分子生物问答题.docx

1、分子生物问答题1. DNA复制一般采取哪些方式。 答：形复制 是对双链环状分子的双向复制。原核生物的染色体和质粒都是环状双链分子，复制从OriC开始以顺时针和逆时针双向进行，DNA在复制叉处两条链解开，各自合成其互补链，中间产物形成形结构。滚环式复制（又称复制） 单向复制。是许多病毒、细菌因子及真核生物中基因放大的基础。滚环复制的步骤：首先，核酸内切酶在双链复制型DNA分子的正链上产生一个缺口，使5和3-OH端游离出来，（+）链的5端与双链脱离。 以负链DNA为模板，正链3-OH端为引物，从正链3-OH端渗入dNTP，3-端不断延伸，取代原有的正链，被取代的正链5端不断从负链上被牵引置换出来。

2、 持续进行复制，好像负链按逆时针方向滚动，正链5形成越来越长的“尾巴”，接近于原长的2倍。 当置换出的正链DNA达到单位长度时被内切核酸酶切离后，环化为环形DNA. 继续从-的循环复制，该过程重复发生，以此产生许多环形正链的拷贝。D-环式(D-loop)复制 单向复制，大多数线粒体以这种方式复制。复制是以DNA双链环先在一个固定点解链，然后进行复制，两条链的合成不对称，一条链先复制，另一条链保持单链而被取代。待一条链复制到一定程度，露出另一条链的复制起点时才开始复制。 2. 与DNA复制的忠实性有关的因素是什么。a) DNA聚合酶的高度专一性（严格遵循碱基配对原则，但错配率为7*10-6 ）b

3、) DNA聚合酶的校对功能（错配碱基被3-5外切酶切除）c) 起始时以RNA作为引物3. 简述DNA损伤的修复类型。（1）光复活修复 损伤 形成嘧啶二聚体；形成酶DNA复合物 光复活酶识别DNA损伤部位并与之结合；酶被可见光激活 酶吸收300nm范围的光后，被激活，使嘧啶二聚体之间的化学键断裂，恢复到原单体的状态；修复后释放酶 光复活酶与DNA解离，完成修复。（2）切除修复 包括碱基切除修复（BER）和核苷酸片段切除修复（NER）BER（主要修复单个碱基缺陷或某些轻微的DNA损伤）包括4步反应： 由DNA糖基化酶识别损伤部位；DNA链的局部扭曲而使受损碱基凸出；水解苷键（连接受损碱基和脱氧核糖

4、-磷酸之间的苷键），切除受损碱基；由DNA聚合酶合成局部的新链，DNA连接酶连接新旧链的断口。NER（当DNA结构有较大程度损伤变形或DNA链多处发生严重损伤时，可诱导短或长片段的修复；无需DNA糖基化酶协助。） E.coli中NER的关键酶是UvrABC核酸切除酶。包括4步反应：UvrABC核酸切除酶对严重受损碱基的两侧切割DNA链；切除12nt的寡聚核苷酸片段，对嘧啶二聚体的损伤则切除13聚体；DNA聚合酶以原互补链为模板填补缺失的nt；DNA连接酶连接新旧链的断口。（3）错配修复（专门用来修复在DNA复制中出现的新合成DNA链上的错配的碱基）原核细胞DNA的甲基化位点位于5GATC序列中

5、腺嘌呤碱基的6位N原子上，刚合成的DNA新链上的GATC序列还没有来得及甲基化，而作为模板的old strand早已被甲基化了，利用这种差别区分old strand 和 new strand。一旦发现错配碱基，即将未甲基化的链切除，并以甲基化的链为模板进行修复合成。错配修复是一个非常耗能的过程。错配的碱基距离GATC序列越远，被切除的核苷酸就越多，重新合成新链所需要消耗的脱氧核苷三磷酸单体就越多。（4）重组修复（机体细胞对在复制起始时尚未修复的DNA损伤部位可以现复制再修复）反应过程：复制时先跳过损伤部位，在下一个冈崎片段的起始位置或前导链的相应位置上进行复制，在子链的损伤部位留下缺口，而互补

