打印分子生物學完整版

1、1.闡述基因概念和你對基因定義的詮釋。(GR)答: 基因是遺傳的基本單元，是DNA或RNA分子上具有遺傳信息的特定核苷酸序列?；蛲ㄟ^復制把遺傳信息傳遞給下一代，使后代出現(xiàn)與親代相似的性狀。也通過突變改變這自身的締合特性，儲存著生命孕育、生長、凋亡過程的全部信息，通過復制、轉錄、表達，完成生命繁衍、細胞分裂和蛋白質合成等重要生理過程。生物體的生、長、病、老、死等一切生命現(xiàn)象都與基因有關。它也是決定生命健康的內(nèi)在因素。因此，基因具有雙重屬性：物質性（存在方式）和信息性（根本屬性）。人們對基因的認識是不斷發(fā)展的，19世紀60年代，孟德爾就提出了生物的性狀是由遺傳因子控制的觀點，但這僅僅是一種邏輯推

2、理的產(chǎn)物。20世紀初期，遺傳學家摩爾根通過果蠅的遺傳實驗，認識到基因存在于染色體上，并且在染色體上是呈線性排列，從而得出了染色體是基因載體的結論。20世紀50年代以后，隨著分子遺傳學的發(fā)展，尤其是沃森和克里克提出DNA雙螺旋結構以后，人們進一步認識了基因的本質，即基因是具有遺傳效應的DNA片斷。研究結果還表明，每條染色體只含有12個DNA分子，每個DNA分子上有多個基因，每個基因含有成百上千個脫氧核苷酸。自從RNA病毒發(fā)現(xiàn)之后，基因的存在方式不僅僅只存在于DNA上，還存在于RNA上。由于不同基因的核糖核苷酸的排列順序不同，因此，不同的基因就含有不同的遺傳信息?，F(xiàn)代對基因的理解表現(xiàn)在如下方面：操

3、縱子 ：乳糖操縱子模型的提出，大大擴大了人們關于基因功能的視野，有些操縱子不起合成蛋白質模板的作用，只起調(diào)節(jié)或操縱作用。 （2）移動基因移動基因指DNA 能在有機體的染色體組內(nèi)從1 個地方跳到另一個地方, 基因的跳動能夠產(chǎn)生突變和染色體重排, 進而影響其他基因的表達。移動基因的發(fā)現(xiàn)動搖了基因在染色體上有一固定位置的傳統(tǒng)觀念。斷裂基因過去人們一直認為, 基因的遺傳密碼子是連續(xù)不斷地并列在一起, 形成 1 條沒有間隔的完整基因實體。但后來通過對真核蛋白質編碼基因結構的分析發(fā)現(xiàn), 在它們的核苷酸序列中間插入有與編碼無關的DNA 間隔區(qū), 使 1 個基因分隔成不連續(xù)的若干區(qū)段。這種編碼序列不連續(xù)的間斷

4、基因被稱為斷裂基因。 （4）假基因 這是一種核苷酸序列同其相應的正常功能基因基本相同, 但卻不能合成出功能蛋白質的失活基因。（5）重疊基因長期以來, 在人們的觀念中一直認為同一段DNA 序列內(nèi), 是不可能存在重疊的讀碼結構的。但是, 隨著DNA 核苷酸序列測定技術的發(fā)展, 人們已經(jīng)在一些噬菌體和動物病毒中發(fā)現(xiàn), 不同基因的核苷酸序列有時是可以共用的。它修正了關于各個基因的多核苷酸鏈是彼此分立、互不重疊的傳統(tǒng)觀念。（6）染色體外基因 這類基因存在于染色體外，它們的傳遞不符合孟德爾的分離和自由組合定律。如線粒體基因、葉綠體基因等。它們的基因編碼細胞其專一的蛋白質并自我復制。 由此可見, 隨著生物科

5、學的不斷發(fā)展, 人們對基因概念的理解也不斷深入。在世界科學技術日新月異的今天, 生物科學將會有更多新的突破性進展, 基因的概念不可避免的將會被賦予新的內(nèi)容。2. 舉例解釋蛋白質二級結構、超二級結構（MOTIF）、三級結構、DOMAIN和四級結構。答：蛋白質的二級結構：指多肽鏈借助氫鍵排列成自己特有的規(guī)則結構。如，螺旋。它是蛋白質中常見的一種二級結構，肽鏈主鏈繞假想的中心軸盤繞成螺旋狀，一般都是右手螺旋結構，螺旋是靠鏈內(nèi)氫鍵維持的。每個氨基酸殘基（第n個）的羰基氧與多肽鏈C端方向的第4個殘基（第n+4個）的酰胺氮形成氫鍵。在典型的右手-螺旋結構中，螺距為0.54nm，每一圈含有3.6個氨基酸殘基

6、，每個殘基沿著螺旋的長軸上升0.15nm。超二級結構：是指在球狀蛋白質分子的一級結構的基礎上，相鄰的二級結構單位（螺旋折疊等）在三維折疊中相互靠近，形成種類不多的、有規(guī)則的二級結構組合，在蛋白質中充當三級結構的構件。：這是一種螺旋束，它經(jīng)常是由兩股平行或者反平行的右手螺旋段互相纏繞而成的左手卷曲螺旋。卷曲螺旋是纖維狀蛋白和原肌球蛋白的主要結構元件。氨基酸序列分析表明，這些多肽鏈中存在七殘基重復序列，由2個疏水殘基，2個極性殘基，3個電荷殘基組成。這是卷曲螺旋的結構特征。三級結構：一條肽鏈的所有原子的空間排列。三級結構是在二級結構、超二級結構、結構域的基礎上由疏水作用和側鏈相互作用形成的。如肌紅

7、蛋白的三級結構有8段-螺旋區(qū)，每個螺旋區(qū)含7-23個氨基酸殘基，C端有5個氨基酸殘基的非螺旋區(qū)內(nèi)部存在一個口袋行的空穴，血紅素居于此空穴中。結構域：指蛋白質多肽鏈在二級結構的基礎上進一步卷曲折疊成幾個相對獨立的近似球形的組裝體。最普遍的結構是/型結構，它含有一個由-螺旋包圍著的平行或混合-回折的核。由環(huán)區(qū)域形成結合裂縫，這些區(qū)域雖對結構的穩(wěn)定無作用，但通常參與結合和催化作用。四級結構：由三級結構形成的，同一單體的或者多種單體形成聚合體。組成單體的亞基表面之間有范德華力的作用。如紅細胞內(nèi)的血紅蛋白是由4個亞基聚合而成的，兩兩相同，即含二個亞基和二個亞基。在一定的條件下，這種蛋白質分子可以解聚成單

