分子生物學(xué)復(fù)習(xí)題及答案(附帶模擬考卷)

1、分子生物學(xué)復(fù)習(xí)思考題 (2004.10.)1 寫出分子生物學(xué)廣義的與狹義的定義，現(xiàn)代分子生物學(xué)研究的主要內(nèi)容，以及5個分子生物學(xué)發(fā)展的主要大事紀(jì)（年代、發(fā)明者、簡要內(nèi)容）。廣義上:分子生物學(xué)包括對蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子結(jié)構(gòu)與功能的研究、以及從分子水平上闡明生命的現(xiàn)象和生物學(xué)規(guī)律。狹義概念:既將分子生物學(xué)的范疇偏重于核酸（基因）的分子生物學(xué)，主要研究基因或DNA結(jié)構(gòu)與功能、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、表達(dá)和調(diào)節(jié)控制等過程。其中也涉及到與這些過程相關(guān)的蛋白質(zhì)和酶的結(jié)構(gòu)與功能的研究?，F(xiàn)代分子生物學(xué)研究的主要內(nèi)容有：基因與基因組的結(jié)構(gòu)與功能，DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯，基因表達(dá)調(diào)控的研究，DNA重組技術(shù)，結(jié)構(gòu)分子生物

2、學(xué)等。5個分子生物學(xué)發(fā)展的主要大事紀(jì)（年代、發(fā)明者、簡要內(nèi)容）:1. 1944年,著名微生物學(xué)家Avery 等人在對肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗中證實了DNA是生物的遺傳物質(zhì)。這一重大發(fā)現(xiàn)打破了長期以來，許多生物學(xué)家認(rèn)為的只有象蛋白質(zhì)那樣的大分子才能作為細(xì)胞遺傳物質(zhì)的觀點，在遺傳學(xué)上樹立了DNA是遺傳信息載體的理論。2. 2.1953年，是開創(chuàng)生命科學(xué)新時代具有里程碑意義的一年，Watson和Crick發(fā)表了“脫氧核糖核酸的結(jié)構(gòu)”的著名論文，他們在Franklin和Wilkins X-射線衍射研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，為人類充分揭示遺傳信息的傳遞規(guī)律奠定了堅實的理論基礎(chǔ)。同年，Sa

3、nger歷經(jīng)8年，完成了第一個蛋白質(zhì)胰島素的氨基酸全序列分析。3. 1954年Gamnow從理論上研究了遺傳密碼的編碼規(guī)律, Crick在前人研究工作基礎(chǔ)上，提出了中心法則理論，對正在興起的分子生物學(xué)研究起了重要的推動作用。4. 1956年Volkin和Astrachan發(fā)現(xiàn)了mRNA(當(dāng)時尚未用此名)。5. 1985年,Saiki等發(fā)明了聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)；Sinsheimer首先提出人類基因組圖譜制作計劃設(shè)想；Smith等報導(dǎo)了DNA測序中應(yīng)用熒光標(biāo)記取代同位素標(biāo)記的方法；Miller等發(fā)現(xiàn)DNA結(jié)合蛋白的鋅指結(jié)構(gòu)。2. 作為主要遺傳物質(zhì)的DNA具有哪些特性，研究DNA一級結(jié)構(gòu)有什么

4、重要意義，什么是DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)？有哪些類型？解釋DNA拓?fù)洚悩?gòu)體，它們之間互變異構(gòu)依賴于什么？簡述真核生物的染色體結(jié)構(gòu)，它們是如何組裝的？有幾種組蛋白參與核小體的形成？作為遺傳物質(zhì)的DNA具有以下特性： 貯存并表達(dá)遺傳信息； 能把遺傳信息傳遞給子代； 物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定； 有遺傳變異的能力。研究DNA以及結(jié)構(gòu)的意義是：DNA一級結(jié)構(gòu)決定了二級結(jié)構(gòu)，折疊成空間結(jié)構(gòu)。這些高級結(jié)構(gòu)又決定和影響著一級結(jié)構(gòu)的信息功能。研究DNA的一級結(jié)構(gòu)對闡明遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能以及它的表達(dá)、調(diào)控都是極其重要的。如果使這種正常的DNA分子額外地多轉(zhuǎn)幾圈或少轉(zhuǎn)幾圈，就會使雙螺旋中存在張力。當(dāng)雙螺旋分子末端開放時，這種張

5、力可通過鏈的轉(zhuǎn)動而釋放，DNA恢復(fù)正常的雙螺旋狀態(tài)。如果固定DNA分子的兩端，或者本身是共價閉合環(huán)狀DNA或與蛋白質(zhì)結(jié)合的DNA分子，DNA分子兩條鏈不能自由轉(zhuǎn)動，額外的張力不能釋放，DNA分子就會發(fā)生扭曲，用以抵消張力。這種扭曲稱為超螺旋。超螺旋有正超螺旋和負(fù)超螺旋兩種形式。拓?fù)鋵W(xué)是數(shù)學(xué)的一個分支，研究物體變形后仍然保留下來的結(jié)構(gòu)特性。他們之間互變異構(gòu)依賴于拓?fù)洚悩?gòu)酶的催化。真核生物的染色體十分復(fù)雜，具有不同層次的組裝結(jié)構(gòu)，染色質(zhì)分為常染色質(zhì)和異染色質(zhì)兩種。在常染色質(zhì)中DNA的壓縮比為1 0002 000，相對比較伸展，主要為單拷貝基因和中等重復(fù)序列。異染色質(zhì)是指在間期核中DNA折疊壓縮程度

6、較高，以凝集狀態(tài)存在，對堿性染料著色較深的區(qū)域。在著絲粒、端粒、次縊痕以及染色體的某些節(jié)段，由較短和高度重復(fù)的DNA序列組成永久性的異染色質(zhì)。另一些染色質(zhì)區(qū)域隨細(xì)胞分化而進(jìn)一步折疊壓縮，以封閉基因活性，稱為功能性異染色質(zhì)。染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位是核小體(nucleosome)。核小體是由組蛋白核心和盤繞其上的DNA構(gòu)成。核心由組蛋白H2A、H2B、H3和H4各2分子組成，所以是一個八聚體。3. 核酸變性后分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生了哪些變化，引起DNA變性的主要因素有哪些？l 檢測核酸變性最簡單的定性和定量方法是什么？ 寫出DNA復(fù)性的條件l 影響DNA復(fù)性速度的因素包括哪些？l 規(guī)定復(fù)性實驗的標(biāo)準(zhǔn)條件

7、是什么？DNA復(fù)性程度怎樣檢測？l DNA的Tm值一般與什么因素有關(guān)，什么是Cot曲線？l 核酸的分子雜交一般有幾種類型？它們分別用于檢測哪些物質(zhì)？DNA變性后原來隱藏在雙螺旋內(nèi)部的發(fā)色基團(tuán)，成為單鏈而暴露出來，使DNA的物理和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生一系列的變化。這些變化包括：DNA溶液的粘度大大下降；沉淀速度增加；浮力密度上升；粘度降低；紫外吸收光譜升高；雙折射現(xiàn)象消失，比旋下降；酸堿滴定曲線改變；生物活性喪失等。引起DNA變性的主要因素有：溫度、pH值、有機(jī)溶劑等。紫外吸收光譜的變化是檢測變性最簡單的定性和定量方法。DNA的復(fù)性必須滿足二個條件：一定的離子強(qiáng)度，用以削弱兩條鏈中磷酸基團(tuán)之間的排斥力。

