分子生物大题.docx

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分子生物大题

1.请定义DNA重组技术和基因工程技术。

答：

DNA重组技术：

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，然后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。

基因工程技术：

是除了包含DNA重组技术外还包括其他可能是生物细胞基因结构得到改造的体系，基因工程是指技术重组DNA技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技术两大组成部分。

上游技术指的是基因重组、克隆和表达的设计与构建（即重组DNA技术）；而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞的大规模培养以及基因产物的分离纯化过程。

2.什么是核小体？

简述其形成过程。

由DNA和组蛋白组成的染色质纤维细丝是许多核小体连成的念珠状结构。

核小体是由H2A,H2B,H3,H4各两个分子生成的八聚体和由大约200bp的DNA组成的。

八聚体在中间，DNA分子盘绕在外，而H1则在核小体外面。

每个核小体只有一个H1。

所以，核小体中组蛋白和DNA的比例是每200bpDNA有H2A,H2B,H3,H4各两个，H1一个。

用核酸酶水解核小体后产生只含146bp核心颗粒，包括组蛋白八聚体及与其结合的146bpDNA，该序列绕在核心外面形成1.75圈，每圈约80bp。

由许多核小体构成了连续的染色质DNA细丝。

核小体的形成是染色体中DNA压缩的第一阶段。

在核小体中DNA盘绕组蛋白八聚体核心，从而使分子收缩至原尺寸的1/7。

200bpDNA完全舒展时长约68nm,却被压缩在10nm的核小体中。

核小体只是DNA压缩的第一步。

核小体长链200bp→核酸酶初步处理→核小体单体200bp→核酸酶继续处理→核心颗粒146bp

3.简述DNA的一,二,三级结构的特征

DNA一级结构：

4种核苷酸的的连接及排列顺序，表示了该DNA分子的化学结构

DNA二级结构：

指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构

DNA三级结构：

指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构

4.原核生物DNA具有哪些不同于真核生物DNA的特征？

1,结构简练原核DNA分子的绝大部分是用来编码蛋白质，只有非常小的一部分不转录，这与真核DNA的冗余现象不同。

2,存在转录单元原核生物DNA序列中功能相关的RNA和蛋白质基因，往往丛集在基因组的一个或几个特定部位，形成功能单元或转录单元，它们可被一起转录为含多个mRNA的分子，称为多顺反子mRNA。

3,有重叠基因重叠基因，即同一段DNA能携带两种不同蛋白质信息。

主要有以下几种情况①一个基因完全在另一个基因里面②部分重叠③两个基因只有一个碱基对是重叠的

5.DNA复制通常采取哪些方式

1线性DNA双链的复制将线性复制子转变为环状或多聚分子

在DNA末端形成发夹式结构使分子没有游离末端

在某种蛋白质的介入下，在真正的末端启动复制

2环状DNA双链的复制Sita型滚环型D—环型

6.简述原核生物DNA的复制特点。

（1）复制的起始1，DNA双螺旋的解旋DNA在复制时，其双链首先解开，形成复制叉，这是一个有多种蛋白质和酶参与的复杂过程。

（2）DNA复制的引发RNA引物的合成前导链：

DNA双链解开为单链后，由引发酶（RNA聚合酶，Primase）在5’→3’DNA模板上合成一段RNA引物，再由DNA聚合酶从RNA引物3’端开始合成新的DNA链。

然后以此为起点，进入DNA复制的延伸。

后随链：

后随链的引发过程由引发体（Primosome）来完成。

引发体由6种蛋白组成的引发前体（Preprimosome）和引发酶（Primase）组成。

引发体催化生成滞后链的RNA引物短链，再由DNA聚合酶III作用合成后续DNA，直至遇到下一个引物或冈崎片段为止。

在滞后链上所合成的RNA引物非常短，一般只有3-5个核苷酸。

而且，在同一种生物体细胞中这些引物都具有相似的序列。

（3）复制的延伸冈崎片段与半不连续复制在原核生物中，DNA新生链的合成主要由DNA聚合酶III所催化。

当冈崎片段形成后，DNA聚合酶I通过其5'→3'外切酶活性切除冈崎片段上的RNA引物，同时，利用后一个冈崎片段作为引物由5'→3'合成DNA。

最后两个冈崎片段由DNA连接酶将其接起来，形成完整的DNA滞后链。

（4）复制的终止DNA复制的终止依赖与Tus蛋白（Terminusutilizationsubstance，36kD）和DNA链上特殊的重复序列Ter（约22bp）。

