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文档简介
1、第一份1.(1)说明基因组的大小和基因组复杂性的含义基因组的大小:指在基因组中DNA的总量基因组复杂性:指基因组中所有单一序列的总长度(2)这个基因组的大小怎样?4000bp(3)这个基因组的复杂性如何?450 bp2.试比较原核生物与真核生物的翻译原核生物与真核生物的翻译比较如下:仅述真核生物的,原核生物与此相反。起始Met不需甲酰化无SD序列,但需要一个扫描过程tRNA先于mRNA与核糖体小亚基结合起始因子比较多只一个终止释放因子3.试比较真核生物与原核生物mRNA转录的主要区别原核生物:操纵子 RNA聚合酶 核心酶加因子 不需加工与翻译相偶联 类核真核生物:单基因RNA聚合酶 聚合酶加转
2、录因子 需加工故与翻译相分离 核内4.激活蛋白(CAP)对转录的正调控作用环腺苷酸(cAMP)受体蛋白CRP,cAMP与CRP结合后所形成的复合物称激活蛋白CAP。当大肠杆菌生长在缺乏葡萄糖的培养基中时,CAP合成量增加,CAP具有激活乳糖(Lac)等启动子的功能。一些依赖于CRP的启动子缺乏一般启动子所具有的典型的-35区序列特征(TTGACA)。因此RNA聚合酶难以与其结合。CAP的存在(功能):能显著提高酶与启动子结合常数。主要表现以下二方面:CAP通过改变启动子的构象以及与酶的相互作用帮助酶分子正确定向,以便与-10区结合,起到取代-35区功能的作用。CAP还能抑制RNA聚合酶与DNA
3、中其它位点的结合,从而提高与其特定启动子结合的概率。5.原核生物与真核生物启动子的主要差别原核生物TTGACATATAAT起始位点 -35 -10真核生物增强子GCCAATTATAA5mGpp起始位点 -110 -70 -256.比较DNA复制和RNA转录的异同相同点:DNA复制和RNA转录在原理上是基本一致的,体现在:这两种合成的直接前提是核苷三磷酸,从它的一个焦磷酸键获得能量促使反应走向合成两种合成都是一个酶为四种核苷酸工作两种合成都是以DNA为模板合成前都必须将双链DNA解旋成单链合成的方向都是5-37.假设从一种生物抽提了核酸,你将用什么简便的方法,区别它是DNA或RNA?是单股或双股
4、?我们可用紫外分光光度计对抽提的核酸进行鉴定。因为不同的核苷酸有不同的吸收特性,纯品DNA在260nm与280nm的OD值之比为1.8,纯DNA应为2.0。根据OD值之比即可判断是DNA还是RNA。判断是单股还是双股,可采取测定核酸溶液中磷的含量及紫外线的吸收值,得到摩尔磷的消光系数。一般摩尔磷的消光系数DNA为60008000,RNA为700010000,单链核酸的摩尔磷的消光系数明显高于双链核酸,即所谓的增色效应,据此可判断是单股还是双股。8.将大肠杆菌培养在以甘油为唯一碳源的低限培养基中,lac操纵子表达吗?加入乳糖之后呢?除了乳糖,还加葡萄糖吗?为什么?不表达,因为细胞内没有乳糖作为诱
5、导物,调节基因lac产生的阻遏蛋白与操纵子结合,阻止了基因的转录。当加入了乳糖之后,由于细胞中缺少葡萄糖,腺苷酸环化酶将ATP转变成CAMP样,CAMP与其受体蛋白CAP结合成复合物,它再与启动子上的CAP位点结合。这样启动子上的进入位点方能与RNA聚合酶结合,此时,乳糖与阻抑蛋白结合,变成无活性的阻抑蛋白复合物,从操作子上解离下来,RNA聚合酶与操作子结合,开始转录,合成分解乳糖的相关酶。当加入葡萄糖时,CAMP不能形成CAP也就不能与启动子上的CAP位点结合,启动子上的RNA聚合酶位点就不能结合RNA聚合酶,与乳糖分解利用相关的酶就不转录,也不会利用乳糖。9.大肠杆菌染色体的分子质量是2.
