分子生物學(朱玉賢第四版)復習綱要

1、緒論一、名詞1、 分子生物學 Molecular Biology2、 中心法則 Central Dogma二、問答1、 簡述孟德爾、摩爾根、Avery、沃森和克里克、雅各布和莫諾，尼倫伯格和科拉納 等人對分子生物學發(fā)展的貢獻2、 早期驗證遺傳物質是DNA的實驗有哪些，具體過程是？3、 分子生物研究的內容包括哪些？l DNA的復制、轉錄與翻譯l DNA重組技術l 基因表達調控研究l 生物大分子的結構功能研究結構分子生物學l 基因（組）、功能基因（組）與生物信息學研究第1章、 染色體與DNA第一節(jié)、染色體與DNA名詞1、 DNA雙螺旋：兩條多核苷酸鏈反向平行盤繞所生成的雙鏈結構.2、 DNA三級結

2、構: DNA 雙螺旋進一步扭曲盤繞形成的特定空間結構。3、 核小體：是由核心顆粒（H2A、H2B、H3、H4各兩個分子生成的八聚體）和連接區(qū)DNA（大約200bpDNA）組成4、 衛(wèi)星DNA：又稱隨體DNA。因為真核細胞DNA的一部分是不被轉錄的異染色質成分，其堿基組成與主體DNA不同，因而可用密度梯度離心。衛(wèi)星DNA通常是高度串聯(lián)重復的DNA5、 端粒（Telomere）：是位于真核細胞線性染色體末端的特殊結構,由一段重復串聯(lián)的DNA序列與端粒結合蛋白構成.6、 端粒T環(huán)結構：端粒形成T環(huán)結構使染色體末端封閉起來，免遭破壞.7、 單順反子：真核基因轉錄產物為單順反子，即一條mRNA模板只含有

3、一個翻譯起始點和一個終止點，因而一個基因編碼一條多肽鏈或RNA鏈。8、 斷裂基因（splitting gene）：真核生物結構基因，由若干個編碼區(qū)和非編碼區(qū)互相間隔開但又連續(xù)鑲嵌而成，去除非編碼區(qū)再連接后，可翻譯出由連續(xù)氨基酸組成的完整蛋白質，這些基因稱為斷裂基因9、 間隔基因(Interrupted gene)：由于這組基因發(fā)生突變時會導致果蠅體節(jié)模式發(fā)生間隔缺失現(xiàn)象，所以將它們稱為間隔基因10、 外顯子 (Exon) 是真核生物基因的一部分，它在剪接(Splicing)后仍會被保存下來，并可在蛋白質生物合成過程中被表達為蛋白質11、 內含子(Intron ) 在轉錄后的加工中，從最初的轉錄

4、產物除去的內部的核苷酸序列12、 單核苷酸多態(tài)性 Single Nucleotide Polymorphism，SNP：主要是指在基因組水平上由單個核苷酸的變異所引起的DNA序列多態(tài)性。13、 微衛(wèi)星DNA Microsatelite DNA：重復單位序列最短，只有26bp，串聯(lián)成簇，長度50100bp，又稱為短串聯(lián)重復序列14、 簡單序列重復 simple sequence repeat，SSR：基因組中以少數(shù)幾個核苷酸( 多數(shù)為2 4 個) 為單位多次串聯(lián)重復組成的長達幾十個核苷酸的序列15、 3',5'磷酸二酯鍵：是四種脫氧核苷酸相連形成多聚脫氧核苷酸鏈之間的連接方式，即

5、由前一核苷酸的3-OH與下一位核苷酸的5位磷酸間形成磷酸二酯鍵，構成一個線性大分子。16、 染色體: 是細胞內具有遺傳性質的遺傳物質深度壓縮形成的聚合體，易被堿性染料染成深色17、 組蛋白: 真核生物體細胞染色質中的堿性蛋白質，組蛋白與帶負電荷的雙螺旋DNA結合構成染色體的組要部分。18、 C值(C-value): 一種生物單倍體基因組DNA的總量稱為C值(C-value)，它是恒定的，是每一物種的重要特征.19、 C值反?，F(xiàn)象: C值一般隨生物進化而增加, 但也存在某些低等生物的C值比高等生物大, 即C值反?，F(xiàn)象20、 MicroRNA: 是一類由內源基因編碼的長度約為20-22個核苷酸的非

6、編碼單鏈RNA分子，由MicroRNA前體產生21、 siRNA: 一般是人工體外合成的，通過轉染/化進入體內，是RNA干涉的中間產物22、 RNA干涉: 是指在進化過程中高度保守的、由雙鏈RNA（double-stranded RNA，dsRNA）誘發(fā)的、同源mRNA高效特異性降解的現(xiàn)象。問答1、 DNA的一級結構及其意義指DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序，由于核苷酸之間的差異僅僅是堿基的不同，故可稱為堿基順序(bp)。意義：生物遺傳信息以核苷酸不同的排列順序編碼在DNA分子上，核苷酸排列順序變了，它的生物學含義也就不同了。因此測定DNA的堿基排列順序是分子生物學的基本課題之一。2、 DNA

7、雙螺旋結構提出的主要依據及其主要內容（特征）？DNA雙螺旋結構的主要依據：1) Chargaff規(guī)則：A=T、C=G；嘌呤=嘧啶，即A+G=T+C。 不同生物組織DNA在總的堿基組成上有很大差異，表現(xiàn)在A+T/G+C比值（不對稱比率）的不同，親緣相近的生物，其DNA堿基組成相近，既不對稱比率相近2）DNAX射線衍射圖。表明了DNA結構的螺旋周期性，堿基的空間取向，分子間距離3) DNA堿基物化數(shù)據的測定特征：(1) 主鏈：由二條相互平行而走向相反的脫氧核苷酸鏈圍繞一共同中軸向右盤旋形成雙螺旋構型；糖與磷酸在外側。(2) 堿基對：堿基位于螺旋的內側，兩條單鏈間以堿基對之間形成氫鍵連接，A與T間形

