分子生物学复习资料.docx

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分子生物学复习资料

分子生物学复习资料

一、名词解释：

分子生物学：

在分子水平上研究生命现象的科学。

通过研究生物大分子（核酸、蛋白质）的结构、功能和生物合成等方面来阐明各种生命现象的本质。

RNA组学：

对细胞中全部RNA分子的结构与功能进行系统的研究，从整体水平阐明RNA的生物学意义即为RNA组学（RNomics）。

减色效应：

变性DNA复性时，紫外吸收减少的现象叫减色效应。

增色效应：

DNA变性时紫外吸收增加的现象称增色效应。

Tm：

DNA热变性时，其紫外吸收增加值到达总增加值一半时的温度，称为DNA的解链温度。

解链曲线：

如果在连续加热DNA的过程中以温度对A260值作图，所得的曲线称为解链曲线。

DNA复性：

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。

核酸分子杂交：

在DNA变性后的复性过程中，如果将不同种类的DNA单链分子或RNA分子放在同一溶液中，只要两种单链分子之间存在着一定程度的碱基配对关系，在适宜的条件（温度及离子强度）下，就可以在不同的分子间形成杂化双链。

这种杂化双链可以在不同的DNA与DNA之间形成，也可以在DNA和RNA分子间或者RNA与RNA分子间形成。

这种现象称为核酸分子杂交。

基因：

原核生物、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。

断裂基因：

不连续的基因称为断裂基因，指基因的编码序列在DNA上不连续排列而被不编码的序列所隔开。

重叠基因：

核苷酸序列彼此重叠的2个基因为重叠基因，或称嵌套基因。

致死基因：

导致个体或细胞死亡的基因称致死基因。

基因冗余：

一条染色体上出现一个基因的很多复本的现象称为基因冗余。

DNA重组：

DNA分子内或分子间发生遗传信息的重新组合，又称为遗传重组或基因重排。

同源重组：

发生在同源序列间的重组称为同源重组，又称基本重组。

接合作用：

当细胞与细胞、或细菌通过菌毛相互接触时，质粒DNA从一个细胞（细菌）转移至另一细胞的DNA转移称为接合作用。

转化作用：

通过自动获取或人为地供给外源DNA，使细胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型，称为转化作用。

转导作用：

当病毒从被感染的细胞释放出来、再次感染另一细胞时，发生在供体细胞与受体细胞之间的DNA转移及基因重组即为转导作用。

位点特异重组：

是由整合酶催化，在两个DNA序列的特异位点间发生的整合。

12-23规则：

重组发生在间隔为12bp与间隔23bp的不同信号序列之间，称为12-23规则。

转座子：

在基因中可以移动的一段DNA序列。

转座：

由插入序列和转座子介导的基因移位或重排称为转座。

克隆：

来自同一始祖的相同副本或拷贝的集合。

DNA克隆：

应用酶学的方法，在体外将各种来源的遗传物质与载体DNA相结合成一具有自我复制能力的DNA分子—复制子，继而通过转化或转染宿主细胞、筛选出含有目的基因的转化子细胞，再进行扩增、提取获得大量同一DNA分子，即DNA克隆。

基因工程：

实现基因克隆所用的方法及相关的工作称基因工程，又称重组DNA工艺学。

限制性核酸内切酶：

识别DNA的特异序列,并在识别位点或其周围切割双链DNA的一类内切酶。

同功异源酶：

来源不同的限制酶，但能识别和切割同一位点，这些酶称同功异源酶。

同尾酶：

有些限制性内切酶虽然识别序列不完全相同，但切割DNA后，产生相同的粘性末端，称为同尾酶。

载体：

为携带目的基因，实现其无性繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一些DNA分子。

复制：

指遗传物质的传代，以母链DNA为模板合成子链DNA的过程。

半保留复制：

DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模板（template）按碱基配对规律，合成与模板互补的子链。

子代细胞的DNA，一股单链从亲代完整地接受过来，另一股单链则完全从新合成。

两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致。

这种复制方式称为半保留复制。

复制子：

DNA分子中能独立进行复制的单位称为复制子。

复制眼：

DAN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。

复制叉：

复制一开始，复制起始点要形成一个特殊的叉型结构，是复制有关的酶和蛋白质组装成复合物和新链合成的部位，这种结构称为复制叉；亲代链分开及新生DNA开始复制处称为复制叉；DNA分子中正在进行复制的分叉部位称为复制叉。

