第二章 ?核酸的結構與功能

1.簡述細胞的遺傳物質，怎樣證明DNA是遺傳物質

答：基因學說：基因作為遺傳因子決定著生物的性狀，并能自我復制，穩(wěn)定地遺傳給后代。

對于DNA是遺傳物質的認識經(jīng)歷了三個階段：

① 肺炎雙球菌實驗：說明性狀可遺傳給后代；

② T2噬菌體侵染E.coli【35S、32P同位素示蹤法】遺傳物質是核酸，不是蛋白質；

③ DNA雙螺旋結構模型：決定DNA分子具有自我復制和親代向子代傳遞遺傳信息能力。

2.研究DNA的一級結構有什么重要生物學意義

（1）核酸的一級結構是指分子中的脫氧核苷酸/核苷酸的排列順序即堿基排列順序。即一個核甘酸的戊糖3’醇羥基和另一個核苷酸的5’磷酸基形成3’，5’-磷酸二酯鍵。

（2）DNA分子一級結構定則：

?????① 不同物種間DNA堿基組成一般是不同的；

?????② 同一物種不同組織中的DNA樣品的堿基組成相同；

?????③ 一個物種的DNA堿基組成不會因個體的年齡營養(yǎng)狀況和環(huán)境改變而改變；

?????④ 任何一個DNA樣品中，A=T,C=G,A+C=T+G,A+C+G+T=100%；

?????⑤ 多聚核苷酸均有5’末端和3’末端；

??⑥ 一級結構決定了二級結構，而二級結構又決定和影響著一級結構的信息功能，兩者處于動態(tài)平衡中；

?????⑦ 堿基順序就是遺傳信息存儲的分子形式。

3.DNA雙螺旋結構有哪些形式，說明其主要特點和區(qū)別

答：（1）穩(wěn)定結構因素：① 堿基對之間形成的氫鍵；② 堿基堆積力；③ 正負電荷作用。

???（2）結構特征：

①主鏈：兩主鏈以反平行方式盤繞，脫氧核糖和磷酸通過3’,5’-磷酸二酯鍵連成骨架，磷酸與核糖主鏈位于螺旋外側，堿基排列在螺旋內側。

?????②堿基配對：嘌呤與嘧啶配對，A、T形成兩個氫鍵，C、G形成三個氫鍵→堿基互補；

?????③螺旋參數(shù)：兩個相鄰堿基對之間繞螺旋軸旋轉夾角為36°，旋轉一圈包括10個核苷酸；

?????④大溝與小溝─┬大溝（2.2nm）空間位阻較小，堿基種類差異易于識別，DNA結構

???????????????????│ ???????蛋白識別雙螺旋結構的特異區(qū)域。位于相毗鄰的雙股之間。

???????????????????└小溝（1.2nm）位于雙螺旋的互補鏈之間

（3）雙螺旋結構類型：→DNA分子的多態(tài)性。

?①B型雙螺旋（B-DNA）：生物體內絕大多數(shù)DNA以B型雙螺旋形式存在；（右手雙螺旋）

?②A型雙螺旋（A-DNA）：右手雙螺旋；

?③Z型雙螺旋（Z-DNA）：人工合成，左手雙螺旋。

4.簡述組蛋白有哪五個方面的特點

答：（1）真核生物染色體蛋白質主要為組蛋白和非組蛋白；

???（2）組蛋白有5種，含量豐富，是染色體的結構蛋白，為H1，H2A，H2B，H3和H4；

???（3）組蛋白在不同物種都具有高度的保守性；

???（4）組蛋白重要特性：①進化上極端保守；②有組織特異性；③肽鏈上的氨基酸分布不對稱；④組蛋白有被修飾的現(xiàn)象；⑤富含Lys的組蛋白H5；

???（5）核小體：真核生物染色質的基本結構單位，由四種組蛋白H2A，H2B，H3和H4構成八聚體，作為核小體的核心顆粒，再由DNA纏繞在顆粒表面。

5.簡述細胞內RNA的分布及結構特點

答：（1）RNA，通常為單鏈線型分子，在分子內可自身回折形成局部的雙螺旋，進而折疊不同復雜度的高度結構，除部分RNA外，細胞中絕大多數(shù)RNA都與蛋白質形成核蛋白復合物。

???（2）①mRNA，存在于細胞質中：

A真核生物RNA是單順反子，即每種mRNA分子只編碼一種蛋白質信息，原核細胞的mRNA多為多順反子，即一個mRNA分子含幾種蛋白質信息，編碼幾種P50；

B一般不穩(wěn)定，代謝活躍，半衰期短；

C含量最少，將核內DNA轉錄至核糖體，指導蛋白質合成；

D種類多，作為不同蛋白質合成的模板；

E 5’端帽子結構和3’pdy與mRNA穩(wěn)定性直接相關。

????????②tRNA，A含量相對多，但分子量最少，轉運氨基酸；B三葉草結構

????????③rRNA，A含量最多，非單獨游離存在，與多種小分子蛋白結合成核糖體顆粒形成； ????????????????????????????????????????????????????

??????????????B所有核糖體由大小不同的兩個亞基組成

??????????????真核：80S（由60S和40S組成）;原核：70S（由50S和30S組成）

??????????????C各種rRNA的一級結構中核苷酸殘基數(shù)及順序都不同，有特定二級結構；

??????????????D rRNA分子內含大量的莖環(huán)結構。

6.簡述細胞內RNA的結構特點以及與DNA的區(qū)別

答：（1）RNA，通常為單鏈線型分子，在分子內可自身回折形成局部的雙螺旋，進而折疊不同復雜度的高度結構，除部分RNA外，細胞中絕大多數(shù)RNA都與蛋白質形成核蛋白復合物。

???（2）區(qū)別：①堿基組成與含量不同：RNA中A、G、C、U，在DNA中A、C、G、F，RNA中有許多稀有堿基或微量堿基，而DNA分子中除個別之外，不存在稀有堿基；

??????????????②RNA分子中核糖為D-核糖，DNA中則為D-2-脫氧核糖；

??????????????③RNA中的堿基不嚴格遵守Chergaff規(guī)則。

??????????????④絕大多數(shù)RNA分子為多聚核苷酸單鏈，但由于分子內的部分互補核苷酸之間通過氫鍵配對形成雙鏈區(qū)，，故存在局部的雙螺旋。

