分子生物学复习题 - 最终、完整.doc

分子生物学复习题（04）Macromolecules（大分子）Supercoil(超螺旋)：DNA双螺旋本身进一步盘绕称超螺旋。超螺旋有正超螺旋和负超螺旋两种，负超螺旋的存在对于转录和复制都是必要的。 Palindrome（回文序列）：在同一条DNA单链上，存在两段实质上相同，但序列颠倒并且二者碱基能形成互补的序列，这两段序列很容易就会根据碱基互补原则，互相吸引、配对，从而使得这条单链回折形成互补的双链结构melting temperature（解链温度）：当DNA完全变性时的“A260值”的“一半”对应的温度叫解链温度（Tm），Tm与GC比例、序列复杂性等因素有关。hyperchromic shift（增色效应）：当双螺旋DNA融解(解链)时,260nm处紫外吸收增加的现象。Nucleosome（核小体）：真核生物染色体的基本结构单位，由DNA与组蛋白H1、H2A、H2B、H3、H4组成的，DNA以左手螺旋缠绕于组蛋白核心上Chaperones（伴侣蛋白）：与新合成的多肽链形成复合物并协助它正确折叠成具有生物功能构向的蛋白质Domain（结构域）：具有独立三级结构(如球形或杆状)与特征性活性的蛋白区域，同源域会出现在不同的蛋白中。Motif（基序）：一般指构成任何一种特征序列的基本结构.作为结构域中的亚单元,其功能是体现结构域的多种生物学作用.protein family（蛋白质家族）：指结构相似，功能相关的一组蛋白质。通常一个蛋白质家族由同一个基因家族内的基因编码Proteasome（蛋白酶复合物）：细胞质基质中较大的蛋白质复合物，由筒状催化核心和调节部分组成。它可以降解细胞质基质中带有销毁标志的泛素依赖的蛋白质.Ubiquitylation（蛋白质泛素化）：泛素间隔或连续地附着到被降解的蛋白质赖氨酸残基上，这一过程称为蛋白质泛素化。Genes and genome（基因与基因组） Gene（基因）：基因是具有有效遗传信息的DNA分子片段，是产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核苷酸序列。Exon（外显子）：既存在于最初的转录产物中，也存在于成熟的RNA分子中的核苷酸序列。Intron（内含子）：DNA分为编码区和非编码区。编码区又分为外显子和内含子。编码区中的非编码序列就叫内含子UTR（非翻译区）：mRNA中不具编码和模板作用的核苷酸序列。Cistron（顺反子）：在顺反子互补测验中，两个突变在反式构型中不能互补而使其子代表现为突变型，表明两突变属于同一遗传单位，该单位称做顺反子。Pseudo gene（假基因）：具有与功能基因相似的序列，但由于有许多突变以致失去了原有的功能，所以假基因是没有功能的基因。gene family（基因家族）：真核生物的基因组中有许多来源相同，结构相似，功能相关的基因，这样的一组基因称为一个基因家族。junk DNA（垃圾基因）：基因组中未发现任何功能的DNA。satellite DNA（卫星DNA）：真核基因中高度重复的2bp至30bp的极短序列，其碱基组成与主体DNA有较大的差异，以数千个拷贝的串联方式排列，这种排列称为卫星DNAGenomics（基因组学）：进行基因组的序列测定和表型描述，以及研究基因活性与功能关系的学科。Proteomics（蛋白质组学）：用高分辨率的蛋白质分离和鉴定技术来研究细胞内蛋白组的学科。当前最好的方法是二维凝胶电泳。DNA replication（DNA复制） Replicon (复制子):基因组中能独立进行复制的单位，含有一个复制起始位点。原核DNA中只有一个复制子，真核中有多个a replication fork (复制叉) ：是复制正在发生的位点，Y字型结构，在复制叉处，作为模板的双链DNA解旋，同时合成新的DNA链Transcription（转录） Spliceosome（剪接体）：在剪接过程中形成的剪接复合物称为剪接体,剪接体的主要组成是蛋白质和小分子的核RNA(snRNA)，负责所有编码蛋白的mRNA的剪接trans-splicing（反式剪接）：不同的RNA分子通过剪接组成mRNA的过程。alternative splicing（可变剪接）：一个特定基因转录物（mRNA前体）经过不同53剪接位点产生不同的成熟mRNA的过程RNA editing（RNA编辑）：在mRNA水平上改变遗传信息的过程。改变后的成熟RNA序列与与之对应的基因组上外显子编码序列不同，最终编码的蛋白质也不同。Translation（翻译） genetic code (遗传密码): 核酸中的核苷酸残基序列与蛋白质中的氨基酸残基序列之间的对应关系。连续的3个核苷酸序列为一个密码子，特指一个氨基酸。标准的遗传密码是由64个密码子组成的，几乎为所有生物通用。ribozyme (核酶)：主要指一类具有催化功能的RNA,也称RNA催化剂。