6、链在二聚体相对的区域则正常复制；从同源DNA母链上将相应核苷酸片段移至子链缺口，再用新合成的序列补缺。带有嘧啶二聚体的双链DNA并未被修复，但成功完成了整个复制过程，以正常的互补链做模板，填补合成缺失的链。（5）SOS修复（是细胞DNA合成受到阻断或DNA受损伤时诱导产生的一种错误倾向修复）SOS反应由RecA蛋白和LexA阻遏物互作引起。RecA时SOS反应的启动因子，当用UV等诱变剂处理时细胞能激发RecA辅蛋白酶活性。LexA是许多修复系统基因表达的阻遏物。当LexA被RecA辅蛋白酶激活后自身分解，受其抑制的基因将被诱导激活而表达4. 真核生物有几种转录的启动子？各控制哪种RNA前体基

7、因的转录。答：有3种。类型基因的启动子，是RNApol的启动子，主要控制rRNA前体基因转录，其产物经剪接加工后生成各种成熟的rRNA。类型基因的启动子，是RNA聚合酶识别的启动子，主要启动编码蛋白质等基因的表达。类型基因的启动子，为RNA聚合酶所识别。RNApol能转录的基因包括：典型的类型基因，如5S rRNA基因、tRNA基因、腺病毒VARNA基因；近年来发现的类型基因，如U6 snRNA基因、7SL RNA基因、EB病毒的EBER2基因。RNApol的转录产物大都是很短的RNA片段，不超过300个核苷酸，几乎不编码任何蛋白质，但表达产物都以RNA的形式执行生物学功能5. 简述乳糖操纵子

8、模型。答：（1）乳糖操纵子的组成：大肠杆菌乳糖操纵子含Z、Y、A三个结构基因，分别编码半乳糖苷酶、透过酶和半乳糖苷乙酰转移酶，此外还有一个操作序列O，一个启动子P和一个调节基因。（2）阻遏蛋白的负调节：没有乳糖存在时，基因编码的阻遏蛋白结合于操纵区O处，乳糖操纵子处于阻遏状态，不能合成分解乳糖的三种酶；有乳糖存在时，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵区，乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶。（3）CAP的正调节：在启动子上游有CAP结合位点，当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时，cAMP浓度升高，与CAP结合，使CAP发生变构，CAP结合于乳糖操纵子启动序

9、列附近的CAP结合位点，激活RNA聚合酶活性，促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调节，加速合成分解乳糖的三种酶。（4）乳糖操纵子中的基因编码的阻遏蛋白的负调节与CAP的正调节两种机制相互协调、相互制约。6.列出原核生物DNA复制的酶和蛋白因子体系。（1）DNA聚合酶(DNA polymetases): 在大肠杆菌中至少发现了五种DNA polymerase，分别是DNA polymerase I、II、III、IV和V （2）引物酶(peimase)和引发体(primosome):启动RNA引物链的合成。（3）DNA连接酶（DNA ligase）:连

10、接切口（4）DNA 解螺旋酶，DNA解旋酶，DNA解链酶(DNA helicase)：通过水解ATP获得能量, 使双螺旋DNA两条链分开。（5）单链结合蛋白(single-strand binding protein,SSB):结合在解开的DNA单链上，防止重新形成双螺旋。另外防止单链DNA被核酸酶降解。 （6）拓扑异构酶(topoisomerase):兼具内切酶和连接酶活力，能迅速将DNA超螺旋或双螺旋紧张状态变成松驰状态，便于解链。7.什么是切除修复？其过程如何。P107 图5.3 小结 和 图5.4 小结 （同不想打字）8.简述真核与原核生物基因转录的差异。a) 真核细胞RNApol种类

11、较多，根据它们对-鹅膏蕈碱的敏感性不同分为RNA pol I 、II 、III（or A、B、C），它们是高度分工的，不同的RNA聚合酶负责合成不同的RNA。b) 真核启动子比原核启动子更复杂和更多样性，不同的RNA聚合酶有不同的启动子。c) 原核细胞靠RNA pol本身可识别启动子,而真核细胞的RNApol无法识别启动子，要靠转录因子(transcription factor,TF）识别启动子，有许多转录因子。d) 真核生物的转录受特定的顺式作用元件（cis-acting element）的影响。e) 原核细胞基因转录的产物大多数为多顺反子mRNA，这是由于原核转录系统中功能相关的基因共享一

