分子生物学复习题大整理Word文档下载推荐.docx
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其中mRNA基因通过转录和翻译，能产生对应的蛋白质，这种蛋白是细胞中重要的结构和功能物质，mRNA基因称为结构基因。
调节基因通过转录和翻译也能产生对应蛋白，对转录基因有调节作用。
tRNA基因、rRNA基因能转录，但不能翻译成对应的蛋白，只能在合成蛋白的过程中发挥特定作用，如果没有tRNA基因、rRNA基因，蛋白质的合成是不能进行的。
启动基因是RNA转录酶识别盒结合的序列，操纵基因是阻遏蛋白结合的序列，他们虽不能转录、翻译成多肽，但这两种特定的核苷酸序列发生改变，就会改变相应结构极影的活性，就此意义上讲，他们也具有特定的遗传效应，所以也称为基因。
2．举例解释蛋白质二级结构、超二级结构（MOTIF）、三级结构、DOMAIN和四级结构。
蛋白质二级结构（secondarystructureofprotein）指它的多肽链中有规则重复的构象，限于主链原子的局部空间排列，不包括与肽链其他区段的相互关系及侧链构象。
二级结构主要有α-螺旋、β-折叠、β-转角。
常见的二级结构有α-螺旋和β-折叠。
二级结构是通过骨架上的羰基和酰胺基团之间形成的氢键维持的，氢键是稳定二级结构的主要作用力。
α-螺旋（α-helix）：
蛋白质中常见的一种二级结构，肽链主链绕假想的中心轴盘绕成螺旋状，一般都是右手螺旋结构，螺旋是靠链内氢键维持的。
每个氨基酸残基（第n个）的羰基氧与多肽链C端方向的第4个残基（第n+4个）的酰胺氮形成氢键。
在典型的右手α-螺旋结构中，螺距为0.54nm，每一圈含有3.6个氨基酸残基，每个残基沿着螺旋的长轴上升0.15nm。
螺旋的半径为0.23nm。
β-折叠（β-sheet）是蛋白质中的常见的二级结构，是由伸展的多肽链组成的。
折叠片的构象是通过一个肽键的羰基氧和位于同一个肽链或相邻肽链的另一个酰胺氢之间形成的氢键维持的。
氢键几乎都垂直伸展的肽链，这些肽链可以是平行排列（走向都是由N到C方向）；
或者是反平行排列（肽链反向排列）。
超二级结构也称之基元（motif）。
是指在球状蛋白质分子的一级结构的基础上，相邻的二级结构单位（α螺旋β折叠等）在三维折叠中相互靠近，彼此作用，在局部形成规则的二级结构组合体，这种组合体就是超二级结构。
αα组合形式：
若干二级结构可以特殊的几何组合出现在蛋白质结构中，这些组合起来的结构单元称作超二级结构或花样。
超二级结构可与某些特殊的生物功能相联系，也可仅作为结构的组装块。
α-环-α花样是含有两个α-螺旋，并以一个环区域相连接的具有特殊功能的超二级结构。
在已知的蛋白质结构中观察到两种这样的花样，一种是DNA结合花样，另一种是钙结合花样又称EF手，每种都有自己的几何形状和所需的氨基酸残基序列。
EF手出现在来自肌肉的蛋白Parvalbumin，troponin以及calmodulin等结构中，它们通过结合钙来调节细胞功能的变化。
EF手提供了一个维持钙配基的支架用于结合和释放钙，这是人们在蛋白质结构中首先认识的功能花样之一。
ββ组合形式：
发夹β或β-环-β花样是两条反平行的β-链，通过一个环相连接构成的超二级结构，在蛋白质结构中频繁出现。
Β-回折中相邻近的两条β链易形成这种发夹β花样。
两条β链之间的环的长度不等，一般为2-5个残基。
与α-环-α花样不同的是，发夹β花样无特殊的功能。
蛋白质的三级结构是指球状蛋白质的多肽链在二级结构的基础上相互配置而形成特定的构象。
α螺旋、β折叠、β转角和无规则卷曲等二级结构通过侧链基团的相互作用进一步卷曲、折叠，借助次级键的维系形成三级结构，三级结构的形成使肽链中所有的原子都达到空间上的重新排布，它是建立在二级结构、超二级结构和结构域基础上的球状蛋白质的高级空间结构。
1.含多种二级结构单元；
2.有明显的折叠层次；