8、較高的溫度，用以避免隨機(jī)形成的無規(guī)則氫鍵。影響DNA復(fù)性速度的因素包括：（1）DNA分子的復(fù)雜程度。（2）DNA的濃度。（3）DNA片段的大小。（4）溫度的影響。（5）陽離子的濃度。規(guī)定復(fù)性實驗的標(biāo)準(zhǔn)條件是：400核苷酸長度，Tm = 25的溫度，陽離子強(qiáng)度0.18mol/L，此時的復(fù)性速度常數(shù)5105。通過下列3種方法可以測定DNA序列復(fù)性的程度：（1）S1核酸酶水解的雙鏈DNA量。（2）減色效應(yīng)，在復(fù)性過程中可跟蹤測定A260的光吸收值；（3）S1核酸酶只催化單鏈DNA的水解，不能作用于雙鏈DNA，因此將樣品限定水解后測定抗羥基磷灰石層析，羥基磷灰石是一種磷酸鈣鹽，經(jīng)過一定的處理后，具有吸

9、附雙鏈DNA的能力，洗脫時，只允許單鏈通過，從而可以計算出剩余雙鏈DNA的量。DNA的Tm值大小一般與下列因素有關(guān)：（1）DNA的均一性。(2)G-C對含量。(3)介質(zhì)中離子強(qiáng)度。以C/C0對COt作圖得到的復(fù)性對濃度的依賴關(guān)系的曲線稱為Cot曲線。分子雜交有多種類型，將不同來源的DNA變性后，在溶液里進(jìn)行雜交，稱為溶液雜交（solution hybridization）；用硝酸纖維素制成的濾膜，可以吸附單鏈DNA或RNA，將變性DNA或RNA吸附到濾膜上，再進(jìn)行雜交，稱為濾膜雜交（filter hybridization）。濾膜雜交包括（1）Southern印跡法用于檢測DNA。（2）Nor

10、thern印跡法用于檢測RNA。（3）Westhern印跡法用于檢測蛋白質(zhì)。4. 簡述基因的概念？什么是反向生物學(xué)？什么是順反子？現(xiàn)代分子生物學(xué)中順反子與基因是什么關(guān)系？ 基因（gene）是原核、真核生物以及病毒的DNA和RNA分子中具有遺傳效應(yīng)的核苷酸序列是遺傳的基本單位。反向生物學(xué)是指利用重組DNA技術(shù)和離體定向誘變的方法研究已知結(jié)構(gòu)的基因相應(yīng)的功能，在體外使基因突變，再導(dǎo)入體內(nèi)，檢測突變的遺傳效應(yīng)，即以表型來探索基因的結(jié)構(gòu)。一個順反子就是一段核苷酸序列，能編碼一條完整的多肽鏈。現(xiàn)代分子生物學(xué)文獻(xiàn)中，順反子和基因這兩個術(shù)語是互相通用的。一般而言，一個順反子就是一個基因，大約1500個核苷酸

11、。它是由一群突變單位和重組單位組成的線性結(jié)構(gòu)（因為任何一個基因都是突變體或重組體）。因此，順反子的概念表明了基因不是最小單位，它仍然是可分的，并非所有的DNA序列都是基因，而只有其中某些特定的多核苷酸區(qū)段才是基因的編碼區(qū)。5. 名詞解釋：斷裂基因、外顯子、內(nèi)含子、C值、C值矛盾、基因家族、基因簇、衛(wèi)星DNA、ORF、微衛(wèi)星DNA、反向重復(fù)序列、正鏈/負(fù)鏈RNA病毒、重疊基因、端粒酶、假基因、Alu家族、基因組學(xué)。斷裂基因：在真核生物基因組中，基因是不連續(xù)的，在基因的編碼區(qū)域內(nèi)部含有大量的不編碼序列，從而打斷了對應(yīng)于蛋白質(zhì)的氨基酸序列。這種不連續(xù)的基因又稱斷裂基因或割裂基因。外顯子：斷裂基因中編

12、碼的序列稱為外顯子(exon)，即基因中對應(yīng)于信使RNA序列的區(qū)域。內(nèi)含子：斷裂基因中不編碼的間隔序列稱為內(nèi)含子(intron)，內(nèi)含子是在信使RNA被轉(zhuǎn)錄后的剪接加工中去除的區(qū)域。C值：生物種的一個特征是一個單倍體基因組的全部DNA含量總是相對恒定的。通常稱為該物種的C值。C值矛盾：C-值矛盾（C Value Paradox）是指真核生物中DNA含量的反?，F(xiàn)象。主要表現(xiàn)為： C值不隨生物的進(jìn)化程度和復(fù)雜性而增加； 關(guān)系密切的生物C值相差甚大； 高等真核生物具有比用于遺傳高得多的C值?；蚣易澹夯蚣易?gene family)是真核生物基因組中來源相同，結(jié)構(gòu)相似，功能相關(guān)的一組基因?；虼兀?/p>

13、基因簇(gene cluster)是指基因家族中的各成員緊密成簇排列成大段的串聯(lián)重復(fù)單位,定位于染色體的特殊區(qū)域。衛(wèi)星DNA：有些高度重復(fù)DNA序列的堿基組成和浮力密度與主體DNA不同，在氯化銫密度梯度離心時，可形成相對獨立于主DNA帶的衛(wèi)星帶。這些衛(wèi)星帶稱為衛(wèi)星DNA。ORF：指核苷酸序列的可閱讀框。微衛(wèi)星DNA：微衛(wèi)星DNA是由更簡單的重復(fù)單位組成的小序列，分散于基因組中，大多數(shù)重復(fù)單位是二核苷酸，也有少量三或四核苷酸的重復(fù)單位。反向重復(fù)序列：在DNA分子中核苷酸順序相同、區(qū)向相反的核苷酸序列。如： AGTTCCGTTA TAACGGCAAT正鏈/負(fù)鏈RNA病毒：所含核酸為RNA的病毒稱為

14、RNA病毒。如果所含單戀核酸與mRNA序列相同稱之為正鏈RNA病毒，與mRNA序列互補(bǔ)稱之為負(fù)鏈RNA病毒。重疊基因：基因的核苷酸序列被另外的基因以不同的方式重讀，編碼在結(jié)構(gòu)、功能屬于其他種類蛋白質(zhì)的基因。端粒酶：是一種含有RNA鏈的逆轉(zhuǎn)錄酶，能以其所含的RNA為模板合成DNA端粒結(jié)構(gòu)。假基因：與結(jié)構(gòu)基因的核苷酸順序大部分同源，但不能表達(dá)的基因。Alu家族：人類和哺乳動物基因組中存在的一大類中等重復(fù)序列，因其可被限制性核酸內(nèi)切酶Alu切割所以稱之為Alu家族。6. 重疊基因最初是在什么生物中發(fā)現(xiàn)的？重疊基因的存在有何意義？真核生物的DNA序列可分為幾種類型？分別寫出并簡要敘述之。真核生物基因組

15、重復(fù)序列的復(fù)性動力學(xué)曲線有什么特點？為什么說基因組中的非重復(fù)序列主要決定著基因組的復(fù)雜性？列出幾個已完成全序列測定的基因組生物種類。 重疊基因是在在噬菌體Xl74基因組中發(fā)現(xiàn)的。重疊基因及基因內(nèi)基因的現(xiàn)象可使原核生物利用有限的遺傳資源表達(dá)更多生物功能的能力。 根據(jù)DNA復(fù)性動力學(xué)研究（復(fù)性動力學(xué)方程參見第2章），真核生物的DNA序列可以分為4種類型： 1. 單拷貝序列 又稱非重復(fù)序列，在一個基因組中只有一個拷貝，真核生物的大多數(shù)基因都是單拷貝的。在復(fù)性動力學(xué)中對應(yīng)于慢復(fù)性組分。 2. 輕度重復(fù)序列 在一個基因組中有210個拷貝(有時被視為非重復(fù)序列)，如組蛋白基因和酵母tRNA基因。在復(fù)性動力