6、5*109道尔顿,每个核苷酸碱基的平均分子质量是330道尔顿,B型DNA双螺旋结构,试问:(1)有多少碱基对?2.5×109÷330÷2=3.8×1023(2)有多长?3.8×106×0.34=1.3×106mm(3)有多少螺圈?3.8×106÷10=3.8×105个螺圈10.只要培养基中有葡萄糖,大肠杆菌就决不利用其他种类的糖,这是什么道理?当细胞内缺少葡糖糖时,腺苷酸环化酶就将ATP转化成cAMP,cAMP与其受体蛋白CAP结合成复合物,这个复合物再与启动子上的CAP位点结合,这样,RNA聚
7、合酶就能够与启动子上的进入位点相结合,启动基因的转录,合成利用其他糖类的相关酶。11.衰减作用如何调控E·coil中色氨酸操纵子的表达?衰减作用根据tRNATrp的数量去调节Trp操纵子的表达,而tRNATrp的数量又取决于细胞中Trp的水平,Trp操纵子mRNA前导序列很长,包括了编码一个长14个氨基酸的多肽所需的全部遗传信息(包括一个AUG起始密码和一个UGA终止密码)。这个多肽含有两个相邻的Trp残基,因此色氨酰-tRNA对前导肽的翻译是必不可少的。12.试比较转录与复制的区别(1)目的不同,所使用的酶、原料及其它辅助因子不同,转录是合成RNA,复制是合成DNA(2)方式不同:
8、转录是不对称的,只在双链DNA的一条链上进行,只以DNA的一条链为模板,复制为半不连续的,分别以DNA的两条链为模板,在DNA的两条链上进行(3)复制需要引物,转录不需要引物 (4)复制过程存在校正机制,转录过程则没有(5)转录产物需要加工,复制产物不需要加工(6)复制与转录都经历起始、延长、终止阶段,都以DNA为模板,新链按碱基互补原则,5-3方向合成。13.真核基因和原核基因的转录有什么共同之处?有什么不同之处?相同:在转录过程中需RNA聚合酶作用,且新链的合成不需要引物的存在,但需有终止子的结构。不同:细菌的RNA聚合酶是全酶,而真核生物有三种RNA聚合酶,分别转录RNA基因,且细胞器中
9、有自己的RNA聚合酶;真核生物中,功能相近的基因通常前后相连成为操纵子,有一个共同的控制区进行转录的控制。而真核生物的三种RNA聚合酶有自己各自的启动子类型;原核生物的终止子在RNA水平上发挥作用,不依赖于p因子的终止子在柄部富含G/C碱基对,且紧接一串富含U的柄-loop结构;而依赖于p因子的终止子通过p因子与亚基的作用,促使转录终止。真核生物三类RNA聚合酶的转录终止子可能都需要富含A/T的序列;几乎所有的真核mRNA的5端都有帽子结构,3端具有多聚A尾部。7列举原核生物同真核生物转录的差异。 原核生物 真核生物 1、一种 RNA聚合酶 1、三种
10、RNA聚合酶 2、不同启动子具相当大的同源性 2、不同启动子的差异大 3、聚合酶直接与启动子结合 3、聚合酶通过转录因子相互作用进行结合 4、没有增强子 4、有增强子 5、转录作用的终止由在几个多聚 U前面形成茎环 5、转录的终止是靠转录过程特殊的核酸内切酶切 割的序列介导 6、启动子通常位于基因的上游 6、聚合酶III的启动子位于被转录的序列之中 7、转录单位常常含有多基因 7、转录单位只含一基因 14.试述蛋白质合成步骤大肠杆菌为例:(1)
11、氨基酸的活化:游离的氨基酸必须讲过活化以获得能量才能参与蛋白质合成,由氨酰-tRNA合成酶催化,消耗1分子ATP,形成氨酰-tRNA;(2)肽链合成的起始:由起始因子参与,mRNA与30S小亚基、50S大亚基及起始加酰甲硫氨酸-tRNA(fMet-tRNAt)形成70S起始复合物,整个过程需GTP水解提供能量;(3)肽链的延长:起始复合物形成后肽链即开始延长。首先氨酰-tRNA结合到核糖体的A位,然后,由氨酰转移酶催化与P位的起始氨基酸或肽酰基形成肽键,tRNA或空载tRNA仍留在P位,最后核糖体沿mRNA53方向移动一个密码子距离,A位上的延长一个氨基酸单位的肽酰-tRNA转移到P位,全过程
12、需要延伸因子EF-Tu、EF-Ts,能量由GTP提供;(4)肽链合成终止:当核糖体移至终止密码UAA、UAG、UGA时,终止因子RF-1、RF-2识别终止密码,并使肽酰转移酶活性转为水解作用,将P位肽酰-tRNA水解,释放肽链,合成终止。15.参与蛋白质生物合成体系的组分有哪些?它们具有什么功能?(1)mRNA:蛋白质合成的模板(2)tRNA:蛋白质合成的氨基酸运载工具(3)核糖体:蛋白质合成的场所(4)辅助因子起始因子:参与蛋白质合成起始复合物形成延长因子:肽链的延伸作用释放因子:终止肽链合成并从核糖体上释放出来。16.分别说出5种以上RNA的功能(1)转运RNA(tRNA):转运氨基酸(2