??????????????⑤在堿性溶液中，RNA分子較敏感，易被水解為2’，3’-環(huán)狀單核苷酸，而DNA由于不能形成2’，3’-環(huán)狀單核苷酸磷酸酯，對堿性溶液比較穩(wěn)定，不易被水解；

??????????????⑥RNA的Tm大大低于DNA，增色效應不明顯；

??????????????⑦根據(jù)中心法則，RNA是遺傳信息的傳遞者和表達者，大多數(shù)情況下，遺傳信息以DNA到RNA，最后傳遞給蛋白質，表達為蛋白質或酶；

??????????????⑧某些RNA病毒以RNA為遺傳信息載體，復制模板；

??????????????⑨某些RNA具有催化結構，稱為核酶。

7.什么是miRNA,有什么作用？

概念：微小RNA（miRNA），指植物和動物細胞中自然產(chǎn)生的一類小分子RNA。

????功能：與特異性mRNA的3’-UTR堿基配對，通過阻止這些mRNA的翻譯來使沉默基因而不表達，或導致某些目標RNA降解。miRNA可通過NB被檢測。

8.檢測核酸變性的定性和定量方法是什么？具體參數(shù)如何？

答：（1）概念：凡是破壞雙螺旋結構的作用力的因素都可使DNA雙螺旋解鏈，導致DNA變性；

???（2）引起變性：①加熱 ②極端PH ③有機溶劑，尿素和酰胺等。

???（3）變性的最簡單的定性和定量方法：紫外吸收光譜變化；

???（4）變性后：溶液粘度下降，沉淀速度增加，浮力密度上升，紫外吸收高；

???（5）Tm值大小影響因素：DNA均一性、G-C堿基對含量、介質中離子強度。

9.核酸的分子雜交一般有幾種類型？它們分別用于檢測哪些物質？

答：濾膜雜交分類：①Southern印跡法：檢測DNA；

??????????????????②Northern印跡法：檢測RNA；

??????????????????③Western印跡法：檢測蛋白質，常用抗原-抗體的特異反應。

第三章 ?基因與基因組的結構與功能

1.了解基因命名的原則，符號特征

（1）原則：

1.用三個小寫英文斜體字母表示基因的名稱

2.在三個小寫英文斜體字母后面加上一個斜體大寫字母表示其不同的基因型，全部正體表蛋白產(chǎn)物和表型

3.對于質粒和其他染色體成分，如果是自然產(chǎn)生的質粒，用三個正體字母表示，第一個字母大寫，如ColE1.如果是重組質粒，則在兩個大寫字母前加一個p,大寫字母表示構建該質粒的研究者或單位。

4.對于酵母，一般用三個大寫斜體字母表示基因的功能，后面的數(shù)字表示不同的基因型。

（2）符號特征：

1.每個基因的符號具有唯一性

2.基因符號是基因名稱的縮寫，一般不超過6個字母

3.基因符號應由阿拉伯數(shù)字與拉丁字母組成而成

4.基因符號不應含標點符號

5.基因符號不應以G為末端

6.基因符號不涉及其

2 掌握原核與真核生物基因組的一般特點

（1）原核生物基因組的特點：

1. 基因組通常僅由一條環(huán)狀雙鏈DNA分子組成。2. 基因組中只有1個復制起點。

3. 具有操縱子結構。 ????????????????????????4. 細菌的結構基因一般無重疊現(xiàn)象。

5. 原核基因的基因序列是連續(xù)的，無內含子結構。

6. 編碼區(qū)和非編碼區(qū)（主要是調控序列）在基因組中約各占50%。

7. 基因組中的重復序列很少。

8. 具有編碼同功酶的基因這是一類結構不完全相同，而功能相同的基因。

9. 細菌基因組中存在可移動的DNA序列，包括插入序列和轉座子。

10.原核基因的基本結構特點： 啟動子、操縱基因、調控序列、結構基因、終止子。

（2）真核生物基因組的特點：

1）、基因組分子質量大

2）、一般有多條線性的染色體，含多個復制起點。

3）、核內DNA與蛋白質穩(wěn)定結合，組裝成染色體結構。

4）、有核膜，使轉錄和翻譯在時空上有分隔。

5）有大量重復序列。

6）、蛋白質基因一般為單拷貝，轉錄產(chǎn)物為單順反子mRNA，其基因表達有眾多調控因子參與。

7）、絕大多數(shù)真核生物基因都含有內含子。8）、存在可移動的DNA序列。

3.名詞解釋：重疊基因、斷裂基因、內含子、外顯子、假基因、ORF

重疊基因: 是指具有部分共用核苷酸序列的基因，即同一段DNA攜帶了兩種或兩種以上不同蛋白質的編碼信息。

斷裂基因?：基因內部插入了不編碼序列，使一個完整的基因分隔成不連續(xù)的若干區(qū)段，這樣的基因叫做斷裂基因或不連續(xù)基因。

外顯子：在不連續(xù)基因中有編碼功能的區(qū)段成為外顯子。

內含子：內含子是一個基因中非編碼DNA片段，它分開相鄰的外顯子。

假基因：具有與功能基因相似的序列，但由于有許多突變以致失去了原有的功能，所以假基因是沒有功能的基因。

開放閱讀框ORF?：是指從起始密碼子起到終止密碼子止的一段連續(xù)的密碼子區(qū)域，它是觀察DNA序列。當沒有已知的蛋白質產(chǎn)物時，該區(qū)域被稱為可讀框，而當確知該可讀框編碼某一確定蛋白質時，則稱為編碼區(qū)。一個可讀框是潛在的編碼區(qū)。

4.分別寫出病毒、原核、真核生物基因組的概念和特點，比較它們的異同點。

（1）病毒基因組的特點：

①種類單一；②單倍體基因組：每個基因組在病毒中只出現(xiàn)一次；③形式多樣；④大小不一；⑤基因重疊；⑥動物/細菌病毒與真核/原核基因相似：內含子；⑦具有不規(guī)則的結構基因；⑧基因編碼區(qū)無間隔：通過宿主及病毒本身酶切；⑨無帽狀結構；⑩結構基因沒有翻譯起始序列。

（2）原核生物基因組的特點:

1. 基因組通常僅由一條環(huán)狀雙鏈DNA分子組成。2. 基因組中只有1個復制起點。3. 具有操縱子結構。4. 細菌的結構基因一般無重疊現(xiàn)象。

