医学分子生物学思考题作业答案

《医学分子生物学》作业（供专升本”中西医临床医学专业学生使用成人教育学院《医学分子生物学》思虑题1、述DNA的右手双螺旋模型结构重点。（1两股反向平行的DNA链绕成同轴右手双螺旋，双螺旋表面有大沟和小沟。（2脱氧核糖和磷酸经过3',5磷酸二酯键相连，组成DNA主链，位于双螺旋的外表面，糖基平面与螺旋轴平行；碱基则位于双螺旋的内部，碱基平面与螺旋轴垂直。（3两股DNA链经过Watson-Crick碱基春结合，即A与T经过两个氢键结合,G与C通过三个氢键结合，称为碱基互补原则。这样，一股DNA的碱基序列决定了另一股DNA的碱基序列，两股DNA链相互当为互补链。（4双螺旋直径为2cm2、真核生物基因组结构与功能的特色。真核生物基因组DNA是线性分子，其尾端序列特别，由寡核苷酸短串通重复序列组成，称为端粒。真核生物基因组DNA有多个复制起点。真核生物有完好的细胞核，核DNA与组蛋白、非组蛋白及RNA形成染色体结构。每一种真核生物的染色体数量都是必然的，除了配子（精子和卵子是单倍体以外，体细胞一般是二倍体。真核生物基因组序列中仅有不到10%是编码序列。编码序列在基因组序列中的比率是真核生物、原核生物和病毒基因组的重要差别，并且在必然程度上是生物进化的标尺。真核生物基因组含大批重复序列，包含高度重复序列和中度重复序列。真核生物基冈是断裂基因，即基因是不连续的，由外显子和内含子交替组成。真核生物基因的转录产物是单顺反子mRNA。真核生物基因组中存在各种基因家族，基因家族成员能够串通在一起，也能够相距很远，但即便串通在一起的基因也是分别表达的。3、阐述参加DNA复制的酶和蛋白质及其作用。原核生物DNA的复制过程需要30多种酶和蛋白质参加。主要有DNA聚合酶、解旋酶、拓扑异构酶、引物酶和DNA连接酶等：（1DNA聚合酶DNA聚酶的作用是催化dNTP按5'-3方向合成DNA。反应只耗资dNTP,但还有两种成分必不行少:①模板:DNA聚合酶催化的反应是DNA的复制，即合成单链DNA的互补链，因此一定为其供给单链DNA,这就是模板；②引物:有了底物和模板，DNA聚合酶仍是不能够合成DNA,由于它不能够从无到有合成DNA链，只好把脱氧核苷酸连接在已有核酸的3'-g基上,并且该核酸的序列一定与DNA模板的3'端序列互补，并形成结合，这已有的核酸就是引物。（2解链、解旋酶类DNA拥有超螺旋、双螺旋等结构，在复制时，作为模板的亲代DNA分子需废弛螺旋，解开双链,暴露碱基，才能按碱基互补原则合成子代DNA。参加亲代DNA双链解链、并将基维持在解链状态的酶和蛋白质主要有解旋酶、拓扑异构酶和单链DNA结合蛋白。（3引物酶DNA复制需要RNA引物,RNA引物由引物酶催化合成。（4连接酶环状DNA或冈崎片段合成此后都留下切口，需要一种酶，能催化切口处的5'-磷酸基与3'-羟基连接形成磷酸二酯键，这类酶就是DNA连接酶。4、转录与复制的不同样点。①目的不同样，所使用的酶、原料及其余辅助因子不同样，转录是合成RNA,复制是合成DNA;②方式不同样：转录是不对称的，只在双链DNA的一条链进步行，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的两条链进步行;③复制需要引物，转录不需要引物；④复制过程存在校订体系，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复制与转录都经历初步、延伸、停止阶段，都以DNA为模板，新链按碱基互补原则,5'-3方向合成5、大肠杆菌乳糖操控子转录初步的复合调控。是经过乳糖操控子的阻抑调控和乳糖操控子的激活调控进行复合调控的。在没有乳糖存在时，阻抑蛋白与操控基因结合，阻截RNA聚合酶沿DNA搬动,阻抑转录。当有乳糖存在时，乳糖的异构体乳糖与阻抑蛋白结合，使阻抑蛋白的构象发生改变，不与操控基因结合，失掉阻抑作用,RNA聚合酶能够操控转录结构基因。乳糖操纵子的激活调控，在既存在乳糖又缺少葡萄糖时，cAMP浓度高,cAMP-CAP复合物浓度高，与CAP位点的结合效应强，对乳糖操控子的调控效应强；当存在葡萄糖时，cAMP浓度低,cAMP-CAP复合物浓度低，与CAP位点的结合效应弱，对乳糖操控子的调控效应弱。以色氨酸操控子为例阐述原核生物转录停止的调控及其意义。