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文档简介

生物信息的传递(上)——从DNA到RNA一、名词解释1、增强子:DNA上能强化转录起始的序列,能够在启动子任何方向以及任何位置(上游或下游)作用。2、RNA编辑:某些RNA,特别是mRNA的一种加工方式,发生编辑后,导致DNA所编码的遗传信息的改变。3、不对称转录:DNA片段转录时,双链DNA中只有一条链作为转录的模板,这种转录方式称为不对称转录。4、转录泡:是由DNA双链,RNA聚合酶与新合成的转录本RNA局部形成的结构,它贯穿于延长过程的始终。5、转录单位:DNA链上从启动子直到终止子为止的长度称为一个转录单位。一个转录单位可以包括一个基因,也可以包括几个基因。6、选择性剪接:在mRNA前体的剪接过程中,参加剪接的外显子可以不按其线性次序剪接,内含子也可以不被切除而保留,即一个外显子或内含子是否出现在成熟mRNA中是可以选择的,这种剪接方式称为选择性剪接。二、选择题1、有关RNA转录合成的叙述,其中错误的是A。A、转录过程RNA聚合酶需要引物B、转录时只有一股DNA作为合成RNA的模板C、RNA链的生长方向是5'3'D、所有真核生物RNA聚合酶都不能特异性地识别promoter2、以下有关大肠杆菌转录的叙述,哪一个是正确的?B。A、-35区和-10区序列间的间隔序列是保守的B、-35区和-10区序列距离对转录效率非常重要C、转录起始位点后的序列对于转录效率不重要D、-10区序列通常正好位于转录起始位点上游10bp处3、真核生物转录过程中RNA链延伸的方向是A。A、5'3'方向B、3'5'方向C、N端C端D、C端N端4、真核生物mRNA转录后加工不包括A。A、加CCA—OHB、5'端“帽子”结构C、3'端poly(A)尾巴D、内含子的剪接5、以下对DNA聚合酶和RNA聚合酶的叙述中,正确的是:B。A、RNA聚合酶的作用需要引物B、两种酶催化新链的延伸方向都是5'3'C、DNA聚合酶能以RNA作模板合成DNAD、RNA聚合酶用NDP作原料三、判断题1、在真核生物中,所有rRNA都是由RNA聚合酶Ⅱ转录的。(×)2、RNA聚合酶Ⅰ是转录核糖体RNA的。(√)3、下游指RNA的3'方向。(×)四、回答问题1、试述复制和转录的相同和不同之处。相同点:①都是以DNA为模板进行;②复制和转录过程都遵循碱基互补配对原则;③都是从5'向3'方向进行;④都依赖DNA的双链;⑤聚合过程每次都只延长一个核苷酸⑥核苷酸之间的连接都是磷酸二酯键。不同点:①复制所需的底物为脱氧核苷三磷酸,而转录的底物为核苷三磷酸;②在复制过程中,A—T配对,而在转录过程中是A—U配对;③RNA聚合酶与DNA聚合酶不同,能合成出新链,因此转录不需要引物,而复制需要引物;④复制得到的是与模板链互补的DNA链,而转录得到的是与模板互补的RNA链;⑤转录过程中,只有一条能作为模板链,并且只是一条DNA链的某一区段,而复制中,两条都可作为模板链,都被复制;⑥复制得到的产物与亲代具有高保真性,绝大多数情况下是完全相同的,而转录产物与结构基因相比较,除U与T互换外,成熟的RNA序列与模板序列相差很大。2、试比较原核和真核细胞的mRNA的异同。(1)真核生物5'端有帽子结构,大部分成熟的mRNA还同时具有3'多聚A尾巴,原核一般没有。(2)原核的mRNA可以编码几个多肽,真核只能编码一个,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。(3)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。(4)原核生物mRNA半衰期短,真核生物mRNA的半衰期长。3、真核生物和原核生物基因表达过程有什么不同?(1)转录阶段:①参与原核生物与真核生物转录的RNA聚合酶不同;②原核生物翻译和转录是耦联的;而真核生物翻译和转录不能耦联。