3.为紧密的球状或椭球状实体；
4.分子表面有一空穴（活性部位）；
5.疏水侧链埋藏在分子内部，亲水侧链暴露在分子表面；
在蛋白质三级结构内的独立折叠单元。
结构域通常都是几个超二级结构单元的组合。
结构域：
指蛋白质多肽链在二级结构的基础上进一步卷曲折叠成几个相对独立的近似球形的组装体。
结构域（StructuralDomain）是介于二级和三级结构之间的另一种结构层次。
所谓结构域是指蛋白质亚基结构中明显分开的紧密球状结构区域，又称为辖区。
多肽链首先是在某些区域相邻的氨基酸残基形成有规则的二级结构，然后，又由相邻的二级结构片段集装在一起形成超二级结构，在此基础上多肽链折叠成近似于球状的三级结构。
对于较大的蛋白质分子或亚基，多肽链往往由两个或多个在空间上可明显区分的、相对独立的区域性结构缔合而成三级结构，这种相对独立的区域性结构就称为结构域。
对于较小的蛋白质分子或亚基来说，结构域和它的三级结构往往是一个意思，也就是说这些蛋白质或亚基是单结构域。
结构域自身是紧密装配的，但结构域与结构域之间关系松懈。
大分子蛋白质常由多条多肽链所组成，每条多肽链各具独立的三级结构。
蛋白质的四级结构是指几个各具独立三级结构之多肽链的相互结集、以特定的方式接触、排列形成更高层次的大分子蛋白质的空间构象。
在蛋白质四级结构中，每个各具独立三级结构的多肽链称为亚基。
组成蛋白质的亚基数多为偶数，可以是同种或不同种的亚基，不同种的亚基一般都用α、β命名，酶调节与催化亚基多用R、C表示。
在具有四级结构蛋白质分子中，亚基单独存在不具有生物活性，但并不是所有蛋白质分子都具有四级结构的，大多数蛋白质只具三级结构已有生物活性，只有分子更大的蛋白质才具有四级结构。
3．简述Proteasomes结构与功能。
蛋白质泛素依赖特异性降解的场所—26S蛋白酶体。
蛋白酶体广泛分布于真核生物的细胞核和细胞质，负责细胞内绝大多数蛋白的降解，他是一种巨大的依赖于泛素的具有多种蛋白水解酶活性的复合蛋白酶。
蛋白酶体由几十个亚基组成，蛋白水解活性封闭在一个筒形的空腔中，同时阻止正常折叠的蛋白进入降解腔。
26S蛋白酶体由20S核心复合物和19S调节复合物组成。
20S核心颗粒是一种不依赖ATP和泛素的蛋白酶，由4个同轴的7亚基组成的七聚体环垒叠形成开口的筒状中空结构，切割蛋白的活性位点位于腔内，即蛋白水解室。
核心颗粒两端各连接一个19S调节颗粒，这含有多个ATP酶活性位点和泛素结合位点。
该颗粒作用是识别多聚泛素化降解信号，介导底物的去折叠反应，并使待降解底物进入20S水解腔内被降解为小肽。
20S筒状核心颗粒由4个环状结构的垛叠成具有两端开口的筒状中空结构，中部2个环状结构分别由7种β亚基组成，上下两端环状结构由7种a亚基组成。
位于筒状外侧的a环作用：
控制底物的进入和降解产物的释放，防止细胞内非降解蛋白误入β降解腔，容纳相当数量的待降解底物和部分降解产物，介导19S调节复合物与核心复合物的结合。
19S调节颗粒由17个不同亚基组成分为基底复合物和盖复合物两部分。
基底由9个亚基组成，与20S蛋白酶体的a环相连，由6个具有ATP酶活性的亚基（RPT）和4个非ATP酶活性亚基（RPN）组成。
在蛋白降解过程中，RPT亚基在ATP水解产生能量的条件下开启20S核心复合物降解腔，帮助降解底物的去折叠以及降解底物和产物进出降解腔。
4个RPN亚基可能具有与不同底物蛋白结合的位点，使底物蛋白和26S蛋白酶体结合。
4．简述泛素化蛋白降解途径。
泛素—蛋白酶体途径依赖于ATP和泛素，能高度选择性地进行细胞内胞质和胞核蛋白质的降解。
这一通路包活泛素、泛素激活酶（E1）、泛素结合酶（E2）、泛素连接酶（E3）、去泛素化酶（DUB）和蛋白酶体（Proteasomes），这条通路包活5步：
1）泛素激活酶（E1）在ATP存在的条件下，催化游离泛素活化，形成过渡复合物泛素—AMP，然后，E1以硫羟酸酯键与泛素的C端结合，形成泛素—E1复合物。
