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1、1.阐述基因概念和你对基因定义的诠释。(GR)答: 基因是遗传的基本单元，是DNA或RNA分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列。基因通过复制把遗传信息传递给下一代，使后代出现与亲代相似的性状。也通过突变改变这自身的缔合特性，储存着生命孕育、生长、凋亡过程的全部信息，通过复制、转录、表达，完成生命繁衍、细胞分裂和蛋白质合成等重要生理过程。生物体的生、长、病、老、死等一切生命现象都与基因有关。它也是决定生命健康的内在因素。因此，基因具有双重属性：物质性（存在方式）和信息性（根本属性）。人们对基因的认识是不断发展的，19世纪60年代，孟德尔就提出了生物的性状是由遗传因子控制的观点，但这仅仅是一种逻辑推

2、理的产物。20世纪初期，遗传学家摩尔根通过果蝇的遗传实验，认识到基因存在于染色体上，并且在染色体上是呈线性排列，从而得出了染色体是基因载体的结论。20世纪50年代以后，随着分子遗传学的发展，尤其是沃森和克里克提出DNA双螺旋结构以后，人们进一步认识了基因的本质，即基因是具有遗传效应的DNA片断。研究结果还表明，每条染色体只含有12个DNA分子，每个DNA分子上有多个基因，每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。自从RNA病毒发现之后，基因的存在方式不仅仅只存在于DNA上，还存在于RNA上。由于不同基因的核糖核苷酸的排列顺序不同，因此，不同的基因就含有不同的遗传信息。现代对基因的理解表现在如下方面：操

3、纵子 ：乳糖操纵子模型的提出，大大扩大了人们关于基因功能的视野，有些操纵子不起合成蛋白质模板的作用，只起调节或操纵作用。 （2）移动基因移动基因指DNA 能在有机体的染色体组内从1 个地方跳到另一个地方, 基因的跳动能够产生突变和染色体重排, 进而影响其他基因的表达。移动基因的发现动摇了基因在染色体上有一固定位置的传统观念。断裂基因过去人们一直认为, 基因的遗传密码子是连续不断地并列在一起, 形成 1 条没有间隔的完整基因实体。但后来通过对真核蛋白质编码基因结构的分析发现, 在它们的核苷酸序列中间插入有与编码无关的DNA 间隔区, 使 1 个基因分隔成不连续的若干区段。这种编码序列不连续的间断

4、基因被称为断裂基因。 （4）假基因 这是一种核苷酸序列同其相应的正常功能基因基本相同, 但却不能合成出功能蛋白质的失活基因。（5）重叠基因长期以来, 在人们的观念中一直认为同一段DNA 序列内, 是不可能存在重叠的读码结构的。但是, 随着DNA 核苷酸序列测定技术的发展, 人们已经在一些噬菌体和动物病毒中发现, 不同基因的核苷酸序列有时是可以共用的。它修正了关于各个基因的多核苷酸链是彼此分立、互不重叠的传统观念。（6）染色体外基因 这类基因存在于染色体外，它们的传递不符合孟德尔的分离和自由组合定律。如线粒体基因、叶绿体基因等。它们的基因编码细胞其专一的蛋白质并自我复制。 由此可见, 随着生物科

5、学的不断发展, 人们对基因概念的理解也不断深入。在世界科学技术日新月异的今天, 生物科学将会有更多新的突破性进展, 基因的概念不可避免的将会被赋予新的内容。2. 举例解释蛋白质二级结构、超二级结构（MOTIF）、三级结构、DOMAIN和四级结构。答：蛋白质的二级结构：指多肽链借助氢键排列成自己特有的规则结构。如，螺旋。它是蛋白质中常见的一种二级结构，肽链主链绕假想的中心轴盘绕成螺旋状，一般都是右手螺旋结构，螺旋是靠链内氢键维持的。每个氨基酸残基（第n个）的羰基氧与多肽链C端方向的第4个残基（第n+4个）的酰胺氮形成氢键。在典型的右手-螺旋结构中，螺距为0.54nm，每一圈含有3.6个氨基酸残基

6、，每个残基沿着螺旋的长轴上升0.15nm。超二级结构：是指在球状蛋白质分子的一级结构的基础上，相邻的二级结构单位（螺旋折叠等）在三维折叠中相互靠近，形成种类不多的、有规则的二级结构组合，在蛋白质中充当三级结构的构件。：这是一种螺旋束，它经常是由两股平行或者反平行的右手螺旋段互相缠绕而成的左手卷曲螺旋。卷曲螺旋是纤维状蛋白和原肌球蛋白的主要结构元件。氨基酸序列分析表明，这些多肽链中存在七残基重复序列，由2个疏水残基，2个极性残基，3个电荷残基组成。这是卷曲螺旋的结构特征。三级结构：一条肽链的所有原子的空间排列。三级结构是在二级结构、超二级结构、结构域的基础上由疏水作用和侧链相互作用形成的。如肌红

7、蛋白的三级结构有8段-螺旋区，每个螺旋区含7-23个氨基酸残基，C端有5个氨基酸残基的非螺旋区内部存在一个口袋行的空穴，血红素居于此空穴中。结构域：指蛋白质多肽链在二级结构的基础上进一步卷曲折叠成几个相对独立的近似球形的组装体。最普遍的结构是/型结构，它含有一个由-螺旋包围着的平行或混合-回折的核。由环区域形成结合裂缝，这些区域虽对结构的稳定无作用，但通常参与结合和催化作用。四级结构：由三级结构形成的，同一单体的或者多种单体形成聚合体。组成单体的亚基表面之间有范德华力的作用。如红细胞内的血红蛋白是由4个亚基聚合而成的，两两相同，即含二个亚基和二个亚基。在一定的条件下，这种蛋白质分子可以解聚成单

