名词解释:
核酸:是由多个核苷酸以3’,5’-磷酸二酯键聚合成的多聚核苷酸,相邻二个核苷酸之间以
3’,5’-磷酸二酯键连接。
熔解温度:热变性使DNA有一半分子双链解开所需温度称为熔解温度(简写Tm)。 杂交分子:复性DNA中,如果两条链来源不同,就叫做杂交分子。
超螺旋结构:绝大多数原核生物DNA都是共价封闭环状分子, 双螺旋环状分子螺旋化成为
超螺旋结构。
组蛋白:是一类富含Arg和Lys的带正电荷(碱性蛋白)的小蛋白。分为H1、H2A、H2B、
H3、H4共5种基本类型,其中H3、H4富含精氨酸,H1富含赖氨酸;H2A、H2B介于两者之间。每种生物中的组蛋白差异很小。
连接区DNA:在DNA被降解至160bp以后,提取物中H1丢失,表明H1位于“裸露”DNA
与核心颗粒的毗邻区,即核心颗粒外,“裸露”的DNA长度为60bp左右,称为连接区DNA。
复制起点:DNA复制是从DNA分子上特定位置开始,此位置称复制起点(ori)。
引发酶:DNA polα主要负责RNA引物合成,能起始前导链和滞后链的合成,具有引发、延
伸的双重功能。
点突变:是DNA上单一碱基的变异。
DNA修复:是细胞对DNA受损伤后的一种反应,它能使DNA恢复原样,重新执行它原来的
功能。
错配修复:是以模板链的信息来纠正新合成链错配碱基的一种修复方式。
SOS修复:是DNA受到严重损伤、细胞处于危急状态时所诱导的一种DNA修复方式,修复
结果只是能维持基因组的完整性,但留下的错误较多,又称为错误倾向修复,使细胞有较高的突变率。
发夹:RNA为线性单链分子,极少有环状RNA分子,RNA分子中可形成短双螺旋部分。 mRNA: 信使RNA,编码一个或多个蛋白质,将DNA的信息传递给蛋白质,寿命很短。 DNA转录:以DNA的一股为模板合成一条互补RNA的过程,转录后的RNA序列中的U与
DNA的A配对。
RNA复制:以RNA为模板合成RNA。
单顺反子:真核生物转录生成的mRNA为单顺反子。
翻译:基因的遗传信息在转录过程中从DNA转移到mRNA,再由mRNA将遗传信息表达为
蛋白质中氨基酸顺序的过程。
遗传密码:是DNA上与蛋白质中的氨基酸对应的核苷酸,也是mRNA中蕴藏遗传信息的碱
基顺序。
开放读框:DNA上从起始密码子至终止密码子间的一段序列(ORF或可读框) 简并性:许多氨基酸都是由多个密码子编码的,称为简并性。
变偶性:是反密码子的1位(5’-端)碱基与密码子的3位(3’-端)碱基的非正规配对。 高频密码子:主要tRNA中反密码子所识别的密码子。
偏爱密码子:同种氨基酸的一组密码子的使用频率不同,使用频率高的称为偏爱密码子。 无义突变:是由于某个碱基的改变使代表某种氨基酸的密码子突变为终止密码子,从而使肽
链合成提前终止。
错义突变:是当一个密码子发生改变而使其编码出一个错误的氨基酸。
起始tRNA:在蛋白质生物合成过程中,特异识别mRNA上起始密码子的tRNA被称为起始
tRNA,它们参加多肽链合成的起始;
延伸tRNA:在多肽链延伸中运载氨基酸的tRNA,称为延伸tRNA。
基因表达:生物的遗传信息是以基因的形式储藏在细胞内的DNA(或RNA)分子中的。随
着个体的发育,DNA有序地将遗传信息,通过转录和翻译的过程转变成蛋白质,
执行各种生理生化功能,完成生命的全过程。从DNA到蛋白质或RNA的过程,
叫做基因表达,对这个过程的调节就称为基因表达调控。
诱导剂:能引起诱导发生的分子称为诱导剂(inducer);
阻遏剂:能导致阻遏发生的分子称为阻遏剂或辅助阻遏剂(corepressor)。
抗终止作用:有的蛋白因子能减弱或取消终止子的作用,称为抗终止作用,这种蛋白因子称
为抗终止因子。
PEP:单糖磷酸转移酶系统(PTS)是一种细菌质膜内的蛋白复合物,它被磷酸化并将糖类转移到
细胞内。
衰减子(弱化子):当有一定的Trp存在时,RNA聚合酶会提前终止转录,产生一个140nt
的RNA分子,而不转录trp合成的基因。这种前导序列起到随Trp浓度升高降低转录的作用,这段序列就称为衰减子或弱化子。
