分子2.docx

1、分子21请解释下列术语或概念：（1）前导链和滞后链；（2）因子与全酶。答案：（1）前导链是指随着亲本双螺旋的解开而按照5 3方向连续合成的DNA子链，以35方向的亲本链为模板。滞后链是指以53方向的亲本链为模板，不连续合成一系列5 3方向冈崎片断，然后连接成一条完整的子链DNA。滞后链的合成需要若干次引发事件的发生。（2）因子是RNA聚合酶全酶的一个组成成分，RNA聚合酶全酶是由核心酶和因子组成。因子负责对启动子的识别，并起始转录。RNA核心酶负责RNA的合成。是一种特异性因子，能够指导核心酶转录特异的基因。2端粒酶在向染色体末端添加寡聚重复单元时，以什么为模板？答案：端粒酶以自身携带的RNA

2、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。3在利用飞船进行科学实验过程中，当飞船着陆后，你的任务是确定某一细菌样品DNA复制的方式。你首先使细菌在没有标记的培养基上生长几代，然后转到15N标记的培养基中准确地繁殖一代。你提取细菌样品的DNA并进行CsCl梯度离心，你获得了如下结果： 根据这一结果，你认为DNA是以半保留方式进行复制，但你的观点是不正确的，为什么？请你设计另一个实验方案（用同样的样品和相同的技术手段即CsCl梯度离心）能够有效地将半保留复制和弥散复制这两种复制方式区分开来。答案： CsCl梯度离心的结果虽然排除了全保留复制的可能性，但不

3、能根据这一结果就可证明DNA的复制是半保留复制，因为弥散复制也会出现同样的结果。用同样的样品和相同的技术手段即CsCl梯度离心将半保留复制和弥散复制区分开来的方法是将DNA样品变性，然后利用碱性CsCl梯度离心技术对单链DNA进行离心，半保留复制会出现两条带，而若是弥散复制则出现一条带，如下图所示：4科恩伯格从大肠杆菌中分离出了DNA聚合酶，在DNA复制过程中具有一个基本的功能，DNA聚合酶在DNA复制过程中具有什么功能？答案：. DNA聚合酶具有切除在起始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聚合酶在遇到RNA引物时，就会从DNA链上脱离

4、下来，DNA聚合酶利用自身具有的5，3核酸外切酶的功能切除RNA引物，然后按53方向合成DNA。5. 请描述DNA连接酶的分子作用机制。请你推测一下，如果DNA连接酶基因发生温度敏感型突变，则大肠杆菌突变株会产生怎样的表型效应？答案：DNA连接酶可以催化单链DNA两端的3-OH 和5-单磷酸基团之间形成磷酸二酯键 ,封闭缺口。 温度敏感性连接酶突变体在极端温度条件下可能能封闭缺口，使后随链片段化，最终导致细胞死亡。如果以这种突变体为研究对象进行生化实验，DNA复制过程中，细菌细胞被转移至高温条件下，这样在细菌细胞中会有大量的冈崎片段的积累，这将为DNA一条链采取不连续复制提供额外的证据。6.

5、什么是DNA聚合酶的进行性？如何测定一种DNA聚合酶的进行性？答案：DNA聚合酶的进行性是指某一种DNA聚合酶在催化聚合反应中，从酶与模板结合到与解离的这段时间内，催化了多少脱氧核苷酸的掺入。测定某一DNA聚合酶的进行性，可先让酶与模板结合并进行聚合反应，然后迅速加入大量的非特异性DNA，当DNA聚合酶从模板上解离下来后，由于大量的非特异性DNA稀释了原来的DNA模板，使得DNA聚合酶很难再与原来的模版结合，这样就得到了新合成的DNA片段，通过凝胶电泳可大概知道片段的长度。7尽管DNA聚合酶催化聚合反应既需要模板，又需要引物。但下面的单链DNA却可以直接作为DNA聚合酶的有效的底物。试解释其中