8、成兩個氫鍵，G與C間形成三個氫鍵。堿基平面與螺旋中軸垂直(3) 大溝和小溝：大溝和小溝分別指雙螺旋表面凹下去的較大溝槽和較小溝槽。 (4) 結構參數(shù)：螺旋直徑2nm；螺旋周期包含10對堿基，螺距3.4nm；相鄰堿基對平面的間距0.34nm。3、 什么是DNA二級結構多態(tài)性？有什么意義？指的是DNA構象的可變性，處于一種動態(tài)平衡。DNA的二級結構有：1.B-DNA:在相對濕度為92%的DNA鈉鹽，是最常見的DNA構像。2.A-DNA:在相對濕度為75%以下的DNA纖維，對基因表達有重要意義。3.Z-DNA:左手螺旋，調控基因的轉錄。4.ts-DNA:三股螺旋意義：拓寬了人們的視野，發(fā)現(xiàn)生物體中最

9、為穩(wěn)定的遺傳物質也可以采用不同的姿態(tài)來實現(xiàn)其豐富多采的生物學功能。4、 DNA三級結構的內容和意義？DNA三級結構：DNA雙螺旋進一步扭曲盤繞形成的特定空間結構即超螺旋結構。包括線狀DNA形成的紐結、環(huán)狀DNA形成麻花狀結構等超螺旋的意義：超螺旋形式是DNA分子復制和轉錄的需要超螺旋可使DNA分子形成高度致密的狀態(tài)從而得以容納于有限的空間 5、 真核生物染色體的化學組成？這些成分是如何包裝成染色體的？主要化學成分: DNA和蛋白質，蛋白質又分為組蛋白和非組蛋白，組蛋白包括H1、H2A、H2B、H3及H4。組裝過程：1，首先組蛋白組成盤裝八聚體，DNA纏繞其上，成為核小體顆粒，兩個顆粒之間經過D

10、NA連接，形成外徑10nm的纖維狀串珠，稱為核小體串珠纖維；2，核小體串珠纖維在酶的作用下形成每圈6個核小體，外徑30nm的螺旋結構；3，螺旋結構再次螺旋化，形成超螺旋結構；4，超螺線管，形成絆環(huán)，即線性的螺線管形成的放射狀環(huán)。絆環(huán)再非組蛋白上纏繞即形成了顯微鏡下可見的染色體結構。6、 原核生物染色體的基本特點？1、結構簡煉?；蚪M很小，一般只有一條染色體且大都帶有單拷貝基因；絕大部分是用來編碼蛋白質的，少部分調控序列；幾乎每個基因序列都與它所編碼的蛋白質序列呈線性對應狀態(tài)。2、多順反子轉錄或編碼功能相關的RNA或蛋白質的基因，往往叢集在基因組的一個或幾個特定部位，形成轉錄單元并轉錄產生含多個

11、mRNA的分子，稱為多順反子mRNA。3、重疊基因一些細菌和動物病毒存在重疊基因，同一段DNA能攜帶兩種不同蛋白質的信息7、 真核生物染色體的基本特點？1.基因組龐大，蛋白質結合形成染色體，儲存于細胞核內。2.轉錄產物為單順反子mRNA 。3.大部分基因屬于斷裂基因，有內含子和外顯子存在，基因是不連續(xù)的。4.存在大量的順式作用元件，如啟動子、增強子、沉默子。5.大部分為非編碼序列，占整個基因組序列的90%以上。6.含有大量的重復序列。7.存在大量的DNA多態(tài)性，如SNP和短串聯(lián)重復序列多態(tài)性。8.含有端粒結構。8、 端粒的功能第一，保護染色體不被核酸酶降解；第二，防止染色體相互融合；第三，為端

12、粒酶提供底物，解決DNA復制的末端隱縮，保證染色體的完全復制。 9、 真核基因組非編碼序列包括哪些與基因表達有關的各種調控序列內含子（intron）高度重復序列部分中度重復序列非編碼RNA（non-coding RNA）第二節(jié)、DNA的復制名詞1、 半保留復制(semiconservation replication)：在DNA復制時，親代DNA的雙螺旋先行解旋分開，然后以每條鏈為模板，按堿基互補配對原則，在這兩條鏈上各形成一條互補鏈，每個子代DNA的一條鏈來自親代DNA，另一條鏈則是新合成的2、 復制叉（replication fork）： DNA分子中正在進行復制的部位為復制叉,它由兩股親

13、代鏈及在其上新合成的子鏈構成3、 復制眼（replication eye）：DNA的正在復制的部分在電鏡下觀察起來猶如一只眼睛，稱為復制眼。4、 半不連續(xù)復制(Semi-discontinuous replication)：這種前導鏈的連續(xù)合成和滯后鏈的不連續(xù)合成稱為DNA合成的半不連續(xù)復制5、 前導鏈(leading strand)：以復制叉移動的方向為基準，一條模板鏈是35，以此為模板而進行的新生DNA鏈的合成沿5-3方向連續(xù)進行，這條鏈稱為前導鏈6、 滯后鏈(lagging strand)：在DNA復制中與復制叉前進的方向相反，而且是分段、不連續(xù)合成的這條鏈稱為滯后鏈.7、 岡崎片段(

14、Okazaki fragment)：滯后鏈合成的片段即為岡崎片段8、 復制起點 Origin of replication: DNA復制在生物細胞中要從DNA分子上特定位置開始，這個特定位置稱為復制起點9、 復制子(replicon):DNA復制從起點開始雙向進行直到終點為止，每一個這樣的DNA單位稱為復制子10、 酵母自主復制序列autonomous replication sequence，ARS:是酵母復制的起點，包括數(shù)個復制起始位必需的保守區(qū)。不同的ARS都含有A-T的11 bp保守區(qū)11、 DNA拓撲異構酶(DNA Topisomerase):能在DNA分子中改變兩條鏈的環(huán)繞次數(shù)的酶

