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1、分子生物学习题及答案345章第3章一名词解释（考试时，名词解释为英文，要写出中文并解释）1、复制(replication): 亲代双链DNA分子在DNA聚合酶的作用下，分别以每单链 DNA分子为模板，聚合与自身碱基可以互补配对的游离的dNTP,合成出两条与亲代DNA分子完全相同的子代DNA分子的过程。2、复制子(replicon)：也称复制单元，是基因组中具有一个复制起点（origin，ori）和一个复制终点（terminus，ter）并能在细胞中自主复制的基本单位。3、半保留复制（Semi-Conservation Replication）：DNA复制过程中亲代DNA的双链分子彼此分离，作为

2、模板，按碱基互补配对原则，合成两条新生子链，这种方式称为半保留复制。4、冈崎片段（Okazaki fragment） 冈崎片段是相对比较短的DNA链（大约1000核苷酸残基），是在DNA的后随链的不连续合成期间生成的片段，这是Reiji Okazaki在DNA合成实验中添加放射性的脱氧核苷酸前体观察到的，因此DNA的复制是半不连续复制。5、DNA复制的转录激活(transcriptional activation）：RNA聚合酶使双链DNA分子局部开链，在合成1012个核苷酸的RNA片段之后，再由DNA聚合酶完成前导链DNA的合成，在完成近10002000个核苷酸的DNA合成后，后随链才在引发

3、酶的作用下开始启动冈崎片段的引物RNA的合成，将这一过程称为DNA复制的转录激活。6、 单链DNA结合蛋白(single strand DNA binding protein，SSB):在复制中维持模板处于单链状态并保护单链的完整性。7、复制体(replisome)：DNA复制过程中的多酶复合体。8、端粒（Telomere）：是真核生物染色体末端的一种特殊结构，是为了保证染色体稳定的一段高度重复序列，呈现四股螺旋。9、复制叉(replication fork): 复制开始，在复制起点形成的一个特殊的叉形结构，是复制有关的酶和蛋白质组装成复合物和新链合成的部位，这个部位称为复制叉。10、半不连续

4、复制(semi-discontinuous replication): DNA双链复制时，一条链是连续合成的, 另一条链是不连续合成的, 这种前导链的连续复制和后随链的不连续复制方式称DNA的半不连续复制。11、先导链(leading strand): 又称前导链，是在复制叉处从53进行连续合成的一条子链。12、后随链(lagging strand): 又称滞后链，复制方向与复制叉的方向相反,后随链的合成要等前导开始合成从而将其模板链暴露出来后,才得以进行。后随链上先合成了不连续的冈崎片段,然后在DNA聚合酶I的催化下切除RNA引物,同时填补切除RNA后的空隙,再在DNA连接酶的作用下,将冈崎

5、片段连接成一条连续的DNA单链。13、DNA连接酶: 是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来的酶。若双链DNA中一条链有切口, 一端是3-OH, 另一端是5-磷酸基,连接酶可催化这两端形成磷酸二酯键，而使切口连接的酶。14、回环模型: 滞后链绕酶一圈形成的环形，使得滞后链和前导链朝着同一方向沿复制叉进行。二、问答题1大肠杆菌被T2噬菌体感染，当它的DNA复制开始后提取噬菌体的DNA，发现一些RNA与DNA紧紧结合在一起，为什么？答：该DNA为双链并且正在进行复制。RNA片段是后随链复制的短的RNA引物。2描述滚环复制过程及其特征。答：仅是特定环状DNA分子的复制方式。（1）复制过程：1）环状双

6、链DNA的+链被内切酶切开；2）以-链为模板，DNA聚合酶以+链的3端作为引物合成新的+链，原来的+链DNA分子的5端与-链分离；3）+链的3端继续延长；4）引发酶以离开的+链为模板合成RNA引物，DNA聚合酶以+链为模板合成新的-链；5）通常滚环复制的产物是一多聚物，其中大量单位基因组头尾相连。（2）复制过程的特征：1）复制是单方向不对称的；2）产物是单链DNA，但可通过互补链的合成转变为双链；3）子代DNA分子可能是共价连接的连环分子；4）连环分子随后被切成与单个基因组相对应的片段。3简述E.Coli DNA复制起始的主要步骤。DNA合成在复制起点(oriC)的起始，Primase(引物酶