8、个亚基，亚基在聚合或解聚时对某些蛋白质具有调节活性的作用。3简述Proteasomes结构与功能。(pss)Proteasomes结构：蛋白酶体的组分通常根据它们的斯维德伯格沉降系数（以“S”来标记）来命名。最普遍的蛋白酶体的形式是26S蛋白酶体，其分子量约为2000kDa，包含有一个20S核心颗粒和两个19S调节颗粒。20S核心颗粒蛋白酶体为中空结构，由外部两个环的亚基和构成中间两个环的亚基构成。所有的20S颗粒都由四个堆积的七元环所组成，环结构存在七次轴对称，这些环结构则是由两种不同的亚基构成：亚基为结构性蛋白，而亚基则发挥主要的催化作用。外部的两个环，每个环都含有七个亚基，一方面作为调节

9、颗粒的结合部，另一方面发挥“门”的作用，阻止蛋白质不受调控地进入核心颗粒的内部。内部的两个环，每个环都含有七个亚基，且包含蛋白酶活性位点，用于蛋白质水解反应。19S调节颗粒，真核生物中的19S颗粒是由19个蛋白质组成的，并可以被分成两个部分：一个由10个蛋白质组成的可以与20S核心颗粒上的环直接结合的基底，和一个由9个蛋白质组成的结合多泛素链的盖子。其中，10个基底蛋白质中的6个具有ATP酶活性。19S和20S颗粒的结合需要ATP先结合到19S颗粒上的ATP结合位点。20S核心颗粒也可以与第二种调节颗粒，即11S颗粒相结合。11S调节颗粒又被称为PA28或REG。它是七聚体结构，不包含任何AT

10、P酶，能够促进短肽而不是完整的蛋白质的降解。11S颗粒的调控机制与19S颗粒的机制类似，是通过其亚基的C末端结合核心颗粒，并诱发环发生构象变化，从而打开20S核心颗粒的“门”，使得底物蛋白质可以进入核心颗粒。 proteasomes功能：蛋白酶体直接参与了适应性免疫系统的运作，并在其中扮演着关键角色。肽类抗原是由主要组织相容性复合物（MHC）类型I蛋白传递到抗原呈递细胞表面。这些肽段是来自被蛋白酶体降解的侵入机体的病原体。虽然一般的蛋白酶体就可以参与这一进程，但实际上起主要作用的是一种特殊的复合物，其可以生成合适大小和成分的降解片断以供MHC结合。这种复合物的组成蛋白的表达是由干扰素所诱导；当

11、免疫反应发生时，这些蛋白质，包括11S调节颗粒（主要作用为调节MHC的结合肽段的产生）和特殊的亚基（1i、2i、5i，具有不同的底物特异性）的表达就会增加。这种由特殊的亚基参与形成的复合物就被称为“免疫蛋白酶体”。 另一种有所变化的5亚基，5t，在胸腺中表达，能够形成胸腺独有的“胸腺蛋白酶体”（"thymoproteasome"），参与T细胞的发育调控。MHC类型I蛋白的配基结合强度取决于配基C末端的组成，因为肽段配基是通过氢键和与MHC表面的"B pocket"近接触来结合的。许多MHC类型I蛋白趋向于结合疏水性残基，而免疫蛋白酶体复合物就可以更多地生

12、成具有疏水性C末端的肽段。由于蛋白酶体参与生成活性形势的NF-B（一种抗凋亡和促炎症调控因子，调控细胞因子的表达），因此，蛋白酶体被认为与炎症反应和自身免疫性疾病相关。蛋白酶体活性水平的提高与包括红斑性狼疮和类风湿性关节炎在内的自身免疫性疾病相关。4简述泛素化蛋白降解途径泛素是一类低分子量的蛋白质，泛素化是指泛素分子在一系列特殊的酶作用下，将细胞内的蛋白质分类，从中选出靶蛋白分子，并对靶蛋白进行特异性修饰的过程。这些特殊的酶包括泛素激活酶，结合酶、连结酶和降解酶等。泛素化在蛋白质的定位、代谢、功能、调节和降解中都起着十分重要的作用。同时，它也参与了细胞周期、增殖、凋亡、分化、转移、基因表达、转

13、录调节、信号传递、损伤修复、炎症免疫等几乎一切生命活动的调控。泛素化修饰涉及泛素激活酶E1、泛素结合酶E2和泛素连接酶E3的一系列反应：首先在ATP供能的情况下酶E1粘附在泛素分子尾部的Cys残基上，Cys突变为Ala，激活泛素,接着,E1将激活的泛素分子转移到E2酶上，随后,E2酶和一些种类不同的E3酶共同识别靶蛋白,对其进行泛素化修饰。根据E3与靶蛋白的相对比例可以将靶蛋白单泛素化修饰和多聚泛素化修饰。E3酶的外形就像一个夹子,靶蛋白连接在中间的空隙内。酶的左侧结构域决定靶蛋白的特异性识别，右侧结构域定位E2酶以转移泛素分子。蛋白质泛素化的结果是使得被标记的蛋白质被蛋白酶分解为较小的多肽、

14、氨基酸以及可以重复使用的泛素。泛素-蛋白酶体途径是先发现的，也是较普遍的一种内源蛋白降解方式。需要降解的蛋白先被泛素化修饰，然后被蛋白酶体降解。但并非所有泛素化修饰都会导致降解。有些泛素化会改变蛋白的活性，导致其他的生物效应。蛋白质泛素化作用是后翻译修饰的一种常见形式，该过程能够调节不同细胞途径中各式各样的蛋白质。5何谓Long Interspersed Nuclear Elements，你认为该序列的进化起源是什么？ (HL)答：长散在重复序列(long interspersed nuclear elements，LINE)，意为散在分布的长细胞核因子，是散在分布在哺乳动物基因中的一类重复序