简答题
1.DNA空间结构的不均一性:
答:反向重复序列;富含A/T的序列;嘌呤和嘧啶的排列顺序对双螺旋结构稳定性
的影响(碱基组成相同,但嘌呤和嘧啶的排列顺序不同,双螺旋的稳定性具有显著的差异。
总的趋势是嘌呤与嘌呤之间>嘌呤与嘧啶之间>嘧啶与嘧啶之间)
2. 超螺旋的意义
①超螺旋形式是DNA分子复制和转录的需要。(超螺旋多余的能量可能使DNA双股链分开,
或局部熔解)
②超螺旋可使DNA分子形成高度致密的状态从而得以容纳于有限的空间。
3.染色体作为遗传物质的特征
答:分子结构相对稳定;能够自我复制,保持亲代、子代之间的连续性;能够指导基因表达、
蛋白质的合成,从而控制整个生命过程;能够产生可遗传的变异。
4.染色体的形成:
答:染色质基本单位是核小体。由核小体螺旋化盘绕形成螺线管。由螺线管纤维缠绕形成染
色质纤维环。由染色质纤维环再绕成螺旋形成染色体。
5.引物酶与RNA聚合酶的不同:
答:引物酶对利福平不敏感,而RNA聚合酶则敏感;引物酶只在复制起点处合成RNA引物
而引发DNA的复制,而RNA聚合酶则是启动DNA转录合成RNA从而将遗传信息由DNA传递到RNA。
6.DNA聚合酶的功能:
答:a.聚合作用:在引物的3‘-OH末端,以dNTP为底物,按模板DNA上的指令由DNA pol
Ⅰ逐个聚合上核苷酸。 酶的专一性主要表现为新进入的脱氧核苷酸必须与模板DNA配对时才有催化作用。dNTP进入结合位点后,可能使酶的构象发生变化,促进3'-OH与5'-PO43-结合生成磷酸二酯键。
b. 3'→5'外切酶活性(校对作用): 3'→5'外切酶活性是从3'→5'方向识别和切除不配对的DNA
生长链末端的核苷酸。主要功能是校对作用,维持了DNA复制真实性。
c. 5'→3'外切酶活性(切除修复作用):5‘→3’外切酶活性是从5‘→3’方向水解DNA生
长链前方的DNA链。
7.解除正超螺旋的机制:
答:①DNA在生物细胞中本身就是负超螺旋,当DNA解链而产生正超螺旋时,可以被原来
在的负超螺旋所中和。
②DNA拓扑异构酶Ⅰ可打开一条链,使正超螺旋状态转变成松弛状态;同时DNA拓扑异构
酶Ⅱ(旋转酶)也可以在复制叉前方瞬间切断和重连接双链DNA,解除正超螺旋。
8.不同生物复制起始位点的共同特征:
答:多个短重复序列:重复序列被多亚基的复制起始位点结合蛋白识别,这些蛋白对于复制
酶在复制起始位点的组装起关键作用。复制起始位点附近一般都有富含AT的序列,以利于DNA双链的解旋,产生DNA复制模板。
9.σ因子释放的必要性:
答:σ因子的主要功能是启动,RNA链合成达8~9nt时,σ因子被释放(或改变结合力),
否则将造成核心酶与启动子结合过紧而不能沿模板移动。
10.原核生物rRNA转录后加工:
答:①rRNA在修饰酶催化下进行碱基的甲基化修饰;
②rRNA前体被RNaseⅢ、RNaseE等剪切成一定链长的rRNA分子;
③rRNA与蛋白质结合形成核糖体的大、小亚基。
11.原核生物,真核生物转录所用酶的不同:
答:原核生物靠RNA聚合酶就可完成从起始、延长、终止的转录全过程。
? 真核生物转录除RNA聚合酶外还需另一些称为转录因子的蛋白质分子参与转录的全过程。
12. RNA聚合酶Ⅱ启动子核苷酸序列的共同特点:
答:①在-25区有TATA框,又称为Hogness box。保守序列为T28A97A93A85A63T37A83A50T37,
富含A、T,TATA框决定了转录起点的选择。
②在-75区有CAAT框,保守序列为GGTCAATCT,CAAT框与转录起始频率有关。
③在-80区有GC box,保守序列为GCCACACCC或GGGCGGG,GCbox也与转录起始频率有关。
13.核糖体的有关位点:
答:①A位点:是结合新进入的AA-tRNA 的位置,即AAtRNA位或受位,它大部分位于大亚
基而小部分位于小亚基。
②P位点: 是结合起始tRNA 并向A位给出氨基酸的位置。又称肽酰-tRNA位或给位,它大