16、學(xué)中也對應(yīng)于慢復(fù)性組分。3. 中度重復(fù)序列 有十至幾百個拷貝，一般是不編碼的序列，例如人類基因組中的Alu序列等。中度重復(fù)序列可能在基因表達(dá)調(diào)控中起重要作用，包括DNA復(fù)制的起始、開啟或關(guān)閉基因的活性、促進(jìn)或終止轉(zhuǎn)錄等。平均長度約300bp，它們在一起構(gòu)成了基因序列家族與非重復(fù)序列相間排列。對應(yīng)于中間復(fù)性組分。4. 高度重復(fù)序列 有幾百到幾百萬個拷貝，是一些重復(fù)數(shù)百次的基因，如rRNA基因和某些tRNA基因，而大多數(shù)是重復(fù)程度更高的序列，如衛(wèi)星DNA等。高度重復(fù)序列對應(yīng)于快復(fù)性組分。真核生物DNA復(fù)性曲線與原核生物有很大不同，跨越了78個數(shù)量級?？梢钥闯鰪?fù)性反應(yīng)分三個組分進(jìn)行（圖中箭頭所指），

17、每個組分代表基因組中不同復(fù)雜性的序列類型。因為有研究表明，大約80左右的mRNA是與非重復(fù)的DNA組分結(jié)合的。這也說明大多數(shù)結(jié)構(gòu)基因都位于非重復(fù)的DNA序列上，所以說，基因組中的非重復(fù)序列決定基因組的復(fù)雜性。大腸桿菌、枯草桿菌、釀酒酵母、線蟲以及多種病原體，果蠅、水稻和擬南芥菜等生物種類已完成或接近完成全序列的測定。7. 分別寫出病毒、原核、真核生物基因組的概念，它們各有何特點，請比較其異同。病毒基因組是指病毒的染色體DNA或RNA所含的基因。它不僅可形成單基因組，還可以形成片段基因組和單鏈二倍體基因組等?；蚪M都很小，所含的基因數(shù)量也少，能編碼病毒衣殼蛋白可少數(shù)酶類。按某些病毒的表達(dá)時期可分

18、為早期基因和晚期基因，有些病毒還有不同形式的重疊基因。其基因組的復(fù)制有半保留和全保留的不同方式，以單復(fù)制子單向或雙向進(jìn)行。它不具有自身的翻譯體系，基因的表達(dá)和病毒的繁殖都需依賴寄主細(xì)胞。原核生物的染色體基因組是指其環(huán)狀或線狀的雙鏈DNA分子所含有的全部基因，有的原核生物還含有染色體外的質(zhì)?；蚪M。 其特點是它的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)基因大都為單拷貝，功能相關(guān)的基因大多集中在一起組成操縱子，其中的結(jié)構(gòu)基因為多順反子，即數(shù)個結(jié)構(gòu)基因串聯(lián)在一起，受同一調(diào)節(jié)區(qū)調(diào)節(jié)。數(shù)個操縱子又由一個共同的調(diào)節(jié)基因（regulator gene）所調(diào)控。與復(fù)制有關(guān)的酶和蛋白質(zhì)基因分散排列在整個染色體的不同區(qū)域中，rRNA基因是多拷

19、貝的，并由16S，23S，5S rRNA基因組成一個轉(zhuǎn)錄單位，其間有的還插有tRNA基因。tRNA基因有單、雙、多拷貝的形式?；蚪M中具有多種功能的識別區(qū)域，如復(fù)制起始區(qū)，復(fù)制終止區(qū)，轉(zhuǎn)錄啟動區(qū)，終止區(qū)等。這些區(qū)域具有特殊的序列，如反向重復(fù)序列等。真核生物基因組（eucaryotic genome）指真核生物的核基因組,包括染色體基因組和核內(nèi)的染色體外基因,以及細(xì)胞質(zhì)的線粒體、葉綠體基因組等。其特點是真核生物基因組可形成單拷貝、寡拷貝、多拷貝以及斷裂基因，有的還具有轉(zhuǎn)座基因，其基因復(fù)制在細(xì)胞核中以多復(fù)制子形式進(jìn)行，基因表達(dá)可在核、質(zhì)中分別進(jìn)行，調(diào)控機(jī)制比原核細(xì)胞復(fù)雜，功能相關(guān)的基因不構(gòu)成操縱子

20、。真核生物基因組與原核基因組相比，其區(qū)別可總結(jié)如下：真核生物基因組遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原核生物基因組，且具有相當(dāng)?shù)膹?fù)雜度； 基因組中不編碼區(qū)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于編碼區(qū)域； 基因組中的 DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合，形成的染色體存在于細(xì)胞核內(nèi)； 大部分基因有內(nèi)含子，因此基因的編碼區(qū)域不連續(xù)； 存在著重復(fù)序列，重復(fù)次數(shù)從幾次幾百萬次不等； 基因組中以多復(fù)制起點的形式復(fù)制； 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子； 真核生物基因組與原核相同，也存在著可移動的因子。真核生物的不同基因組之間也具有一定的相關(guān)性，如基因特性相似，基因結(jié)構(gòu)及組成類同，遺傳信息傳遞方向的普遍性，遺傳密碼的通用性等。8.寫出DNA復(fù)制的幾個概念：半保留復(fù)制及其實驗證據(jù) 氯化銫密度

21、梯度離心 半不連續(xù)復(fù)制 復(fù)制子 半保留復(fù)制的生物學(xué)意義，細(xì)胞內(nèi)染色體外遺傳因子包括哪些？原核、真核生物復(fù)制有什么不同？大腸桿菌染色體DNA復(fù)制起點是什么？ 什么是雙向復(fù)制？ DNA復(fù)制采取哪些方式？ 在 DNA分子上的每一條鏈都含有合成它的互補(bǔ)鏈所必需的全部遺傳信息。在復(fù)制過程中首先是雙鏈解旋并分開，之后以每條鏈作為模板在其上合成新的互補(bǔ)鏈，其結(jié)果是由一條鏈可以形成互補(bǔ)的兩條鏈。這樣新形成的兩條雙鏈DNA分子與原來DNA分子的堿基順序完全一樣。在此過程中，每個子代分子的一條鏈來自親代DNA，另一條鏈則是新合成的，這種方式稱為半保留復(fù)制。在DNA復(fù)制過程中每個復(fù)制叉中的前導(dǎo)鏈連續(xù)復(fù)制，而后隨鏈?zhǔn)?/p>

22、以反方向合成不連續(xù)的短片段。最后再由連接酶連接成連續(xù)的DNA序列，這種復(fù)制方式稱為半不連續(xù)復(fù)制。半保留復(fù)制的生物學(xué)意義是，在半保留復(fù)制中堿基配對是核酸分子間傳遞遺傳信息的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。無論是復(fù)制、轉(zhuǎn)錄或逆轉(zhuǎn)錄，在形成雙鏈螺旋分子時都是通過堿基配對來完成的。這種復(fù)制機(jī)制還說明了DNA分子在代謝上的穩(wěn)定性，經(jīng)過許多代的復(fù)制，DNA多核苷酸鏈仍可保持完整，并存在于后代而不被分解。與細(xì)胞的其他成分相比這種穩(wěn)定性與它的可遺傳功能是相符合的。原核真核生物復(fù)制的不同點大腸桿菌的復(fù)制起點有OriC和OriH兩種，OriC是主要復(fù)制起點。在DNA的復(fù)制起點形成兩個復(fù)制叉分別向兩個方向同時進(jìn)行復(fù)制的現(xiàn)象。DNA復(fù)制采

