分子生物学问答题Word文件下载.docx

1、5. 基因重叠有什么意义?利用有限的核酸储存更多的遗传信息，提高自身在进化过程中的适应能力。6. 质粒有哪些特性?在宿主细胞内可自主复制；细胞分裂时恒定地传给子代；所携带的遗传信息能赋予宿主特定的遗传性状；质粒可以转移。7. 什么是顺式作用元件?基因中能影响基因表达，但不编码RNA和蛋白质的DNA序列。顺式作用元件主要包括启动子、增强子、负调控元件等。8. 简述原核基因表达的特点。（1）只有一种RNA聚合酶。（2）原核生物的基因表达以操纵子为基本单位。（3）转录和翻译是偶联进行的。（4）mRNA：翻译起始部位有特殊的碱基序列-SD序列。（5）原核生物基因表达的调控主要在转录水平，即对RNA合成

2、的调控。9. 简述因子在原核基因表达调控中的意义。（1）6因子含有识别启动区的结构域调控RNA聚合酶与DNA结合，确保RNA聚合酶与特异启动区而不是其他位点的稳定结合（2）6因子使得RNA聚合酶选择一套特定启动区起始转录。一旦一种6因子被另一种代替，即引起原来一套基因转录的关闭和新的一套基因转录的开届。10. 在有乳糖而无葡萄糖的条件下，乳糖操纵子是如何调控转录起始的？无葡萄糖时，cAMP处于高水平，与CAP形成cAMP-CAP复合物并结合到启动子上游的CAP位点，乳糖存在阻遏蛋白不与操纵基因结合，cAMP-CAP复合物与lac操纵子的调控元件结合后，促进结构基因的转录。11. 简述乳糖操纵子

3、的结构。编码-半乳糖苷酶、半乳糖苷通透酶和硫代半乳糖苷转乙酰基酶的基因Z、Y、A称为结构基因，结构基因加上调控元件：启动子P和操纵基因O及CAP结合位点，lac阻遏蛋白基因I，即构 成乳糖操纵子。12. 原核生物可以通过哪几个层次的表达调控以适应环境的改变？（1）转录起始的调控：6因子调控转录起始；转录起始的负调控；转录起始的正调控；转录起始的复合调控。（2）转录终止的调控：依赖因子的终止调控，通过因子的作用使转录终止；不依赖因子的终止调控；核糖体调控转录终止。（3）翻译水平的调控：反义RNA的调控作用；RNA的稳定性；蛋白质合成中的自身调控。13. 简述真核基因表达的特点 答：（1）细胞的全

4、能性：所谓全能性是指同一种生物的所有细胞都含有相同的基因组DNA。（2）基因表达的时间性和空间性：高等生物的各种不同细胞具有相同的基因组，但在个体发育的不同阶段，基因表达的种类和数量是不同的，在不同组 织和器官中，基因表达的种类和数量不同。（3）转录和翻译分开进行：在核中转录生成mRNA穿过核膜至胞质指导蛋白质合成。（4）初级转录产物要经过转录后加工修饰。（5）不存在超基因式操纵子结构：真核生物基因转录产物为单顺反子，一条mRNA只翻译一种蛋白质。（6）部分基因多拷贝。14. 真核生物基因组DNA水平的表达调控包括哪几种方式?（1）染色质的丢失；（2）基因扩增；（3）基因重排；（4）基因的甲基

5、化修饰；（5）染色质结构对基因表达的调控作用。15. 列举几种真核基因的顺式作用元件 答：（1）启动子：Hogness（TATA）盒，CAAT盒；（2）增强子：SV40病毒中，位于早期启动子5上游约200 bp，内含2个72bp的重复序列，其核心序列为GGTGTGGA_AAG：（3）沉默子：SV40中的AGITiTIT序列为终止转录调控元件。16. 简述反式作用因子的基本结构特点。一个完整的反式作用因子通常含有三个主要功能结构域，分别为DNA识别结合域、转录活化域和结合其他蛋白质的调节结构域。这些结构域含有几十到几百个氨基酸残基。不同的结构域有自己的特征性结构。（1）DNA识别结合域：锌指结构