SD sequence (SD序列)：在细菌mRNA 起始密码子AUG上游10个碱基左右处，有一段富含嘌呤的碱基序列，能与细菌16SrRNA3端识别（并互补），帮助核糖体从AUG处的翻译起始。open reading frame (可读框):从起始密码子（ATG）起到终止密码子(TGA TAATAG)止的一段连续的密码子区域 transcription-translation coupling (转录翻译偶联):原核生物的mRNA不需要修饰加工，在它的3端尚未完成转录前，其5端已与核糖体结合，开始蛋白质的合成，即转录与翻译偶联。Mutations and repair（突变与修复）wild type野生型：在野生群体中观察到的最高频率的表型,或具有这种表型的系统、生物和基因mutant（突变）：由于DNA碱基对的置换、增添或缺失而引起的可遗传的基因结构的变化。base analogue（碱基类似物）：一类化学结构与DNA中正常碱基十分相似的化学制剂，是一种化学诱变剂。mutation hot spot（突变热点）：突变机率较高的碱基序列。recombination（重组）：指两DNA分子之间部分序列发生交换。分为同源重组和非同源重组两种Regulation of gene expression（基因表达的调控）operon（操纵子）：存在于原核生物当中，由启动子、操纵基因和一系列的结构基因紧密结合而成，是多数原核生物基因调控的实现方式。constitutive mutation（组成型突变）：与酶的合成有关的调节基因的一种突变。即原来酶的合成量受调节基因调节的，但由于调节基因发生变异，酶的合成变为组成型（不管生长条件如何，酶的合成量总是恒定的）的一种现象。promoter（启动子）：能被RNA聚合酶特异结合并起始转录的DNA上的序列。enhancer（增强子）：能提高与其连锁的结构基因转录频率的DNA序列。（与启动子的相对位置无关，无方向性，有组织特异性）genomic imprinting（基因组印记）：控制某一表型的等位基因由于来源于不同的亲本而产生差异表达，即机体只表达亲本一方的基因，另一方的基因不表达。epigenetics（表观遗传）：在基因组DNA序列不发生改变的情况下，由于甲基化、基因组印记、RNA编辑等原因，造成基因表达产物的改变而引起的表型改变的现象，在代与代之间是可遗传的。Transposons（转座子）Transposons（转座子）：是基因组中一段可移动的DNA序列，可以通过切割、重新整合等一系列过程从基因组的一个位置“跳跃”到另一个位置。转座子两端各有一段IS序列，中间是一段与转座无关的序列（可能是可编码基因）IS（插入序列）：最简单的DNA可动元件，由转座酶基因及首尾各一段的反向重复序列组成，不含有任何宿主基因L1 LINE element（长散在元件）：自主转座的反转录转座子，来源于RNA pol II的转录产物，L1是其中一个成员，存在于人类基因组，大约有6400bpSINE（短散在元件）：非自主转座的反转录转座子，来源于RNA pol III的转录产物，其中Alu是存在于人类基因组的一个成员。Alu sequences（ALU序列）：存在于SINE中，常含有一个核酸内切酶AluI的识别位点的多拷贝序列。长约280bp，约50万份拷贝Molecular biological tools in research（分子生物学的研究工具） PCR (polymerase chain reaction聚合酶链式反应)：是一种在体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法，故又称为基因的体外扩增法。它可以在试管中建立反应，经数小时之后，就能将极微量的目的基因或某一特定的DNA片段扩增数十万乃至千万倍，无需通过烦琐费时的基因克隆程序，便可获得足够数量的精确的DNA拷贝，所以有人亦称之为无细胞分子克隆法。Hybridization 杂交：两条互补的核苷酸单链在适当的条件下退火形成异质双链的过程称杂交DNA finger printing（DNA指纹）：所谓DNA指纹，是指将细胞核的DNA提取出来，用限制性内切酶进行酶解，再通过电泳将分子量大小不同的DNA片段分离，并与DNA探针杂交，通过放射自显影等方式，使X线胶片感光所得到的图像。由于这个图像与人的指纹一样，具有高度的个体特异性，所以被称为DNA指纹。RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphisma 限制性内切酶片段长度多态性)：当DNA序列的差异发生在限制性内切核酸酶的识别位点时，或当DNA片段的插入、缺失或重复导致基因组DNA经限制性内切核酸酶酶解后，其片段长度的改变可以经凝胶电泳区分时，DNA多态性就可应用限制性内切核酸酶进行分析，这种多态性称为限制性片段长度多态性。