名词简答整理.docx

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名词简答整理

增强子：

是指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列。

它可以在启动子的上游，也可以在启动子的下游，绝大多数增强子具有组织特异性。

Operon：

是细菌基因表达调控的一个完整单元，包含结构基因以及能够被调节基因产物所识别并结合的顺式作用元件。

朊病毒：

是一种无免疫原性但能在细胞内复制、并能侵染动物的疏水性蛋白质。

致病途径具有自发性、遗传性和传染性三个特征。

C值矛盾：

生物体进化程度高低与大C值不成明显相关（非线性）；亲缘关系相近的生物大C值相差较大；一种生物内大C值与小c值相差极大。

RNAi：

是由外源双链RNA产生的21~25nt小的干涉RNA而触发内生同源mRNA降解的过程，是一种转录后水平上的基因沉默机制。

RNA编辑：

RNA编辑是指由RNA水平的核苷酸改变所引起的密码子发生变化的一种预定修饰，一种RNA编辑是以另一RNA为模板来修饰mRNA前体。

通过编辑，可以给mRNA前体添加新的遗传信息。

移码突变：

由于缺失或插入而导致突变位点以后的三联体密码可读矿改变。

Transcription：

是指以DNA为模板，在依赖于DNA的RNA聚合酶的催化下，以4种NTP（ATP、CTP、GTP和UTP）为原料，合成RNA的过程。

顺式作用元件：

是指DNA上对基因表达有调节活性的某些特定的调控序列，其活性仅影响与其自身处于同一DNA分子上的基因。

分子伴侣：

是结合其他不稳定蛋白质并稳定其构象的一类蛋白质。

通过与部分折叠的多肽协调性地结合与释放，分子伴侣促进了包括蛋白质折叠、寡聚体装配、亚细胞定位和蛋白质降解等多个过程。

转座子：

是染色体或质粒上的一段独立的DNA序列，作为一个可以重组但不交换的遗传单元，能在原位保留其本身的情况下，从一个位点转移到另一个位点。

DNA复杂度：

是DNA分子中无重复的核苷酸序列的最大长度。

负调控：

阻遏蛋白结合在操作子位点，阻止基因的表达。

没有调节蛋白时操纵元内结构基因是表达的，而加入调节蛋白后结构基因的表达活性被关闭，这种调节称为负调节。

表观遗传学：

基因功能的改变不是由于碱基序列的改变，而是由于基因表达活性的改变。

DNA复制：

亲代双链DNA分子在DNA聚合酶的作用下，分别以每单链DNA分子为模板，聚合与自身碱基可以互补配对的游离的dNTP,合成出两条与亲代DNA分子完全相同的子代DNA分子的过程。

转录组：

是一个细胞、组织或有机体在特定条件下表达的一组完整的基因。

印记基因：

由于一些可遗传的修饰作用（如甲基化）使配子（精子或卵子）中某个单一等位基因的活性在胚胎发育中具有标记性特点。

tRNA的荷载：

活化的氨基酸装载到tRNA的3’末端A的2位或3位上。

假基因：

由原始活性基因突变产生的存在于基因组中的稳定但不具活性的基因。

应急因子：

是指与核糖体相结合的蛋白质RelA，当空载的tRNA进入A位时，它催化GTP形成pppGpp或催化GDP形成ppGpp。

简答:

1、试比较切除修复和光复活机制是如何清除由紫外线诱导形成的嘧啶二聚体的？

你可使用什么方法区分这两种机制？

答：

（1）切出修复需要将嘧啶二聚体切除，换上正常的胸腺嘧啶核苷酸，而光复活机制是通过光复活酶直接破坏嘧啶二聚体的环丁烷从而逆转为正常的胸腺嘧啶核苷酸。

（2）可使用[3H]标记胸腺嘧啶核苷追踪修复过程，如果[3H]出现在修复的DNA分子上，则修复的方式是切除修复，否则就是光复活机制。

2、试写出一个基因可产生不同的表达产物的所有可能机制。

答：

使用不同的启动子进行转录；前体mRNA的选择性加工；前体mRNA的选择性加尾；mRNA编辑；翻译后水平的选择性加工。

4、当细胞内具有较高浓度的色氨酸时，色氨酸操纵元只能转录合成一段较短的前导转录本，而结构基因不被转录，这是转录的弱化作用，是由前导序列中两个连续的色氨酸密码子介导的。