15、列。LINE是可以自主转座的一类反转录转座子，来源于RNA聚合酶的转录产物；L1是LINE中的一种重复序列，长约6 500bp，哺乳动物基因组中的拷贝数可多达10万份，主要集中在AT富集区。L1以及由L1编码的反转录酶作用于其他非自主反转录转座子以后所生成的DNA序列，加起来至少占人类基因组全长的四分之一。LINE不同成员之间的序 ,列有较大差别，但是同一物种中的LINE的不同成员仍有较大的同源性。LINE有分别长1 137bp和3 900bp的可读框，这两种可读框有14bp的重叠序列。从LINE的结构分析，它并不具有反转录病毒特有的LTR，因此曾把LINE归于非病毒超家族。测序的结果发现LI

16、NE L1的一个可读框同反转录酶是同源的，这提示LINE可能来源于能够编码转座所需的酶进行自主转座的可动元件，所以现在在分类时被归人病毒超家族。L1插入片段的全长原初元件可能是哺乳动物中有活性的反转录转座子的来源。L1被认为是人类基因组中主要的可动因子，它不仅能自主转座 ，而且它的蛋白质产物可促使非自主转座因子的反转录转座。同时L1还能十分有效地将位于L1 3端的侧序一起转座到新的位置，这种作用称为3"转导(3"transduction)，其结果是将宿主基因组中原先不连锁的两个DNA片段排列在一起。许多真核细胞中都发生3"转导作用。当L1本身的转录终止信号较弱而3

17、"侧序中有很强的转录终止信号时，RNA聚合酶进行L1转录时就会发生“连读” (read-through)，而将11和 3"侧序一起转录，其结果是包含L1和3"侧序的嵌合片段一起插入染色体新的位置，这对新基因的形成和基因组的进化都有重要作用.6简述大肠杆菌DNA聚合酶III各亚基的功能。答：DNA pol 是是多亚基组成的蛋白质,是合成DNA新链的主要复制酶，它在细胞中含量很少,但是催化效率高，异二聚体，全酶由、 10个亚基组成。其核心酶含有，和三个亚基。 亚基具有5'3'方向合成DNA的催化活性，每秒可以合成8个核苷酸 亚基具有3'5

18、9;外切酶的功能，起到校正的作用，可提高聚合酶复制DNA的保真性。亚基常与亚基形成一个紧密的1:l复合物,协同发挥功能。 亚基使核心酶相互连接，组装核心酶的功能。 亚基：促使核心酶二聚化，与模板连接，具有ATP酶活性。 亚基的功能犹如夹子，两个亚基夹住DNA分子并可向前滑动，使聚合酶在完成复制前不再脱离DNA，从而提高了酶的持续合成能力。，和亚基组成复合体，其功能是帮助亚基夹住DNA，故称为夹子装置器。二聚体自己并不能组装到DNA 上 ,它是通过复合物与ATP协同作用催化ATP的水解而组装到DNA上的。7.阐明端粒结构与端粒酶的功能。(HJ)答：端粒是真核细胞染色体末端的特殊结构，由端粒DNA

19、和端粒DNA特异结合蛋白组成的核蛋白复合物。端粒结构：由连续的重复序列组成，大约1000个拷贝。不同种类的细胞的重复序列不同。在人中这个重复序列是TTAGGG，在模式生物纤毛虫中是TTGGGG。在酵母中是TG1-3/C1-3A。该重复序列通常一条链上富含G，另一条链上富含C，TG链比AC链更长，形成3单链末端。端粒酶功能：端粒酶是一种RNA指导的DNA聚合酶，并且是一种逆转录酶。端粒酶的主要生物学功能是作为端粒串联重复序列拷贝合成的模板，通过其逆转录酶活性复制和延长端粒DNA来稳定染色体DNA的长度。8概述引起倾向性突变的修复系统答：BER（碱基切除）：碱基被烷化或者脱氨后，被特殊的DNA糖基

20、化酶从DNA上移除。首先由DNA糖基化酶家族在碱基上滑动来识别特异性的核苷酸。核苷酸的每一种修饰都有一种对应的DNA糖基化酶，可以把修饰核苷酸的碱基切除，在DNA上形成脱嘌呤或者是脱嘧啶位点。这些位点可以被AP内切酶所识别，然后切除主链上的核糖磷酸。切除后所形成的缺口能够被DNA聚合酶I和DNA链接酶修复。NER（核苷酸切除）：移除一段在DNA双螺旋中已经变异的核苷酸链。包括由嘧啶二聚体引起的变异。这项修复途径需要uvrABC编码的内切酶，uvrD编码的解旋酶以及DNA聚合酶I。UvrA:有ATP酶活性，是一种可以和DNA结合的蛋白质(包含了锌指结构)。以二聚体的形式发挥作用，识别并结合受损失

21、的DNA。UvrA的作用是引导UvrB结合到损伤位点。UvrB：一种内切酶，有ATP酶活性。ATP酶活性不强，只有在和UvrA结合的情况下才有活性。UvrC:与UvrB结合。这个复合体与受损伤DNA两侧都结合。UvrC与受损部位5' 端的7个核苷酸相结合，UvrC与受损部位3' 的4个核苷酸相结合。UvrD:UvrD解旋酶与这个区域相结合并解开双链。这样可以把含有受损伤位点的单链移除。一个大约有12-13个核苷酸的区域被移除。被移除的区域由DNA聚合酶I 和DNA连接酶修复。DNA错配修复（DNA-Mismatch repair）：在DNA复制时期来修复发生错配的DNA链。DN