II. Short assay questions（简答题）Macromolecules（大分子）1. List three different chemical bonding which contribute to the stability of the DNA double helix? （列出维持DNA双螺旋结构稳定性的化学键）答：氢键范德华力 离子键 碱基堆积力2. The virion DNA of an E. coli phage called X174 has the base composition: 25% A, 33% T, 24% G, and 18% C. What do these data suggest about the structure of the phages chromosome?（一种叫X174的大肠杆菌噬菌体的病毒DNA有如下碱基成分： 25% A， 33% T， 24% G和18% C。 这比例说明该噬菌体染色体是什么结构？）答：单链DNA3. Briefly describe the different levels of chromosome organization in eukaryotes. （列出组成真核生物染色体的各级结构）答：（1）核小体：由核心蛋白和DNA组成。H2A、H2B、H3、H4各两分子来组成八聚体的核心蛋白。DNA以左手螺旋缠绕在核心蛋白上。（2）核小体单元：由组蛋白H1结合在连接DNA上，使许多核小体构成连续的染色质细丝。（3）30nm纤维：由6个核小体盘绕成螺旋管状的粗丝。4. List the different levels of protein structural organization and describe the different bonds/interactions that hold together or stabilize the proteins at these levels.（列出蛋白质各级结构的组织方式，并写出维持各级结构稳定性的化学键）答：一级结构：氨基酸的连接顺序和排列方式。 肽键和二硫键二级结构：多肽链主链原子的局部空间结构。有-螺旋，-折叠，-转角和无规卷曲。氢键。三级结构：一条多肽链中所有原子的空间排布。如结构域。 非共价键：氢键、范德华力、盐键、疏水相互作用。四级结构：亚基之间的相互连接方式。 非共价键：氢键、范德华力、盐键、疏水相互作用。5. Many proteins contain one or more motifs built from particular combinations of secondary structure. Describe two common structural motifs. （很多蛋白质都具有一个以上由二级结构进一步组成的基序，描述两个常见的基序）答：helix-turn-helix（HTH）：这类蛋白质分子中至少含有2个以上螺旋，中间有短链恻氨基酸残基形成“转折”，近氨基酸的螺旋中氨基酸残基的替换会影响该蛋白质在DNA双螺旋大沟中的结合。zinc finger：锌指结构家族蛋白大体分为锌指、锌钮、锌簇结构。重复的锌指结构都是以锌将一个螺旋与一个反向平行片层的基部以锌原子为中心，通过与一对本胱氨酸和一对组氨酸之间形成配位键相连6. The degradation of proteins is a regulated multi-step process. Describe the steps involved in the tagging of a protein for degradation and the products of the proteosome.（蛋白质的降解是一个受调控的多步骤的过程，试述蛋白质如何被标记并被蛋白酶体降解）泛素依赖的蛋白选择性降解过程：1、泛素活化酶（E1)与泛素结合，活化泛素。2、E1-泛素随后与泛素携带蛋白（E2)结合,成为E2-泛素，E1被置换。3、E2-泛素在泛素蛋白连接酶（E3）作用下与目标蛋白连接。这样多个泛素结合上目标蛋白后，目标蛋白即被标记，随后被proteosome降解。这个过程需要ATP提供能量。7. List the four different nucleotides found in DNA, the typical Watson-Crick base pairings, and the number of hydrogen（氢键） bonds in each of those pairings.答：A,T,G,CA=T, 含有2个氢键GC，含有3个氢键8. A double-stranded piece of DNA containing the sequence GCATGGCCACTACCG has a higher Tm (melting temperature) than one containing the sequence GAATGGTAACAACTG. Describe the properties of these DNA molecules and DNA in general that make this true.