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分子生物学终极复习资料
《分子生物学》复习题
1、染色体：
是指在细胞分裂期出现的一种能被碱性染料强烈染色，并具有一定形态、结构特征的物体。
携带很多基因的分离单位。
只有在细胞分裂中才可见的形态单位。
2、染色质：
是指细胞周期间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA组成的复合结构，因其易被碱性染料染色而得名。
3、核小体：
染色质的基本结构亚基，由约200bp的DNA和组蛋白八聚体所组成
4、C值谬误：
一个有机体的C值与它的编码能力缺乏相关性称为C值矛盾
5、半保留复制：
由亲代DNA生成子代DNA时，每个新形成的子代DNA中，一条链来自6、亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种复制方式称半保留复制
6、DNA重组技术又称基因工程，目的是将不同的DNA片段（如某个基因或基因的一部分）按照人们的设计定向连接起来，在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达，产生影响受体细胞的新的遗传性状。
7、半不连续复制：
DNA复制时其中一条子链的合成是连续的，而另一条子链的合成是不连续的，故称半不连续复制。
8、引发酶：
此酶以DNA为模板合成一段RNA,这段RNA作为合成DNA的引物（Primer）。
实质是以DNA为模板的RNA聚合酶。
9、转坐子：
存在与染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。
10、多顺反子：
一种能作为两种或多种多肽链翻译模板的信使RNA，由DNA链上的邻近顺反子所界定。
11、基因：
产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核甘酸序列。
12、启动子：
指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列。
13、增强子：
能强化转录起始的序列
14、全酶：
含有表达其基础酶活力所必需的5个亚基的酶蛋白复合物，拥有σ因子。
（即核心酶+σ因子）
15、核心酶：
仅含有表达其基础酶活力所必需亚基的酶蛋白复合物，没有σ因子。
16、核酶：
是一类具有催化功能的RNA分子
17、三元复合物：
开放复合物与最初的两个NTP相结合，并在这两个核苷酸之间形成磷酸二酯键后，转变成包括RNA聚合酶，DNA和新生的RNA的三元复合物。
18、SD序列：
mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列。
30S亚基通过其16SrRNADE3'端与mRNA5’端起始密码子上游碱基配对结合。
这个富嘌呤区被命名为SD序列。
19、同工tRNA：
代表同一种氨基酸的tRNA称为同工tRNA。
20、分子伴侣：
它是细胞中一类能够识别并结合到不完全折叠或搭配的蛋白质上以帮助这些多肽正确折叠、转运或防止它们聚集的蛋白质，其本身不参与终产物的形成。
21、信号肽：
常指新合成多肽链中用于指导蛋白质跨膜转移的N-末端氨基酸序列（有时不一定在N端）。
22、核定位序列：
蛋白质中的一种常见的结构域，通常为一短的氨基酸序列，它能与入核载体相互作用，将蛋白质运进细胞核内。
23、操纵子：
是基因表达的协调单位，由启动子、操纵基因及其所控制的一组功能上相关的结构基因所组成。
操纵基因受调节基因产物的控制。
24、弱化子：
当操纵子被阻遏，RNA合成被终止时，起终止转录信号作用的那一段核苷酸被称为弱化子。
25、安慰诱导物：