8、個亞基，亞基在聚合或解聚時對某些蛋白質具有調(diào)節(jié)活性的作用。3簡述Proteasomes結構與功能。(pss)Proteasomes結構：蛋白酶體的組分通常根據(jù)它們的斯維德伯格沉降系數(shù)（以“S”來標記）來命名。最普遍的蛋白酶體的形式是26S蛋白酶體，其分子量約為2000kDa，包含有一個20S核心顆粒和兩個19S調(diào)節(jié)顆粒。20S核心顆粒蛋白酶體為中空結構，由外部兩個環(huán)的亞基和構成中間兩個環(huán)的亞基構成。所有的20S顆粒都由四個堆積的七元環(huán)所組成，環(huán)結構存在七次軸對稱，這些環(huán)結構則是由兩種不同的亞基構成：亞基為結構性蛋白，而亞基則發(fā)揮主要的催化作用。外部的兩個環(huán)，每個環(huán)都含有七個亞基，一方面作為調(diào)節(jié)

9、顆粒的結合部，另一方面發(fā)揮“門”的作用，阻止蛋白質不受調(diào)控地進入核心顆粒的內(nèi)部。內(nèi)部的兩個環(huán)，每個環(huán)都含有七個亞基，且包含蛋白酶活性位點，用于蛋白質水解反應。19S調(diào)節(jié)顆粒，真核生物中的19S顆粒是由19個蛋白質組成的，并可以被分成兩個部分：一個由10個蛋白質組成的可以與20S核心顆粒上的環(huán)直接結合的基底，和一個由9個蛋白質組成的結合多泛素鏈的蓋子。其中，10個基底蛋白質中的6個具有ATP酶活性。19S和20S顆粒的結合需要ATP先結合到19S顆粒上的ATP結合位點。20S核心顆粒也可以與第二種調(diào)節(jié)顆粒，即11S顆粒相結合。11S調(diào)節(jié)顆粒又被稱為PA28或REG。它是七聚體結構，不包含任何AT

10、P酶，能夠促進短肽而不是完整的蛋白質的降解。11S顆粒的調(diào)控機制與19S顆粒的機制類似，是通過其亞基的C末端結合核心顆粒，并誘發(fā)環(huán)發(fā)生構象變化，從而打開20S核心顆粒的“門”，使得底物蛋白質可以進入核心顆粒。 proteasomes功能：蛋白酶體直接參與了適應性免疫系統(tǒng)的運作，并在其中扮演著關鍵角色。肽類抗原是由主要組織相容性復合物（MHC）類型I蛋白傳遞到抗原呈遞細胞表面。這些肽段是來自被蛋白酶體降解的侵入機體的病原體。雖然一般的蛋白酶體就可以參與這一進程，但實際上起主要作用的是一種特殊的復合物，其可以生成合適大小和成分的降解片斷以供MHC結合。這種復合物的組成蛋白的表達是由干擾素所誘導；當

11、免疫反應發(fā)生時，這些蛋白質，包括11S調(diào)節(jié)顆粒（主要作用為調(diào)節(jié)MHC的結合肽段的產(chǎn)生）和特殊的亞基（1i、2i、5i，具有不同的底物特異性）的表達就會增加。這種由特殊的亞基參與形成的復合物就被稱為“免疫蛋白酶體”。 另一種有所變化的5亞基，5t，在胸腺中表達，能夠形成胸腺獨有的“胸腺蛋白酶體”（"thymoproteasome"），參與T細胞的發(fā)育調(diào)控。MHC類型I蛋白的配基結合強度取決于配基C末端的組成，因為肽段配基是通過氫鍵和與MHC表面的"B pocket"近接觸來結合的。許多MHC類型I蛋白趨向于結合疏水性殘基，而免疫蛋白酶體復合物就可以更多地生

12、成具有疏水性C末端的肽段。由于蛋白酶體參與生成活性形勢的NF-B（一種抗凋亡和促炎癥調(diào)控因子，調(diào)控細胞因子的表達），因此，蛋白酶體被認為與炎癥反應和自身免疫性疾病相關。蛋白酶體活性水平的提高與包括紅斑性狼瘡和類風濕性關節(jié)炎在內(nèi)的自身免疫性疾病相關。4簡述泛素化蛋白降解途徑泛素是一類低分子量的蛋白質，泛素化是指泛素分子在一系列特殊的酶作用下，將細胞內(nèi)的蛋白質分類，從中選出靶蛋白分子，并對靶蛋白進行特異性修飾的過程。這些特殊的酶包括泛素激活酶，結合酶、連結酶和降解酶等。泛素化在蛋白質的定位、代謝、功能、調(diào)節(jié)和降解中都起著十分重要的作用。同時，它也參與了細胞周期、增殖、凋亡、分化、轉移、基因表達、轉

13、錄調(diào)節(jié)、信號傳遞、損傷修復、炎癥免疫等幾乎一切生命活動的調(diào)控。泛素化修飾涉及泛素激活酶E1、泛素結合酶E2和泛素連接酶E3的一系列反應：首先在ATP供能的情況下酶E1粘附在泛素分子尾部的Cys殘基上，Cys突變?yōu)锳la，激活泛素,接著,E1將激活的泛素分子轉移到E2酶上，隨后,E2酶和一些種類不同的E3酶共同識別靶蛋白,對其進行泛素化修飾。根據(jù)E3與靶蛋白的相對比例可以將靶蛋白單泛素化修飾和多聚泛素化修飾。E3酶的外形就像一個夾子,靶蛋白連接在中間的空隙內(nèi)。酶的左側結構域決定靶蛋白的特異性識別，右側結構域定位E2酶以轉移泛素分子。蛋白質泛素化的結果是使得被標記的蛋白質被蛋白酶分解為較小的多肽、