6、的原因，并写出由DNA聚合酶催化而形成的终产物的结构。3- OH-TGGCTCATAGCCGGAGCCCTAACCGTAGACCACGAATAGCATTAGGp -5答案：由于此链DNA特殊的碱基组成，使得该DNA能够形成如图所示的茎环结构：DNA聚合酶能以该结构的3-OH为引物，以5-端的序列为模板催化聚合反应的进行，但对于DNA聚合酶来讲，在催化聚合反应之前，会通过其35的外切酶活性将末端错配的T水解掉而引入正确的G，然后再进行延伸反应，最终得到的产物是：8简述维持DNA复制的高度忠实性的机制。答案：维持DNA复制的高度忠实性的机制主要包括：DNA聚合酶的高度选择性；DNA聚合酶所具有的3

7、5外切酶活性能够进行自我校正，以切除复制过程中错误掺入的核苷酸；错配修复机制；使用RNA引物也能提高DNA复制的忠实性，因为当DNA在刚开始复制的时候，由于缺乏协同性，所以错误的机会很大，但因为RNA引物最终要被被切除，所以降低了在开始阶段所发生的错误。9在冈崎提出DNA复制的不连续性观点以后，对于DNA复制过程中两条链都是不连续复制，还是仅仅是后随链才是不连续复制，存在着很大争议。显然前导链的合成不需要不连续复制，但是许多研究者发现经脉冲标记的冈崎片段可以和亲代DNA的两条链杂交，这似乎意味着亲代DNA的两条链都可以作为冈崎片段的模板。试提出一种机制解释前导链的复制也可能产生冈崎片段，并设计

8、一个实验证明你提出的机制。答案：前导链似乎也形成小的片断，是因为在一个细胞中，含有微量的dUTP，它在DNA复制过程中有可能代替dTTP掺入到新合成的子链中，由于脱氧尿苷酸不是DNA分子中的正常核苷酸，所以体内修复系统会将它除去。去除的机制是先在尿嘧啶糖苷酶的作用下切除DNA链上的尿嘧啶，然后AP核酸内切酶在AP位点将DNA链切开，然后核酸外切酶将包括AP位点在内的一段DNA链切除，再由DNA聚合酶和连接酶完成修复。AP核酸内切酶的作用必然导致前导链形成小的DNA片断。筛选AP核酸内切酶缺失的大肠杆菌突变株，观察上述现象是否发生。10端粒是一类特殊的重复序列。端粒序列存在于DNA链的什么部位？

9、具有怎样的功能？答案：端粒是真核生物线性染色体末端的特有的异染色质序列。对大多数有机体而言，端粒是染色体末端简单的高度重复序列，具有种的特异性。这一序列由端粒酶合成，靠近染色体末端而不是最末端序列是端粒相关序列。在不同有机体中，端粒的组成很不相同。在果蝇中，端粒由转座因子LINE家族序列组成。端粒在DNA复制和维持染色体稳定性方面起重要作用。11 端粒解决了线性染色体末端DNA复制的问题。请简要描述这一机制。答案：端粒是短串联重复序列，几乎不编码基因。端粒的复制由端粒酶催化，DNA聚合酶不参与，所以没有复制末端问题。端粒通过与DNA复制完全不同的机制进行复制和维持端粒的长度。12请描述端粒酶的

10、结构与功能，包括端粒酶的每一个分子成分。答案：端粒为核糖核蛋白体。由蛋白和RNA成分组成。蛋白部分用于催化T,G 富集的端粒DNA的合成；RNA组分作为C,A富集的模板。 端粒酶是逆转录酶，作为反应模板的RNA是酶的一部分。1 在大肠杆菌的一种突变株中，编码tRNA的一个基因发生突变，使tRNA的反密码子由原来的5-GUA-3变为5-UUA-3，这种突变将会产生怎样的效应？请加以解释。答案：正常tRNA识别密码子5-UAC-3，装载酪氨酸。发生突变后，tRNA识别终止密码子5-UAA-3，这会导致mRNA 链上处在核糖体A的无义密码子UAA发生通读（在终止释放因子还没有结合到终止密码子上时），

