分子生物学第4章重点及试题文档格式.docx

1、转录起点：1位点，RNA聚合酶的转录起始位点，起始NTP多为ATP或GTP。转录泡：在转录时RNA聚合酶（RNAP）与DNA模板结合，会形成一个泡状结构，成为转录泡。转录压制：指转录因子的过度表达，抑制受特异性调节基因的基本转录装置，引起转录抑制。上游激活序列（UAS）：TATA框上游的保守序列称为上游启动子元件或上游激活序列。锌指结构：在蛋白质中，一小段保守的氨基酸序列（约23个氨基酸残基）结合一个锌离子而形成的一个相对独立的功能域。终止子（terminator）：在转录的过程中，提供转录终止信号的RNA序列。抗终止子：有的蛋白因子能作用于终止序列，减弱或取消终止子的作用，称为抗终止作用，这

2、种蛋白因子就称为抗终止因子。/引起抗终止作用的蛋白质。RNA加工：指新合成的前体RNA分子所经历的结构和化学方面的修饰与成熟的过程。帽子结构：在RNA链长度超过20-30nt之前，其5端经化学修饰被加上了一个7-甲基鸟苷残基，这种5末端的修饰称为帽子结构poly（A）尾巴：核内不均一 RNA 和 mRNA 在其3-末端的一个独特的结构，由 AMP 残基组成的长链。多聚腺苷化（polyadenylation）：添加 poly（A）到 RNA 分子上的过程。SD 序列：原核生物起始密码子AUG上游7-12个核苷酸处一段可以与16SrRNA的3端反向互补保守区。选择性剪接：一个hnRNA（pre-m

3、RNA）转录本，通过外显子的剪接、重组，产生多个成熟的mRNA的机制。组成性剪接：一个基因的转录产物通过剪接只能产生一种成熟的mRNA.它和选择型剪接的区别是后者可以产生多种成熟mRNA。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分子的核RNA（snRNA）。复合物的沉降系数约为5060S,它是在剪接过程的各个阶段随着snRNA的加入而形成的。RNA编辑：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。内含子：断裂基因的非编码区，可被转录，但在mRNA加工过程中被剪切掉。外显子：断裂基因中的

4、编码序列，在剪接后仍保存下来，并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质。断裂基因：真核生物结构基因，由若干个编码序列和非编码序列互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码序列再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质。启动子的清理：当开放的启动子复合物足够稳定是，RNA聚合酶离开启动子，释放出亚基，核心酶空出启动子位点以进行下一次转录起始。指导RNA：一类小RNA分子，其部分序列可与被编辑的RNA序列互补。二、 3类特异性转录因子：酸性功能域、富含Gln功能域、富含Pro功能域以3种方式发挥作用：改变DNA构象 影响基本转录起始复合体装置 影响其他调节因子的活性 RNA转录3个过程（起始、延伸

5、、终止） 真核生物中有三种不同的RNA聚合酶，因此也有三种不同的启动子：RNA pol启动子、RNA pol启动子、RNA pol启动子。 说明RNApol全酶各个亚基的主要功能。（2） 亚基：转录起始时与核心酶结合成全酶，使全酶能识别启动子的Sextama Box（35区，R位点）、Pribnow Box（-10区，B位点）,选择并紧密与模板链发生特异性结合。不同的因子与核心酶结合，可识别不同的启动子。全酶完成转录发动后，亚基离开全酶。可重复使用。（2）亚基：核心酶的组建因子 ，促使RNApol 与DNA模板链结合前端因子使模板DNA双链解链为单链尾端因子使解链的单链DNA重新聚合为双链（3

6、）亚基：模板链结合位点，包含RNA/DNA杂交链结合位点 完成NMP之间的磷酸酯键的连接 编辑功能（排斥与模板链不互补的碱基） 与Rho （）因子竞争RNA 3end 构成全酶后，因子含有两个位点： 起始位点I（initiation site. Rifs）:对利福平敏感，该位点专一性地结合ATP或者GTP （需要高浓度的ATP或GTP） 延伸位点E（elongation site RifR）:对利福平不敏感，对NTP没有专一性的选择，从而保证了RNA链的延伸 （4）亚基：促进RNA聚合酶与非模板链结合。 RNA聚合酶核心酶4个功能位点：非模板链结合位点、模板链结合位点、双链DNA解旋位点、双链