14、氨基酸以及可以重復使用的泛素。泛素-蛋白酶體途徑是先發(fā)現(xiàn)的，也是較普遍的一種內(nèi)源蛋白降解方式。需要降解的蛋白先被泛素化修飾，然后被蛋白酶體降解。但并非所有泛素化修飾都會導致降解。有些泛素化會改變蛋白的活性，導致其他的生物效應。蛋白質泛素化作用是后翻譯修飾的一種常見形式，該過程能夠調(diào)節(jié)不同細胞途徑中各式各樣的蛋白質。5何謂Long Interspersed Nuclear Elements，你認為該序列的進化起源是什么？ (HL)答：長散在重復序列(long interspersed nuclear elements，LINE)，意為散在分布的長細胞核因子，是散在分布在哺乳動物基因中的一類重復序

15、列。LINE是可以自主轉座的一類反轉錄轉座子，來源于RNA聚合酶的轉錄產(chǎn)物；L1是LINE中的一種重復序列，長約6 500bp，哺乳動物基因組中的拷貝數(shù)可多達10萬份，主要集中在AT富集區(qū)。L1以及由L1編碼的反轉錄酶作用于其他非自主反轉錄轉座子以后所生成的DNA序列，加起來至少占人類基因組全長的四分之一。LINE不同成員之間的序 ,列有較大差別，但是同一物種中的LINE的不同成員仍有較大的同源性。LINE有分別長1 137bp和3 900bp的可讀框，這兩種可讀框有14bp的重疊序列。從LINE的結構分析，它并不具有反轉錄病毒特有的LTR，因此曾把LINE歸于非病毒超家族。測序的結果發(fā)現(xiàn)LI

16、NE L1的一個可讀框同反轉錄酶是同源的，這提示LINE可能來源于能夠編碼轉座所需的酶進行自主轉座的可動元件，所以現(xiàn)在在分類時被歸人病毒超家族。L1插入片段的全長原初元件可能是哺乳動物中有活性的反轉錄轉座子的來源。L1被認為是人類基因組中主要的可動因子，它不僅能自主轉座 ，而且它的蛋白質產(chǎn)物可促使非自主轉座因子的反轉錄轉座。同時L1還能十分有效地將位于L1 3端的側序一起轉座到新的位置，這種作用稱為3"轉導(3"transduction)，其結果是將宿主基因組中原先不連鎖的兩個DNA片段排列在一起。許多真核細胞中都發(fā)生3"轉導作用。當L1本身的轉錄終止信號較弱而3

17、"側序中有很強的轉錄終止信號時，RNA聚合酶進行L1轉錄時就會發(fā)生“連讀” (read-through)，而將11和 3"側序一起轉錄，其結果是包含L1和3"側序的嵌合片段一起插入染色體新的位置，這對新基因的形成和基因組的進化都有重要作用.6簡述大腸桿菌DNA聚合酶III各亞基的功能。答：DNA pol 是是多亞基組成的蛋白質,是合成DNA新鏈的主要復制酶，它在細胞中含量很少,但是催化效率高，異二聚體，全酶由、 10個亞基組成。其核心酶含有，和三個亞基。 亞基具有5'3'方向合成DNA的催化活性，每秒可以合成8個核苷酸 亞基具有3'5

18、9;外切酶的功能，起到校正的作用，可提高聚合酶復制DNA的保真性。亞基常與亞基形成一個緊密的1:l復合物,協(xié)同發(fā)揮功能。 亞基使核心酶相互連接，組裝核心酶的功能。 亞基：促使核心酶二聚化，與模板連接，具有ATP酶活性。 亞基的功能猶如夾子，兩個亞基夾住DNA分子并可向前滑動，使聚合酶在完成復制前不再脫離DNA，從而提高了酶的持續(xù)合成能力。，和亞基組成復合體，其功能是幫助亞基夾住DNA，故稱為夾子裝置器。二聚體自己并不能組裝到DNA 上 ,它是通過復合物與ATP協(xié)同作用催化ATP的水解而組裝到DNA上的。7.闡明端粒結構與端粒酶的功能。(HJ)答：端粒是真核細胞染色體末端的特殊結構，由端粒DNA

19、和端粒DNA特異結合蛋白組成的核蛋白復合物。端粒結構：由連續(xù)的重復序列組成，大約1000個拷貝。不同種類的細胞的重復序列不同。在人中這個重復序列是TTAGGG，在模式生物纖毛蟲中是TTGGGG。在酵母中是TG1-3/C1-3A。該重復序列通常一條鏈上富含G，另一條鏈上富含C，TG鏈比AC鏈更長，形成3單鏈末端。端粒酶功能：端粒酶是一種RNA指導的DNA聚合酶，并且是一種逆轉錄酶。端粒酶的主要生物學功能是作為端粒串聯(lián)重復序列拷貝合成的模板，通過其逆轉錄酶活性復制和延長端粒DNA來穩(wěn)定染色體DNA的長度。8概述引起傾向性突變的修復系統(tǒng)答：BER（堿基切除）：堿基被烷化或者脫氨后，被特殊的DNA糖基

20、化酶從DNA上移除。首先由DNA糖基化酶家族在堿基上滑動來識別特異性的核苷酸。核苷酸的每一種修飾都有一種對應的DNA糖基化酶，可以把修飾核苷酸的堿基切除，在DNA上形成脫嘌呤或者是脫嘧啶位點。這些位點可以被AP內(nèi)切酶所識別，然后切除主鏈上的核糖磷酸。切除后所形成的缺口能夠被DNA聚合酶I和DNA鏈接酶修復。NER（核苷酸切除）：移除一段在DNA雙螺旋中已經(jīng)變異的核苷酸鏈。包括由嘧啶二聚體引起的變異。這項修復途徑需要uvrABC編碼的內(nèi)切酶，uvrD編碼的解旋酶以及DNA聚合酶I。UvrA:有ATP酶活性，是一種可以和DNA結合的蛋白質(包含了鋅指結構)。以二聚體的形式發(fā)揮作用，識別并結合受損失