15、，它的作用機制首先打斷DNA，讓DNA繞過斷裂點后再封閉形成雙螺旋或超螺旋DNA.12、 解螺旋酶(Helicase):用ATP水解獲得的能量來打斷氫鍵，解開雙鏈DNA并在DNA上沿一定方向移動的一類酶13、 單鏈DNA結合蛋白(Single stranded DNA binding protein, SSB):與單鏈DNA結合的蛋白，維持DNA單鏈狀態(tài)14、 引發(fā)酶(Primase):催化引物RNA分子的合成，為DNA復制提供RNA引物的酶類15、 引發(fā)體（primosome）:引發(fā)酶與其它蛋白質所形成的復合體稱為引發(fā)體16、 DNA連接酶(DNA ligase ):催化DNA鏈的5-PO4

16、與另一DNA鏈的3-OH生成磷酸二酯鍵，使具有相同粘末端或平端的DNA末端連接起來17、 切口(nick):DNA連接酶只能修復磷酸二酯鍵的斷裂，稱切口18、 缺口(gap):DNA分子中核苷酸缺失，稱缺口19、 DNA鏈的延伸:20、 復制體(replisome):由解旋酶、引發(fā)酶和DNA pol 全酶組成的復合體，DNA合成時，沿著復制叉的方向移動21、 回環(huán)復制模型 Trombone model:DNA pol 兩個催化核心分別和DNA的兩條模板鏈結合，全酶延著前導鏈模板隨著復制叉的移動而移動，而后滯鏈模板從復制體上“拉出”一段，形成一個環(huán)形成回環(huán)進行復制22、 “”型復制:DNA從復制

17、起點開始，雙向同時進行，中間產物呈樣形狀，故又稱""型復制23、 滾環(huán)(Rolling circle)復制:是小分子量的環(huán)狀DNA分子所采取一種特殊單向復制形式。24、 D環(huán)(D-loop)復制:單向復制的特殊方式，線粒體和葉綠體DNA的復制采取這種方式問答1、 復制起點的一般特征1)多個獨特的短的重復序列組成；2)復制起點附近富含A-T；3)短的重復序列被多亞基的復制起點結合蛋白識別。2、 DNA復制所需的酶和其它蛋白質包括哪些？它們的主要功能是什么？1. DNA聚合酶：在RNA/DNA的3-OH末端，以dNTP為底物，按模板DNA上的指令由DNA pol逐個將核苷酸加上

18、去，催化新鏈不斷延長。此外，還具有核酸外切酶活性。2. DNA拓撲異構酶:通過切斷、旋轉和再連接作用，理順DNA鏈-三級結構的調整3. 解螺旋酶:解開DNA雙螺旋4. 單鏈DNA結合蛋白：維持DNA單鏈狀態(tài)5. 引發(fā)酶：催化引物RNA分子的合成，為DNA復制提供RNA引物6. DNA連接酶：使具有相同粘末端或平端的DNA末端連接起來3、 試述DNA復制的基本過程DNA復制分為起始、延長、終止三個過程。1.DNA復制的起始：1）DNA復制起點雙鏈解開。DnaA蛋白識別、結合于ori C的重復序列然后在HU的幫助下DnaA蛋白與DNA形成復合物，促使解鏈最后在DnaC的協(xié)助下，DnaB結合于初步打

19、開的雙鏈，并用其解螺旋酶活性使雙鏈解開一定長度。2）引發(fā)前體(preprimosome)的形成。DnaB與oriC組成引發(fā)前體3）引發(fā)體(primosome)與RNA引物的形成。引發(fā)前體進一步與引發(fā)酶DnaG組裝成引發(fā)體，引發(fā)體在單鏈DNA上移動(與其他因子有關），在DnaB的作用下識別DNA復制起點位置。2. DNA鏈的延伸：1)前導鏈的延伸.前導鏈沿著5 3方向可以連續(xù)延長，方向與復制叉方向一致2)滯后鏈的的延伸.崗崎片段延伸，引發(fā)體在合適的位點合成下一崗崎片段的RNA引物。鉗裝配器處于準備狀態(tài)。崗崎片段延伸到前一個崗崎片段附近時，亞基脫離DNA polIII，引發(fā)體適時解體。RNA引物與

20、DNA形成的雙鏈被鉗裝配器識別，被2個亞基夾住。亞基帶著DNA/RNA轉移到DNA polIII上。重復以上步驟。3)DNA復制的終止.4、 復制起始過程中各種蛋白質的作用蛋白 功能DnaA 協(xié)同結合于9bp和13bp重復順序RNA聚合酶短的RNA分子，以幫助解離兩條DNA鏈DnaB 結合于DnaG，提供解旋酶活性DnaC 和DnaB形成復合體HU 組蛋白樣蛋白，激發(fā)復合體形成DnaG 引發(fā)酶，合成RNA引物SSB 穩(wěn)定單鏈Topo 旋轉酶，解除正超螺旋5、 一個聚合酶全酶/復制體是怎樣負責兩條鏈的合成呢？即回環(huán)復制模型是如何解釋后隨鏈的合成。崗崎片段延伸，引發(fā)體在合適的位點合成下一崗崎片段的

21、RNA引物。鉗裝配器處于準備狀態(tài)。崗崎片段延伸到前一個崗崎片段附近時，亞基脫離DNA polIII，引發(fā)體適時解體。RNA引物與DNA形成的雙鏈被鉗裝配器識別，被2個亞基夾住。亞基帶著DNA/RNA轉移到DNA polIII上。重復以上步驟。6、 原核與真核生物中的DNA聚合酶有哪些?功能如何？ 原核生物DNA聚合酶分類DNA聚合酶IDNA聚合酶IIDNA聚合酶III生物學功能切除引物DNA損傷修復延長子鏈延長岡崎片段校讀作用校讀作用DNA損傷修復真核生物五種DNA聚合酶DNA聚合酶（）（）（）功能DNA引物合成后隨鏈的合成前導鏈的合成，復制修復損傷修復線粒體DNA復制7、 端粒的復制模型（1