6、、碱性亮氨酸拉链、同源结构域、螺旋-环-螺旋结构、碱性螺旋。（2）转录活化结构域：酸性-螺旋、富含谷氨酰胺的结构域、富含脯氨酸结构域。17. 简述真核生物转录水平的调控机制。主要通过反式作用因子与顺式作用元件和RNA聚合酶（RNA polymerase，RNA p01）的相互作用完成。（1）顺式作用元件（cisacting element）指某些能影响基因表达但不编码新的蛋白质和RNA的DNA序列，按照功能分为启动子、增强子、负调控元件（沉默子等）。（2）反式作用因子（transacting factor）指能直接或间接地识别或结合在各顺式作用元件8-12bp核心序列上，参与调控靶基因转录效率

7、的一组蛋白质，也称序列特异性DNA结合蛋白（sequence specific DNA binding protein，SDBP），这是一类细胞核内蛋白质因子。在结构上含有与DNA结合的结构域。（3）反式作用因子的活性调节：反式作用因子的活性调节：真核基因转录起始的调节，首先表现为反式作用因子的功能调节，即特定的反式作用因子被激活后，可以启动特定基因的转录。反式作用因子的激活方式如下：表达式调节；共价修饰；配体结合；蛋白质与蛋白质相互作用 反式作用因子作用方式：成环；扭曲；滑动；Oozing反式作用因子的组合式调控：基因表达的调控不是由单一的反式作用因子完成而是几种因子组合，发挥特定的作用。1

8、8. 简述基因表达调控的意义及基本调节层次。（1）在同一机体的各种细胞中虽然含有相同的遗传信息即相同的结构基因，但它们并非在所有细胞中都同时表达，而必须根据机体的不同发育阶段、不同的组织细胞及不同的功能状态，选择性、程序性地表达特定数量的特定基因。通常情况下，真核生物细胞只有215的基因处于有转录活性的状态。为了适应环境的变化，生物体需要不断的调节和控制各种基因的表达。（2）基因表达的调控是一个十分复杂的过程。从DNA上的遗传信息到蛋白质功能发挥的整个过程中，存在着基因组、转录、转录后、翻译及翻译后多个水平的调控环节。19. 举例说明什么是管家基因及其基因表达特点。（1）管家基因（housek

9、eeping genes）是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是维持细胞基本生命活动所必需的。如微管蛋白基因、糖酵解酶系基因与核糖体蛋白基因等。（2）管家基因表达水平受环境因素影响较小，在个体各个生长阶段的大多数、或几乎全部组织中持续表达，或变化很小。它的表达只受启动序列或启动子与RNA聚合酶相互作用的影响，而不受基他机制调节a调控区多呈低甲基化。20. 简述真核生物在翻译水平上的调控。（1）翻译起始的调控：翻译起始因子的功能调控：eIF-2是蛋白质合成过程中重要的起始因子。有些物质可以影响eIF-2的活性，调节蛋白质合成的速度。培养的真核细胞处于营养不足（“饥饿”）时，elF-2失活，最

10、终导致肽链合成起始效率降低。阻遏蛋白的调节作用：所有进入胞浆的mRNA分子并不是都可以立即与核糖体结合翻译成蛋白质。由于存在一些特定的翻译抑制蛋白可以与一些mRNA的5端结合，从而抑制了蛋白质翻译。5AUG对翻译的调节作用以真核mRNA为模板的翻译开始于最靠近其5端的第一个AUG。90以上的真核mRNA符合第一AUG规律。但在有些mRNA中，在起始密码子AUG的上游（5端）非编码区有一个或数个AUG，称为5AUG。5AUG的阅读框通常与正常编码区的阅读框不一致，不是正常的开放阅读框a如果从5AUG开始翻译，很快就会遇到终止密码子。因此，若从5AUG开始翻译，就会翻译出无活性的短肽。mRNA 5

