分子生物学重点习题.docx

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分子生物学重点习题

第二章

1、核苷酸主要由哪几部分组成？

答：

核苷酸（nucleotide）由磷酸和核苷（nucleoside）组成，核苷由戊糖和碱基组成。

1、由两条互相平行的脱氧核苷酸盘绕而成2、脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧构成基本骨架，碱基排列在内侧3、两条链上的碱基通过氢键结合组成有规律

2、核酸的理化性质有哪些？

答：

稳定性：

由于氢键作用，DNA双链和RNA结构似乎是稳定的

酸效应：

酸可以是使核酸水解

碱效应：

强碱条件下其碱基的互变构态的改变以及特异性氢键破坏而变性

化学变性：

破坏堆积于碱基间的疏水作用

粘性：

分子很长，因此其溶液具有较高的粘性

浮力密度：

1.7可以用氯化铯溶液密度梯度离心法加以分析纯化。

3、如何通过吸光值判断DNA的纯度

答：

A260/A280的比值可用于估计双链DAN样品的纯度，对于纯的该比值为1.8，若比值大于1.8则意味着RNA污染，若比值小于1.8则有蛋白质污染

4、解链温度：

变性是在一个相当窄的温度范围内完成，在这一范围内，紫外光吸收值达到最大值的50%时的温度称为DNA的解链温度，又称融解温度。

退火：

热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为退火。

DNA复性（renaturation）：

在适当条件下，变性DNA的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复性。

变性：

在物理或化学作用下，可导致两条链之间氢键断裂，而核酸分子中的所有共价键则不受影响

杂交：

具有互补序列的两条核苷酸单链在一定条件下按单链配对原则形成双联的过程

拓扑异构体（topisomer）:

具有特定连接数的环状双链DNA

拓扑异构酶（topisomerases）：

调节DNA超螺旋水平的酶，与DNA形成共价结合蛋白质－DNA中间体，在其磷酸二酯键处造成暂时性裂口，使DNA的多核苷酸链穿越改变分子的拓扑状态。

构成染色质（chromatin）真核生物的染色质都包含一个很长的线性DNA分子，并且组装在细胞核内，染色质用来描述构成真核生物染色体的高度有序DAN-蛋白质复合物染色质结构被用来包装和组成染色体DAN并能在细胞周期的不同阶段调整压缩DAN水平

组蛋白（histone）染色质中主要的蛋白质成分是组蛋白，一类分子质量较小的碱性蛋白，与DAN紧密结合，组蛋白有四个家族，H1A/H2B/H3/H4以及另一类具有不同特性特定功能的H，不同物种具有不同的组蛋白变异体

核小体（nuclesome）由H2A/H2B/H3/H4各两分子生成的八聚体和大约200bp的DAN组成

端粒（telomerse）线性DNA末端形成端粒染色体来保护DNA分子免受降解和渐进的截断，端粒是由一种专一的端粒酶合成的短重复序列构成，独立于正常的DNA复制

DNase1超酶性（dnase1hypersensitivity）染色质活性区，或因结合特异性蛋白或因进行转录而被松散的30纳米纤丝的区域，其特点是对DNA酶一的高度敏感性

异染色体（heterochromatin）中期染色质的一部分结构比较紧密，无转录活性

5、简述大肠杆菌染色体结构

1）结构简练：

不转录部分很少且常是控制基因表达的序列

2）存在转录单元：

多顺反子mRNA，这些功能相关的RNA和蛋白质基因协同表达。

3）有重叠基因：

同一段DNA能携带两种一同的蛋白质信息，主要是：

一个基因完全存在于另一个基因内;部分重叠;两个基因只有一个碱基对的重叠。

6、真核生物与原核生物基因组相比，区别如下：

1基因组大且复杂；

2不编码区远大于编码区；

3基因组DNA与蛋白质结合，形成的染色体存在于核内；

4编码区不连续；

5重复序列次数不等；

6以多复制起点的形式复制；

7转录产物为单顺反子；

8与原核相同，也存在可移动因子。

7、真核生物染色质构成的三个层次

核小体，染色质的第一层次。

是染色质的基本结构单位。

核小体是由组蛋白核心和盘绕其上的DNA构成。

核心由组蛋白H2A，H2B，H3及H4各2分子组成，是一个八聚体；DNA在组蛋白核心上盘绕1.8圈，组蛋白H1在核小体外边，结合于连接DNA上，使核小体彼此连接。