13、)核糖体RNA(rRNA):核糖体组成(3)信使RNA(mRNA):蛋白质合成模板(4)小核RNA(snRNA):参与hnRNA的剪接(5)反义RNA(micRNA):对基因的表达起调节作用(6)核酶:有酶活性的RNA17.简述乳糖操纵子的正负调控机制(1)阻遏蛋白的负调控:当细胞内有诱导物时,诱导物结合阻遏蛋白,此刻聚合酶与启动子形成开放式启动子复合物转录乳糖操纵子结构基因当无诱导物时,阻遏蛋白结合与启动子与蛋白质部分重叠不转录(2)CAP正调控:当细胞内缺少葡萄糖时ATP-CAMP结合,CRP生成CAP与CAP位点结合,增前RNA聚合酶转录活性。当有葡萄糖存在时CAMP分解多合成少,CAP
14、不与启动子上的CAP位点结合RNA聚合酶不与操纵区结合无法起始转录结构基因表达下降。18.简述转录的基本过程模板的识别,转录起始,通过启动子,转录的延伸和终止。19.简述原核和真核细胞在蛋白质翻译过程中的差异起始因子不同,翻译过程因子不同,终止因子不同。20.试比较原核和真核细胞的mRNA的异同真核生物5端有帽子结构大部分成熟没mRNA还同时具有3多聚A尾巴,原核一般没有原核的没mRNA可以编码几个多肽真核只能编码一个原核生物以AUG作为起始密码有时以GUG,UUG作为起始密码,真核几乎永远以AUG作为起始密码原核生物mRNA半衰期短,真核长原核生物以多顺反子的形式存在,真核以单顺反子形式存在
15、21.什么是增强子?它们与其他调控序列有何不同?增强子:可强烈促进一个或几个基因转录的DNA元件,增强子通常位于作用基因的上游,但当它们被反转或移到几百甚至几千碱基对外时,也能发挥作用。(1)可以与所调控转录的基因距离几千碱基(2)可位于基因的上游或下游(3)作用时无方向性,因而能同时影响两侧两个基因的表达(4)必须与受调控的基因位于同一DNA分子中,但可位于任一条DNA链上(5)没有基因特异性,增强子可激活两侧的任意基因(6)有组织特异性,因而,免疫球蛋白基因的增强子只能促进免疫系统细胞中邻近基因的转录(7)优先作用于最邻近启动子的转录(8)与增强子结合的蛋白包括激素受体蛋白,因而,发育过程
16、中增强子可能在基因活性的调控中起重要作用。22.比较原核生物与真核生物基因表达调控的异同点相同:在转录水平进行调控不同:原核生物转录与翻译偶联,以操纵子调控的现象普遍,真核生物基因表达复杂,转录和翻译是分开的,转录后从细胞核进入细胞质,调控因此也比较复杂,在DNA水平、转录水平和翻译水平均存在。23.简述tRNA的二级结构特征并指明作用与作用机制(1)tRNA携带AA,是一种酶促反应,也称AA的活化。(2)氨基酰是tRNA是AA参与蛋白合成的活化形式。AA的活化:氨基酸+AMP-E 氨基酸-AMP-E+PPi;(3)每活化一分子AA需消耗ATP的2个高能磷酸键。AA的转移:氨基酸+AMP-E+
17、tRNA 氨基酸-tRNA+AMP+E(4)氨基酰tRNA合成酶是高度专一性,既能高度特异性识别AA,又能高度特异性识别相应,这两点是保证翻译准确进行的基本条件之一(5)氨基酰AMP-E复合体,作为中间产物,利于酶分别对AA和tRNA两种底物特异辨认,如有配错,合成酶有校正活性,水解磷酸酯键,与正确底物结合。24.简述PCR原理PCR是在体外扩增DNA序列的方法,原理并不复杂,首先将双链DNA分子在邻近沸点的温度下加热分离成两条单链DNA分子,DNA聚合酶以单链DNA为模板并利用反应混合物当中的四种脱氧核苷三磷酸合成新生的DNA互补链。包括:DNA解链(变性)、引物与模板DNA结合(退火)、D
18、NA合成(延伸)三步,可以被不断重复。25.遗传密码有什么特点 (1)密码无标点:从起始密码始到终止密码止,需连续阅读,不可中断。增加或删除某个核苷酸会发生移码突变;(2)密码不重叠:组成一个密码子的三个核苷酸只代表一个氨基酸,只使用一次,不重叠使用;(3)密码的简并行:在密码子表中,除Met、Trp各对应一个密码外,其余氨基酸均有两个以上的密码,对保持生物遗传的稳定性具有重要意义;(4)变偶假说:密码的专一性主要由头两位碱基决定,第三位碱基重要性不大,因此在与反密码子的相互作用中具有一定的灵活性;(5)通用性及例外:地球上的一切生物都使用同一套遗传密码,但近年来已发现某些个别例外现象,如某些
19、哺乳动物线粒体中的UGA不是终止密码而是色氨酸密码子;(6)起始密码子AUG,同时也代表Met,终止密码子UAA、UAG、UGA使用频率不同。2被加工的假基因与其他假基因有哪些不同?它是如何产生的? 答:已加工过的假基因具有明显的 RNA加工反应的印迹。 如缺少内含子, 有些在 3 端已经经过加工。 推测已加工过的假基因是在基因转录成前体 mRNA、RNA加工后,又经反转录形成 DNA,再将反转录出的 DNA重新整合进基因组。 3.请描述 C值矛盾,并举一个例子说明。 答:C 值矛盾是真核生物单倍体组&
20、#160;DNA 总量与编码基因信息 DNA 总量差异大。对高等真核生物而言,生物体基因组的大小与其复杂性没有直接关系。亲缘关系相近的生物 DNA含量可能差异很大。如一些两栖动物比其它两栖动物的 DNA相差 100 倍。4描述滚环复制过程及其特征。 答:仅是特定环状 DNA分子的复制方式。(1)复制过程: 1)环状双链 DNA的+链被内切酶切开; 2)以链为模板,DNA 聚合酶以+链的 3'端作为引物合成新的+链,原来的+链 DNA