(2)翻译阶段:①核糖体不同:原核生物的核糖体比真核生物的和糖体小;②参与翻译起始的起始因子不同;③起始氨酰—tRNA不同;④原核生物翻译起始过程不同;⑤原核生物翻译起始需要GTP提供能量,而真核生物翻译起始需要ATP提供能量;⑥肽链的延伸过程中所需延伸因子不同。1、翻译后的加工过程不包括C。A、N端fMet或Met的切除B、二硫键的形成C、3'末端加poly(A)尾D、特定氨基酸的修饰2、以下有关信号肽的叙述正确的是A。A、信号序列是起始密码子后的一段编码疏水性氨基酸序列的RNA区域所编码B、蛋白质运转发生以后,信号序列必须被切除C、信号肽的C末端靠近蛋白酶的切割位点处常含有几个非极性氨基酸D、目前发现,所有的运转蛋白都具有可降解的信号肽3、核糖体的E位点指的是B。A、真核mRNA被加工的位点B、原核核糖体上tRNA退出的位点C、核算内切酶识别核糖体的位点D、结合mRNA的位点4、有关肽链合成的终止,错误的是C。A、释放因子RF具有GTP酶活性B、真核细胞中只有一个终止因子C、只要有RF因子存在,蛋白质的合成就会自动终止D、细菌细胞内存在3种不同的终止因子:RF1、RF2、RF35、tRNA分子结合氨基酸和识别mRNA的两个结构区域分别称为受体臂和反密码臂。四、回答问题1、为什么真核生物中转录与翻译无法耦联?真核生物mRNA是在细胞核内合成的,而翻译是在细胞质中进行的,因此,mRNA只有被运送到细胞质部分,才能翻译生成蛋白质。真核生物中的mRNA开始合成时,是不成熟的hnRNA,需要通过一系列加工过程才能成熟,才能成为成熟的mRNA。这些过程包括,内含子的剪接、5’端帽子结构、3’端尾等。由于RNA转录后需要一系列的加工过程,因此,转录与翻译无法耦联。2、肽链延伸包括哪些基本过程?第一步:后续氨酰—tRNA与核糖体结合。氨酰—tRNA首先必须与GTP及EF—Tu复合物结合,形成AA—Trna·GTP·EF—Tu复合物并与核糖体的A位结合。此时,GTP水解并释放EF—Tu·GDP复合物,进入新一轮循环。第二步:肽键生成。肽键形成之初,两个氨基酸仍然分别与各自的tRNA相结合,仍然分别位于各自的A位点和P位点上。A位点氨基酸(第二个氨基酸)中的α—氨基作为亲核基团取代了P位点上的tRNA,并与起始氨基酸中的COOH基团形成肽键。第三步:移位。核糖体向mRNA的3’方向移动一个密码子,使得带有第二个氨基酸(现已成为二肽)的tRNA从A位进入P位,并使得第一个tRNA从P位进入E位。此时模板上的第三个密码子正好在A位上。核糖体的移位需要EF—G和另一分子GTP水解提供能量。3、简述原核和真核细胞在蛋白质翻译过程中的差异。(1)原核生物和真核生物的核糖体不同:原核生物为70S型,而真核生物为80S型。(2)模板不同:原核生物的mRNA为多顺反子,而真核生物mRNA为单顺反子。(3)起始氨酰tRNA不同:原核生物的为fMet—tRNA而真核生物的起始氨酰tRNA为Met—tRNA。(4)原核生物mRNA上有能与16SrRNA配对的SD序列,而真核生物没有这样的序列。(5)原核生物起始复合物的形成过程中,30S小亚基先与翻译起始因子IF-1,IF-3结合,通过SD序列与mRNA模板结合。而在真核生物翻译起始过程中,GTP首先与eIF2结合,这一结合就增加了eIF2与起始tRNA的亲和力,然后三者结合形成一个三元复合物。三元复合物直接与40S亚基结合,此过程不需要mRNA的存在。40S亚基—三元复合物在eIF3的存在下与mRNA模板结合。在此过程中需要ATP提供能量。(6)延伸因子不同:原核生物每次反应需要三个延伸因子,EF-Tu、EF-Ts及EF-G;真核生物细胞需要EF-1及EF-2。(7)终止因子不同:细菌内部存在三种不同的终止因子,分别是RF1、RF2和RF3;真核细胞只有一个终止因子RF。