23、取的方式主要有 原核生物的染色體和質(zhì)粒，真核生物的細(xì)胞器DNA都是環(huán)狀雙鏈分子。實驗表明，它們都在一個固定的起點開始復(fù)制，復(fù)制方向大多是雙向的，即形成兩個復(fù)制叉或生長點，分別向兩側(cè)進(jìn)行復(fù)制；也有一些是單向的，只形成一個復(fù)制叉或生長點。通常兩條鏈同時進(jìn)行對稱復(fù)制；也有一些不對稱的復(fù)制，一條鏈復(fù)制后再進(jìn)行另一條鏈的復(fù)制。DNA在復(fù)制叉處兩條鏈解開，各自合成其互補(bǔ)鏈。還有些生物采取單向復(fù)制的特殊方式滾環(huán)復(fù)制。9. 簡述以下DNA復(fù)制酶與蛋白質(zhì)因子的體系，DNA聚合酶、Klenow片段、DNA聚合酶、DNA聚合酶、復(fù)合物、 夾子裝置器、DNA連接酶、SSB、HU、DnaA 、DnaB 、DnaC 、

24、兩類拓?fù)洚悩?gòu)酶 DNA聚合酶是多功能酶?？纱呋韵聨追N反應(yīng)： 通過核苷酸聚合反應(yīng)，使DNA鏈沿3 5方向延長(聚合酶活性)；由3端水解DNA鏈(3 5核酸外切酶活性)；由5端水解DNA鏈(3 5核酸外切酶活性)；由3端使DNA鏈發(fā)生焦磷酸解；無機(jī)焦磷酸與脫氧核糖核苷三磷酸之間的焦磷酸基交換。焦磷酸解是聚合反應(yīng)的逆反應(yīng)，焦磷酸交換反應(yīng)由前兩個反應(yīng)連續(xù)重復(fù)多次引起。因此，DNA聚合酶I兼有聚合酶、3 5核酸外切酶和5 3核酸外切酶的活性。在聚合酶活性中心，與這些功能相關(guān)的結(jié)合位置分布十分精巧而靈活。DNA聚合酶為多亞基酶，其聚合酶亞基由一條相對分子質(zhì)量為88 000的多肽鏈組成。這個酶的活力比DN

25、A聚合酶I高。NA聚合酶具有3 5核酸外切酶活性，但無5 3活性。DNA聚合酶也不是復(fù)制酶，而是一種修復(fù)酶。DNA聚合酶是由多個亞基組成的蛋白質(zhì)，亞基很容易解離，全酶(holoenzyme)由、 和10種亞基所組成，除合成速度比聚合酶I快外其他性質(zhì)與聚合酶I基本相同。DNA聚合酶的其他許多性質(zhì)都表明它是DNA復(fù)制酶。DNA聚合酶被蛋白酶切開得到的大片段稱為Klenow片段，具有催化DNA聚合作用和3 5校對功能。聚合酶III中的亞基是一種依賴DNA的ATP酶，全酶中的復(fù)合物由6個亞基(2)構(gòu)成，主要功能是協(xié)同亞基嵌住模板DNA，又稱夾子裝置器。DNA連接酶是指能催化鏈的兩個末端間共價連接的酶。

26、連接反應(yīng)需要能量。 解開的兩條單鏈隨即被單鏈結(jié)合蛋白（SSB）覆蓋。大腸桿菌SSB蛋白由4個相同亞基組成。這類蛋白曾被稱為解鏈蛋白、熔解蛋白、螺旋去穩(wěn)定蛋白等。但實際上它不是解鏈蛋白，其功能在于穩(wěn)定已解開的單鏈，阻止復(fù)性和保護(hù)單鏈部分不被核酸酶降解。HU蛋白是細(xì)菌細(xì)胞的類組蛋白，可與DNA結(jié)合，促使雙鏈DNA彎曲。受其影響，鄰近三個成串富含AT的13 bp序列被促便成為開鏈復(fù)合物，所需能量由ATP供給。DnaA DnaB DnaC是大腸桿菌起點與復(fù)制起始有關(guān)的酶，其中DnaA識別起始序列，在起點特異位置識別解開雙鏈；DnaB解開DNA雙鏈；DnaC幫助DnaB結(jié)合與起始位點。 拓?fù)洚悩?gòu)酶I最初

27、在大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)，稱蛋白或切口封閉酶，是相對分子質(zhì)量97 000的一條多肽鏈，由基因top A編碼。它能在DNA的一股鏈上產(chǎn)生一個切口，使另一條鏈得以穿越，連接數(shù)每次改變1（圖4）。反應(yīng)無需供給能量。拓?fù)洚悩?gòu)酶主要消除負(fù)超螺旋，但也能引起DNA的其他拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。拓?fù)洚悩?gòu)酶II能使DNA的兩條鏈同時發(fā)生斷裂和再連接，當(dāng)它引入超螺旋時，需要由ATP水解供給能量。細(xì)菌的型拓?fù)洚悩?gòu)酶是一種DNA旋轉(zhuǎn)酶，它利用ATP水解提供的能量，可連續(xù)向同一個雙鏈閉環(huán)DNA分子中引入負(fù)超螺旋，從而抵消了DNA復(fù)制中產(chǎn)生的正超螺旋。10. DNA聚合酶 具有哪三個復(fù)制特點從而使其成為DNA復(fù)制主要的酶 ？怎樣實現(xiàn)DN

28、A合成的高保真性？簡述單鏈環(huán)狀X174噬菌體復(fù)制過程。寫出真核生物的5種主要DNA聚合酶，真核生物DNA的主要抑制劑是什么？高的保真性(fidelity)、協(xié)同性(cooperativity)和持續(xù)性(processivity)。這三個特點使得DNA聚合酶III成為DNA復(fù)制的主要的酶。實現(xiàn)DNA合成的高保真性，從熱力學(xué)角度看，堿基對的錯配使雙螺旋結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，由此計算的堿基錯配率大約在10-2。DNA聚合酶對底物的選擇作用和3 5核酸外切酶的校對作用分別使錯配頻率下降10-2，因而達(dá)10-6。這是體外合成DNA時所能達(dá)到的水平。在體內(nèi)，DNA聚合酶和復(fù)制叉的復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)一步提高了復(fù)制的準(zhǔn)確性；另

29、外復(fù)制的修復(fù)系統(tǒng)可識別錯配堿基以及各種損傷并修正，從而使變異率下降到更低的水平(在進(jìn)化上相當(dāng)?shù)乃?。X174噬菌體的基因組由單鏈DNA組成，稱病毒型或正鏈。感染宿主細(xì)胞后的復(fù)制分為三個階段：以噬菌體正鏈為模板復(fù)制復(fù)制雙鏈環(huán)狀DNA分子。在X174感染后1min內(nèi)主要是這種復(fù)制方式；由RF型雙鏈DNA復(fù)制RF型雙鏈DNA，噬菌體基因大量表達(dá)。感染后120min內(nèi)是此種方式，約產(chǎn)生60個RF型雙鏈DNA，RF型復(fù)制需要噬菌體基因編碼的A蛋白；由RF型DNA分子以滾動環(huán)式復(fù)制產(chǎn)生噬菌體正鏈。X174噬菌體DNA的基因A在復(fù)制調(diào)控中起著關(guān)鍵的作用。真核生物有多種DNA聚合酶。從哺乳動物細(xì)胞中分離出了