如果色氨酸密码子UGG突变为终止密码子UAG，在色氨酸操存在或不存在两种情况下，将对色氨酸操纵元的调控机制产生怎样的影响，并加以解释。

答：

不管色氨酸存不存在，突变了的色氨酸操纵子都不会表现出衰减作用，结构基因在两种情况下都能被转录，参与色氨酸生物合成的酶系被合成。

5、什么是RNA编辑？

以RNA编辑的事实如何理解中心法则？

答：

RNA编辑是指由RNA水平的核苷酸改变所引起的密码子发生变化的一种预定修饰，一种RNA编辑是以另一RNA为模板来修饰mRNA前体。

通过编辑，可以给mRNA前体添加新的遗传信息。

mRNA编辑较大程度地改变了DNA的遗传信息，使该基因的DNA序列仅是一串简略意义模糊的序列或称为隐秘基因、模糊基因。

通过形成或删除AUG,UAA,UAG,UGA…，改变codon信息；扩大编码的遗传信息量，既对中心法则构成了挑战，也是对中心法则的发展。

6、Benzer用一般遗传学方法测出T4噬菌体rⅡ突变型的一个cistron中含有许多个突变子（或重组子）并且指出一个突变子的大小是1~3个核苷酸，后来证明这是科学上的一个惊人的预见。

请回答：

（1）他的工作对基因概念的发展有何意义?

（2）你能说出在当时的条件下（没有DNA序列分析技术，遗传密码还没发现）用什么样的研究方案能得出一个突变子是1~3个核苷酸的结论。

答：

基因是DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。

基因内可以较低频率发生基因内的重组，交换。

通过大量的成对突变型的杂交，测得其最小的重组频率为0.02%，即0.02个遗传图距。

已知T4噬菌体的基因组是1.8×105bp，其长度为1500个图距单位。

因此可求算出0.02个遗传图距相当于多少核苷酸：

1.8×105÷1500×0.02=2.4bp

因此指出一个突变子是1~3个核苷酸，暗示了三联体密码的存在。

1．Howdoeslactosebringabouttheinductionofsynthesisofβ-galactosidase,permease,andtransacetylase?

Whydoesthiseventnotoccurwhenglucoseisalsointhemedium?

乳糖如何诱导β-半乳糖苷酶、透过酶、转乙酰基酶合成的？

为什么在葡萄糖存在的情况下，这一生物学事件不能发生？

答：

当加入乳糖后，乳糖被代谢（异构化）形成异乳糖，结合在阻遏蛋白上。

阻遏蛋白失活而不能再与操纵子结合，也就不能阻止转录，结果，RNA聚合酶与启动子结合，起始能够编码这三种酶的一条mRNA的转录。

葡萄糖通过正调控机制阻止乳糖操纵元的诱导。

在这种代谢产物阻遏的过程中，葡萄糖会使细胞中cAMP的含量大幅度降低，在缺少cAMP的情况下，就不可能存在cAMP-CAP复合体，转录也就不能被激活。

2．YouhaveisolatedaplasmidDNAthatisaclosedcircularmolecular1050bpinlengthwith5negativesupercoils.Whatarethelinkingnumber,helicalturns,writhe,andsuperhelicaldensity?

你分离出的质粒DNA为1050bp长度的共价闭合环状分子，具5个负超螺旋。

请问这个DNA分子的连接数（L）、螺旋数（缠绕数T）、扭曲数（W）、以及超螺旋密度是多少？

答：

W=-5；T=1050/10.5=100；L=T+W=100+（-5）=95；σ=W/T=-5/100=-0.05

3．Antibioticshavebeenveryusefulinelucidatingthestepsofproteinsynthesis.IfyouhaveanartificialmessengerRNAwiththesequenceAUGUUUUUUUUUUUUU…,itwillproducethefollowingpolypeptideinacell-freeprotein-synthesizingsystem:

fMet-Phe-Phe-Phe....Inyoursearchfornewantibioticsyoufindonecalledputyermycin,whichblocksproteinsynthesis.WhenyoutryitwithyourartificialmRNAinacell-freesystem,theproductisfMet-Phe.Whatstepinproteinsynthesisdoesputyermycinaffect?

Why?

