分子生物学习题及答案(3,4,5章)

第3章一．名词解释（考试时，名词解释为英文，要写出中文并解释）1、复制(replication):亲代双链DNA分子在DNA聚合酶的作用下，分别以每单链DNA分子为模板，聚合与自身碱基可以互补配对的游离的dNTP,合成出两条与亲代DNA分子完全相同的子代DNA分子的过程。2、复制子(replicon)：也称复制单元，是基因组中具有一个复制起点（origin，ori）和一个复制终点（terminus，ter）并能在细胞中自主复制的基本单位。3、半保留复制（Semi-ConservationReplication）：DNA复制过程中亲代DNA的双链分子彼此分离，作为模板，按碱基互补配对原则，合成两条新生子链，这种方式称为半保留复制。4、冈崎片段（Okazakifragment）冈崎片段是相对比较短的DNA链（大约1000核苷酸残基），是在DNA的后随链的不连续合成期间生成的片段，这是ReijiOkazaki在DNA合成实验中添加放射性的脱氧核苷酸前体观察到的，因此DNA的复制是半不连续复制。5、DNA复制的转录激活(transcriptionalactivation）：RNA聚合酶使双链DNA分子局部开链，在合成10~12个核苷酸的RNA片段之后，再由DNA聚合酶完成前导链DNA的合成，在完成近1000~2000个核苷酸的DNA合成后，后随链才在引发酶的作用下开始启动冈崎片段的引物RNA的合成，将这一过程称为DNA复制的转录激活。6、单链DNA结合蛋白(singlestrandDNAbindingprotein，SSB):在复制中维持模板处于单链状态并保护单链的完整性。7、复制体(replisome)：DNA复制过程中的多酶复合体。8、端粒（Telomere）：是真核生物染色体末端的一种特殊结构，是为了保证染色体稳定的一段高度重复序列，呈现四股螺旋。9、复制叉(replicationfork):复制开始，在复制起点形成的一个特殊的叉形结构，是复制有关的酶和蛋白质组装成复合物和新链合成的部位，这个部位称为复制叉。10、半不连续复制(semi-discontinuousreplication):DNA双链复制时，一条链是连续合成的,另一条链是不连续合成的,这种前导链的连续复制和后随链的不连续复制方式称DNA的半不连续复制。11、先导链(leadingstrand):又称前导链，是在复制叉处从5'→3'进行连续合成的一条子链。12、后随链(laggingstrand):又称滞后链，复制方向与复制叉的方向相反,后随链的合成要等前导开始合成从而将其模板链暴露出来后,才得以进行。后随链上先合成了不连续的冈崎片段,然后在DNA聚合酶I的催化下切除RNA引物,同时填补切除RNA后的空隙,再在DNA连接酶的作用下,将冈崎片段连接成一条连续的DNA单链。13、DNA连接酶:是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来的酶。若双链DNA中一条链有切口,一端是3′-OH,另一端是5′-磷酸基,连接酶可催化这两端形成磷酸二酯键，而使切口连接的酶。14、回环模型:滞后链绕酶一圈形成的环形，使得滞后链和前导链朝着同一方向沿复制叉进行。二、问答题1．大肠杆菌被T2噬菌体感染，当它的DNA复制开始后提取噬菌体的DNA，发现一些RNA与DNA紧紧结合在一起，为什么？答：该DNA为双链并且正在进行复制。RNA片段是后随链复制的短的RNA引物。2．描述滚环复制过程及其特征。答：仅是特定环状DNA分子的复制方式。（1）复制过程：1）环状双链DNA的+链被内切酶切开；2）以-链为模板，DNA聚合酶以+链的3'端作为引物合成新的+链，原来的+链DNA分子的5'端与-链分离；3）+链的3'端继续延长；4）引发酶以离开的+链为模板合成RNA引物，DNA聚合酶以+链为模板合成新的-链；5）通常滚环复制的产物是一多聚物，其中大量单位基因组头尾相连。（2）复制过程的特征：1）复制是单方向不对称的；2）产物是单链DNA，但可通过互补链的合成转变为双链；3）子代DNA分子可能是共价连接的连环分子；4）连环分子随后被切成与单个基因组相对应的片段。3．简述E.ColiDNA复制起始的主要步骤。⑴DNA合成在复制起点(oriC)的起始，Primase(引物酶)合成RNA引物。⑵DNAhelicase(DNA解旋酶)打开DNA双链，SSB结合单链DNA,DNAGyrase(DNA促旋酶)引入负螺旋，减少正螺旋。⑶在DNA聚合酶III作用下,5’-3’合成前导链和后随链前体片段(冈崎片段）。⑷在DNA聚合酶I作用下，去除后随链前体片段5’端RNA引物，后随链前体片段间的缺口由DNAligase连接，形成完整的后随链。4．比较原核生物和真核生物DNA复制的不同点。共同点:(1)DNA的半保留复制即在DNA复制过程中.碱基间氢键首先断裂.双螺旋解旋和分开.每条链分别作为模板.按碱基配对原则合成其互补链.从而形成两个新的双链分子.因新形成的DNA分子中.