如果某种物质能够促使细菌产生酶而本身又不被分解，这种物质被称为安慰诱导物，如IPTG（异丙基-β–D-硫代半乳糖苷）。
26、葡萄糖效应（代谢物阻遏效应）：
有葡萄糖存在时，不论诱导物存在与否，操纵子都没有转录活性，结构基因都不表达。
27、顺式作用元件：
影响自身基因表达活性的非编码DNA序列。
28、反式作用因子：
能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上，参与调控靶基因转录效率的蛋白质。
29、基因家族：
在基因组进化中，一个基因通过基因重复产生了两个或更多的拷贝，这些基因即构成一个基因家族，是具有显著相似性的一组基因，编码相似的蛋白质产物。
30、断裂基因：
在一个结构基因中，编码某一蛋白质不同区域的各个外显子并不连续排列在一起，而是常常被长度不等的内含子所隔离，形成镶嵌排列的断裂方式。
所以真核基因被称为断裂基因。
1、乳糖操纵子的调控模型。
主要内容：
①Z、Y、A基因的产物由同一条多顺反子的mRNA分子所编码
②这个mRNA分子的启动子紧接着O区，而位于I与O之间的启动子区（P），不能单独起动合成β-半乳糖苷酶和透过酶的生理过程。
③操纵基因是DNA上的一小段序列（仅为26bp），是阻遏物的结合位点。
④当阻遏物与操纵基因结合时，lacmRNA的转录起始受到抑制。
⑤诱导物通过与阻遏物结合，改变它的三维构象，使之不能与操纵基因结合，从而激发lacmRNA的合成。
当有诱导物存在时，操纵基因区没有被阻遏物占据，所以启动子能够顺利起始mRNA的合成。
2、比较PCR扩增和细胞内DNA复制的异同。
PCR技术 DNA生物复制
环境 体外复制，加热，90摄氏度左右 体内，温和的环境
模板 DNA单链 DNA单链
原料 4种脱氧核糖核苷酸 4种脱氧核糖核苷酸
酶 主要是DNA聚合酶 DNA解旋酶，DNA聚合酶，
DNA连接酶等各种酶
引物 需要人工合成的引物 自己合成引物成分
步骤 变性--退火--延伸 解旋-起始-延伸-结束
原则 碱基互补配对原则 碱基互补配对原则
3、细胞通过哪几种修复系统对DNA损伤进行修复？
简述DNA错配修复的过程。
DNA修复系统
功能
错配修复
恢复错配
切除修复（碱基、核甘酸）
切除突变的碱基和核甘酸片断
重组修复
复制后的修复，重新启动停滞的复制叉
DNA直接修复
SOS系统
修复嘧啶二体或甲基化DNA
DNA的修复，导致变异
错配修复的过程：
a、发现碱基错配；在水解ATP的作用下，b、MutS,MutL与碱基错配位点的DNA双链结合；c、Muts-MutL在DNA双链上移动，发现甲基化DNA后由MutH切开非甲基化的子链；d、当错配碱基位于切口3'下游端时，在MutL-MutS、解链酶Ⅱ、DNA外切酶Ⅵ或RecJ核酸酶的作用下，从错配碱基3'下游端开始切除单链DNA直到原切口，并在PolⅢ和SSB的作用下合成新的子链片段。
若错配碱基位于切口的5'上游端，则在DNA外切酶Ⅰ或Ⅹ的作用下，从错配碱基5'上游端开始切除单链DNA直到原切口，再合成新的子链片段。
4.图示简要说明真核生物启动子的结构。
5.说明DNA甲基化对基因转录活性的影响机理。
为什么说甲基化密度与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（可用图示说明）？
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。
甲基的引入不利于模板与RNA聚合酶的结合，降低了转录活性。
甲基化密度与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。
6、举例说明蛋白质磷酸化如何影响基因表达。
①以络氨酸受体蛋白激酶磷酸化导致细胞癌变为例说明：
络氨酸受体蛋白激酶与表皮生长因子（EGF）相结合后，刺激了该受体蛋白的激酶活性，引发一系列生理反应。
