分子生物学第4章重点及试题文档格式.docx

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转录起点：

＋1位点，RNA聚合酶的转录起始位点，起始NTP多为ATP或GTP。

转录泡：

在转录时RNA聚合酶Ⅱ（RNAPⅡ）与DNA模板结合，会形成一个泡状结构，成为转录泡。

转录压制：

指转录因子的过度表达，抑制受特异性调节基因的基本转录装置，引起转录抑制。

上游激活序列（UAS）：

TATA框上游的保守序列称为上游启动子元件或上游激活序列。

锌指结构：

在蛋白质中，一小段保守的氨基酸序列（约23个氨基酸残基）结合一个锌离子而形成的一个相对独立的功能域。

终止子（terminator）：

在转录的过程中，提供转录终止信号的RNA序列。

抗终止子：

有的蛋白因子能作用于终止序列，减弱或取消终止子的作用，称为抗终止作用，这种蛋白因子就称为抗终止因子。

/引起抗终止作用的蛋白质。

RNA加工：

指新合成的前体RNA分子所经历的结构和化学方面的修饰与成熟的过程。

帽子结构：

在RNA链长度超过20-30nt之前，其5’端经化学修饰被加上了一个7-甲基鸟苷残基，这种5’末端的修饰称为帽子结构

poly（A）尾巴：

核内不均一RNA和mRNA在其3’-末端的一个独特的结构，由AMP残基组成的长链。

多聚腺苷化（polyadenylation）：

添加poly（A）到RNA分子上的过程。

SD序列：

原核生物起始密码子AUG上游7-12个核苷酸处一段可以与16SrRNA的3’端反向互补保守区。

选择性剪接：

一个hnRNA（pre-mRNA）转录本，通过外显子的剪接、重组，产生多个成熟的mRNA的机制。

组成性剪接：

一个基因的转录产物通过剪接只能产生一种成熟的mRNA.它和选择型剪接的区别是后者可以产生多种成熟mRNA。

剪接体：

在剪接过程中形成的剪接复合物称为剪接体,剪接体的主要组成是蛋白质和小分子的核RNA（snRNA）。

复合物的沉降系数约为50～60S,它是在剪接过程的各个阶段随着snRNA的加入而形成的。

RNA编辑：

指由RNA水平的核苷酸改变所引起的密码子发生变化的一种预定修饰，一种RNA编辑是以另一RNA为模板来修饰mRNA前体。

内含子：

断裂基因的非编码区，可被转录，但在mRNA加工过程中被剪切掉。

外显子：

断裂基因中的编码序列，在剪接后仍保存下来，并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质。

断裂基因：

真核生物结构基因，由若干个编码序列和非编码序列互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码序列再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质。

启动子的清理：

当开放的启动子复合物足够稳定是，RNA聚合酶离开启动子，释放出σ亚基，核心酶空出启动子位点以进行下一次转录起始。

指导RNA：

一类小RNA分子，其部分序列可与被编辑的RNA序列互补。

二、

●3类特异性转录因子：

酸性功能域、富含Gln功能域、富含Pro功能域

以3种方式发挥作用：

①改变DNA构象

②影响基本转录起始复合体装置

③影响其他调节因子的活性

●RNA转录3个过程（起始、延伸、终止）

●真核生物中有三种不同的RNA聚合酶，因此也有三种不同的启动子：

RNApolⅠ启动子、RNApolⅡ启动子、RNApolⅢ启动子。

●说明RNApol全酶各个亚基的主要功能。

（2）σ亚基：

转录起始时与核心酶结合成全酶，使全酶能识别启动子的SextamaBox（－35区，R位点）、PribnowBox（-10区，B位点）,选择并紧密与模板链发生特异性结合。

不同的σ因子与核心酶结合，可识别不同的启动子。

全酶完成转录发动后，σ亚基离开全酶。

可重复使用。

（2）α亚基：

核心酶的组建因子，促使RNApol与DNA模板链结合

前端α因子－－使模板DNA双链解链为单链

尾端α因子－－使解链的单链DNA重新聚合为双链

（3）β亚基：

模板链结合位点，包含RNA/DNA杂交链结合位点

•完成NMP之间的磷酸酯键的连接

•编辑功能（排斥与模板链不互补的碱基）

•与Rho（ρ）因子竞争RNA3’－end

•构成全酶后，β因子含有两个位点：

起始位点I（initiationsite.Rifs）:

对利福平敏感，该位点专一性地结合ATP或者GTP（需要高浓度的ATP或GTP）

延伸位点E（elongationsiteRifR）:

对利福平不敏感，对NTP没有专一性的选择，从而保证了RNA链的延伸

（4）β’亚基：

促进RNA聚合酶与非模板链结合。

RNA聚合酶核心酶4个功能位点：

非模板链结合位点、模板链结合位点、双链DNA解旋位点、双链DNA重绕位点

●原核生物启动子结构及各部分功能。

答：

启动子由两个部分组成：

上游部分：

上游控制因子（UCE）：

CAP-cAMP的结合位点

CAP：

降解物基因活化蛋白

cAMP：

环腺苷酸（cAMP）的受体蛋白

下游部分：

核心启动子（corepromoter）：

－35区（RNApol识别位点，Rsite）、－10区（RNApol结合位点，Bsite）、转录起点（+1位点，Isite）

Sextama盒：

-35区序列（TTGACA），位于复制起点上游35区处的6核苷酸序列，能直接被RNA聚合酶全酶中的σ因子识别并结合。

Pribnow盒：

-10区序列（TATAAT），位于-10区处的6核苷酸序列，能使RNA聚合酶识别DNA双链中的模板链，确保转录的链和方向无误。

●真核生物启动子

①RNApolⅠ：

负责转录rRNA

顺式作用元件：

UPE（上游启动子元件）、Corepromoter（核心启动子元件）

反式作用因子：

UBF（上游启动子元件结合因子）、SL1（选择性因子）

②RNApolⅡ：

负责转录hnRNA（mRNA前体，核不均一RNA）、部分snRNA（核内小分子RNA）

+1区、-30区、-70区、-90区（Capsite、TATA-box、CAAT-box、GCisland）

TFⅡA、TFⅡB、TFⅡD、TFⅡE、TFⅡF、TFⅡH

③RNApolⅢ：

负责转录5SrRNA、tRNA的前体、Alu序列和部分snRNA

内部启动子Ⅰ（Abox、Bbox）内部启动子Ⅱ（Abox、Bbox）

内部启动子Ⅰ（TFⅢC、TFⅢB）内部启动子Ⅱ（TFⅢA、TFⅢC、TFⅢB）（TFⅢC：

辅助TFⅢBTFⅢB：

定位因子，结合到A-box上游）

在UBF与DNA结合后，SL1方可结合上来，它类似原核生物RNA聚合酶中的σ因子，确保RNA聚合酶正确定位在起始点上。

UBF与RNA聚合酶Ⅰ相互作用可识别不同来源的模板，但SL1具有种属特异性。

TFⅢA：

TFⅢA在一行上有9个锌指，他们会插入到5SrRNA基因内部启动子的每一面的大沟中，这就使特异的氨基酸能够与特异的碱基接触并相互作用，形成致密的protein-DNA复合物。

启动子上游元件（USE）：

GC岛（GGGCGG）:

严格控制RNA的转录启动

CAAT盒（GGC（T）CAATCT）：

决定启动子起始转录的效率，增强启动子的强度

●试比较原核和真核细胞的mRNA的异同.

⑴原核生物

①原核生物mRNA的半衰期短。

②许多原核生物mRNA以多顺反子形式存在。

③其5’端无帽子结构，3’端没有或只有较短的poly（A）。

④原核细胞mRNA（包括病毒）有时可以编码几个多肽。

⑤原核生物常以AUG（有时GUG，甚至UUG）作为起始密码子

⑵真核生物：

①其5’端存在帽子结构。

②绝大多数真核生物mRNA具有poly（A）尾巴。

③其RNA最多只能编码一个多肽。

④真核生物几乎永远以AUG为起始密码子。

●剪接分支位点核苷酸是腺嘌呤核糖核苷酸

●RNA链合成的特点：

1.RNA是按5’→3’方向合成

2.以DNA双链中的反义链（模板链）为模板

3.以4种三磷酸核苷（NTPs）为原料

4.根据碱基配对原则

5.各核苷酸间通过形成磷酸二酯键相连

6.不需要引物

7.合成的RNA带有于DNA编码链相同的序列

●真核生物RNA聚合酶Ⅱ转录起始

①TFⅡD因子对TATA盒的识别，TFⅡA与TFⅡD和其中的TBP结合，增强并稳定TFⅡD与TATA盒的结合，形成“前转录起始复合体（TIC）”（TFⅡD因子:

TATA盒结合蛋白TBP、至少8个TBP辅助因子TAF）

②随后TFⅡB作为TFⅡD和RNA聚合酶的桥梁因子，富集高浓度RNA聚合酶到启动子周围，TFⅡF和TFⅡH使DNA解螺旋后有助于RNA聚合酶的转录与移动。

形成“基本转录起始复合体（TIC）”

③TFⅡH的激酶活性使RBPⅡA型的CTD发生高频的磷酸化，转换为ⅡO型的高转录活性的RNA聚合酶。

形成“完全的转录起始复合体（TIC）”

④RNA聚合酶在启动转录前清理转录起始复合体后，仅与TFⅡF因子一起完成转录的延伸

（TFⅡD：

对增强子和沉默子作出反应）

●原核生物与真核生物启动子的主要差别？

原核生物

TTGACA---TATAAT------起始位点

-35-10

真核生物 

增强子---GC---CAAT----TATAA—5mGpp—起始位点

-110-70-25

●增强子的组织和细胞学表达特性：

（1）远距离作用

（2）增强子的位置无需固定，可在受其调控基因的上游、下游、或内部。

（3）一个增强子可以包含一个以上能够被转录激活子识别的元件。

●沉默子：

①可以在远距离调控转录（至少1kb以外）。

②可以使染色质卷曲成浓缩的难以接近的非活性的形式。

与组蛋白的去乙酰化有关。

③沉默子是一种通过延伸DNA的异染色质化而影响染色质结构，形成高密度的异染色质，从而关闭转录的DNA元件。

●绝缘子：

①是一段具有特化染色质结构的区域，能够阻断增强子和沉默子对靶基因的作用效应。

②当绝缘子位于增强子和启动子之间时，可以阻断增强子上的激活子与下游基本转录复合物的结合，从而阻止增强子对启动子的表达效应。

③当绝缘子位于沉默子和启动子之间时，可以提供一道屏障墙，阻止沉默子的异染色质化区域的延伸，从而阻断沉默子对下游靶基因的失活效应。

●终止子：

1）一种是依赖ρ因子（ρfactor）的转录终止子

2）一种是不依赖ρ因子的转录终止子

●帽子结构的功能

①保护mRNA，防止降解。

②将mRNA转运出细胞核。

③增强mRNA的可译性。

④帽子结构是pre-mRNA正确剪切所必需。

⑤与某些RNA病毒的正链RNA的合成有关，抢夺宿主mRNA的帽子

⑥5’端完整的帽子结构将有利于第一个内含子的剪切。

●poly（A）尾巴的作用：

①稳定mRNA，防止降解。

②促进mRNA的翻译。

③在拼接和mRNA向核外运输的过程中发挥作用。

●多腺苷酸化的意义：

①参与新生RNA从DNA/RNA/RNA聚合酶Ⅱ三联体复合物中的释放

②与转录偶联既能促进转录终止，也能防止mRNA“早熟”