7、DNA重绕位点 原核生物启动子结构及各部分功能。答：启动子由两个部分组成：上游部分：上游控制因子（UCE）：CAP-cAMP的结合位点 CAP：降解物基因活化蛋白 cAMP：环腺苷酸（cAMP）的受体蛋白下游部分：核心启动子（core promoter） ：35 区（ RNApol识别位点，R site） 、 10区（ RNApol结合位点，B site）、转录起点（+1位点，I site） Sextama 盒：-35区序列（TTGACA），位于复制起点上游35区处的6核苷酸序列，能直接被RNA聚合酶全酶中的因子识别并结合。 Pribnow 盒：-10区序列（TATAAT），位于-10区处的6

8、核苷酸序列，能使RNA聚合酶识别DNA双链中的模板链，确保转录的链和方向无误。 真核生物启动子 RNApol：负责转录rRNA顺式作用元件：UPE（上游启动子元件）、Core promoter（核心启动子元件） 反式作用因子：UBF（上游启动子元件结合因子）、SL1（选择性因子） RNApol：负责转录hnRNA（mRNA 前体，核不均一RNA）、部分snRNA（核内小分子 RNA ）+1区、-30区、-70区、-90区（Cap site、TATA-box、CAAT-box、GC island）TFA、TFB、TFD、TFE、TFF、TFH RNApol：负责转录5S rRNA、tRNA的前体

9、、Alu序列和部分 snRNA 内部启动子（A box、B box）内部启动子（A box、B box）内部启动子（TFC、TFB）内部启动子（TFA、TFC、TFB）（TFC：辅助TFB TFB：定位因子，结合到A-box上游）在 UBF 与DNA结合后，SL1方可结合上来，它类似原核生物RNA聚合酶中的因子，确保RNA聚合酶正确定位在起始点上。UBF 与RNA聚合酶相互作用可识别不同来源的模板，但SL1 具有种属特异性。TFA ： TFA 在一行上有9个锌指，他们会插入到5S rRNA 基因内部启动子的每一面的大沟中，这就使特异的氨基酸能够与特异的碱基接触并相互作用，形成致密的 prote

10、in-DNA 复合物。启动子上游元件（USE）：GC岛（GGGCGG）:严格控制RNA的转录启动CAAT盒（GGC（T）CAATCT）：决定启动子起始转录的效率，增强启动子的强度 试比较原核和真核细胞的mRNA的异同.原核生物原核生物mRNA 的半衰期短。许多原核生物mRNA以多顺反子形式存在。其5端无帽子结构，3端没有或只有较短的poly（A）。原核细胞mRNA（包括病毒）有时可以编码几个多肽。原核生物常以AUG（有时GUG，甚至UUG）作为起始密码子真核生物：其5端存在帽子结构。绝大多数真核生物mRNA具有poly（A）尾巴。其RNA最多只能编码一个多肽。真核生物几乎永远以AUG为起始密码

11、子。 剪接分支位点核苷酸是腺嘌呤核糖核苷酸 RNA链合成的特点：1.RNA是按53方向合成2.以DNA双链中的反义链（模板链）为模板3.以4种三磷酸核苷（NTPs）为原料4.根据碱基配对原则5.各核苷酸间通过形成磷酸二酯键相连6.不需要引物7.合成的RNA带有于DNA编码链相同的序列 真核生物RNA聚合酶转录起始TFD因子对TATA盒的识别，TFA与TFD和其中的TBP结合，增强并稳定TFD与TATA盒的结合，形成“前转录起始复合体（TIC）”（TFD因子:TATA盒结合蛋白TBP、至少8个TBP辅助因子TAF）随后TFB作为TFD和RNA聚合酶的桥梁因子，富集高浓度RNA聚合酶到启动子周围，