（第一段序列比第二段序列的溶链温度高，试从这两段序列的特点和DNA的性质解释）答：Tm值即DNA熔解温度，Tm与GC比例、序列复杂性等因素有关。第一个序列相对于第二个序列GC含量较高，由于DNA的GC配对含有三个氢键，AT配对含有两个氢键，因此水解GC对所需的能量要比水解AT对的能量高，所以第一个序列相对于第二个序列较耐高温，因此Tm值也相应地较高。DNA replication:1. Describe three features of replication origin. （描述复制起始位点的三个特征）答：A.包含很多短的重复序列的特异性DNA片段。B.能够被起始结合蛋白结合。C.AT含量高。2. List the critical enzymes and the roles they play in DNA replication. （写出复制过程中几个重要的酶及它们的作用。） 答： DNA解链酶，通过水解ATP获得能量来解开双链DNA。 RNA聚合酶，催化RNA引物的合成。 DNA聚合酶，催化多核苷酸链的延长反应及校对的功能。 DNA连接酶，催化双链DNA切口处的5-磷酸基与3-羟基生成磷酸二酯键。3.In the graphic below, assume that replication begins at the vertical lines. Draw the leading and lagging strands (with arrows as we did in class), label the ends of EVERY DNA fragment (either 5 or 3) and indicate the direction that the replication forks are moving. （从下图中标出前导链，后滞链，复制叉移动的方向和5 端3端。）4. For each of the enzymatic activities involved in replication, name the enzyme the fulfills that function MOST OF THE TIME.（写出在复制过程中，完成下列各种功能的酶的名称。）Proofreads：DNA聚合酶。Removes the RNA primer：DNA聚合酶Separates the DNA strands：DNA解链酶Synthesizes DNA：DNA聚合酶Links Okazaki fragments: DNA连接酶5. For the following enzymatic activities of DNA polymerase I, state the function of that activity during replication. Use only 5 words or less for each answer.用一句话描述DNA pol I的功能a) 5 - 3 polymerase: 通过核苷酸聚合反应，使DNA链沿53方向延长b) 5 - 3 exonuclease: 去除RNA引物c) 3 - 5 exonuclease：校正功能6. Of the three DNA polymerases in E.coli, which is essential for DNA replication 真正的复制酶答：DNA聚合酶7.Diagram the rolling circle replication mechanism.（图示滚环复制的机制）答：滚环式复制(rolling circle replication)是噬菌体中常见的DNA复制方式。滚环式复制的一个特点是以一条环状单链DNA为模板，进行新的DNA环状分子合成。噬菌体的双链DNA环状分子先在一条单链的复制起点上产生一个切口(nick)，然后以另一条单链为模板不断地合成新的单链。释放出的新合成的单链或是先复制成双链DNA，被酶切割成单位长度后，再形成环状双链DNA分子；或是释放出的新合成的单链DNA，先被酶切割成单位长度形成单链环状DNA分子后再复制成双链环状DNA分子。8. How does DNA replication take place in eukaryotes (for example, yeast). （在真核细胞中（如酵母），DNA复制的如何起始的）答：酵母的复制起始位点称为自主复制序列（ARS），由一段保守的150bp的序列组成，富含AT碱基对。该区域也被称为A元件（如图）。起始位点识别复合体（ORC）识别A元件，然后依次将解旋酶，引物酶，DNA聚合酶等募集到复制器上。DNA复制进入延伸阶段。9.What are telomeres? How are RNA primers at the ends of linear eukaryotic chromosomes replaces by DNA.