暨大生物技术生物科学 分子生物学复习题Word格式文档下载.docx

1、泛素间隔或连续地附着到被降解的蛋白质赖氨酸残基上，这一过程称为蛋白质泛素化。Genes and genome（基因与基因组） Gene（基因）：基因是具有有效遗传信息的DNA分子片段，是产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核苷酸序列。Exon（外显子）：既存在于最初的转录产物中，也存在于成熟的RNA分子中的核苷酸序列。Intron（内含子）：DNA分为编码区和非编码区。编码区又分为外显子和内含子。编码区中的非编码序列就叫内含子UTR（非翻译区）：mRNA中不具编码和模板作用的核苷酸序列。Cistron（顺反子）：在顺反子互补测验中，两个突变在反式构型中不能互补而使其子代表现为突变型，表明两突

2、变属于同一遗传单位，该单位称做顺反子。Pseudo gene（假基因）：具有与功能基因相似的序列，但由于有许多突变以致失去了原有的功能，所以假基因是没有功能的基因。gene family（基因家族）：真核生物的基因组中有许多来源相同，结构相似，功能相关的基因，这样的一组基因称为一个基因家族。junk DNA（垃圾基因）：基因组中未发现任何功能的DNA。satellite DNA（卫星DNA）：真核基因中高度重复的2bp至30bp的极短序列，其碱基组成与主体DNA有较大的差异，以数千个拷贝的串联方式排列，这种排列称为卫星DNAGenomics（基因组学）：进行基因组的序列测定和表型描述，以及研究

3、基因活性与功能关系的学科。Proteomics（蛋白质组学）：用高分辨率的蛋白质分离和鉴定技术来研究细胞内蛋白组的学科。当前最好的方法是二维凝胶电泳。DNA replication（DNA复制） Replicon （复制子）:基因组中能独立进行复制的单位，含有一个复制起始位点。原核DNA中只有一个复制子，真核中有多个a replication fork （复制叉） ：是复制正在发生的位点，Y字型结构，在复制叉处，作为模板的双链DNA解旋，同时合成新的DNA链Transcription（转录） Spliceosome（剪接体）：在剪接过程中形成的剪接复合物称为剪接体,剪接体的主要组成是蛋白质和小

4、分子的核RNA（snRNA），负责所有编码蛋白的mRNA的剪接trans-splicing（反式剪接）：不同的RNA分子通过剪接组成mRNA的过程。alternative splicing（可变剪接）：一个特定基因转录物（mRNA前体）经过不同53剪接位点产生不同的成熟mRNA的过程RNA editing（RNA编辑）：在mRNA水平上改变遗传信息的过程。改变后的成熟RNA序列与与之对应的基因组上外显子编码序列不同，最终编码的蛋白质也不同。Translation（翻译） genetic code （遗传密码）: 核酸中的核苷酸残基序列与蛋白质中的氨基酸残基序列之间的对应关系。连续的3个核苷酸序

5、列为一个密码子，特指一个氨基酸。标准的遗传密码是由64个密码子组成的，几乎为所有生物通用。ribozyme （核酶）：主要指一类具有催化功能的RNA,也称RNA催化剂。SD sequence （SD序列）：在细菌mRNA 起始密码子AUG上游10个碱基左右处，有一段富含嘌呤的碱基序列，能与细菌16SrRNA3端识别（并互补），帮助核糖体从AUG处的翻译起始。open reading frame （可读框）:从起始密码子（ATG）起到终止密码子（TGA TAATAG）止的一段连续的密码子区域 transcription-translation coupling （转录翻译偶联）:原核生物的mRN

6、A不需要修饰加工，在它的3端尚未完成转录前，其5端已与核糖体结合，开始蛋白质的合成，即转录与翻译偶联。Mutations and repair（突变与修复）wild type野生型：在野生群体中观察到的最高频率的表型,或具有这种表型的系统、生物和基因mutant（突变）：由于DNA碱基对的置换、增添或缺失而引起的可遗传的基因结构的变化。base analogue（碱基类似物）：一类化学结构与DNA中正常碱基十分相似的化学制剂，是一种化学诱变剂。mutation hot spot（突变热点）：突变机率较高的碱基序列。recombination（重组）：指两DNA分子之间部分序列发生交换。分为同源