11、这样，在蛋白质的C末端就会增添多余的氨基酸，mRNAs链上的终止密码子UAG和UGA 不受影响。2.由诱变剂引起的DNA损伤会在DNA复制时带来严重的后果。失去特定的碱基互补配对，复制酶系就不能合成模板链的互补链，而是在经过复制叉后留下一个裂口。（1）大肠杆菌进化形成了怎样的反应来应对因诱变剂而引起的大量DNA损伤？这种反应是如何协同调控的？（2）为什么说这一反应自身是一个错误潜伏的系统，易导致DNA的突变？（3）在recA或 lexA功能丧失的突变体中将会对这个反应体系产生怎样的影响？答案：（1） 为了应对大量DAN的损伤，大肠杆菌进化形成了一种应急反应即SOS修复系统。当损伤发生时，Rec

12、A蛋白被激活而具有蛋白酶活性，引起LexA蛋白的降解。LexA蛋白作为一种阻遏蛋白能够抑制uvrA、uvrB、uvrC等大约十七个基因的表达，这些基因的产物都是DNA损伤修复过程中所必须的。这些基因是协同被转录的。当这些蛋白因子将损伤的DNA修复后，DNA合成转入正常，RecA蛋白又失去蛋白酶活性，LexA蛋白又得以控制SOS系统的基因表达，从而使SOS系统处于关闭状态。（2）SOS修复系统是一个错误潜伏的系统，在某些情况下会引起DNA的突变，例如，SOS修复系统在修复由紫外线引起的胞嘧啶二聚体时，由于错配，修复系统的酶系在二聚体位点发生延宕，致使形成二聚体的胞嘧啶有足够的时间发生脱氨反应而形

13、成尿嘧啶，从而发生转换突变，由CG变为TA。（3）recA和 lexA基因的产物阻遏参与SOS反应的基因的转录。如果recA和 lexA功能丧失或仅lexA功能丧失，则这些突变体就不能产生有功能的LexA蛋白， SOS反应就处于一种组成型激活状态。如果只是recA失活，那么，即使DNA损伤较为严重也不能激活RecA蛋白，因而LexA蛋白不能被水解，作为阻遏蛋白继续阻遏参与SOS反应的基因的表达。所以recA功能丧失而lexA正常的大肠杆菌突变株缺失SOS修复系统，对紫外线敏感。3在进行琼脂糖凝胶电泳时，随着溴化乙锭量的增加，质粒DNA的迁移速率会发生怎样的变化？请简要说明。答案：因为 EtBr

14、局部使DNA的缠绕数下降，获得正超螺旋。起初会使负超螺旋降低，质粒迁移会减慢。如果添加足够的EtBr, 质粒会正超螺旋化并迁移到超螺旋DNA的位置。4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？答案：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。5. 在DNA中的尿嘧啶是通过那种主要途径形成的，这种改变会产生怎样的有害结果？答案：

15、对胞嘧啶的氧化脱氨基作用使 CU，这样转换突变会发生，因为U和A配对，但C和G配对。1 . 阐述尿嘧啶修复系统修复的主要步骤，并列出这一修复系统所需要的酶。答案：（1）尿嘧啶糖基化酶去除尿嘧啶，留下完整的糖-P-DNA骨架（2）AP核酸内切酶识别AP（无嘧啶碱基）位点， 并在AP位点两侧切割DNA。 核苷酸切除修复完成修复，即解螺旋酶去除一小段APDNA,DNA聚合酶催化合成新链，连接酶连接缺口。2 由紫外线造成的嘧啶二聚体有多少种修复机制？答案：核苷酸切除修复，碱基切除修复，重组修复或者DNA损伤跨越修复等3请描述下面生化过程重要分子事件（1）请描述DNA复制涉及的酶类及主要步骤。（2）转录