7、)合成RNA引物。DNA helicase (DNA 解旋酶)打开DNA双链，SSB结合单链DNA, DNA Gyrase(DNA促旋酶)引入负螺旋，减少正螺旋。在DNA聚合酶III作用下,5-3合成前导链和后随链前体片段(冈崎片段）。在DNA聚合酶I作用下，去除后随链前体片段5端RNA引物，后随链前体片段间的缺口由DNA ligase连接，形成完整的后随链。4比较原核生物和真核生物DNA复制的不同点。共同点:(1)DNA的半保留复制 即在DNA复制过程中.碱基间氢键首先断裂.双螺旋解旋和分开.每条链分别作为模板.按碱基配对原则合成其互补链.从而形成两个新的双链分子.因新形成的DNA分子中.各

8、保留一条亲代的DNA单链.故名半保留复制.也因此保证了遗传信息的稳定性.(2)DNA的半不连续复制 在DNA复制过程中一股模板上DNA的合成是连续的,另一模板上DNA链的合成是不连续的.是首先合成较短的DNA片段(即冈崎片段).然后再由连接酶连成大片段.同时.不连续合成的这条链总是落后于连续合成的那条链.称为滞后链,连续合成的链称为前导链.前导链前进的方向与复制叉前进方向相同,滞后链合成方向与复制叉前进方向相反.因此.DNA聚合酶的反应方向始终保持5-3.(3)DNA复制的起始.延伸和终止 许多实验表明.DNA的半保留复制是从DNA分子的特定位点开始的.即复制原点(用ori或o表示).现已证明

9、.除fd组噬菌体外.许多生物的复制原点都是富含A-T的区段.由于此区段的键能较低.易于形成瞬时单链.便于单链结合蛋白与之结合.不同点:1) 原核生物基因组DNA有1个复制子.真核生物有多个复制子2) 原核生物比真核生物DNA复制速度快3) 原核生物引物由引物酶催化合成的.真核生物引物由RNA聚合酶催化合成的4) 原核生物与真核生物DNA聚合酶不同5) 真核生物端粒DNA的合成由端粒酶催化合成的.原核生物不存在这种情况.第4章1、DNA转录区别于DNA复制的重要特点是什么？不对称转录(asymmetric transcription) 2、转录单位 （transcriptional unit）：

10、从启动子（promoter）到终止子（terminator）的一段序列。 终止子（terminator）：是给予RNA聚合酶转录终止信号的特定DNA序列。 启动子（promoter）：是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列。 3、原核和真核生物转录单位的区别？ 原核生物中的转录单位中包含多个基因，polycistron（多顺反子） 真核生物中的转录单位中仅含有一个基因，monocistron（单顺反子）4、原核生物启动子的结构？ promoter 的组成：-70 -40 （up element）含有CAPcAMP binding site 基因表达调控的正控制位点 -35 -10 core

11、 promoter RNApol. binding site Core promoter region including： Sextama Box：-35 site RNA pol. loosely binding site ，RNA pol. recognition site (R site) TTGAC (conserved)控制转录效率（表达量的高低） Pribnow Box：-10 site RNA pol. firmly binding site (B site) TATAAT (conserved) 直接决定了转录强度和起始位点 Initiation site：+1 site R

12、NA transcriptional startpoint (I site) A/G5、Nus A 蛋白、终止Rho蛋白、抗终止N蛋白的作用？ 在亚基离开全酶分子后，一种酸性蛋白Nus A替代亚基，与核心酶结合，能促使RNA聚合酶在转录终止子处暂停，以等待终止Rho蛋白的到来，完成转录过程的终止。或与抗终止N蛋白结合使RNA聚合酶迅速通过终止子，达到抗终止，转录通读的目的（形成发夹结构而通过终止子）6、增强子的结构，作用特点和作用方式？Enhancer（增强子）：是真核生物中远距离的转录正调控位点。 Enhancer的结构：（见书143）-Enhancer 由两个以上的增强子成分(Enhanc

13、er Element)组成；-Enhancer Element 必需由两个紧密相连，具有间距效应的增强子元 (Enhanson）组成；-各个Enhanson(cis-factor)与激活蛋白(trans-factor)结合，构成有活性的Enhancer，构成促进转录的复合体（然后 + 基本转录复合体（UPE + core promoter）来增强特异性转录。）Enhancer的功能：增强特异性转录。 Enhancer 的作用特点：-Enhancer complex与近启动子的general transcriptional complex（基本转录复合体）构型契合，而不与RNA polymera