平均每个核小体重复单位约占DNA200bp。

30nm纤丝，染色质的第二层次。

念珠串的核小体链进一步折叠盘绕形成30nm染色质纤丝，每一圈为6个核小体，使DNA压缩大约100倍。

辐射的环，染色质的第三层次。

在念珠串的核小体链进一步折叠盘绕的染色质纤丝组成突环的基础上，再由突环形成玫瑰花结形状的结构，进而组装成螺旋圈，由螺旋圈再组装成染色单体。

总之，染色体是由DNA和蛋白质构成的不同层次缠绕线和螺线管结构

8基因（gene）是原核、真核生物以及病毒的DNA和RNA分子中具有遗传效应的核苷酸序列，是遗传的基本单位。

基因组（genome）是指细胞或生物体中,一套完整单体的遗传物质的总和;或指原核生物染色体、质粒、真核生物的单倍体染色体组、细胞器、病毒中，所含有的一整套基因。

断裂基因（splitgene）：

指基因的编码序列在DNA分子上不连续排列，而被不编码的序列所隔开。

外显子（exon）：

编码的序列，是基因中对应于信使RNA的区域。

内含子（intron）：

不编码的间隔序列，是信使RNA被转录后的剪接加工中去除的区域。

基因家族是指真核生物基因组中来源相同，结构相似，功能相关的一组基因。

基因簇是指基因家族中的各成员紧密成簇排列成大段的串联重复单位，定位于染色体的特殊区域。

C值：

指生物单倍体基因组中的DNA含量。

C值矛盾：

是指真核生物中DNA含量的反常现象、

9、原核生物的基因组特点

1）结构简练：

不转录部分很少且常是控制基因表达的序列

2）存在转录单元：

多顺反子mRNA，这些功能相关的RNA和蛋白质基因协同表达。

3）有重叠基因：

同一段DNA能携带两种一同的蛋白质信息，主要是：

一个基因完全存在于另一个基因内;部分重叠;两个基因只有一个碱基对的重叠。

第三章

10、简述半保留复制机制及如何通过实验证明

答、DNA在复制过程中碱基间的氢键首先断裂，双螺旋解旋并被分开，产生互补的两条链，这样新形成的两条DNA分子与原来DNA分子的碱基顺序完全一样，每个子代分子的每一条链来自亲代，另一条则是新合成的。

实验：

将大肠杆菌长期在以N15做氮源的培养基中培养，得到N15DNA，由于该DNA分子的密度比普通DNA的密度大，在氯化铯密度梯度离心时两种DNA分子形成位置不同的带区，他们用普通培养基培养N15标记的大肠杆菌，通过一代后所有DNA的密度在14和15之间既形成一半N14一半N15的杂交分子，两代后出现了等量的杂交份子，若在继续培养可看到15增多，说明半保留复制

11、复制的主要方式

答、线性DNA双链的复制眼型复制叉生长方式有单一起点的单向及双向和多个起点的双向几种。

DNA正在复制的部分在电镜下观察起来犹如一只眼睛，称为复制眼。

环状DNA双链的复制：

θ型，滚环型和D－环型

12、简述半不连续复制的过程

答：

　DNA复制时，以3‘→5‘走向为模板的一条链合成方向为5‘→3‘，与复制叉方向一致，称为前导链；另一条以5‘→3‘走向为模板链的合成链走向与复制叉移动的方向相反，称为滞后链，其合成是不连续的，先形成许多不连续的片断（冈崎片断），最后连成一条完整的DNA链。

