分子生物學(xué)復(fù)習(xí)資料

分子生物學(xué)復(fù)習(xí)資料一、名詞解釋1.C值反常現(xiàn)象：指C值往往與種系的進(jìn)化復(fù)雜性不一致的現(xiàn)象，即基因組大小與遺傳復(fù)雜性之間沒有必然的聯(lián)系，某些較低等的生物C值卻很大2.DNA的半保存復(fù)制:DNA在復(fù)制過程中，每條鏈分別作為模板合成新鏈，產(chǎn)生互補(bǔ)的兩條鏈。這樣新形成的兩個(gè)DNA分子與原來DNA分子的堿基次序完全同樣。因此，每個(gè)子代分子的一條鏈來自親代DNA,另一條鏈則是新合成的，這種復(fù)制方式被稱為DNA的半保存復(fù)制3.σ因子：是原核生物RNA聚合酶全酶的一種亞基，是聚合酶的別構(gòu)效應(yīng)物，協(xié)助聚合酶專一性識(shí)別并結(jié)合模板鏈上的啟動(dòng)子，起始基因轉(zhuǎn)錄4.操縱子：是指原核生物中由一種或多個(gè)有關(guān)基因以及轉(zhuǎn)錄翻譯調(diào)控元件構(gòu)成的基因體現(xiàn)單元5.錯(cuò)義突變：由于構(gòu)造基因中某個(gè)核苷酸的變化使一種氨基酸的密碼變成一種氨基酸的密碼6.分子伴侶：是細(xì)胞中一類能夠識(shí)別并結(jié)合到不完全折疊或裝配的蛋白質(zhì)上以協(xié)助這些多肽對(duì)的折疊、轉(zhuǎn)運(yùn)或避免它們聚集的蛋白質(zhì)，其本身不參加最后產(chǎn)物的形成7.解鏈溫度：核酸在260nm的吸光度增加到最大值二分之一時(shí)的溫度稱為DNA的熔點(diǎn)，用TM表達(dá)8.抗終止因子：能夠在特定位點(diǎn)制止轉(zhuǎn)錄終止的一類蛋白質(zhì)。它們能與RNA聚合酶結(jié)合,協(xié)助RNA聚合酶越過含有莖一環(huán)構(gòu)造的終止子繼續(xù)轉(zhuǎn)錄目的RNA9.弱化子:是指原核生物操縱子中能明顯削弱甚至終止轉(zhuǎn)錄作用的一段核苷酸序列，該區(qū)域能形成不同的二級(jí)構(gòu)造,運(yùn)用原核生物轉(zhuǎn)錄與翻譯的偶聯(lián)機(jī)制對(duì)轉(zhuǎn)錄進(jìn)行調(diào)節(jié)10.無義突變:在DNA序列中任何造成編碼氨基酸的三聯(lián)密碼子轉(zhuǎn)變?yōu)榻K止密碼子的突變，它使蛋白質(zhì)合成提前終止，合成無功效的或無意義的多肽11.同工tRNA：指幾個(gè)代表相似氨基酸、能夠被一種特殊的氨酰-tRNA合成酶識(shí)別的tRNA12.增強(qiáng)子：能使與它連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率明顯增加的DNA序列，由于它也能強(qiáng)化轉(zhuǎn)錄的起始，又稱強(qiáng)化子13.阻遏蛋白：是指轉(zhuǎn)錄調(diào)控系統(tǒng)中調(diào)節(jié)基因體現(xiàn)產(chǎn)物豐度的蛋白質(zhì)，其作用部位往往是操縱子的操縱區(qū)，起著制止構(gòu)造基因轉(zhuǎn)錄的作用二、解答題（一）DNA半保存復(fù)制的特點(diǎn)DNA的復(fù)制總是沿5’→3’方向進(jìn)行。每個(gè)子代DNA分子中都包含有一條新合成的鏈和一條來自親代的鏈，因此稱之為半保存復(fù)制。DNA半保存復(fù)制確保了全部的體細(xì)胞都攜帶相似的遺傳信息，并能夠?qū)⑦z傳信息穩(wěn)定地傳遞給下一代。全部細(xì)胞生物DNA都以半保存方式進(jìn)行復(fù)制。（二）DNA修復(fù)的作用機(jī)理和過程1、錯(cuò)配修復(fù)MutS識(shí)別并結(jié)合錯(cuò)配的堿基對(duì)，MutL隨即結(jié)合，形成復(fù)合體。復(fù)合體激活MutH的核酸內(nèi)切酶，在錯(cuò)配位點(diǎn)附近的GATC序列處切割非甲基化子鏈。核酸外切酶在解螺旋酶及SSB蛋白質(zhì)的協(xié)助下，將無甲基化的一段從GATC位點(diǎn)至錯(cuò)配位點(diǎn)切除。