分子生物学复习题-最终、完整

1、分子生物学复习题 - 最终、完整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 那么，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。hype

2、rchromic 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：真核生物染色体的根本结构单位，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根本结构 .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

3、 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

4、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，说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

5、因家族。junk DNA 垃圾基因：基因组中未发现任何功能的 DNA 。Genomics 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别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 replicati on dnat 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，丫字型结构，在复制叉处，作为模板的 双链DNA解旋，同时合成新的DNA链T

6、ranscription 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RNAsnRNA，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5 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

7、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 sequenceSD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trans

8、cription-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

9、：突变机率较高的碱基序列。recombination 重组：指两 DNA 分子之间局部序列发生交换。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

10、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

11、，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

12、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聚合酶链式反响：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响，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

13、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 fin ger prin ti ng 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 片段别离，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

14、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 differe nt chemical bonding which con tribute to the stability of the DNA double helix?列出维持DN似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 ph

15、age 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 eukar

16、yotes.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330nm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 p

17、roteins 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a-螺旋，伕折叠，伕转角和无规卷曲。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 prote ins contain one or more motifs built from particular comb in ati ons of s

18、ec on dary structure. Describe two com mon 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a螺旋，中间有短链恻氨基 酸残基形成 转折，近氨基酸的a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 fin ger :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a螺旋与一个反向平行B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.

19、The degradation of proteins is a regulated multi-step process. Describe the steps invoIved 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

20、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 se

21、quence 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

22、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：DN

23、A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响及校对的功能。 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 ei

24、ther 5 or 3 and indicate the direction that the replication forks are moving.(从以下列图中标出前导链，后滞链，复制叉移动的方向和 5端3端。fun ction MOST OF THE TIME. 写时复制过程中，完成以下各种功能的酶的名称。) Proofreads: DNA 聚合酶 IUM。 Removes the RNA primer : DNA 聚合酶 I Separates the DNA strands : DNA 解链酶 Synthesizes DNA: DNA 聚合酶川 Links Okazaki fra

25、gments: 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通过核苷酸聚合反响，使DNA链沿53 方向延长b) 5 - 3 exo nuclease去除 RNA 引物c) 3 - 5 exo nuclease 校正功能6. Of

26、the three DNA polymerases in E.coli, which is esse ntial for DNA replicatio n真正的复制酶答：DNA聚合酶川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

27、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。After 1 revolution riisplacEd strand reache5 uritlE-rigitiContinued elongation generates displaced strand of mutiple unit lengths8. How does DNA replicati on take place in eukaryotes for example,

28、 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。S. cerevisiao(TESl 厂GB2BlA ,WO bp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，例女口，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

29、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。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

30、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。Tran scripti on1. What is a prokaryotic polycistronic mRNAand explain the biological significanee.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mRNAmRNA 上相邻的顺反子在相应的 DNA上多数也是相邻的，那么这一 mRNA就称作为多顺反子mRNA。2

31、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响。2. Describe the roles and functions of the different subunits of the E.coli RNA polymerase. What is the RNA polymerase core en zyme and the holoe nzyme.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a亚基、

32、1个B亚基、1个B亚基、1个 亚基和1个c亚基组成。其中: a亚基：o亚基与RNA聚合酶的四聚体核心2 B0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B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世基上而对此酶发生抑制作用B亚基：由rpoC基因编码，执行与模板DNA结合的功能。肝素能与旷亚基结合，从而抑制DNA 的转录。 B与B亚基共同组成催化中心亚基：3亚基功能未知，有人把它当核心酶一局部。c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，泅子就被释放，识别转

33、录的起始位置，并使RNA聚合酶结合在启动子部位。2全酶2,核酶2c亚基和其他肽链的结合不很牢固。当0亚基脱离全酶后，剩下的B B23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 seque nces are not n ecessary.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 seque nee below, put a UNDERLINE the putative假定的-10 regio n, put aCIRCLE around the putativ

34、e -35 regi on, and put a BOX around every putative start cod on.以下的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-ATGAATATAA TTGACATATTACAATACATAATAGATCGG TATAATCCTTGAC ATGCCACATG-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 mR

35、NA and label: Promoter (P), term in ator (t), ope n read ing frame(s) (ORF), 5 flank, 3 flank, spacer (if prese nt), RBS, ALL start and stop cod ons.(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G

36、C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 edit ing. Draw a diagram of a model of RNA edit ing.(解释一下什么是RNA编辑，画一个R

37、NA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mRNACAAUM 5HCAAUAAUAA& 1111I1JI21I52/, .： |COOHNH,COOHApo-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 chan

38、ge in a gene could lead to premature termination of translationof 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

39、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 性反响，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.

40、 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那么反向配对结合，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那么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

41、。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：1IF3、IF1使核蛋白体大、小亚基别离并协助小亚基与 mRNA的S- D序列结合，IF1占据A 位；2fMet-tRNAMet - IF2- GTP复合物识别结合于 mRNA起始密码AUG上；3fMet - RNAMet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

42、翻译起始复合物。图解：见图 1 ： translation initiation process图 1: transiali Qn iuitiation pre弗屮圈 2丨 translation elongation process15. Diagram the tran slati on elon gati on 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

43、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5 3 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 sca nning model of tran slatio n in itiati on. 图示翻译起始的扫描模型答：4

44、0S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mRNA has two teatures recognized by ribosomeGCCCCAU GG艮LtiylNtEcj 匚3|3 11且ibnsDmE-ncjirig飞it2 Small subunit migrates to binding site3 If leader is long. subunits may form queue1 small subunit binds

45、to m etri/lated capGCC CCAUGG7. Can a eukaryotic mRNA molecule code for more tha n one prote in?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

46、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 methyla

47、tion 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G C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翻开形成二聚体， 这种二聚体是由两 个 T 以共价

48、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：根本的过程相同： 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

49、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 切去假设干核苷酸，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

50、最后通过 DNA 连接酶连接。图解：见 PPT 12damage 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 假设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 consequenc

51、e结果of a mutation突变that drastically 彻底地 changed the sequenee of the operator for the Lac operon孚L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 followin

52、g: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。比方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

53、参加色氨酸，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:Small Molecule (Inducer) present:Small Molecule (Inducer) absent:DNA mRNAzR + IR IRepressorABCi bc Glue, etcExpv&s sion occureDHA:卩 J M上nA，匸亡CRep res sot. binds to OHOErp-resxion协同阻遏模型:SinaUMolecule (CDRepressor) present：DHA mEHJLHOExpres sionK+ Co C

54、oB. : a.ctiveRepressor;bind s to OSmall Moletmlc CoKepressor ilbsenu閒*仝垄F。严皿|护灌严叫mKHA;*ABC. b 七 E?id.PtoAucIExpression occvtsHR : inactive Repres sor5.lndicate how Z and Y expressions表达式are regulated in the following genotypes 基因型 in partially局部diploid双倍体cell:在局部二倍体细胞中，以下基因型所对应的 Z和丫的表达情况I+O+Z Y+/I+O

55、CZ+Y ； ICO+Z Y+/l+OCZ+Y ； IDraw diagrams of the lac opero n 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 丫 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 T cAMP激活CRP，CRP-cAMP复合物与CAP结合，促进转录O+ZY / 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丫:野生型突变，有诱导物基因才表达ICO+Z Y+/ I +OCZ+Y: Z组成型突变，有无诱导物基因均表达丫野生型突变，有IPTG的诱导丫表达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组成型僖 GIlioos