21、的DNA。UvrA的作用是引導UvrB結合到損傷位點。UvrB：一種內(nèi)切酶，有ATP酶活性。ATP酶活性不強，只有在和UvrA結合的情況下才有活性。UvrC:與UvrB結合。這個復合體與受損傷DNA兩側都結合。UvrC與受損部位5' 端的7個核苷酸相結合，UvrC與受損部位3' 的4個核苷酸相結合。UvrD:UvrD解旋酶與這個區(qū)域相結合并解開雙鏈。這樣可以把含有受損傷位點的單鏈移除。一個大約有12-13個核苷酸的區(qū)域被移除。被移除的區(qū)域由DNA聚合酶I 和DNA連接酶修復。DNA錯配修復（DNA-Mismatch repair）：在DNA復制時期來修復發(fā)生錯配的DNA鏈。DN

22、A錯配修復系統(tǒng)可以識別合成鏈中的新鏈，因為新合成鏈沒有甲基化，而親本鏈被甲基化。一條鏈甲基化，另一條鏈沒有甲基化，這樣的雙鏈DNA分子被成為半甲基化DNA。DNA的甲基化是因為dam甲基化酶可以使腺苷酸堿基甲基化。錯配修復系統(tǒng)能夠從遠處對錯配位點進行修復，即使是離半甲基化位點有1000個堿基也能被修復。修復需要mutS、mutL、mutH基因的產(chǎn)物。通常以復合體的形式發(fā)揮作用。這些基因也被稱為突變子基因。這些基因的突變會導致修復系統(tǒng)的缺陷，細胞將會比平常有更高的自發(fā)突變率。MutS:識別并且結合在堿基錯配位點。MutH:結合在半甲基化的GATC序列上，并切開非甲基化鏈。MutL:連接MutS和

23、MutL,組成一個復合體。位于MutH切口和錯配位點切口之間的DNA序列被內(nèi)切酶I 或者VII移除。UvrD解旋酶也參與其中。留下的缺口被DNA聚合酶III 和DNA連接酶修復。NHEJ（非同源性末端接合修復）：通常修復雙鏈的斷裂。KU異二聚體能夠識別斷裂雙鏈，并與DNA-PK結合。Mre11復合體把DNA裂口末端連到一起，并進行加工。DNA連接酶IV和XRCC4把DNA末端修復。在非同源性末端接合修復中，DNA連接酶IV，是一種特異化的DNA連接酶，和輔因子XRCC4一起形成復合體，可以之間把兩個末端連起來。為了指導精確修復，非同源性末端結合修復依賴于一段很短的同源序列，稱之為微同源序列，一

24、般出現(xiàn)在被連接的DNA末端。如果這段序列可以被很好結合，修復通常是精確的。非同源性末端結合修復在修復是可能導致突變，許多被損傷的核苷酸會被切除，不配對的核苷酸被連接上來。非同源性末端結合修復在細胞開始復制DNA之前是非常重要的，因為同源重組沒有模板來進行修復。SOS修復：在細菌DNA在受到很大傷害或者DNA修復被抑制時才發(fā)揮作用。有超過20種基因參與了修復。最重要的兩種是lexA和recA。LexA:一種阻遏物能夠調(diào)節(jié)其他SOS修復基因的表達，包括recA。也能夠調(diào)節(jié)自身的合成。RecA蛋白是一種多功能蛋白，有ATP酶活性和單鏈DNA結合活性。當它和單鏈DNA結合時，就成為一種輔蛋白水解酶。細

25、胞受到傷害或者嚴重逆境能產(chǎn)生單鏈DNA，激活輔助蛋白水解酶活性。RecA輔助蛋白水解酶活性可以激活LexA蛋白的蛋白水解酶活性。所以，LexA不能再阻遏轉錄，SOS修復基因被誘導表達。被誘導表達的修復基因包括uvrABC ，uvrD, UmuC,UmuD。UmuD被RecA輔助水解蛋白切開，成為UmuD', 與UmuC組成DNA聚合酶V。DNA聚合酶V需要DNA聚合酶III的亞基b,g來得到最佳酶活性。DNA合成由DNA聚合酶V完成，擔有修復出現(xiàn)錯誤的傾向。TLR：當細胞不能修復一些損傷時，可以用跨損傷DNA合成進行修復?？鐡p傷合成由特殊的DNA聚合酶催化，能夠直接跨過損傷位點進行DN

26、A合成?？鐡p傷合成是SOS修復的一個部分。在缺少DNA聚合酶III的情況下發(fā)生。原理：a、復制被損傷的部位所阻止。 b、RecA蛋白和模板鏈結合，形成RecA-DNA片段。 c、聚合酶V與復制的起始端結合。亞基作為滑動裝置在DNA鏈上滑動。 d、損傷部位被通過后，再由DNA聚合酶III指導DNA的復制。9闡述原核生物DNA修復的BER, NER, DNA-Mismatch repair system, NHEJ, SOS Repair, TLR機制。(LF)答：BER（堿基切除）：堿基被烷化或者脫氨后，被特殊的DNA糖基化酶從DNA上移除。首先由DNA糖基化酶家族在堿基上滑動來識別特異性的核苷

27、酸。核苷酸的每一種修飾都有一種對應的DNA糖基化酶，可以把修飾核苷酸的堿基切除，在DNA上形成脫嘌呤或者是脫嘧啶位點。這些位點可以被AP內(nèi)切酶所識別，然后切除主鏈上的核糖磷酸。切除后所形成的缺口能夠被DNA聚合酶I和DNA鏈接酶修復。NER（核苷酸切除）：移除一段在DNA雙螺旋中已經(jīng)變異的核苷酸鏈。包括由嘧啶二聚體引起的變異。這項修復途徑需要uvrABC編碼的內(nèi)切酶，uvrD編碼的解旋酶以及DNA聚合酶I。UvrA:有ATP酶活性，是一種可以和DNA結合的蛋白質(包含了鋅指結構)。以二聚體的形式發(fā)揮作用，識別并結合受損失的DNA。UvrA的作用是引導UvrB結合到損傷位點。UvrB：一種內(nèi)切酶

28、，有ATP酶活性。ATP酶活性不強，只有在和UvrA結合的情況下才有活性。UvrC:與UvrB結合。這個復合體與受損傷DNA兩側都結合。UvrC與受損部位5' 端的7個核苷酸相結合，UvrC與受損部位3' 的4個核苷酸相結合。UvrD:UvrD解旋酶與這個區(qū)域相結合并解開雙鏈。這樣可以把含有受損傷位點的單鏈移除。一個大約有12-13個核苷酸的區(qū)域被移除。被移除的區(qū)域由DNA聚合酶I 和DNA連接酶修復。DNA錯配修復（DNA-Mismatch repair）：在DNA復制時期來修復發(fā)生錯配的DNA鏈。DNA錯配修復系統(tǒng)可以識別合成鏈中的新鏈，因為新合成鏈沒有甲基化，而親本鏈被甲

