重点莫老师分子遗传复习题总结.docx

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重点莫老师分子遗传复习题总结

前言：

1.遗传、变异的含义及其相互关系；

遗传使子代与亲代保持不变，保持亲本的性状，从而使每个物种具有相对的稳定性，能延续后代；变异使子代发生改变，表现与亲代不同；没有变异，物种将一成不变，没有变异就没有生物的进化和发展；遗传是相对的，变异是绝对的。

2.孟德尔的遗传观念及其在遗传学中发展的作用；

孟德尔的遗传观念：

基因的分离定律；基因的自由组合定律；两个定律体现了基因的颗粒性，为一基因一酶学说的提出奠定了基础也为现代分子遗传学奠定了分子机制基础。

第一章基因与DNA结构

1.什么是基因，什么叫内含子；

一个或几个DNA片段形成的一个功能性RNA分子或为一个RNA分子。

2.Topo1和Topo11的区别；

1：

催化瞬时的单链的断开和连接（单链切口）

2：

催化双链断开成一个缺口

3.Gyrase是什么；DNA促旋酶是什么；

促进DNA发生螺旋结构的旋转变化的酶

4.正负螺旋的生物学意义

正超：

嗜热生物特有，解旋须要更多的能量，防止环境高温引起DNA变性

负超：

含自由能，有局部解旋倾向，可以为打开DNA双链供能。

5.链环数，扭转数，缠绕数；

链环数：

指cccDNA（共价闭合环DNA）中一条链绕另一条链的总数

扭转数：

双螺旋圈数

缠绕数：

超螺旋数目。

6.断裂基因（splitgene）；限制性内切酶（restriction）；变性（deneturation）；复性（renaturotion）；退火（anneal）;southern/northernblotting;原位杂交；

断裂基因：

基因的编码序列在DNA上不连续，有一些不编码的序列隔开。

限制性内切酶：

一组能特异性识别一段短的回文DNA序列并于此处切开DNA的酶。

变性：

一定条件下，双链DNA双链键断开打开成单链

复性：

适当条件下，单链DNA互补恢复成天然双链DNA。

退火：

单链DNA经过互补配对，重新形成双链DNA的过程

Southern杂交：

使用特定的探针对DNA进行杂交，以获得特定的DNA片段。

Northern杂交：

使用特定的探针对RNA进行杂交，以获得特定的RNA片段。

原位杂交：

使用特定的DNA或RNA探针直接对组织或细胞进行杂交。

7.证明DNA是遗传物质的细菌转化实验和噬菌体实验

细菌转化实验：

（1）粗糙型菌+光滑型菌=光滑型菌

粗糙型菌+光滑型菌提取物=光滑型菌

粗糙型菌+光滑型菌提取物高温处理=光滑型菌

（2）粗糙型菌+光滑型菌提取物高温处理=光滑型菌

粗糙型菌+光滑型菌提取物DNA酶处理=粗糙型菌

结论：

DNA是遗传物质

噬菌体实验:

32P和35S标记噬菌体，入侵；检测发现32P进入细菌体内。

子代中有32P但没有35S出现。

结论：

DNA是遗传物质

8.DNA双螺旋结构特征

（1）右手螺旋，每个螺旋10碱基；

（2）螺距3.4nm，碱基堆积0.34nm；

（3）大沟22A，小沟12A；

（4）直径20A。

第二章DNA复制

1.什么是复制

复制是指以DNA的一条链为模板合成互补的子代DNA，且子代DNA与模板链结合成子代DNA分子。

2.DNA聚合酶工作原理

DNA聚合酶结合在母链上，以复制起始位点开始，连续合成新的与母链互补的DNA子链。

3.大肠杆菌的复制原点结构

Θ复制。

从复制起始位点开始，双链双向解开，DNA复制开始，呈现Θ状的复制模型。

5’---------------------------------------------------------------------------------------3’