22、）首先是端粒酶與端粒DNA結合，端粒酶中的RNA與凸出的3模板配對；（2）以RNA為模板，在DNA3端上從頭合成DNA；（3）延伸六個nt；（4）合成一個重復單位后，端粒酶向DNA模板新合成的3移動， RNA再和模板配對，就這樣循環(huán)往復，周而復始。最后延伸的3端再回折，以G·G配對的方式形成發(fā)夾結構，產生端粒。第三節(jié)、突變與修復名詞1、 突變(mutation)：可以通過復制而遺傳的DNA結構的任何永久性改變2、 堿基置換(base substitution)：一個堿基被另一個堿基替換3、 轉換（transition）：嘌呤替代嘌呤、嘧啶替代嘧啶4、 顛換（transvertion）

23、：嘌呤變嘧啶或嘧啶變嘌呤5、 堿基插入(base insertion)：6、 堿基缺失(base deletion)：7、 同義突變(cosense mutation)：指沒有改變產物氨基酸序列的密碼子變化，與密碼子的簡并性相關8、 錯義突變(missense mutation)：指堿基序列的改變引起了產物氨基酸序列的改變。9、 無義突變(Nonsense mutation)：指堿基的變化導致了某種氨基酸的密碼子變?yōu)榈鞍踪|合成的終止密碼子。10、 移碼突變（Frameshift mutation）：在正常的DNA分子中，堿基缺失或增加非3的倍數(shù)，造成這位置之后的一系列編碼發(fā)生移位錯誤的改變，這

24、種現(xiàn)象稱移碼突變。11、 正向突變 forward mutation：改變野生型性狀的突變12、 回復突變 reverse mutation：突變體所失去的野生型性狀可以通過第二次突變得到恢復。13、 抑制突變 Suppressor mutations：真正的原位回復突變很少，而大多數(shù)是第二點突變，原來的突變位點依然存在，而它的表現(xiàn)型效應被基因組第二位點突變所抑制，因而又稱為抑制突變 。14、 基因內抑制突變Intragenic suppressor：在同一基因內發(fā)生第二次突變，而抑制或校正第一次突變所產生的結果15、 基因間抑制突變Intergenic suppressors：由于在另一基因

25、(抑制基因，suppression gene)發(fā)生突變而產生抑制的現(xiàn)象16、 錯配修復：一種糾正復制后子鏈中錯配堿基的修復方式17、 直接修復 ：是通過一種可連續(xù)掃描DNA，識別出損傷部位的蛋白質將損傷部位直接修復的方法。該修復方法不用切斷DNA或切除堿基18、 切除修復：也稱核苷酸外切修復，這是一種取代紫外線等輻射物質所造成的損傷部位的暗修復系統(tǒng)。包括堿基切除修復和核苷酸切除修復19、 重組修復：即雙鏈DNA中的一條鏈發(fā)生損傷，在DNA進行復制時，由于該損傷部位不能成為模板，不能合成互補的DNA鏈，所以產生缺口，而從原來DNA的對應部位切出相應的部分將缺口填滿，從而產生完整無損的子代DNA的

26、這種修復現(xiàn)象20、 SOS修復 ：指DNA受到嚴重損傷、細胞處于危急狀態(tài)時所誘導的一種DNA修復方式，修復結果只是能維持基因組的完整性，提高細胞的生成率，但留下的錯誤較多，故又稱為錯誤傾向修復（error-prone repair），使細胞有較高的突變率問答1、 引起DNA突變的原因或來源有哪些，突變結果如何？1. 自發(fā)突：1）DNA復制中的錯誤2）DNA的自發(fā)性化學變化。堿基的異構互變、堿基的脫氨基作用、脫嘌呤與脫嘧啶、堿基修飾與鏈斷裂、轉座成分的致突變作用2. 誘發(fā)突變：1）物理因素引起的DNA突變。紫外線的致突變作用、電離輻射引起的DNA損傷、2）化學因素引起的DNA突變。堿基類似物突變

27、劑、直接作用于DNA模板的突變劑、嵌合劑的致突變作用移碼突變劑結果：1.無影響。改變基因型(genotype)而不改變表現(xiàn)型(phenotype)。產生遺傳多態(tài)性（DNA多態(tài)性，蛋白質多態(tài)性）。2.喪失某些功能。生物體結構和功能的異常引起疾病：腫瘤、生殖細胞基因突變傳遞至后代，導致遺傳性疾病的發(fā)生。3.致死性4.進化：生物體獲得新的性狀，適應環(huán)境的能力增強。發(fā)生了有利于物種生存的結果，使生物進化。2、闡述DNA的幾種修復方式。重組修復：受損傷的DNA鏈復制時，產生的子代DNA在損傷的對應部位出現(xiàn)缺口。完整的另一條母鏈DNA與有缺口的子鏈DNA進行重組交換，將母鏈DNA上相應的片段填補子鏈缺口處

28、，而母鏈DNA出現(xiàn)缺口。以另一條子鏈DNA為模板，經DNA聚合酶催化合成一新DNA片段填補母鏈DNA的缺口，最后由DNA連接酶連接，完成修補。重組修復不能完全去除損傷，損傷的DNA段落仍然保留在親代DNA鏈上，只是重組修復后合成的DNA分子是不帶有損傷的，但經多次復制后，損傷就被“沖淡”了，在子代細胞中只有一個細胞是帶有損傷DNA的直接修復 ：通過種可連續(xù)掃描DNA，識別出損傷部位的蛋白質將損傷部位直接修復，該修復方法不用切斷DNA或切除堿基切除修復：在幾種酶的協(xié)同作用下，先在損傷的任一端打開磷酸二酯鍵，然后外切掉一段寡核苷酸；留下的缺口由DNA聚合酶催化合成來填補，最后再由連接酶將其連接起來