12、 个启动子，它们在转录时，以一个共同的转录单 位进行转录。而真核细胞，每一种蛋白质的基因都有自己独立的启动子，所以真核细胞转录产物 是单顺反子mRNA。f) 原核细胞是边转录、边翻译，两个过程几乎是同时进行的，而真核细胞转录和翻译在时间上和空间上都是分开的，转录在细胞核，翻译在细胞质。g) 真核细胞中DNA与组蛋白结合在一起，形成染色质，后者进一步盘曲、折叠形成染色体，其中只有一小部分能转录。h) 真核细胞被转录的产物要经过非常复杂的后加工。9.简述色氨酸操纵子的弱化作用。答:当培养基中Trp浓度很低时，负载有Trp的tRNA也很少，翻译通过两个相邻Trp密码子的速度就会很慢。当4区被转录完成

13、时，核糖体才进行到1区（或停留在两个相邻的Trp密码子处），这时的前导区结构是2-3配对，不形成3-4配对的终止结构，所以RNA聚合酶通读衰减子，转录可继续进行。反之trp浓度高时，2-3不配对，3、4区自由配对形成茎环状终止结构，转录停止。10.转录因子的激活结构域有哪几种类型？及其结构特点？(P327)1、酸性域 2、富谷氨酰胺域3、富脯氨酸域12.试比较DNA聚合酶与RNA聚合酶催化聚合反应的主要特点RNA聚合酶DNA聚合酶大小(M)大，4.8105dol小，1.09105dol引物无有产物较短，游离较长，与模板以氢键相连作用方式一条链的某一段两条链同时进行外切酶活性无5-3，3- 5校

14、对合成能力无有修复能力无有14.真核生物转录元件组成及其分类。答：a、启动子，位于转录起始点附近且为转录起始所必需的DNA序列。1、核心启动子，指保证RNA聚合酶2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位点上游-30-负25bp处的TATA区。2、上游启动子元件，包括通常位于-70bp附近的CAAT区和GC区等能通过TF2D复合物调节转录起始的频率，提高转录效率。 b、增强子，指能使与之连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列，位于离转录起始点较远位置上，具有参与激活和增强起始功能的序列元件。 c、绝缘子，负调控作用元件（与增强子作用相反）。d、沉默子，负调控作用元件，使基因

15、表达活性关闭。15.简述I、II型内含子的剪接特点。P196类内含子的剪接主要是转酯反应，即剪接反应实际上是发生了两次磷酸二酯键的转移；需要游离鸟苷酸或鸟苷的帮忙 类内含子切除体系中，转酯反应无需游离鸟苷酸或鸟苷，而是由内含子本身的靠近3端的腺苷酸2OH作为亲核基因攻击内含子5端的磷酸基引起，经两次转酯后，内含子形成套索环结构而被切除，两个外显子得以连接。 16.简述三种真核RNA聚合酶起始转录基因的差异。P157RNA聚合酶，细胞内定位核仁，主要负责转录45SrRNA前体，经转录后加工产生5.8、18、28SrRNA。对a-鹅膏蕈碱不敏感。相对活性最高。它在转录过程中需要多种转录因子才能与启

16、动子結合RNA聚合酶，定位核质，主要转录产物mRNA前体hnRNA，对a-鹅膏蕈碱高度敏感。RNA聚合酶，定位核质，产物tRNA、5s RNA前体，对a-鹅膏蕈碱中等敏感17.简述DNA半保留复制及其主要的实验证据？DNA在复制时，两条链解开分别作为模板，在DNA聚合酶的催化下按碱基互补的原则合成两条与模板链互补的新链，以组成新的DNA分子。这样新形成的两个DNA分子与亲代DNA分子的碱基顺序完全一样。由于子代DNA分子中一条链来自亲代，另一条链是新合成的，这种复制方式称为半保留复制。P77证据：将大肠杆菌放在15NH4C1培养基中生长，使DNA被15N标记后，再将细菌移到只含有14NH4C1