在阐释蛋白质合成的步骤方面，抗生素是一种十分有效的方法。

如果你有一序列为AUGUUUUUUUUUUUUU…的人工合成的mRNA片段，在无细胞蛋白质合成系统中能够翻译合成fMet-Phe-Phe-Phe....的多肽，在你研究的新的抗生素中，有一种称为putyermycin的抗生素能够阻断蛋白质的合成，当这种抗生素与上述人工合成的mRNA片段一同加入到无细胞蛋白质合成系统中时，其产物为fMet-Phe。

请问，这种抗生素影响了蛋白质合成的哪一个步骤，为什么？

答：

既然能够形成二肽，说明翻译的起始不会受到影响，同时，延伸的第一步即荷载的tRNA进入A位点并形成肽键也不会受到影响。

但由于只能形成一个二肽，显然，这种抗生素抑制了延伸过程中的转位反应。

4．Describethemoleculareventsofthefollowingprocesses：

描述下列分子事件的过程

（1）Themajorstepsandenzymesinvolvedinnucleotideexcisionrepair核苷酸切除修复涉及的酶类及主要步骤。

Transcriptioncoupledrepair转录与修复的耦联

（2）ThemajorstepsandproteinsinvolvedineukaryoticRNAPolymeraseⅡtranscription真核生物RNA聚合酶Ⅱ转录RNA的主要步骤及其酶类

答：

（1）核苷酸切除修复主要修复由紫外线引起且不能被特定的糖苷酶所识别的多种碱基损伤，主要包括三个步骤：

步骤1：

核苷酸切除修复复合体识别损伤，然后在3’端距离损伤位点5个核苷酸处形成一个切口；在5’端距离损伤位点23个核苷酸处形成另一个切口；步骤2：

两个切口之间长度为28个核苷酸的单链DNA片断在DNA酶的作用下被移除； 步骤3：

留下的间隙由DNA聚合酶填补，然后由DNA连接酶连接。

（2）真核生物RNA聚合酶Ⅱ完成转录事件主要包括5个步骤：

启动子的识别、转录起始复合体的形成、起始、延伸、终止。

在启动子识别和转录起始复合体形成中主要涉及以下蛋白质：

通用转录因子TFIID的TBP组分识别启动子并结合；TFIIA和TFIIB与DNA结合，增强TFⅡD与TATAbox结合的能力；TFIIF和RNAPII结合上来，形成前起始复合体；TFIIE和TFIIH结合上来，形成转录起始复合体；RNAPII利用游离的NTPs起始转录；大约合成10nts的RNA片断后，通用转录因子释放，RNAPII进入转录延伸状态。

5．KornbergisolatedDNApolymeraseⅠfromE.coli.DNApolymeraseⅠhasanessentialfunctioninDNAreplication.WhatarethefunctionsoftheenzymeinDNAreplication?

科恩伯格从大肠杆菌中分离出了DNA聚合酶Ⅰ，在DNA复制过程中具有一个基本的功能，DNA聚合酶Ⅰ在DNA复制过程中具有什么功能？

答：

DNA聚合酶Ⅰ具有切除在起始DNA复制时合成的RNA引物的功能，并合成一段DNA以取代RNA。

执行DNA聚合功能的DNA聚合酶Ⅲ在遇到RNA引物时，就会从DNA链上脱离下来，DNA聚合酶Ⅰ利用自身具有的5’，3’核酸外切酶的功能切除RNA引物，然后按5’3’方向合成DNA。

6．Thedouble-helixmodelofDNA,assuggestedbyWatsonandCrick,wasbasedondatagatheredonDNAbyotherresearchers.Thefactsfellintothefollowingtwogeneralcategories;givetwoexamplesofeach:

（1）chemicalcomposition;

（2）physicalstructure.Watson和Crick在其他研究者成果的基础上提出了DNA双螺旋模型，这些研究成果可以划分为两类即DNA的化学组成与DNA的物理结构。

请详细阐述这两类研究成果的具体结论。

答：

化学组成即DNA碱基组成的Chargaff规则：

腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩尔数相等，即A=T；鸟嘌呤和胞嘧啶的摩尔数相等，即G=C；含氨基的碱基（A和C）总数等于含酮基的碱基（G和T）总数，即A+C=G+T；嘌呤的总数等于嘧啶的总数，即A+G=C+T。