16、与修复的偶联（3）核苷酸切除修复涉及的酶类及主要步骤。（4）真核生物RNA聚合酶转录RNA的主要步骤及其酶类答案：（1）尽管原核和真核的DNA复制稍有不同，但下面这些步骤是相同的步骤1：DNA解旋酶催化DNA的解旋；步骤2：单链结合蛋白SSB或RAP结合到单链上；步骤3：与引发酶合成的RNA因物退火；步骤4：DNA聚合酶延伸RNA引物；步骤5：切除RNA引物；步骤6：DNA聚合酶填平间隙；步骤7：DNA连接酶将片断连接起来。(2) DNA修复的效率要取决于DNA的损伤是发生在有转录活性还是无转录活性的基因内。由于修复与转录的偶联而使修复的效率提高。这一机制的原因在于通用转录因子TFH也是一个修

17、复因子。 (3) 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。（4）真核生物RNA聚合酶转录RNA的主要步骤及其酶类答案：真核生物RNA聚合酶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

18、白质：通用转录因子TF II D的TBP组分识别启动子并结合；TF II A 和 TF II B与DNA结合，增强 TF D 与 TATA box结合的能力；TF II F 和 RNAP II 结合上来，形成前起始复合体；TF II E 和TF II H结合上来，形成转录起始复合体；RNAP II利用游离的NTPs 起始转录；大约合成10 nts 的RNA片断后，通用转录因子释放，RNAP II进入转录延伸状态。4.组蛋白尾部的修饰在转录调控中具有重要作用：（1）请举出我们在课程学习过程中所学习到的两种修饰。（2）指出下列组蛋白尾部修饰与转录活性之间的关系。ModificationsActiv

19、ationRepressionAcetylationDeacetylationH3-K9 methylationH3-K4 methylationH4-R3 methylation答案：）组蛋白的乙酰化、甲基化和磷酸化。ModificationsActivationRepressionAcetylationDeacetylationH3-K9 methylationH3-K4 methylationH4-R3 methylation5（poly（A）结合蛋白PABI在真核生物蛋白质翻译起始阶段的作用是什么？答案： Poly（A）结合蛋白PABI可以与结合在mRNA 5末端的起始因子相互作用，使

20、mRNA环化而提高翻译效率。6 对于每一种RNA聚合酶起始转录时，都有包含TAF（TBP associate factor TBP相关因子）的复合体结合在转录起始位点的上游。请写出这些复合体的名称。答案：Pol SL1；Pol TFD；Pol TFB7.在细胞周期的DNA合成期，基因组中所有的碱基对都被复制，但只有部分能够被转录为mRNA，如何确定基因组中哪些碱基对能够被转录为mRNA。答案： 可以利用两个一般性原理来确定DNA序列中能够转录成mRNA的区域。首先，存在于DNA碱基序列中的信号确定被转录的特定区域，只有处于转录起始信号和转录终止信号之间的序列才能够被转录。被这些信号所界定的区域

21、，只有一条链能够被转录，即以DNA分子中的一条链为模板按53 方向合成mRNA。在特定区域发生的转录只有在其他转录相关因子存在的条件下才可以转录。这些因子可以识别区域相关信号以及确定转录单元。3 在所有真核细胞中均发现了三种RNA聚合酶，它们在细胞中的定位不同，并负责合成不同种类的RNA。真核生物的三种RNA聚合酶在细胞中的定位、合成的产物各具有怎样的特征？答案：rna Polymerase细胞定位产物及其特征Nucleolus 核仁RNA聚合酶催化合成 rRNA（5.8S、18S和 28S rRNA）的前体，5.8S、18S和 28S rRNA 是具有翻译功能的核糖体的结构和功能成分。RNA