29、基化。一條鏈甲基化，另一條鏈沒有甲基化，這樣的雙鏈DNA分子被成為半甲基化DNA。DNA的甲基化是因為dam甲基化酶可以使腺苷酸堿基甲基化。錯配修復系統(tǒng)能夠從遠處對錯配位點進行修復，即使是離半甲基化位點有1000個堿基也能被修復。修復需要mutS、mutL、mutH基因的產(chǎn)物。通常以復合體的形式發(fā)揮作用。這些基因也被稱為突變子基因。這些基因的突變會導致修復系統(tǒng)的缺陷，細胞將會比平常有更高的自發(fā)突變率。MutS:識別并且結合在堿基錯配位點。MutH:結合在半甲基化的GATC序列上，并切開非甲基化鏈。MutL:連接MutS和MutL,組成一個復合體。位于MutH切口和錯配位點切口之間的DNA序列被

30、內(nèi)切酶I 或者VII移除。UvrD解旋酶也參與其中。留下的缺口被DNA聚合酶III 和DNA連接酶修復。NHEJ（非同源性末端接合修復）：通常修復雙鏈的斷裂。KU異二聚體能夠識別斷裂雙鏈，并與DNA-PK結合。Mre11復合體把DNA裂口末端連到一起，并進行加工。DNA連接酶IV和XRCC4把DNA末端修復。在非同源性末端接合修復中，DNA連接酶IV，是一種特異化的DNA連接酶，和輔因子XRCC4一起形成復合體，可以之間把兩個末端連起來。為了指導精確修復，非同源性末端結合修復依賴于一段很短的同源序列，稱之為微同源序列，一般出現(xiàn)在被連接的DNA末端。如果這段序列可以被很好結合，修復通常是精確的。

31、非同源性末端結合修復在修復是可能導致突變，許多被損傷的核苷酸會被切除，不配對的核苷酸被連接上來。非同源性末端結合修復在細胞開始復制DNA之前是非常重要的，因為同源重組沒有模板來進行修復。SOS修復：在細菌DNA在受到很大傷害或者DNA修復被抑制時才發(fā)揮作用。有超過20種基因參與了修復。最重要的兩種是lexA和recA。LexA:一種阻遏物能夠調(diào)節(jié)其他SOS修復基因的表達，包括recA。也能夠調(diào)節(jié)自身的合成。RecA蛋白是一種多功能蛋白，有ATP酶活性和單鏈DNA結合活性。當它和單鏈DNA結合時，就成為一種輔蛋白水解酶。細胞受到傷害或者嚴重逆境能產(chǎn)生單鏈DNA，激活輔助蛋白水解酶活性。RecA輔

32、助蛋白水解酶活性可以激活LexA蛋白的蛋白水解酶活性。所以，LexA不能再阻遏轉錄，SOS修復基因被誘導表達。被誘導表達的修復基因包括uvrABC ，uvrD, UmuC,UmuD。UmuD被RecA輔助水解蛋白切開，成為UmuD', 與UmuC組成DNA聚合酶V。DNA聚合酶V需要DNA聚合酶III的亞基b,g來得到最佳酶活性。DNA合成由DNA聚合酶V完成，擔有修復出現(xiàn)錯誤的傾向。TLR：當細胞不能修復一些損傷時，可以用跨損傷DNA合成進行修復?？鐡p傷合成由特殊的DNA聚合酶催化，能夠直接跨過損傷位點進行DNA合成?？鐡p傷合成是SOS修復的一個部分。在缺少DNA聚合酶III的情況下

33、發(fā)生。原理：a、復制被損傷的部位所阻止。 b、RecA蛋白和模板鏈結合，形成RecA-DNA片段。 c、聚合酶V與復制的起始端結合。亞基作為滑動裝置在DNA鏈上滑動。 d、損傷部位被通過后，再由DNA聚合酶III指導DNA的復制。10什么是silent mutations？你認為是否一定對生物功能無影響，為什么？silent mutations（沉默突變）:突變后形成的密碼子編碼相同或者不同的氨基酸，但不改變所編碼蛋白的生物學功能。分為兩類：一類是雖有DNA的堿基變化，但不影響相應蛋白質的氨基酸變化（密碼子簡并性）；另一類DNA的堿基改變雖然導致氨基酸變化，但不影響相應蛋白質的活性（突變的是無

34、關緊要的位置），稱為中性替代（neutral substitution）。沉默突變不影響氨基酸順序可能是因為蛋白質是由三個核苷酸編碼的，每個核苷酸都負責在蛋白質鏈上加一個特定的氨基酸。突變的核苷酸也可能依然添加上同樣的氨基酸。因此氨基酸組成和蛋白質結構也被認為不會變化。然而，每隔一段時間，就會有一些數(shù)據(jù)不符合這個假設。比如一種叫做多藥物排斥-1(MDR-1)的基因。該基因已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)在人類癌細胞中頻繁地發(fā)生特殊的沉默突變。MDR-1編碼的蛋白P-gp可以把化學療法的藥物排出癌細胞，從而使藥物失效。一項生化測試顯示，突變的P-gp的三維結構略有不同。沉默突變也許發(fā)生在細胞不常使用的三聯(lián)體核苷酸上，

35、這些三聯(lián)體核苷酸可以減緩細胞的蛋白質制造機制。類似Silly String牌噴彩摩絲以不同速度噴射出去的設計，氨基酸鏈三維結構的折疊也是由速度決定的，較慢的折疊可以導致蛋白質最終形式的改變。細胞可能可以彌補一次沉默突變，但對那些多重的極少使用的三聯(lián)體密碼子則不行。故沉默突變不一定隨生物功能無影響。11闡述DNA重組HOLLIIDAY模型中蛋白的作用。（XLX）答：主要蛋白：RecA, RecBCD, RuvA, RuvB and RuvC。RecA：是多功能的動力蛋白。鏈交換ATP酶活性，蛋白酶活性，有352個氨基酸殘基，分子量為38kDa。在大腸桿菌的DNA重組中是必不可少的。RecA蛋白與