21、160;分子的 5' 端与链分离; 3)+链的 3'端继续延长; 4)引发酶以离开的+链为模板合成 RNA引物,DNA聚合酶以+链为模板合成新的链; 5)通常滚环复制的产物是一多聚物,其中大量单位基因组头尾相连。 (2)复制过程的特征: 1)复制是单方向不对称的; 2)产物是单链 DNA,但可通过互补链的合成转变为双链; 3)子代 DNA分子可能是共价连接的连环分子; 4)连环分子随后被切成与单个基因组相对应的片段。5.Rec
22、A蛋白是怎样调节 SOS 反应的? 答: RecA 蛋白识别损伤 DNA 的单链区,与单链 DNA 结合后,RecA 的蛋白活性被激活,将 LexA 切割成没有阻遏和与 DNA操纵区结合的两个区,导致 SOS反应(包括 RecA)的高效表达。当修复完成,RecA蛋白又回到非水解蛋白的形式,LexA蛋白逐渐积累,并重新建立阻遏作用。6比较真核生物与原核生物转录起始的第一步有什么不同。 答: 原核生物中,具有特异识别能力的亚基识别转录起始点上游的启动字同源序列
23、,这样可以使 全酶与启动子序列结合力增加,形成闭合的二元起始复合物。关键的作用时 RNA聚合酶与 DNA的 相互作用。 真核生物中,当含 TBP的转录因子与 DNA相互作用时,其它转录因子也结合上来,形成起始复合体,这一复合物在于 RNA聚合酶结合,因此主要是 RNA与蛋白质之间的作用。第二份 1 分别说出5种以上RNA的功能? 转运RNA tRNA 转运氨基酸 核蛋白体RNA rRNA 核蛋白体组成成 信使RNA mRNA 蛋白质合成模板 不均一核RNA hnRNA 成熟mRNA的前体 小核RNA snRNA 参与hnRN
24、A的剪接 小胞浆RNA scRNA/7SL-RNA 蛋白质内质网定位合成的信号识别体的组成成分 反义RNA anRNA/micRNA 对基因的表达起调节作用 核 酶 Ribozyme RNA 有酶活性的RN2原核生物与真核生物启动子的主要差别? 原核生物 TTGACA - TATAAT-起始位点 -35 -10 真核生物 增强子-GC -CAAT-TATAA5mGpp起始位点 -110 -70 -253.对天然质粒的人工构建主要表现在哪些方面? 天然质粒往往存在着缺陷,因而不适合用作基因工程的载体,必须对之进行改造构建:a、加入合适的选择标记基因,如两个以上,易于用作选择,通常是抗生素基因。
25、b、增加或减少合适的酶切位点,便于重组。 c、缩短长度,切去不必要的片段,提高导入效率,增加装载量。 d、改变复制子,变严紧为松弛,变少拷贝为多拷贝。 e、根据基因工程的特殊要求加装特殊的基因元件4、利用双脱氧末端终止法(Sanger法)测定DNA一级结构的原理与方法? 原理是采用核苷酸链终止剂2,3,-双脱氧核苷酸终止DNA的延长。由于它缺少形成3/5/磷酸二脂键所需要的3-OH,一旦参入到DNA链中,此DNA链就不能进一步延长。根据碱基配对原则,每当DNA聚合酶需要dNMP参入到正常延长的DNA链中时,就有两种可能性,一是参入ddNTP,结果导致脱氧核苷酸链延长的终止;二是参入dNTP,使
26、DNA链仍可继续延长,直至参入下一个ddNTP。根据这一方法,就可得到一组以ddNTP结尾的长短不一的DNA片段。 方法是分成四组分别为ddAMP、ddGMP、ddCMP、ddTMP反应后,聚丙烯酰胺凝胶电泳按泳带可读出DNA序列5、激活蛋白(CAP)对转录的正调控作用? 环腺苷酸(cAMP)受体蛋白CRP(cAMP receptor protein),cAMP与CRP结合后所形成的复合物称激活蛋白CAP(cAMPactivated protein )。当大肠杆菌生长在缺乏葡萄糖的培养基中时,CAP合成量增加,CAP具有激活乳糖(Lac)等启动子的功能。一些依赖于CRP的启动子缺乏一般启动子所
27、具有的典型的-35区序列特征(TTGACA)。因此RNA聚合酶难以与其结合。 CAP的存在(功能):能显著提高酶与启动子结合常数。主要表现以下二方面: CAP通过改变启动子的构象以及与酶的相互作用帮助酶分子正确定向,以便与-10区结合,起到取代-35区功能的作用。 CAP还能抑制RNA聚合酶与DNA中其它位点的结合,从而提高与其特定启动子结合的概率6、基因文库的构建对重组子的筛选举出3种方法并简述过程。 抗生素抗性筛选、抗性的插入失活、兰-白斑筛选 或PCR筛选、差式筛选、DNA探针 多数克隆载体均带有抗生素抗性基因(抗氨苄青霉素、四环素)。当质粒转入大肠杆菌中后,该菌便获得抗性,没有转入的不