14、se直接结合；- 特化细胞内，具全部特异的激活蛋白（trans-factor）才能表现出增强效应，即增强子的组织特异性；- 远距离控制，无方向性；- 增强子的复合体，以正控制方式调节基因的表达。 Enhancer的作用方式：不直接与RNA聚合酶发生相互作用，它们通过与基本转录复合体结合后，增强RNA聚合酶对结构基因的启动。7、什么是沉默子，沉默子的作用方式？沉默子（Silencer）：位于结构基因附近，能抑制该基因转录表达的DNA序列称为Silencer，它是一种复性调控元件，其作用特征与enhancer类似 作用方式： （1）介导染色质状态的变化，产生类似于异染色质的结构，阻止RNA pol

15、.与DNA相结合，抑制转录； （2）与阻遏蛋白结合，阻遏转录：直接阻遏，沉默子结合蛋白后，与基本转录复合体中的成员结合，将其固定，使基本转录复合体无法形成而无法转录；竞争阻遏，沉默子与增强子相邻或重叠，沉默子与阻遏蛋白结合后，使得邻近的增强子无法与激活蛋白结合，从而阻遏增强转录。8、 Insulator 绝缘子：属于一种基因边界元件，它可以阻止临近的调控元件，对它所调控的基因起到增强或者阻遏的作用。 9、转录因子(Transcription factor, TF)：是起正调控作用的反式作用因子。10、什么是顺式元件和反式因子，他们之间靠哪些作用力结合？反式作用因子（Trans-factor）：

16、是调控基因的产物（Pro或RNA），它可以在细胞内扩散，因此可以作用于任何合适的靶基因（具有细胞特异性） 顺式作用位点（Cis-element）：通过反式作用因子识别并在原位发挥作用的序列，没有编码功能，并只能对空间上紧密相连的序列起调节作用。 Trans-factor 与Cis-element 结合的作用力： 特异性结合力：位点专一性识别，并具特异位点的氢键结合力（Trans因子与Cis元件之间的识别与结合多发生在具有足够信息的DNA的大沟内，蛋白质氨基酸与DNA碱基结合的界面形成大量的氢键连接） 非特异性结合力：蛋白质静电DNA磷酸骨架； 疏水作用力的挤压11、原核生物的终止子（termi

17、nator）：是给予RNA聚合酶转录终止信号的特定DNA序列。 种类：Rho-independent terminator （不依赖Rho的终止子） Rho-dependent terminator （依赖Rho的终止子） (此情况较少)12、为何Rho-independent terminator 不需要Rho的作用：（1）转录终止上游富含GC，使转录速度减慢；（2）富含GC序列形成发夹结构，使RNA聚合酶停止作用；（3）富含GC序列后紧随AT重复序列，其碱基结合力较弱，使RNA聚合酶容易从模板链上解离，DNA/RNA异源双链也容易解离，从而致使转录终止。13、什么是junction seq

18、uence？内含子有哪些类型？RNA剪接的共性规律是什么？junction sequence（拼接序列）：是内含子与外显子连接的地方，高度保守，成为剪接过程重要的识别序列。根据junction sequence将内含子分为三类：、型intronGroup I and II intron 具有把自己从pre-mRNA中“自我剪接”出来的能力；Group III intron 需要依靠复杂的剪接复合体对其junction seq进行识别，从pre-mRNA中剪切出来。不同类型的RNA剪接的共性规律：（转酯反应，酯键由一个位置转移到另一位置）内含子合理有效的折叠，拉近外显子，激活剪接酶活性，完成磷酸

19、二酯键的转移。14、核酶的定义和生物学意义？核酶(Ribozyme)：泛指具有催化活性的RNA分子。 可分为剪接型核酶和剪切型核酶，催化机理催化转酯反应核酶的生物学意义：发展了具有催化功能的大分子种类，可以不是蛋白质；开启基因治疗的新途径 合成Ribozyme gene 转化 降解自身的有害基因的RNA 或者降解体外病毒的RNA，使其无法繁殖生长；分子进化理论的发展，进一步支撑了RNA可能是生命起源的理论。20、剪接体(spliceosome)：是4060S的核糖核蛋白复合物，由核内一种富含U的小分子RNA（UsnRNA）和若干剪接蛋白（splicing protein）组成15、RNA编辑及