DNA的碱基组成具有生物种的特异性。

物理结构：

DNA分子是由核苷酸组成，核苷酸有含氮的碱基、戊糖、磷酸构成。

根据富兰克林和威尔金斯的x射线衍射图像表明：

DNA分子是一个十分有序的双螺旋结构，每两个相邻碱基平面的垂直距离是3.4Å，每个螺旋包含10个碱基对。

1．试比较切除修复和光复活机制是如何清除由紫外线诱导形成的嘧啶二聚体的？

你可使用什么方法区分这两种机制？

答：

切出修复需要将嘧啶二聚体切除，换上正常的胸腺嘧啶核苷酸，而光复活机制是通过光复活酶直接破坏嘧啶二聚体的环丁烷从而逆转为正常的胸腺嘧啶核苷酸。

可使用[3H]标记胸腺嘧啶核苷追踪修复过程，如果[3H]出现在修复的DNA分子上，则修复的方式是切除修复，否则就是光复活机制。

2．自从克隆的多莉羊早衰死亡后，人们推测可能的原因是：

（1）被克隆的体细胞核的染色体端粒变短或

（2）被克隆的体细胞核的基因表达程序已经处在发育上成熟的阶段。

请你从染色体DNA复制的角度作支持第

（1）种可能的阐述，并从基因表达调控的角度做反对第

（2）中可能的阐述。

答：

端粒酶以自身携带的RNA为模板，聚合端粒的DNA重复单元。

因此端粒酶是一种反转录酶，依赖RNA的DNA聚合酶。

其活性在体细胞中是受到限制的，这样体细胞染色体DNA在复制时就会发生5’末端的短缩，当细胞分裂次数达到一阈值时，染色体的端粒缩短到一定极限，再缩短就会影响到结构基因。

基因的表达具有时空特异性，不会因生物体的不同发育阶段而改变其调控的机制。

3．为什么m7GTP能够抑制真核细胞的蛋白质合成，但不抑制原核细胞的蛋白质合成？

相反人工合成的SD序列能够抑制原核细胞的蛋白质合成，但不抑制真核细胞的蛋白质合成？

答：

m7GTP之能够抑制真核细胞的蛋白质合成是因为它是真核细胞mRNA的5’帽子结构的类似物，能够竞争性地结合真核细胞蛋白质合成起始阶段所必需的帽子结合蛋白。

原核细胞mRNA的5’没有帽子结构，因此m7GTP不会抑制原核细胞蛋白质翻译的起始。

SD序列是存在原核细胞mRNA的5’端非编码区的一段富含嘌呤碱基的序列，能够与核糖体小亚基上的16SrRNA的3’端的一段序列互补结合，这种结合对原核细胞翻译过程中起始密码子的识别非常重要，将人工合成的SD序列加到翻译体系中，必然会干扰到mRNA所固有的SD序列与16SrRNA的互补序列的相互作用，从而竞争性地抑制原核细胞蛋白质合成的起始