DNApolⅢ和連接酶分別彌補(bǔ)缺口和連接切口2、切除修復(fù)（1）堿基切除修復(fù)：糖苷水解酶特異識(shí)別并切除核苷酸上的N-β糖苷鍵，在DNA鏈上形成去嘌呤或去嘧啶位點(diǎn)（AP位點(diǎn)）AP核酸內(nèi)切酶將受損核苷酸的糖苷-磷酸鍵切開，移去涉及AP位點(diǎn)核苷酸在內(nèi)的小片段DNADNA聚合酶I合成新的片段DNA連接酶將兩者連接成新的被修復(fù)的DNA鏈（2）核苷酸切除修復(fù)：由特殊的蛋白質(zhì)探測(cè)損傷，并引發(fā)一系列蛋白質(zhì)與損傷部位的有序結(jié)合由特殊的內(nèi)切酶在損傷部位的兩側(cè)切開DNA鏈去除2個(gè)切口之間的帶有損傷的DNA片段，形成缺口由DNApol合成新的片段彌補(bǔ)缺口由DNA連接酶連接切口3、SOS反映SOS修復(fù)需要修復(fù)蛋白的參加，正常狀況下，修復(fù)蛋白的合成受遏制蛋白LexA的克制，處在較低水平狀態(tài)。當(dāng)DNA兩條鏈的都有損傷并且損傷位點(diǎn)鄰近時(shí)，損傷不能被切除修復(fù)或重組修復(fù)，造成損傷處的DNA鏈空缺。損傷DNA與RecA蛋白結(jié)合，激活遏制蛋白斷裂，誘導(dǎo)產(chǎn)生的一整套的特殊DNA聚合酶──SOS修復(fù)酶類，催化空缺部位DNA的合成，保持了DNA雙鏈的完整性由于沒有模板，核苷酸隨機(jī)補(bǔ)充，錯(cuò)誤較多，提高了突變率（三）原核生物RNA終止類型、特點(diǎn)及機(jī)理1、不依賴ρ因子的終止—強(qiáng)終止子特點(diǎn)：有雙重對(duì)稱的DNA序列，富含GC堿基，可形成莖環(huán)構(gòu)造在終點(diǎn)位點(diǎn)前面有一段由4~8個(gè)A構(gòu)成的序列，轉(zhuǎn)錄為RNA3’端的U機(jī)理：模板DNA鏈在靠近轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)處存在相連的富含GC的反轉(zhuǎn)重復(fù)序列和AT的區(qū)域，使RNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物形成寡聚U及發(fā)夾形的二級(jí)構(gòu)造，引發(fā)RNA聚合酶變構(gòu)及移動(dòng)停止，造成RNA轉(zhuǎn)錄的終止2、依賴ρ因子的終止—弱終止子特點(diǎn)：有發(fā)夾構(gòu)造，但GC堿基含量較少，無寡U機(jī)理：ρ因子是大腸桿菌的一種六聚體蛋白，是一種NTP酶，含有RNA-DNA解旋酶活性。該蛋白因子能識(shí)別終止信號(hào)，并能與RNA緊密結(jié)合，造成RNA的釋放（四）真核生物與原核生物基因組的特點(diǎn)1、真核生物：真核基因組龐大，普通都遠(yuǎn)不不大于原核生物的基因組。真核基因組存在大量的重復(fù)序列。真核基因組的大部分為非編碼序列，占整個(gè)基因組序列的90%以上。真核基因組的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是單順反子。真核基因是斷裂基因，有內(nèi)含子構(gòu)造。真核基因組存在大量的順式作用元件，涉及啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、沉默子等。真核基因組中存在大量的DNA多態(tài)性。真核基因組含有端粒構(gòu)造。2、原核生物：構(gòu)造簡(jiǎn)潔。原核DNA分子的絕大部分是用來編碼蛋白質(zhì)的，只有非常小的一部分不轉(zhuǎn)錄。存在轉(zhuǎn)錄單元—多順反子。有重疊基因，即同一段DNA能攜帶兩種不同蛋白質(zhì)的信息。（五）mRNA、tRNA、rRNA的加工過程1、mRNA的加工過程：5′端形成帽子構(gòu)造3′端加上多聚腺苷酸尾巴中部剪接除去內(nèi)含子。鏈內(nèi)部核苷酸的甲基化。