原癌蛋白ErbB虽然没有正常络氨酸受体蛋白激酶的胞外结构域，其胞内结构域却具有蛋白激酶活性，刺激细胞持久分裂，诱发癌变。
②以cAMP介导的蛋白质磷酸化为例说明
许多转录因子都可以通过cAMP介导的蛋白质磷酸化过程而被激活
这类基因5’区有一个或数个cAMP应答元件，基本序列为TGACGTCA
膜上受体与配体结合引起受体构象变化，并与G结合，激活与膜相关的腺苷酸环化酶，导致胞内cAMP水平上升，活化A激酶，释放催化亚基入核内，实施底物磷酸化。
被磷酸化的底物可作为转录激活因子诱发基因转录。
7.如何克隆一个新基因（cDNA的中间片段）？
在已知cDNA序列基础上克隆5’或3’端缺失序列的技术。
根据已知序列设计基因片段内部特异引物，由该片段向外侧进行PCR扩增得到目的序列。
此技术为RACE技术。
步骤：
1.在反转录酶的作用下，以基因片段内部特异性引物（GSP1）启始cDNA第一条链合成。
2.RNase降解模板链mRNA，纯化第一链。
3.用末端转移酶在cDNA链3’端加入连续的dCTP，形成oligodc尾巴。
4.以连有oligodC的锚定引物和基因片段内部特异引物GSP2进行nestPCR扩增，得到目的基因5'端片段并检测。
8.肽链延伸由许多循环组成，每加一个氨基酸就是一个循环，每个循环包括哪些步骤？
每个循环包括：
AA-tRNA与核糖体结合、肽键的生成和移位。
1.AA-tRNA与核糖体结合需要消耗GTP，并需EF-Tu、EF-Ts两种延伸因子
2.肽键的生成是由转肽酶/肽基转移酶催化
3.移位，核糖体向mRNA3’端方向移动一个密码子。
4.需要消耗GTP，并需EF-G延伸因子
9、比较原核生物和真核生物mRNA的特点。
原核生物mRNA的特征：
（1）半衰期短
（2）多以多顺反子的形式存在
（3）5’端无“帽子”结构，3’端没有或只有较短的poly（A）结构。
（4）原核生物常以AUG（有时GUG，甚至UUG）作为起始密码子，而真核生物几乎永远以AUG作为起始密码子。
真核生物mRNA的特征：
1、5’端存在“帽子”结构
2、多数mRNA3’端具有poly（A）尾巴（组蛋白除外）
3、以单顺反子的形式存在
10、真核生物的原始转录产物需要经过哪些加工才能成为成熟的mRNA？
真核生物的原始转录产物需要经过的加工过程有：
1、在5’端加帽。
5’端的一个核苷酸总是7-甲基鸟嘌呤核苷三磷酸（m7Gppp）。
mRNA5’端的这种结构称为帽子结构（cap）。
2、3’端加尾，多聚腺苷酸尾巴提高了mRNA在细胞质中的稳定性，由poly（A）聚合酶催化。
3、RNA的剪接。
参与RNA剪接的物质有snRNA（核内小分子RNA）、snRNP（与snRNA结合的核蛋白）
4、RNA的编辑
11、真核生物和原核生物在翻译的起始过程有哪些区别？
真核生物：
起始密码子AUG所编码的氨基酸是Met，起始AA-tRNA为Met-tRNAMet。
原核生物：
起始密码子AUG所编码的氨基酸并不是甲硫氨酸本身,而是甲酰甲硫氨酸（fMet），起始AA-tRNA为fMet-tRNAfMet
12.SNP技术是指？
SNP技术：
是单核苷酸多态性，指基因组DNA序列中由于单个核苷酸（A，T，C和G）的突变而引起的多态性。
一个SNP表示在基因组某个位点上一个核苷酸的变化，这种变化可能是转换，也可能是颠换。
SNP技术即SNP检测技术，因为只有进行了DNA序列分析才能确认所发现的SNP，所以目前国际上最常见的仍然是通过DNA测序法获得新的SNP。
基因分型是其中最常见的，它是指利用数据库中已有的SNP进行特定人群的序列和发生频率的研究，主要包括基因芯片技术、Taqman技术、分子信标技术和焦磷酸测序法等。
13、基因敲除技术的基本原理。
基本原理：
基因敲除又称基因打靶，该技术通过外源DNA与染色体DNA之间的同源重组，进行精确的定点修饰和基因改造，具有专一性强、染色体DNA可与目的片段共同稳定遗传等特点。