28、具有抗性。但不能区分是否已重组。 在含有两个抗性基因的载体中,如果外源DNA片段插入其中一个基因并导致该基因失活,就可用两个分别含不同药物的平板对照筛选阳性重组子。 如pUC质粒含LacZ基因(编码半乳糖苷酶)该酶能分解生色底物X-gal(5-溴-4-氯-3-吲哚-D-半乳糖苷)产生蓝色,从而使菌株变蓝。当外源DNA插入后,LacZ基因不能表达,菌株呈白色,以此来筛选重组细菌。7简述蛋白质生物合成过程蛋白质合成可分四个步骤,以大肠杆菌为例: (1)氨基酸的活化:游离的氨基酸必须经过活化以获得能量才能参与蛋白质合成,由氨酰-tRNA合成酶催化,消耗1分子ATP,形成氨酰-tRNA。 (2)肽链合
29、成的起始:由起始因子参与,mRNA与30S小亚基、50S大亚基及起始甲酰甲硫氨酰-tRNA(fMet-tRNAt)形成70S起始复合物,整个过程需GTP水解提供能量。 (3)肽链的延长:起始复合物形成后肽链即开始延长。首先氨酰-tRNA结合到核糖体的A位,然后,由肽酰转移酶催化与P位的起始氨基酸或肽酰基形成肽键,tRNAf或空载tRNA仍留在P位最后核糖体沿mRNA53方向移动一个密码子距离,A位上的延长一个氨基酸单位的肽酰-tRNA转移到P位,全部过程需延伸因子EF-Tu、EF-Ts,能量由GTP提供。 (4)肽链合成终止,当核糖体移至终止密码UAA、UAG或UGA时,终止因子RF-1、RF
30、-2识别终止密码,并使肽酰转移酶活性转为水解作用,将P位肽酰-tRNA水解,释放肽链,合成终止。8蛋白质合成中如何保证其翻译的正确性?提示:(1)氨基酸与tRNA的专一结合,保证了tRNA携带正确的氨基酸;(2)携带氨基酸的tRNA对mRNA的识别,mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子的相互识别,保证了遗传信息准确无误地转译;(3)起始因子及延长因子的作用,起始因子保证了只有起始氨酰-tRNA能进入核糖体P位与起始密码子结合,延伸因子的高度专一性,保证了起始tRNA携带的fMet不进入肽链内部;(4)核糖体三位点模型的E位与A位的相互影响,可以防止不正确的氨酰-tRNA进入A位,从而提高翻
31、译的正确性;(5)校正作用:氨酰-tRNA合成酶和tRNA的校正作用;对占据核糖体A位的氨酰-tRNA的校对;变异校对即基因内校对与基因间校对等多种校正作用可以保证翻译的正确9原核细胞和真核细胞在合成蛋白质的起始过程有什么区别?(1)起始因子不同:原核为IF-1,IF-2,IF-2,真核起始因子达十几种。 (2)起始氨酰-tRNA不同:原核为fMet-tRNAf,真核Met-tRNAi (3)核糖体不同:原核为70S核粒体,可分为30S和50S两种亚基,真核为80S核糖体,分40S和60S两种亚基10蛋白质的高级结构是怎样形成的?提示:蛋白质的高级结构是由氨基酸的顺序决定的,不同的蛋白质有不同
32、的氨基酸顺序,各自按一定的方式折叠而成该蛋白质的高级结构。折叠是在自然条件下自发进行的,在生理条件下,它是热力学上最稳定的形式,同时离不开环境因素对它的影响。对于具有四级结构的蛋白质,其亚基可以由一个基因编码的相同肽链组成,也可以由不同肽链组成,不同肽链可以通过一条肽链加工剪切形成,或由几个不同单顺反子mRNA翻译,或由多顺反子mRNA翻译合成。11真核细胞与原核细胞核糖体组成有什么不同?如何证明核糖体是蛋白质的合成场所?原核细胞:70S核糖体由30S和50S两个亚基组成;真核细胞:80S核糖体由40S和60S两个亚基组成。利用放射性同位素标记法,通过核糖体的分离证明之。1 试述Meselso
33、n和Stahl关于DNA半保留复制的证明实验。提示:将Ecoli放入以15NH4Cl为唯一氮源的培养基中连续培养十几代,使所有DNA分子标记上15N;将15N标记的Ecoli再放入普通的14N培养基中培养,在细胞生长一代、二代 、 、n代的时间间隔内采样;采用氯化铯密度梯度离心分离DNA,并用紫外照相技术检测DNA所在位置;结果如下:其结果确切地证明DNA以半保留方式复制2 描述大肠杆菌DNA聚合酶I在DNA生物合成过程中的作用Ecoli DNA聚合酶I是多功能酶,具有:DNA聚合酶活性,能按模板要求,以5 3方向合成DNA,在DNA复制中,常用以填补引物切除后留下的空隙;5'3外切酶
34、活性,DNA复制后期,用于切除RNA引物;3'5外切酶活性,用以校对复制的正确性,当出现错配碱基时,切除错配碱基直到正确配对为止;DNA聚合酶I不是DNA复制和校正中的主要聚合酶,它的功能主要是修复。3 试述DNA复制过程,总结DNA复制的基本规律。以Ecoli为例,DNA复制过程分三个阶段;起始:从DNA上控制复制起始的序列即起始点开始复制,形成复制叉,复制方向多为双向,也可以是单向,若以双向进行复制,两个方向的复制速度不一定相同。由于DNA聚合酶不能从无到有合成新链,所以DNA复制需要有含3-OH的引物,引物由含有引物酶的引发体合成一段含3一10个核苷酸的RNA片段;延长:DNA复