③参与前体的3’端内含子的去除

④稳定mRNA

⑤影响翻译效率

●mRNA的降解：

mRNA作为合成蛋白质的模板，在完成任务后，就到达细胞的一定部位死亡。

细胞对于mRNA的命运具有空间控制作用。

过程：

真核细胞中mRNA降解的前奏是先去掉polyA尾，然后触发了5’帽子的去除，最后导致mRNA被一种外切酶从5‘→3’降解。

Ccr4p是一种去掉mRNA的polyA尾巴的酶，而去帽酶则位于P小体内

●第一类内含子剪接的机制：

①剪接活性由35srRNA自身催化（auto-catalysis）完成，剪接过程不需任何酶类与能量的参与。

②剪接反应只要求鸟苷酸的3’-OH。

一处的磷酸酯键转化为另一处新的磷酸酯键，不需以分解高能前体物（NTP）为代价而形成新的磷酸酯键，破坏的磷酸酯键与形成的磷酸酯键总是相等。

这类内含子的剪接包括三次转酯反应

第一次转酯反应由游离的G发动，G的3’-OH攻击内含子的5’末端，产生G-内含子和外显子游离的3’-OH末端。

第二次转酯反应由上一个外显子的3’-OH攻击另一个外显子，并与之相连，同时释放线状的内含子。

游离的线状内含子发生第三次转酯反应而形成环状。

●RNA编辑（RNAEditing）的生物学意义

①形成/删除AUG,UAA,UAG,UGA…

②改变codon信息

③扩大编码的遗传信息量

④mRNAediting较大程度地改变了DNA的遗传信息，使该基因的DNA序列仅是一串简略意义模糊的序列（abbreviated）或称为隐秘基因、模糊基因

●真核生物mRNA5’端帽子结构与3’尾巴结构的主要功能

⑴5’端“帽子”结构的功能：

①稳定mRNA的一级结构，防止mRNA被5’-核酸外切酶所水解；

②为mRNA识别核糖体提供信号，使mRNA较快地与核糖体结合，以提高mRNA对蛋白质的合成效率。

⑵3’端polyA尾巴结构的功能：

①有助于mRNA从细胞核向细胞质转移；

②与保护mRNA的稳定性和维持mRNA的二级结构有关；

③对蛋白质的合成速度有影响。

三、

1、转录是以DNA一条链为模板的RNA的酶促合成。

我们把模板链称为有意链。

2、数个生化反应可由核酶催化，这种具有催化功能的RNA可以剪切自身或其它的RNA分子，或者完成连接或自身剪接反应。

3.hnRNA与mRNA之间的差别主要有两点大小、翻译功能。

4.mRNA在转录开始后不久就与核糖体结合，形成NAP颗粒这种颗粒排列于mRNA分子上，呈串珠状，就像核小体一样。

5、原始转录物的一些序列被修饰，叫做RNA编辑。

6.真核生物mRNA的5'

-帽子结构是m7GpppXpYp,其3'

末端有PolyA结构。

7.原核生物DNA指导的RNA聚合酶的核心酶的组成是α亚基、α亚基、β亚基、β’亚基。

8.真核生物RNA聚合酶III负责转录tRNA、5SrRNA、Alu序列和部分snRNA。

9.在转录过程中RNA聚合酶全酶的σ因子负责识别启动子的SextamaBox（－35区）,并通过σ与模板链结合,核心酶负责转录起始和延伸。

10.将TATA区上游的保守序列称为CAAT盒。

11.真核生物的加工过程中，5’端加上帽子结构，在3’端加上多腺苷酸尾巴，后者由RNA末端腺苷转移酶催化。

如果转录的基因不连续，那么，一定要被切除，并通过剪接，将外显子连在一起。

12.每个锌指的C-末端形成一个α-螺旋，在DNA大沟的转折处与DNA结合。

有锌参与时才具备转录调控活性。

13.GAL4蛋白是参与半乳糖代谢的一套基因表达的正调节因子。

GAL4能够识别这些基因上游激活序列。

14.LexA蛋白是原核生物的阻遏物，在大肠杆菌细胞中，结合在lexA操纵子上，能够阻止下游基因的表达。

LexA蛋白无转录激活域，因为LexA蛋白无转录激活功能。

15.激活域的功能是将RNA聚合酶募集到启动子处，让结构基因开始表达。

16.未甲基化帽子的底物在剪切时，可以被S-腺苷酸-同型半胱氨酸抑制，此物质也是帽子甲基化过程的抑制剂。

17.AAUAAA基序在pre-mRNA多腺苷化位点上游20nt处。

多聚腺苷化的能力取决于一致序列的保守性。

18.多聚腺苷酸化涉及前体mRNA的切割和在切割位点的多聚腺苷酸化两个过程。

19.16SrRNA的3’端即非常保守，又高度自我互补，能形成发卡式结构。

这正好说明了序列配对是动态的，可变的。

20.L19是剪切下来的内含子，L19可以促进RNA重排，作为RNA异构酶；

具有酶的基本共性

21.在gRNA的5’-末端，锚定序列能够引导gRNA到达mRNA将被编辑的区域。

四、

●简述转录的基本过程?

模板识别：

RNA聚合酶与DNA双链启动子相互作用并与之相结合。

↓

转录起始

转录延伸：

RNA聚合酶释放σ因子离开启动子，核心酶沿模板DNA链移动并使新生RNA链不断伸长。

（TFⅡS刺激延伸；

TFⅡS负责转录产物的矫正）

转录终止：

当RNA链延伸到转录终止位点时，RNA聚合酶不再形成新的磷酸二酯键，RNA-DNA杂合物分离，转录泡瓦解，DNA恢复成双链状态，而RNA聚合酶和RNA链都被从模板上释放出来。