14.RNAi技术的基本原理。
基本原理：
RNAi技术利用双链小RNA高效、特异性降解细胞内同源mRNA从而阻断靶基因表达，使细胞出现靶基因缺失的表型。
15、cDNA的合成
答：
cDNA的合成包括第一链和第二链的合成
v第一链的合成是以mRNA为模板，反转录成cDNA，由反转录酶催化，该酶合成是需要引物引导，常用的引物是OligodT。
OligodT引物一般包含12—20个脱氧胸腺嘧啶核苷酸，后面加一个连接引物以便于克隆构建。
v第二链的合成是以第一链为模板，由DNA聚合酶催化。
常用RNaseH切割mRNA–CDNA杂合链中的mRNA序列所产生的小片段为引物合成第二条cDNA的片段，再通过DNA连接酶的作用连成完整的DNA链。
复习提纲
CHAP1
1、证明DNA是遗传物质的两个关键性实验是什么？
肺炎双球菌实验和噬菌体侵染大肠杆菌实验。
2、什么是DNA重组技术？
DNA重组技术又称基因工程，目的是将不同的DNA片段（如某个基因或基因的一部分）按照人们的设计定向连接起来，在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达，产生影响受体细胞的新的遗传性状。
CHAP21.染色体、染色质、核小体、C值谬误、半保留复制、半不连续复制、引发酶、转坐子、多顺反子
染色体是细胞在有丝分裂时遗传物质存在的特定形式，是间期细胞染色质结构紧密包装的结果。
染色质是一种纤维状结构，叫做染色质丝，它是由最基本的单位—核小体成串排列而成的。
核小体：
用于包装染色质的结构单位，是由DNA链缠绕一个组蛋白核构成的。
C值反常现象:
C值是一种生物的单倍体基因组DNA的总量。
真核细胞基因组的最大特点是它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，这就是著名的“C值反常现象”。
半保留复制：
由亲代DNA生成子代DNA时，每个新形成的子代DNA中，一条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种复制方式称半保留复制。
半不连续复制：
DNA复制时其中一条子链的合成是连续的，而另一条子链的合成是不连续的，故称半不连续复制
转座子：
存在与染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。
引发酶：
是依赖于DNA的RNA聚合酶，其功能是在DNA复制过程中合成RNA引物。
多顺反子mRNA:
一种能作为两种或者多种多肽链翻译模板的信使RNA，由DNA链上的邻近顺反子所界定。
1、比较原核生物和真核生物基因组DNA的特点。
原核生物基因组结构特点：
基因组很小，大多只有一条染色体
结构简炼
存在转录单元（trnascriptionaloperon）多顺反子（polycistron）
真核生物基因组结构特点：
●真核基因组结构庞大3×109bp、染色质、核膜
●单顺反子
●基因不连续性断裂基因（interruptedgene）、内含子（intron）、外显子（exon）
●非编码区较多多于编码序列（9:
1）
●含有大量重复序列
2.原核、真核生物DNA聚合酶的特性。
原核生物中的DNA聚合酶（大肠杆菌）
性质
聚合酶Ⅰ
聚合酶Ⅱ
聚合酶Ⅲ
3'5'外切活性
+
+
+
5'3'外切活性
+
-
-
5'3'聚合活性
+中
+很低
+很高
新生链合成
-
-
+
功能
主要是对DNA损伤的修复；以及在DNA复制时切除RNA引物并填补其留下的空隙。
修复紫外光引起的DNA损伤
DNA复制的主要聚合酶，还具有3’-5’外切酶的校对功能，提高DNA复制的保真性
真核生物中的DNA聚合酶
α
β
γ
δ
ε
定位
细胞核
细胞核
线粒体
细胞核