Tus-ter复合体将阻止DNA解链，等反方向的复制叉到达后停止复制，然后两条链解开。

最后，释放子链DNA，依靠拓扑酶将超螺旋结构引入DNA分子。

7.细胞通过哪几种修复系统对DNA损伤进行修复

错配修复切除修复重组修复‘DNA直接修复SOS系统

8.什么是转座子？

可分为哪些种类？

DNA的转座，或称移位，是由可移位因子介导的遗传物质重排现象。

转座子（transposon,

Tn）是存在于染色体DNA上可自主复制和移位的基本单位。

转座子分为两大类：

插入序列（IS）和复合型转座子。

1，插入序列插入序列是最简单的转座子，它不含有任何宿主基因。

它们是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分。

一个细菌细胞常带有少于10个序列。

转座子常常被定为到特定的基因中，造成该基因突变。

2，复合型转座子复合型转座子是一类带有某些抗药性基因（或其他宿主基因）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IS序列插入到某个功能基因两端时就可能产生复合转座子。

一旦形成复合转座子，IS序列就不能再单独移动，因为它们的功能被修饰了，只能作为复合体移动。

大部分情况下，这些转座子的转座能力是由IS序列决定和调节的。

除了末端带有IS序列的复合转座子外，还存在一些没有IS序列的，体积庞大的转座子（5000bp以上）——TnA家族。

9.什么是编码链？

什么是模版链？

答：

与mRNA序列相同的那条DNA链称为编码链（或有意义链）；另一条根据碱基互补原则指导mRNA合成DNA链称为模版链（或反义链）。

10.大肠杆菌的RNA聚合酶有哪些组成成分？

各个亚基的作用如何？

答：

大肠杆菌的RNA聚合酶由2个α亚基、一个β亚基、一个β’亚基和一个ω亚基组成的核心酶，加上一个σ亚基后则成为聚合酶全酶。

α亚基肯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亚基和β’亚基组成了聚合酶的催化中心，β亚基能与模版DNA、新生RNA链及核苷酸底物相结合。

11.简述σ因子的作用。

答：

1，σ因子的作用是负责模版链的选择和转录的起始，它是酶的别构效应物，使酶专一性识别模版上的启动子；2，σ因子可以极大的提高RNA聚合酶对启动子区DNA序列的亲和力；3，σ因子还能使RNA聚合酶与模版DNA上非特异性位点结合常数降低。

12.什么是Pribnowbox？

它的保守序列是什么？

答：

pribnowbox是原核生物中中央大约位于转录起始位点上游10bp处的TATA区，所以又称作-10区。

它的保守序列是TATAAT。

13.简述原核生物和真核生物mRNA的区别。

答：

1，原核生物mRNA常以多顺反子的形式存在。

真核生物mRNA一般以单顺反子的形式存在；2，原核生物mRNA的转录与翻译一般是偶联的，真核生物转录的mRNA前体则需经转录后加工，加工为成熟的mRNA与蛋白质结合生成信息体后才开始工作；3，原核生物mRNA半寿期很短，一般为几分钟，最长只有数小时。

真核生物mRNA的半寿期较长，如胚胎中的mRNA可达数日；4，原核与真核生物mRNA的结构特点也不同，原核生物的mRNA的5’端无帽子结构，3’端没有或只有较短的polyA结构。

14.大肠杆菌的终止子有哪两大类？

请分别介绍一下它们的结构特点。

答：

大肠杆菌的终止子可以分为不依赖于p因子和依赖于p因子两大类。

不依赖于p因子的终止子结构特点：

1，位于位点上游一般存在一个富含GC碱基的二重对称区，由这段DNA转录产生的RNA容易形成发卡式结构。

2，在终止位点前面有一端由4—8个A组成的序列，所以转录产物的3’端为寡聚U。

依赖于p因子的终止子的结构特点.

15.遗传密码具有哪些特性？

答：

（1）遗传密码子的连续性

（2）.密码子有简并性；级一种以上密码子编码同意种氨基酸。

（3）.共有64个密码子，其中有1个起始密码子和3个终止密码子；（4）.密码子有通用性与特殊性，即不管是病毒、原核生物还是真核生物密码子的含义都是相同的，但在各位生物中也有例外（5）密码子与反密码子存在相互作用。

16.有几种终止密码子？

他们的序列别名是设么？

答：

终止密码子有三种终止密码子（UAG、UGA、UAA），他们并不代表氨基酸，不能与tRNA反密码子配对，但能被终止因子和释放因子识别，终止肽链合成。

其中终止密码子UAG叫注石（ochre）密码

UGA叫琥珀（amber）密码UAA叫蛋白石（opal）密码

17.tRNA在组成及结构上有哪些特点？

答：

1、tRNA的三叶草型二级结构

受体臂（acceptorarm）主要由链两端序列碱基配对形成的杆状结构和3’端末配对的3-4个碱基所组成，其3’端的最后3个碱基序列永远是CCA，最后一个碱基的3’或2’自由羟基（—OH）可以被氨酰化。