30、5種，分別為、，5-氟脫氧尿苷能抑制胸腺嘧啶核苷酸的合成，是DNA合成的強(qiáng)烈抑制劑。 11.什么是DNA的損傷? DNA結(jié)構(gòu)的改變有哪兩種類型? DNA分子堿基自發(fā)性化學(xué)改變可造成哪五種因素的損傷?寫出其要點.化學(xué)因素引起的DNA損傷主要有哪幾種? 寫出要點.DNA損傷指在生物體生命過程中DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)生的任何改變。DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生的改變主要分為兩種：一是單個堿基的改變，二是雙螺旋結(jié)構(gòu)的異常扭曲。堿基自發(fā)性化學(xué)改變的這類損傷包括五種因素：堿基之間的互變異構(gòu)、堿基脫氨基、自發(fā)的脫嘌呤和脫嘧啶、活性氧引起的誘變及細(xì)胞代謝產(chǎn)物對DNA的損傷等?；プ儺悩?gòu)指DNA分子中的4種堿基自發(fā)地使氫原子改變位置

31、，產(chǎn)生互變異構(gòu)體，進(jìn)一步使堿基配對的式發(fā)生改變，這樣在復(fù)制后的子鏈上就可能出現(xiàn)錯誤。堿基的脫氨基作用是指胞嘧啶(C)、(A)和(G)分子結(jié)構(gòu)中都含有環(huán)外氨基，氨基有時會自發(fā)脫落，結(jié)果C變?yōu)?U).A變?yōu)?I)，G變?yōu)辄S嘌呤(X)，當(dāng)DNA復(fù)制時，會在子鏈中產(chǎn)生錯誤而導(dǎo)致?lián)p傷。自發(fā)的脫嘌呤和脫嘧啶作用是指DNA分子在生理條件下可通過自發(fā)性水解，使嘌呤堿和嘧啶堿從磷酸脫氧核糖骨架上脫落下來?；钚匝鯙檠醴肿与娮訑?shù)大于O2的O2。8-oxoG (GO) 是一種氧化堿基（7，8-二氫-8-氧代鳥嘌呤），可與C、A配對，而DNA聚合酶、的校正活性不能校正其錯配，造成GCTA的顛換，這種損傷可以積累。有些糖

32、分子如葡萄糖和堿基氧化產(chǎn)物6磷酸葡萄糖能與DNA反應(yīng)，產(chǎn)生明顯的結(jié)構(gòu)上以及生物學(xué)方面的變化?；瘜W(xué)因素引起的DNA損傷主要有：1. 烷化劑對DNA的損傷 烷化劑是一類親電子的化合物，極容易與生物體中的有機(jī)物大分子的親核位點起反應(yīng)。當(dāng)烷化劑和DNA作用時，就可以將烷基加到核酸的堿基上去。2. 2. 堿基類似物對DNA的損傷 堿基類似物是一類結(jié)構(gòu)與堿基相似的人工合成化合物，由于它們的結(jié)構(gòu)與堿基相似，進(jìn)入細(xì)胞后能替代正常的堿基摻入到DNA鏈中，干擾DNA的正常合成。12 .寫出細(xì)胞對DNA損傷的五種修復(fù)系統(tǒng)，SOS應(yīng)急反應(yīng)、 SOS反應(yīng)由什么物引起? 基因突變的概念、類型. 細(xì)胞對DNA損傷的修復(fù)系統(tǒng)

33、主要有五種：即切除修復(fù)、錯配修復(fù)、直接修復(fù)、重組修復(fù)和易錯修復(fù)。許多能造成DNA損傷、或抑制DNA復(fù)制的過程能引起一系列復(fù)雜的誘導(dǎo)效應(yīng)，這種效應(yīng)稱為應(yīng)急反應(yīng)（SOS response）SOS反應(yīng)包括誘導(dǎo)DNA損傷修復(fù)、誘變效應(yīng)、細(xì)胞分裂的抑制以及溶原性細(xì)菌釋放噬菌體等，細(xì)胞癌變也與SOS反應(yīng)有關(guān)。SOS反應(yīng)誘導(dǎo)的修復(fù)系統(tǒng)包括：避免差錯的修復(fù)（error free repair）和易產(chǎn)生差錯的修復(fù)（error prone repair）兩類。SOS反應(yīng)由RecA蛋白和LexA阻遏物相互作用引起?；蛲蛔?mutation)是在基因內(nèi)的遺傳物質(zhì)發(fā)生可遺傳的結(jié)構(gòu)和數(shù)量的變化，通常產(chǎn)生一定的表型。廣義

34、的突變包括染色體畸變和基因突變。其圖變得類型包括基因突變有以下多種類型：堿基對置換DNA錯配堿基在復(fù)制后被固定下來，由原來的一個堿基對被另一個堿基對所取代，又稱為點突變。堿基對置換有兩種類型：即轉(zhuǎn)換 是在兩種嘧啶或兩種嘌呤之間的互換；顛換發(fā)生在嘧啶與嘌呤或嘌呤與嘧啶之間的互換。堿基替換通常僅發(fā)生在一個堿基上。插入突變有兩種方式：拷貝或復(fù)制移動，非拷貝移換。同義突變又稱無聲突變或中性突變。錯義突變是基因突變改變了所編碼的氨基酸的種類或位置的突變，能不同程度地影響蛋白質(zhì)或酶的活性。當(dāng)氨基酸密碼子變?yōu)榻K止密碼子時，稱為無義突變，它導(dǎo)致翻譯提前結(jié)束。移碼突變是由于一個或多個非三整倍數(shù)的核苷酸對插入或缺

35、失，導(dǎo)致編碼區(qū)該位點后的三聯(lián)體密碼子閱讀框架改變，從而使后面的氨基酸都發(fā)生錯誤，使該基因產(chǎn)物完全失活；如出現(xiàn)終止密碼子則也可使翻譯提前結(jié)束。缺失突變指一個或多個堿基從一段DNA序列中被刪除，或較長核苷酸序列丟失引起的突變，這種突變難以被回復(fù)。襂漏突變是突變基因的產(chǎn)物尚有部分活性的錯義突變，是表型界于野生型與完全突變型之間的某種狀態(tài)。從突變體又恢復(fù)原先野生型表現(xiàn)型的突變過程稱為回復(fù)突變。變熱點DNA分子上任意位點發(fā)生突變的頻率并不相等，在某些位點發(fā)生突變的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其平均數(shù)，稱為突變熱點。 13.寫出同源重組、Holliday模型、DNA重組有關(guān)的酶、轉(zhuǎn)座子的概念、轉(zhuǎn)座原件最初在什么生物中發(fā)現(xiàn)

36、 ？轉(zhuǎn)座子如何分類？插入序列？復(fù)合型轉(zhuǎn)座子與IS元件有何異同？DNA轉(zhuǎn)作引起什么遺傳效應(yīng)？逆轉(zhuǎn)錄因子？同源重組(homologous recombination)又稱一般性重組，由兩條同源區(qū)的DNA分子，通過配對、鏈斷裂和再連接，而產(chǎn)生的片段間交換的過程。Robin Holliday于1964年提出了同源重組模型(圖61)。模型中，有四個關(guān)鍵步驟：兩個同源染色體DNA排列整齊；一個DNA的一條鏈裂斷并與另一個DNA對應(yīng)的鏈連接，形成的連接分子，稱為Holliday中間體；通過分支移動產(chǎn)生異源雙鏈DNA；Holliday中間體切開并修復(fù)，形成兩個雙鏈重組體DNA。根據(jù)鏈裂斷切開的方式不同，得到的

