分子生物学思考题剖析Word文档格式.docx
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DNA一级结构：
（1）、DNA分子是由两条脱氧核苷酸长链盘绕而形成的。
（2）、脱氧核糖和磷酸交替连接，在外侧形成骨架；
碱基排列在内侧。
（3）、碱基之间按照互补配对的原则以氢键连接（A＝T、C≡G）。
DNA二级结构：
（1）、右手螺旋（A-DNA、B-DNA）
、双螺旋之间有凹槽，小沟1.2（nm）大沟2.2（nm）
、碱基之间以氢键连接，碱基平面与纵轴垂直，螺旋的轴心穿过氢键的中点
、碱基平面距离0.34nm，双螺旋直径2.0nm，每十个核苷酸为一个结构重复周期。
（2）、左手螺旋（Z-DNA）是右手螺旋结构模型的一个补充和发展
DNA三级结构：
（1）、超螺旋是其三级结构的主要形式，分为正超螺旋与负超螺旋。
在不同的拓扑异构酶的作用下可以相互转变。
（2）、DNA分子的变化满足公式：
L=T+W（连接数＝旋转数+超螺旋数）
（3）、双螺旋DNA的松开导致负超螺旋、拧紧导致正超螺旋。
五、DNA复制通常采取哪些方式？
（p40）
（1）线性DNA双链复制：
，复制叉方向：
单一起点单向、双向，或多起点双向
，特殊机制：
，线性的复制子形成环状或多聚分子
，末端形成发卡结构
，特殊蛋白介入，在真正末端启动复制
（2）环状DNA双链复制：
θ型、滚环型、D－环型
六、真核生物DNA的复制在哪些水平上受到调控？
（p51）
真核细胞生活周期：
G1期：
复制预备期、S期：
复制期、G2期：
有丝分裂预备期、M期：
有丝分裂期。
调控方式：
（1）、细胞生活周期水平调控：
决定是否从G1期进入S期
（2）、染色体水平调控：
决定不同染色体或者同一染色体的不同部位的复制子按一定顺序在S周期进行复制
（3）、复制子水平调控：
决定复制子是否进行复制
七、DNA修复包括哪几种？
p51～p55
1、错配修复：
通过复制前母链甲基化来识别错配的子链，根据“保留母链，修复子链”的原则，通过两种方式（3′端、5′端）剪切和合成新链修复。
2、切除修复：
（1）、碱基切除修：
<
1>
、糖苷水解酶：
水解受损核苷酸上的N―β―糖苷键，形成去碱基位点（即AP位点）
2>
、AP核酸内切酶：
将受损核酸的糖苷－磷酸键切开
3>
、DNA聚合酶Ⅰ：
合成新的片段
4>
、DNA连接酶：
连接，完成修复
（2）、核苷酸切除修复：
通过DNA切割酶和DNA聚合酶实现修复
<
、DNA切割酶：
切割损伤部位的磷酸糖苷键
、DNA聚合酶Ⅰ（原核）或δ（真核）：
合成新片段
3、重组修复：
又称复制后修复，复制时跳过损伤部位，之后通过DNA重组修复
4、直接修复：
不通过切除来修复，如DNA光解酶使环丁烷胸腺嘧啶二聚体或6－4光化物还原成单体。
5、SOS修复：
诱导DNA修复，诱变反应，细胞分裂的抑制，溶原性细菌释放噬菌体等。
细胞癌变也与SOS修复有关
第三章
一、Pribnowbox（P76）
为原核生物指导转录的DNA模板链上一段由5个核苷酸（TATAA）组成的共同序列，其为RNA聚合酶紧密结合点，其又位于起始位点上游10bp处，故又称－10区。
二、编码链（p66）
将与mRNA序列碱基顺序相同的那条DNA单链称编码链，又称有义链；
另一条根据碱基互补配对原则指导mRNA合成的DNA单链称为模板链，又称反义链。
三、上升突变（p78）