29、SOS修復 ：是細胞DNA受到嚴重損傷、細胞處于危急狀態(tài)時所誘導的一種DNA修復方式，當DNA兩條鏈的損傷鄰近時，損傷不能被切除修復或重組修復，這時在核苷酸內切酶、外切酶的作用下造成損傷處DNA鏈空缺，再由損傷誘導產生的一套特殊DNA聚合酶-SOS修復酶類，催化空缺部位·DNA的合成，這時補上去的的核苷酸是隨機的，使細胞有較高的突變率。錯配修復：在DNA復制時母鏈會被甲基化，一旦DNA鏈上堿基出現(xiàn)錯配，修復系統(tǒng)就會根據“保存母鏈，修復子鏈”的原則，找出錯誤堿基所在的DNA鏈，并在對應于母鏈甲基化腺苷酸上游鳥苷酸的5´位置切開子鏈，然后啟動修復途徑，合成新的子鏈。第四節(jié)、DN

30、A重組名詞、1、 重組（recombination）： 2 個DNA 分子間或一個DNA 分子的不同部位間，通過斷裂和重接，交換DNA 片段從而改變基因的組合和序列2、 Holliday model：通過要發(fā)生重組的2個DNA分子的2條單鏈在同一部位斷裂，斷裂的游離末端彼此交換形成異源雙鏈，然后2條雜合單鏈彼此連接形成Holliday連接體。Holliday連接體一旦形成就能進行重排，從而改變鏈的彼此關系，形成不同的構象，構象決定了在Holliday連接體拆分時是否發(fā)生重組3、 轉座子(transposon,Tn)：存在于染色體DNA上可自主復制和移位的基本單位問答1、 轉座重組及其效應轉座重

31、組：轉座子從染色體的一個區(qū)段轉移到另一個區(qū)段，即發(fā)生轉座重組，它既不依靠轉座單元和插入區(qū)段序列的同源性，也不需要重組酶。效應：轉座作用除了單純地移動基因，還打亂了DNA序列而造成缺失、倒位和重排，從基本上改變了染色體的結構。幾十年的研究結果表明轉座子存在于所有生物體內，人類基因組中約35%以上的序列為轉座子序列，其中大部分與疾病有關2、 轉座子的結構特征、類型及其轉座機理轉座子的結構特征：1.端有15-25bp的倒轉重復序列，或者叫反向重復序列。而插入位點兩側具有5-9bp的正向重復序列。2.具有編碼轉座酶的基因，這種酶催化轉座子插入新的位置轉座子類型：原核：(1)簡單轉座子/插入序列(2)

32、復合轉座子3）類轉座因子4）TnA轉座子家族。真核：以DNA-DNA方式轉座轉座子和反轉錄轉座子機理：轉座酶與靶位點上插入位點的序列結合，像限制性內切酶那樣在靶DNA鏈上形成交叉切割，同時也在轉座子的每條鏈的一端切割。轉座子的兩條鏈的自由末端分別和靶DNA的兩個插入位點的末端連接在一起成橋，新老兩個靶DNA分子就相互連接在一起。隨著轉座子和生長的具體條件不同有兩種不同的選擇：1 簡單轉座：在轉座子另一末端進行第二次切割，使轉座子完全轉移到新的DNA中。由DNA聚合酶的作用插進幾個核苷酸以完成靶位點復制，并在老的宿主靶DNA上留下一個致死性缺口，或被修復?？梢姾唵无D座作用是將轉座子轉移到新的位點

33、上。2 復制性轉座：轉座子DNA沒有第二次被切開，而靠DNA聚合酶從第一個切口的末端開始復制，這樣產生的結構稱為共合體。共合體結構的存在是這種轉座過程的有力證據。離解酶催化兩個轉座子拷貝之間的位點專一性重組，結果每個分子都帶有一個轉座子拷貝。第2章、 生物信息傳遞-轉錄名詞、1、 轉錄的不對稱性: 在RNA的合成中，DNA的二條鏈中僅有一條鏈可作為轉錄的模板，稱為轉錄的不對稱性2、 編碼鏈(coding strand) 或有義鏈(sense strand): 與mRNA序列相同的那條DNA鏈3、 模板鏈 (template strand)或反義鏈(antisense strand) : 根據堿

34、基互補原則指導mRNA合成的DNA鏈4、 轉錄單元（transcription unit）: RNA的轉錄從DNA模板的特定位點開始，并在一定的位點終止。此轉錄區(qū)域為一個轉錄單位。一段可以轉錄成RNA鏈的DNA5、 因子: RNA聚合酶全酶的一個亞基，參與啟動子的識別，使RNA聚合酶能在正確的位置上開始轉錄6、 順式作用元件（cis-acting element）:存在于基因旁側序列中能影響基因表達的DNA序列，本身不編碼任何蛋白質，僅僅提供一個作用位點，要與反式作用因子相互作用而起作用7、 啟動子(promoter，P)：是指能被RNA聚合酶（包括基本轉錄因子）識別、結合并啟動基因轉錄的一段

35、DNA序列8、 上游啟動子元件（upstream promoter element，UPE）：在某些基因的核心啟動子上游，被RNA聚合酶本身識別，能顯著增強轉錄效率9、 轉錄因子（transcription factor，TF)：10、內源性終止子：富含GC堿基的反向重復序列和4-8個A組成的序列11、依賴的終止子（rho-dependent terminator）：依賴的解螺旋酶和ATP酶活性，使轉錄復合物解體，釋放RNA，終止轉錄過程。12、RNA剪接(splicing)：把內含子切除，把外顯子連接起來，產生成熟的RNA分子,這個過程就叫RNA的剪接13、RNA的編輯（editing）：R

36、NA轉錄后堿基的插入、刪除或轉變14、RNA的再編碼（recoding）：把RNA編碼和讀碼方式的改變稱為RNA的再編碼。包括+1、-1移位、核糖體跳躍、終止子通讀問答1、 原核生物RNA聚合酶的組成及其作用。2、 真核生物RNA聚合酶的種類及其作用。RNA聚合酶I: 合成除5srRNA的所有rRNARNA聚合酶:生成mRNA的前體hnRNA、部分snRNA和miRNA的前體RNA聚合酶III:生成tRNA、5srRNA、snRNA對鵝膏蕈堿的敏感性：RNA聚合酶I不敏感RNA聚合酶敏感RNA聚合酶III存在物種特異性3、 圖示原核生物啟動子的一般結構，并描述各部分的特點和功能。（1） -35