（什么是端粒，在线性真核染色体末端的RNA引物是如何被DNA替代的）答：真核生物染色体的末端称为端粒，它们由首尾相接的富含TG的重复DNA序列构成，例如，人的端粒含有很多首尾相接的5-TTAGGG-3。这种重复序列很多都是双链的，但每条染色体的3端都位于5端之外成为单链DNA。其功能有：稳定染色体末端结构，防止染色体间末端连接，并可补偿滞后链5末端在消除RNA引物后造成的空缺。端粒通过提供一个延伸的3端为染色体5端提供了额外的模板。引物酶在端粒3端合成引物，经DNA聚合酶按5-3方向延伸，使新合成的DNA取代原来的RNA引物。10.Explain why the replication machinery is incapable of completely replicating the ends of the chromosomes. What is the practical effect of this? How do eukaryotic cells get around this problem? （解释为何真核染色体末端不能完整复制。这会造成什么样的后果？真核生物如何解决这个问题）答：由于DNA聚合酶绝对需要RNA引物，并从5-3方向延伸，当聚合结束时，冈崎片断的RNA引物水解，随后由DNA连接酶完成，在新合成链的5端RNA引物去除后，传统的DNA聚合酶不能修复，势必造成每经过一次细胞分裂，染色体末端就会缩短，这就是所谓的“末端复制问题”。这意味着每一轮DNA复制都将出现子代DNA分子被截短的情况。真核细胞通过端粒酶在染色体末端添加端粒，形成染色体末端额外的模板，从而解决5末端复制问题。Transcription1. What is a prokaryotic polycistronic mRNA and explain the biological significance.（什么是原核生物多顺反子mRNA ? 解释它的生物学意义）答：(1)在RNA病毒和原核生物中，凡在一个mRNA分子上携有几种蛋白质分子的氨基酸序列信息的mRNA(mRNA上相邻的顺反子在相应的DNA上多数也是相邻的)，则这一mRNA就称作为多顺反子mRNA。(2)原核生物基因表达调控的一个重要方式是操纵子，将功能上相关的结构基因同时转录成为多顺反子，他们都受同一个操纵基因控制，使调控更加高效与经济，细胞能更迅速的对环境变化做出反应。2. Describe the roles and functions of the different subunits of the E.coli RNA polymerase. What is the RNA polymerase core enzyme and the holoenzyme. (试描述E.coli RNA聚合酶中不同亚基的功能和作用。什么是RNA聚合酶核酶和全酶)答：（1）RNA聚合酶由2个亚基、1个亚基、1个亚基、1个w亚基和1个亚基组成。其中：亚基: 亚基与RNA聚合酶的四聚体核心（2）的形成有关，由ropA基因编码的用于组装核酶的亚基，与启动子上游元件和活化因子结合亚基:由rpoB基因编码，是RNA聚合酶的催化中心。它包含两个执行转录起始和延伸功能的结构域。利福平和利福霉素能结合在亚基上而对此酶发生抑制作用 亚基: 由rpoC基因编码，执行与模板DNA结合的功能。肝素能与亚基结合，从而抑制DNA的转录。与 亚基共同组成催化中心w亚基：亚基功能未知，有人把它当核心酶一部分。亚基：与RNA转录的起始有关，与链的延伸没有关系，一旦转录开始，因子就被释放，识别转录的起始位置，并使RNA聚合酶结合在启动子部位。（2）全酶(a2b bsw), 核酶(a2b bw)亚基和其他肽链的结合不很牢固。当亚基脱离全酶后，剩下的2称为核心酶。核心酶本身就能催化核苷酸间磷酸二酯键的形成3. Diagram a typical prokaryotic promoter. Exact sequences are not necessary.绘制一个典型的原核启动子，不用描述详细的序列。4. In the DNA sequence below, put a UNDERLINE the putative（假定的） -10 region, put a CIRCLE around the putative -35 region, and put a BOX around every putative start codon.（下列的DNA序列中，在假定的-10区域下划直线，在假定的-35区域用圆圈圈起来，在每个假定的的起始密码子用方框框起来）5-ATGAATATAATTGACATATTACAATACATAATAGATCGGTATAATGCCTTGACATGCCACATG-3 -35区域 -10区域(TATA box) 起始5. Draw a region of prokaryotic DNA that would be transcribed into a polycistronic mRNA and label: Promoter (P), terminator (t), open reading frame(s) (ORF), 5 flank, 3 flank, spacer (if present), RBS, ALL start and stop codons.