细菌中常见两种突变：
上升突变、下降突变，上升突变指：
增加pribnowbox的共同序列的同一性能够提高启动子的效率，从而提高基因的转录水平的一种突变。
例如乳糖操纵子中的pribnow区的TATGTT变为TATATT能够提高操纵子的基因转录水平。
四、增强子（p78）
是除启动子以外与转录起始有关的序列，一般位于－200bp处，能够增强转录起始。
特点：
远距离效应、顺式调节、可对外部信号有反应；
无方向、有相位；
无物种基因特异性、有组织特异性。
五、简述生物体内RNA的种类和功能（P67）
（1）mRNA：
编码特定蛋白质序列
（2）tRNA：
识别mRNA中的遗传信息，将其转化为相应的氨基酸后加入到多肽链中
（3）rRNA：
直接参与核糖体内的蛋白质合成（为最多的RNA）
六、什么是DNA模板与mRNA及蛋白质产物之间的共线性关系？
（p67）
书上67页图3－1
七、转录一般被分为哪几个步骤？
（p67～p69）
模板识别：
RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并结合的过程
转录起始：
RNA聚合酶与启动子DNA双链结合后，形成转录泡，RNA链上第一个核苷酸键的产生。
通过启动子：
第一个核苷酸键产生到形成九个核苷酸短链的过程。
转录延伸：
RNA聚合酶释放σ因子后，核心酶沿DNA模板链移动并使新生RNA不断延伸的过程
转录终止：
RNA延伸到终止位点时，RNA聚合酶不再形成新的磷酸二脂键，转录泡瓦解，RNA-DNA杂化双链分离，DNA恢复双链，RNA和RNA聚合酶从模板释放。
八、转录终止子与翻译终止密码的结构特点？
（转录终止子结构p90）
转录终止子结构：
（1）不依赖ρ因子的终止：
在终止位点上游一段富含GC二重对称区，通过转录形成RNA容易出现发卡结构，该结构阻止RNA聚合酶的前进，破坏RNA-DNA杂化双链的结构
在终止位点上游存在4～8个A组成的序列，转录产物形成不稳定的rU•dA区域，上述两者共同作用，使RNA聚合酶从三元复合物中脱离出来
（2）依赖ρ因子的终止：
ρ因子为六个相同亚基的聚合物，其能够催化NTP的水解促使新生成的RNA从三元复合物中脱离出来，从而终止转录
翻译终止密码结构：
待定
九、什么是RNA编辑？
其生物学意义？
（p99、p101）
定义：
RNA编辑是某些RNA，特别是mRNA前体的一种加工方式，通过插入删除或取代一些核苷酸残基，导致mRNA编码的遗传信息发生改变，通过编辑的mRNA序列发生了不同于模板DNA的变化。
RNA编辑的机制有两种：
位点特异性脱氨基作用和RNA指导的尿嘧啶插入或删除。
生物学意义：
（1）、校正作用：
弥补因突变而缺失的遗传信息。
（2）、调控翻译：
通过构建或除去起始密码子和终止密码子来调控翻译。
（3）、扩充遗传信息：
能使基因产物获得新的结构功能。
第四章
一、SD序列（P130）
原核生物的mRNA上，于翻译起始密码AUG上游约10bp处，有一段5′－AGGAGGU－3′的富嘌呤区，称为SD序列。
该序列与核糖体30s亚基的16srRNA中的3′端一段富嘧啶区互补；
通过SD序列，核糖体与mRNA相互作用并结合。
二、信号肽（p145）
在编码分泌蛋白的基因中，大多5'
端有一段基因用于编码疏水性肽段，这一肽段在成熟的分泌蛋白中并不存在，其功能在于引导随后产生的蛋白质多肽链穿过内质网膜进入腔内。