AT区AT-chustorDnaAboxDnaAboxGATCsitHF-bindingsit

R1-4原点I1-4box

4.复制中滑动夹的作用

滑动夹有多个蛋白亚基组装成夹子状在复制叉处与DNA聚合酶紧密结合，保持DNA聚合酶与DNA紧密结合，大大的增加了DNA聚合酶的延伸能力。

真核生物：

PCNA-三聚体；

原核生物：

DnaⅣ二聚体

5.大肠杆菌有多少复制起点

一个复制其实位点，双向复制

6.几种DNA聚合酶参与大肠杆菌DNA复制

DNApolⅠRNA引物的去除、DNA修复DNApolⅡDNA修复

DNApolⅢ染色体复制DNApolⅢ全酶染色体复制

7.先导链与滞后链的DNA复制有何不同

先导链：

沿复制叉解旋方法由5’’向3’连续合成；只需要一个引物；合成速度快；

滞后链：

沿5’向3’先不连续合成冈崎片段，然后片段之间连接成一条连续的完整的新DNA链；需要模板链上的特殊序列和信号；需要多个引物；合成速度慢；

8.先导链与滞后链是怎么样合成的？

9.端粒，端粒酶；端粒酶是怎样介导端粒复制的？

端粒：

真核生物线性染色体的两端有一段短片段重复序列，末端还有一个特殊发夹结构；

端粒酶：

DNA复制时特异性参与染色体末端端粒的复制过程的复制的酶，有蛋白和RNA组成。

端粒复制：

反应为四步进行，①首先是端粒酶与端粒DNA结合，端粒酶中的RNA与凸出的3′引物配对；②以RNA为模板，在DNA3′端上从头合成DNA；③延伸六个nt；④合成一个重复单位后，端粒酶向DNA模板新合成的3′移动，引物再和模板配对，就这样循环往复，周而复始。

最后延伸的3′端再回折，以G·G配对的方式形成发夹结构或通过四链DNA形成拓扑结构，产生端粒。

10.DNA复制的重要性

第三章DNA损伤及修复

1.DNA损伤类型：

氧化、射线、碱基突变、插入、转换、颠换

2.修复途径：

错配修复、RecBCD途径；光修复、移位修复；

错配修复：

（1）识别错配的碱基对；

（2）对错配的一对碱基要能准确区别哪一个是错的，哪一个是对的；（3）切除错误的碱基，并进行修复合成。

MutS能识别错配位点，MutL能作用新合成的链，UrrD是解旋酶可使错配区双链打开，然后SSB结合在单链上防止复性，MutH作为外切酶将含有错配碱基的新链片段切除掉，再由DNAPolⅠ进行修补，最后由连接酶把裂缺封闭好。

这样就完成了错配修复。

RecBCD途径：

3.修复系统目标，什么酶包含在每一个修复途径中？

4.MutS和DisA功能比较？

新合成的链中MutS的功能，它是怎样识别新链？

MutS：

DisA：

MutS的功能：

新链识别：

5.SOS修复；怎样介导？

SOS修复：

介导：

第三章DNA重组

第三章重组

1.Therecombinationeventisguidedbyasetofproteins.RecA.Rad52

重组事件由一系列蛋白指导。

RecA.Rad52

（大肠杆菌中涉及重组的酶）

Rad52:

真核中存在，链交换蛋白组装，在原核中起此作用的是RecBCD

RecBCD系统

具有核酸酶，解旋酶和ATPase活性。

在Chi位点产生单链3ˊ游离未端；

RecBCD酶作用于断裂的DNA分子以产生单链DNA区域。

RecB,RecC,RecD

RecBCD是ATP依赖的外切酶和解旋酶（外切酶V），它与双链断口结合，解开DNA并导入裂口，其倾向性位点称为chi。

RecBC解旋酶活性，RecD去掉后RecBCD失去核酸酶活性。

RecA（真核Rad51）

同源DNA联会及促进链侵入。

（1）具有蛋白酶活性;

（2）在单链DNA和ATP存在的条件下RecA能启动DNA单链和与之互补的双链分子进行碱基配对。

*（RecG

具有解旋酶活性，可解离Holliday连接）

RuvAB系统

Hollidy联结体识别和分支移位。

（具有解离Holliday连接的活性）

RuvA

特异性结合Holliday联结体

RuvB

是一种ATPase，它可发动迁移反应

RuvC

拆分Holliday联结体。

2.Thesebreaksareprocessedintosinglestanded3’endRecBCD

这些片段被加工成单链3’末端RecBCD蛋白

3.Thesinglestanded3’invadesahomologypartnerDNAduplexwhichcatalyzedbyRecAfamilyProteins

单链3’侵入一被RecA蛋白家族催化的同源的partnerDNA双螺旋（RecA蛋白使单链DNA取代双链DNA中的同源部分）

RecA操作DNA的活性之一能使单链DNA取代双链分子中同源的链，此反应称为单链取代（single-stranduptake）或单链同化（single-strandassimilation）这种取代反应能发生在各种形状的DNA分子之间，但一般要具备三个条件：