22、聚合酶对-鹅膏蕈碱不敏感。核质RNA聚合酶 催化合成 mRNA的前体核内不均一RNA以及核内小分子RNA。mRNAs是核糖体翻译蛋白质的模板；核内小分子RNA参与了核内的多种加工过程，包括RNA的剪切加工。RNA聚合酶对-鹅膏蕈碱高度敏感。核质RNA聚合酶 催化合成5S rRNA、tRNA的前体，以及核内小分子RNA和病毒RNA。tRNA在翻译过程中能够荷载氨基酸；核内小分子RNA参与了核内的多种加工过程；5S rRNA是60S大亚基的结构和功能成分。RNA聚合酶对-鹅膏蕈碱中度度敏感，因生物的种类不同，敏感性不同。4 大肠杆菌的RNA聚合酶能够转录所有的基因，但真核生物的三种RNA聚合酶各自

23、只能转录特定的、不相重叠的一组基因。有怎样的机制能够限定真核生物的每种RNA聚合酶只能转录特定的基因？答案：每种RNA聚合酶所用的转录因子不同，转录因子识别不同的转录控制区。对于每一类基因，转录调控区都是特异的且只被特定的转录因子识别并结合，这些转录因子和不同RNA聚合酶之间的识别与结合也是特异的，所以真核生物的每种RNA聚合酶只能转录特定的基因。5 除了启动子区域外，大多数真核基因的转录还受到另一段被称为增强子的DNA序列的调控。如何将增强子序列与启动子序列区分开来？答案：增强子是一类能够增强与其相近的基因的转录效率的一类DNA元件。增强子与所控制基因的相对位置及结合到增强子上的蛋白这两个方

24、面均与启动子不同。如果启动子被前起始复合物所识别，只能启动非常低水平的基因转录。要大量转录，需激活蛋白结合增强子，并通过其他蛋白和前起始复合物相互作用，以促进转录。特异的增强子元件有特异序列可以和具细胞和组织特异性的激活蛋白结合，以达到基因的组织特异性表达。 增强子元件可以是单拷贝，也可以是多拷贝存在，相对于转录起始点没有固定的位置和方向。可以在距起始点几千bp的位置发挥作用，可以在转录起始点的上游，也可以在下游起作用。可以和被调控基因方向一致，也可以方向相反11下面示意图显示了一个典型真核生物可编码蛋白质基因的转录区域，pre-mRNA经过完整的剪接过程后，形成的成熟mRNA具有多少碱基？假

25、设在你得出的结论中包含有200As的poly（A）。答案：1（5 m7G cap） + 100（exon 1）+ 50（exon 2）+ 25（exon 3）+ 200poly（A）tail = 376 bases12选择正确的答案：每小题可能有多个正确的答案，而且提供的选项可多次使用。（1）真核mRNAs；（2）原核mRNAs；（3）tRNAs；（4）rRNAsa. 3 具有三叶草型结构；b. 1234 是由RNA聚合酶合成；c. 3 具有反密码子；d. 12 在蛋白质合成过程作为模板；e. 1 含有外显子和内含子；f. 4 在真核生物中有四种，而在大肠杆菌中只有三种；g. 1 在5 端具有

26、帽子结构，在3端具有poly（A）尾。13对原核生物100多个启动子的序列分析表明，这些启动子都有一个称为Pribnow box 的元件，这是以研究者Pribnow的名字进行命名的。Pribnow在比较了大肠杆菌及噬菌体的多个启动子后，发现了这一具有共同特征的区域。请讨论Pribnow box 的序列特征（说明其位置及其重要性）。与Pribnow box 相隔不远处另有一保守序列，请用示意图说明在一个典型的大肠杆菌启动子中这两个保守区域的位置及其与转录起始的关系。答案：Pribnow box是原核启动子的-10序列，位于相对于转录起点的10 位置，其保守序列为5-TATAAT-3（编码链），是

27、RNA聚合酶的牢固结合位点。位于转录起点上游35 bp处为另一保守序列，称为-35区，是RNA聚合酶的初始结合位点。这两段保守序列对于RNA聚合酶与模板的结合以及转录的起始都是至关重要的。在转录起始时，全酶松散地结合在-35区，然后发生变构，并与-10序列紧密结合，促使Pribnow框内的DNA双螺旋首先溶解并扩大到17个核苷酸左右，与RNA聚合酶形成开放的启动子复合物，按53起始转录。如下图所示：14解释什么是“套索结构”，在内含子套索中的磷酸二酯键有什么特别之处？答案：在RNA的剪接加工过程中，RNA分子通过自身回折并与自身核苷酸共价结合，从而形成一个套索结构。这个套索结构是由2,5磷酸二