5. 原核基因的基因序列是連續(xù)的，無內含子結構。

6. 編碼區(qū)和非編碼區(qū)（主要是調控序列）在基因組中約各占50%。

7. 基因組中的重復序列很少。8. 具有編碼同功酶的基因這是一類結構不完全相同，而功能相同的基因。9. 細菌基因組中存在可移動的DNA序列，包括插入序列和轉座子。10.原核基因的基本結構特點： 啟動子、操縱基因、調控序列、結構基因、終止子。

（3）真核生物基因組的特點：

1）、基因組分子質量大2）、一般有多條線性的染色體，含多個復制起點。3）、核內DNA與蛋白質穩(wěn)定結合，組裝成染色體結構。4）、有核膜，使轉錄和翻譯在時空上有分隔。5）有大量重復序列。6）、蛋白質基因一般為單拷貝，轉錄產(chǎn)物為單順反子mRNA，其基因表達有眾多調控因子參與。7）、絕大多數(shù)真核生物基因都含有內含子。8）、存在可移動的DNA序列。

第四章 DNA的復制

1.?什么是DnaA蛋白？DnaA蛋白有哪三個作用？

答：DnaA蛋白是DnaA基因的產(chǎn)物，DnaA蛋白是起始因子，它參與DNA復制的起始有三個作用：一、只與處于負超螺旋的DNA分子結合，在ATP參與下，結合于OriC中的4個9聚體形成起始復合物；二、促使OriC中的三個富含AT的13聚體重復序列區(qū)解鏈，也需ATP參與，HU對此過程有促進作用；三、引導DnaB-DnaC復合物進入局部解鏈區(qū)，形成引發(fā)前體復合物。

2.DNA復制一般采取哪些方式？

答：θ形復制、滾環(huán)式復制、D-環(huán)式復制，θ形復制是對雙鏈環(huán)狀分子的雙向復制；滾環(huán)式復制是單向復制，是許多病毒，細菌因子及真核生物中基因放大的基礎，λ噬菌體復制后期，φX174等具有單鏈環(huán)形基因組DNA的E.coli噬菌體采用滾環(huán)復制機制，其雙鏈復制型DNA分子能產(chǎn)生多拷貝的單鏈子代DNA分子。D-環(huán)式復制又稱取代環(huán)復制，是單向復制方式，大多數(shù)線粒體DNA以這種方式復制。

3列出原核生物DNA復制的酶和蛋白因子體系？（不確定答案）

答：DNA聚合酶I 、II 、III、 IV 、V；DNA連接酶

4.DNA聚合酶5’→’的活性有哪三個作用？

答：Pol I的5’→3’核酸外切酶活性有3個作用：一、作用于雙鏈DNA中的一條單鏈的某個切口處，從5’端水解下單核苷酸或寡核苷酸片段，因此，Pol I在切除由紫外線照射而形成的嘧啶二聚體中起重要作用；二、用于在體外通過切口平移標記DNA探針；三、切除在DNA復制合成中5’端的RNA引物。

5.DNA聚合酶III具有哪三個復制特點從而使其成為DNA復制主要的酶？

答：一、都需要模板指導，以4種脫氧核糖核苷三磷酸作為底物，且需要有3’-OH引物鏈存在，聚合反應按5’→3’方向進行；二、都具有3’→5’外切酶活性，在聚合過程中起校對作用，但都無5’→3’外切酶活性；三、都是多亞基酶，pol II和pol III共用了許多亞基，也有些細微的區(qū)別。

6.原核生物的SSB蛋白與DNA的結合表現(xiàn)出怎樣的協(xié)同效應？

答：SSB蛋白與DNA結合有明顯的協(xié)同效應，一個SSB的結合使其后面的結合力提高了1000倍，SSB還能特異地促進其同源蛋白DNA聚合酶的作用。

7.真核細胞中DNA復制有哪三個水平的調控？

答：一、細胞生活周期調控，又稱限制點調控，即決定細胞停留在G期還是進入S期；

二、染色體水平調控，決定不同染色體或同一染色體不同部位的復制子按一定順序在S期起始復制。

三、復制子水平的調控，決定復制的起始與否，這種調控從單細胞生物到高等生物都是高度保守的。

8.簡述端粒的復制過程？?

答：端粒的復制，通過對四膜蟲DNA 端粒合成的研究發(fā)現(xiàn)，當DNA 端粒復制時，端粒酶催化逆向轉錄作用 以酶中的RNA 為模板端粒的單鏈3’—OH 為引物，不斷進行反轉錄合成，延伸3’—OH 端單鏈。在合成一個拷貝的重復序列后新合成的TG 鏈回折并借非標準堿基配對(G—G) 形成發(fā)夾結構，從而調整了端粒酶的位置，使逆轉錄能繼續(xù)下去。當3’—OH 單鏈延伸到一定長度，3’—OH 端作180#回轉，這時3’—OH單鏈又作為DNA 聚合酶的引物，再以DNA 中富含G、T鏈為模合成互補的富含C、A的DNA 片段，以填補在DNA 末端復制時,因RNA 引物被水解后留下的空隙。最后在新合成的DNA5 端切去12-16個核苷酸形成完整的DNA 末端結構。

9.簡述細菌DNA的復制過程？

????大腸桿菌染色體DNA的復制過程分為3個階段：起始、延伸和終止。

????復制體:在DNA合成的生長點即復制叉上，分布著各種 各樣與復制有關的酶和蛋白質因子，它們構成的復合物稱為復制體。

DNA復制的階段表現(xiàn)在其復制全結構的變化上

一、大腸桿菌的起始步驟簡單描述：P89

⑴預引發(fā)：①解旋解鏈，形成復制叉：拓撲異構酶和解鏈酶；單鏈DNA結合蛋白（SSB）；引發(fā)體組裝。

⑵引發(fā)：在引發(fā)酶的催化下，以DNA鏈為模板，合成一段短的RNA引物。

二、復制的延伸

①在引物RNA合成基礎上，進行DNA鏈的5′～3′方向合成，前導鏈連續(xù)地合成出一條長鏈。

②后隨鏈的模板形成回環(huán)引進5′～3′方向的合成，形成岡崎片段。

③ 引發(fā)體向前移動，解開新的局部雙螺旋，形成新的復制叉，隨從鏈重新合成RNA引物，繼續(xù)進行鏈的延長。

④去除RNA引物后，片段間形成了空隙，DNA聚合酶作用使各個片段靠近。在連接酶作用下，各片段連接成為一條長鏈。

三、復制的終止

????復制叉向前推移，最后在終止區(qū)相遇并停止復制，復制體解體，最后前導鏈與隨從鏈分別與各自的模板形成兩個子代DNA分子，到此復制過程就完成了。

第五章DNA的損傷、修復和基因突變

1.什么是DNA的損傷？DNA結構的改變有哪兩種類型？其危害有哪些？

概念:DNA損傷是指在生物體生命過程中DNA雙螺旋結構發(fā)生的任何改變。分類:DNA結構發(fā)生的改變主要分為兩種：
① 單個堿基的改變——只影響DNA的序列而不影響整體構象；
② 雙螺旋結構的異常扭曲——對DNA復制或轉錄可產(chǎn)生生理性傷害。2.化學因素引起的DNA損傷主要有哪幾種？寫出要點。