①其中一个DNA分子必须要有一个单链区域；②其中一个DNA分子必须要有一个游离的3′末端；③此单链区域和3′末端必须和另一个DNA分子有互补区。

4.Branchmigration（RuvAB）accompaniedbylimitedDNAsynthesisthenleadstotheformationoffour-standedstructuresknownasHolidayjunctions

伴随限制性DNA合成发生的分支移位（RuvAB）导致叫做Holidayjunctions的四分体结构的形成

1、同源DNA分子的联会

2、引入DNA断裂

3、链侵入

4、Holliday联结体的移动（分支移位）

5、Holliday联结体的剪切

Figure22.2TheHollidaymodelofrecombination.（a）Nicksoccurinthesameplacesinhomologouschromosomes（blueandred）.（b）Strandsofthetwochromosomesexchange.（c）Nicksaresealed,permanentlyjoiningthetwochromosomesthroughtwooftheirfourstrandsandyieldingaHollidayjunction.（d）Branchmigrationoccursbybreakingsomebasepairsandre-formingothers.（e）and（f）ThesearesimplybendsandtwistsintroducedintothisillustrationoftheHollidayjunctiontomakethesubsequenteventseasiertounderstand.（g）OnekindofresolutionoftheHollidayjunction.Thesamestrandsarenickedaswerenickedinpanel（a）.（h）SealingthesenicksleavestwoDNAduplexeswithshortstretchesof“heteroduplex,”containingonestrandfromeachoftherecombiningpartners.Thisiscallednoncrossoverrecombination.（i）ThealternativeresolutionoftheHollidayjunction.Thestrandsoppositethosenickedoriginallyarenicked.（j）Whenthenicksaresealed,twocrossoverrecombinantDNAduplexesemerge.

5.EachrecombinationendswhenRuvCresolvestheseintermediates.

当RuvC剪切那些中间体时每个重组事件结束

RuvC引起的拆分经识别Holliday联结体后，特异的剪切两条同极性的同源DNA链。

形成5’端磷酸基团末端和3’-OH末端，这些末端可被DNA连接酶连上。

依据剪切不同产生交换产物或非交换产物。

RuvC靠识别结构而非特定序列行使功能，但其剪切DNA只在5’A/T-T-T-G/C序列的第二个T后面剪切。

都在1处剪切产生交换产物，都在2处剪切产生非交换产物，在1、2处剪切产生交换产物。

第三章转座

1.位点特异性重组的机制

位点特异性重组（site-specificrecombination）：

这种重组的特点是重组发生在特异位点，此位点含有短的同源序列,供位点特异性重组酶识别；重组过程涉及到蛋白的催化的交错切割。

2.相变（phasevariation）的分子基础

沙门氏菌编码鞭毛的基因中出现的一段hin-H2启动子，当启动子为正向排列时，H2启动子激活H2基因表达，H1抑制子表达抑制H1基因表达；当hin-H2启动子出现倒置变异时，H2启动子不能启动H2基因表达，1抑制子表达受抑制，H1基因激活表达。