端粒：

指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构。

转录：

生物体以DNA为模板合成RNA的过程。

不对称转录：

在DNA分子双链上某一区段，一股链用作模板指引转录，另一股链不转录；模板链并非永远在同一条单链上。

模板链：

DNA双链中按碱基配对规律能指引转录生成RNA的一股单链，称为模板链（templatestrand），也称作有意义链或Watson链。

编码链：

相对的另一股单链是编码链，也称为反义链。

启动子：

RNA聚合酶结合模板DNA的部位称为启动子。

转录泡：

在转录延长过程中，由局部打开的DNA双链、RNA聚合酶核心酶及新生成的RNA三者结合在一起的复合体，为空泡状结构，又称转录复合物。

转录因子：

反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶的，则称为转录因子。

转录后加工（RNA的成熟）：

在细胞内，由RNA聚合酶合成的原初转录物（pre-RNA）经过链的裂解、5`端与3`端的切除和特殊结构的形成、核苷的修饰和糖苷键的改变、以及拼接和编辑等过程，转变为成熟的RNA分子的过程称为RNA的成熟或转录后加工。

RNA编辑：

改变RNA编码序列的方式称为RNA编辑。

密码子：

代表一个氨基酸或蛋白合成、终止信号的核苷酸三联体。

开放阅读框：

从mRNA5'端起始密码子AUG到3'端终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链，称为开放阅读框架。

顺反子：

遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反子。

多顺反子：

原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录单位，转录生成的mRNA可编码几种功能相关的蛋白质，为多顺反子。

单顺反子：

真核mRNA只编码一种蛋白质，为单顺反子。

翻译的跳跃现象：

翻译中读码框发生位移或核糖体跳过一大段mRNA后继续翻译称为翻译的跳跃现象。

信号序列：

所有靶向输送的蛋白质结构中存在分选信号，主要为N末端特异氨基酸序列，可引导蛋白质转移到细胞的适当靶部位，这一序列称为信号序列。

信号肽：

各种新生分泌蛋白的N端有保守的氨基酸序列称信号肽。

线粒体定向肽：

由核基因组编码的线粒体外膜蛋白的N端具有的一段肽链。

由富含带正电的氨基酸和丝氨酸、苏氨酸等。

基因表达：

基因经过转录、翻译，产生具有特异生物学功能的蛋白质分子的过程。

操纵子：

是原核生物在分子水平上基因表达调控的单位，由结构基因、启动子、操纵基因和调节基因组成。

转录衰减：

是指转录可正常起动，但在转录进入第一个结构基因前即突然停止的过程。

由于这一终止作用并不能使正在进行的结构基因转录中途停止，而仅是部分中途停止转录，所以称为转录衰减。

二、填空题：

1.分子生物学的发展分为三个阶段：

（人类对DNA和遗传信息传递的认识阶段），（重组DNA技术的建立和发展阶段），（重组DNA技术的应用和分子生物学的迅猛发展阶段）。

2.对DNA双螺旋结构的提出贡献最大的三位科学家是（J.Watson），（F.Crick），（O.Avery）。

3.DNA序列测定法有两种，分别为G:

lbert化学法，（Sanger）酶法。

4.PCR仪的发明者为（KaryB.Mullis）。

5.核酸分子由（戊糖），（碱基），（磷酸）三部分组成。

6.在DNA双螺旋结构中，（氢键）维持双链横向稳定性，（碱基堆积力）维持双链纵向稳定性。

7.OD260=1.0相当于（0.05）mg/ml双链DNA，（0.04）mg/ml单链DNA，（0.02）mg/ml寡核苷酸。

8.DNA的密度为（1.7）g/cm3，相当于（8M）CSCL溶液的密度。

9.质粒PSC101中的P代表（构建该质粒的研究者或单位）。

10.DNA重组的种类（同源重组），（接合作用），（转化作用），（转导作用），（位点特异的重组），（转座）。

11.基因工程中常用载体可分为三类（质粒DNA），（噬菌体DNA），（病毒DNA）。

12.同一基因获取的方法有四种（化学合成法），（基因组DNA文库），（cDNA文库），（聚合酶链反应）。

13.重组DNA导入受体菌时，对受体菌的要求为（安全宿主菌），（限制酶和重组酶缺陷），（处于感受态）；导入方式有（转化），（转染），（感染）三种。

14.重组DNA技术操作过程可形象归纳为（分），（切），（接），（转），（筛）。

15.1958年Meselson等（氮的同位素试验）证明了（DNA复制为半保留复制的机制）。

16.复制的方向有（相向复制），（单向复制），（双向复制）。

17.参与DNA复制的物质有（底物），（聚合酶），（模板），（引物），（其他的酶和蛋白质因子）。

18.细菌的RNA聚合酶全酶的五个功能位点为（β’），（β），（α），（α），（δ）。

19.真核生物的转录过程可分为（识别），起始，延伸，终止四个阶段。

20.逆转录酶是一类非常复杂的酶，在其简单的一条多肽链上具有多种酶活性（DNA聚合酶活性），（RAN酶活性），（DNA内切酶活性），（DNA旋转酶活性），（螺旋酶活性），（tRNA结合活性）。