37、重組產(chǎn)物也不同。如果切開的鏈與原來斷裂的是同一條鏈(見Holliday模型左邊的產(chǎn)物)，重組體含有一段異源雙鏈區(qū)，其兩側(cè)來自同一親本DNA，稱為片段重組體。但如切開的鏈并非原來斷裂的鏈(模型右邊產(chǎn)物)，重組體異源雙鏈區(qū)的兩側(cè)來自不同親本DNA，稱為拼接重組體。與重組有關(guān)的酶研究最多的還是大腸桿菌的酶。在大腸桿菌中，Rec A蛋白參與重組是最關(guān)鍵的步驟。Rec A有兩個主要的功能：誘發(fā) SOS反應(yīng)和促進(jìn)DNA單鏈的同化。數(shù)千Rec A單體協(xié)同聚集在單鏈上，形成螺旋狀纖絲（helical filament）。Rec F、Rec O和 Rec R蛋白調(diào)節(jié) Rec A纖絲的裝配和拆卸。單鏈 DNA可以

38、由許多途徑產(chǎn)生，Rec BCD酶是產(chǎn)生參與重組的 DNA單鏈主要途徑。一旦 Holliday中間體形成，即由 Ruv A和 Ruv B蛋白促進(jìn)異源雙鏈的形成。同源重組最后由 Ruv C將 Holliday聯(lián)結(jié)體切開，并由 DNA聚合酶和 DNA連接酶進(jìn)行修復(fù)合成。轉(zhuǎn)座子(transposon)是在基因組中可以移動的一段DNA序列一個轉(zhuǎn)座子由基因組的一個位置轉(zhuǎn)移到另一個位置的過程稱為轉(zhuǎn)座。由轉(zhuǎn)座子引起的轉(zhuǎn)座過程有以下特征：能從基因組的一個位點轉(zhuǎn)移到另一個位點，從一個復(fù)制子轉(zhuǎn)移到另一個復(fù)制子；不以獨立的形式存在(如噬菌體或質(zhì)粒DNA)，而是在基因組內(nèi)由一個部位直接轉(zhuǎn)移到另一部位；轉(zhuǎn)座子編碼其自身的

39、轉(zhuǎn)座酶，每次移動時攜帶轉(zhuǎn)座必需的基因一起在基因組內(nèi)躍遷，所以轉(zhuǎn)座子又稱跳躍基因；轉(zhuǎn)座的頻率很低，且插入是隨機(jī)的，不依賴于轉(zhuǎn)座子(供體)和靶位點(受體)之間的任何序列同源性；轉(zhuǎn)座子可插入到一個結(jié)構(gòu)基因或基因調(diào)節(jié)序列內(nèi)，引起基因表達(dá)內(nèi)容的改變，例如使該基因失活，如果是重要的基因則可能導(dǎo)致細(xì)胞死亡。轉(zhuǎn)座元件最初由Barbara McClintock于上個世紀(jì)40年代在玉米的遺傳學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)時稱為控制元件(controlling element)。到目前為止，已對多種不同類型的轉(zhuǎn)座元件進(jìn)行了鑒定。最簡單的轉(zhuǎn)座子稱為插入序列(insertion sequence IS)，簡稱IS因子。另一類是復(fù)合

40、轉(zhuǎn)座子，以Tn表示。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同分為兩種類型：I型：其兩個末端由相同的IS序列構(gòu)成，IS序列有正向和反向兩種排列方式；型：其兩末端由38 bp的反向重復(fù)序列組成，如TnA族轉(zhuǎn)座子。復(fù)合型轉(zhuǎn)座子具有轉(zhuǎn)位因子的三個共性：末端反向重復(fù)序列，為轉(zhuǎn)座酶所必需；中間的開放閱讀框架(ORF)作為標(biāo)記基因；轉(zhuǎn)位后，靶位點成為正向重復(fù)序列。其不同點是：。IS因子是一種較小的轉(zhuǎn)座因子，只含有與轉(zhuǎn)座有關(guān)的酶基因，不含抗藥性等其它基因。其本身不具有表型效應(yīng)，只有當(dāng)它轉(zhuǎn)座到某一基因附近或插入某一基因內(nèi)部后，引起該基因失活或產(chǎn)生極性效應(yīng)時，才能判斷其存在。而Tn除了有轉(zhuǎn)座酶基因外，還帶有藥物抗性基因(或其相關(guān)基因)標(biāo)志，

41、因結(jié)構(gòu)較大而復(fù)雜。轉(zhuǎn)座因子首先是因其可導(dǎo)致突變而被認(rèn)識的。當(dāng)它插入靶基因后，使基因突變失活，這是轉(zhuǎn)座子的最直接效應(yīng)；當(dāng)轉(zhuǎn)座因子自發(fā)插入細(xì)菌的操縱子時，即可阻止它所在基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯，并且由于轉(zhuǎn)座因子帶有終止子，其插入影響操縱子下游基因的表達(dá)，從而表現(xiàn)出極性（方向性），由此產(chǎn)生的突變只能在轉(zhuǎn)座子被切除后才能恢復(fù)；轉(zhuǎn)座因子的存在一般能引起宿主染色體DNA重組，造成染色體斷裂、重復(fù)、缺失、倒位及易位等，是基因突變和重排的重要原因；轉(zhuǎn)座因子也可通過干擾宿主基因與其調(diào)控元件之間的關(guān)系或轉(zhuǎn)座子本身的作用而影響鄰近基因的表達(dá)，從而改變宿主的表型。歸納以上，轉(zhuǎn)座子引起的遺傳學(xué)效應(yīng)可有以下幾個方面： 10-8-

42、10-3 頻率轉(zhuǎn)座，引起插入突變； 插入位置染色體DNA重排而出現(xiàn)新基因； 影響插入位置鄰近基因的表達(dá)，使宿主表型改變； 轉(zhuǎn)座子插入染色體后引起兩側(cè)染色體畸變。將從DNADNA的轉(zhuǎn)移過程稱轉(zhuǎn)座，從DNARNADNA的轉(zhuǎn)移過程叫反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座。后者是經(jīng)RNA介導(dǎo)的轉(zhuǎn)座過程。經(jīng)RNA中間體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)座是真核生物所特有的過程。逆轉(zhuǎn)錄病毒能夠?qū)NA病毒基因組中的DNA拷貝(原病毒)整合到宿主細(xì)胞染色體中。14.細(xì)菌RNA聚合酶的組成、結(jié)構(gòu)、催化特點如何？真核生物的RNA聚合酶是如何區(qū)分的？有幾類？幾種不同真核生物的RNA聚合酶分別轉(zhuǎn)錄哪些RNA？ 已從大腸桿菌等細(xì)菌中純化了RNA聚合酶。全酶(holoen

43、zyme)相對分子質(zhì)量465 000，至少由五個亞基(2)和亞基組成，無亞基的酶稱為 核心酶(core enzyme) 核心酶不具有起始聚合酶活性，只能使已經(jīng)開始合成的RNA鏈延長。即開始合成RNA鏈時必需有亞基參與作用，因此稱亞基為起始亞基。亞基由rpoA基因編碼，它對核心酶的組裝和識別啟動子必需的。亞基由rpo B基因編碼，是RNA聚合酶的催化中心。亞基有兩個結(jié)構(gòu)域，分別負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄的起始和延伸。亞基是一個堿性蛋白，由rpoC基因編碼。與DNA之間借靜電引力相結(jié)合；亞基可結(jié)合兩個Zn2+，后者與RNA聚合酶的催化作用有關(guān)。亞基的功能是引導(dǎo)RNA聚合酶穩(wěn)定結(jié)合到啟動子上。因子在識別啟動子時起關(guān)鍵