22、A错配修复系统可以识别合成链中的新链，因为新合成链没有甲基化，而亲本链被甲基化。一条链甲基化，另一条链没有甲基化，这样的双链DNA分子被成为半甲基化DNA。DNA的甲基化是因为dam甲基化酶可以使腺苷酸碱基甲基化。错配修复系统能够从远处对错配位点进行修复，即使是离半甲基化位点有1000个碱基也能被修复。修复需要mutS、mutL、mutH基因的产物。通常以复合体的形式发挥作用。这些基因也被称为突变子基因。这些基因的突变会导致修复系统的缺陷，细胞将会比平常有更高的自发突变率。MutS:识别并且结合在碱基错配位点。MutH:结合在半甲基化的GATC序列上，并切开非甲基化链。MutL:连接MutS和

23、MutL,组成一个复合体。位于MutH切口和错配位点切口之间的DNA序列被内切酶I 或者VII移除。UvrD解旋酶也参与其中。留下的缺口被DNA聚合酶III 和DNA连接酶修复。NHEJ（非同源性末端接合修复）：通常修复双链的断裂。KU异二聚体能够识别断裂双链，并与DNA-PK结合。Mre11复合体把DNA裂口末端连到一起，并进行加工。DNA连接酶IV和XRCC4把DNA末端修复。在非同源性末端接合修复中，DNA连接酶IV，是一种特异化的DNA连接酶，和辅因子XRCC4一起形成复合体，可以之间把两个末端连起来。为了指导精确修复，非同源性末端结合修复依赖于一段很短的同源序列，称之为微同源序列，一

24、般出现在被连接的DNA末端。如果这段序列可以被很好结合，修复通常是精确的。非同源性末端结合修复在修复是可能导致突变，许多被损伤的核苷酸会被切除，不配对的核苷酸被连接上来。非同源性末端结合修复在细胞开始复制DNA之前是非常重要的，因为同源重组没有模板来进行修复。SOS修复：在细菌DNA在受到很大伤害或者DNA修复被抑制时才发挥作用。有超过20种基因参与了修复。最重要的两种是lexA和recA。LexA:一种阻遏物能够调节其他SOS修复基因的表达，包括recA。也能够调节自身的合成。RecA蛋白是一种多功能蛋白，有ATP酶活性和单链DNA结合活性。当它和单链DNA结合时，就成为一种辅蛋白水解酶。细

25、胞受到伤害或者严重逆境能产生单链DNA，激活辅助蛋白水解酶活性。RecA辅助蛋白水解酶活性可以激活LexA蛋白的蛋白水解酶活性。所以，LexA不能再阻遏转录，SOS修复基因被诱导表达。被诱导表达的修复基因包括uvrABC ，uvrD, UmuC,UmuD。UmuD被RecA辅助水解蛋白切开，成为UmuD', 与UmuC组成DNA聚合酶V。DNA聚合酶V需要DNA聚合酶III的亚基b,g来得到最佳酶活性。DNA合成由DNA聚合酶V完成，担有修复出现错误的倾向。TLR：当细胞不能修复一些损伤时，可以用跨损伤DNA合成进行修复。跨损伤合成由特殊的DNA聚合酶催化，能够直接跨过损伤位点进行DN

26、A合成。跨损伤合成是SOS修复的一个部分。在缺少DNA聚合酶III的情况下发生。原理：a、复制被损伤的部位所阻止。 b、RecA蛋白和模板链结合，形成RecA-DNA片段。 c、聚合酶V与复制的起始端结合。亚基作为滑动装置在DNA链上滑动。 d、损伤部位被通过后，再由DNA聚合酶III指导DNA的复制。9阐述原核生物DNA修复的BER, NER, DNA-Mismatch repair system, NHEJ, SOS Repair, TLR机制。(LF)答：BER（碱基切除）：碱基被烷化或者脱氨后，被特殊的DNA糖基化酶从DNA上移除。首先由DNA糖基化酶家族在碱基上滑动来识别特异性的核苷

27、酸。核苷酸的每一种修饰都有一种对应的DNA糖基化酶，可以把修饰核苷酸的碱基切除，在DNA上形成脱嘌呤或者是脱嘧啶位点。这些位点可以被AP内切酶所识别，然后切除主链上的核糖磷酸。切除后所形成的缺口能够被DNA聚合酶I和DNA链接酶修复。NER（核苷酸切除）：移除一段在DNA双螺旋中已经变异的核苷酸链。包括由嘧啶二聚体引起的变异。这项修复途径需要uvrABC编码的内切酶，uvrD编码的解旋酶以及DNA聚合酶I。UvrA:有ATP酶活性，是一种可以和DNA结合的蛋白质(包含了锌指结构)。以二聚体的形式发挥作用，识别并结合受损失的DNA。UvrA的作用是引导UvrB结合到损伤位点。UvrB：一种内切酶

28、，有ATP酶活性。ATP酶活性不强，只有在和UvrA结合的情况下才有活性。UvrC:与UvrB结合。这个复合体与受损伤DNA两侧都结合。UvrC与受损部位5' 端的7个核苷酸相结合，UvrC与受损部位3' 的4个核苷酸相结合。UvrD:UvrD解旋酶与这个区域相结合并解开双链。这样可以把含有受损伤位点的单链移除。一个大约有12-13个核苷酸的区域被移除。被移除的区域由DNA聚合酶I 和DNA连接酶修复。DNA错配修复（DNA-Mismatch repair）：在DNA复制时期来修复发生错配的DNA链。DNA错配修复系统可以识别合成链中的新链，因为新合成链没有甲基化，而亲本链被甲