36、單鏈DNA結合，每一個RecA蛋白可與4-6個核苷酸結合。蛋白質與核苷酸形成的復合體由5-3運動。這個復合體是相當穩(wěn)定的，半衰期為30min，并且有促進鏈交換的活性。每個蛋白單體通過N末端alpha螺旋與相鄰的單體結合，形成一個六聚體。只要有以下條件RecA就可以促進DNA鏈的交換：兩個DNA分子都必須有可以使RecA結合的單鏈區(qū)。兩個分子必須有同源區(qū)，DNA鏈的長度不小于50pb。同源區(qū)必須有自由末端，這能夠成為鏈交換的起始點。 RecBCD:由recb、c、d基因分別編碼而成。RecBCD有五種酶活性：核酸外切酶，解旋酶，核酸內(nèi)切酶，ATP酶，單鏈DNA核酸外切酶活性。解旋酶活性解旋DNA

37、纏繞比纏繞生成更快。能使單鏈DNA成環(huán)。 與雙鏈DNA結合并且自然地分開兩條鏈。當RecBCD碰到Chi序列時，活性發(fā)生改變。RecD亞單位被釋放出來，RecBC作為解旋酶酶在ATP依賴的反應中解開DNA。生成的單鏈DNA可以用作鏈交換和重組反應。RuvA:四聚體，識別Holliday連接，協(xié)助RuvB解旋酶促進分支移動?？梢哉{(diào)節(jié)鏈交換。 RuvB:一種解旋酶可以催化HJ分支的移動。但本身卻不能和DNA有效結合。與RuvA連結發(fā)生作用。與其他解旋酶一樣，RuvB是一個六聚體，但與其他解旋酶不同的是，RuvB只與雙鏈結合不與單鏈結合。有ATP酶活性。RuvC:用于切開Holliday中間體。可以

38、把四條鏈中的兩條鏈切開。由于結合是對稱的，RuvC可以和鏈以兩種等同的方式結合。所以Holliday中間體可以被兩種不一樣卻等同的方式切開。識別HJ的位點為（A/T)TT (G/C)。12闡述易位因子概念和易位機制。答：易位因子的概念：是一種可以由染色體的一個位置轉移到另外位置的遺傳因子，也就是一段可以發(fā)生轉座的DNA,又稱為轉座子。細菌的易位因子有兩大類：一類是插入序列（IS）,是簡單的轉座子，除轉座所需的基因外不攜帶任何基因，檢測比較復雜。另一類是復雜轉座子，除轉座酶基因外還攜帶各種標記基因，易于檢測。 真核生物中根據(jù)轉座子“跳躍”方式的不同分為型和型轉座子。型轉座子轉座中間體是RNA。該

39、型轉座子先被轉錄為RNA ,再經(jīng)轉錄成為DNA，才插入到目標位點中。型轉座中間體是DNA 。該類型轉座子在結構上有其特點，其兩端是兩段直接重復序列，隨后連接的是反向重復序列，中間為插入序列。轉座子的機制：轉座子插入到一個新的部位的通常步驟是：在靶DNA上制造一個交錯的切口，然后轉座子與突出的單鏈末端相連接，并填充切口。交錯末端的產(chǎn)生和填充解釋了在插入部位產(chǎn)生靶DNA正向重復的原因。鏈的切口之間的交錯決定了正向重復的長度。三種不同類型的轉座。（1）復制型轉座（replicative transposition）：作為自身移動的一個部分，轉座子被復制，一個拷貝仍然保留在原來的位置上，而另一個則插入

40、到一個新的部位，這樣轉座過程伴隨著轉座子拷貝數(shù)的增加。（2） 非復制型轉座：轉座元件作為一個物理實體直接由一個部位轉移到另一個部位。（3）保守型轉座：保守型轉座是另一種非復制型的轉座過程，該過程中轉座元件從供體部位被切除并通過一系列的過程插入到靶部位，在該過程中每個核苷鍵皆被保留。該轉座過程與的整合機制類似，并且轉座酶與整合酶家族有關。13原核生物啟動子所組成的保守序列和終止子特異序列是什么？如何分析大腸桿菌啟動子保守序列的重要性？（ZT）答：原核生物中絕大部分的啟動子都存在位于-10bp處的TATAAT區(qū)和-35bp處的TTGACA區(qū)。這兩個區(qū)是相當保守的序列，是RNA聚合酶與啟動子的結合位

41、點，能與s因子相互識別而具有很高的親和力。在-35區(qū)和-10區(qū)之間的距離17±1bp。保持啟動子這二段的序列以及它們之間的距離是很重要的，否則會改變它所控制的基因的表達水平。UP 元件，位于啟動子上游-57 和-47 富含A/T 。(5'-AAAATTATTTT-3').不依賴于rho因子的終止子：終止位點上游一般都存在一個富含GC堿基的二重對稱區(qū)，由這段DNA轉錄產(chǎn)生的RNA容易形成發(fā)卡式結構。在終止位點前面有一段由6-8個A組成的序列，所以轉錄產(chǎn)物的3端為寡聚U，這種結構特征的存在決定了轉錄的終止。依賴于rho因子的終止子：依賴rho因子的轉錄終止區(qū)DNA序列缺乏

42、共性。Rho因子是一個相對分子量為2.0×105的六聚體蛋白，是一種NTP酶，通過催化NTP的水解促使新生RNA鏈從三元轉錄復合物中解離出來，從而終止轉錄。RNA合成起始以后，rho因子即吸附在新生的RNA鏈上，靠ATP水解產(chǎn)生的能量，沿53方向朝RNA聚合酶移動，到達RNA的3-OH端后取代了暫停在終止位點上的RNA聚合酶，使之從模板DNA上釋放mRNA ，完成轉錄過程。大腸桿菌啟動子保守序列的重要性：a、-10bp處的TATAAT區(qū)和-35bp處的TTGACA區(qū)是RNA聚合酶與啟動子的結合位點，能與因子相互識別而具有很高的親和力。b、兩個保守序列之間的距離是16-19bp，小于1