11、端非编码区长度对翻译的影响：起始密码AUG上游非编码区的长度可以影响翻译水平。当第一个AUG密码子离5端帽子的位置太近时，不容易被40S亚基识别。当第一个AUG密码子距5端帽子结构的距离在12个核苷酸以内时，有一半以上的核糖体40S亚基会滑过第个AUG。当5端非编码区的长度在1780核苷酸之间时，体外翻译效率与其长度成正比。所以，第一个AUG至5端之间的长度同样影响翻译起始效率和翻译起始的准确性。（2）mRNA稳定性调节：mRNA的稳定性是翻译水平调控的重要因素，是由于mRNA是翻译蛋白质的模板，其量的多少直接影响蛋白质合成的量。mRNA半衰期越长，翻译效率越高，在细胞内合成蛋白质的量愈多。（

12、3）小分子RNA对翻译的调控作用：如lin-4 RNA由lin-4基因编码，可阻抑lin-14蛋白质（一种核蛋白），从而调控生长发育的时间选择。21. 简述真核基因转录因子分类及功能。（1）反式作用因子指能直接或间接地识别或结合在各顺式作用元件8-12 bp核心序列上，参与调控靶基因转录效率的一组蛋白质，有时也称转录因子。（2）目前发现的转录因子有近百种，根据其作用方式的不同分为三类： 通用转录因子：系多数细胞普遍存在的一类转录因子，如TATA box结合因子TFD、C-X：box结合因子SPl等；组织特异性转录因子：在很大程度上，基因表达的组织特异性取决组织特异性转录因子的存在；诱导性反式作

13、用因子：这些反式作用因子的活性能被特异的诱导因子所诱导，这种活性的诱导可以是新蛋白的合成。22. 简述真核和原核基因表达调控共同的要素。（1）DNA元件：具有调节功能的DNA序列 原核：启动序列，操纵序列 真核：顺式作用元件，启动子，增强子，抑制子 （2）调节蛋白：原核：阻遏蛋白：负性调节；激活蛋白：正性调节 真核：转录因子基本转录因子、激活因子、抑制因子（3）RNA聚合酶：RNA聚合酶主要是通过识别与结合启动子，参与基因转录起始调控23. 说明阻遏蛋白在原核基因表达调控中的普遍意义。阻遏蛋白通常是与基因操纵区结合，减弱或阻止其调控的基因转录，其介导的调控方式为负调控。如大肠埃希菌乳糖代谢，在

14、没有诱导剂时，与lac相邻（上游端）的调节基因I的产物-lac阻遏蛋白，能与操纵子操纵基因O特异地结合，抑制结构基因的转录。24. 请解释正性调节在真核基因表达调控中的普遍意义。在真核细胞中，RNA聚合酶对启动子的亲和力很低，基本上不能靠其自身来起始转录，而是需要依赖多种激活蛋白的协同作用。真核基因调控中虽然也发现有负性调控元件，但其存在并不普遍；真核基因转录表达的调控蛋白也有起阻遏和激活作用或兼有两种作用者，但总的是以激活蛋白作用为主。即多数真核基因在没有调控蛋白作用时是不转录的，需要表达时就要有激活的蛋白质来促进转录。换言之：真核基因表达以正性调控为主导。25. 简述乳糖操纵子在有葡萄糖存

15、在而没有乳糖存在时进行转录起始负调控的原理。由于在没有乳糖的条件下，lac阻遏蛋白能与操纵基因特异地结合，抑制了结构基因的表达。26. DNA的损伤原因是什么?DNA的损伤原因包括三大类：（1）DNA分子的自发性损伤：DNA的自发性化学变化。DNA复制产生的误差；（2）物理因素引起的DNA损伤：紫外线照射引起的DNA损伤；电离辐射引起的DNA损伤。（3）化学因素引起的DNA损伤：烷化剂对DNA的损伤；碱基类似物、修饰剂对DNA的损伤。27. 简述DNA分子的自发性损伤。DNA分子的自发性损伤包括两大类：（1）DNA复制产生的误差；（2）DNA的自发性化学变化包括碱基的异构互变、碱基的脱氨基作用