TφC臂是根据3个核苷酸命名的，其中φ表示拟尿嘧啶，是tRNA分子所拥有的不常见核苷酸。

反密码子臂是根据位于套索中央的三联反密码子命名的。

D臂是根据它含有二氢尿嘧啶（dihydrouracil）命名的。

最常见的tRNA分子有76个碱基，相对分子质量约为2.5×104。

不同的tRNA分子可有74-95个核苷酸不等，tRNA分子长度的不同主要是由其中的两条手臂引起的。

tRNA的稀有碱基含量非常丰富，约有70余种。

每个tRNA分子至少含有2个稀有碱基，最多有19个，多数分布在非配对区，特别是在反密码子3'端邻近部位出现的频率最高，且大多为嘌呤核苷酸。

这对于维持反密码子环的稳定性及密码子、反密码子之间的配对是很重要的。

2．tRNA的L形三级结构

酵母和大肠杆菌tRNA的三级结构都呈L形折叠式。

这种结构是靠氢键来维持的，tRNA的三级结构与AA-tRNA合成酶的识别有关。

受体臂和TφC臂的杆状区域构成了第一个双螺旋，D臂和反密码子臂的杆状区域形成了第二个双螺旋。

tRNA的L形高级结构反映了其生物学功能，因为它上所运载的氨基酸必须靠近位于核糖体大亚基上的多肽合成位点，而它的反密码子必须与小亚基上的mRNA相配对，所以两个不同的功能基团最大限度分离。

18.什么是SD序列？

其功能是什么？

答：

在mRNA起始密码子上游8-13个核苷酸的地方往往有一段富含嘌呤的序列，称为Shine-Dalgarno序列，简称SD序列。

它和16SrRNA3’端有一个互补的序列，它们互相识别，以保证起始的正确性。

19.什么是信号肽？

它在序列组成上有哪些特点？

有什么功能？

答：

（1）信号肽（signalpeptide）：

绝大多数越膜蛋白的N端都具有长度大约在13-36个残基之间的以疏水氨基酸为主的N端信号序列或称信号肽。

（2）信号肽的结构特点：

1.一般带有10-15个疏水氨基酸2.常常在靠近该序列N-端疏水氨基酸区上游带有1个或数个带正电荷的氨基酸3.在其C-末端靠近蛋白酶切割位点处常常带有数个极性氨基酸，离切割位点最近的那个氨基酸往往带有很短的侧链（Ala或Gly）。

（3）信号序列的基本作用：

1.通过与SRP的识别和结合，引导核糖体与内质网结合；2.通过信号序列的疏水性，引导新生肽跨膜转运SRP&DP信号识别颗粒（signalrecognitionpartical，SRP）：

是一种核糖核酸蛋白复合体，它的作用是识别信号序列，并将核糖体引导到内质网上。

停靠蛋白（dockingprotein，DP，又称SRP受体蛋白）：

即SRP在内质网膜上的受体蛋白，它能够与结合有信号序列的SRP牢牢地结合，使它在合成蛋白质的核糖体停靠到内质网上来。

个极性氨基酸，离切割位点最近的那个氨基酸往往带有很短的侧链（Ala或Gly）.

20.蛋白质有哪些翻译后的加工修饰？

答：

肽链刚刚被合成时，大多数是没有功能的。

必须经过加工修饰后才能转变为有活性的蛋白。

1.N端的fMet（原核）或Met（真核）的切除

切除信号肽。

许多蛋白质都带有15-30个残基的signalpeptides，负责指导蛋白质在细胞中的精确定位。

2.二硫键的合成。

3.特定氨基酸的修饰。

包括磷酸化。

甲基化，酰基化，乙基化，糖基化，羟基化和羧基化等。

4切除新生肽链中的非功能片段。

二硫键的形成对稳定蛋白质有重要作用.

21.如何理解PCR扩增的原理和过程?

原理：

类似于天然的DNA复制过程。

将待扩增的DNA片段和两侧互补的两段寡核苷酸引物，经过变性，退火和延伸若干个循环后，DNA扩增倍数可达2n倍

PCR的基本反应步骤：

1.变性：

95℃，模板DNA变性为单链；

2.退火：

50℃左右，使引物与模板DNA退火结合；

3.延伸：

72℃，DNA聚合酶以dNTP为底物催化DNA的合成反应。

上述三个步骤为一个循环，经25-30次循环后，可将模板DNA扩增达百万倍。

22.SNP作为第三代遗传标记的优点是什么?

SNP是基因组中最简单,最常见,的多态性形式,具有很高的遗传稳定性.

23.简述RNAi技术在分子生物学领域的应用前景和存在的问题.