①烷化劑對DNA的損傷 ?????◆有兩類烷化劑：單功能烷化劑、雙功能烷化劑。②堿基類似物對DNA的損傷??◆常見的堿基類似物：5-溴尿嘧啶（5-BU）、2-氨基嘌呤（2-AP）◆在某些植物體的代謝過程中，能產(chǎn)生個別的毒性化合物，其中包括DNA損傷劑

3.什么是SOS應急反應？SOS反應由什么物質引起？其意義如何？

SOS反應是細胞DNA受到損傷或復制系統(tǒng)受到抑制的緊急情況下，為求生存而出現(xiàn)的應急效應。

SOS反應包括誘導DNA損傷修復、誘變效應、細胞分裂的抑制等。細胞癌變可能與SOS反應有關。

4.基因突變的概念是什么？簡要寫出基因突變的幾種類型。什么是突變熱點？

概念:基因突變是在基因內的遺傳物質發(fā)生可遺傳的結構和數(shù)量的變化，通常產(chǎn)生一定的表型。廣義的突變包括染色體畸變和基因突變。遺傳重組也導致可遺傳的變異。

突變方式： 1、堿基置換 ?2、點突變（轉換或顛換） 3、插入突變

4、移碼突變：DNA序列中堿基增加或減少，使這一位置后的編碼發(fā)生位移（密碼子改變）的現(xiàn)象。

轉換：一個嘌呤被另一個嘌呤所替代，或一個嘧啶被另一個嘧啶所替代。 例：ATA ???ATG ????CCC ??CCT顛換：一個嘌呤被一個嘧啶所替代，或一個嘧啶被另一個嘌呤所替代。例： ATA ???ATC ???????CCT ???CCA

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第六章 DNA的重組與轉座
1.簡述DNA重組的概念與意義。

概念:DNA分子內或分子間發(fā)生遺傳信息的重新組合，稱為遺傳重組，或基因重排。產(chǎn)物為重組體

意義:能迅速增加群體的遺傳多樣性;使有利突變與不利突變分開,通過優(yōu)化組合積累有意義的遺傳信息.

分類:根據(jù)對DNA序列和所需蛋白質因子的要求，可以把重組分為：同源重組、位點特異重組、轉座重組和異常重組。
2.DNA重組包括哪些過程？與DNA重組有關的酶主要有哪些？

??一、DNA重組Holliday模型簡要步驟：

（1）兩條同源染色體DNA相互靠近并排列；

（2）兩個同源DNA分子之一發(fā)生雙鏈斷裂；

（3）斷裂后形成單鏈3’游離端，后者侵入到雙鏈DNA內，尋找同源區(qū)域并配對結合，產(chǎn)生短的鏈置換區(qū)；（4）形成Holliday中間體；

（5）通過RuvA和RuvB引發(fā)分支遷移，產(chǎn)生異源雙鏈DNA；

（6）通過RuvC形成拆分口，將四鏈DNA復合體按不同方向拆分，形成片段重組體和拼接重組體。

??二、與DNA重組有關的酶：RecBCD核酸酶（外切核酸酶Ｖ）、RecA蛋白、Ruv蛋白（RuvA蛋白和RuvB蛋白）、RuvC蛋白、DNA聚合酶、DNA連接酶。