2）泛素结合酶（E2）取代泛素—E1复合物中的E1，形成泛素—E2复合物，E1离开泛素。
3）泛素连接酶（E3）与E2协同作用，将泛素的C末端羧基与底物蛋白的赖氨酸残基以共价键结合，使底物蛋白连上一个泛素标记；
随后，底物蛋白泛素链的LYS残基在E3的催化下与泛素—E2复合物作用，再连接一个泛素，该过程重复多次，从而使靶蛋白多聚泛素化。
4）多聚泛素化的蛋白被蛋白酶体识别并降解成短的小肽。
5）同时在去泛素化酶（DUB）的催化下，泛素链从底物蛋白上脱落，分解成单个游离的泛素。
游离的泛素在参与其他底物蛋白的泛素化过程。
5．何谓LongInterspersedNuclearElements，你认为该序列的进化起源是什么？
答：
散在重复序列：
散在方式分布于基因组内的重复序列。
这类DNA序列一般都是中度重复序列。
根据重复序列的长度可以分为4类：
长散在重复序列（LINE）、短分散重复序列（SINE）、长末端重复序列、DNA转座子。
Longinterspersednuclearelements:
目的基因组测序发现,在哺乳动物的基因组中,单拷贝基因内和基因之间散布着大量的转座子,这些转座子曾经被认为是无用的“垃圾序列”。
这些转座子中最有代表性的就是LINE-1（longinterspersednuclearelements1,长散布重复序列1,简称L1）。
L1是人类基因组中含量最多的自主性逆转录转座子,约占人类基因组DNA的17%。
哺乳动物基因组中约1/3的成分都直接或间接跟L1逆转录转座有关。
L1有2个开放读码框（openedreadingframe）,编码2种蛋白质:
ORF1——编码的蛋白有RNA结合活性,ORF2——编码的蛋白有核酸内切酶和逆转录酶两种活性,2种蛋白都是L1转座所必需的。
迄今为止已发现L1与多种生物学现象关联,包括基因突变,X染色体失活,基因重排,基因表达沉默,肿瘤发生,生物进化等。
在机体免疫系统中,T细胞和B细胞抗原受体等位基因排斥,IL-2、IL-4的基因表达都与L1有关。
最近,已有研究表明:
L1序列能够下调基因的表达——Han将L1/2的ORF2（L1重复序列的一部分）和LacZ分别插入到GFP报告基因下游。
与插入LacZ的序列比较,。
。
LINE是可以自主转座的一类反转录转座子，来源于RNA聚合酶Ⅱ的转录产物。
L1是LINE中的一种重复序列，长约6500bp，哺乳动物基因组中的拷贝数可多达10万份，主要集中在AT富集区。
从LINE的结构分析，它并不具有反转录病毒特有的LTR，因此曾把LINE归于非病毒超家族。
测序的结果发现LINEL1的一个可读框同反转录酶是同源的，这提示LINE可能来源于能够编码转座所需的酶进行自主转座的可动元件，所以现在在分类时被归为人病毒超家族。
L1插入片段的全长原初元件可能是哺乳动物中有活性的反转录转座子的来源。
L1被认为是人类基因组中主要的可动因子，它不仅能自主转座，而且它的蛋白质产物可促使非自主转座因子的反转录转座。
6．
简述大肠杆菌DNA聚合酶III各亚基的功能。
DNA聚合酶Ⅲ是在大肠杆菌中主要的复制聚合酶。
DNApolⅢ是一种多亚基的蛋白。
在DNA新链的从头合成（denovo）中起复制酶的作用。
DNA聚合酶Ⅲ主要由2个部分组成：
核心酶和全酶
DNA聚合酶III是多亚基组成的蛋白质,它在细胞中含量很少,在每个细胞中只有10～20个拷贝的全酶，PolIII全酶由α,β,γ,δ,ε,θ,τ,δ'
χ,ψ10种不同的亚基组成
核心酶主要负责基本的酶活性，由α,ε，θ组成。
α亚基由polC基因编码，具有5'
→3'
方向合成DNA的催化活性,每秒可以合成8个核苷酸，但不具有校正功能。
ε亚基由dnaQ基因编码，具有3'
→5'
外切核酸酶的校对功能,在体内其基本功能是控制复制的忠实性,ε亚基常与α亚基形成一个紧密的1:
l复合物,协同发挥功能.