细胞核
3’-5’外切酶活性
-
-
+
+
+
功能
引物合成
修复作用
线粒体DNA的复制
核DNA的复制
RNA引物去掉后把缺口补全
2.细胞通过哪几种修复系统对DNA损伤进行修复？
简述DNA错配修复的过程。
DNA修复系统
功能
错配修复
恢复错配
碱基切除修复
切除突变的碱基
核苷酸切除修复
修复被破坏的DNA
DNA直接修复
修复嘧啶二体或甲基化DNA
DNA错配修复的过程
●Dam甲基化酶使母链位于5’GATC序列中腺甘酸甲基化
●甲基化紧随在DNA复制之后进行
●根据复制叉上DNA甲基化程度，切除尚未甲基化的子链上的错配碱基
CHAP3
1、基因、启动子、增强子、全酶、核心酶、核酶、三元复合物、SD序列
基因，分子生物学定义：
产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核甘酸序列。
启动子：
指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列。
核心酶：
大肠杆菌RNA聚合酶由2个α亚基、一个β亚基、一个β′亚基和一个w亚基组成核心酶
全酶=核心酶+σ因子
增强子：
能提高转录起始效率的序列被称为增强子或者强化子
三元复合物：
开放复合物与最初的两个NTP相结合，并在这两个核苷酸之间形成磷酸二酯键后，转变成包括RNA聚合酶，DNA和新生的RNA的三元复合物
SD序列：
mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列
2.比较原核生物和真核生物mRNA的特点。
大肠杆菌RNA聚合酶的组成分析
亚基
基因
相对分子量
亚基数
组分
功能
α
rpoA
36500
2
核心酶
核心酶组装，启动子识别
β
rpoB
151000
1
核心酶
β和β'共同形成RNA合成的活性中心
β'
rpoC
155000
1
核心酶
ω
？
11000
1
核心酶
？
σ
rpoD
70000
1
σ因子
存在多种σ因子，用于识别不同的启动子
真核生物RNA聚合酶
酶
位置
转录产物
相对活性
对α-鹅膏蕈碱的敏感性
RNA聚合酶Ⅰ
核仁
rRNA
50-70%
不敏感
RNA聚合酶Ⅱ
核质
hnRNA
20-40%
敏感
RNA聚合酶Ⅲ
核质
tRNA
约10%
存在物种特异性
2.真核生物的原始转录产物需要经过哪些加工才能成为成熟的mRNA？
真核生物的原始转录产物需要经过的加工过程有：
1、在5’端加帽。
5’端的一个核苷酸总是7-甲基鸟核苷三磷酸（m7Gppp）。
mRNA5’端的这种结构称为帽子（cap）。
2、3’端加尾，多聚腺苷酸尾巴提高了mRNA在细胞质中的稳定性
3、RNA的剪接。
参与RNA剪接的物质有snRNA（核内小分子RNA）
•、snRNP（与snRNA结合的核蛋白）
4、RNA的编辑
2.原核启动子和真核启动子的构成
一、原核生物启动子结构有
TATA区：
酶的紧密结合位点（富含AT碱基，利于双链打开）
TTGACA区：
提供了RNA聚合酶全酶识别的信号
二、真核生物启动子的结构
核心启动子TATA常在-25bp左右，相当于原核的-10序列T85A97T93A85A63A83A50
核心启动子●定义：
指保证RNA聚合酶Ⅱ转录正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括转录起始位点及转录起始位点上游TATA区
●作用：
选择正确的转录起始位点，保证精确起始
上游启动子元件，包括CAAT盒（CCAAT）和GC盒（GGGCGG）等
●作用：
控制转录起始频率。
CHAP4
1、遗传密码有哪些特性？
理解掌握其摆动性
特性：
连续性，简并性，通用性与特殊性，摆动性
摆动性：