3.簡述同源重組過程，什么是Holliday模型和分支遷移？什么是RecBCD蛋白？什么是Cro蛋白？它們有什么重要作用？

同源重組過程:由兩條同源區(qū)的DNA分子，通過配對、鏈斷裂和在連接而產(chǎn)生的片段之間交換的過程。

Holliday模型：同源重組分子模型

分支遷移：兩條DNA分子之間形成的交叉點可以沿DNA移動。

RecBCD蛋白：RecB、RecC、RecD基因的產(chǎn)物；

作用：具有DNA解旋酶活性，具有外切雙鏈和單鏈的活性，具有單鏈內切核酸酶的活性。

Cro蛋白：是cro基因編碼的一種阻遏蛋白，是λ噬菌體侵入宿主細胞后進入裂解循環(huán)的關鍵調控蛋白。

作用：Cro蛋白抑制cI基因的表達以及從PL和PR起始的早期基因轉錄，當Cro蛋白占優(yōu)勢時噬菌體進入繁殖周期，并導致宿主細胞裂解。

4.特異位點重組有幾種方式，簡要寫出過程。

存在：廣泛存在于各類細胞中，發(fā)生在某個特定的（基因位點）短DNA序列內，有特別的酶和輔助因子對其識別和作用。

方式：結果決定于重組位點的位置和方向，有4種方式：

（1）重組位點位于不同的DNA分子上，重組發(fā)生單個位點交換

（2）重組位點在不同的DNA分子上發(fā)生雙位點交換

（3）在同一條染色體DNA分子內，當重組位點以反方向存在時重組發(fā)生倒位

（4）當重組位點以相同方向存在同一條染色體DNA分子內，重組發(fā)生切除。

特點：基因重組是相互的，參與重組的兩個DNA片段是雙向互換的。DNA分子可以發(fā)生一次、兩次或多次的片段交換事件。

5.簡述轉座子的概念，轉座子如何分類？什么是插入序列？

（1）轉座子：是在基因組中可以移動的一段DNA序列。

（2）原核生物轉座子類型：插入序列；復合轉座子。

（3）最簡單的轉座子成為插入序列，簡稱IS因子。IS因子屬于一種較小的轉座子，只含有滿足自身轉座所需要的因子。

6.轉座子轉座的特征有哪些方面？（P 129）

①轉座子不以獨立于染色體外的形式存在；

②能從基因組的一個位點轉移到另一個位點；

③轉座過程基本上不依賴與轉座子（供體）和靶位點（受體）間的序列同源性；

④轉座子可插入到一個結構基因或調節(jié)基因內引起基因表達的內容改變，如使基因失活

⑤轉座不依賴recA；⑥轉座后靶序列重復；

⑦轉座子有插入選擇性或區(qū)域性優(yōu)先； ⑧轉座有排他性；

⑨轉座有極性效應； ⑩活化臨近的沉默基因。

7.DNA轉座引起了什么遺傳學效應？

①以10-8~10-3頻率轉座引起插入突變；

②插入位置染色體DNA重排而出現(xiàn)新基因；

③影響插入位置鄰近基因的表達使宿主表型改變；

④轉座子插入染色體后引起兩側染色體畸變；

8.什么是逆轉錄轉座子？逆轉座子對基因組功能有哪些重要的影響？（P 135）

（1）逆轉錄轉座子：指在轉座過程中需要以RNA為中間體，經(jīng)過逆轉錄過程再分散到基因組中的一類移動因子。

（2）影響:①對基因表達有影響；②介導基因重排；③在生物進化中有重要作用。

第七章 ?RNA的轉錄合成

1.名詞解釋：轉錄、模板鏈、追趕模型、啟動子、上/下游、核心啟動子、啟動子清除

轉錄：在DNA指導下的RNA合成稱為轉錄

模板鏈：DNA雙鏈按堿基配對規(guī)律能指引轉錄生成RNA的一股單鏈，稱為模板鏈

啟動子：RNA聚合酶特異性識別和結合的DNA序列。含有RNA聚合酶特異性結合和轉錄起始所需要的保守序列位點，啟動子本身不被轉錄。

核心啟動子: －40 ～ ＋20 稱為核心啟動子，決定轉錄起始的位點。

追趕模型：依賴于rho因子的終止子的終止機制。

上下游(查不到)

啟動子清除：聚合酶離開啟動子使下一個聚合酶結合，叫啟動子清除。

2.簡述RNA轉錄的一般特點。

1.轉錄具有選擇性編碼區(qū)

2.RNA鏈的轉錄具有特定起始位點與終止位點，此轉錄區(qū)域稱為轉錄單位。

3.催化轉錄反應的酶是RNA聚合酶

4.被轉錄的DNA雙鏈中只有其中一條模板鏈（反義鏈)作為RNA合成的模板。

5.轉錄的起始由DNA分子上的啟動子控制。

6.合成RNA的底物是4種5’-核糖核苷三磷酸：5’-ATP、5’-GTP、5’-CTP、5’-UTP。

7.新合成的RNA鏈總是以5’-3’方向進行延伸。

3.簡述原核與真核生物基因轉錄的差異。

1.原核生物只有一種RNA聚合酶；而真核生物有3種以上的RNA聚合酶。

2.原核生物的初始轉錄產(chǎn)物大多數(shù)都是編碼序列，與蛋白質的氨基酸序列成線性關系；而真核生物的初始產(chǎn)物含有內含子序列。

3.原核生物的轉錄產(chǎn)物直接行使翻譯模板的功能；而真核生物的轉錄產(chǎn)物須歷經(jīng)剪接、修飾的轉錄后加工成熟過程。

4.原核生物的轉錄產(chǎn)物mRNA為多順反子，大多數(shù)真核生物的mRNA是單順反子結構。

原核生物的RNA轉錄與蛋白質翻譯相互偶聯(lián)，可同時進行。

4.細菌RNＡ聚合酶的組成、結構、催化特點如何？

概念：RNA聚合酶是在DNA模板的指導下，以4種NTP為底物，催化合成新生RNA鏈的酶.。

原核生物的 RNA聚合酶 :

?

????亞 基 ???分 子 量 ????????功 ????能；

a???36512 ???????????酶的裝配；

b???150618 ??????????與UP和活化因子結合；

b￠?????155613 ?????????催化中心；

s??????70263 ??????????辨認起始點；

ω ??????10000 ????????與酶的復合體組裝有關；

核生物的RNA聚合酶含有5種類型的亞基。其中s亞基為起始亞基，控制著起始聚合聚的活性。

舉例：大腸桿菌(E.coli)的RNA聚合酶是由5種亞基α、β、β′、 ω和σ 組成的六聚體蛋白質，分子量為480kD。其中，α2ββ′合稱為核心酶，在試管內能催化NTP聚合生成RNA。

σ亞基（起始亞基）加上核心酶(a2s￠bbω)稱為全酶。

5.真核生物的RNA聚合酶是如何分類的？根據(jù)其結構與功能分為哪三類亞基？

RNA聚合酶Ⅰ ??.RNA聚合酶Ⅱ ?RNA聚合酶Ⅲ

6.真核生物有幾種轉錄的啟動子？Ⅰ型啟動子控制哪種RNA前體基因的轉錄？

真核生物的三種RNA聚合酶，每一種都有自己的啟動子類型，具體為：

1.RNA聚合酶Ⅰ的啟動子；即 rRNA 基因的啟動子，稱Ⅰ類啟動子。

2..RNA聚合酶Ⅱ的啟動子；即 mRNA 基因的啟動子，稱Ⅱ類啟動子。

3..RNA聚合酶Ⅲ的啟動子；即 tRNA 基因的啟動子，稱Ⅲ類啟動子。

Ⅰ類啟動子分兩部分：P159

－40 ～ ＋20 稱為核心啟動子，決定轉錄起始的位點；

－156～－107 稱為上游控制元件，影響轉錄的頻率。 ??