37、序列：又稱Sextama框，一致序列TTGACA。 RNA聚合酶初始結合位點。亞基識別該位點，又稱為RNA聚合酶的識別位點。（2）-10序列： 又稱Pribnow框，一致序列TATAAT。RNA聚合酶的牢固結合位點，對解鏈十分重要。 RNA聚合酶結合于-35序列 ，然后才結合于-10序列。（3）轉錄起始位點：影響轉錄的起始效率4、 圖示真核RNA聚合酶的啟動子結構，描述各部分的特點和功能。TATA框：一致序列為TATAA/TAA/T，一般位于-25bp附近。使轉錄精確起始CAAT盒：一致序列為GGC/TCAATCT，一般位于-75附近。GC盒：一致序列為GGGCGGG，一般位于-80到-110

38、附近。幾個串聯(lián)存在。CAAT盒和GC盒分別于特異性轉錄因子SP1和CTF結合，主要控制轉錄起始頻率，不參與起始位點的確定5、 試述真核生物TFIID的組成、功能及作用機制。TFD包括兩類成分：a) TBP（TATA box binding protein）。是唯一能識別TATA盒并與其結合的轉錄因子，是三種RNA聚合酶轉錄時都需要的；b) TAF（TBP-associated factors）TF-D中其它蛋白因子稱為TBP相關因子。功能：1、幫助TBP與TATA盒的結合。2、TATA盒缺失時，使TFD與其他啟動子元件的結合。3、與各種特異轉錄因子（如激活因子）結合。6、 原核生物轉錄起始的過

39、程Ø 模板識別 template recognitionRNA。聚合酶與DNA接觸，搜索并識別特異結合位點。Ø 封閉起始復合物 closed complex。RNA聚合酶與啟動子識別并結合，DNA仍是雙鏈。Ø 開放起始復合物 open complex。DNA解鏈，封閉起始復合物 轉變?yōu)殚_放起始復合物。Ø 三元復合體 ternary complex。最初的一個或幾個核苷酸被合成，開放起始復合物 轉變成包括RNA聚合酶、DNA和新生RNA的三元復合體。7、 真核生物mRNA轉錄后加工包括哪些內容？加帽、加尾、切割和剪接反應(splicing)8、 比較核基因

40、mRNA與I、II類內含子的剪接特點。I類內含子的剪接：5拼接點和3拼接點的序列絕大部分為U和G，前體rRNA的拼接過程需要加入一種鳥嘌呤核苷酸（GTP、GDP、GMP和鳥苷），發(fā)生兩次轉酯反應。II類內含子的切除體系中，由內含子本身靠近3拼接點的保守腺苷酸2-OH作為親核基團攻擊5，拼接點不需要剪接體 、snRNA，但要形成套索中間體9、 原核生物和真核生物的mRNA在結構上主要區(qū)別1）原核生物的mRNA是多順反子，真核生物的mRNA是單順反子2）原核mRNA 5'端無帽子結構，真核mRNA 5'端有一段帽子結構3）原核mRNA3'端無polyA，真核mRNA3

41、9;端有polyA結構。10.真核生物mRNA帽子和polyA結構，主要功能是什么？鳥嘌呤第7位氮被甲基化，分為：零類帽子、1類帽子、2類帽子。功能： 封閉mRNA的5端，使其沒有游離的5-磷酸，從而阻止核酸外切酶的降解，使mRNA更穩(wěn)定； 作為mRNA與核糖體結合的信號（通過帽子結合蛋白），無帽子結構的RNA不能與核糖體的40S亞基結合；與mRNA的運輸有關。有利于成熟mRNA從細胞核輸送到細胞質polyA結構：大多數(shù)真核生物mRNA3'端的40-200個腺苷酸殘基。功能：polyA是mRNA由細胞核進入細胞質所必需的形式.polyA可抵抗外切核酸酶從3端降解mRNA，增加mRNA的

42、穩(wěn)定性。polyA能增強翻譯能力。通過polyA結合蛋白與翻譯起始因子結合 11、什么是核酶？其發(fā)現(xiàn)有何重要意義？核酶：是指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而特異性剪切底物RNA的分子。根據其催化功能可以分為剪切型核酶（只剪不接）和剪接型核酶（內切酶、連接酶活性）兩種。意義：核酶的發(fā)現(xiàn)使我們對RNA的功能又有了新的認識，是對中心法則的又一個重要修正，說明RNA既是遺傳物質又是酶。同時也為生命起源的研究提供了新的思路生命進化的早期可能存在著一個 RNA的世界生物信息傳遞-翻譯名詞1、密碼子 codon：mRNA上決定一個特定氨基酸的三個連續(xù)核苷酸2、密碼子簡

43、并性 (degeneracy) 一種氨基酸有幾個密碼子，或者幾個密碼子代表一種氨基酸的現(xiàn)象稱為密碼子的簡并性：3、密碼子擺動性(Wobble): 密碼的第一、第二堿基是必需嚴格按標準配對(A-U、G-C)而第三堿基配對可以有一定程度的擺動靈活性4、第二密碼系統(tǒng): tRNA分子中可以被氨基酰tRNA合成酶識別，并決定tRNA的特異性的序列或位點。5、核糖體: 由多種核糖體RNA(rRNA)和幾十種蛋白質所組成的亞細胞顆粒。是蛋白質合成的工廠6、多核糖體: 幾個到幾十個核糖體在一條mRNA上結合起來的現(xiàn)象7、SD序列: 在mRNA分子中起始密碼子的上游8-13個核苷酸處有一段富含嘌呤核苷酸的順序。