（画出一个转录多顺反子mRNA的原核生物DNA并分别标出：启动子(P), 终止子(t), 开放放阅读框(s) (ORF), 5 端, 3端, 间隔区 (如果存在), 调控结合序列RBS, 全部的起始密码子和终止密码子）启动子(P)：+1以上的一小段序列终止子(t)：终止密码子UAA、UAG、UGA后接一个富含GC的茎环结构和一段U序列，判断需要把上述序列转为相应的DNA序列，即终止密码子ATT、ATC、ACT，一个富含CG的茎环结构和一段A序列。开放放阅读框(ORF)：起始密码子（AUG）的DNA序列（TAC）至终止密码子ATT、ATC、ACT的一段DNA序列。5 端, 3端 自己标吧间隔区 (如果存在)核糖体结合序列RBS起始密码子（AUG）的DNA序列（TAC）终止密码子ATT、ATC、ACT6. Describe what we mean by RNA editing. Draw a diagram of a model of RNA editing.（解释一下什么是RNA编辑，画一个RNA编辑的模式图）答:RNA编辑:是某些RNA,特别是mRNA的一种加工方式,经过编辑的mRNA序列发生不同于模板DNA的变化,导致DNA所编码的遗传信息改变.RNA编辑的方式: 单碱基突变: 哺乳动物 尿苷酸的添加或缺失: 原生动物哺乳动物细胞的RNA编辑Apo-B mRNA中的CAA编辑后变成UAA, UAA是终止密码子故翻译时在2152的地方终止.蛋白质产物由Apo-B100变成Apo-B48.Translation:1. Explain how a single base change in a gene could lead to premature termination of translation of the mRNA from that gene.（解释单个碱基突变是如何引起翻译的提前终止的）答：密码子中如果有一个碱基发生突变，使这个密码子变成终止密码子UAA、UAG、或UGA，那么mRNA的翻译就会提前终止。如UCA突变成UAA，那么这个原本编码丝氨酸的密码子就变成了终止密码子，mRNA的翻译就在这里提前终止了。2. Explain “the coupled transcription and translation” in prokaryotes（描述原核生物里的转录与翻译偶联的现象）答：原核细胞转录和翻译是耦联的，称为耦联性转录与翻译。这是因为原核细胞没有细胞核，转录和翻译没有空间阻隔，是同时进行的。不同于真核细胞，真核细胞转录在细胞核完成，转录出的mRNA经过加工后，释放出细胞质，在细胞质进行翻译。而原核细胞没有细胞核，其DNA也没有内含子，在核区转录出mRNA不需要加工就可以直接翻译，即边转录边翻译。原核细胞边转录边翻译的机制是生物对环境的适应性反应，因为原核细胞没有细胞核，转录出来的未经过加工的mRNA在细胞质中很不稳定，很容易被降解，因此需要尽快被翻译成蛋白质，原核细胞就是通过这种机制来提高效率以适应环境。3. Define what the term wobble base pairing refers to. List the possible wobble base pairing combinations.（什么是密码子的“摆动性”，列出所有可能的碱基配对）答：摆动性密码与tRNA反密码按碱基配对原则反向配对结合，密码子第3位碱基与反密码第1位碱基不遵守碱基配对原则的现象称为摆动性碱基配对。（摇摆性取决于反密码子的空间结构，tRNA空间结构中，相邻碱基存在着堆集力，反密码子5端的一个碱基处在堆集碱基的末端，所受堆集力小，自由度较大，而且常为修饰过的碱基， A修饰为I（次黄），与U、C、A配对。） 其结合方式有：U-G、C-I、A-I、U-I。4. Summarize the translation initiation process in E.coli.（描述E.coli的翻译起始过程）答：E.coli翻译过程的起始是翻译起始复合物的生成，其具体分五步：1）IF3、IF1使核蛋白体大、小亚基分离并协助小亚基与mRNA的SD序列结合，IF1占据A位；2）fMettRNAMetIF2GTP复合物辨认结合于mRNA起始密码AUG上；3）fMetRNAMet定位于P位，A位空出；4）大、小亚基结合；5）IF2结合的GTP水解释能,IF1、IF2、IF3脱落，形成70S翻译起始复合物。