1?色氨酸操控子的阻抑调控：色氨酸操控子的阻抑蛋白是一个同二聚体。当培养基中有大最色氨酸时，阻抑蛋白与色氨酸结合而改变构象，形成活性阻抑物，与操控基因结合，阻抑结构基因转录，最后降低色氨酸的合成速度；当培育基中没有色氨酸时游离的阻抑蛋白不与操控基因结合，结构基因表达催化合成色氨酸的酶，最后提升色氨酸的合成速度2.色氨酸操控子的衰减调控色氨酸操控子的前导序各位于结构基因trpE与操控基因trp0之间，含162nt,包含四段特别序列：序列I是编码序列，编码一个称为前导肽的14肽的第10、1l位氨基酸是两个连续的色氨酸；序列2和序列3存在互补序列，能够形成茎环结构；序列3和序列4也存在互补序列，能够形成茎环结构，该茎环结构此后有一段连续的U序列，因此是一个典刑的不依赖p因子的停止子结构，称为衰减子。当色氨酸缺少时，色氨酰tRNA供给不足,翻译前导肽的核糖体阻滞于序列l的色氮酸密码子位点，序列2与序列3形成茎环结构,使序列3不能够与序列4形成衰减子结构，后边的结构基因能够完好转录：当色氨酸充分时，色氨酰tRNA供给充分，核糖体迅速翻译序列1合成前导肽，并对序列2形成拘束，使序列3不能够与序列2形成茎环结构,转而与序列4形成转录停止子结构衰减子，使RNA聚合酶阻滞于序列4此后，不能够转录下游的结构基因。从衰减体系的解析来看，它不单能够把几种水平如DNA和RNA的构象变化、mRNA上内部停止(衰减子的重修以及核糖体上tRNA对停止密码的鉴别等一致同来，严格控制表达，并且衰减子还可依细胞内某一氨基酸水平的高低而行止。因此它是一种应答矫捷、调治灵便的多重调控方式就像在色氨酸操控子中，隔断作用与衰减体系一起共同控制其基因表达，显然比单一的隔断负调控系统更为有效。一方面，当有活性的隔断物向无活性阻遏物的转变速度极低时.衰减系统能更迅速地作出反应，使色氨酸从较高浓度迅速降落到中等浓度；另一方面，若外源色氨酸浓度实在太低，细菌自己又没有其余的内源性色氨酸合成系统，致使细菌难以支持自己的生长时，就需要有衰减系统加以调治一一经过不停止mRNA的合成来增添Trp酶的合成进而提升内源色氨酸的浓度。7、重组DNA技术的基本过程。(1获取目的DNA:用限制酶从特定位点精确切割DNA,获取待克隆的目的DNA;(2选择载体:载体是一种能自我复制的小分子DNA,比方质粒或病毒DNA:(3构建重组DNA:用连接酶将目的DNA与载体经过共价键连接，形成重组DNA;(4将重组DNA导入适合的细胞，该细胞称为重组DNA的宿主细胞；(5精选和判断含重组DNA的宿主细胞8、双脱氧法(尾端停止法进行DNA测序的原理。第一，利用聚丙烯酰胺凝胶电泳能够区分长度只差一个核苷酸的

DNA

分子;然后利用

DNA

聚合酶不能够够区分

dNTP

和

ddNTP

的特点，使

ddNTP

参入到寡核苷酸

链的3'尾端。由于ddNTP3'不是-0H,不能够与下一个核苷酸聚合延伸,进而停止DNA链的增添。9、PCR的原理PCR技术的基根源理近似于DNA的天然复制过程，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤组成：①模板DNA的变性:模板DNA经加热至93C左右一准时间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离,使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；②模板DNA与引物的退火（复性:模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55C左右，引物与模板DNA单链的互补序列配春结合；-3

③延伸:DNA方向合成目的

模板一将反应系统温度高升，DNA聚合酶按照碱基互补原则按引DNA模板新的互补链。以上变性、退火、延伸三步反应为PCR

物5'的一次循环。每一次循环的产物能够再变性解链，作为下一循环的模板。这样的循环一次。目的DNA的拷贝数就增添一倍。10、Southern杂交的基本步骤。提取DNA,用限制酶切割，获取DNA片段混杂物。基因组DNA很长,需要切割成大小不同样的片段此后才能用于杂交解析。经过琼脂糖凝胶电泳将DNA片段按大小分别。3?用碱办理电泳凝胶