θ亚基由holE基因编码，使核心酶相互连接
全酶是dna聚合酶iii中功能部分，包含所有必要的行使酶功能的亚基。
τ亚基使核心酶形成二聚体，与模板连接，具有ATP活性。
β亚基是以二聚体的形式存在的.在复制过程中β二聚体环绕着DNA,并能在DNA上自由滑动,构成一个滑动钳.滑动钳可把全酶束缚在模板DNA上,从而保证高度的进行性和聚合反应速度。
γ复合物是β滑动钳的载体,可帮助β滑动钳结合到DNA上.γ复合物含有5个不同的亚基,形成一种化学计量为γ2δ1δ'
1χ1ψ1的结构.β二聚体自己并不能组装到DNA上,它是通过γ复合物与ATP协同作用催化ATP的水解而组装到DNA上的.
7．阐明端粒结构与端粒酶的功能。
端粒是真核细胞染色体末端的特殊结构，是由端粒DNA和与端粒DNA特异结合的端粒结合蛋白组成的核糖核酸的蛋白质复合物，DNA由简单的串联重复序列组成.它的合成由一个特殊的具有反转录活性的核糖核蛋白端粒酶完成.端粒对染色体、整个生物基因组,甚至对细胞的稳定都具有重要意义.在真核生物包括原虫、真菌、纤毛虫、植物和哺乳动物中都存在。
端粒DNA由非编码的重复序列组成，不同物种的DNA重复序列的重复数不同，如人与其他脊椎动物约为2000个，例如在人中，端粒的重复系列是TTAGGG，而在纤毛虫中是TTGGGG。
端粒高度的保守性表明端粒具有非常重要的作用．其主要功能包括：
（1）保护染色体末端[25]．真核生物的端粒DNA如帽子一般保护染色体末端免于被化学修饰或被核酶降解，同时可能还有防止端粒酶对端粒进行进一步延伸的作用．改变端粒酶的模板序列将导致端粒的改变，从而诱导细胞衰老和死亡．
（2）解决染色体复制时末端丢失问题．细胞分裂、染色体进行半保留复制时存在染色体末端丢失的问题．随着细胞的不断分裂，DNA丢失过多，将导致染色体断端彼此发生融合，形成双中心染色体、环状染色体或其他不稳定形式．端粒的存在可以起到缓冲保护的作用，从而防止染色体在复制过程中发生丢失或形成不稳定结构．（3）细胞的“生命钟”．染色体复制的上述特点决定了细胞分裂的次数是有限的，端粒的长度决定了细胞的寿命，故而被称为“生命的时钟”．（4）固定作用．染色体的末端位于细胞核边缘，人类端粒DNA和核基质中的蛋白相互；
作用，以TTAGGG结构附着于细胞核基质．
补充（只做了解）端粒的复制：
细胞有丝分裂需要染色体的复制，按照经典的复制模式，染色体DNA双链不能完全复制后续链上的最后几个核苷酸，造成子代细胞中DNA双链的其中一条链（5′端）缩短而另一条链（3′端）形成富G的突出链．所以每次细胞分裂就会造成端粒相应地缩短，这就是所谓的“末端复制问题”．真核生物依靠端粒酶解决染色体的末端复制问题．端粒酶发挥作用时，它直接作用于端粒的领先链进行阵发式的延伸，而端粒的滞后链是由DNA聚合酶按照常规的方式合成的，且端粒领先链与滞后链的合成紧密相关．事实上，当滞后链的聚合酶出现某些缺陷时，端粒酶也不再介导领先链的合成．如果滞后链不伴随领先链的合成而延长的话，端粒酶将在染色体的末端产生一段很长的单链片段，这种单链片段不仅容易引起染色体的高度重组，而且极容易被视作DNA损伤的信号引起细胞周期检测点的抑制．因此，领先链和滞后链的相伴而行对提高基因
组的稳定性具有极其重要的意义