35、制时,分别以两条亲代DNA链为模板,当复制叉沿DNA移动时,以亲代35链为模板时,子链的合成方向是5'3',可连续进行,以亲代53链为模板时,子链不能以35方向合成,而是先合成出许多53方向的冈崎片段,然后连接起来形成一条子链;终止:当一个冈崎片段的3'-OH与前一个冈崎片段的5-磷酸接近时,复制停止,由DNA聚合酶I切除引物,填补空隙,连接酶连接相邻的DNA片段。 DNA复制时,由DNA解旋酶(又称解链酶)通过水解ATP获得能量来解开DNA双链,并沿复制叉方向移动,所产生的单链很快被单链结合蛋白所覆盖,防止DNA的变性并保护其单链不被降解,复制叉前进过程中,双螺旋产生
36、的应力在拓扑异构酶的作用下得到调整。 DNA复制基本规律:复制过程为半保留方式;原核生物单点起始,真核生物多点起始,复制方向多为双向,也有单向;复制方式呈多样性,(直线型、Q型、滚动环型等);新链合成需要引物,引物RNA长度般为几个10个核苷酸,新链合成方向5 3,与模板链反向,碱基互补;复制为半不连续的,以解决复制过程中,两条不同极性的链同时延伸问题,即条链可按5 3方向连续合成称为前导链,另一条链先按5 3方向合成许多不连续的冈崎片段(原核生物一般长1000-2000个核苷酸,真核生物一般长100-200个核苷酸),再通过连接酶连接成完整链,称后随链,且前导链与后随链合成速度不完全致,前者
37、快,后者慢;复制终止时,需切除前导链、冈崎片段的全部引物,填补空缺,连接成完整DNA链;修复和校正DNA复制过程出现的损伤和错误,以确保DNA复制的精确性。6简述基因工程的基本操作步骤及其应用意义:获取外源目的基因;寻找基因载体(通常为质粒、噬菌体等)使用限制性内切酶,使目的基因与载体产生相同粘性末端,两个末端互补连接,形成重组DNA;通过转化(或感染)将重组DNA引入寄主细胞;从大量的寄主细胞中筛选出带有重组体的细胞进行克隆。 意义:利用基因工程技术,可以大量生产在一些正常细胞中产量很低的多肽物质,用于医药等工业生产中;定向改造生物墓因结构,生产抗病强、品质优的各种农副产品,以提高经济价值;
38、用于生命科学的基础研究;7试比较转录与复制的区别目的不同,所使用的酶、原料及其它辅助因子不同,转录是合成RNA,复制是合成DNA;方式不同:转录是不对称的,只在双链DNA的一条链上进行,只以DNA的一条链为模板,复制为半不连续的,分别以DNA的两条链为模板,在DNA的两条链上进行;复制需要引物,转录不需要引物;复制过程存在校正机制,转录过程则没有;转录产物需要加工,复制产物不需要加工;复制与转录都经历起始、延长、终止阶段,都以DNA为模板,新链按碱基互补原则,5'3方向合成。9. 将大肠杆菌从37度转移到42度时,其基因表达如何变化?其基因表达的变化为:细胞基因特异性表达是细胞适应环境
39、变化的重要方式,且转录水平的调控是重要一环。在转录水平调控中,一种方式就是不同因子的表达和大量使用。 E.coli从37度到42度,因子表达发生变化,细胞大量表达32,而32与70识别启动子序列不同,因而RNA pol选择转录的基因发生变化,主要是大约17种蛋白被称为热激蛋白第三份分子生物学:研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学。C值反常:也称c值谬误,指c值往往与种系进化复杂性不一致的现象,及基因组的大小与遗传复杂性之间没有必然的联系,某些较低等的生物c值却很大。DNA重组技术:又称基因工程。将不同的DNA片段按照预先的设计定向连接起来,在特定的
40、受体细胞中与载体同时复制并得到表达,产生影响受体细胞的新的遗传性状的技术。GU-AG法则:多数细胞核mRNA前体中内含子的5边界序列为GU,3边界为AG,因此,GU表示供体衔接点的5端,AG表示接纳点的3端序列,习惯上,把这种保守序列模式称为GU-AG法则。RNA干涉:是利用双链小RNA高效,特异性降解细胞内同源MRNA,从而阻断体内靶基因的表达,使细胞内出现靶基因缺失表性的方法。摆动假说:crick为解释反密码子中子某些稀有成分的配对(如I)以及许多氨基酸中有两个以上密码子而提出的假设。编码链/有义链:在DNA双链中,与mRNA序列(除t/u替换外)和方向相同的那条DNA,又称有义链模板链:
41、指双链DNA中能够作为模板通过碱基互补原则指导mRNA前体的合成的DNA链,又称反义链操纵子:原核生物中由一个或多个相关基因以及转录翻译调控原件组成的基因表达单元。反式作用因子:能直接或间接识别或结合在各类顺式作用元件中核心序列上参与调控靶基因转录效率的pro。基因定点突变:向靶DNA片段中引入所需的变化,包括碱基的添加,删除,或改变基因家族:在基因组进化中,一个基因通过基因重复发生了两个或更多的拷贝,这些基因即构成一个基因家族,是具有显著相似性的一组基因,编码相似的蛋白质产物基因敲除技术:针对一个序列已知打包功能未知的基因,从DNA水平上设计实验,彻底破坏该基因的功能或消除其表达机制,从而推