43、5bp或者大于20bp都會降低啟動子的活性，改變啟動子所控制基因的表達水平。d、如果突變使啟動子與保守序列的吻合度降低，則啟動子變?nèi)?。如果突變使啟動子與保守序列吻合度上升，則啟動子變強。e、通過突變改變啟動子的保守序列，可以形成不同的啟動子。不同的啟動子，不同的啟動子和不同的RNA聚合酶結合，達到調(diào)控轉錄的目的。14RNA聚合酶I識別的啟動子包含有哪兩個部分？分別由什么蛋白因子識別？答：RNA聚合酶只轉錄編碼核糖體RNA的基因，轉錄產(chǎn)物經(jīng)切割和加工后生成各種成熟rRNA，RNA 聚合酶I 的轉錄單位有兩段起始調(diào)控序列，核心啟動子(Core promoter)和-187 到 -107 bp 處的

44、上游啟動元件upstream promoter element(UPE)。核心啟動子(Core promoter)位于起始位點周圍，從-31 延伸到+6，它本身就足以起始轉錄。但是，其效率可被位于-187 到-107 的上游啟動元件（UPE)顯著提高。與一般啟動子相比，這兩個區(qū)域都有不尋常的組成，富含GC堿基對，而且它們約有85%是一致的。RNA 聚合酶需要UBF1和SL1兩個輔助因子。UBF1 是一個單鏈多肽，它先后與UPE和核心啟動子上富含GC 區(qū)結合。UBF1是一種組裝因子。SL1 因子與UBF1結合，是一個四聚體蛋白，其中一個單體蛋白是TATA-盒結合蛋白（TBP）。TBP在組裝轉錄復

45、合物時是必須的。SL1是一種定位因子，可以把RNA聚合酶定位到啟動子，所以轉錄可以在正確的地方開始。兩個因子形成復合體后， RNA 聚合酶就與核心啟動子結合起始轉錄。15RNA聚合酶III識別的啟動子有哪幾類？其定位因子是什么？（XQX）答：RNA聚合酶III識別的啟動子可以分為以下三類：a、5S rRNA 啟動子：大約120bp的長度，位于起始位點下游+41+87的位置。在C box和A box兩個保守序列內(nèi)形成。b、tRNA的啟動子也位于起始位點的下游，有兩個高度保守的序列A box，B box。A box，B box可以編碼tRNA的D環(huán)和TyC-環(huán)。所以，tRNA中高度保守的序列也可以

46、編碼DNA中的保守序列。位于啟動子下游需要的轉錄因子有：定位因子：TFIIIA：5S rRNA轉錄特異性因子，含有一條多肽。多肽上有鋅指DNA結合元件。對于部分第三級啟動子是必須的。TFIIIB：這個因子含有3個亞單位，其中一個就是TBP，一種可以和TATA-box結合的蛋白質。TFIIIC:由6個亞基組成。作為組裝因子，對于第三級的啟動子來說是必須的。TFIIIA與啟動區(qū)域的保守序列位點結合，TFIIIC再與之結合形成一個穩(wěn)定的復合體，并且覆蓋啟動子所有的基因。TFIIIB能夠與自己在轉錄起始點附近的位點結合，最后RNA polymerase III 與之結合，轉錄開始。c、snRNA的啟動

47、子位于轉錄起始位點的上游，有Oct，PSE,TATA三個保守序列。定位因子：SNAPc,與PSE結合。使TFIIIB結合到TATA-box上。TFIIIB可以使RNA polymerase III結合轉錄起始位點上。16列出你所知的RNA聚合酶II識別的啟動子順式作用因子。答：eg1：initiator ，啟動子中最常見的原件。上面有TFIID識別位點，可以和TFIID結合。TFII-I 和 YY1 因子也可以和initiator結合。eg2: TATA box通常位于起始位點上游約25bp處，它組成唯一的上游啟動子元件，此元件距起始位點有相對固定的位置。它可以在所有真核生物中找到。TATA盒

48、傾向于被富含G*C對的序列環(huán)繞，可能是TATA盒起作用的一個因子。具有選擇定位轉錄點的功能，作為定位因子起作用。eg3: DEP(上游核心啟動子元件)：上游TFIID識別序列，對轉錄活性很重要。與Inr協(xié)同作用，DEP和Inr之間的區(qū)域對優(yōu)化轉錄很重要。eg4: MET:類似于DPE，MET也可以和Inr協(xié)同作用，但要求有嚴格的Inr-MET區(qū)域。當TATA-box和DPE突變導致轉錄活性降低時，MET起到了補充做作用。eg5: DCE （下游核心元件），一般與TATA-box一起出現(xiàn)，與DPE不同的是，DCE由三個元件組成：CTTC,CTGT,AGC。與TAF1靠得很近。eg 6：XCPE1

49、 通常與NRF1, NF-1, 和 Sp1結合。是CpG 島上的元件家族的成員，有鏈特異性活化子來引發(fā)轉錄的起始。17從“Mix and match”的觀點來討論真核生物RNA聚合酶II啟動子元件與功能的關系。(LYH)答：RNA聚合酶II啟動子典型結構從構成來看可以分為核心啟動子和上游啟動子元件。核心啟動子又包括5個較小的元件：Inr、TATA框、BRE、UPE和DPE。1、Inr是具有基因最適表達所需要的保守序列。2、TATA框不僅與基因轉錄的調(diào)節(jié)有關系，也具有定位轉錄起始點的功能。結合轉錄因子TFD。TFD結合上來以后形成的復合物可保護4510的區(qū)域3、BRE TFIIB轉錄因子識別元件

50、，促進TFIIB與DNA結合。4、UPE 能表現(xiàn)出細胞類型的特異性，能提高轉錄效率和特異性，5、DPE 可以補償因TATA框缺失造成的轉錄抑制，能與通用轉錄因子TFIID結合。DPE與Inr的間距對最佳轉錄至關重要。還有MTE，可以彌補由基礎轉錄發(fā)生后TATA框或者DPE突變的損傷，協(xié)同DPE和TATA框的作用；CPE1，與CPG islangd發(fā)生作用，決定轉錄的方向。另外在哺乳動物啟動子還有GC框、CAAT框和以不同拷貝數(shù)、不同位置、不同方向存在于類型II啟動子八聚體序列。它們的存在主要是增加轉錄效率。 從保守序列分可以分為三類主要有三個保守序列：（1）帽子位點，又稱轉錄起始位點，其堿基大