44、16SrRNA結合位點。8、分子伴侶molecular chaperone: 一類序列上沒有相關性但有共同功能的保守性蛋白質，它們在細胞內能幫助其它多肽進行正確的折疊、組裝、運轉和降解。9、信號識別顆粒: 是一個小分子RNA-蛋白質復合物，在翻譯過程中能夠識別信號序列，指導核糖體到轉運通道10、信號肽: 起始密碼子后mRNA編碼的一段疏水的氨基酸序列，能夠形成包括兩個-螺旋的發(fā)夾結構，在SRP的幫助下插入到粗面內質網的膜中。11、核定位序列Nuclear Localization Sequence, NLS:12、泛素（Ubiquitin）: 是一種存在于大多數(shù)真核細胞中的小蛋白。它的主要功能

45、是標記需要分解掉的蛋白質，使其被水解問答1、 遺傳密碼是如何破譯的？1、 五十年代的數(shù)學推理階段：根據在DNA中存在四種核苷酸、在蛋白質中存在二十種氨基酸的對應關系，做出數(shù)學推理：43=64這種關系是最理想的2、六十年代的實驗階段：1）插入或刪除實驗：用核苷酸的插入或刪除實驗證明模板上每三個核苷酸組成一個密碼子。2)、同聚物/共聚物序列指導蛋白合成：同聚物實驗：通過人工合成更多的mRNA，通過分析其多肽產物來研究密碼子。共聚物序列實驗：表明密碼子有奇數(shù)個核苷酸組成。核糖體結合技術驗證并破解了所有的密碼子2、 遺傳密碼有哪些特性1、密碼子的連續(xù)性 2、密碼子有簡并性 (degeneracy) 3

46、、密碼子的偏好性 4、密碼子的擺動性 5、密碼子的通用性與特殊性：不論是病毒、原核生物還是真核生物可共用同一套密碼。但也有一些例外，主要發(fā)生在線粒體和一些低等生物的核基因組 6、共有64個密碼子 7、密碼子具有方向性：mRNA從5端到3端的核苷酸排列順序決定了多肽鏈中從N端到C端的氨基酸排列順序3、 tRNA在組成和結構上有哪些特點？tRNA的種類和功能a) 一級結構：tRNA稀有堿基豐富。不同的tRNA序列差異較大，但在絕大多數(shù)tRNA上具有固定核苷酸，這些核苷酸的種類和位置不變。b) tRNA的二級結構三葉草結構: 具有（1）受體臂：又稱為氨基酸接受莖，3端含CCA-OH序列。(2)二氫尿

47、嘧啶環(huán)(D環(huán)) (3) TC環(huán) (4)額外環(huán)或可變環(huán)(5)反密碼子環(huán)c) tRNA的三級結構 "倒L形" tRNA的種類1、 起始tRNA和延伸tRNA：起始tRNA特異性識別起始密碼子AUG，延伸tRNA則將Met和其它氨基酸引入mRNA分子內部，并且Met不能被甲酰化。2、同工tRNA（攜帶相同氨基酸的不同tRNA）：攜帶相同氨基酸3、校正tRNA：針對基因或密碼子突變可經過其反密碼子上也發(fā)生某種突變，以“代償”或校正原有突變所產生的不良后果4、 氨酰tRNA合成酶的功能催化形成氨酰tRNA，決定反應的專一性特異性的識別不同的氨基酸5、 比較原核與真核的核糖體組成。原核

48、細胞的核糖體較小，沉降系數(shù)為70S，由50S和30S兩個亞基組成。50S大亞基含有36種蛋白質和 23SrRNA、 5SrRNA。30S小亞基含有21種蛋白質和一個16S的rRNA分子。真核細胞的核糖體體積較大，沉降系數(shù)是80S，由60S和40S兩個亞基組成。在大亞基中，有大約49種蛋白質，另外有三種rRNA28S rRNA、5S rRNA和5.8S rRNA。小亞基含有大約33種蛋白質，一種18S的rRNA。6、核糖體有哪些活性中心（或功能位點）？7、真核生物與原核生物在翻譯的起始過程中有哪些區(qū)別？1) 真核細胞起始因子較原核生物多2) 真核生物核糖體更大，真核細胞核糖體為80S，可解離成6

49、0S與40S兩個亞基，原核生物核糖體為70S，由50S和30S兩個亞基組成。3) 真核生物起始tRNA為Met-tRNAi，而原核生物起始tRNA所攜帶的是fMet4) 真核生物mRNA具有帽子結構，mRNA 5端與18 S rRNA的3端序列之間存在不同于SD序列的堿基配對型相互作用。5) 真核生物mRNA具有PolyA尾，能夠形成環(huán)狀mRNA，促進翻譯起始效率8、 原核生物起始因子的功能IF-3阻止30S與50亞基結合，同時也是30S亞基與mRNA起始位點的特異結合所必須的，IF-1、IF-2輔助。IF-2特異地和起始tRNA結合并把它帶到起始復合體中，IF-1、IF-3輔助。IF-1作為

50、完整的起始復合物的一部分, 和起始復合物的穩(wěn)定性有關。最近發(fā)現(xiàn)IF-1結合在30S的A位點，可以在50S加入之前阻止aa-tRNA加入，提供翻譯準確性。9、原核生物在翻譯的肽鏈延伸過程1）進位：EF-Tu和GTP形成EF-Tu.GTP，然后EF-Tu.GTP與AA-tRNA結合，EF-Tu.GTP.AA-tRNA復合物進入A位點，GTP水解，EF-Tu.GDP與復合物的分離，最后在EF-Ts的作用下將EF-Tu.GDP轉化為EF-Tu.GTP。2）肽鍵形成（轉肽）：在大亞基上肽酰轉移酶的催化下，將P位點上的tRNAfMet所攜帶的fMet 或肽酰-tRNA攜帶的氨基酸轉移給A位上新進入的AA-