7、重组和非同源重组两种Regulation of gene expression（基因表达的调控）operon（操纵子）：存在于原核生物当中，由启动子、操纵基因和一系列的结构基因紧密结合而成，是多数原核生物基因调控的实现方式。constitutive mutation（组成型突变）：与酶的合成有关的调节基因的一种突变。即原来酶的合成量受调节基因调节的，但由于调节基因发生变异，酶的合成变为组成型（不管生长条件如何，酶的合成量总是恒定的）的一种现象。promoter（启动子）：能被RNA聚合酶特异结合并起始转录的DNA上的序列。enhancer（增强子）：能提高与其连锁的结构基因转录频率的DNA序列

8、。（与启动子的相对位置无关，无方向性，有组织特异性）genomic imprinting（基因组印记）：控制某一表型的等位基因由于来源于不同的亲本而产生差异表达，即机体只表达亲本一方的基因，另一方的基因不表达。epigenetics（表观遗传）：在基因组DNA序列不发生改变的情况下，由于甲基化、基因组印记、RNA编辑等原因，造成基因表达产物的改变而引起的表型改变的现象，在代与代之间是可遗传的。Transposons（转座子）Transposons（转座子）：是基因组中一段可移动的DNA序列，可以通过切割、重新整合等一系列过程从基因组的一个位置“跳跃”到另一个位置。转座子两端各有一段IS序列，中

9、间是一段与转座无关的序列（可能是可编码基因）IS（插入序列）：最简单的DNA可动元件，由转座酶基因及首尾各一段的反向重复序列组成，不含有任何宿主基因L1 LINE element（长散在元件）：自主转座的反转录转座子，来源于RNA pol II的转录产物，L1是其中一个成员，存在于人类基因组，大约有6400bpSINE（短散在元件）：非自主转座的反转录转座子，来源于RNA pol III的转录产物，其中Alu是存在于人类基因组的一个成员。Alu sequences（ALU序列）：存在于SINE中，常含有一个核酸内切酶AluI的识别位点的多拷贝序列。长约280bp，约50万份拷贝Molecula

10、r biological tools in research（分子生物学的研究工具） PCR （polymerase chain reaction聚合酶链式反应）：是一种在体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法，故又称为基因的体外扩增法。它可以在试管中建立反应，经数小时之后，就能将极微量的目的基因或某一特定的DNA片段扩增数十万乃至千万倍，无需通过烦琐费时的基因克隆程序，便可获得足够数量的精确的DNA拷贝，所以有人亦称之为无细胞分子克隆法。Hybridization 杂交：两条互补的核苷酸单链在适当的条件下退火形成异质双链的过程称杂交DNA finger printing（DNA指纹）：所谓D

11、NA指纹，是指将细胞核的DNA提取出来，用限制性内切酶进行酶解，再通过电泳将分子量大小不同的DNA片段分离，并与DNA探针杂交，通过放射自显影等方式，使X线胶片感光所得到的图像。由于这个图像与人的指纹一样，具有高度的个体特异性，所以被称为DNA指纹。RFLP （Restriction Fragment Length Polymorphisma 限制性内切酶片段长度多态性）：当DNA序列的差异发生在限制性内切核酸酶的识别位点时，或当DNA片段的插入、缺失或重复导致基因组DNA经限制性内切核酸酶酶解后，其片段长度的改变可以经凝胶电泳区分时，DNA多态性就可应用限制性内切核酸酶进行分析，这种多态性称

12、为限制性片段长度多态性。II. Short assay questions（简答题）1. List three different chemical bonding which contribute to the stability of the DNA double helix? （列出维持DNA双螺旋结构稳定性的化学键）答：氢键范德华力 离子键 碱基堆积力2. The virion DNA of an E. coli phage called X174 has the base composition: 25% A, 33% T, 24% G, and 18% C. What do the

13、se data suggest about the structure of the phages chromosome?（一种叫X174的大肠杆菌噬菌体的病毒DNA有如下碱基成分： 25% A， 33% T， 24% G和18% C。 这比例说明该噬菌体染色体是什么结构？）单链DNA3. Briefly describe the different levels of chromosome organization in eukaryotes. （列出组成真核生物染色体的各级结构）（1）核小体：由核心蛋白和DNA组成。H2A、H2B、H3、H4各两分子来组成八聚体的核心蛋白。DNA以左手螺旋