16、、脱嘌呤 与脱嘧啶、碱基修饰与链断裂。28. 简述物理因素引起的DNA损伤。物理因素引起的DNA损伤有：（1）紫外线照射引起的DNA损伤。当DNA受到最易被其吸收波长（260nm）的紫外线照射时，同一条DNA链上相邻的嘧啶以共价键连成二聚体，相邻的两个T、或两个C、或C与T间都可以环丁基环连成二聚体，其中最容易形成的是T-T二聚体。（2）电离辐射引起的DNA损伤：有直接和间接的效应，直接效应是DNA直接吸收射线能量而遭损伤；间接效应是指DNA周围其他分子吸收射线能量而产生具有很高反应活性的自由基，进而损伤DNA。29. 简述电离辐射可导致的DNA分子变化。电离辐射可导致DNA分子的多种变化：（

17、1）碱基变化：主要是由-OH自由基引起，包括DNA链上的碱基氧化修饰、过氧化物的形成、碱基环的破坏和脱落，一般嘧啶比嘌呤更敏感。（2）脱氧核糖变化：脱氧核糖上的每个碳原 子和羟基上的氢都能与-OH反应，导致脱氧核糖分解，最后引起DNA链断裂。（3）DNA链断裂：这是电离辐射引起的严重损伤事件，断裂数随照射剂量而增加。射线的直接和间接作用都可能使脱氧核糖破坏或磷酸二酯键断开而致DSIA链断裂。（4）交联：包括DNA链交联和DNA-蛋白质交联。30. 简述哺乳动物中DNA损伤的修复类型。对不同的DNA损伤，细胞可以有不同的修复反应。目前，已在哺乳动物细胞中发现了四个较为完善的DNA修复通路，分别是

18、核苷酸切除修复（nucleotideexcision repair，NER）、碱基切除修复（baseexcision repair，BER）、 重组修复（recombination repair）和错配修复（mismatch repair）31. 简述E.coli错配修复机制 答：在E.coi中，错配修复蛋白MutS二聚体沿着DNA运动，能够发现DNA骨架因非互补碱基对之间的不对称而产生的变形，从而识别错配核苷酸。 MutS在错配位点夹住DNA，利用ATP水解释放的能量使DNA形成扭结，MutS自身构象也发生改变。随后，MutS错配DNA复合物募集该修复系统的第二种蛋白因子MutL,MutL再

19、激活内切核酸酶MutH在错配位点附近切断错配核苷酸所在的一条DNA链，在解旋酶UvrD和外切核酸酶作用下，将包括错配核苷酸在内的一条单链DNA去除，所产生的单链DNA缺口由DNA聚合酶填补DNA连接酶封口，完成错配修复。32. 以人为例，简述碱基切除修复机制 答：在人细胞核中已经发现八种DNA糖苷酶，他们参与碱基切除修复，具有损伤特异性，通常嘧啶的氧化损伤由hNTHI、hNEILI或hNEIL2移除，而嘌呤的氧化损伤由hOGGI移除。特异识别的异常碱基包括：胞嘧啶脱氨基产生的尿嘧啶、氧化的鸟嘌呤、脱氨基的腺嘌呤、开环碱基以及碳原子之间双键变成单键的碱基等。APE1蛋白酶的作用是修复AP位点，它

20、从AP位点的5端切开，再去除无碱基的残基，然后由DNA聚合酶及连接酶插入个新合成的碱基，完成修复过程。33. 简述Ecoli核苷酸切除修复机制。Ecoli的核苷酸切除修复主要由四种蛋白组成：UvrA、UvrB、UvrC、UvrD。两个UvrA分子和一个UvrB分子组成复合物结合于DNA，并消耗ATP沿着DNA链移动，UvrA能够发现损伤造成的DNA双螺旋变形，由UvrB负责解链，在损伤部位形成单链区，并使之弯曲约130度，接着UvrB募集内切核酸酶UvrC，在损伤部位的两侧切断DNA链，其中一个切点位于损伤部位5侧八个核苷酸处，而另一个切点位于3侧四或五个核苷酸处。然后，DNA解旋酶UvrD去

21、除两切口之间的DNA片段，由DNA聚合酶和连接酶填补缺口。34. 简述人类核苷酸切除修复机制。人XPC蛋白负责发现DNA双螺旋中的变形，其功能相当于Ecoli中的UvrA；人XPB和XPD蛋白具有解旋酶活性，其功能相当于Ecoli中的UvrB；核酸酶ERCCl-XPF切割损伤部位5侧，XPG切割3侧，其功能相当于uvrC高等生物NER切割单链DNA片段程度为2432个核苷酸。这一片段被释放后，产生的缺口由DNA聚合酶和连接酶填补。NER不仅能够修复整个基因组的损伤，而且能够拯救因转录模板链损伤而暂停转录的RNA聚合酶，即转录偶联修复。在这一过程中，NER蛋白被募集于暂停的RNA聚合酶。35.