7.什么是終止子和終止因子？不依賴rho（ρ）的終止子又稱為什么？有何特點？

終止子：是基因DNA分子中決定轉錄產(chǎn)3/-OH端、酶分子停止聚合，釋放出已合成RNA分子的位點。

終止因子：協(xié)助RNA聚合酶識別終止信號的輔助因子（蛋白質）則稱為終止因子。（百度）

不依賴rho(ρ)的終止子，又稱為強終止子。特點：無需特異的蛋白質就能轉錄。

8.比較原核基因的轉錄、真核基因轉錄有何特點？

真核生物的基因轉錄類似于E.coli等原核生物，但也存在著以下幾點差異。

1）原核算生物只有一種RNA聚合酶參與所有類型的基因轉錄，而真核生物有3種以上的RNA聚合酶負責不同類型的基因轉錄，在細胞核內的定位也不相同。

2）轉錄產(chǎn)物差異很大。原核生物初始轉錄產(chǎn)物大多數(shù)都是編碼序列，與蛋白質氨基酸序列基本上呈線性關系，而真核生物的初始產(chǎn)物有內含子序列，成熟的mRNA只占初始轉錄產(chǎn)物的一小部分。

3）真核生物轉錄產(chǎn)物會歷經(jīng)剪接、修飾等轉錄后加工成熟過程，而原核生物的初始轉錄產(chǎn)物較少經(jīng)過成熟就直接作為成熟的mRNA行使翻譯模板的功能，其他各類RNA則以前體方式合成，然后加工為成熟的rRNA、tRNA等。

4）原核生物轉錄產(chǎn)物mRNA為多順反子，轉錄產(chǎn)物可直接作為蛋白質合成的模板，在轉錄合成mRNA的同時蛋白質翻譯也在進行，即轉錄與翻譯相互偶聯(lián)。大多數(shù)真核生物的mRNA是單順反子結構，通常一個真核生物的mRNA分子只編碼一個蛋白質分子的亞基或只編碼由單肽鏈構成的蛋白質分子。

9.下列英文縮寫代表什么含義：PIC、TF、PSE、DSE、GTF、TBP

PIC：前起始復合物 ?????TF：轉錄因子

PSE：近端序列元件 ?????DSE：遠端序列元件

GTF：通用轉錄因子 ????TBP：TATA結合蛋白（百度）

10 原核生物RNA轉錄歷程

歷程: ①識別模板與結合; ②轉錄起始;?③RNA鏈延伸;?④ 轉錄的終止

一、原核生物轉錄的起始:

（一）轉錄起始需解決兩個問題：

1.?RNA聚合酶必須準確地結合在轉錄模板的起始區(qū)域。

2.?DNA雙鏈解開，使其中的一條鏈作為轉錄的模板。

（二）?轉錄起始過程P150

1. s因子辨認轉錄起始點（-35區(qū)的TTGACA序列）

2. RNA聚合酶全酶(a2s￠bbω)與模板－35序列結合，形成閉合的二元閉合啟動子復合物。

3. RNA聚合酶向－10區(qū)轉移，并與之牢固結合。 ????

4. －10區(qū)DNA雙鏈解開12～17bp，形成開放的二

5. 在RNA聚合酶￠b亞基催化下形成第一個磷酸二酯鍵，形成三元復合物（模板－酶－RNA）。元啟動子復合物（模板－酶）。

5￠-pppG -OH ?+ ?NTP ???5￠-pppGpN - OH 3￠?+ ppi

6. 當三元復合物中RNA長6～9個核苷酸時，s因子從全酶解離下來，進入延長階段。

（三）轉錄起始復合物:?RNApol a2s￠bbω?- DNA - pppGpN- OH 3￠

（四） RNA聚合酶有兩個核苷酸結合位點：

一個是起始核苷酸位點；一個是延長核苷酸位點。

一般只有嘌呤核苷酸填充了起始位點，才能形成第一個磷酸二酯鍵。

二、原核生物轉錄的延長

1. s亞基脫落，RNA–pol聚合酶核心酶變構，與模板結合松弛，沿著DNA模板前移；

2. 在核心酶作用下，NTP不斷聚合，RNA鏈不斷延長。

(NMP) n ?+ ??NTP ????(NMP) n+1 ?+ ?PPi

3. 堿基配對原則：A-U，T-A，G-C

4. 延長中的轉錄復合物也叫轉錄空泡。隨著RNA聚合酶前移，轉錄產(chǎn)物RNA不斷移出轉錄空泡，已轉錄完畢的DNA雙鏈又重新復合而不再打開。

5. 原核生物的轉錄和翻譯偶聯(lián)進行。

三、原核生物轉錄的終止和新生RNA鏈的釋放

釋放：指RNA聚合酶在DNA模板上停頓下來不再前進，轉錄產(chǎn)物RNA鏈從轉錄復合物上脫落下來。?

終止子：提供轉錄終止信號的序列稱為終止子。終止信號存在于RNA聚合酶已經(jīng)轉錄過的序列之中。

原核生物終止子分為兩類：

一類是不依賴于ρ因子的轉錄終止（內在終止子）；一類是依賴ρ因子的轉錄終止；

兩類終止子有共同的序列特征：在轉錄終止點之前有一段間斷的回文結構。

兩類終止子堿基組成的不同點：

?不依賴ρ因子 ???回文結構富含G-C ????下游富含A-T

?依賴ρ因子 ????????G-C含量較少 ??????下游無特征

第八章RNA轉錄的剪接與加工

1.真核生物基因為什么要進行RNA轉錄后的加工？有何意義？

原因：真核生物基因的初始轉錄產(chǎn)物被非編碼序列或區(qū)段分隔開，是不連續(xù)的基因產(chǎn)物。mRNA前體分子必須通過剪接才能產(chǎn)生成熟的mRNA分子。然而絕大數(shù)原核生物的mRNA卻不需加工，仍為初級轉錄本的形式。

（課本）加工過程：真核生物細胞內轉錄的RNA原初轉錄物要經(jīng)過一系列的變化，具體包括：A?5’?端形成帽子；B 3‘ 端形成一段多聚腺苷酸；C切去內含子和連接外顯子（剪接）；D反式剪接；E部分核苷酸修飾；F ?RNA編輯；G?RNA的再編碼；H?RNA鏈的斷裂。

PPT中概括為：RNA的加工和成熟包括三個方面：

①?RNA的一般加工過程；②RNA的剪接作用；③RNA的編輯作用

2 ?RNase P的功能是什么？該酶有何特征？

RNaseP：是一種內切核酸酶。特征：RNaseP是一種不尋常的酶。它由蛋白質和RNA二者組成，分子中RNA有375個堿基長(約130KD)，具有催化活性；而蛋白質組分要小得多，大約只有20KD。 ??????