29、基化。一条链甲基化，另一条链没有甲基化，这样的双链DNA分子被成为半甲基化DNA。DNA的甲基化是因为dam甲基化酶可以使腺苷酸碱基甲基化。错配修复系统能够从远处对错配位点进行修复，即使是离半甲基化位点有1000个碱基也能被修复。修复需要mutS、mutL、mutH基因的产物。通常以复合体的形式发挥作用。这些基因也被称为突变子基因。这些基因的突变会导致修复系统的缺陷，细胞将会比平常有更高的自发突变率。MutS:识别并且结合在碱基错配位点。MutH:结合在半甲基化的GATC序列上，并切开非甲基化链。MutL:连接MutS和MutL,组成一个复合体。位于MutH切口和错配位点切口之间的DNA序列被

30、内切酶I 或者VII移除。UvrD解旋酶也参与其中。留下的缺口被DNA聚合酶III 和DNA连接酶修复。NHEJ（非同源性末端接合修复）：通常修复双链的断裂。KU异二聚体能够识别断裂双链，并与DNA-PK结合。Mre11复合体把DNA裂口末端连到一起，并进行加工。DNA连接酶IV和XRCC4把DNA末端修复。在非同源性末端接合修复中，DNA连接酶IV，是一种特异化的DNA连接酶，和辅因子XRCC4一起形成复合体，可以之间把两个末端连起来。为了指导精确修复，非同源性末端结合修复依赖于一段很短的同源序列，称之为微同源序列，一般出现在被连接的DNA末端。如果这段序列可以被很好结合，修复通常是精确的。

31、非同源性末端结合修复在修复是可能导致突变，许多被损伤的核苷酸会被切除，不配对的核苷酸被连接上来。非同源性末端结合修复在细胞开始复制DNA之前是非常重要的，因为同源重组没有模板来进行修复。SOS修复：在细菌DNA在受到很大伤害或者DNA修复被抑制时才发挥作用。有超过20种基因参与了修复。最重要的两种是lexA和recA。LexA:一种阻遏物能够调节其他SOS修复基因的表达，包括recA。也能够调节自身的合成。RecA蛋白是一种多功能蛋白，有ATP酶活性和单链DNA结合活性。当它和单链DNA结合时，就成为一种辅蛋白水解酶。细胞受到伤害或者严重逆境能产生单链DNA，激活辅助蛋白水解酶活性。RecA辅

32、助蛋白水解酶活性可以激活LexA蛋白的蛋白水解酶活性。所以，LexA不能再阻遏转录，SOS修复基因被诱导表达。被诱导表达的修复基因包括uvrABC ，uvrD, UmuC,UmuD。UmuD被RecA辅助水解蛋白切开，成为UmuD', 与UmuC组成DNA聚合酶V。DNA聚合酶V需要DNA聚合酶III的亚基b,g来得到最佳酶活性。DNA合成由DNA聚合酶V完成，担有修复出现错误的倾向。TLR：当细胞不能修复一些损伤时，可以用跨损伤DNA合成进行修复。跨损伤合成由特殊的DNA聚合酶催化，能够直接跨过损伤位点进行DNA合成。跨损伤合成是SOS修复的一个部分。在缺少DNA聚合酶III的情况下

33、发生。原理：a、复制被损伤的部位所阻止。 b、RecA蛋白和模板链结合，形成RecA-DNA片段。 c、聚合酶V与复制的起始端结合。亚基作为滑动装置在DNA链上滑动。 d、损伤部位被通过后，再由DNA聚合酶III指导DNA的复制。10什么是silent mutations？你认为是否一定对生物功能无影响，为什么？silent mutations（沉默突变）:突变后形成的密码子编码相同或者不同的氨基酸，但不改变所编码蛋白的生物学功能。分为两类：一类是虽有DNA的碱基变化，但不影响相应蛋白质的氨基酸变化（密码子简并性）；另一类DNA的碱基改变虽然导致氨基酸变化，但不影响相应蛋白质的活性（突变的是无

34、关紧要的位置），称为中性替代（neutral substitution）。沉默突变不影响氨基酸顺序可能是因为蛋白质是由三个核苷酸编码的，每个核苷酸都负责在蛋白质链上加一个特定的氨基酸。突变的核苷酸也可能依然添加上同样的氨基酸。因此氨基酸组成和蛋白质结构也被认为不会变化。然而，每隔一段时间，就会有一些数据不符合这个假设。比如一种叫做多药物排斥-1(MDR-1)的基因。该基因已经被发现在人类癌细胞中频繁地发生特殊的沉默突变。MDR-1编码的蛋白P-gp可以把化学疗法的药物排出癌细胞，从而使药物失效。一项生化测试显示，突变的P-gp的三维结构略有不同。沉默突变也许发生在细胞不常使用的三联体核苷酸上，

35、这些三联体核苷酸可以减缓细胞的蛋白质制造机制。类似Silly String牌喷彩摩丝以不同速度喷射出去的设计，氨基酸链三维结构的折叠也是由速度决定的，较慢的折叠可以导致蛋白质最终形式的改变。细胞可能可以弥补一次沉默突变，但对那些多重的极少使用的三联体密码子则不行。故沉默突变不一定随生物功能无影响。11阐述DNA重组HOLLIIDAY模型中蛋白的作用。（XLX）答：主要蛋白：RecA, RecBCD, RuvA, RuvB and RuvC。RecA：是多功能的动力蛋白。链交换ATP酶活性，蛋白酶活性，有352个氨基酸残基，分子量为38kDa。在大肠杆菌的DNA重组中是必不可少的。RecA蛋白与