22、简述人全基因组与转录偶联核苷酸切除修复过程中的异同点。人全基因组与转录偶联核苷酸切除修复的基本过程相同，即都有发现错误，解链并募集内切核酸酶，切割损伤部位，解旋去除损伤位点，DNA聚合酶和连接酶填补缺口。转录偶联与全基因组核苷酸切除修复的不同点在于hER蛋白被募集于暂停的RNA聚合酶，并且转录偶联修复的核心TFH分别参与了两个独立过程：一是在核苷酸切除修复时起DNA解旋酶的作用；二是在转录过程中打开DNA模板。36. 简述大肠埃希菌重组修复机制。E-coli的rec基因编码的几种酶（recA、recB、reeC和recD）参与重组修复。recB、recC、recD酶复合物兼有解旋酶和核酸酶活性

23、，它利用ATP水解提供能量沿着DNA移动。其中，recB和recD是两种解旋酶，recB沿DNA链5端解旋，运动速度较慢；而recD沿DNA链3端解旋，运动速度较快，导致单链DNA环状结构逐渐累积。当recB、reeC、recD遇到chi序列。5-GCTGGTCC-3时，它就在附近将单链DNA切断，从而使DNA重组成为可能。Ecoli的recA蛋白在DNA重组中起关键作用。recA蛋白紧紧结合于单链DNA，每圈结合六个recA分子。DNA单链区产生于recB、recC、recD酶的作用或DNA缺口。recA蛋白结合DNA具有正协同效应。Ecoli的RuvA蛋白识别Holliday结构连接处，而

24、RuvB蛋白具有解旋酶和ATPase活性，能驱动分支移动。最后由内切核酸酶RuvC特异识别Holliday结构中的ATrG序列并切割DNA，使Holliday结构分离，从而完成DNA重组。37. 人DNA双链断裂后的修复机制。对于DNA双链断裂损伤，细胞必须利用双链断裂修复，即重缉修复，重组修复分为同源重组和非同源末端连接。DNA双链断裂后，细胞中存在姐妹染色体时，则通过同源重组的方式进行修复，如细胞中不存在姐妹染色体时，则通过非同源末端连接的方式进行修复。38. 简述SOS修复机制。在DNA受到严重损伤时，SOS应答能够诱导合成很多参与DNA损伤修复的酶和蛋白质。SOS应答十分迅速，在DNA

25、损伤发生后几分钟内就可出现。转录阻遏蛋白LexA抑制若干编码参与SOS应答蛋白质的基因表达，具有潜在的蛋白水解酶活性，E coli的DNA损伤产生的单链DNA诱导recA蛋白水平提高近50倍，而recA蛋白能激活LexA自我蛋白酶解，导致至少15个参与SOS应答的损伤修复蛋白基因解除阻遏状态而表达。recA激活的靶蛋白断裂位点是位于多肽链中央的二肽Ala-Gly。Ecoli的recA蛋白有双重功能，一是在DNA重组过程中具有DNA链交换活性；二是具有蛋白水解酶激活活性。当DNA两条链的损伤邻近时，损伤不能被切除或重组修复，这时在内切核酸酶、外切核酸酶的作用下造成损伤处的DNA链空缺，再由损伤诱