现在RNAi技术已经被广泛应用于真核生物中去沉默一个给定的基因,这是一个非常有效的研究基因功能的手段和工具.

24.简述乳糖操控子的调控模型.

1.Z.Y,A基因的产物由同一条多顺反子的mRNA分子所编码.

2.该mRNA分子的启动区位于阻遏基因与操纵区之间,不能单独起始半乳糖苷酶和透过酶基因的高效表达.

3.操纵区是DNA上的一小段序列,是阻遏物的结合位点.

4.当阻遏物与操纵区相结合时,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,使之不能与操纵区相结合,从而激发lacmRNA的合成.

25.什么是弱化作用.

细菌通过弱化作用弥补阻遏作用的不足，因为阻遏作用只能使转录不起始，对于已经起始的转录，只能通过弱化作用使之中途停下来。

26.简述反义RNA的调控机制.

细菌响应环境压力的改变,会产生一些非编码的小的RNA分子,能与mRNA中的特定序列配对并改变所配对的mRNA分子的构象,导致翻译过程被开启或者关闭,也可能导致目标mRAN分子的快速降解.

27.何为外显子,内含子及其结构特点的可变调控?

外显子是指真核细胞基因DNA中的编码序列，这些序列被转录成RNA并进而翻译为蛋白质。

内含子是指真核细胞基因DNA中的间插序列，这些序列被转录成RNA，但随即被剪除而不翻译。

可变调控

组成型剪接：

一个基因的转录产物通过剪接只能产生一种成熟的mRNA。

选择性剪接：

同一基因的转录产物由于不同的剪接方式形成不同mRNA。

28.DNA甲基化对基因表达的调控机制.

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。

29.增强子的作用机制.

1.影响模板附近的DNA双螺旋结构,导致DNA双螺旋弯折或在反式因子的参与下,以蛋白质之间的相互作用为媒介形成增强子与启动子之间的”成环”连接,活化基因转录.

2.将模板固定在细胞核内特定位置,有利于DNA拓扑异构酶改变DNA双螺旋结构的张力,促进RNA聚合酶II在DNA链上的结合和滑动

3.增强子区可以作为反式作用因子或RNA聚合酶II进入染色质结构的”入口”

30.反式作用因子的结构特点及其对基因表达的调控?

1.螺旋-转折-螺旋

这一类蛋白质分子中有至少两个α螺旋,中间有短链连氨基酸残基形成”转折”,近羧基端的α螺旋中氨基酸残基的替换会影响该蛋白质在DNA双螺旋大沟中的结合.

2.锌指结构

其特有的半胱氨酸和组氨酸残基之间氨基酸残基数基本恒定,有锌参与时才具备转录调控活性.

3.碱性-亮氨酸拉链

它们能够与CCAAT盒和病毒的增强子结合.

4.碱性-螺旋-环-螺旋

其DNA结合特性与亮氨酸拉链类蛋白相似.

31.举例说明蛋白质磷酸化如何影响基因表达.

酪氨酸受体蛋白激酶与表皮生长因子相结合后,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虽然没有正常酪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.

32.组蛋白乙酰化和去乙酰化影响基因转录的机制.

组蛋白N端”尾巴”上赖氨酸残基的乙酰化中和了组蛋白尾巴的正电荷,降低了它与DNA的亲和性,导致核小体构象发生有利于转录调节蛋白于染色质相结合的变化,从而提高了基因转录的活性.核心组蛋白H2A,H2B,H3,H4通过组蛋白”尾部”选择性乙酰基化影响核小体的浓缩水平和可接近性.

33.激素影响基因表的基本模式.

许多激素的调控作用是通过起始基因转录而实现的.靶细胞具有专一的细胞质受体,可与激素形成复合物,导致三维结构甚至化学性质的变化.经修饰的受体与激素复合物通过核膜进入细胞核内,并于染色质的特定区域结合,导致基因转录的起始或关闭.

34.癌症已经成为威胁人类健康的主要杀手,根据你所了解的知识,简述癌症为何具有如此大的危害?

对于癌症的防止为何如此困难?

（看书）

①癌基因产物本身模拟了生长因子，因而与相应的受体作用，以自分泌的方式刺激细胞生长；

②癌基因产物模拟了已结合配体的生长因子受体，从而在无外源生长因子时提供了促进细胞分裂的信号；

③癌基因产物作用于细胞内生长控制途径，解除此途径对外源刺激信号的需求。

35.试述大肠杆菌基因组和真核生物基因组的主要区别.

（一）.大肠杆菌基因组

1基因组很小，大多只有一条染色体2结构简炼3存在转录单元4多顺反子5有重叠基因

（二）真核生物基因组

1真核基因组结构庞大2单顺反子3基因不连续性4非编码区较多5含有大量重复序列