36、单链DNA结合，每一个RecA蛋白可与4-6个核苷酸结合。蛋白质与核苷酸形成的复合体由5-3运动。这个复合体是相当稳定的，半衰期为30min，并且有促进链交换的活性。每个蛋白单体通过N末端alpha螺旋与相邻的单体结合，形成一个六聚体。只要有以下条件RecA就可以促进DNA链的交换：两个DNA分子都必须有可以使RecA结合的单链区。两个分子必须有同源区，DNA链的长度不小于50pb。同源区必须有自由末端，这能够成为链交换的起始点。 RecBCD:由recb、c、d基因分别编码而成。RecBCD有五种酶活性：核酸外切酶，解旋酶，核酸内切酶，ATP酶，单链DNA核酸外切酶活性。解旋酶活性解旋DNA

37、缠绕比缠绕生成更快。能使单链DNA成环。 与双链DNA结合并且自然地分开两条链。当RecBCD碰到Chi序列时，活性发生改变。RecD亚单位被释放出来，RecBC作为解旋酶酶在ATP依赖的反应中解开DNA。生成的单链DNA可以用作链交换和重组反应。RuvA:四聚体，识别Holliday连接，协助RuvB解旋酶促进分支移动。可以调节链交换。 RuvB:一种解旋酶可以催化HJ分支的移动。但本身却不能和DNA有效结合。与RuvA连结发生作用。与其他解旋酶一样，RuvB是一个六聚体，但与其他解旋酶不同的是，RuvB只与双链结合不与单链结合。有ATP酶活性。RuvC:用于切开Holliday中间体。可以

38、把四条链中的两条链切开。由于结合是对称的，RuvC可以和链以两种等同的方式结合。所以Holliday中间体可以被两种不一样却等同的方式切开。识别HJ的位点为（A/T)TT (G/C)。12阐述易位因子概念和易位机制。答：易位因子的概念：是一种可以由染色体的一个位置转移到另外位置的遗传因子，也就是一段可以发生转座的DNA,又称为转座子。细菌的易位因子有两大类：一类是插入序列（IS）,是简单的转座子，除转座所需的基因外不携带任何基因，检测比较复杂。另一类是复杂转座子，除转座酶基因外还携带各种标记基因，易于检测。 真核生物中根据转座子“跳跃”方式的不同分为型和型转座子。型转座子转座中间体是RNA。该

39、型转座子先被转录为RNA ,再经转录成为DNA，才插入到目标位点中。型转座中间体是DNA 。该类型转座子在结构上有其特点，其两端是两段直接重复序列，随后连接的是反向重复序列，中间为插入序列。转座子的机制：转座子插入到一个新的部位的通常步骤是：在靶DNA上制造一个交错的切口，然后转座子与突出的单链末端相连接，并填充切口。交错末端的产生和填充解释了在插入部位产生靶DNA正向重复的原因。链的切口之间的交错决定了正向重复的长度。三种不同类型的转座。（1）复制型转座（replicative transposition）：作为自身移动的一个部分，转座子被复制，一个拷贝仍然保留在原来的位置上，而另一个则插入

40、到一个新的部位，这样转座过程伴随着转座子拷贝数的增加。（2） 非复制型转座：转座元件作为一个物理实体直接由一个部位转移到另一个部位。（3）保守型转座：保守型转座是另一种非复制型的转座过程，该过程中转座元件从供体部位被切除并通过一系列的过程插入到靶部位，在该过程中每个核苷键皆被保留。该转座过程与的整合机制类似，并且转座酶与整合酶家族有关。13原核生物启动子所组成的保守序列和终止子特异序列是什么？如何分析大肠杆菌启动子保守序列的重要性？（ZT）答：原核生物中绝大部分的启动子都存在位于-10bp处的TATAAT区和-35bp处的TTGACA区。这两个区是相当保守的序列，是RNA聚合酶与启动子的结合位

41、点，能与s因子相互识别而具有很高的亲和力。在-35区和-10区之间的距离17±1bp。保持启动子这二段的序列以及它们之间的距离是很重要的，否则会改变它所控制的基因的表达水平。UP 元件，位于启动子上游-57 和-47 富含A/T 。(5'-AAAATTATTTT-3').不依赖于rho因子的终止子：终止位点上游一般都存在一个富含GC碱基的二重对称区，由这段DNA转录产生的RNA容易形成发卡式结构。在终止位点前面有一段由6-8个A组成的序列，所以转录产物的3端为寡聚U，这种结构特征的存在决定了转录的终止。依赖于rho因子的终止子：依赖rho因子的转录终止区DNA序列缺乏

42、共性。Rho因子是一个相对分子量为2.0×105的六聚体蛋白，是一种NTP酶，通过催化NTP的水解促使新生RNA链从三元转录复合物中解离出来，从而终止转录。RNA合成起始以后，rho因子即吸附在新生的RNA链上，靠ATP水解产生的能量，沿53方向朝RNA聚合酶移动，到达RNA的3-OH端后取代了暂停在终止位点上的RNA聚合酶，使之从模板DNA上释放mRNA ，完成转录过程。大肠杆菌启动子保守序列的重要性：a、-10bp处的TATAAT区和-35bp处的TTGACA区是RNA聚合酶与启动子的结合位点，能与因子相互识别而具有很高的亲和力。b、两个保守序列之间的距离是16-19bp，小于1