端粒酶是一种能将真核生物染色体末端DNA端粒DNA加以延伸的酶．它是一种核酸蛋白质复合物．目前认为端粒酶是由端粒酶RNA组分（telomeraseRNA，TR），端粒酶相关蛋白和端粒酶催化亚基（telomerasereversetranscriptase，TERT）三部分组成的蛋白质复合物。
它解决染色体的末端问题,归属于逆转录酶家族又和逆转录酶有一定的差别.端粒酶的过度表达和细胞的永生化和癌变直接相关.端粒酶的结构和功能决定了它在肿瘤与癌症治疗等方面具有广泛的应用前景.
端粒酶结构中的核酸部分为RNA，又分为模板区与非模板区．模板区决定所合成端粒的特异性，非模板区具有酶与底物的结合位点．模板区的长度一般为端粒重复序列长度的1~1.5倍．不同物种端粒酶RNA部分的核苷酸组成存在差异．端粒酶以RNA为模板催化合成DNA。
端粒酶的主要作用是维持端粒的长度．端粒酶不但可以维持已经存在的端粒DNA，同时端粒酶反转录酶能够识别断裂染色体的末端，重新将端粒重复序列加到染色体的断裂末端或非端粒DNA上．端粒酶能利用端粒3′端单链为引物，自身的RNA为模板合成端粒重复序列添加到染色体末端，从而延长端粒的长度．人的生殖细胞、造血干
细胞及T，B淋巴细胞中端粒酶有不同程度的表达，而在正常的体细胞中，端粒酶处于失活状态，因此体细胞随细胞分裂次数的增加端粒逐渐缩短．端粒的长度与有丝分裂次数相关，所以端粒又有细胞的“有丝分裂钟”之称[
8．概述引起倾向性突变的修复系统。
答：
SOS修复是指DNA受到严重损伤、细胞处于危急状态时所诱导的一种DNA修复方式，修复结果只是能维持基因组的完整性，提高细胞的生成率，但留下的错误较多，故又称为错误倾向修复（error-pronerepair），使细胞有较高的突变率。
SOS修复的定义（补充，可看可不看）
一种能够引起误差修复的紧急呼救修复，是在无模板DNA情况下合成酶的诱导修复。
正常情况下无活性有关酶系，DNA受损伤而复制又受到抑制情况下发出信号，激活有关酶系，对DNA损伤进行修复，其中DNA多聚酶起重要作用，在无模板情况下，进行DNA修复再合成，并将DNA片段插入受损DNA空隙处。
SOS是生物在不利环境中求得生存的一种基本功能，它主要包括两个方面：
DNA修复和导致变异。
在一般环境中突变常是不利的，可是在DNA受到损伤和复制被抑制的特殊条件下生物发生突变将有利于它的生存。
碱基出现错配时，DNA聚合酶就会在原地打转而不前进，或脱落下来使DNA复制合成中止，SOS就会诱导产生DNA聚合酶Ⅳ和Ⅴ，它们不具有3’-5’核酸外切酶校正功能，于是在DNA链的损伤部位即使出现不配对碱基，复制仍能继续前进。
在此情况下允许错配增加存活的机会。
在正常情况下，修复蛋白的合成是处于低水平状态的，这是由于它们的mRNA合成受到阻遏蛋白LexA的抑制。
细胞中的recA蛋白也参与了SOS修复。
当DNA两条链的都有损伤并且损伤位点邻近时，损伤不能被切除修复或重组修复，这时在RestrictionEndoneuclease和Exoneuclease的作用下造成损伤处的DNA链空缺，再由损伤诱导产生的一整套的特殊DNA聚合酶－SOS修复酶类，催化空缺部位DNA的合成，这时补上去的核苷酸几乎是随机的，仍然终于保持了DNA双链的完整性，使细胞得以生存。