部分位于小亚基,小部分位于大亚基。
③E位点:脱酰基–tRNA释放位点。
④mRNA结合位点大、小亚基的结合面上。
14.原核生物参与翻译的蛋白因子
①原核生物的起始因子有IF1、IF2和IF3。
②原核生物的延伸因子有EF-Tu、EF-Ts和EF-G。
③原核生物释放因子有RF1、RF2和RF3
RF1识别UAA、UAG,RF2识别UAA、UGA。
RF3是在多肽释放后,与核糖体结合,并驱使RF1等的解离。
15: 基因表达几乎不受环境影响的原因:
答:可能是由于操纵子或调节基因突变造成的:即形成的有活性的阻遏蛋白不能与操纵子结
合,或不能形成有活性的阻遏蛋白。这类基因中大多数是在生物个体其它组织细胞、甚至在同一物种的细胞中都是持续表达的,是细胞基本的基因表达,这是生物在进化过程中形成的遗传特性。
16:操纵子的概述:
答:Z、Y和A是E. coli编码利用乳糖所需酶类的基因,p是转录z、y、a所需要的启动子,
调控基因i编码合成的调控蛋白R可与o结合而阻碍从p开始的转录,o就是调节基因
转录的操纵基因。
乳糖能改变R的结构使其不能与o结合,因而乳糖浓度增高时基因就开放,转录合成
所编码的酶类基因,这样E. coli就能适应外界乳糖供应的变化而改变利用乳糖的状况。
17.弱化子的调节机制:
答:Trp浓度低时,生成Trp-tRNAtrp量少,使核糖体停止在mRNA上的Trp密码子UGG处,
使A不能生成发夹结构,而2+3形成发夹结构,阻止了3+4生成终止子,RNA聚合酶可沿DNA继续转录,trp操纵子就处于开放状态。
Trp浓度增高时,trp-tRNAtrp浓度随之升高,核糖体沿mRNA翻译速度加快,占据到2
段的机会增加,2+3形成发夹结构的机会减少,3+4形成终止子机会增多,RNA聚合酶终止转录的几率增加,转录减弱。
在trp操纵子中,阻遏蛋白的负调控起到粗调的作用,而弱化子起到细调的作用。
一、名词解释1.基因芯片:把无数已知的cDNA或预先设计好的寡核苷酸在芯片上做点阵,形成高密度的探针点阵,再与待分析样品中的同源核苷酸分子杂交。
2.反义核酸:是根据碱基互补原理,用人工合成或生命有机体合成的特定互补的DNA或RNA片段(或其化学修饰的衍生物),这类特异的核酸片段能够与目的序列结合,通过空间位阻效应或诱导RNAase活性,在复制、转录、剪接、mRNA转运及翻译等水平上,抑制或封闭目的基因的表达。
3.反义技术:根据碱基互补原理,用人工合成或生物体合成的特定互补的DNA或RNA片段(或其化学修饰产物)抑制或封闭基因表达的技术。
4.端粒酶:是一种自身携带模板RNA的逆转录酶,催化端粒DNA的合成,能够在缺少DNA模板的情况下延伸端粒内3’端RNA寡聚核苷酸片段。
5.核酶:具有催化作用的一类RNA分子。
6.同功tRNA:多个tRNA携带一种氨基酸,这些tRNA称为同功tRNA。
7.增色效应:由于DNA变性而引起的光吸收度的增加称为增色效应。
8.Tm:把DNA的双螺旋结构失去一半时的温度称为该DNA的熔点或熔解温度。
9.基因组:是细胞中一套完整单(倍)体的遗传物质的总和。
10.内含子:基因中能被转录成前体转录物,但却不能成为mRNA组成成分的序列。
11.外显子:即编码序列,DNA分子中编码mRNA某一部分序列的区域。
12.C值矛盾:生物体进化程度与基因组大小并不完全成比例的现象,又称C值悖论。
13.转座子:在原核生物和真核生物基因组中存在着可以从一个部位转移到另外一个部位的一些DNA序列,这些序列成为转座子。(基因组中存在的能够自主复制和位移的DNA序列)
14.基因治疗:利用分子生物学技术,按照自然规律要求,纠正基因结构和功能异常,阻止病变的进展,杀灭病变的细胞,或抑制外源病原体遗传物质的复制,从而达到治疗疾病的一种方法或技术。
15.基因剔除:由于外源序列的引入或部分取代,靶基因原有的结构被破坏、改变。