14、缠绕在核心蛋白上。（2）核小体单元：由组蛋白H1结合在连接DNA上，使许多核小体构成连续的染色质细丝。（3）30nm纤维：由6个核小体盘绕成螺旋管状的粗丝。4. List the different levels of protein structural organization and describe the different bonds/interactions that hold together or stabilize the proteins at these levels.（列出蛋白质各级结构的组织方式，并写出维持各级结构稳定性的化学键）一级结构：氨基酸的连接顺序和排列方式

15、。 肽键和二硫键二级结构：多肽链主链原子的局部空间结构。有-螺旋，-折叠，-转角和无规卷曲。氢键。三级结构：一条多肽链中所有原子的空间排布。如结构域。 非共价键：氢键、范德华力、盐键、疏水相互作用。四级结构：亚基之间的相互连接方式。5. Many proteins contain one or more motifs built from particular combinations of secondary structure. Describe two common structural motifs. （很多蛋白质都具有一个以上由二级结构进一步组成的基序，描述两个常见的基序）helix

16、-turn-helix（HTH）：这类蛋白质分子中至少含有2个以上螺旋，中间有短链恻氨基酸残基形成“转折”，近氨基酸的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。zinc finger：锌指结构家族蛋白大体分为锌指、锌钮、锌簇结构。重复的锌指结构都是以锌将一个螺旋与一个反向平行片层的基部以锌原子为中心，通过与一对本胱氨酸和一对组氨酸之间形成配位键相连6. The degradation of proteins is a regulated multi-step process. Describe the steps involved in the tagging of a

17、protein for degradation and the products of the proteosome.（蛋白质的降解是一个受调控的多步骤的过程，试述蛋白质如何被标记并被蛋白酶体降解）泛素依赖的蛋白选择性降解过程：1、泛素活化酶（E1）与泛素结合，活化泛素。2、E1-泛素随后与泛素携带蛋白（E2）结合,成为E2-泛素，E1被置换。3、E2-泛素在泛素蛋白连接酶（E3）作用下与目标蛋白连接。这样多个泛素结合上目标蛋白后，目标蛋白即被标记，随后被proteosome降解。这个过程需要ATP提供能量。7. List the four different nucleotides foun

18、d in DNA, the typical Watson-Crick base pairings, and the number of hydrogen（氢键） bonds in each of those pairings.A,T,G,CA=T, 含有2个氢键GC，含有3个氢键8. A double-stranded piece of DNA containing the sequence GCATGGCCACTACCG has a higher Tm （melting temperature） than one containing the sequence GAATGGTAACAACTG

19、. Describe the properties of these DNA molecules and DNA in general that make this true.（第一段序列比第二段序列的溶链温度高，试从这两段序列的特点和DNA的性质解释）Tm值即DNA熔解温度，Tm与GC比例、序列复杂性等因素有关。第一个序列相对于第二个序列GC含量较高，由于DNA的GC配对含有三个氢键，AT配对含有两个氢键，因此水解GC对所需的能量要比水解AT对的能量高，所以第一个序列相对于第二个序列较耐高温，因此Tm值也相应地较高。DNA replication:1. Describe three feat

20、ures of replication origin. （描述复制起始位点的三个特征）A.包含很多短的重复序列的特异性DNA片段。B.能够被起始结合蛋白结合。C.AT含量高。2. List the critical enzymes and the roles they play in DNA replication. （写出复制过程中几个重要的酶及它们的作用。） DNA解链酶，通过水解ATP获得能量来解开双链DNA。 RNA聚合酶，催化RNA引物的合成。 DNA聚合酶，催化多核苷酸链的延长反应及校对的功能。 DNA连接酶，催化双链DNA切口处的5-磷酸基与3-羟基生成磷酸二酯键。3.In th

21、e graphic below, assume that replication begins at the vertical lines. Draw the leading and lagging strands （with arrows as we did in class）, label the ends of EVERY DNA fragment （either 5 or 3） and indicate the direction that the replication forks are moving. （从下图中标出前导链，后滞链，复制叉移动的方向和5 端3端。4. For ea

