核基团攻击内含子3’核苷酸的磷酸二酯键，使内含子被完全切开〔不发生水解，无需供能〕；
3、上下游两个外显子通过新的磷酸二酯键相连。
Ⅱ型：
1、内含子本身的某个腺苷酸2’－OH作为亲核基团攻击5’端的磷酸二酯键，从上游切开RNA链后形成套索状结构；
2、再由上游外显子的自由3’－OH作为亲核基团攻击内含子3’位核苷酸上的磷酸二酯键，使内含子被完全切开；
许多分子量较小的核内RNA〔U1,U2,U4,U5,U6〕以及与这些RNA结合的核蛋白〔snRNA〕参与RNA剪接。
1、mRNA链上每个内含子3’，5’分别与不同snRNP相结合，形成RNA-RNP复合物；
2、一般，由U1snRNA以碱基互补的方式识别mRNA前体5’剪接点，由结合再3’剪接点上游富含嘧啶区的U2AF识别3’剪接点并引导U2snRNP与分支点相结合，形成剪接体，并进一步与U4,U5,U6snRNP三聚体相结合，形成60s剪接体，进行RNA前体分子剪接。
保守序列GU-AG,AU-AC次要
Ⅰ、Ⅱ型剪接本身具
升级会员 