43、5bp或者大于20bp都会降低启动子的活性，改变启动子所控制基因的表达水平。d、如果突变使启动子与保守序列的吻合度降低，则启动子变弱。如果突变使启动子与保守序列吻合度上升，则启动子变强。e、通过突变改变启动子的保守序列，可以形成不同的启动子。不同的启动子，不同的启动子和不同的RNA聚合酶结合，达到调控转录的目的。14RNA聚合酶I识别的启动子包含有哪两个部分？分别由什么蛋白因子识别？答：RNA聚合酶只转录编码核糖体RNA的基因，转录产物经切割和加工后生成各种成熟rRNA，RNA 聚合酶I 的转录单位有两段起始调控序列，核心启动子(Core promoter)和-187 到 -107 bp 处的

44、上游启动元件upstream promoter element(UPE)。核心启动子(Core promoter)位于起始位点周围，从-31 延伸到+6，它本身就足以起始转录。但是，其效率可被位于-187 到-107 的上游启动元件（UPE)显著提高。与一般启动子相比，这两个区域都有不寻常的组成，富含GC碱基对，而且它们约有85%是一致的。RNA 聚合酶需要UBF1和SL1两个辅助因子。UBF1 是一个单链多肽，它先后与UPE和核心启动子上富含GC 区结合。UBF1是一种组装因子。SL1 因子与UBF1结合，是一个四聚体蛋白，其中一个单体蛋白是TATA-盒结合蛋白（TBP）。TBP在组装转录复

45、合物时是必须的。SL1是一种定位因子，可以把RNA聚合酶定位到启动子，所以转录可以在正确的地方开始。两个因子形成复合体后， RNA 聚合酶就与核心启动子结合起始转录。15RNA聚合酶III识别的启动子有哪几类？其定位因子是什么？（XQX）答：RNA聚合酶III识别的启动子可以分为以下三类：a、5S rRNA 启动子：大约120bp的长度，位于起始位点下游+41+87的位置。在C box和A box两个保守序列内形成。b、tRNA的启动子也位于起始位点的下游，有两个高度保守的序列A box，B box。A box，B box可以编码tRNA的D环和TyC-环。所以，tRNA中高度保守的序列也可以

46、编码DNA中的保守序列。位于启动子下游需要的转录因子有：定位因子：TFIIIA：5S rRNA转录特异性因子，含有一条多肽。多肽上有锌指DNA结合元件。对于部分第三级启动子是必须的。TFIIIB：这个因子含有3个亚单位，其中一个就是TBP，一种可以和TATA-box结合的蛋白质。TFIIIC:由6个亚基组成。作为组装因子，对于第三级的启动子来说是必须的。TFIIIA与启动区域的保守序列位点结合，TFIIIC再与之结合形成一个稳定的复合体，并且覆盖启动子所有的基因。TFIIIB能够与自己在转录起始点附近的位点结合，最后RNA polymerase III 与之结合，转录开始。c、snRNA的启动

47、子位于转录起始位点的上游，有Oct，PSE,TATA三个保守序列。定位因子：SNAPc,与PSE结合。使TFIIIB结合到TATA-box上。TFIIIB可以使RNA polymerase III结合转录起始位点上。16列出你所知的RNA聚合酶II识别的启动子顺式作用因子。答：eg1：initiator ，启动子中最常见的原件。上面有TFIID识别位点，可以和TFIID结合。TFII-I 和 YY1 因子也可以和initiator结合。eg2: TATA box通常位于起始位点上游约25bp处，它组成唯一的上游启动子元件，此元件距起始位点有相对固定的位置。它可以在所有真核生物中找到。TATA盒

48、倾向于被富含G*C对的序列环绕，可能是TATA盒起作用的一个因子。具有选择定位转录点的功能，作为定位因子起作用。eg3: DEP(上游核心启动子元件)：上游TFIID识别序列，对转录活性很重要。与Inr协同作用，DEP和Inr之间的区域对优化转录很重要。eg4: MET:类似于DPE，MET也可以和Inr协同作用，但要求有严格的Inr-MET区域。当TATA-box和DPE突变导致转录活性降低时，MET起到了补充做作用。eg5: DCE （下游核心元件），一般与TATA-box一起出现，与DPE不同的是，DCE由三个元件组成：CTTC,CTGT,AGC。与TAF1靠得很近。eg 6：XCPE1

49、 通常与NRF1, NF-1, 和 Sp1结合。是CpG 岛上的元件家族的成员，有链特异性活化子来引发转录的起始。17从“Mix and match”的观点来讨论真核生物RNA聚合酶II启动子元件与功能的关系。(LYH)答：RNA聚合酶II启动子典型结构从构成来看可以分为核心启动子和上游启动子元件。核心启动子又包括5个较小的元件：Inr、TATA框、BRE、UPE和DPE。1、Inr是具有基因最适表达所需要的保守序列。2、TATA框不仅与基因转录的调节有关系，也具有定位转录起始点的功能。结合转录因子TFD。TFD结合上来以后形成的复合物可保护4510的区域3、BRE TFIIB转录因子识别元件

50、，促进TFIIB与DNA结合。4、UPE 能表现出细胞类型的特异性，能提高转录效率和特异性，5、DPE 可以补偿因TATA框缺失造成的转录抑制，能与通用转录因子TFIID结合。DPE与Inr的间距对最佳转录至关重要。还有MTE，可以弥补由基础转录发生后TATA框或者DPE突变的损伤，协同DPE和TATA框的作用；CPE1，与CPG islangd发生作用，决定转录的方向。另外在哺乳动物启动子还有GC框、CAAT框和以不同拷贝数、不同位置、不同方向存在于类型II启动子八聚体序列。它们的存在主要是增加转录效率。 从保守序列分可以分为三类主要有三个保守序列：（1）帽子位点，又称转录起始位点，其碱基大