一、名词解释:1、基因表达调控:指相同的结构基因并非在各种细胞中同时表达,而是根据机体生长、发育、繁殖的需要,随着环境的变化,有规律、选择性、程序性、适度地表达,以适应环境,发挥其生理功能,这个调节的过程称为基因表达调控。2、顺式作用元件:又称分子内作用元件,指存在于DNA分子上的一些与基因转录调控有关的特殊顺序。3、反式作用因子:又称为分子间作用因子,指一些与基因表达调控有关的蛋白质因子。它们由某一基因表达后通过与特异的顺式作用元件相互作用,反式激活另一基因的转录。4、负调控:原核生物基因的表达一般受到蛋白质(阻遏蛋白)的抑制,使转录降低。抑制作用是通过阻遏蛋白与操纵序列的结合实现的。阻遏蛋白与操纵序列的结合受一些小分子物质的调节。5、正调控:一些蛋白质如分解代谢基因活化蛋白(CAP)与操纵子DNA结合后,可促进转录过程。6、操纵子:在原核生物中,若干结构基因可串联在一起,其表达受到同一调控系统的调控,这种基因的组成形式称为操纵子。典型的操纵子可分为控制区和信息区两部分。信息区由一个或数个结构基因串联在一起组成;控制区通常由调节基因(阻遏蛋白编码基因)、启动基因(CRP和RNA聚合酶结合区)和操纵基因(阻遏蛋白结合位点)构成。7、弱化子:是指当操纵子被阻遏,RNA合成被终止时,起终止转录信号作用的那一段核苷酸。弱化子对基因活性的影响是通过影响前导序列mRNA的结构而起作用的,起调节作用的是某种氨酰—tRNA的浓度。8、前导肽:色氨酸操纵子RNA的前导序列中含有一个有效的核糖体结合位点,并能形成由前导RNA27~68号碱基所编码的14个氨基酸的多肽,这一多肽被称为前导肽。9、重叠基因:是指同一段DNA的编码顺序由于阅读框架的不同或终止早晚的不同,同时编码两个或两个以上多肽链的基因。10、魔斑:当细菌生长过程中遇到氨基酸全面缺乏时,细菌将会产生一个应急反应,停止全部基因的表达。产生这一应急反应的信号时鸟苷四磷酸(ppGpp)或鸟苷五磷酸(pppGpp)。ppGpp与pppGpp的作用不只是一个或几个操纵子,而是影响一大批,所以称它们是超级调控子或称为魔斑。11、诱导物:能够诱导基因表达的小分子物质。对于可诱导的负控制操纵子来说,小分子的诱导物与阻遏蛋白的结合使阻遏蛋白从操纵基因上解离下来而引起基因的转录;而对于可诱导的正控制操作元来说,诱导物与无辅基诱导蛋白结合才生成有活性的诱导物去促进基因转录。二、选择、判断或填空1、原核生物基因表达调控的意义是D。A、调节生长与分化B、调节发育与分化C、调节生长、发育与分化D、调节代谢,适应环境E、维持细胞特性和调节生长2、阻遏蛋白结合于操纵子的B。A、启动子B、操纵基因C、结构基因D、CAP位点E、i基因3、乳糖操纵子的安慰诱导物是D。A、乳糖B、半乳糖C、异构乳糖D、异丙基巯基半乳糖苷4、乳糖、色氨酸等小分子物质在基因表达调控中作用的共同特点是E。A、与DNA结合影响模板活性B、与启动子结合C、与操纵基因结合D、与RNA聚合酶结合影响其活性E、与蛋白质结合影响该蛋白质结合DNA5、转录的正调控B、D。A、转录对翻译的调控B、是操纵子的调控方式之一C、翻译过程影响转录D、由蛋白质的作用来活化转录过程6、1953年WatsonJD和CrickFHC提出了操纵子模型。(×)7、原核生物基因表达的调控主要发生在转录水平上,真核生物基因表达的调控可以发生在各个水平,但主要也是在转录水平。(√)三、回答问题1、简述乳糖操纵子。原核生物乳糖操纵子(Lacoperon)的控制区包括调节基因、启动基因(其CRP结合位点位于RNA聚合酶结合位点上游)和操纵基因;其信息区由β-半乳糖苷酶基因(lacZ)、通透酶基因(lacY)和乙酰化酶基因(lacA)串联在一起构成。当培养基中乳糖浓度升高而葡萄糖浓度降低时,乳糖作为诱导剂与阻遏蛋白结合,促使阻遏蛋白与操纵基因分离;另一方面,细胞中cAMP浓度升高,cAM

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