●说明poly（A）在分子生物学实验中的应用价值。

a）可将oligo（dT）与载体相连，从总体RNA中分离纯化mRNA

b）用寡聚dT（oligo（dT））为引物，反转录合成cDNA

●Euk.mRNA帽子的种类。

帽子0（Cap-0）m7GpppXpYp-------（共有）m7GN7—甲基鸟苷

帽子1（Cap-1）m7GpppXmpYp--------第一个核苷酸的2’-O位上产生甲基化（AN6位甲基化）

帽子2（Cap-2）m7GpppXmpYmp第二个核苷酸的2’-O位上产生甲基化（A、G、C、U）

●真核生物mRNA前体内含子剪接的信号序列特征是什么？

mRNA前体中内含子的两端边界存在共同的序列，这些序列可能是产生mRNA前体剪接的信号。

多数细胞核mRNA前体中内含子的5’边界序列为GU，3‘边界为AG。

●I型内含子发生改变后，可以产生其他酶的活性吗?

如果可以，是哪些活性?

这意味着I型内含子的催化中心有什么特点？

可以。

这些活性包括：

RNA聚合酶、内切核酸酶、磷酸酶、连接酶的活性。

将I型内含子转变成这些酶的能力表明它能结合于RNA的糖—磷酸骨架并能催化在它前后的几个不同反应。

●转录涉及模板链和编码链的分离，解释在转录中单链DNA是怎样被保护的。

转录过程中控板与编码链分离时，聚合酶覆盖了整个转录泡——从解旋位点到螺旋重新形成位点，因此单链的DNA被保护起来。

●哪三个序列对原核生物mRNA的精确转录是必不可少的?

-35（RNA聚合酶结合位点）、-10（RNA聚合酶起始位点）启动子序列和终止子；

●试证明一个基因中只有一条DNA链作为模板被转录。

若基因两条链均被转录，而RNA聚合酶只能以5’→3’方向合成，所以两条DNA链会以相反方向转录。

两信使携带着彼此互补的反向核苷酸序列，编码不同的多肽。

信使只可以与一条DNA链（重链）互补，因而DNA双链中只有一条链作为转录的模板。

●有一个被认为是mRNA的核苷酸序列，长300个碱基，你怎样才能：

（1）证明此RNA是mRNA而不是tRNA或rRNA。

（2）确定它是真核还是原核mRNA。

根据序列组成进行判断：

（1）此序列太长不可能是tRNA。

如果它是rRNA，应该含有许多特殊元件，同时应具有可以形成发夹环的反向重复序列。

如果是mRNA则应有AUG起始密码子、一段相应的氨基酸密码子和一个相应的终止密码子构成的可读框。

（2）所有的真核生物mRNA在5’端都含有一个7—甲基鸟苷，而且大多数还在3’端有一个长的po1yA尾巴。

这些都是原核生物mRNA所不具有的，但是原核生物mRNA靠近5’端有l—个核糖体结合序列（SD序列）。

●详述怎样加工才能使真核生物mRNA成熟

一、首、尾修饰

1、5’端加帽成熟真核生物mRNA,其结构5’端形成-m7GpppmXpYp-帽子结构

2、3’端加尾多数真核生物mRNA3’端都有多聚（A）尾，长约100－200个核甘酸。

二、真核生物mRNA的剪接

剪接就是在细胞核中，除去hnRNA中的内含子，并在连接酶的作用下，将外显子各部分连接起来的过程。

（1）mRNA前体的剪切部位是在内含子末端的特定部位

（2）套索结构的形成及剪接

（3）剪接体的形成

●现分离了一段DNA片段，可能含有编码多肽的基因的前几个密码子。

该片段的序列组成如下:

5’CGCAGGATCAGTCGATGTCCTGTG3’

3’GCGTCCTAGTCAGCTACAGGACAC5’

（1）哪一条链作为转录的模板链？

（2）mRNA的顺序是什么？

（3）此mRNA能形成二级结构吗？

（4）翻译从哪里开始，朝哪个方向进行？

（5）此DNA最可能是从原核细胞还是真核细胞中分离的？

提示：

mRNA上含有起始密码子AUG对应的编码链上应该是ATG，另一条链即是模板链

DNA的损伤原因是什么?

6、试比较RNA转录与DNA复制的区别？

7、简述σ因子的功能？

注：

转录起始点（p126）、靶基因启动子（p126）、核心酶概念（p128）、转录的基本过程（p131）、三类机制剪接（p160）