12、TFF和TFH使DNA解螺旋后有助于RNA聚合酶的转录与移动。形成“基本转录起始复合体（TIC）”TFH的激酶活性使RBPA型的CTD发生高频的磷酸化，转换为O型的高转录活性的RNA聚合酶。形成“完全的转录起始复合体（TIC）”RNA聚合酶在启动转录前清理转录起始复合体后，仅与TFF因子一起完成转录的延伸（TFD：对增强子和沉默子作出反应） 原核生物与真核生物启动子的主要差别？原核生物 TTGACA - TATAAT-起始位点 -35 -10真核生物增强子-GC -CAAT-TATAA5mGpp起始位点 -110 -70 -25 增强子的组织和细胞学表达特性：（1）远距离作用（2）增强子的位置

13、无需固定，可在受其调控基因的上游、下游、或内部。（3）一个增强子可以包含一个以上能够被转录激活子识别的元件。 沉默子：可以在远距离调控转录 （至少 1 kb 以外）。可以使染色质卷曲成浓缩的难以接近的非活性的形式。与组蛋白的去乙酰化有关。沉默子是一种通过延伸DNA的异染色质化而影响染色质结构，形成高密度的异染色质，从而关闭转录的DNA 元件。 绝缘子：是一段具有特化染色质结构的区域，能够阻断增强子和沉默子对靶基因的作用效应。当绝缘子位于增强子和启动子之间时，可以阻断增强子上的激活子与下游基本转录复合物的结合，从而阻止增强子对启动子的表达效应。当绝缘子位于沉默子和启动子之间时，可以提供一道屏障墙

14、，阻止沉默子的异染色质化区域的延伸，从而阻断沉默子对下游靶基因的失活效应。 终止子：1）一种是依赖因子（factor）的转录终止子2）一种是不依赖因子的转录终止子 帽子结构的功能保护mRNA，防止降解。将mRNA转运出细胞核。增强mRNA的可译性。帽子结构是pre-mRNA正确剪切所必需。与某些RNA病毒的正链RNA的合成有关，抢夺宿主mRNA的帽子5端完整的帽子结构将有利于第一个内含子的剪切。 poly（A）尾巴的作用：稳定mRNA，防止降解。促进mRNA的翻译。在拼接和mRNA向核外运输的过程中发挥作用。 多腺苷酸化的意义：参与新生RNA从DNA/RNA/RNA聚合酶三联体复合物中的释放与

15、转录偶联既能促进转录终止，也能防止mRNA“早熟”参与前体的3端内含子的去除稳定mRNA影响翻译效率 mRNA的降解： mRNA作为合成蛋白质的模板，在完成任务后，就到达细胞的一定部位死亡。细胞对于mRNA的命运具有空间控制作用。过程：真核细胞中mRNA降解的前奏是先去掉polyA尾，然后触发了5帽子的去除，最后导致mRNA被一种外切酶从53降解。Ccr4p是一种去掉mRNA的polyA尾巴的酶，而去帽酶则位于P小体内 第一类内含子剪接的机制：剪接活性由35s rRNA自身催化（auto-catalysis）完成，剪接过程不需任何酶类与能量的参与。剪接反应只要求鸟苷酸的3-OH。一处的磷酸酯键

16、转化为另一处新的磷酸酯键，不需以分解高能前体物（NTP）为代价而形成新的磷酸酯键，破坏的磷酸酯键与形成的磷酸酯键总是相等。这类内含子的剪接包括三次转酯反应 第一次转酯反应由游离的G发动，G的3-OH攻击内含子的5末端，产生G-内含子和外显子游离的3-OH末端。 第二次转酯反应由上一个外显子的3-OH攻击另一个外显子，并与之相连，同时释放线状的内含子。游离的线状内含子发生第三次转酯反应而形成环状。 RNA编辑（RNA Editing）的生物学意义形成/删除AUG, UAA, UAG, UGA改变codon信息扩大编码的遗传信息量mRNA editing 较大程度地改变了DNA的遗传信息，使该基因