2、tRNA的加工過程：內(nèi)含子的剪接3’端添加CCA核苷酸修飾（1）甲基化（2）還原反映（3）核苷內(nèi)的轉(zhuǎn)位反映（4）脫氨反映3、rRNA的加工過程：大多數(shù)真核生物rRNA基因無內(nèi)含子，有些即使含有內(nèi)含子但并不轉(zhuǎn)錄新生rRNA前體與蛋白質(zhì)結(jié)合，形成巨大的核糖核蛋白前體顆粒前體長(zhǎng)度約為成熟rRNA的2倍，因此rRNA前體必須被剪切成成熟的rRNA分子，此過程在核仁中進(jìn)行（六）RNA轉(zhuǎn)錄和DNA復(fù)制的異同點(diǎn)1、相似點(diǎn)：（1）合成反映的化學(xué)本質(zhì)：都恪守堿基配對(duì)原則（2）都以DNA作為模板（3）合成的方向：5’–3’（4）都需依賴聚合酶（5）發(fā)生的部位：細(xì)胞核2、不同點(diǎn)：（1）轉(zhuǎn)錄：以一條DNA鏈為模板；復(fù)制：兩條鏈都可作模板。（2）轉(zhuǎn)錄時(shí)，模板DNA的信息全保存；復(fù)制時(shí)模板信息是半保存。（3）RNA合成不需引物，而DNA復(fù)制需引物。（4）轉(zhuǎn)錄的底物是rNTP，復(fù)制的底物是dNTP；堿基由復(fù)制時(shí)的T替代為轉(zhuǎn)錄時(shí)的U。（5）復(fù)制過程是整條染色體復(fù)制，而轉(zhuǎn)錄是有選擇的，在某個(gè)時(shí)期，只有某個(gè)特定的基因或一組基因被轉(zhuǎn)錄。（6）聚合酶系統(tǒng)不同，RNA聚合酶只有5’→3’聚合作用，無5’→3’及3’→5’外切活性。（七）tRNA構(gòu)造、功效、種類1、構(gòu)造：tRNA的三葉草形二級(jí)構(gòu)造和tRNA的L形三級(jí)構(gòu)造2、tRAN三葉草二級(jí)構(gòu)造構(gòu)造：（1）受體臂：負(fù)責(zé)攜帶特異的氨基酸（2）TψC臂：負(fù)責(zé)和核糖體上的rRNA識(shí)別結(jié)合（3）反密碼子臂：負(fù)責(zé)對(duì)密碼子的識(shí)別與配對(duì)（4）二氫尿嘧啶環(huán)：負(fù)責(zé)和氨酰tRNA聚合酶結(jié)合（5）額外環(huán)：在tRNA的L型三維構(gòu)造中負(fù)責(zé)連接兩個(gè)區(qū)域3、tRNA的L形三級(jí)構(gòu)造：(1)氨基酸受體臂位于L型的一側(cè)，距反密碼子環(huán)約70?。(2)D環(huán)和TψC環(huán)形成了“L”的轉(zhuǎn)角。(3)在某些保守和半保守的堿基之間形成諸多三級(jí)氫鍵，使分子形成L形，并使構(gòu)造穩(wěn)定。(4)不同于DNA，涉及到與磷酸核糖主鏈互相作用的三級(jí)構(gòu)造的磷酸二酯鍵分布在核糖的2’-OH上。(5)幾乎全部的堿基平面之間都產(chǎn)生堿基堆積的作用。4、種類：起始tRNA、延伸tRNA、同工tRNA、校正tRNA（八）密碼子的6大特性1、方向性：密碼子及構(gòu)成密碼子的各堿基在mRNA中的排列含有方向性，閱讀方向是5’→3’方向2、持續(xù)性：mRNA中密碼子及密碼子的各堿基是持續(xù)排列的，無間隔3、簡(jiǎn)并性：指一種氨基酸含有2個(gè)或2個(gè)以上密碼子4、通用性和特殊性：從最簡(jiǎn)樸的病毒，始終到人類，都使用同一套遺傳密碼。即使密碼子有通用性，但也發(fā)現(xiàn)少數(shù)例外。5、擺動(dòng)性：mRNA密碼子與tRNA反密碼子配對(duì)，有時(shí)出現(xiàn)不遵從堿基配對(duì)規(guī)律的狀況6、密碼子第二位決定氨基酸的極性（九）蛋白質(zhì)的合成過程活化：氨基酸和對(duì)應(yīng)的tRNA形成AAtRNA起始：（1）核糖體大小亞基分離（2）mRNA在小亞基定位結(jié)合（3）起始氨基酰-tRNA的結(jié)合（4）核糖體大亞基結(jié)合延伸：進(jìn)位、成肽、轉(zhuǎn)位（延伸因子）終止：釋放因子加工：（1）N端fMet或Met的切除（2）二硫鍵的形成（3）特定氨基酸的修飾（4）切除新生肽鏈中的非功效片段（十）原核生物和真核生物蛋白質(zhì)合成的重要差別（1）起始復(fù)合物形成所需的蛋白質(zhì)因子的差別原核生物起始因子有3種，真核生物起始因子有9種（2）起始復(fù)合物形成過程的次序差別真核生物蛋白質(zhì)合成的起始過程分為三步：43S起始復(fù)合物的形成；48s起始復(fù)合物的形成和80s起始復(fù)合物的形成.