13、简述原核生物DNA聚合酶的种类及功能

答、DNA聚合酶Ⅰ，多功能酶但不是复制主要聚合酶，它：

1）有3'→5'核酸外切酶活性，这种活性和聚合酶活性紧密结合在一起，既可合成DNA链，又能降解DNA，保证了DNA复制的准确性；

2）有5'→3'核酸外切酶活性，可作用于双链DNA，又可水解5'末端磷酸二酯键，被认为在切除由紫外线照射而形成的嘧啶二聚体中起着重要的作用。

3）也可用以除去冈崎片段5'端RNA引物，使冈崎片段间缺口消失，保证连接酶将片段连接起来。

DNA聚合酶Ⅱ为多亚基酶，具有5'→3'方向聚合酶活性，但酶活性很低，也不是复制的主要酶。

其3'→5'核酸外切酶活性可起校正作用。

其生理功能主要是起修复DNA的作用。

DNA聚合酶Ⅲ也是多亚基酶，全酶由10种亚基组成，含有锌原子。

有5'→3'方向聚合酶活性，也有3'→5'核酸外切酶活性。

活力较强，为DNA聚合酶Ⅰ的15倍，DNA聚合酶Ⅱ的300倍。

它能在引物的3'－OH上以每分钟5万个核苷酸的速率延长新生DNA链，是大肠杆菌DNA复制中链延长反应的主导聚合酶。

聚合酶Ⅳ、Ⅴ在1999年发现，主要涉及DNA的错误倾向修复。

当DNA受到严重损伤时，即可诱导产生这两种酶，使修复缺乏准确性，出现高突变率。

14、叙述大肠杆菌DNA复制过程

答、DNA改变双螺旋构想解链酶解开双链，在单链DNA结合蛋白和DNA聚合酶3的共同作用下合成先导链方向与复制叉推行的方向一致。

在后随链上当复制叉进一步打开时，产生冈崎片段，复制叉继续前进引物酶合成新的RNA引物，与DNA单链结合准备引发合成新的冈崎片段。

15、叙述真核DNA的复制特点

答、真核生物DNA复制的特点：

1）真核生物每条染色质上可以有多处复制起始点，而原核生物只有一个起始点，真核生物原点数决定于物种和组织两者；

2）真核生物的染色体在全部完成复制之前，各个起始点上DNA的复制不能再开始，而原核生物复制起始点上可以连续开始新的DNA复制，表现为虽有一个复制单元，但有多个复制叉；

3）真核生物DNA的复制子被称为ARS（autonomouslyreplicatingsequences,自主性复制序列），其复制的起始需要起始原点识别复合物（ORC）参与。

4）真核生物复制叉的移动速度约50bp/s，不到大肠杆菌的1/20。

5）真核细胞中主要有5中DNA聚合酶，分别称为DNA聚合酶α、β、γ、δ、ε。

α-引物合成；β—DNA的修复；γ—线粒体DNA合成酶、δ—主要负责DNA复制的酶，参与前导链和滞后链的合成、ε—去掉RNA引物后把缺口补全。

16、replicationfork:

复制叉复制时双链DNA要解开成两段分别进行DNA合成，所以复制起点成叉子形状

DNA解链酶（helicase）：

DNA解链酶能通过水解ATP获得能量来解开双链DNA，并在DNA上沿一定方向移动。

大肠杆菌的复制解链酶有DnaB、PriA和Rep蛋白，DnaB蛋白沿5'→3'方向移动，PriA和Rep蛋白沿3'→5'方向移动

DNAprimase（引物酶）synthesizesprimersevery1000-2000ntonthelaggingstrand.

Origin：

原点复制起始时的DNA序列

Replica:

复制子单独复制一个DNA单元成为一个复制子，他是一个可以动的单位

SSB：

Thesinglestrandedbubbleiscoatedwithsingle-strandedbindingprotein（ssb）toprotectitfrombreakageandtopreventtheDNArenaturing.