17、的培养基中培养。进行密度梯度离心，培养1代后，只有一条区带介于14N-DNA与15N-DNA之间，培养2代后则在14N-DNA区又出现一条带，有等量的“杂种链”和轻链密度。随着代数的增加14N-DNA逐渐增加，而14N-15NDNA区带逐渐减弱。这些结果只与半保留复制模型相符。18.什么叫信号肽？它在结构上有什么特点？答：信号肽指新合成多肽链中用于指导蛋白质的跨膜转移（定位）的N-末端的氨基酸序列（有时不一定在N端）。结构特征：1、一般带有1015个疏水氨基酸，位于蛋白质的N端；2、在靠近N端有一个或数个带正电荷的氨基酸；3、C端有一个能被信号肽识别的位点；4、没有严格的专一性；5、信号肽可能

18、是一种环状结构，而非是以一种直线通过双脂层膜；6、在C端靠近蛋白酶切点处常有数个极性氨基酸，离切割位点最近的那个氨基酸往往带有很短的侧链；7、广义上的信号肽是初生蛋白质穿过膜必须的疏水性肽段，它位于蛋白质各部位。）19.正调控和负调控的主要不同是什么？ 答： 负调控时，调节基因的蛋白质产物是基因活性的一种阻遏物，而在正调控时，调节基因的产物是一种激活物。20.DNA的错配修复过程。首先,由两种核酸酶催化,将DNA一条链上受损片段的两端都切断,这样受损片段即被除去; 其次,借助于DNA聚合酶用原DNA第二条链作为模板,合成应补足的正确DNA片段; 最后借助于DNA连接酶将新合成的片段连接到被修复

19、的DNA链上21.PCR的基本原理。答：R是在试管中进行的DNA复制反应，基本原理是依据细胞内DNA半保留复制的机理，以及体外DNA分子于不同温度下双链和单链可以互相转变的性质，人为地控制体外合成系统的温度，以促使双链DNA变成单链，单链DNA与人工合成的引物退火，然后耐热DNA聚合酶以dNTP为原料使引物沿着单链模板延伸为双链DNA。PCR全过程每一步的转换是通过温度的改变来控制的。需要重复进行DNA模板解链、引物与模板DNA结合、DNA聚合酶催化新生DNA的合成，即高温变性、低温退火、中温延伸3个步骤构成PCR反应的一个循环，此循环的反复进行，就可使目的DNA得以迅速扩增。DNA模板变性：

20、模板双链DNA?单链DNA，94。退火：引物单链DNA?杂交链，引物的Tm值。引物的延伸：温度至70 左右， Taq DNA聚合酶以4种dNTP为原料，以目的DNA为模板，催化以引物3末端为起点的53DNA链延伸反应，形成新生DNA链。新合成的引物延伸链经过变性后又可作为下一轮循环反应的模板PCR，就是如此反复循环，使目的DNA得到高效快速扩增。22.反式作用因子的DNA结合结构域有哪几种？答：a、螺旋-转折-螺旋结构（HTH）。这类蛋白质分子中有至少两个螺旋，中间由短侧连氨基酸残基形成“转折”，近羧基端的螺旋中AA残基的替换会影响该蛋白在DNA双螺旋大沟中的结合。 b、锌指结构。由小组保守的

21、AA和锌离子结合，在蛋白中形成了相对独立的功能域，像一根根收支伸向DNA大沟。 c、碱性-亮氨酸拉链。C/EBP家族蛋白的羧基端 35个AA残基具有能形成螺旋的特点，其中每隔6个AA就有一个亮AA拉链，导致第七个亮AA残基都在螺旋的同一方向出现，这类蛋白都以2聚体形式与DNA结合，两个蛋白螺旋 上的亮AA-侧基形成拉链型2聚体的基础。 d、碱性-螺旋-环-螺旋，（BHLH结构）。羧基端100-200个AA残基可形成两个双性螺旋，被非螺旋的环状结构所隔开，蛋白质的氨基端则是碱性区，其DNA结合特性与亮AA拉链类蛋白相似。e、同源域蛋白。同源域是指编码60个保守氨基酸序列的DNA片段，广泛存在真核