3.H片段；G片段；Tn3；Ty；Compia；GropⅡ；内含子；DS-AC

H片段：

鼠类沙门氏菌中调节H2基因激活与失活的一段995bp的反向重复序列（hin-H2promotersegment）

G片段：

噬菌体Mu鞭毛基因中的一个片段，片段由两组反向的基因组组成，两端有一个34bp的反向重复序列，通过片段的倒位变化来调节直接连接在启动子后面的一组基因的表达。

Tn3：

它们具有邻近的倒转重复位点的常见特征，通常38bp长。

每一个重复序列的顺式位点缺失都会阻止元件的转座。

在靶位产生一个5bp的重复，它们携带抗性标记，例如AMPr。

TnA转座的两个阶段是由转座酶和拆分酶完成的。

它们由tnpA和tnaR基因编码，是通过隐性突变鉴定的。

在转座阶段中元件末端的作用与在IS型元件作用中类似。

拆分需要一个特异的内部位点，它是TnA家族一个的特征。

tnpR基因产物具有双功能。

它是基因表达的阻遏物，也具有拆分酶功能。

Ty：

Ty是酵母转座子（transponsonyeast）的缩写。

两端为同乡重复序列。

在转座的过程中产生了一个特征性的足迹：

在已插入的Ty因子两侧存在5bp的靶DNA正向重复序列，Ty的转座频率要比细菌转录座子低，约为10-7～10-8。

在单个Ty因子之间可能有歧化。

大部分Ty因子可分为两类：

Ty1和Ty917。

每个Ty因子长6.3kb，2端有330bp的正向重复，叫做δ。

Ty序列有两个开放阅读框，以相同方向表达，但读框不同，但有13氨基酸的重叠。

TyA的序列编码一种DNA结合蛋白。

TyB序列含有的区域与反转录病毒的反转酶、蛋白酶及整合酶序列具有同源性

Compia：

copia是最为特殊的反转录的家族。

它的名字反映了存在大量密切相关的编码高丰度mRNAs的序列。

copia因子长约5kb，末端带有276bp的正向重复。

正向重复序列本身的两端又存反向重复。

在插入位点产生一个5bp的正向重复序列。

Copia成分有很高的转录活性，能转录出有polA尾的mRNA。

整个转录物有一个很长的开放阅读框，其蛋白与Ty因子相似，此表明与反转录病毒的关系。

GropⅡ内含子：

在I类II类的某些内含子中含有开放读框，可产生具有三种功能的蛋白。

这些蛋白可使内含子（或以其原来的DNA形式，或作为RNA的DNA拷贝）移动（mobile），使内含子可插到一个新的靶位点，这个现象叫做归巢。

第II类内含子具有编码核酸内切酶和反转录酶似的序列，另外成熟酶的活性也与此蛋白有关。

第二类内含子由RNA介导归巢。

DS-AC：

若玉米带有野生型C基因，则胚乳呈紫色，C基因的突变阻断了紫色素的合成，那么胚乳呈白色。

在胚乳发育的过程中，突变发生回复导致斑点的产生。

回复突变发生在早期发育阶段，紫斑就比较大。

McClintock推测原来的C突变（无色素）是由一个“可移动的控制因子”引起的，称解离因子（dissociator，Ds）。

它可以插入到C基因中。

我们现在知道这是发生了转座。

另一个可移动的控制因子是激活因子（activator，Ac），它的存在可激活Ds转座，进入C基因或其他基因，也能使Ds从基因中转出，使突变基因产生“回复突变”，这就是Ac-Ds系统。