21.遗传密码的特点有（连续性），（简并性），（摆动性），（通用性）。

22.基因表达是受调控的，可在多个层次上进行，包括（基因水平），转录水平，（转录后水平），（翻译水平），（翻译后水平）的调控。

三、翻译：

脱氧核糖核酸：

DNA

超螺旋：

supercoil

正超螺旋：

positivesupercoil

DNA-dependentDNApolymerase：

依赖DNA的DNA聚合酶

解螺旋酶：

helicase

引物酶：

primase

SSB：

单链DNA结合蛋白

DNAligase,：

DNA连接酶

telomerase：

端粒酶

cDNA：

互补DNA

teminator：

终止子

UBF（upstreambindingfactor）：

上游启动子结合因子

TBP（TATAbox-bindingprotein）：

TATA框结合蛋白

downstreamelements：

下游启动子元件

TF（transeriptionalfactors）：

转录因子

CTD（carboxylterminaldomain）：

羧基末端结构域

EB：

溴化乙锭

IF:

起始因子

EF：

延长因子

RF：

释放因子

molecularchaperon：

分子伴侣

四、简答题：

1.证明DNA是主要的遗传物质的两个重要实验是什么？

1944，O.Avery肺炎双球菌转化试验；1952，A.DHershey和M.Chase噬菌体感染试验。

2.简述mRNA的结构特点和功能？

mRNA结构特点：

1.大多数真核mRNA的5´末端均在转录后加上一个7-甲基鸟苷，同时第一个核苷酸的C´2也是甲基化，形成帽子结构：

m7GpppNm-。

2.大多数真核mRNA的3´末端有一个多聚腺苷酸（polyA）结构，称为多聚A尾。

mRNA的功能：

把DNA所携带的遗传信息，按碱基互补配对原则，抄录并传送至核糖体，用以决定其合成蛋白质的氨基酸排列顺序。

3.简述tDNA一级结构的特点？

tRNA的一级结构特点：

含10~20%稀有碱基，如DHU；3´末端为—CCA-OH；5´末端大多数为G；具有TψC。

4.简述tDNA的结构？

tRNA的二级结构（三叶草形）：

氨基酸臂、DHU环、反密码环、额外环、TΨC环。

tRNA的三级结构（倒L形）

5.简述原核生物和真核生物的rRNA的种类？

rRNA的种类（根据沉降系数）

真核生物：

5SrRNA、28SrRNA、5.8SrRNA、18SrRNA

原核生物：

5SrRNA、23SrRNA、16SrRNA

6.什么叫DNA的变性？

变性DNA转化时会发生哪些变化？

定义：

在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程。

变性后其它理化性质变化：

OD260增高、粘度下降、比旋度下降、浮力密度升高、酸碱滴定曲线改变、生物活性丧失。

7.什么叫C值矛盾？

C值矛盾主要表现在哪几方面？

C-值矛盾：

基因组大小与机体的遗传复杂性缺乏相关性。

即真核生物中DNA含量反常的现象。

C值矛盾的表现：

•C值不随生物的进化程度和复杂性而增加，如肺鱼的C值为112.2，而人的为3.2；与牛相近；

•亲源关系密切的生物C值相差甚大，如豌豆为14，蚕豆为2；

•高等真核生物具有比用于遗传高得多的C值，如人染色体组DNA含量在理论上包含300万个基因，但有实际用途的基因只有5-10万个左右。

8.简述鼠伤寒沙门氏菌鞭毛相转变的原理？

反向重复序列的H片段可在控制下进行特异位点重组（倒位）。

H片段上有两个启动子P，其一驱动基因表达，另一正向时驱动H2和rH1基因表达，反向（倒位）时H2和rH1不表达。

rH1为H1的阻遏蛋白基因。

9.简述Ig基因重排中RSS序列的位置及组成？

重链（lgH）基因的V-D-J重排和轻链（lgL）基因的V-J重排均发生在特异位点上。

在V片段的下游，J片段的上游以及D片段的两侧均存在保守的重组信号序列。

此重排的重组酶基因RAG共两个，分别产生蛋白质RAG1和RAG2。

10.以HindⅢ为例说明限制性核酸内切酶命名的原则？

第一个字母取自产生该酶的细菌属名，用大写；第二、第三个字母是该细菌的种名，用小写；第四个字母代表株；用罗马数字表示发现的先后次序。

11.简述载体的选择标准？

载体的选择标准：

能自主复制；具有两个以上的遗传标记物，便于重组体的筛选和鉴定；有克隆位点（外源DNA插入点），常具有多个单一酶切位点，称为多克隆位点；分子量小，以容纳较大的外源DNA。