20、生物学意义？RNA编辑：是指在RNA水平上改变遗传信息的加工。生物学意义： 形成/删除AUG, UAA, UAG, UGA 改变编码信息 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，使该基因的DNA序列仅是一串简略意义模糊的序列。16、 说明RNApol全酶各个亚基的主要功能。（1） 亚基：转录起始时与核心酶结合全酶。使全酶能识别启动子的Sextama Box(35区),并通过与模板链结合。不同的因子与核心酶结合，可识别不同的启动子。（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D

21、NA重新聚合为双链（3） 亚基：DNA/RNA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： I site（initiation site. Rifs）:该位点专一性地结合ATP或者GTP （需要高浓度的ATP或GTP） E site（elongation site RifR）:对NTP非专一性地结合（催化作用和Editing功能） （4） 亚基：参与RNA非模板链的结合，保护作用。17、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

22、端形成-m7GpppXpYp-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50200个核甘酸。二、真核生物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。此过程有如下特征性结构：(1)mRNA前体的剪切部位是在内含子末端的特定部位。已发现大多数内含子都以GU为5端的起始，而其末端则为AG-OH-3（Chambon法则）。因此把5GU.AG-OH-3称为剪接接口(splicing junction)或边界序列。剪接后，GU或AG不一定被剪除掉。(2)套索结构的形成及剪接 剪接过程分两步反应进行。A、按A Kl

23、essing的模式，内含子弯曲成套索状，形成 套索RNA（larial RNA）。B、内含子以套索形式被剪切下来，外含子相连接。（II，III型内含子）(3)剪接体的形成 剪接体（spliceosome）是由几种非特异小核核糖核蛋白（UsnRNP）与mRNA前体结合而成。UsnRNP是一族snRNA,参与剪接作用的有多种UsnRNP。（III型内含子）第5章1、tRNA的几个部位及其功能：（tRNA在空间中是倒“L”形的结构）（1）氨基酸承受臂：由分子的5 端和3 端的7个碱基对形成的，氨基酸被连接到tRNA的3 端的一个高度保守的CCA序列的腺苷酸残基的3OH上。（2）DHU环（D loop

24、）：即环中含有修饰碱基二氢尿嘧啶，非特异性识别氨基酰tRNA合成酶（AARS）。（3）反密码子环：含有能在翻译期间与mRNA三联体密码子进行碱基配对的反密码子（第34，第35，第36位核苷酸），担负识读密码的功能。（4）额外环或可变环：用于tRNA分类。（5）TC loop：与构成核糖体大亚基的5S rRNA结合，稳定蛋白质翻译装置。（RNA上唯一含有T的54号位即属于TC loop）2、Paracodon 副密码子： tRNA中决定负载特定氨基酸的空间密码。tRNA中的这个特异序列与AARS 的tRNA binding site的特异基团间的分子契合。3、mRNA如何和核糖体小亚基结合？核糖

25、体结合位点：位于mRNA 5 端，被核糖体识别并结合的较为保守的核苷酸序列。在原核生物中该序列称为SD序列。原核（Prok.）中5 leading seq. of mRNA是含有GGAGG 的Shine-Dilgarno （S.D.seq）。真核生物（Euk.）中在 mRNA的AUG上游存在CCACC核糖体scanning seq. 成为核糖体识别第一个 AUG的信号。4、简并现象及机理？简并现象：一种氨基酸受2个以上codon编码的遗传现象。简并现象的机理：同工受体（Isoacceptor）：负载同一氨基酸，但识别不同密码子的tRNA；摇摆假说：反密码子与密码子在一定范围内的可选择配对现象（