图解：见图1：translation initiation process5. Diagram the translation elongation process in prokaryotes. （描述原核生物翻译的延伸的步骤）答：翻译的肽链延长也称核蛋白体循环，是指在核蛋白体上，按mRNA的密码顺序，经进位、成肽、转位三步循环过程，使氨基酸缩合成多肽链过程。其延长过程包括三个步骤：1）进位：EFTu、EFTs协助特异氨基酰tRNA按A位对应的密码子进入，需GTP。2）成肽（转肽）：转肽酶催化P位fMet或肽酰与A位氨基酰以肽键相连，P位上空载的tRNA脱落，P位空出，需Mg2+、K+。3）转位（移位）：由转位因子EFG催化，GTP供能，核蛋白体沿mRNA由53移动一个密码子的位置，使A位的肽酰tRNA移到P位，A位空出，需Mg2+。如此进位、成肽、转位反复循环进行，使肽链不断延长。图解：见图2 translation elongation process6. Draw a diagram of the scanning model of translation initiation. （图示翻译起始的扫描模型）答： 40S小亚基识别mRNA 5帽子并与它结合 40S小亚基延mRNA 5到3方向扫描 当40S小亚基移动到AUG起始密码子处，扫描停止 60S大亚基在蛋白因子的作用下，与40S小亚基形成80S核糖体，开始翻译 7. Can a eukaryotic mRNA molecule code for more than one protein?（一个真核mRNA可以编码多种蛋白吗？）答：可以。翻译时，核糖体遇到某些mRNA可能在翻译的一定位点上发生“打嗝”，由此改变阅读框架，此过程叫做核糖体移码。这一机制可以从一个mRNA产生两个或更多的相互有关但是不同的蛋白质，也可以借以调节蛋白质的合成 另外，有时核糖体在mRNA上可以发生跳跃（可以长达几十个核苷酸）Mutations and repair（突变与修复）1. How do base analogs cause mutations? （碱基类似物怎样导致突变？）答：碱基类似物是一类化学结构与DNA正常碱基十分相似的化学试剂，在复制时取代正常碱基掺入并与互补链上碱基配对。但是这些类似物易发生互变异构，在复制时改变配对的碱基，于是引起碱基对的置换。 （例如5-溴尿嘧啶，它有两种异构体，分别是酮式和烯醇式，可分别与A与G配对结合，这样在DNA复制中一旦掺入5-溴尿嘧啶就会引起碱基的转换而发生改变。）2. Why are methylated Cs especially prone to mutation?（为什么甲基化的胞嘧啶特别倾向于变异）答：甲基化(methylation)是指在甲基化酶(methylase)的作用下，将一个甲基(methyl)添加在DNA分子中的碱基上，最常见的是加在胞嘧啶上，形成5甲基胞嘧啶。在大肠杆菌Ecoli的研究中发现，含5甲基胞嘧啶的位置通常成为自发点突变的热点(hotspot)，出现GC转换为AT的突变。这是因为5甲基胞嘧啶会以相当高的频率自发产生脱氨作用，用酮基来取代氨基，从而使5甲基胞嘧啶转换成胸腺嘧啶。3. How does UV light cause mutation?（紫外线怎样导致突变？）答：紫外线的高能量可以使同一条链相邻嘧啶之间双键打开形成二聚体，这种二聚体是由两个T以共价键联结成环丁烷的结构而形成的，它影响了DNA的双螺旋结构，使其复制和转录功能均受到阻碍。4. Compare and contrast base excision repair and nucleotide excision repair. Diagram both processes. （比较对照碱基切除修复与核苷切除修复。图示两个过程）答：基本的过程相同：1）切除；2）重新合成；3）连接碱基切除修复（单个碱基缺陷）：糖苷酶（DNA glycosylases）能识别DNA中的不正确碱基，如尿嘧啶、次黄嘌呤和黄嘌呤，这些碱基是由胞嘧啶、腺嘌呤和鸟嘌呤脱氨形成的。DNA糖基化酶可以切断这种碱基N-糖苷键，将其除去，形成的脱嘌呤或脱嘧啶部位通常称为abasic部位或AP位点。然后由AP内切核酸酶（AP endonucleases）在AP位点附近将链切开，再由DNA pol I切去若干核苷酸，并使DNA链3端延伸以填补空缺，DNA连接酶将链连上。核苷酸切除修复（DNA损伤较大）：修复系统中的主要酶为ABC切除核酸酶。首先ABC切除核酸酶从损伤部位的两侧切去含有损伤的DNA链。然后，解旋酶除去内切酶切点之间的DNA片段，有时DNA片段由外切酶降解，产生单链缺口。然后在DNA聚合酶的催化下按照互补链填充缺口，切口最后通过DNA连接酶连接。图解：见PPT (12)damage repair 1.pptRegulation of gene expression:1. What are operon(操纵子)? What is a structural gene(结构基因)?答：操纵子：在原核生物中功能相关的几个基因往往组成一个结构单位,在转录的过程中共同进行调控,这种转录调控单位就是操纵子.