44、作用，但對延伸并不重要。它是通過將核心酶對非特異序列的親和力降低104倍，同時增加其對特異序列的親和力作為起始亞基的。許多原核生物有多種因子。真核生物的基因組比原核生物大，RNA聚合酶結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。相對分子質(zhì)量大都在500 000左右，有814個亞基，并含有Zn2+。利用-鵝膏蕈堿(-amanitine)的抑制作用將真核生物RNA聚合酶分為三類：RNA聚合酶I對鵝膏蕈堿不敏感；RNA聚合酶可被低濃度-鵝膏蕈堿(10-910-8molL)抑制，RNA聚合酶只被高濃度-鵝膏蕈堿(10-510-4molL)所抑制。-鵝膏蕈堿是一種毒蕈(鬼筆鵝膏Amanita phalloides)產(chǎn)生的八肽，對真核生

45、物RNA聚合酶有較強(qiáng)的作用，但對細(xì)菌RNA聚合酶抑制作用很小。 真核生物RNA聚合酶I轉(zhuǎn)錄45S rRNA前體，經(jīng)轉(zhuǎn)錄后加工產(chǎn)生5.8S rRNA、18S rRNA和28S rRNA。RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄所有mRNA前體和大多數(shù)的核內(nèi)小RNA(snRNA)。RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄tRNA、5S rRNA、U6snRNA和不同的胞質(zhì)小RNA(sc RNA)等小分子轉(zhuǎn)錄物。15. 名詞解釋：轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄單位，模板鏈，編碼鏈，轉(zhuǎn)錄泡，啟動子，上游，下游，轉(zhuǎn)錄起點，Pribnow框(box)，35序列，轉(zhuǎn)錄因子，通用轉(zhuǎn)錄因子，CAAT框，GC框，八聚體框(octamer)， 基因內(nèi)啟動子終止子，終止因子，不依賴r

46、ho終止子、操縱子、激活蛋白、阻遏蛋白、上游調(diào)節(jié)元件，增強(qiáng)子、反式作用因子，增強(qiáng)子，核酶，核內(nèi)小RNA(snRNA) ，snRNP，剪接體，I型自我剪接，RNA的編輯。在DNA指導(dǎo)下RNA的合成稱為轉(zhuǎn)錄，RNA鏈的轉(zhuǎn)錄起始于DNA模板的一個特定起點，并在特定的終點處終止。此轉(zhuǎn)錄區(qū)域稱為轉(zhuǎn)錄單位。轉(zhuǎn)錄起始由DNA分子上的啟動子(promoter)控制，而控制終止的部位稱為終止子(terminator)。用于轉(zhuǎn)錄的鏈稱為模板鏈，或負(fù)鏈(-鏈)，又稱反義鏈；對應(yīng)的鏈為編碼鏈，即正鏈(+鏈)又稱有義鏈。啟動子是RNA聚合酶識別、結(jié)合和開始轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列，它含有RNA聚合酶特異性結(jié)合和轉(zhuǎn)錄起始所需

47、的保守序列。啟動子的特性最初是通過能增加或降低基因轉(zhuǎn)錄速率的突變而鑒定的。從轉(zhuǎn)錄的近端向遠(yuǎn)端計數(shù)，起點左側(cè)為上游(up stream)，用負(fù)的數(shù)字表示，起點前一個核苷酸為1。起點后為下游(down stream)，用正的數(shù)字表示，按此排序。通過比較已知啟動子的結(jié)構(gòu)，可找出它們的共有序列。從起點上游約10處找到6 bp的保守序列TATAAT，稱為Pribnow框(box)，或稱為10序列，是轉(zhuǎn)錄的解旋區(qū)。頭兩個堿基（TA）和最后的T最保守的。TATAAT序列距離轉(zhuǎn)錄起點約58bp。在10序列的上游又找到一個保守序列TTGACA，中心大約在35位置，稱為識別區(qū)或35序列。RNA聚合酶起始轉(zhuǎn)錄需要的

48、輔助因子(蛋白質(zhì))稱為轉(zhuǎn)錄因子，其作用或是識別DNA的順式作用位點，或是識別RNA聚合酶，或是識別其他因子。作用于基本啟動子上的輔助因子稱為通用轉(zhuǎn)錄因子(GTF)，或基本轉(zhuǎn)錄因子，它們?yōu)槿魏渭?xì)胞型啟動子起始轉(zhuǎn)錄所必需CAAT框的共有序列是GCCAATCT，與其相互作用的因子有CTF家族的成員CPl、CP2和核因子NF-1。GC框的共有序列為GGGCGG和CCGCCC，后者是前者的反向序列，識別該序列的因子為Spl。八聚體框含有8 bp，共有序列為ATGCAAAT，識別因子為Oct-1和Oct-2，前者普遍存在，后者只存在于B淋巴細(xì)胞。能提供轉(zhuǎn)錄停止信號的DNA序列稱為終止子，協(xié)助RNA聚合酶識

49、別終止信號的蛋白因子則稱為終止因子(termination factor)。依賴于rho()的終止子需在因子存在時才發(fā)揮終止作用。依賴的終止子其回文結(jié)構(gòu)區(qū)不富含G-C，回文結(jié)構(gòu)之后也無寡聚U。廣泛存在于噬菌體中，而在細(xì)菌染色體中少見。原核生物功能相關(guān)的基因常組織在一起構(gòu)成操縱子，作為基因表達(dá)和調(diào)節(jié)的單元。上游調(diào)節(jié)因子，包括激活因子和阻遏因子，均屬于反式作用因子，它們與順式元件中的上游激活序列(元件)、應(yīng)答元件、增強(qiáng)子(enhancer)和沉默子(silencer)等特異地結(jié)合，對真核生物的轉(zhuǎn)錄分別起促進(jìn)和阻遏作用。增強(qiáng)子主要存在于真核生物基因組中。最早發(fā)現(xiàn)的SV40增強(qiáng)子位于轉(zhuǎn)錄起點上游約20

50、0bp處的超敏感位點，由兩個相同的72bp序列前后排列組成。增強(qiáng)子是一類順式作用元件，它能極大促進(jìn)啟動子的轉(zhuǎn)錄活性。1981年Cech T在研究四膜蟲(Tetrahymena thermophila)rRNA前體剪接過程中發(fā)現(xiàn)，此類剪接無需蛋白質(zhì)的酶參與作用，而是自我催化完成的。Cech稱這種具有催化功能的RNA為核酶(ribozyme)。每個snRNA能與幾個或十幾個蛋白質(zhì)結(jié)合，稱為snRNP（sunrps）。改變RNA編碼序列的方式稱為RNA編輯。16. 原核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控的特點是什么？環(huán)腺苷酸(cAMP)在原核基因表達(dá)調(diào)控中有何重要作用？敘述真核生物轉(zhuǎn)錄的調(diào)控與原核相比的主要區(qū)別， 蛋白質(zhì)