16.基因打靶:利用活细胞染色体DNA可与外源DNA的同源DNA序列发生重组的性质,进行定点修饰,改造染色体上某一目的基因的技术。
17.体外定向突变:利用分子克隆的技术在已知DNA序列中特异地产生所需位点的突变。
18.启动子:DNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列。
19.增强子:使基因转录频率明显增加的DNA序列。
20.基因:是指DNA分子中能编码一条多肽链,并具有一定长度的片断。
21.多聚合糖体:在蛋白质合成过程中,并不是一条mRNA只与一个核糖体结合直至新的多肽链生成,往往几个核糖体同时附着在同一条mRNA链上,形成所谓的“多聚核糖体”。
22.随机多肽文库:人工合成随机肽段(一般在6~9肽之间)的编码DNA片段,并把这些DNA片段插入到丝状噬菌体的外膜蛋白基因中,通过噬菌体展示技术把这些随机多肽一一展示在噬菌体的表面,每一个噬菌体表面展示一种多肽序列,它们的集合体即构建成一类多肽文库。
23.信号肽:各种新生成分泌蛋白的N端有保守的AA序列称信号肽。
24.分子伴侣:能与其他构象不稳定(松弛构象)的蛋白相结合并使之稳定的一类蛋白质,它们通过与多肽结合来帮助被结合多肽在体内的折叠、组装、转运或降解等,在完成任务后又从多肽上释放下来,因此分子伴侣是细胞内蛋白质折叠和组装的重要调节者。
25.结构域:分子量大的蛋白质三级结构常可被分割成一个或一个以上的球状或纤维状的区域,折叠的较为紧密,各行其功能,称为结构域。
26.基因表达:指基因通过转录和翻译而产生其蛋白质产物,或转录后直接产生其RNA产物(如tRNA、rRNA等)的过程。
27.顺式作用元件:指与相关基因处在同一DNA分子上,能起调控作用的DNA序列,它们一般不转录任何产物,位于基因的5’上游区、3’下游区或基因内部。包括启动子、终止子、增强子、衰减子、沉默子和各种应答元件等。
28.反式作用因子:一个基因的产物,如蛋白质或RNA(tRNA、rRNA等),如果对另一个基因的表达具有调控作用,则被称为反式作用因子。
29.衰减子:位于色氨酸操纵子前导区内类似于终止子结构的、用来实现衰减作用的DNA序列。
30.操纵子:是原核生物基因转录调控的主要形式,它是原核生物细胞DNA上的一段区域,由若干功能相关的结构基因和控制这些基因表达的元件组成的一个完整的连续的功能单位。
31.发育调控:是真核基因调控的精髓部分,能控制真核细胞生长、分化和发育的全部进程。
32.瞬时调控:通过基因迅速地打开或关闭,以对环境条件的改变或细胞和组织的生理条件改变作出应答。
33.5’AUG:在某些mRNA中,起始密码子AUG的上游非编码区存在的一个或数个AUG。
34.穿梭载体:携带外源DNA片段,能导入宿主细胞进行扩增或表达的工具,其化学本质为DNA。这类载体既能在原核细胞中扩增,又能在真核细胞中表达。
二、问答
1.核酸的变性和复性特点。
答:变性是指核酸双螺旋区的氢键断裂,变成单链。其特点是:1.在A260nm的增色效应.2.变性过程是一个爆发性的过程,变性作用发生在一个很窄的温度范围内.
复性是指变性DNA在适当条件下,又可使两条彼此分开的链自发重新缔合成为双螺旋结构.其特点是:随机碰撞;成核作用;拉拉链作用。
2.核酸杂交技术的原理及类型。
答:核酸杂交的原理是序列互补单链的RNA和DNA,或DNA和DNA,或RNA和RNA,根据碱基互补配对原则,借助氢键相连而形成双链杂交分子。
类型:Southern印迹、Northern印迹、Western印迹、原位杂交。
3.基因的分子生物学定义、基因的结构。
答:定义:基因是指DNA分子中能编码一条多肽链,并具有一定长度的片段。结构:基因不仅包含编码蛋白质肽链或RNA的核酸序列,还包括为保证转录所必需的调控序列,即a.前导区 - 编码区前;b.尾部区 – 3’非编码区;c.内含子;d.外显子 – 编码序列。
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