12.简述重组DNA技术的基本原理？

基本原理----目的基因的获取----克隆载体的选择和构建-----外源基因与载体的连接----DNA导入受体菌----重组体的筛选-----克隆基因的表达

13.简述PCR体系的基本组成成分和基本反应步骤？

组成成分：

模板DNA；特异性引物；耐热DNA聚合酶；dNTPs;Mg2+。

反应步骤：

变性（95℃）--退火（Tm-5℃）—延伸（72℃）--变性（95℃）…循环

14.简述DNA的半不连续复制的机理？

顺着解链方向生成的子链，复制是连续进行的，这股链称为领头链。

另一股链因为复制的方向与解链方向相反，不能顺着解链方向连续延长，这股不连续复制的链称为随从链。

复制中的不连续片段称为岡崎片段。

领头链连续复制而随从链不连续复制，就是复制的半不连续性。

15.简述DNA复制保真性的三种机制？

1.遵守严格的碱基配对规律；

2.聚合酶在复制延长时对碱基的选择功能；

3.复制出错时DNA-pol的及时校读功能。

16.简述DNA拓扑异构酶Ⅰ和Ⅱ作用机制的不同？

作用机制：

拓扑异构酶Ⅰ：

切断DNA双链中一股链，使DNA解链旋转不致打结；适当时候封闭切口，DNA变为松弛状态。

反应不需ATP。

拓扑异构酶Ⅱ：

切断DNA分子两股链，断端通过切口旋转使超螺旋松弛。

利用ATP供能，连接断端，DNA分子进入负超螺旋状态。

17.什么叫端粒？

其结构特点和功能是什么？

端粒：

指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构。

结构特点：

由末端单链DNA序列和蛋白质构成。

末端DNA序列是多次重复的富含G、C碱基的短序列。

功能：

维持染色体的稳定性；维持DNA复制的完整性。

18.什么叫端粒酶？

其组成如何？

端粒酶:

以酶分子中的RNA片段为模板，在染色体DNA3`-端合成一段DNA。

组成：

端粒酶；端粒酶协同蛋白；端粒酶逆转录酶

19.简述转录与复制的异同点？

blow吹blewblown分类

复制

break打破brokebroken转录

模板

DNA双链

DNA的一条链

choose选择chosechosen原料

feed喂fedfeddNTP（N=AGCT）

lean倾斜leant/leanedleant/leanedNTP（N=AGCU）

find找出foundfound引物

需要

read读readread不需要

酶

DNA聚合酶

RNA聚合酶

draw画，拉，拖drewdrawn产物

DNA

lend借贷lentlentRNA

配对

misunderstand误会misunderstoodmisunderstoodA=TC=G

A=UT=AG=C

20.简述细菌的RNA聚合酶全酶的组成？

组成：

α2ββ′ωσ：

～465kD；β和β′亚基：

催化中心，构成核酸通道；α亚基：

核心酶组装所需；也与调节因子作用；σ亚基：

启动子识别，具有启动子特异性。

21.简述原核生物启动子的序列特点？

-35区：

一致性序列为TTGACA；是RNA-pol的辨认位点；提供了pol识别的信号

-10区：

一致性序列为TATAAT；又叫Pribnow盒；是RNA-pol的结合位点；有助于DNA局部双链解开。

22.简述细菌RNA聚合酶中σ因子的特点？

重复使用；使Holo-enzyme识别SextamaBox,与模板链结合；修饰RNApol构型，降低全酶与DNA的非专一性结合力（107/mol）；增强全酶与R,Bsite的专一性结合力（1014/mol）；导致RNA链的延伸缓慢。

23.简述转录过程？

识别阶段：

RNA聚合酶在S亚基引导下结合到启动子上，DNA双链局部解开；起始阶段：

在模板链上通过碱基配对合成最初RNA链；延伸阶段：

核心酶向前移动RNA链不断生长；终止阶段：

RNA聚合酶达到基因转录终点；RNA和DNA聚合酶从DNA上脱落。

24.RNA编辑的生物学意义？

RNA编辑能消除移码突变等过程带来的危害；

RNA编辑能增加基因产物的多样性；

RNA编辑还和生物细胞发育与分化有关，是基因调控的一种重要方式；

RNA编辑还可能使基因产物获得新的结构和功能，有利于生物进化；

RNA编辑很可能与学习和记忆有关。

五、论述：

1.论述E.coli的DNA的生物合成过程？

2.论述细菌RNA聚合酶及其转录？

3.论述蛋白质翻译的过程？

4.论述乳糖操纵子的调节机制？

5.论述色氨酸操纵子的转录衰减机制？