其在蛋白质的内质网－高尔基体－质膜分泌途径中具有重要作用，并被称之为信号肽。
（来源XX）
特征：
（1）带有10～15个疏水性氨基酸
（2）靠近N端常有一个或数个带正电的氨基酸
（3）C端于蛋白酶切割位点附近常有数个极性氨基酸，且离切割位点最近的极性氨基酸常有很短的侧链
三、简述tRNA的结构。
（P116～p117）
二级结构：
“三叶草”结构，含76个碱基，相对分子量为2.5×
104
（1）共同点：
①、含稀有碱基
②、3′末端均为CCA-OH
（2）五个臂：
①、受体臂：
含CCA-OH
②、D臂：
因含二氢尿嘧啶得名，并含三个可变核苷酸位点
③、反密码子臂：
其套索结构中含有三个反密码子
④、TψC臂：
根据三个核苷酸命名，其中ψ为拟尿嘧啶
⑤、多余臂：
为tRNA变化最大的部位。
三级结构：
L形折叠。
①、氢键维系
②、两个新增双螺旋结构：
TψC臂、受体臂和D臂
③、L的两头：
分别为受体臂和反密码子臂
④、L的转角处：
TψC臂和D臂的套索结构
⑤、结构意义：
满足翻译时核糖体与mRNA的结构相适应。
四、简述核糖体的组成及其功能。
（P123～p126）
结构：
（1）、由大亚基和小亚基组成，每个亚基都由核糖体蛋白以及rRNA组成
（2）、根据沉降系数不同70S型（原核生物，由50S+30S组成）
80S型（真核生物，由60S+40S组成）
（3）、核糖体蛋白：
组成活性中心，去除任一蛋白，总体也会失去功能
（4）、rRNA：
5SrRNA：
结合50S大亚基、TψC臂。
16SrRNA：
结合mRNA、50S大亚基、A（P）位置的tRNA
23SrRNA：
结合tRNAMET
5.8SrRNA：
存在于真核生物中，相当于5SrRNA
18SrRNA：
存在于酵母中，相当于大肠杆菌16SrRNA
28SrRNA：
功能未知
（5）、三个tRNA结合位点：
A：
结合氨酰－tRNA
P：
结合肽酰－tRNA
E：
移出tRNA
tRNA的移动顺序：
A－P－E
功能：
（1）、所有生物体的核糖体结构相近、功能相同——参与蛋白质多肽的合成
（2）、大亚基的功能：
肽键的形成、结合氨酰－tRNA、结合肽酰－tRNA
（3）、小亚基的功能：
识别mRNA，识别起始部位、识别密码子与反密码子
（4）、核糖体可以根据需要解离为亚基或者合成为颗粒。
五、简述肽链合成过程的生物学机制。
（P132～p136）
（1）、后续AA－tRNA与核糖体结合
①、起始复合物生成后，AA－tRNA与延伸因子EF－Tu和GTP形成复合物
②、AA－tRNA•EF－Tu•GTP复合物进入核糖体A位。
同时，GTP水解
③、通过另一延伸因子EF－Ts产生GTP，形成EF－Tu•GTP复合物循坏再利用
（2）、肽链合成
①、AA－tRNA的AA从A位进入P位，与fMET－tRNAMET上的AA形成肽键
②、形成肽键后的起始tRNA离开P位
③、A点准备接受新的tRNA
（3）、移位：
即核糖体沿mRNA的3′端方向移动一个密码子
①、位于A位的二肽酰－tRNA2从A位移动到P位
②、去氨基－tRNA进入E位
③、mRNA上第三位密码子对应A位
另：
1、氨基酸活化
2、肽链合成的起始指核糖体与mRNA及起始氨酰-tRNA结合成起始复合物。
分为三步：
（1）核糖体的小亚基与mRNA结合
小亚基能识别mRNA上的起始密码子AUG，并附着在这个部位，形成“小亚基-mRNA”复合物。
（2）起始氨酰-tRNA结合上去