22、生物基因组内，该遗传位点的基因产物决定了躯体发育。23.简述原核生物蛋白质翻译的过程。1.首先进行氨酰-tRNA的活化,使AA和tRNA分子共价连接，以确保加入正确的AA（即接头）作用；并能使aa与延伸中的多肽链末端反应形成新的肽链。2. 肽链合成的起始：A.三元复合物(trimer complex)的形成 核糖体30S小亚基附着于mRNA的起始信号部位，该结合反应是由起始因子3(IF3)介导的，另外有Mg2+的参与。故形成IF3-30S亚基-mRNA三元复合物。B.30S前起始复合物(30S pre-initiation complex)的形成 在起始因子2(IF2)的作用下，甲酰蛋氨酸-起

23、始型tRNA(fMet-tRNA Met)与mRNA分子中的起始密码子(AUG或GUG)相结合，同时IF3从三元复合物脱落，形成30S前起始复合物，即IF2-30S亚基-mRNA-fMet-tRNAMef复合物。C.70S起始复合物(70S initiation complex)形成 50S亚基与上述的30S前起始复合物结合，同时IF2脱落，形成70S起始复合物，3.肽链合成的延长 这一过程包括进位、肽键形成、脱落和移位等步骤4.肽链合成的终止(termination)肽链合成的终止，需释放因子(releasing factor，RF)参与。原核生物的RF1识别UAA、UAG；RF2识别UAA

24、、UGA，使肽链释放，核糖体解聚。24.简述蓝白斑筛选的基本原理。答：某些质粒带有大肠杆菌的半乳糖苷酶基因片段，在半乳糖苷酶基因的基因区外又另外引入了一段含多种单一限制酶位点的DNA序列。这些位点上如果没有克隆外源性DNA片段，在质粒被导入lac-的大肠杆菌后，质粒携带的半乳糖苷酶基因将正常表达，与大肠杆菌的半乳糖苷酶基因互补，产生有活性的半乳糖苷酶，加入人工底物X-gal和诱导剂IPTG后，出现蓝色的菌落。如果在多克隆位点上插入外源DNA片段，将使lac Z基因灭活，不能生成半乳糖苷酶，结果菌落出现白色。由于这种颜色标志，重组克隆和非重组克隆的区分一目了然。25.比较真核基因与原核基因转录后

25、加工的异同？1、在原核生物中转录翻译相随进行，多基因的mRNA生成后，绝大部分直接作为模板去翻译各个 基因所编码的蛋白质，不再需要加工。但真核生物里转录和翻译的时间和空间都不相同，mRNA的合成是在细胞核内，而蛋白质的翻译是在胞质中进行，而且许多真核生物的基因是不连续的。往往需要经过一系列的变化，包括链的裂解、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、拼接和编辑等过程，才能转变为成熟的RNA分子2、原核生物的tRNA基因的转录单元大多数是多基因的。不但相同或不同的tRNA的几个基因可转录在一条RNA中，有的tRNA还与rRNA组成转录单元，因此tRNA前体的加工过程包括剪切、

26、剪接，在3-末端添加-CCAOH、以及核苷酸修饰转化为成熟的tRNA。而真核生物tRNA的加工：1. RNase通过tRNA剪接反应除去内含子。2.对某些tRNA通过核苷酸基转移酶加上末端CCA序列。3.进行特异碱基修饰。3、原核生物16S rRNA和23S rRNA含有较多的甲基化修饰成分，特别是2-甲基核糖。一般5S rRNA中无修饰成分。在真核细胞中rRNA的转录后加工与原核细胞类似，但更为复杂。27.比较真核生物和原核生物启动子的结构和功能。原核生物：启动子在两段由5个核苷酸组成的共同序列，即位于10bp处的TATA区（也叫pribnow区），和35bp处的TTGACA区，他们是RNA

27、聚合酶与启动子结合位点，能与因子相互识别而具有很高的亲和力 真核生物：启动子在3025bp处的Hogness区，类似pribnow区，在7080bp区有CAAT区（与35区序列相对应），在11080的GC区（GCCACACCC或GGGCGGG序列）28.简述大肠杆菌在含乳糖、葡萄糖培养基中生长时，基因表达的调控机制。29.基因组DNA文库和cDNA文库在构建原理和用途上的主要区别是什么？原理：真核基因组文库的构建是把某种生物的基因组DNA切成适当大小，分别与载体组合，导入微生物细胞形成克隆；cDNA文库是以mRNA为模板反转录而成的序列，于适当的噬菌体连接后转化受体菌，则每个细菌含有一段cDN