功能：負責切割所有tRNA分子的5’端。

3下列英文縮寫代表什么含義：hnRNA、D-RNA、snoRNA、snRNA、snRNPs、siRNA

hnRNA ??核不均一RNA????????snoRNA ?小核仁ＲＮＡ ????snRNA　 核小RNA、

snRNPs　　核內小核糖蛋白 ???siRNA　　小干擾RNA

4解釋下列名詞概念：剪接因子、剪接體

剪接體：由核小RNA(snRNA)和蛋白質因子(約100多種)動態(tài)組成、識別RNA前體的剪接位點并催化剪接反應的核糖核蛋白復合體。

剪接因子：參與剪接的除少數(shù)其他蛋白外，大多數(shù)蛋白質是snRNP，統(tǒng)稱為剪接因子。

5什么是RNA的編輯？RNA的編輯有什么重要的生物學意義？

概念：RNA編輯(RNA editing)是指修飾或輕微改變mRNA的核苷酸順序，使它們與對應的模板DNA的順序有所不同的過程。mRNA的這種編輯作用廣泛存在于原生動物及植物細胞的線粒體。發(fā)展：近年發(fā)現(xiàn)某些mRNA前體的核苷酸序列需加以改編，才能變成正確的有翻譯活性的模板。

RNA編輯的生物學意義：A改變和補充遺傳信息；?B調控翻譯；如Apo-B基因在腸道的表達，增加基因產(chǎn)物的多樣性。C使基因產(chǎn)物獲得新的結構和功能有利于進化：按照基因信息傳遞的理論， 這種mRNA的編輯作用無疑是對傳統(tǒng)分子生物學原理的挑戰(zhàn)。

RNA編輯的四種類型

(1)簡單編輯：單堿基的轉變；

(2) 插入編輯：插入單個核苷酸；

(3) 泛編輯：插入或丟失多個尿嘧啶核苷酸；

(4)多聚腺嘌呤編輯：在轉錄產(chǎn)物末端加 A。

第九章 遺傳密碼與蛋白質的生物合成

1 遺傳密碼的基本特性：

A方向性:?每個密碼子的三個核苷酸是5‘→3’方向閱讀，不能倒讀。 ?

B連續(xù)性：兩個密碼子之間沒有任何核苷酸加以分隔，即密碼是無標點的。

C簡并性:18種氨基酸均有2個或多個密碼子，密碼子中有一個核苷酸可以是不同的，這稱為密碼子的簡并性。如：UCU ?UCC ?UCA ?UCG都代表Ser。

D通用性:?從最簡單的病毒，原核生物，直至人類，都使用同一套遺傳密碼。

E變偶性：密碼子與反密碼子配對辨認時，有時不完全遵照堿基互補規(guī)律，尤其是密碼子的第三位堿基對反密碼子的第一位堿基，即使不嚴格互補也能辨認配對，這種現(xiàn)象稱為變偶（擺動）。如：U與A、G；G與U、C；I與U、A和C。

2.解釋下列名詞概念：核糖體循環(huán)、SD序列、分泌蛋白、信號肽

（1）核糖體循環(huán)：指在細胞內構成核糖體的大小兩種亞單位（沉淀系數(shù)為50S或60S的大亞單位和30S或40S的小亞單位）與蛋白活體合成開始會合（70S或80S粒子形成），合成后又分離的這一反復循環(huán)而言（參見核糖體）。

（2）SD序列：細菌的mRNA通常含有一段富有嘌呤堿基的序列，稱作SD序列，位于起始AUG序列上游10個堿基左右的區(qū)域，能與細菌16s核糖體RNA3’端反SD序列7個嘧啶堿基進行互補識別。

（3）分泌蛋白：穿過合成所在的細胞到其它組織細胞去的蛋白質，可統(tǒng)稱為分泌性蛋白質。

（4）信號肽：分泌性蛋白質的合成過程與其它蛋白質基本一致，但其mRNA上往往要為一段疏水氨基酸較多的肽編碼。這段肽稱為信號肽（signal peptide）。

3.下列英文縮寫代表什么含義：IF、eIF、EF-Tu、RF、eRF、UTR、SRP

（1）IF：起始因子

（2）eIF：細菌中的起始因子

（3）EF-Tu：延伸因子

（4）RF：終止釋放因子

（5）eRF：釋放因子

（6）UTR：非翻譯區(qū)，是mRNA分子兩端的非編碼片段。

（7）SRP：信號識別蛋白

4.真核生物蛋白質合成起始與原核生物有哪些區(qū)別?

答：真核生物蛋白質合成起始與原核生物有幾點區(qū)別：1、真核生物蛋白質合成起始于甲硫氨酸，而不是甲?！琢虬彼?，起始tRNA攜帶非甲酰化的甲硫氨酸t(yī)RNAiMet；2、真核生物mRNA無SD序列，不以SD序列特征來顯示核糖體應該在什么位置翻譯。真核生物mRNA的5，端結構對起始有重要的作用。絕大多數(shù)真核生物mRNA的起始密碼子都為AUG，5，端第一個AUG非起始密碼子的現(xiàn)象占5%—10%。

5蛋白質翻譯后的加工修飾包括哪些內容?

蛋白質合成之后，還需要經(jīng)過加工修飾和折疊才具有生命活性，并通過分泌過程被運送到功能部位。

翻譯后加工內容包括：

1.切去肽鏈合成的起始氨基酸或隨后幾個氨基酸殘基；

2.切除在分泌蛋白或膜蛋白N端的信號肽；

3.氨基酸的共價修飾和形成二硫鍵，包括N端氨基酸的豆蔻?；?、蛋白質的乙?；⒘姿峄?、硫酸化和泛素化；

4.蛋白質的糖基化

5.蛋白質的分選和運輸；

6.多聚蛋白的選擇性裂解等。

6以大腸桿菌為例,簡述蛋白質的合成過程。（可能論述）

概述：以mRNA為模板，氨基酸經(jīng)活化獲得的氨酰tRNA為原料，GTP、ATP供能，在核糖體中完成。

1. 蛋白質生物合成的起始

第一，氨酰--- tRNA的生成P230 ；（過程中需要：氨基酰tRNA合成酶）

氨基酰tRNA合成酶的專一性：每個氨酰-tRNA 合成酶可識別一個特定氨基酸和與此氨基酸對應的tRNA特定部位。

1個氨基酰tRNA合成酶：活化A.A---活化“-COOH”；消耗2個ATP

只有一種甲硫氨酰tRNA合成酶參與tRNAMet tRNAiMet

每個氨酰-tRNA 合成酶在分子大小、亞基組成上都有差異，但他們也有共同特征。P231

第二，?mRNA分子與核糖體的識別與結合

原核生物存在SD序列(shine-Dalgarno序列)，其特征為：

v?1.位于起始密碼上游10個核苷酸左右。

v?2.序列富含嘌呤(如AGGA /GAGG）的一段序列。

v?3.能和原核生物16s rRNA相應的富含嘧啶序列互補。

v?4.在IF3、IF1促進下和30S亞基結合。

v?原核生物的起始蛋白質因子

2.蛋白質生物合成的延伸（進位、轉肽、移位）

1. 進位：核糖體A位上mRNA密碼子所規(guī)定的氨酰-tRNA進入核糖體A位上稱為進位。
參與因子：延長因子EF---Tu（Tu）、EFTs（Ts）、GTP、氨酰tRNA