42、测该基因的生物学功能基因组DNA文库:某一生物体全部或部分基因的集合,将某个生物的基因组DNA或cDNA片段与适当的载体体外重组后,转化宿主细胞,所谓的菌落或噬菌体的集合即为基因治疗:是将具有治疗价值的基因即“治疗基因“装配于带有在人体细胞中表达所必备元件的载体中,导入人体细胞,通过靶基因的表达来治疗遗传疾病聚合酶链反应:指通过模拟体内DNA复制方式在体外选择性的将DNA某个特定区域扩增出来的魔斑核苷酸:在应急反应过程中,由大量GTP合成的ppGpp和pppGpp,它们的主要作用可能是影响RNA聚合酶与启动子结合的专一性,诱发应急反应,帮助细菌度过难关弱化子:原核生物操纵子中能明显减弱甚至终止
43、转录作用的一段核苷酸序列同工tRNA:几个代表AA,能够被一个特殊的氨酰tRNA合成酶识别的Trna顺式作用元件:存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列,包括启动子,增强子等,本身不编码任何pro,仅提供一个作用位点,与反式作用因子相互作用参与基因表达调控原位杂交技术:用标记的核苷酸探针,经放射自显影或非放射检测体系,在组织,细胞及染色体水平上对核苷酸进行定位和相对定量研究的手段转座/移位:遗传信息从一个基因座转移至另一个基因座的现象,由可移问位因子介导的遗传物质的重排管家基因:维持细胞正常生长发育的必需基因,所以细胞中均需表达的一类基因转座子:是存在染色体上的可自主复制和移位的基本单位,参
44、与转座子易位及DNA链整合的酶称为转座酶原癌基因:正常细胞中与病毒癌基因具有显著同源性的基因,本身没有致癌作用,但是经过致癌因子的催化下激活成为致癌基因,使正常细胞向恶性转化。SP序列:mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列无义突变:在蛋白质的结构基因中,一个核苷酸的改变可能是代表某个AA的密码子变成终止密码子(UAG UGA UAA),使pro合成提前终止,合成无功能或无意义的多肽,这称错义突变:由于结构基因中某个核苷酸的变化使一种AA的密码子变成另外一种AA的密码指导RNA:与已正确编码的RNA序列互补的一小段RNA,被用来作为向未经编辑的RNA中插入碱基的模板。上游启动子元件:将TATA
45、区上游的保守序列称为启动子:与基因表达启动相关的顺式作用原件,是结构基因的重要成分。它是一段位于转录起始位点5端上游区大约100200bp以内的具有独立功能的DNA序列,能活化RNA聚合酶,使之与模板DNA准确地相结合并具有转录起始的特异性。细菌转化:是一种细菌菌株由于捕获了来自供体菌株的DNA而导致性状特征发生遗传改变的过程,提供转化DNA的菌株叫做供体菌株,接受转化DNA的菌株被称作受体菌株。实时定量PCR技术:利用带荧光检测的PCR仪对整个PCR过程中扩增DNA的累积速率绘制动态变化图。基因工程:在体外将核算分子插入病毒,质粒或其他载体分子,构成遗传物质的新组合,使之进入新的宿主细胞内并
46、获得持续稳定增殖能力和表达。应答原件:能与某个(类)专一蛋白因子结合,从而控制基因特异表达的DNA上游序列。增强子:是指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列(1.5分)。它可以在启动子的上游,也可以在启动子的下游,绝大多数增强子具有组织特异性(1.0分)。分子伴侣:是结合其他不稳定蛋白质并稳定其构象的一类蛋白质(1.0分)。通过与部分折叠的多肽协调性地结合与释放,分子伴侣促进了包括蛋白质折叠、寡聚体装配、亚细胞定位和蛋白质降负调控:阻遏蛋白结合在操作子位点,阻止基因的表达。没有调节蛋白时操纵元内结构基因是表达的,而加入调节蛋白后结构基因的表达活性被关闭,这种调节称为负调节。应急因子:
47、是指与核糖体相结合的蛋白质RelA,当空载的tRNA进入A位时,它催化GTP形成pppGpp或催化GDP形成ppGpp。信号肽:在蛋白质合成过程中N端有1536个氨基酸残基的肽段,引导蛋白质的跨膜。密码的简并性:由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象称为密码的简并性移码突变(frame-shift mutation):在mRNA中,若插入或删去一个核苷酸,就会使读码发错误,称为移码,由于移码而造成的突变、称移码突变简答题1原核生物与真核生物基因组的不同?答:原核基因组:常仅由一条环状双链DNA分子组成,结构简单;基因组中只有一个复制起点;具有操纵子结构,转录的RNA为多顺反子;有重叠基因(1、