转运氨基酸的tRNA上的反密码子需要通过碱基互补与mRNA上的遗传密码子反向配对结合，在密码子与反密码子的配对中，前两对严格遵守碱基配对原则，第三对碱基有一定的自由度，可以“摆动”，这种现象称为密码子的摆动性。
2.tRNA中起作用的重要两个臂是什么臂？
受体臂和密码子臂。
tRNA有两个关键部位：
●3’端CCA：
接受氨基酸，形成氨酰-tRNA。
●与mRNA结合部位—反密码子部位
2.肽链延伸由许多循环组成，每加一个氨基酸就是一个循环，每个循环包括哪些步骤？
每个循环包括：
AA-tRNA与核糖体结合、肽键的生成和移位。
AA-tRNA与核糖体结合需要消耗GTP，并需EF-Tu、EF-Ts两种延伸因子
肽键的生成是由转肽酶/肽基转移酶催化
移位，核糖体向mRNA3’端方向移动一个密码子。
需要消耗GTP，并需EF-G延伸因子
2.真核生物和原核生物在翻译的起始过程有哪些区别？
真核生物：
起始密码子AUG所编码的氨基酸是Met，起始AA-tRNA为Met-tRNAMet。
原核生物：
起始密码子AUG所编码的氨基酸并不是甲硫氨酸本身,而是甲酰甲硫氨酸（fMet），起始AA-tRNA为fMet-tRNAfMet
2.同工tRNA、分子伴侣、信号肽、核定位序列
同工tRNA：
代表同一种氨基酸的tRNA称为同工tRNA。
分子伴侣：
它是细胞中一类能够识别并结合到不完全折叠或搭配的蛋白质上以帮助这些多肽正确折叠、转运或防止它们聚集的蛋白质，其本身不参与终产物的形成。
信号肽：
常指新合成多肽链中用于指导蛋白质跨膜转移的N-末端氨基酸序列（有时不一定在N端）。
核定位序列：
蛋白质中的一种常见的结构域，通常为一短的氨基酸序列，它能与入核载体相互作用，将蛋白质运进细胞核内。
CHAP5
1、比较PCR扩增和细胞内DNA复制的异同。
PCR技术 DNA生物复制
环境 体外复制，加热，90摄氏度左右 体内，温和的环境
模板 DNA单链 DNA单链
原料 4种脱氧核糖核苷酸 4种脱氧核糖核苷酸
酶 主要是DNA聚合酶 DNA解旋酶，DNA聚合酶，
DNA连接酶等各种酶
引物 需要人工合成的引物 自己合成引物成分
步骤 变性--退火--延伸 解旋-起始-延伸-结束
原则 碱基互补配对原则 碱基互补配对原则
2.设计一个典型的PCR扩增程序和PCR反应体系。
在一个典型的PCR反应体系中需加入：
适宜的缓冲液、微量的模板DNA、4×dNTPs、耐热性多聚酶、Mg2+和两个合成的DNA引物。
PCR扩增，模板DNa94℃变性1min，引物与模板40～60℃退火1min，72℃延伸2min。
在首次循环前模板预变性3～5min；在末次循环后，样品仍需继续延伸3～5min以上，确保扩增的DNA为双链DNA。
其程序步骤为：
94℃预变性3min；94℃变性30s；58℃退火30s；72℃延伸1min30s进行30cycle；72℃继续延伸4min；4℃pause
2、在基因操作实践中检测核酸相对分子量的最常用方法是什么？
其原理是什么？
检测核酸相对分子量的最常用方法：
核酸凝胶电泳、分光广度法
其原理是：
DNA或RNA链上碱基的苯环结构在紫光区具有较强吸收，其吸收峰在260nm处。
波长为260nm时，DNA或RNA的光密度OD260不仅与总含量有关，也随构型而有差异。
3.如何克隆一个新基因（cDNA的中间片段）？
在已知cDNA序列基础上克隆5’或3’端缺失序列的技术。
根据已知序列设计基因片段内部特异引物，由该片段向外侧进行PCR扩增得到目的序列。
此技术为RACE技术。
步骤：
5.在反转录酶的作用下，以基因片段内部特异性引物（GSP1）启始cDNA第一条链合成。
6.RNase降解模板链mRNA，纯化第一链。
7.用末端转移酶在cDNA链3’端加入连续的dCTP，形成oligodc尾巴。
8.以连有oligo
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