2. 轉肽

酶

v?轉肽酶（大亞基）催化形成肽鍵

肽鍵

v?P：f-met-（肽酰）的α-COO- ?+

??A：氨基酰的α-NH4+ ?形成肽鍵

?

位置

A：反應在此位上進行（給位上的f-met退至受位）

???????生成的二肽在受位上。

P：無負載tRNA

3.移位：在A位的二肽鏈連同mRNA從A位進入P位

?

?

酶

轉位酶----EFG；有GTP酶活性

協(xié)助mRNA前移,游離tRNA釋放

位置

P位：肽-tRNA-mRNA

A位：空留,下一個AA進入 ??????

方向

mRNA： ????????????從5’????3’?移動

1個帶有肽鏈的tRNA：從A位 ??P位

肽鏈合成： ????????從N端 ??C端延長

第十章 ???原核生物基因的表達調控

1.結構基因：操縱子中被調控的編碼蛋白質的基因稱為結構基因

2.操縱子：是原核生物在分子水平上調控基因表達的單位，操縱子由調節(jié)基因、啟動子、操縱基因和結構基因等功能序列構成。

3.管家基因:表達很少受環(huán)境因素影響。???

4.可調節(jié)基因：受環(huán)境因素的誘導或阻遏表達蛋白質的基因。

5.反式作用因子：指能直接或間接地識別或結合在各類順式作用元件核心序列上參與調控靶基因轉錄效率的蛋白質。有時也稱轉錄因子。

6.順式作用元件：是指對基因表達有調節(jié)活性的DNA序列，其活性只影響與其自身同處在一個DNA分子或一段DNA序列上的基因，這種DNA序列通常不編碼蛋白質，多位于基因旁側或內含子中

7.反義RNA：能與特定mRNA互補結合的RNA片段，由反義基因轉錄而來。

8.以乳糖操縱子為例簡述原核基因表達調控的基本過程。（可能論述）

乳糖操縱子結構：含有Z、Y及A三個結構基因，分別編碼β- 半乳糖苷酶、透酶和乙?；D移酶，在結構基因前方還有一個操縱序列 O，一個啟動序列 P ，及一個調節(jié)基因 I 。I 基因可編碼阻遏蛋白，后者與O序列結合。在 P 序列上游還有一個分解物基因激活蛋白（CAP）結合位點。

工作原理：乳糖操縱子受到阻遏蛋白和 CAP 的雙重調節(jié)。

（1）阻遏蛋白的負性調節(jié)：當無乳糖存在時，阻遏蛋白可與操縱序列結合，抑制 RNA 聚合酶與啟動序列結合，抑制轉錄啟動；當有乳糖存在時，乳糖經(jīng)原先存在于細胞中的少數(shù)β- 半乳糖苷酶催化，轉變?yōu)榘肴樘?。后者與阻遏蛋白結合，使其變構失活，并與操縱序列解離，此時 RNA 聚合酶可啟動基因的轉錄。

（2）CAP的正性調節(jié)：當無葡萄糖（G）及cAMP濃度較高時，cAMP與CAP結合，這時CAP 結合在啟動序列附近的CAP位點，可刺激 RNA 轉錄活性；當有G存在及cAMP濃度低時， cAMP與CAP結合受阻，則乳糖操縱子表達下降。【CAP：是大腸桿菌分解代謝物基因活化蛋白，這種蛋白可將葡萄糖饑餓信號傳遞給許多操縱子，使細菌在缺乏葡萄糖時可以利用其他碳源?！?/p>

（3）協(xié)調調節(jié)：Lac 阻遏蛋白負性調節(jié)與 CAP 正性調節(jié)兩種機制協(xié)調合作。當阻遏蛋白封閉轉錄時， CAP 對該系統(tǒng)不能發(fā)揮作用；但是如果沒有 CAP 存在來加強轉錄活性，即使沒有阻遏蛋白與操縱序列結合，操縱子仍無轉錄活性。9.簡述色氨酸操縱子的阻遏系統(tǒng)和弱化系統(tǒng)。

9.簡述色氨酸操縱子的阻遏系統(tǒng)和弱化系統(tǒng)

阻遏系統(tǒng):色氨酸操縱子中的操縱基因和衰減子可以起雙重負調節(jié)作用。衰減子可能比操縱基因更靈敏， 只要色氨酸一增多，即使不足以誘導阻遏蛋白結合操縱基因，就足可以使大量的mRNA提前終止。反之，當色氨酸減少時，即使失去了誘導阻遏蛋白的阻遏作用，但只要還可以維持前導肽的合成，仍繼續(xù)阻止轉錄。這樣可以保證細菌對色氨酸的充分利用。防止堆積。

弱化系統(tǒng):

A.前導序列L含有四段特殊序列，序列1前有一段前導肽，其10-11位是連續(xù)的色氨酸

B.序列2-3或3-4可形成莖環(huán)結構，3-4之間的莖環(huán)結構是一個轉錄終止子結構（衰減子）

C.Trp缺乏時，核糖體的翻譯停滯在11-12位色氨酸密碼處，序列2-3形成莖環(huán)結構，3-4就不能形成終止子，結構基因轉錄繼續(xù)進行，反之停止

10.反義RNA有三種作用方式：

mRNA 5ˊ端非翻譯區(qū)包括SD序列相結合，直接抑制翻譯。

與mRNA 5ˊ端編碼區(qū)起始密碼子AUG結合，抑制mRNA翻譯起始。

與mRNA的非編碼區(qū)互補結合，使mRNA構象改變，影響其與核糖體結合，間接抑制了mRNA的翻譯。