Primosome:

引发体，DNA复制过程中引发合成每个刚起片段时所需的多蛋白复合物包括引发蛋白，具有ATP酶活性的蛋白质以及引物酶

第四章

17、基因突变：

由于某种原因构成基因的核苷酸种类数量和排列顺序发生变化从而导致基因的改变

点突变：

也称作单碱基替换，指由单个碱基改变发生的突变

转换：

由一种嘧啶碱基替换另一种嘧啶碱基或由一种嘌呤碱基置换置换另一种嘌呤碱基

同义突变：

由于生物密码子存在兼并线象，使碱基被替换之后产生了新的密码子，但新的密码子是同义密码子，所编码的氨基酸类型不便

错义突变：

由于结构基因中的某个核苷酸的变化使一种氨基酸的密码子变成另一种氨基酸的密码子

18、什么是DNA的损伤？

DNA结构的改变有哪两种类型？

答：

在生命过程中DNA结构发生的任何变化

碱基改变和双螺旋结构扭曲

19、什么是DNA的修复？

细胞对DNA的修复系统主要有哪几种？

答：

是细胞对DNA受损伤后的一种反应，这种反应可能是DNA恢复原样重新执行它原来的功能，但有时并非完全消除DNA的损伤，只是使细胞能够耐受者DNA的损伤而留存下来

Directrepair（DNA的直接修复）

直接修复是把损伤的碱基回复到原来状态的一种修复。

有以下几种方式：

光复活作用；O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶（MGMT）；单链断裂修复。

Decombinationrepair（重组修复）

机体细胞对在复制起始时尚未修复的DNA损伤部位可以先复制再修复，这种方式称为重组修复。

SOSresponse（易错修复和应急反应）

许多能造成DNA损伤或抑制的DNA复制的过程能引起一系列复杂的诱导效应，这种效应称为SOS应急反应。

SOS反应是细胞DNA受到损伤或复制系统受到抑制的紧急情况下，细胞为生存而产生的一种应急措施。

SOS反应诱导的修复系统包括：

避免差错的修复和易产生差错的修复两类。

错配修复：

识别新和成链中的错配并加以修复矫正，充分反映了母链序列的重要性，该系统识别母链的重要性来自于dam甲基化酶

切除修复：

特异性切除受损核苷酸

20、同源重组：

姐妹染色单体之间或同一染色体上有同源序列的DNA分子分子之间或分子之内的重新组合

Holliday模型：

具有相同或相近序列的两条同源双链分子间的重组，但也同样适用于具有

有限同园区的两条不同分子，或是含有两个相互同源的独立区域而能进行自我重组的单分子，该模型的核心特征是两条同源分子之间交换多聚核苷酸片段而形成的异源双链

转座子：

存在于染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位参与转座子易位及DNA链整合的酶称为转座酶

插入序列：

是做简单的转座子，IS是细菌染色体和质粒DNA的正常组分，一个细菌细胞常带有少于10个IS序列。

IS是一个自主的单位，每种IS都编码自身转座所需的蛋白质。

复合型转座子：

是一类带有某些抗药性基因的转座子，其两翼往往是两个相同或高度同源的Is序列表明其插入到某个功能基因两端时就可产生复合转座子

21、简述转座子的转座机制。

简述复制性和非复制性转座

转座作用的机制是转座子插入到新的位点上产生交错切口，所形成的突出单链末端与转座子两端的反向重复序列相连，然后由DNA聚合酶填补缺口，DNA连接酶封闭缺口。

在复制性转座中，整个转座子被复制了，所移动和转位的仅仅是原转座子的拷贝，如TnA类转座。

转座酶（transposase）和解离酶（resolvase）分别作用于原始转座子和复制转座子。

非复制性转座中，原始转座子作为一个可移动的实体直接被移位，如IS序列、Mu及Tn5。

22、DNA转座引起什么遗传效应？

1转座引起插入突变。

如果转座子插入位于某操纵子的前半部分，就可能造成极性突变，导致该操纵子后半部分基因失活。

2转座产生新的基因。