51、多數(shù)為A，這與原核生物相似。（2）TATA框， 位于30處，有些TATA框的突變不影響轉錄的起始，但可以改變轉錄起始位點。說明TATA框具有定位轉錄起始點的功能。（3）CAAT框， 位于75處， CAAT框內(nèi)的突變對轉錄起始的影響很大，決定了啟動子起始轉錄的效率及頻率。在不同的啟動子中，這些元件的組合情況是不同的。各種元件將相應的蛋白因子結合到啟動子上，而這些蛋白因子共同組合成起始復合物。18從“COMBINATORIAL CONTROL”的觀點來討論多蛋白作用于真核生物轉錄的作用。答：轉錄的起始是RNA聚合酶識別啟動子并與之結合從而啟動RNA合成的過程。轉錄的起始過程十分復雜，特別是真核生物

52、，需要多種輔助因子參與。也就是多蛋白作用于真核生物轉錄。在真核生物的轉錄過程中設計三種聚合酶，分別是I、II、III。在類型I基因啟動子負責rRNA前體基因轉錄過程中個，出RNApolI外還有兩類轉錄子：1、核心結合因子，在人類稱SL-1，在其他生物稱TIF-IB。其對RNApolI結合啟動子是必須的。2、UPF結合因子，輔助SL-1結合啟動子。在類型III基因轉錄過程中，需要TFIIIA、TFIIIB和TFIIIC。 TFIIIA是一種鋅指結構，可以使酶停靠在DNA扇上；TFIIIC促使TFIIIB以其TBP結合于A框上游并與TFIIIC作用；TFIIIB促使RNApolIII結合到正確的堿

53、基序列成TFIIIB-TFIIIC-DNA復合物。對于類型II基因的轉錄，其序列的多樣，單靠RNApolII無法完成龐大的轉錄工作，主要依賴9中轉錄因子協(xié)助形成轉錄復合體。RNAPol，依賴模板合成RNATFA穩(wěn)定TFD和DNA的結合，激活TBP亞基TFB結合模板鏈（-10+10），起始Pol結合，和TFE/F相互作用TFDTBP亞基識別TATA，將聚合酶組入復合體中，TAFs識別特殊啟動子TFE結合在Pol的前部，使復合體的保護區(qū)延伸到下游TFF大亞基具解旋酶活性（RAP74）,小亞基和Pol結合，介導其加入復合體TFH具激酶活性，可以磷酸化PolC端的CTD，使Pol逸出，延伸TFI識別I

54、nr，起始TFF/D結合TFJ在TFF后加入復合體，不改變DNA的結合方式TFSRNA合成延伸 以下為文字簡介 除了最后一段外，可以不看TBP作為第一個和DNA接觸的因子被看成是一種RNA pol 結合的因子，使啟動子轉錄，它起到介導的作用。由于TATAHYPERLINK " "TFA含有幾個亞基，當它加入復合體中時，TFD所保護的DNA區(qū)域就延伸更上游的區(qū)域。它可能通過解除TAFs的阻遏作用而激活TBP，它的參與使TFD和TATA框結合得更穩(wěn)定TFB它在起始點鄰近區(qū)域，從-10到+10可以部分地保護模板鏈在TATA框下游與DNA松散結合。形成復合物，和DNA雙鏈結合是不對

55、稱的，它還可以使TFE/F相互作用。TFF含有2個亞基，大亞基RAP74，具有ATP依賴性DNA解旋酶活性，它和起始時DNA鏈的熔解有關。它的小亞基是RAP38，和細菌的因子有部分同源，緊密地和RNA pol 結合。介導pol和其它蛋白結合轉錄成復合體。TFF-pol和復合體連接時，與TFB的相互作用是重要的。RNA Pol結合位點在模板鏈上達到下游+15，在非模板鏈上達到+20，其長度貫穿了整個復合體 ，上游也被其保護了。TRE結合在pol的前部，使復合體的保護區(qū)延伸到下游雙鏈的+30處。TRH和 TRJ在TRF之后也加入復合體中，但并不改變DNA的結合方式。TFH具有激酶活性，可以磷酸化R

56、NA pol 尾巴上的CTD，CTD的磷酸化使pol從轉錄因子中釋放出來，這樣就能離開啟動子開始延伸。在沒有TATA框的啟動子上起始何發(fā)生呢？這種起始同樣需要一些基本的轉錄因子，其中也包括TFD。TFD可能帶有一個或多個TAFs來直接識別Inr，并與之結合。Inr序列可能作為一種位置元件，讓轉錄因子結合于其上，且錨這種復合體。TFD看來必須以某種其它方式進入復合體而不結合在TATA框上。在這些啟動子上TBP的功能很象在pol的啟動子上和pol的內(nèi)部啟動子上。 很多的基本因子含有多種亞基，可能涉及到約20多種肽，從此可以看出RNA Pol的起始是涉及到非常大的復合體。真核的pol只有在起始因子和

57、DNA結合后才和啟動子結合。這些因子的作用類似因子，使聚合酶識別啟動子上的特殊序列。19請闡述RNA EDITING和 RNA HOMING概念(GTT)答：RNA編輯：通過改變堿基的組成來改變RNA分子所包含的信息。這種改變已經(jīng)在真核生物的tRNA,rRNA ,mRNA和microRNA中被發(fā)現(xiàn)，但在原核生物中卻未見報道。RNA編輯通常發(fā)生在細胞核，細胞液，線粒體和質體中。 RNA歸巢：一些內(nèi)含子可以插入到目標DNA中。這是單目標鏈的特異性反應。組群1內(nèi)含子的歸巢由DNA介導的機制進行調(diào)節(jié)，組群2內(nèi)含子的歸巢由RNA介導的機制調(diào)節(jié)。20請闡述RNA剪切中具有催化功能的RNA分子（核酶）的作用及應用的研究進展答：核酶的作用：核酶是一類具有催化功能的RNA分子，通過催化靶位點RNA鏈中磷酸二酯鍵的斷裂，特異性的剪切底物RNA分子，從而阻斷基因的表達。不同的核酶有不同的催化功能，可以分為剪切型核酶和剪接型核酶兩大類。剪切型核酶只剪不接，能夠催化自身RNA或者不同的RNA分子，切下特異性的核苷酸序列。剪接型核酶有序列的內(nèi)切核酸酶，RN