26、导产生的一整套特殊DNA聚合酶即SOS修复酶类，催化空缺部位DNA的合成，这时补上去的核替酸几乎是随机的，但仍然保持了DNA双链的完整性，使细胞得以生存。这种修复带给细胞很高的突变率。39. 简述Sanger DNA测序法的原理。Sanger DNA测序法是建立在两个基本原理之上：（1）核酸是依赖于模板在聚合酶的作用下由5端向3端聚合；（2）可延伸的引物必须能提供游离的3羟基末端，双脱氧核苷酸由于缺少游离的3羟基末端，因此会终止聚合反应的进行a如果分别用4种双脱氧核苷酸终止反应，则会获得4组长度不同的DNA片段。通过比较所有DNA片段的长度可以得知核苷酸的序列。40. 何谓PCR?试述PCR技

27、术的基本原理和影响茵素。PCR是一种体外酶促扩增特异DNA片段的技术，其原理类似DNA的体内扩增a它包括：PCR包括三个基本过程：变性，即在较高温度（9398）使双链模板DNA变性解链成单链DNA，以提供复制的模板；退火，即在较低温度（3765）使加入的引物与待扩增DNA区域特异性地结合，以提供DNA复制起始的3-OH；延伸，即在适当的温度（70qC75）下，DNA聚合酶从特异性结合到DNA模板上的引物3一OH端开始，根据碱基互补配对原则，按照待扩增区域的核苷酸序列， 进行DNA链的延伸，即合成新的DNA分子。这三个过程组成一个循环周期；每个周期合成的产物又可作为下个周期的模板，如此循环往复，

28、经过11轮循环后，靶DNA的拷贝数理论n2=上呈2增长。影响PCR反应的因素主要有：引物、Taq DNA聚合酶、dNTP、模板和Mg离子，此外，pH、温度、循环次数也会影响PCR反应。41. PCR的基本原理是什么?用PCR扩增某一基因，必须预先得到什么样的信息?PCR是根据DNA半保留复制的原理，在体外进行DNA的变性、复性和引物延伸。用PCR扩增某一基因至少要预先知道足够合成一对引物的靶DNA序列。42. 切口平移（nick translation）标记探针的主要步骤有哪些?（1）DNase I造成切口；（2）DNA聚合酶的5-3外切核酸酶进行切割；（3）DNA聚合酶的5-3合成酶进行修补

29、；（4）在修补过程中，随着切口（nick）的移动，将放射性的底物掺人到双链DNA中。43. 什么是Western免疫印迹?它与Southern印迹有什么不同?Western免疫印迹是将蛋白质经电泳分离后从凝胶中转移到固相支持物上，然后用特异性的抗体进行检测。它Southern的不同在于探针的性质不同，在Western免疫印迹中使用的探针是抗体（蛋白质）。44. 什么是随机引物（random primer）?如何标记DNA?随机引物是人工合成的长度为6个核苷酸的寡聚核苷酸片段群体，含有各种可能的排列顺序（46=4096）；或是用DNase处理、牛胸腺DNA后获得的6-12个碱基的片段。将待标记的

30、DNA片段同随机引物一起进行杂交，并以杂交体上的寡聚核苷酸为引物，在ICdenow酶的作用下合成互补DNA链，当反应底物中有放射性的dNTP时，新合成的DNA就带上了标记。45. 什么是印迹（blotting）杂交?通过一定的物理学方法将DNA、RNA或蛋白质从凝胶上转移到固体支持物，然后同液体中的探针（抗体）进行杂交，以检测特异DNA、RNA或蛋白质的一种方法。因为DNA、RNA或蛋白质从凝胶向滤膜转移的过程称为印迹，故此将这种杂交称为印迹杂交。46. 什么是原位菌落杂交（colony，hybridization）?原位菌落杂交是根据微孔滤膜杂交和原位杂交的原理而改良的一种筛选重组体的一种核酸杂交方法。它是将生长在或影印在微孔滤膜上的菌落（或噬菌斑）原位溶菌，原位进行DNA变性并原位固定在滤膜上，然后用放射性标记的探针同固定了的DNA进行杂交经放射自显影后，确定哪一个菌落含有重组的DNA分子，再从参比平板上选取重组体。47. 简述Southem印迹杂交的原理和方法。Southern印迹杂交是1975年Southern建立起来的一种杂交方法，属固相一液相杂交。该法的主要特点是利用毛细现象将DNA转移到固体支持物上，称为Southern转移或Southern印迹（Southern blot）