4．请列举氨酰转运RNA合成酶Ⅰ和Ⅱ的主要区别

答：

Ⅰ型氨酰转运RNA合成酶：

从D环及受体臂的小沟一侧与tRNA接近；反密码臂的结合域在C末端；将活化的氨基酸装载到tRNA的3’末端腺嘌呤残基的戊糖的2’-OH。

Ⅱ型氨酰转运RNA合成酶：

从可变环及受体臂的大沟一侧与tRNA接近；反密码臂的结合域在N末端；将活化的氨基酸装载到tRNA的3’末端腺嘌呤残基的戊糖的3’-OH。

5．请解释与DNA复制有关的两个术语：

进行性和忠实性。

在E.coilDNA复制过程中，哪些蛋白质或酶能够增强DNA复制的进行性和忠实性？

答：

进行性是指DNA聚合酶沿着DNA模板所能移动的最大距离，即合成DNA分子的长度。

DNA聚合酶Ⅲ的β钳确保DNA复制的进行性。

忠实性是衡量DNA聚合酶合成子代DNA分子的准确度，DNA聚合酶Ⅲ的3’→5’核酸外切酶校正功能确保DNA复制的忠实性。

6．组蛋白的尾部修饰在基因的转录调控中发挥了重要作用，请列举我们在课程中讨论的一种修饰，并说明其发挥作用的机制。

答：

组蛋白的乙酰化与基因活性有一定的相关性。

具有转录活性的基因倾向于结合在乙酰化程度较高组蛋白上，无转录活性的基因所结合的组蛋白其乙酰化程度较低。

抵消赖氨酸残基上的正电荷，从而减弱DNA-组蛋白之间相互作用的强度。

破坏组蛋白N末端尾部与各种参与维持染色质高度有序结构的蛋白质之间相互作用的稳定性。

2、试写出一个基因可产生不同的表达产物的所有可能机制。

答：

使用不同的启动子进行转录；前体mRNA的选择性加工；前体mRNA的选择性加尾；mRNA编辑；翻译后水平的选择性加工。

填空

1．正调控和负调控是基因表达的两种最基本的调节形式，其中原核细胞常用（负）调控，而真核细胞常用（正）调控模式。

2．操纵子由（调节基因）、（结构基因）和（控制元件‘包括启动子和操作子’）三种成分组成。

3．与阻遏蛋白结合的DNA序列通常被称为（操作子）。

4．β-半乳糖甘酶基因的表达受到（正调控）和（负调控）两种机制的调节。

5．葡萄糖效应是指（葡萄糖的存在对其他糖类利用的限制）。

6．操纵子的天然诱导物是（异乳糖），实验室里常用（IPTG）作为乳糖操纵子的安慰诱导物诱导β-半乳糖苷酶的产生。

7．基因敲除（Geneknock-out）即是（将特定基因失活的过程），它是研究（基因功能）的一种反向遗传学方法。

8．DNA复制的方向是从（5’）端到（3’）端展开。

9．原核细胞DNA的甲基化位点主要是在（GATC）序列上。

10．维持DNA复制的高度忠实性的机制主要有（DNA聚合酶的高度选择性）、（DNA聚合酶的自我校正功能）和（错配修复）。

11．端聚酶由（RNA）和（蛋白质）两个部分组成，它的生理功能是（维持端粒的完整）。

12．大肠杆菌RNA聚合酶由（核心酶）和（σ）因子组成，其中前者由（α）亚基、（β）亚基和（β’）亚基组成，活性中心位于（β）亚基上。

13．使用（α-鹅膏碱）可将真核细胞的三种RNA聚合酶区分开来。

14．原核细胞启动子-10区的序列通常被称为（Pribnowbox），其一致序列是（TATA）。

15．释放因子与核糖体上A位点的（终止）密码结合，导致肽基转移酶水解连接新生多肽链与tRNA分子的化学键。

16．染色体中参与复制的活性区呈Y型结构，称为（复制叉）。

17．recA基因产物有三种主要的生物化学活性，即（重组活性）、（单链DNA结合活性）、（蛋白酶活性）。

18．（假基因‘pseudogene’）是与有功能的基因在基因结构的组成上非常相似，却不具表达功能的基因。

19．在原核生物的基因表达调控中，因为没有核膜，（转录）和（翻译）是耦联的。

20．RNApolymerase（Ⅱ）isthemostsensitiveα-amanatinandisusedtotranscribe（mRNA）（classofRNA）,whereasRNApolymerase（Ⅰ）istheleasttoα-amanatinandisusedtotranscribe（rRNA）（classofRNA）.RNA聚合酶（Ⅱ）对α-鹅膏蕈碱最敏感，主要用于（mRNA）的转录；而RNA聚合酶（Ⅰ）对α-鹅膏蕈碱最不敏感，主要用于（rRNA）的转录。

21．Anucleosomeiscomprisedoftwocopiesofhistones（H2A），（H2B），（H3），（H4），onecopyofhistone（H1），and（200）bpofDNA.

1．Fromachemical（bonding）view,whyisdouble-strandedDNAsostable?

从化学（键）的角度，说明双链DNA比较稳定的原因:

碱基之间的氢键以及疏水的碱基堆积力。

2．Whatis“Chargaff’sRule”?

Chargaff规则的内容是什么？

腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩尔数相等，即A=T；鸟嘌呤和胞嘧啶的摩尔数相等，即G=C；含氨基的碱基（A和C）总数等于含酮基的碱基（G和T）总数，即A+C=G+T；嘌呤的总数等于嘧啶的总数，即A+G=C+T。

3．SupercoilingDNArequiresenergyandallowsworktobedone.Whataretwobiochemicalfunctionsthatthispent-upenergyisusedfor?

使DNA超螺旋化需要能量，并可使生物学事件有序进行。

超螺旋中的能量的主要用于哪两种生化作用？

Answer：

Energycancausestrandseparationusedfor:

（1）DNAreplication；

（2）Transcription

5．HowismRNAseparatedfromrRNAandtRNA?

如何把mRNA从rRNA和tRNA中分离出来？

Answer：

Useoligo（dT）matrix基质toselectpoly（A）-containingmRNA.

6．Describeonefunctionofeachofthesegeneticregions?

请描述下列遗传区域的功能。

（1）5’flankingregulatorysequences5’侧翼的调控区域；

（2）3’-untranslatedregion3’非翻译区；

（3）poly（A）poly（A）；

（4）5’-untranslstedregion5’-非翻译区；

（5）codingsequence编码区；

Answer：

5’flankingregulatorysequencesControltranscription控制转录；

3’-untranslatedregionmRNAstability稳定mRNA；

Poly（A）mRNAstability稳定mRNA；

5’-untranslstedregionTranslationalefficiency提高翻译效率；

codingsequenceCodesforprotein编码蛋白质；

7．Whatisapseudogene,andhowdoyourecognizeone?

什么是假基因？

你如何识别出假基因？

假基因是指与正常基因结构相似，但丧失正常功能的DNA序列，即不能翻译出有功能蛋白质的基因。

可以利用补偿其功能的突变体而区分出假基因。

8．WhichofthesetypesofgenesarepresentinhumanmitochondrialDNA?

“P”=present,