28、酯键连接成环的。15简要描述真核生物的加帽反应。答案：GTP 以5- 5 三磷酸连接到 5 核苷酸上, 从GTP释放一个焦磷酸并从mRNA释放一磷酸和Cap 0: 一个甲基添加到G-7位置Cap 1: mRNA第一个核苷酸核糖上的2-OH 有85%的几率被甲基化Cap 2: mRNA第二个核苷酸核糖上的2-OH 有85%的几率被甲基化其他一些甲基化反应也会发生16 区分启动子与增强子在转录调节中的作用。答案：启动子和增强子结合不同的特异调控蛋白。结合到启动子上的蛋白决定转录是否进行，结合到增强子上的蛋白决定转录的水平高低。1 请简要描述poly（A）结合蛋白PABI能够促进翻译起始的效率或在其

29、他方面具有作用的两个原因或机制。答案：环化可能会引起某些翻译因子的变化，增强它们起始翻译的能力。同样，5端与3端相互作用有助于40S亚基的结合。环化可能有利于翻译因子和/或核糖体的循环利用，当核糖体从3端离开后就处于5端附近。环化具有质控机制，确保完整且被正确加工的mRNA才能作为蛋白质翻译的模板。环化为调控蛋白质翻译提供了一种手段，调节蛋白结合在5端与3端的非翻译区，促进或破坏环化。环化可以增加mRNA的稳定性，阻止或延缓mRNA的降解。2 研究者利用传统的分离重组的生物化学技术手段，了解了核糖体的结构和基本组成。试比较真核生物与原核生物核糖体的结构特点，并具体说明核糖体的功能以及是如何执行

30、这些功能的？答案： 真核生物与原核生物的核糖体都是由大小两个亚基构成，其功能具有一定的相似性，但在组成细节上有一定的差异。原核生物的70S核糖体是由30S小亚基和50S大亚基组成，30S小亚基由16S rRNA 和21种核糖体蛋白组成；50S大亚基5S rRNA和 23S rRNA 及34种核糖体蛋白组成。真核生物的80S核糖体是由40S小亚基和60S大亚基组成，40S小亚基包含18S rRNA 和30 种核糖体蛋白；60S大亚基由5S rRNA、5.8S rRNA、28S rRNA及40种核糖体蛋白组成。在真核生物与原核生物核糖体中的蛋白质作为结构单元协助rRNA组装为关键的核酶成分。作为蛋

31、白质的加工工厂，核糖体执行蛋白质翻译的起始、延伸和终止的功能。在翻译的起始阶段，携带有起始因子的小亚基与mRNA及起始氨酰转运RNA（原核生物为f Met-tRNAf met ，真核生物为Met-tRNAi met）结合；然后大亚基结合上来，起始氨酰转运RNA处于核糖体的P位，形成起始复合体。在翻译的延伸阶段，第二个氨酰转运RNA进入核糖体的A位，在核糖体的肽基转移酶活性的催化下形成肽键，核糖体向 mRNA3 端方向移动一个密码子，此时与第二个密码子结合的二肽基tRNA从A位进入P位，卸载了氨基酸的起始转运RNA从P位进入E位，并释放出去。肽链不断延伸，直至终止密码子。在翻译的终止阶段，释放因子识别终止密码子，处于P位的tRNA释放出多肽链，然后tRNA从核糖体上释放出来，核糖体的大小亚基分离，释放出mRNA。3 遗传密码是指mRNA分子上的一组由三个碱基组成的密码单词（密码子），代表了蛋白质中的20种氨基酸。三联体的遗传密码具有哪些特征？答案： 遗传密码是三联体密码：在mRNA 分子上每三个核