起始氨酰-tRNA与mRNA上的起始密码子结合，形成了“小亚基-mRNA-fMet-tRNA”复合物。
（3）大亚基结合上去
大亚基与上述复合物结合，形成了起始复合物，即“核糖体-mRNA-（f）Met-tRNA”复合物。
在整个起始过程中，还需有3种蛋白质因子参与，称起始因子（IF），即IF1、IF2、IF3。
另外，起始过程还消耗高能化合物，即1分子GTP。
3、肽链的延伸
（1）进位
与起始复合物中A位处的密码子相对应的aa-tRNA进入。
此时需消耗1分子GTP→GDP。
（2）转肽
P位的fMet-tRNA上的甲酰甲硫氨酰基转移至A位的aa-tRNA的aa的氨基上，形成肽键。
催化此反应的酶叫肽基转移酶，它是核糖体大亚基中的一种酶。
此转肽反应不另外消耗高能化合物，因为活化的氨基酸已具有潜在的能量。
（3）移位
核糖体沿着mRNA3′端方向移动一个密码子的距离，这样，原来P位空载的tRNA离开了核糖体，原来A位的肽酰-tRNA位于了P位，而A位空了出来。
这一步需消耗1分子GTP→GDP。
通过以上三步，延长了一个氨基酸。
在此过程中，还需要一些蛋白质因子的参与，称为延长因子（EF）。
每延伸一个氨基酸，需要消耗2分子GTP→GDP。
（进位和移位）
接下来，空着的A位又有新的aa-tRNA进入，通过转肽→移位，又可延长一个aa。
重复上述步骤，随着核糖体从5′→3′移动，可使aa按照mRNA上密码子的要求一个个地对号加入，肽链从N端向C端延伸。
4、肽链合成的终止与释放
当核糖体由5′→3′移动至终止密码子（UAA、UAG、UGA）时，由于没有与之相应的tRNA，终止因子RF进入A位。
终止因子使肽基转移酶的活性转变为水解酶活性（使肽基不再转移到氨酰tRNA上，而是转移给水分子），从而将肽酰tRNA水解。
这样肽链被释放。
空载的tRNA也离开核糖体。
核糖体的大小亚基解离并离开mRNA。
5、新合成多肽链的折叠和加工
六、蛋白质加工的种类和意义。
（P136～p140）
（1）、N端fMET和MET的切除：
无论真核、原核细胞，蛋白翻译之后均要切除N端的甲硫氨酸或甲酰甲硫氨酸
（2）、二硫键形成：
二硫键的正确形成对于形成蛋白质天然空间构象具有重要意义
（3）、特殊AA的修饰：
①、磷酸化：
苏氨酸、丝氨酸、酪氨酸（苏西洛）
②、糖基化：
Ⅰ、真核细胞蛋白的特征
Ⅱ、于内质网内受糖基化酶的作用
Ⅲ、所有分泌蛋白和膜蛋白均为糖基化蛋白
③、甲基化、乙基化、羟基化、羧基化
（4）、切除新生肽链中的非功能片段：
肽类激素或酶的前体大多都要经过此类加工才能成为活性分子
七、简述蛋白质转运的种类和机制。
P142～p153
1、蛋白质转运分为：
翻译转运同步机制，翻译后转运机制
2、几种主要蛋白质的转运机制：
（1）、分泌蛋白：
翻译转运同步机制
（2）、细胞器蛋白：
翻译后转运机制
（3）、膜蛋白：
两者都有
3、翻译转运同步机制：
（1）、核糖体组装、翻译开始
（2）、位于N端的信号肽首先被翻译出来
（3）、SRP与含有信号肽的新生肽链以及核糖体及GTP结合，翻译被中止
（4）、膜上受体DP与SRP结合，形成孔道
（5）、GTP水解，SRP释放、翻译继续进行，边翻译边跨膜
（6）、翻译结束，信号肽被切除、核糖体解离并恢复到翻译前起始状态
4、翻译后转运：
（1）、线粒体转运：
①、待转运多肽由成熟蛋白质和前导肽组成
②、转运需要能量