操纵子是被调节基因产物调控的操纵基因及若干结构基因所构成的一个功能单位结构基因：编码在某一特定的生物合成途径中起作用的酶,其表达受协同调控2. What would likely be the consequence(结果)of a mutation(突变) that drastically (彻底地)changed the sequence of the operator for the Lac operon(乳糖操纵子)?（如果乳糖操纵子的操纵基因发生大的突变，会导致什么样的表型变化？）答：操纵基因的突变是组成型突变,不与阻遏物结合,无论环境中有无乳糖存在,结构基因都表达3. Describe the inducible(可诱导的) and repressible(可阻遏的) modes of gene regulation in bacteria. Include a diagram showing the following: operon, inducer(诱导物), repressor(阻遏蛋白), corepressor(辅阻遏物), promoter(启动子)（描述细菌的基因表达调控的诱导模型和阻遏模型，并图示）1.基因在特殊物质的作用下，由原来关闭的状态转变为活化状态称为诱导调节如大肠杆菌在只含乳糖的培养基中培养时,刚开始时生长不好；等合成了利用乳糖的一系列酶，具备了利用乳糖作为碳源的能力时又开始生长。2.基因平时是开启的，处在产生蛋白质的工作过程中，由于一些特殊代谢物或化合物的积累而将其关闭，阻遏了基因的表达。比如大肠杆菌生活中必须有色氨酸，一般情况下，该操纵子开启，生产色氨酸合成酶基因表达正常。如果在细菌培养基中加入色氨酸，细菌可利用它来维持生活而不需要再合成，细菌就在2-3min内关闭该操纵子。诱导型模型：协同阻遏模型：5.Indicate how Z and Y expressions(表达式)are regulated in the following genotypes(基因型)in partially(部分) diploid(双倍体) cell: （在部分二倍体细胞中，以下基因型所对应的Z和Y的表达情况）I+O+ZY+/I+OCZ+Y ；ICO+ZY+/ I+OCZ+Y ； ISO+Z+Y/ I+OCZY+.C:组成型突变 （不管有无阻遏物都会不停表达）S:超阻遏 I+O+ZY+/I+OCZ+Y： Z:组成型突变，有无诱导物基因均表达 Y:野生型突变，有诱导物基因才表达ICO+ZY+/ I+OCZ+Y： Z组成型突变，有无诱导物基因均表达 Y野生型突变，有IPTG的诱导Y表达ISO+Z+Y/ I+OCZY+： Z超阻遏型，无论有无IPTG，Z均不表达（因为IS的存在） Y组成型4. Draw diagrams of the lac operon（乳糖操纵子）that illustrate（图解） (1) negative control(负调控) (2) positive control(正调控)（1）负调控是指调节基因产物repressor的调控，repressor有活性时阻遏了lac Z Y A的表达。当环境中无乳糖时：I基因产生的蛋白质即阻遏物同操纵基因O结合，阻止了RNA多聚酶的向前推进，不能合成mRNA，也就无几个酶的合成。（2）正调控是指CRP-cAMP复合物的调控，当环境中有乳糖时，cAMP ，cAMP激活CRP，CRP-cAMP复合物与CAP结合，促进转录6. Present a model to explain negative control(负调控) of the trp operon(色氨酸操纵子)答：色氨酸操纵子是负阻遏系统,trpR是阻遏基因,其产物是非活性的阻遏蛋白,色氨酸是共阻遏物(Co-Repressor),可与非活性的阻遏蛋白结合并激活它.故当培养基中的色氨酸含量较高时,色氨酸与阻遏蛋白结合,激活阻遏蛋白,使之与操纵区结合,从而抑制基因表达;当培养基中色氨酸供应不足时阻遏蛋白失去色氨酸,从操纵区上解离,trp操纵子去阻遏,基因表达.7. Present a model to explain attenuation(衰减作用) in the trp operon（色氨酸操纵子）答:色氨酸的操纵区和第一个结构基因E之间存在一段前导肽序列(The leader sequence ),其中包含一个弱化子位点(an attenuator site),有色氨酸的浓度决定转录是否在该位点上终止.前导肽基因含有4个GC富含区域,其中1区含有两个相邻的色氨酸密码子.这4个区域可形成两种选择的发夹结构: 12；34 或 23 .当培养基中色氨酸的浓度很低时,负载有色氨酸的tRNATrp也就少,这样翻译通过两个相邻色氨酸密码子的速度就会很慢,当4区被转录完成时,核糖体才进行到1区(或停留在两个相邻的Trp密码子处),这时的前导区结构是23配对,不形成34配对的终止结构,所以转录可继续进行,直到