51、多数为A，这与原核生物相似。（2）TATA框， 位于30处，有些TATA框的突变不影响转录的起始，但可以改变转录起始位点。说明TATA框具有定位转录起始点的功能。（3）CAAT框， 位于75处， CAAT框内的突变对转录起始的影响很大，决定了启动子起始转录的效率及频率。在不同的启动子中，这些元件的组合情况是不同的。各种元件将相应的蛋白因子结合到启动子上，而这些蛋白因子共同组合成起始复合物。18从“COMBINATORIAL CONTROL”的观点来讨论多蛋白作用于真核生物转录的作用。答：转录的起始是RNA聚合酶识别启动子并与之结合从而启动RNA合成的过程。转录的起始过程十分复杂，特别是真核生物

52、，需要多种辅助因子参与。也就是多蛋白作用于真核生物转录。在真核生物的转录过程中设计三种聚合酶，分别是I、II、III。在类型I基因启动子负责rRNA前体基因转录过程中个，出RNApolI外还有两类转录子：1、核心结合因子，在人类称SL-1，在其他生物称TIF-IB。其对RNApolI结合启动子是必须的。2、UPF结合因子，辅助SL-1结合启动子。在类型III基因转录过程中，需要TFIIIA、TFIIIB和TFIIIC。 TFIIIA是一种锌指结构，可以使酶停靠在DNA扇上；TFIIIC促使TFIIIB以其TBP结合于A框上游并与TFIIIC作用；TFIIIB促使RNApolIII结合到正确的碱

53、基序列成TFIIIB-TFIIIC-DNA复合物。对于类型II基因的转录，其序列的多样，单靠RNApolII无法完成庞大的转录工作，主要依赖9中转录因子协助形成转录复合体。RNAPol，依赖模板合成RNATFA稳定TFD和DNA的结合，激活TBP亚基TFB结合模板链（-10+10），起始Pol结合，和TFE/F相互作用TFDTBP亚基识别TATA，将聚合酶组入复合体中，TAFs识别特殊启动子TFE结合在Pol的前部，使复合体的保护区延伸到下游TFF大亚基具解旋酶活性（RAP74）,小亚基和Pol结合，介导其加入复合体TFH具激酶活性，可以磷酸化PolC端的CTD，使Pol逸出，延伸TFI识别I

54、nr，起始TFF/D结合TFJ在TFF后加入复合体，不改变DNA的结合方式TFSRNA合成延伸 以下为文字简介 除了最后一段外，可以不看TBP作为第一个和DNA接触的因子被看成是一种RNA pol 结合的因子，使启动子转录，它起到介导的作用。由于TATAHYPERLINK " "TFA含有几个亚基，当它加入复合体中时，TFD所保护的DNA区域就延伸更上游的区域。它可能通过解除TAFs的阻遏作用而激活TBP，它的参与使TFD和TATA框结合得更稳定TFB它在起始点邻近区域，从-10到+10可以部分地保护模板链在TATA框下游与DNA松散结合。形成复合物，和DNA双链结合是不对

55、称的，它还可以使TFE/F相互作用。TFF含有2个亚基，大亚基RAP74，具有ATP依赖性DNA解旋酶活性，它和起始时DNA链的熔解有关。它的小亚基是RAP38，和细菌的因子有部分同源，紧密地和RNA pol 结合。介导pol和其它蛋白结合转录成复合体。TFF-pol和复合体连接时，与TFB的相互作用是重要的。RNA Pol结合位点在模板链上达到下游+15，在非模板链上达到+20，其长度贯穿了整个复合体 ，上游也被其保护了。TRE结合在pol的前部，使复合体的保护区延伸到下游双链的+30处。TRH和 TRJ在TRF之后也加入复合体中，但并不改变DNA的结合方式。TFH具有激酶活性，可以磷酸化R

56、NA pol 尾巴上的CTD，CTD的磷酸化使pol从转录因子中释放出来，这样就能离开启动子开始延伸。在没有TATA框的启动子上起始何发生呢？这种起始同样需要一些基本的转录因子，其中也包括TFD。TFD可能带有一个或多个TAFs来直接识别Inr，并与之结合。Inr序列可能作为一种位置元件，让转录因子结合于其上，且锚这种复合体。TFD看来必须以某种其它方式进入复合体而不结合在TATA框上。在这些启动子上TBP的功能很象在pol的启动子上和pol的内部启动子上。 很多的基本因子含有多种亚基，可能涉及到约20多种肽，从此可以看出RNA Pol的起始是涉及到非常大的复合体。真核的pol只有在起始因子和

57、DNA结合后才和启动子结合。这些因子的作用类似因子，使聚合酶识别启动子上的特殊序列。19请阐述RNA EDITING和 RNA HOMING概念(GTT)答：RNA编辑：通过改变碱基的组成来改变RNA分子所包含的信息。这种改变已经在真核生物的tRNA,rRNA ,mRNA和microRNA中被发现，但在原核生物中却未见报道。RNA编辑通常发生在细胞核，细胞液，线粒体和质体中。 RNA归巢：一些内含子可以插入到目标DNA中。这是单目标链的特异性反应。组群1内含子的归巢由DNA介导的机制进行调节，组群2内含子的归巢由RNA介导的机制调节。20请阐述RNA剪切中具有催化功能的RNA分子（核酶）的作用及应用的研究进展答：核酶的作用：核酶是一类具有催化功能的RNA分子，通过催化靶位点RNA链中磷酸二酯键的断裂，特异性的剪切底物RNA分子，从而阻断基因的表达。不同的核酶有不同的催化功能，可以分为剪切型核酶和剪接型核酶两大类。剪切型核酶只剪不接，能够催化自身RNA或者不同的RNA分子，切下特异性的核苷酸序列。剪接型核酶有序列的内切核酸酶，RN