17、的DNA序列仅是一串简略意义模糊的序列（abbreviated ）或称为隐秘基因、模糊基因 真核生物mRNA5端帽子结构与3尾巴结构的主要功能5端“帽子”结构的功能：稳定mRNA的一级结构，防止mRNA被5-核酸外切酶所水解；为mRNA识别核糖体提供信号，使 mRNA 较快地与核糖体结合，以提高mRNA对蛋白质的合成效率。3端polyA尾巴结构的功能：有助于mRNA从细胞核向细胞质转移；与保护mRNA的稳定性和维持mRNA的二级结构有关；对蛋白质的合成速度有影响。三、 1、转录是以DNA一条链为模板的RNA的酶促合成。我们把模板链称为有意链。2、数个生化反应可由核酶催化，这种具有催化功能的RN

18、A可以剪切自身或其它的RNA分子，或者完成连接或自身剪接反应。3.hnRNA与mRNA之间的差别主要有两点大小、 翻译功能。4.mRNA在转录开始后不久就与核糖体结合，形成NAP颗粒这种颗粒排列于mRNA分子上，呈串珠状，就像核小体一样。5、原始转录物的一些序列被 修饰 ， 叫做RNA编辑。6. 真核生物mRNA的5-帽子结构是m7GpppXpYp, 其3末端有PolyA结构。7. 原核生物DNA指导的RNA聚合酶的核心酶的组成是亚基、亚基、亚基、亚基。8. 真核生物RNA聚合酶III负责转录tRNA、5S rRNA、Alu序列和部分snRNA 。9. 在转录过程中RNA聚合酶全酶的因子负责识

19、别启动子的Sextama Box（35区）,并通过与模板链结合,核心酶负责转录起始和延伸。10.将TATA区上游的保守序列称为CAAT盒 。11.真核生物的加工过程中，5端加上帽子结构，在3端加上多腺苷酸尾巴，后者由RNA末端腺苷转移酶催化。如果转录的基因不连续，那么， 一定要被切除，并通过剪接，将外显子连在一起。12.每个锌指的C-末端形成一个-螺旋，在DNA大沟的转折处与DNA结合。有锌参与时才具备转录调控活性。13.GAL4 蛋白是参与半乳糖代谢的一套基因表达的正调节因子。GAL4能够识别这些基因上游激活序列。14.LexA 蛋白是原核生物的阻遏物，在大肠杆菌细胞中，结合在lexA 操纵

20、子上，能够阻止下游基因的表达。 LexA 蛋白无转录激活域，因为LexA 蛋白无转录激活功能。15.激活域的功能是将RNA 聚合酶募集到启动子处，让结构基因开始表达。16.未甲基化帽子的底物在剪切时，可以被S-腺苷酸-同型半胱氨酸抑制，此物质也是帽子甲基化过程的抑制剂。17.AAUAAA 基序在pre-mRNA 多腺苷化位点上游 20 nt 处。多聚腺苷化的能力取决于一致序列的保守性。18.多聚腺苷酸化涉及前体mRNA的切割和在切割位点的多聚腺苷酸化两个过程。19.16S rRNA的3端即非常保守，又高度自我互补，能形成发卡式结构。这正好说明了序列配对是动态的，可变的。20. L19 是剪切下

21、来的内含子，L19 可以促进RNA 重排，作为 RNA 异构酶；具有酶的基本共性 21.在gRNA 的5-末端，锚定序列能够引导gRNA到达mRNA将被编辑的区域。四、 简述转录的基本过程?模板识别：RNA聚合酶与DNA双链启动子相互作用并与之相结合。 转录起始 转录延伸：RNA聚合酶释放因子离开启动子，核心酶沿模板DNA链移动并使新生RNA链不断伸长。（TFS 刺激延伸；TFS 负责转录产物的矫正） 转录终止：当RNA链延伸到转录终止位点时，RNA聚合酶不再形成新的磷酸二酯键，RNA-DNA杂合物分离，转录泡瓦解，DNA恢复成双链状态，而RNA聚合酶和RNA链都被从模板上释放出来。 说明po