26、由于tRNA上34号位的摇摆碱基）5、 为什么tRNA 34号位具有摇摆性（摇摆性的本质/摇摆配的机理）？（1）34th摇摆位点位于tRNA的拓扑空间结构的末端，碱基堆积力小，选择性配对的自由度大；（2）34th摇摆位点被修饰的频率高，导致配对原则的改变，尤以A34 I（34th几乎无A）6、合成多肽的方向N端 C端的原因？ 由于起始密码子AUG编码的是甲硫氨酸（Met），而当起始tRNAMet上的甲硫氨酸被负载后，其氨基端（N端）立即发生甲酰化修饰，形成N甲酰甲硫氨酸，这就意味着后续的肽键形成反应只能在甲硫氨酸的羧基端（C端）上进行，因此肽链的延伸只能使NC方向。7、什么是氨酰tRNA合成酶

27、，他有哪些功能位点？氨酰tRNA合成酶AARS（Aminoacyl tRNA synthetase）：催化特定的氨基酸准确负载于与其对应的tRNA上的专化性酶类。AARS的位点：氨基酸结合位点、tRNA结合位点和ATP结合位点。8、核糖体的8个活性位点：P site (peptidyl binding site) A site (Aminoacyl binding site) E site (Exit site of tRNA.) 5s rRNA site (5s rRNA + TC loop) 转位因子:EF /G binding site mRNA biding site peptidid

28、yl transferase binding site 肽链转位位点 延伸因子复合体:EF/Tu-aa-tRNAaa binding site 其中的A、P、E位点的功能：A site氨酰tRNA结合位点；P site肽酰tRNA结合位点；E site释放空载的tRNA9、蛋白质翻译过程中错译率很高，为什么可以包容？功能相同的蛋白质，氨基酸序列并非100%一致。密码子中第二个核苷酸决定氨基酸性质，叫做广义密码子。如果第二个核苷酸不变，翻译出来的蛋白质性质不变。因此只要蛋白质功能不受影响，就可以包容一定的错译。10、保证蛋白质准确翻译的机制？（1）氨基酸与tRNA间的负载专一性： a) AARS

29、的aa binding site对氨基酸的特异识别与结合（双筛效应）； b) AARS 中的tRNA 副密码子对氨基酸负载影响；（2）anti-codon 对codon 的准确识读；（3）对第一个Met (AUG) 的准确起译：原核中的SD sequence，真核中的 scanning sequence（4）aa-tRNAaa进入A位点后，还有两次结构上的校正。11、双筛效应（Double Sieve effect）：AARS上的氨基酸结合位点具有结合位点和水解位点，并形成两个不同“筛孔”的“筛板”，从而保证氨基酸能准确进入并稳定结合到相应AARS的氨基酸位点，进而被准确负载于tRNA上的过程

30、。12、Prion朊病毒：是一类不含核酸而仅由蛋白质构成的可自我复制并具感染性的因子，是疯牛病中央神经系统退化疾病的致病因子。13、参与蛋白质生物合成体系的组分有哪些?它们具有什么功能?mRNA：蛋白质合成的模板；tRNA：蛋白质合成的氨基酸运载工具；核糖体：蛋白质合成的场所；辅助因子：(a)起始因子-参与蛋白质合成起始复合物形成；(b)延长因子-肽链的延伸作用；(c)释放因子一-终止肽链合成并从核糖体上释放出来。14、遗传密码有什么特点?(1)密码无标点：从起始密码始到终止密码止，需连续阅读，不可中断。增加或删除某个核苷酸会发生移码突变。 (2)密码不重叠：组成一个密码的三个核苷酸只代表一个

31、氨基酸，只使用一次，不重叠使用。(3)密码的简并性：在密码子表中，除Met、Trp各对应一个密码外，其余氨基酸均有两个以上的密码，对保持生物遗传的稳定性具有重要意义。(4)变偶假说：密码的专一性主要由头两位碱基决定，第三位碱基重要性不大，因此在与反密码子的相互作用中具有一定的灵活性。(5)通用性及例外：地球上的一切生物都使用同一套遗传密码，但近年来已发现某些个别例外现象，如某些哺乳动物线粒体中的UGA不是终止密码而是色氨酸密码子。(6)起始密码子AUG，同时也代表Met，终止密码子UAA、UAG、UGA使用频率不同。（7）广义密码子，即密码中的密码，即密码子的第二个核苷酸，它决定氨基酸性质及密码子和反密码子之间的缔合能。15、简述三种RNA在蛋白质生物合成中的作用。 (1)mRNA：DNA的遗传信息通过转录作用传递给mRNA，mRNA作为蛋白质合成模板，传递遗传信息，指导蛋白质合成。(2)