51、tRNA的氨基酸上，即由P位上的氨基酸或肽鏈的C端氨基酸提供-COOH基，與A位上的氨基酸的-NH2基形成肽鍵3）移位：在EF-G和GTP的作用下，核糖體沿mRNA鏈(53) 相對移動一個密碼子，使形成的肽酰-tRNA進入P位點去氨酰-tRNA被擠入E位點，下一個AA-tRNA進入A位點開始下一輪的轉肽和位移。10、真核生物與原核生物在翻譯終止因子的比較終止因子（釋放因子）有兩類：I類釋放因，識別終止密碼子，能催化新合成的多肽鏈從P位點的tRNA中水解釋放出來；II類釋放因子，在多肽鏈釋放后刺激I類釋放因子從核糖體中解離出來。原核生物:RF1 (I類) 能識別UAG和UAA，RF2 (I類)識

52、別UGA和UAA。RF3 (II類)與核糖體的解體有關。真核生物：eRF1 (I類) 能識別三個終止密碼子， eRF3 (II類)11、蛋白質有哪些翻譯后的加工修飾？1) 氨基末端的 fMet或 Met的切除2) 氨基酸殘基的修飾3) 切去一段新生肽鏈中不是功能所需的肽段4) 肽鏈的折疊12、蛋白質氨基酸側鏈的修飾及其作用磷酸化（如核糖體蛋白質）：在許多反應起著生物“開/關”作用，調控代謝過程。糖基化（如各種糖蛋白）：使不同的蛋白質打上不同的標記，改變多肽的構象和增加蛋白質的穩(wěn)定性甲基化（如組蛋白、肌肉蛋白等）; 調節(jié)基因的表達和關閉，與癌癥、衰老、老年癡呆等許多疾病密切相關，導致X染色體失活

53、乙?；ㄈ缃M蛋白）；提高基因的轉錄活性羥基化、羧基化等側鏈的修飾能增加蛋白質的豐富性，一些修飾與基因表達調控相關13、簡述線粒體蛋白質的跨膜運轉機制。1) 在游離核糖體合成的前體蛋白，與胞質蛋白分子伴侶Hsc70結合，使其保持未折疊或部分折疊狀態(tài)，其N端具有基質蛋白靶向序列。2) 前體蛋白與內外膜接觸點附近的輸入受體Tom20/22結合，被轉運進輸入孔。3) 輸入的蛋白進而通過內外膜接觸點的輸入通道（外膜為Tom40,內膜為Tim23/17），線粒體基質分子伴侶Hsc70與輸入蛋白結合并水解ATP以驅動基質蛋白的輸入。4) 輸入的基質蛋白的基質靶向序列，在基質蛋白酶作用下被切除，同時Hsc70

54、從基質蛋白釋放出來。5) 基質蛋白進而折疊成活性構象14、試述蛋白質泛素化降解的過程及其意義E1（泛素激活酶）水解ATP獲取能量，通過其活性位置的半胱氨酸殘基與泛素的羧基末端形成高能硫酯鍵而激活泛素，然后E1將泛素交給E2（泛素結合酶）與其半胱氨酸殘基結合，最后在E3（泛素連接酶）的作用下將泛素羧基與靶蛋白N端賴氨酸殘基連接形成異肽鍵。重復這3個步驟，形成具有寡聚泛素鏈的泛素化蛋白。意義·：通過降解錯誤折疊、突變或者損傷的蛋白來維持細胞的質量控制。通過降解關鍵的調節(jié)蛋白來控制細胞的基本生命活動, 例如生長、代謝、細胞凋亡、細胞周期和轉錄調節(jié)等。第3章、 基因表達的調控名詞：1、 基因

55、表達(gene expression)：是指生物體基因組中結構基因所攜帶的遺傳信息經過轉錄及翻譯等一系列過程，合成特定的蛋白質，進而發(fā)揮其特定生物學功能的全過程 2、 基因表達調控(gene regulation):對基因表達的調控過程3、 基因表達產物: 一般指蛋白質，有時也可以是各種RNA (tRNA、mRNA和rRNA) 。4、 組成性表達（constitutive gene expression):在個體發(fā)育的任一階段都能在大多數(shù)細胞中持續(xù)進行的基因表達。5、 管家基因（housekeeping gene）表達不受內外環(huán)境的影響，在個體生長過程中，幾乎在所有的組織中持續(xù)表達或變化很小的

56、一類基因6、 基因的時空表達模式 temporal and spatial expression pattern): 相應基因的表達在機體發(fā)育的不同階段嚴格按一定的時間順序開啟或關閉并且在機體發(fā)育的某一階段，同一個基因的表達產物在不同的組織器官分布不同。7、 操縱元（子）operon: 是由功能上相關聯(lián)的多個編碼序列（2個以上）及其調控序列（包括操縱序列、啟動序列和調節(jié)基因）等成簇串聯(lián)在一起，構成的一個轉錄協(xié)調單位8、 轉錄調節(jié)因子transcriptional regulator: 與順式作用元件特異識別和結合，從而影響基因表達活性的轉錄調節(jié)蛋白9、 共調節(jié)因子co-regulator: 有

57、些蛋白轉錄因子不與DNA直接作用，通過蛋白與蛋白間的作用來連接轉錄調節(jié)因子與基本轉錄復合體而發(fā)揮作用，稱為共調節(jié)因子。10、負控可誘導調節(jié)：平時基因關閉，在效應物作用下打開。通常被調節(jié)的基因是一些編碼平時少有用到的糖和氨基酸分解代謝蛋白的基因，比如乳糖操縱子11、負控可阻遏調節(jié)：這類操縱元通常是開放轉錄的，有效應物（色氨酸為阻遏劑）作用時則關閉轉錄 12、效應物（effector）：某些特定的物質能與調控蛋白結合，使調控蛋白的空間構像發(fā)生變化，從而改變其對基因轉錄的影響，這些特定物質可稱為效應物13、衰減子（弱化子）：先導序列起到隨色氨酸濃度升高降低轉錄的作用，這段序列就稱為弱化子14、誘導型轉錄因子：活性是受調控的，只在特定時間（細胞發(fā)育階段）條件或特定的組織中合成或被活