如果转座子上带有抗药性基因，它一方面造成靶DNA序列上的插入突变，同时也使这个位点产生抗药性。

3转座产生的染色体畸变。

当复制性转座发生在宿主DNA原有位点附件时，往往导致转座子两个拷贝之间的同源重组，引起DNA缺失或倒位。

4转座引起的生物进化。

转座作用可以使原来在染色体上相距甚远的基因组合到一起，构建成一个操纵子或表达单元，也可能产生一些具有新的生物学功能的基因和新的蛋白质。

23、简述玉米的控制元件，Ac-Ds系统，Spm-dSpm系统。

玉米转座子同样具有典型的IS特征——在转座子两翼有两个倒转重复序列，在靶DNA插入位点有两个短正向重复序列

Ac-Ds（activator-dissociationsystem）系统：

Ac为自主转座子，转录生成单一RNA。

成熟mRNA长3500bp，并含有一个长807个密码子的开放阅读框，被4个内含子分割成5个外显子。

Ac转座子两翼有11bp倒转重复序列，在靶DNA位点复制形成8bp的正向重复。

所有Ds都是Ac转座子的缺失突变体，如Ds9缺失了194bp。

非自主性转座子虽然缺失内源序列，但其两端转座特征序列完整，只要细胞内有相应的转座酶活性，它就能回复转座功能。

Spm-dSpm（suppressor-promoter-mutator）系统：

Spm是自主性因子，又称增强子，长8287bp，末端IR为13bp，靶位点同向重复8bp，含有3个内含子，2个阅读框。

它能以激活型、钝化型和程序型3中形式存在，具有转座、整合和解离活性。

dSpm是非自主性因子（又称抑制因子），由Spm缺失而形成，长度不等，末端IR为13bp，靶位点同向重复8bp，当dSpm插入结构基因后可引起基因的插入突变，影响结构基因表达，解离后形成回复突变，Spm-dSpm还能导致染色体断裂。

24、简述果蝇的P转座子

P转座子：

果蝇中几乎所有杂种不育都是由于P转座子插入基因组W位点而引起的。

果蝇所有P转座子两翼都有31bp倒转重复序列，在靶DNA位点复制形成8bp的正向重复

原初转录产物包括外显子0、1、2、3及3个内含子。

体细胞中只有前两个内含子被切除，产生包括外显子0-2的功能型mRNA，并被翻译成一个转座阻遏蛋白。

在卵细胞中，内含子3能被切除，成熟mRNA包括4个外显子并被翻译成转座酶，导致P转座子转座和配子体败育。

实验表明，体细胞中存在一个与外显子3特异性结合的蛋白，这种蛋白与RNA的结合妨碍了内含子3的剪接。

第五章第一节

25、promoters启动子:

启动子是RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列，含有RNA聚合酶特异性结合和转录起始所需保守序列。

Transcriptioncompiex转录复合物:

转录复合物启动子选择阶段RNA聚合酶与启动子可逆性结合形成封闭复合物

Terminator终止子:

终止子（terminatorT）是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列

Terminationfactor终止因子:

协助RNA聚合酶识别终止信号的蛋白质因子则称为终止因子。

Readthrough通读:

有些终止子的作用可被特异的因子阻止，使聚合酶能越过终止子继续转录，称为通读（read　through），

Rho-dependenttermination:

当RNA聚合酶转录到发夹结构时发生一定时间的停顿，这时如果没有ρ因子，转录将会继续下去；只有当ρ因子存在时，转录才终止

26、theE.coliRNApolymerase（聚合酶）的组成及各部分功能

两个α亚基，一个β亚基，一个β撇亚基，和一个w亚基组成核心酶，加上一个谁个吗亚基后成为聚合酶全酶

α亚基可能与核心酶的组装及启动子的识别有关，并参与RNA聚合酶和部分调节因子的相互作用β和β撇亚基组成了聚合酶的催化中心，他们在序列上与真核生物RNA聚合酶的两个大亚基有同源性