（3）肽鏈延長(zhǎng)和終止過程真核生物和原核生物蛋白質(zhì)合成的肽鏈延長(zhǎng)和終止過程非常相似,除因子的種類和名稱不同外,沒有更明顯的差別（十一）真核細(xì)胞與原核細(xì)胞在基因轉(zhuǎn)錄、翻譯及空間構(gòu)造方面的差別①在真核細(xì)胞中，一條成熟的mRNA鏈只能翻譯出一條多肽鏈，極少存在原核生物中常見的多基因操縱子形式②真核細(xì)胞DNA與組蛋白和大量非組蛋白相結(jié)合，只有一小部分DNA是裸露的。③高等真核細(xì)胞DNA中很大部分是不轉(zhuǎn)錄的，大部分真核細(xì)胞的基因中間還存在不被翻譯的內(nèi)含子④真核生物能夠有序地根據(jù)生長(zhǎng)發(fā)育階段的需要進(jìn)行DNA片段重排，還能在需要時(shí)增加細(xì)胞內(nèi)某些基因的拷貝數(shù)⑤在真核生物中，基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)區(qū)相對(duì)較大，它們可能遠(yuǎn)離啟動(dòng)子達(dá)幾百個(gè)甚至上千個(gè)堿基對(duì)，這些調(diào)節(jié)區(qū)普通通過變化整個(gè)所控制基因5’上游區(qū)DNA構(gòu)型來影響它與RNA聚合酶的結(jié)合能力在原核生物中，轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)區(qū)都很小，大都位于啟動(dòng)子上游不遠(yuǎn)處，調(diào)控蛋白結(jié)合到調(diào)節(jié)位點(diǎn)上可直接增進(jìn)或克制RNA聚合酶與它的結(jié)合⑥真核生物的RNA在細(xì)胞核中合成，只有經(jīng)轉(zhuǎn)運(yùn)穿過核膜，達(dá)成細(xì)胞質(zhì)后，才干被翻譯成蛋白質(zhì)，原核生物中不存在這樣嚴(yán)格的空間間隔⑦許多真核生物的基因只有通過復(fù)雜的成熟和剪接過程，才干順利地翻譯成蛋白質(zhì)（十二）乳糖操縱子的基本構(gòu)造涉及啟動(dòng)子、控制子、阻遏子及3個(gè)構(gòu)造基因lacZ、lacY、lacA等lacZ編碼β-半乳糖苷酶：將乳糖水解成葡萄糖和半乳糖lacY編碼β二分之一乳糖苷透性酶：使外界的β-半乳糖苷能透過大腸桿菌細(xì)胞壁和原生質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)lacA編碼β-半乳糖乙酰基轉(zhuǎn)移酶：能夠?qū)⒁阴］o酶A上的乙?；D(zhuǎn)到β-半乳糖苷上，形成乙酰半乳糖（十三）乳糖操縱子的控制模型及影響因子1、控制模型lacZ、lacY、lacA基因的產(chǎn)物由同一條多順反子的mRNA分子所編碼該mRNA分子的啟動(dòng)子位于阻遏基因與操縱區(qū)之間，不能單獨(dú)起始半乳糖苷酶和透過酶基因的高效體現(xiàn)操縱區(qū)是DNA上的一小段序列（僅為26bp），是阻遏物的結(jié)合位點(diǎn)當(dāng)阻遏物與操縱基因結(jié)合時(shí)，lacmRNA的轉(zhuǎn)錄起始受到克制誘導(dǎo)物通過與阻遏物結(jié)合，變化它的三維構(gòu)象，使之不能與操縱基因結(jié)合，從而激發(fā)lacmRNA的合成2、影響因子（1）lac操縱子的本底水平體現(xiàn)（2）大腸桿菌對(duì)乳糖的反映（3）阻遏物lacI基因產(chǎn)物及功效（4）葡萄糖對(duì)lac操縱子的影響——代謝物阻遏效應(yīng)（5）cAMP與代謝物激活蛋白（十四）色氨酸弱化作用的調(diào)控機(jī)制（1）RNA的二級(jí)構(gòu)造可參