22、ch of the enzymatic activities involved in replication, name the enzyme the fulfills that function MOST OF THE TIME.（写出在复制过程中，完成下列各种功能的酶的名称。 Proofreads：DNA聚合酶。 Removes the RNA primer：DNA聚合酶 Separates the DNA strands：DNA解链酶 Synthesizes DNA：DNA聚合酶 Links Okazaki fragments: DNA连接酶5. For the following en

23、zymatic activities of DNA polymerase I, state the function of that activity during replication. Use only 5 words or less for each answer.用一句话描述DNA pol I的功能a） 5 - 3 polymerase: 通过核苷酸聚合反应，使DNA链沿53方向延长b） 5 - 3 exonuclease: 去除RNA引物c） 3 - 5 exonuclease：校正功能6. Of the three DNA polymerases in E.coli, which

24、 is essential for DNA replication 真正的复制酶7.Diagram the rolling circle replication mechanism.（图示滚环复制的机制）滚环式复制（rolling circle replication）是噬菌体中常见的DNA复制方式。滚环式复制的一个特点是以一条环状单链DNA为模板，进行新的DNA环状分子合成。噬菌体的双链DNA环状分子先在一条单链的复制起点上产生一个切口（nick），然后以另一条单链为模板不断地合成新的单链。释放出的新合成的单链或是先复制成双链DNA，被酶切割成单位长度后，再形成环状双链DNA分子；或是释放出

25、的新合成的单链DNA，先被酶切割成单位长度形成单链环状DNA分子后再复制成双链环状DNA分子。8. How does DNA replication take place in eukaryotes （for example, yeast）. （在真核细胞中（如酵母），DNA复制的如何起始的）酵母的复制起始位点称为自主复制序列（ARS），由一段保守的150bp的序列组成，富含AT碱基对。该区域也被称为A元件（如图）。起始位点识别复合体（ORC）识别A元件，然后依次将解旋酶，引物酶，DNA聚合酶等募集到复制器上。DNA复制进入延伸阶段。9.What are telomeres? How are

26、RNA primers at the ends of linear eukaryotic chromosomes replaces by DNA.（什么是端粒，在线性真核染色体末端的RNA引物是如何被DNA替代的）真核生物染色体的末端称为端粒，它们由首尾相接的富含TG的重复DNA序列构成，例如，人的端粒含有很多首尾相接的5-TTAGGG-3。这种重复序列很多都是双链的，但每条染色体的3端都位于5端之外成为单链DNA。其功能有：稳定染色体末端结构，防止染色体间末端连接，并可补偿滞后链5末端在消除RNA引物后造成的空缺。端粒通过提供一个延伸的3端为染色体5端提供了额外的模板。引物酶在端粒3端合成引

27、物，经DNA聚合酶按5-3方向延伸，使新合成的DNA取代原来的RNA引物。10.Explain why the replication machinery is incapable of completely replicating the ends of the chromosomes. What is the practical effect of this? How do eukaryotic cells get around this problem? （解释为何真核染色体末端不能完整复制。这会造成什么样的后果？真核生物如何解决这个问题）由于DNA聚合酶绝对需要RNA引物，并从5-3方

28、向延伸，当聚合结束时，冈崎片断的RNA引物水解，随后由DNA连接酶完成，在新合成链的5端RNA引物去除后，传统的DNA聚合酶不能修复，势必造成每经过一次细胞分裂，染色体末端就会缩短，这就是所谓的“末端复制问题”。这意味着每一轮DNA复制都将出现子代DNA分子被截短的情况。真核细胞通过端粒酶在染色体末端添加端粒，形成染色体末端额外的模板，从而解决5末端复制问题。Transcription1. What is a prokaryotic polycistronic mRNA and explain the biological significance.（什么是原核生物多顺反子mRNA ? 解释它

29、的生物学意义）（1）在RNA病毒和原核生物中，凡在一个mRNA分子上携有几种蛋白质分子的氨基酸序列信息的mRNA（mRNA上相邻的顺反子在相应的DNA上多数也是相邻的），则这一mRNA就称作为多顺反子mRNA。（2）原核生物基因表达调控的一个重要方式是操纵子，将功能上相关的结构基因同时转录成为多顺反子，他们都受同一个操纵基因控制，使调控更加高效与经济，细胞能更迅速的对环境变化做出反应。2. Describe the roles and functions of the different subunits of the E.coli RNA polymerase. What is the RNA polymerase core enzyme and the holoenzyme.（试描述E.coli RNA聚