③、先有线粒体外膜上的Tom受体识别Hsp70或MSF等分子伴侣结合的待转运多肽，再通过Tom和Tim组成的通道进入线粒体腔
④、前导肽特点：
Ⅰ、碱性氨基酸和羟基氨基酸含量多
Ⅱ、有形成两条α螺旋的能力
（2）、叶绿体转运：
①叶绿体定位信号肽为两部分：
Ⅰ、决定该蛋白能否进入叶绿体基质
Ⅱ、决定该蛋白能否进入叶绿体类囊体
②特征：
Ⅰ、活性蛋白水解酶位于叶绿体基质中
Ⅱ、叶绿体膜与叶绿体蛋白前体特异性结合
Ⅲ、叶绿体蛋白前体内可降解序列因植物和蛋白种类不同而不同
（3）、核定位蛋白转运：
①真核生物：
Ⅰ、NLS（核定位序列）与核转运因子αβ结合，停留于核孔
Ⅱ、依靠GTP水解能量（Ran酶），进入细胞核
Ⅲ、αβ亚基解离
②原核生物：
Ⅰ、新生成蛋白质与分子伴侣SecB结合，形成结合物
Ⅱ、结合物与膜上的SecA－SecYEG复合物结合
Ⅲ、通过SecA水解ATP将蛋白质分段送出胞外
第七、八章
一、定义：
基因家族。
（P282）
真核细胞中相关基因按功能成套组合，称为基因家族，同一家族的成员有时紧密排列，组成一个基因簇，但大多分布在同一染色体的不同部位，甚至不同的染色体，有各自不同的表达调控模式。
二、简述操纵子学说。
（P237）
（1）、1961年，由法国科学提出，最初发现的是大肠杆菌的乳糖操纵子。
其由三个结构基因Z、Y、A，以及启动子、控制子和阻遏子等组成，负责调控大肠杆菌的乳糖代谢。
（2）、乳糖操纵子结构基因的表达受阻遏蛋白和诱导物的调控，当阻遏蛋白结合到操纵基因之上时，结构基因不产表达，而乳糖（充当诱导物）会与阻遏蛋白结合，使之从操纵基因上脱落下来。
这时，操纵基因开启，结构基因表达，细菌就能分解并利用乳糖了。
三、简述乳糖操纵子的调控模型。
（P240）
（1）、Z、Y、A的基因产物由同一条多顺反子mRNA编码；
Z编码β－半乳糖苷酶、Y编码β－半乳糖苷透过酶、A编码β－半乳糖苷乙酰基转移酶
（2）、启动区（P）位于阻遏基因（I基因）和操纵区（O区）之间，不能主动进行糖苷酶和糖苷透过酶基因的高效表达
（3）、操纵区为一段短DNA链（长约26bp），是阻遏物的结合位点
（4）、阻遏物与操纵区结合后，阻遏lacmRNA的转录
（5）、诱导物与阻遏物结合后，改变阻遏物的空间构象，使其不能结合到操纵区，从而激活lacmRNA的表达
四、简述顺式作用元件与反式作用因子。
（P299）
（1）、顺式作用原件：
影响自身基因表达活性的非编码DNA，如启动子、增强子、沉默子
（2）、反式作用因子：
①、定义：
能够直接或间接识别或结合在顺式作用原件的核心序列，调控靶基因转录效率的蛋白质
②、常见的反式作用因子：
Ⅰ、HTH结构（螺旋－转折－螺旋结构）
Ⅱ、锌指结构
Ⅲ、bZIP结构（碱性－亮氨酸拉件）
Ⅳ、bHLH结构（碱性－螺旋－环－螺旋结构）
Ⅴ、同源域蛋白
③、反式作用因子的唯一结构基础：
转录活化域
④、转录活化域主要结构：
Ⅰ、带负电的螺旋结构
Ⅱ、富含谷氨酰胺的结构
Ⅲ、富含脯氨酸的结构
五、DNA甲基化的方式及其作用。
（P292）
1、方式：
通过两种甲基化酶
（1）日常型甲基化酶：
通过甲基化的母链，将DNA分子中处于半甲基化状态的甲基胞嘧啶相对应的胞嘧啶甲基化
（2）、从头合成甲基化酶：
无需母链，将未甲基化的CpG进行甲基化。
2、常见的DNA甲基化：
5－mC（5－甲基胞嘧啶），N6－mA（N6－甲基腺嘌呤），7－mG（7－甲基鸟嘌呤）。
3、作用：
通过甲基化关闭某些基因的活性、改变染色体结构、DNA构象、DNA稳定性，以及和蛋白相互作用来达到调控基因表达。