但这种修复带给细胞很高的突变率。
9．阐述原核生物DNA修复的BER,NER,DNA-Mismatchrepairsystem,NHEJ,SOSRepair,TLR机制。
BER（碱基切除）：
碱基被烷化或者脱氨后，被特殊的DNA糖基化酶从DNA上移除。
首先由DNA糖基化酶家族在碱基上滑动来识别特异性的核苷酸。
核苷酸的每一种修饰都有一种对应的DNA糖基化酶，可以把修饰核苷酸的碱基切除，在DNA上形成脱嘌呤或者是脱嘧啶位点。
这些位点可以被AP内切酶所识别，然后切除主链上的核糖磷酸。
切除后所形成的缺口能够被DNA聚合酶I和DNA链接酶修复。
NER（核苷酸切除）：
移除一段在DNA双螺旋中已经变异的核苷酸链。
包括由嘧啶二聚体引起的变异。
这项修复途径需要uvrABC编码的内切酶，uvrD编码的解旋酶以及DNA聚合酶I。
UvrA:
有ATP酶活性，是一种可以和DNA结合的蛋白质（包含了锌指结构）。
以二聚体的形式发挥作用，识别并结合受损失的DNA。
UvrA的作用是引导UvrB结合到损伤位点。
UvrB：
一种内切酶，有ATP酶活性。
ATP酶活性不强，只有在和UvrA结合的情况下才有活性。
UvrC:
与UvrB结合。
这个复合体与受损伤DNA两侧都结合。
UvrC与受损部位5'
端的7个核苷酸相结合，UvrC与受损部位3'
的4个核苷酸相结合。
UvrD:
UvrD解旋酶与这个区域相结合并解开双链。
这样可以把含有受损伤位点的单链移除。
一个大约有12-13个核苷酸的区域被移除。
被移除的区域由DNA聚合酶I和DNA连接酶修复。
DNA错配修复（DNA-Mismatchrepair）：
在DNA复制时期来修复发生错配的DNA链。
DNA错配修复系统可以识别合成链中的新链，因为新合成链没有甲基化，而亲本链被甲基化。
一条链甲基化，另一条链没有甲基化，这样的双链DNA分子被成为半甲基化DNA。
DNA的甲基化是因为dam甲基化酶可以使腺苷酸碱基甲基化。
错配修复系统能够从远处对错配位点进行修复，即使是离半甲基化位点有1000个碱基也能被修复。
修复需要mutS、mutL、mutH基因的产物。
通常以复合体的形式发挥作用。
这些基因也被称为突变子基因。
这些基因的突变会导致修复系统的缺陷，细胞将会比平常有更高的自发突变率。
MutS:
识别并且结合在碱基错配位点。
MutH:
结合在半甲基化的GATC序列上，并切开非甲基化链。
MutL:
连接MutS和MutL,组成一个复合体。
位于MutH切口和错配位点切口之间的DNA序列被内切酶I或者
VII移除。
UvrD解旋酶也参与其中。
留下的缺口被DNA聚合酶III和DNA连接酶修复。
NHEJ（非同源性末端接合修复）：
通常修复双链的断裂。
KU异二聚体能够识别断裂双链，并与DNA-PK结合。
Mre11复合体把DNA裂口末端连到一起，并进行加工。
DNA连接酶IV和XRCC4把DNA末端修复。
在非同源性末端接合修复中，DNA连接酶IV，是一种特异化的DNA连接酶，和辅因子XRCC4一起形成复合体，可以之间把两个末端连起来。
为了指导精确修复，非同源性末端结合修复依赖于一段很短的
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