27、启动子-10区及-35区功能。

答10、几乎所有的启动子都含有一个6bp的序列，该六聚体通常位于转录起始位点上游10bp处，共有的事TATAAT

35、RNA聚合酶全酶的识别位点对全酶有很高的亲和性，功能，提供RNA聚合酶识别信号，有助于DNA局部双联的解开，两者共同决定了启动子强度，也调控转录的速度

28叙述原核生物转录过程。

答：

转录的基本过程包括模版识别，转录起始，通过启动子及转录子的延伸和终止

模版识别：

主要指RN聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程

起始转录：

RNA聚合酶结合在启动子上以后，使启动子附近的DNA双链解旋并解链，形成转录泡以便使底物荷塘核苷酸与模版DNA碱基配对

转录延伸：

、RNA聚合酶释放四个吗因子离开启动子后，核心酶沿模版DNA链移动并使新生的RNA链不断延伸的过程

终止转录：

当RNA链延伸到终止位点时，RNA聚合酶不再形成新的磷酸二酯键，转录泡瓦解，RNA回复双链状态，而ENA聚合酶和RNA链都从模版上释放出来，这是终止转录

36、RNAhairpin结构特点。

答：

细菌16sRNA的3撇端既非常保守又高度自我互补，技能形成发卡式结构。

与MRNA互补的部分也参与这个发卡的形成。

表面上看这似乎是一对矛盾，一对序列不可能在形成发卡的同时

又与MRNA相结合，事实上这正好说明序列配对是动态的，可变的，翻译起始物的生成很可能包含了RRNA3撇端的发卡结构的改变，启动蛋白翻译以后，其染色体被打破为核糖体的移动创造了条件

第五章第二节

37、palindromic回文结构:

dna序列中的一条从左到右和从右到左读是一样的序列，由相邻的反向重复组成

Campreceptorprotein受体蛋白（CRP）:

受体蛋白是一个转录激活因子通过与CAMP的结合而被激活

Attenuator弱化子:

是指原核生物操纵子中能显著减弱甚至终止转录的一段核苷酸序列

Theleaderpeptide前导肽:

由前导序列指导合成的含有14个氨基酸残疾的肽

38、Theoperonmodel操纵子模型由哪三个基本组成部分？

答Thestructuralgenesforenzymesinvolvedinaspecificbiosyntheticpathwaywhoseexpressioniscoordinately（协调）controlled.

Controlelementssuchasanoperatorsequence,whichisaDNAseqthatregulatetranscriptionofthestructuralgenes.

Regulatorgeneswhoseproductsrecognize（识别）thecontrolelements.

39、叙述thelactoseoperon结构及诱导过程

答：

包括3个结构基因Z.Y.A以及启动子控制子，和阻遏子等，RNA聚合酶首先与启动子结合，通过操纵区向右转录，转录从0区中间开始，按ZYA的方向进行，每次转录出来的一条MRNA上都带有三个基因，转录的调控是在启动区和操纵区进行的，有乳糖时结构基因能够编码三种酶，半乳糖甘美透酶，和半乳糖苷乙酰转移酶，没有乳糖存在时基因编码的阻遏蛋白作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，结合于操纵序列，乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶

40、叙述CRP对thelactoseoperon的调控作用

答：

CRP复合物是激活lac的重要组成部分，细菌对于此复合物的需要是独立的，与阻遏体系无关，转录必须有CRP复合物结合在DNA启动子区域因为CRP基因和环化酶基因的突变细菌即使同时也是I或O突变，都不能合成出lacrna所以认为CRP是一个不同于阻遏物的正调控因子，而lac操纵子的功能是在这两个相互独立的调控体系下完成的

41、叙述Thetrpoperon结构

答：

由5个编码与色氨酸生物合成有关的结构基因，TRP启动子和TRP操纵子基因序列基因序列组成只有当色氨酸缺乏时操纵子才被转录

42、分别论述色氨酸操纵子的两个阻遏系统

色氨酸操纵子的阻遏系统是色氨酸合成途径的第一水平调控，它主要调控转录的启动与否

Trp操纵子中产生阻遏物的基因是trpR，距trp基因簇很远。

trpR基因突变常引起trpmRNA的组成型合成，该基因产物被成为辅阻遏蛋白（aporepressor）。

该辅阻遏蛋白与色氨酸结合形成有活性的阻遏物，与操纵区结合并关闭trpmRNA转录。

除非培养基中有色氨酸，否则这个辅阻遏蛋白不会与操纵区结合。

第五章第三节

43、CTD:

RNA聚合酶的最大亚基在羧基端有七个氨基酸的重复序列，称为羧基末端结构域

UCE：

上游控制元件，长约50个碱基，开始于-100位点处

UBF：

上