51、與DNA結(jié)合區(qū)域的特殊結(jié)構(gòu)基序有哪幾種？原核生物不同于真核生物的基因結(jié)構(gòu)，存在轉(zhuǎn)錄單元即操縱子 。原核生物的轉(zhuǎn)錄受操縱子控制，任何開啟和關(guān)閉操縱子的因素都會影響基因的轉(zhuǎn)錄，從而控制基因的表達(dá)。真核生物無操縱子以及與操縱基因相臨的調(diào)節(jié)基因, 但其轉(zhuǎn)錄受到與結(jié)構(gòu)基因相距一定距離的特定順式作用元件的影響1 如: 增強(qiáng)子、啟動子、位點控制區(qū)(Locus control region , LCR)。1原核生物大都為單細(xì)胞生物，沒有核膜，極易受外界環(huán)境的影響，需要不斷地調(diào)控基因的表達(dá)，以適應(yīng)外界環(huán)境的營養(yǎng)條件和克服不利因素，完成生長發(fā)育和繁殖的過程。 原核生物基因表達(dá)調(diào)控的表達(dá)調(diào)控存在于轉(zhuǎn)錄和翻譯的起始、

52、延伸和終止的 每一步驟中。這種調(diào)控多以操縱子為單位進(jìn)行，將功能相關(guān)的基因組織在一起，同時開啟或關(guān)閉基因表達(dá)，即經(jīng)濟(jì)有效，又保證其生命活動的需要。調(diào)控主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平，有正、負(fù)調(diào)控兩種機(jī)制。在轉(zhuǎn)錄水平上對基因表達(dá)的調(diào)控決定于 DNA 的結(jié)構(gòu)、 RNA 聚合酶的功能、蛋白因子及其它小分子配基的相互作用。細(xì)菌的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程幾乎在同一時間內(nèi)相偶聯(lián)。蛋白質(zhì)與DNA結(jié)合區(qū)域常見以下幾種：螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋結(jié)構(gòu)基序(helix-turn-helix，HTH)，鋅指結(jié)構(gòu)基序(zinc finger， ZF)，螺旋-突環(huán)-螺旋結(jié)構(gòu)基序(helix-loop-helix,HLH)，亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)基序(1euci

53、ne zipperm, Zip)。17. RNA的轉(zhuǎn)錄后加工包括哪些過程才能成為成熟的RNA？簡述原核生物3類rRNA前體加工過程。hnRNA轉(zhuǎn)變成mRNA的加工過程包括哪幾步？簡述RNA剪接的4種方式。在原核生物中，rRNA的基因與某些tRNA的基因組成混合操縱子。其余tRNA基因也成簇存在，并與編碼蛋白質(zhì)的基因組成操縱子。它們在形成多順反子轉(zhuǎn)錄物后，經(jīng)斷鏈成為rRNA和tRNA的前體，然后進(jìn)一步加工成熟。細(xì)胞內(nèi)由RNA聚合酶合成的原初轉(zhuǎn)錄物一般都需要經(jīng)過一系列的變化，包括鏈的裂解、5端與3端切除、特殊結(jié)構(gòu)形成、核苷修飾、糖苷鍵的改變、剪接和編輯等過程，才能轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓腞NA分子。這些過程總

54、稱為RNA的成熟，或稱為轉(zhuǎn)錄后加工。rRNA基因原初轉(zhuǎn)錄物的沉降常數(shù)為30S，相對分子質(zhì)量為2.1106，約含6 500nt，5末端為pppA。由于在原核生物中rRNA的加工一般與轉(zhuǎn)錄同時進(jìn)行，因此不易得到完整的前體。從RNase缺陷型大腸桿菌中分離到30S rRNA前體(P30)。RNase是一種負(fù)責(zé)RNA加工的核酸內(nèi)切酶，它的識別部位是特定的RNA雙螺旋區(qū)。16S rRNA和23S rRNA的兩側(cè)序列互補(bǔ)，形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)，RNase在莖部有兩個切割位點只相差2 bp,切割產(chǎn)生16S和23S rRNA前體P16和P23。5S rRNA前體P5在Rnase E作用下產(chǎn)生，可識別P5兩端形成的莖環(huán)

55、結(jié)構(gòu)。P5、P16和P23兩端的多余附加序列需進(jìn)一步由核酸酶切除。rRNA前體需先經(jīng)甲基化修飾，再被核酸內(nèi)切酶和外切酶切割。 hnRNA轉(zhuǎn)變成mRNA的加工過程包括： 5端形成特殊的帽子結(jié)構(gòu)(m7G5ppp5N1mpN2p-)； 在鏈的3端切斷并加上多聚腺苷酸(polyA)； 通過剪接除去由內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄而來的序列； 鏈內(nèi)部的核苷被甲基化。RNA的剪接有4種方式： I型自我剪接(groupself-splicing)； 型自我剪接(groupself-splicing)； 核mRNA剪接體的剪接(nuclear mRNA spliceosomal)； 核tRNA的酶促剪接(nuclear tRNA

56、 enzymatic)。18簡述逆轉(zhuǎn)錄酶發(fā)現(xiàn)重要生物學(xué)意義，逆轉(zhuǎn)錄酶有哪3種酶的活力？ RNA的功能多樣性表現(xiàn)在哪些方面？簡述遺傳密碼的基本特性，什么是密碼的簡并性？其生物學(xué)意義如何？簡述遺傳密碼通用性和變異性。1970年，Temin以及Baltimore在勞氏肉瘤病毒和鼠白血病病毒(MLV)中發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄酶。這一發(fā)現(xiàn)具有重要的理論與實踐意義。表明不能把“中心法則”絕對化，遺傳信息也可以從RNA傳遞到DNA，從而補(bǔ)充和豐富了“中心法則”的內(nèi)容，同時促進(jìn)了分子生物學(xué)、生物化學(xué)和病毒學(xué)的研究，為腫瘤的防治提供了新的思路?，F(xiàn)在，逆轉(zhuǎn)錄酶已成為研究這些學(xué)科的有力工具。Temin和Baltimore于1

57、975年因發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶而獲諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎。逆轉(zhuǎn)錄酶是一種多功能酶，兼有3種酶活力：利用RNA作模板，合成互補(bǔ)的DNA鏈，形成RNA-DNA雜合分子（RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶活力）；在新合成的DNA鏈上合成另一條互補(bǔ)的DNA鏈，形成雙鏈DNA分子(DNA指導(dǎo)的DNA聚合酶活力)；有核糖核酸酶H的活力，專門水解RNA-DNA雜合分子中的RNA。RNA功能多樣性主要表現(xiàn)在：RNA在遺傳信息的翻譯中起著決定性作用，RNA具有重要的催化功能，細(xì)胞內(nèi)各類小RNA具有重要功能，RNA對基因表達(dá)和細(xì)胞功能具有重要調(diào)節(jié)的作用，RNA在生物進(jìn)化中起著重要作用。遺傳密碼的基本特性：遺傳密碼編碼在核酸分子上，其基本單位是按照5 3方向編碼、不重疊、無標(biāo)點的三聯(lián)體密碼子，密碼的簡并性，密碼的變偶性，遺傳密碼的通用性和變異性，遺傳密碼的防錯系統(tǒng)。共有64個三聯(lián)體密碼子，除三個終止密碼外，其余61個密碼子編碼20種氨基酸，所以，許多氨基酸不只一個遺傳密碼。同一種氨基酸具有兩個或更多個密碼子的現(xiàn)象稱為密碼子的簡并性(degeneracy)。對應(yīng)于同一種氨基酸的不同密碼子稱為同義密碼子(synonymous codon)，只有色氨酸與甲硫氨酸僅有1個密碼子。密碼子簡并性具有重要的生物學(xué)意義，它可以減少有害突變。若每種氨基酸只有一個密碼子，61個密碼子中只有20個是