28、A，并能繁殖扩增。应用：前者用于基因组作图、测序和克隆序列的对比；后者用于筛选目的基因、大规模测序、金银芯片杂交等功能的基因组学研究。30.解释在 DNA 复制过程中，后随链是怎样合成的.在DNA复制时，以35方向为模板合成的一条新链是连续的, 称前导链（leading strand），它的延伸方向与复制叉的移动方向相同另一条新链的合成是不连续的，由许多53方向的冈崎片段组成，这条新链称后随链（lagging strand），它的延伸方向与复制叉的移动方向相反。后随链的引发过程往往由引发体（primosome）来完成。引发体由6种蛋白质n、n、n、Dna B、C和I共同组成，只有当引发前体（p

29、reprimosome）把这6种蛋白质合在一起并与引发酶（primase）进一步组装后形成引发体，才能发挥其功效。引发体像火车头一样在后随链分叉的方向上前进，并在模板上断断续续地引发生成后随链的引物RNA短链，再由DNA聚合酶III作用合成DNA，直至遇到下一个引物或冈崎片段为止。由RNase H降解RNA引物并由DNA聚合酶I将缺口补齐，再由DNA连接酶将两个冈崎片段连在一起形成大分子DNA。31蛋白质合成后的加工修饰有哪些内容?(1)水解修饰； (2)肽键中氨基酸残基侧链的修饰；甲酰基经酶水介而除去，蛋氨酸或者氨基端的一些氨基酸残基常由氨肽酶催化而水介除去。包括除去信号肽序列。因此，成熟的

30、蛋白质分子N-端没有甲酰基，或没有蛋氨酸。同时，某些蛋白质分子氨基端要进行乙酰化在羧基端也要进行修饰。(3)二硫键的形成；mRNA上没有胱氨酸的密码子，多肽链中的二硫键，是在肽链合成后，通过二个半胱氨酸的疏基氧化而形成的，二硫键的形成对于许多酶和蛋白质的活性是必需的。(4)辅基的连接及亚基的聚合。有许多蛋白质是由二个以上亚基构成的，这就需这些多肽链通过非共价键聚合成多聚体才能表现生物活性。例如成人血红蛋白由两条链，两条链及四分子血红素所组成，大致过程如下：链在多聚核糖体合成后自行释下，并与尚未从多聚核糖体上释下的链相连，然后一并从多聚核糖体上脱下来，变成、二聚体。此二聚体再与线粒体内生成的两个

31、血红素结合，最后形成一个由四条肽链和四个血红素构成的有功能的血红蛋白分子32.分别列出8种以上RNA及其功能？ 转运RNA tRNA 转运氨基酸核蛋白体RNA rRNA 核蛋白体组成成信使RNA mRNA 蛋白质合成模板不均一核RNA hnRNA 成熟mRNA的前体小核RNA snRNA 参与hnRNA的剪接小胞浆RNA scRNA/7SL-RNA 蛋白质内质网定位合成的信号识别体的组成成分反义RNA anRNA/micRNA 对基因的表达起调节作用核 酶 Ribozyme RNA 有酶活性的RNA33.原核细胞和真核细胞在蛋白质的翻译起始过程有什么区别。答：(1)原核生物的起始tRNA是fMettRNAfMet，真核生物是MettRNAMet。(2)采取完全不同的机制识别起始密码子，原核生物依赖于SD序列，真核生物依赖于帽子结构。(3)原核生物的mRNA与核糖体小亚基的结合先于起始tRNA与小亚基的结合，而真核生物的起始tRNA与小亚基的结合先于mRNA与核糖体小亚基的结合。(4)参与真核生物蛋白质合成阶段的起始因子比原核复杂，释放因子则相对简单。(5)对抑制剂敏感性不同，如亚胺环己酮只作用于80S核糖体，只抑制真核生物的翻译,白喉毒素