48、基因内基因 2、部分重叠基因 3、一个碱基重叠);无内含子;编码pro的DNA在基因组中所占比例较大;结构基因为单贝 真核基因组:真核基因组庞大,一般都远大于原核生物;真核基因组存在大量的重复序列;真核基因组的大部分为非编码序列,占整个基因组序列的90%以上;真核基因组的转录产物为单顺反子;真核生物为断裂基因、有内含子结构;真核基因组存在大量的顺式作用原件;真核基因组中存在大量的DNA多态性;真核基因组具有端粒结构。2比较RNA转录与DNA复制的异同?答:相同:都以DNA链作为模板;合成方向均为53;聚合反应均是通过核苷酸之间形成的3,5磷酸二酯建使核苷酸链延长不同:复制 转录模板:两条链均复
49、制;模板链转录(不对称转录)原料:dNDP ; NTP酶:DNA聚合酶;RNA聚合酶产物:子代双链DNA;mRNA,tENA,rRNA配对:A-T ,G-C; AU,T-A,G-C引物:RNA引物; 无试比较转录与复制的区别。:1,目的不同,所使用的酶、原料及其它辅助因子不同,转录是合成RNA,复制是合成DNA;2,方式不同:转录是不对称的,只在双链DNA的一条链上进行,只以DNA的一条链为模板,复制为半不连续的,分别以DNA的两条链为模板,在DNA的两条链上进行;3,复制需要引物,转录不需要引物;,4复制过程存在校正机制,转录过程则没有;5转录产物需要加工,复制产物不需要加工;6复制与转录都
50、经历起始、延长、终止阶段,都以DNA为模板,新链按碱基互补原则,5'3方向合成。3、 RNA转录的基本过程?转录的基本过程包括:模板识别、转录起始、转录的延伸和终止。模板识别:RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之结合;转录起始:RNA聚合酶结合在启动子上以后,是启动子附近的DNA双链解旋并解链,形成转录泡以促使底物核糖核苷酸与模板DNA的碱基配对,当RNA链上第一个核苷酸键产生标志着转录的起始,一旦RNA聚合酶成功地合成9个以上核苷酸并离开启动子区,转录就进入正常的延伸阶段。转录的延伸:RNA聚合酶释放因子离开启动子后,核心酶沿模板DNA链移动并使新生成RNA链不断伸长,在解链
51、区形成RNADNA杂合物。转录终止:当RNA链延伸到转录终止位点时,RNA聚合酶不再形成新的磷酸二酯建,DNARNA杂合物分离,转录泡瓦解,DNA恢复成双链状态,DNA聚合酶和RNA链都从模板上释放出来,转录终止。4.DNA复制的过程和机制?答:分三个阶段:即复制的起始、延伸、终止。复制的起始:DNA解旋解链,形成复制叉,引发体组装,然后在引发酶的催化下以DNA链为模板合成一段短的RNA引物。延伸:DNA链的延伸由DNA聚合酶催化以亲代DNA链为模板引发体移动,从5>3方向聚合子代DNA链,前导键的合成以5>3方向随着亲本双链体的解开而连续进行复制,后随链在合成过程中,一段亲本DN
52、A单恋首先暴露出来,然后以与复制叉移动相反方向,按5>3方向合成一系列冈崎片段。终止:当子链延伸到终止位点时,DNA复制终止,切除RNA引物,填充缺口,在DNA连接酶的催化下将相邻的DNA片段连接起来形成完整的DNA长链。5、真核生物与原核生物在翻译的起始过程中有哪些区别?答:真核生物的起始tRNA是met-tRNAmet原核是fmet-tRNAfmet;真核生物核糖体小亚基识别mRNA的帽子结构,而原核生物通过与mRNA的SD序列结合;真核生物小亚基先与met-tRNAmet结合再与mRNA结合,而原核生物小亚基先与mRNA结合再与fmet-tRNAfmet结合;真核生物有较多的起始因
53、子参与,且核糖体较大为80S,而原核生物有较少的起始因子参与,且核糖体较小为70S6.简述蛋白质生物合成过程。,以大肠杆菌为例: (1)氨基酸的活化:游离的氨基酸必须经过活化以获得能量才能参与蛋白质合成,由氨酰-tRNA合成酶催化,消耗1分子ATP,形成氨酰-tRNA。(2)肽链合成的起始:由起始因子参与,mRNA与30S小亚基、50S大亚基及起始甲酰甲硫氨酰-tRNA(fMet-tRNAt)形成70S起始复合物,整个过程需GTP水解提供能(3)肽链的延长:起始复合物形成后肽链即开始延长。首先氨酰-tRNA结合到核糖体的A位,然后,由肽酰转移酶催化与P位的起始氨基酸或肽酰基形成肽键,tRNAf
54、或空载tRNA仍留在P位最后核糖体沿mRNA53方向移动一个密码子距离,A位上的延长一个氨基酸单位的肽酰-tRNA转移到P位,全部过程需延伸因子EF-Tu、EF-Ts,能量由GTP提供(4)肽链合成终止,当核糖体移至终止密码UAA、UAG或UGA时,终止因子RF-1、RF-2识别终止密码,并使肽酰转移酶活性转为水解作用,将P位肽酰-tRNA水解,释放肽链,合成终止。7.试比较真核生物与原核生物mRNA转录的主要区别。答:转录单元:原核生物常为多顺反子转录,真核生物常为单顺反子转录。酶:RNA聚合酶核心酶加p因子,原核生物为RNA聚合酶 聚合酶加转录因子。转录产物:真核生物不需加工与翻译相偶联真核生物需加工与翻译分开。转录过程:无核小体的结局和组装的
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