4.反转录

以RNA为模板合成原病毒的DNA拷贝，并插入宿主细胞的染色体中。

5.转座子

可以从DNA上一个地方转到另一个地方的遗传因子。

转座是一种特殊的遗传重组，将一定的遗传因子从DNA上的一个地方移位到另一个地方。

6.复制型转座（replicativetransposition）和非复制型转座（nonreplicativetransposition）

复制型转座：

这种类型的转座因子在反应中产生重复。

因此转座的整个DNA序列是原转座因子的一个拷贝，而不是它本身。

转座子作为移动的拷贝，即一个拷贝留在原处，另一拷贝插入到新的靶位点。

转座是伴随着新拷贝的复制。

这种类型的转座涉及到两种酶：

一是转座酶，它要作用原来转座子的末端；二是解离酶，它作用在重复的拷贝上。

与TnA相关的一群转座子仅通过复制转座进行移动。

非复制型转座：

这类转座因子直接从原位点移到靶位点。

这种类型又有两种机制：

一种是利用供体和受体靶DNA序列的连接。

IS和复合转座子Tn10及Tn5就是用这种机制转座。

这涉及到转座子转移时怎样从供体DNA上释放出来。

这种类型的机制只需要转座酶。

另一类非复制型转座是保守转座。

非复制转座之后供体分子一种可能是供体消失了；另一种可能是宿主的修复系统能识别此处双链断裂而将它修复。

7.反转录转座子（retrotransposns）

真核生物的一些转座子通常与反转录原病毒有关，并通过RNA为中间体进行转座，此类转座子即为反转录转座子。

9.转座原则

1.转座元件本身可导致序列的缺失、插入或将宿主序列转到一个新的位点。

2.转座子作为细胞重组系统的底物是通过“同源便携区（Portableregionofhomology）”的功能实现的。

在不同座位（或不同染色体）上同一转座子的两个拷贝可能为相应的重组提供位点。

这种交换会产生缺失、插入、倒置或转座。

第四章基因组

1.基因组学

研究基因组的结构、功能及表达产物的学科。

基因组的产物不仅是蛋白质，还有许多复杂功能的RNA。

包括三个不同的亚领域，即结构基因组学、功能基因组学和比较基因组学。

2.蛋白组学

阐明生物体各种生物基因组在细胞中表达的全部蛋白质的表达模式及功能模式的学科。

包括鉴定蛋白质的表达、存在方式（修饰形式）、结构、功能和相互作用等。

3.鸟枪法测序

使用基因组中的随机产生的片段作为模板进行克隆的方法。

使用限制性内切酶将带有目的基因的DNA链切成若干小段再使用DNA连接酶将其整合到载体的基因中,并使其表达。

如果在某个细胞中得到了目的产物,就说明整合到该细胞中的DNA片断就是所需要的DNA片断。

4.YAC和BAC

酵母人工染色体（YAC）是人工染色体中能克隆最大DNA片段的载体，可以插入人工染色体100-2000kb的外源DNA片段。

YAC是由酵母的自主复制序列、着丝点、四膜虫的端粒以及酵母选择性标记组成的酵母线性克隆载体。

左臂含有端粒、酵母筛选标记Trp1、自主复制序列ARS和着丝粒，右臂含有酵母筛选标记Ura3和端粒，然后在两臂之间插入大片段DNA构成的。

　优点

　　可以容纳更长的DNA片段，用较少的克隆就可以包含特定的基因组全部序列，从而保持了基因组特定序列的完整性，有利于物理图谱的制作。

　　缺点

（1）克隆外源基因易出现嵌合体。

（2）有些克隆不稳定。

（3）YAC克隆不容易与酵母自身染色体相分离

细菌人工染色体（Bacterialartificialchromosome，BAC）是指一种以F质粒（F-plasmid）为基础建构而成的细菌染色体克隆载体，长用来克隆150kb左右大小的DNA片段，最多可保存300kb个碱基对。

　　该质粒主要包括oriS，repE（控制F质粒复制）和parA、parB（控制拷贝数）等成分。

以BAC为基础克隆的载体成嵌合体的频率较低，转化效率高，而且以环状结构存在于细菌体内，易于分辨和分离纯化。

5.RFLP

限制性片段长度多态性:

用于分析相关基因多态性的技术。

即用同一种限制性内切酶，完全酶切来源于同一物种不同个体的基因组DNA，从而获得长度各异的DNA片段（酶切谱）。

6.STS

序列标签位点：

是指根据单拷贝的DNA片段两端的序列设计一对特异引物扩增基因组DNA，产生的一段长度为几百bp的特异序列，在基因组中往往只出现一次，能够界定基因组的特异位点

7.EST

表达序列标签：

从互补DNA（cDNA）分子所测得部分序列的短段DNA（通常300~500bp）。

从cDNA文库所得到的许多表达序列标签集合组成表达序列标签数据库，代表在一定的发育时期或特定的环境条件下，特定的组织细胞基因表达的序列。

可用于验证基因在特定组织中的表达，推导全长cDNA序列，或作为标签标志基因组中的特殊位点以确定基因的位置等。

8.SNP

单核苷酸多态性（singlenucleotidepolymorphism，SNP）,主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。

它是人类可遗传的变异中最常见的一种。

占所有已知多态性的90%以上。

SNP在人类基因组中广泛存在，平均每500～1000个碱基对中就有1个，估计其总数可达300万个甚至更多。

染色体步移

从第一个重组克隆插入片段的一端分离出一个片段作为探针从文库中筛选第二个重组克隆，该克隆插入片段含有与探针重叠顺序和染色体的其他顺序。

从第二个重组克隆的插入片段再分离出末端小片段筛选第三个重组克隆，如此重复，得到一个相邻的片段，等于在染色体上移了一步，故称之为染色体步移（ChromosomeWalking），是一种重要的分子生物学研究技术，使用这种技术可以有效获取与已知序列相邻的未知序列。

9.CPG岛

基因组中长度为300～3000bp的富含CpG二核苷酸的一些区域，主要存在于基因的5′区域。

启动子区中CpG岛的未甲基化状态是基因转录所必需的，而CpG序列中的C的甲基化可导致基因转录被抑制。

10.Roughdraffofagenomeandfinaldraffofagenome?

Roughdraff允许的误差是1%，finaldraff允许的误差是0.01%

11..CDNAmicroarray

cDNA微阵列芯片

.微阵列上"印"有大量已知部分序列的cDNA探针,微阵列技术就是利用分子杂交原理,使同时被比较的标本（用同位素或荧光素标记）与微阵列杂交,通过检测杂交信号强度及数据处理,把他们转化成不同标本中特异基因的丰度,从而全面比较不同标本的基因表达水平的差异.

第五章原核生物转录

1.RNA聚合酶构造

每种细菌都编码RNA聚合酶，其作用和DNA聚合酶相似。

大肠杆菌RNA聚合酶是四聚体的核心酶（coreenzyme），包含α和β亚基，分子式为α2ββ'。

这对转录延伸已足够，但起始还需要一个称为σ的亚基，加入σ亚基后称为全酶（holoenzyme）.

2.Sigma（σ）因子的功能

σ因子有两个