六、简述真核基因转录的过程和调控方式。
（P296起）
1、转录过程：
一般转录过程：
模板识别、转录起始、转录延伸、转录终止（参见第三章第七问）
真核生物参转录机器的组成：
（1）、启动子
①、核心启动子
Ⅰ、结构：
包括转录起始位点以及其上游－35～－25bp处的TATA盒
Ⅱ、作用：
确定转录起始位点，产生基础水平转录
②、上游启动原件Ⅰ、结构：
包括位于－70bp的CAAT盒以及GC盒等
提高转录效率
（2）、转录模板：
从转录起始点到RNA聚合酶Ⅱ转录终止处的全部DNA序列。
（3）、RNA聚合酶Ⅱ
（4）、RNA聚合酶Ⅱ基础转录所需的蛋白质因子（TFⅡ）：
①、TFⅡD、B、F形成初级复合物
②、TFⅡH、E加入后形成完整转录复合物
③、加入TFⅡA可提高转录效率
④、转录时TFⅡD、A滞留在转录起始位点上。
2、调控方式：
大多数通过顺式作用原件和反式作用因子相互作用调控
（1）、顺式作用原件：
启动子：
（见上）
增强子：
（定义、功能特点见第三章）
沉默子：
为参与基因表达负调控的一种元件，其DNA序列被调控蛋白结合后阻断了转录起始复合物的形成或活化，使基因表达活性关闭。
分子生物学考试重点后半部分
一、基因工程
在体外将核酸分子插入载体分子中，使之进入原先不含此类分子的寄主细胞中，并使之进行持续稳定的繁殖和表达的技术。
其与其他技术最显著的区别是，基因工程技术跨越了天然生物屏障，能将来自任何生物的基因置于与之毫无亲缘关系的寄主细胞中。
二、限制性核酸内切酶
1、定义：
能识别DNA中特定的碱基序列，并从该位点切开DNA分子的酶称～。
其能够识别并切断外来DNA分子的某些部位，使外来DNA分子失去活性，并限制外来噬菌体的繁殖。
2、分类：
（1）限制性核酸内切酶Ⅰ：
能识别专一的核苷酸顺序，并在识别位点附近的核苷酸切割DNA分子，但切割的核苷酸顺序没有专一性，是随机的。
代表酶：
EcoKEcoB。
（2）、限制性核酸内切酶Ⅱ：
能够识别专一的核苷酸顺序，并且在该顺序内固定位置切割DNA分子，识别的专一顺序是：
回文对称顺序。
EcoR。
（3）、限制性核酸内切酶Ⅲ：
能够识别专一的核苷酸顺序，但所识别的顺序并非回文对称顺序，能够在所识别的核苷酸顺序外专一切割DNA分子。
3、反应过程：
（1）、加DNA
（2）、加Buffer
（3）、加酶
（4）、37℃一小时或过夜
（5）、停止反应，65℃加热，加EDTA或苯酚
4、注意事项：
（1）、使用浓缩限制性核酸内切酶时以1×
限制酶缓冲液稀释
（2）、每次取酶均应更换无菌吸头，操作要快，操作完立刻放回－20℃冰箱内
（3）、尽量减小反应体积，但酶的体积最多不超过总体积的10%
（4）、切割大量DNA时，延长作用时间可以减少所需的酶，反应时可取少量酶，行微量凝胶电泳来检测反应
（5）、注意星号酶切活力：
核酸内切酶在一些特殊情况下，对底物DNA特异性降低，将与特定DNA序列不同的碱基切断
三、基因组DNA文库和cDNA文库
1、基因组DNA文库
（1）、概念：
将某种生物细胞的基因组DNA切成适当大小，分别与载体分子组合，并导入微生物细胞，形成克隆。
汇集包含基因组中所有DNA序列的克隆（理论上每个序列至少有一份代表），这样的克隆片段的汇总称为基因组的DNA
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