22、ly（A）在分子生物学实验中的应用价值。a） 可将 oligo （dT） 与载体相连，从总体RNA中分离纯化mRNAb） 用寡聚dT（oligo （dT）为引物，反转录合成 cDNA Euk.mRNA帽子的种类。帽子0（Cap-0） m7GpppXpYp-（共有）m7G N7甲基鸟苷帽子1（Cap-1） m7GpppXmpYp-第一个核苷酸的 2-O 位上产生甲基化 （A N6 位甲基化）帽子2 （Cap-2） m7GpppXmpYmp第二个核苷酸的 2-O 位上产生甲基化（A、G、C、U） 真核生物mRNA前体内含子剪接的信号序列特征是什么？mRNA前体中内含子的两端边界存在共同的序列，这些

23、序列可能是产生mRNA前体剪接的信号。多数细胞核mRNA前体中内含子的5边界序列为GU，3边界为AG。 I型内含子发生改变后，可以产生其他酶的活性吗?如果可以，是哪些活性?这意味着I型内含子的催化中心有什么特点？可以。这些活性包括：RNA聚合酶、内切核酸酶、磷酸酶、连接酶的活性。将I 型内含子转变成这些酶的能力表明它能结合于RNA的糖磷酸骨架并能催化在它前后的几个不同反应。 转录涉及模板链和编码链的分离，解释在转录中单链DNA是怎样被保护的。 转录过程中控板与编码链分离时，聚合酶覆盖了整个转录泡从解旋位点到螺旋重新形成位点，因此单链的DNA被保护起来。 哪三个序列对原核生物mRNA的精确转录是

24、必不可少的? -35（RNA聚合酶结合位点）、-10（RNA聚合酶起始位点）启动子序列和终止子； 试证明一个基因中只有一条DNA链作为模板被转录。若基因两条链均被转录，而RNA聚合酶只能以5 3方向合成，所以两条DNA链会以相反方向转录。两信使携带着彼此互补的反向核苷酸序列，编码不同的多肽。信使只可以与一条DNA链（重链）互补，因而DNA双链中只有一条链作为转录的模板。 有一个被认为是mRNA的核苷酸序列，长300个碱基，你怎样才能： （1）证明此RNA是mRNA而不是tRNA或rRNA。 （2）确定它是真核还是原核mRNA。根据序列组成进行判断： （1）此序列太长不可能是tRNA。如果它是r

25、RNA，应该含有许多特殊元件，同时应具有可以形成发夹环的反向重复序列。如果是mRNA则应有AUG起始密码子、一段相应的氨基酸密码子和一个相应的终止密码子构成的可读框。 （2）所有的真核生物mRNA在5端都含有一个7甲基鸟苷，而且大多数还在3端 有一个长的po1yA尾巴。这些都是原核生物mRNA所不具有的，但是原核生物mRNA靠近5端有l个核糖体结合序列（SD序列）。 详述怎样加工才能使真核生物mRNA 成熟一、首、尾修饰1、5端加帽 成熟真核生物mRNA,其结构5端形成-m7GpppmXpYp-帽子结构2、3端加尾 多数真核生物mRNA3端都有多聚（A）尾，长约100200个核甘酸。二、真核生

26、物mRNA的剪接剪接就是在细胞核中，除去 hnRNA中的内含子，并在连接酶的作用下，将外显子各部分连接起来的过程。（1）mRNA前体的剪切部位是在内含子末端的特定部位（2）套索结构的形成及剪接（3）剪接体的形成 现分离了一段DNA片段，可能含有编码多肽的基因的前几个密码子。该片段的序列组成如下:5CGCAGGATCAGTCGATGTCCTGTG 33GCGTCCTAGTCAGCTACAGGACAC 5（1） 哪一条链作为转录的模板链？（2） mRNA的顺序是什么？（3） 此mRNA能形成二级结构吗？（4） 翻译从哪里开始，朝哪个方向进行？（5） 此DNA最可能是从原核细胞还是真核细胞中分离的？提示：mRNA上含有起始密码子AUG对应的编码链上应该是ATG，另一条链即是模板链DNA的损伤原因是什么?6、试比较RNA转录与DNA复制的区别？7、简述因子的功能？注：转录起始点（p126）、靶基因启动子（p126）、核心酶概念（p128）、转录的基本过程（p131）、三类机制剪接（p160）