各保留一条亲代的DNA单链.故名半保留复制.也因此保证了遗传信息的稳定性.(2)DNA的半不连续复制在DNA复制过程中一股模板上DNA的合成是连续的,另一模板上DNA链的合成是不连续的.是首先合成较短的DNA片段(即冈崎片段).然后再由连接酶连成大片段.同时.不连续合成的这条链总是落后于连续合成的那条链.称为滞后链,连续合成的链称为前导链.前导链前进的方向与复制叉前进方向相同,滞后链合成方向与复制叉前进方向相反.因此.DNA聚合酶的反应方向始终保持5′-3′.(3)DNA复制的起始.延伸和终止许多实验表明.DNA的半保留复制是从DNA分子的特定位点开始的.即复制原点(用ori或o表示).现已证明.除fd组噬菌体外.许多生物的复制原点都是富含A-T的区段.由于此区段的键能较低.易于形成瞬时单链.便于单链结合蛋白与之结合.不同点:1)原核生物基因组DNA有1个复制子.真核生物有多个复制子2)原核生物比真核生物DNA复制速度快3)原核生物引物由引物酶催化合成的.真核生物引物由RNA聚合酶催化合成的4)原核生物与真核生物DNA聚合酶不同5)真核生物端粒DNA的合成由端粒酶催化合成的.原核生物不存在这种情况.第4章1、DNA转录区别于DNA复制的重要特点是什么？不对称转录(asymmetrictranscription)2、转录单位（transcriptionalunit）：从启动子（promoter）到终止子（terminator）的一段序列。终止子（terminator）：是给予RNA聚合酶转录终止信号的特定DNA序列。启动子（promoter）：是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列。3、原核和真核生物转录单位的区别？原核生物中的转录单位中包含多个基因，polycistron（多顺反子）真核生物中的转录单位中仅含有一个基因，monocistron（单顺反子）4、原核生物启动子的结构？promoter的组成：-70~-40（upelement）含有CAP—cAMPbindingsite基因表达调控的正控制位点-35~-10corepromoterRNApol.bindingsiteCorepromoterregionincluding：SextamaBox：-35siteRNApol.looselybindingsite，RNApol.recognitionsite(Rsite)TTGAC(conserved)——控制转录效率（表达量的高低）PribnowBox：-10siteRNApol.firmlybindingsite(Bsite)TATAAT(conserved)——直接决定了转录强度和起始位点Initiationsite：+1siteRNAtranscriptionalstartpoint(Isite)A/G5、NusA蛋白、终止Rho蛋白、抗终止N蛋白的作用？在б亚基离开全酶分子后，一种酸性蛋白NusA替代б亚基，与核心酶结合，能促使RNA聚合酶在转录终止子处暂停，以等待终止Rho蛋白的到来，完成转录过程的终止。或与抗终止N蛋白结合使RNA聚合酶迅速通过终止子，达到抗终止，转录通读的目的（形成发夹结构而通过终止子）6、增强子的结构，作用特点和作用方式？①Enhancer（增强子）：是真核生物中远距离的转录正调控位点。②Enhancer的结构：（见书143）----Enhancer由两个以上的增强子成分(EnhancerElement)组成；----EnhancerElement必需由两个紧密相连，具有间距效应的增强子元(Enhanson）组成；----各个Enhanson(cis-factor)与激活蛋白(trans-factor)结合，构成有活性的Enhancer，构成促进转录的复合体（然后+基本转录复合体（UPE+corepromoter）来增强特异性转录。）③Enhancer的功能：增强特异性转录。④Enhancer的作用特点：---Enhancercomplex与近启动子的generaltranscriptionalcomplex（基本转录复合体）构型契合，而不与RNApolymerase直接结合；---特化细胞内，具全部特异的激活蛋白（trans-factor）才能表现出增强效应，即增强子的组织特异性；---远距离控制，无方向性；---增强子的复合体，以正控制方式调节基因的表达。⑤Enhancer的作用方式：不直接与RNA聚合酶发生相互作用，它们通过与基本转录复合体结合后，增强RNA聚合酶对结构基因的启动。7、什么是沉默子，沉默子的作用方式？沉默子（Silencer）：位于结构基因附近，能抑制该基因转录表达的DNA序列称为Silencer，它是一种复性调控元件，其作用特征与enhancer类似作用方式：（1）介导染色质状态的变化，产生类似于异染色质的结构，阻止RNApol.与DNA相结合，抑制转录；（2）与阻遏蛋白结合，阻遏转录：直接阻遏，沉默子结合蛋白后，与基本转录复合体中的成员结合，将其固定，使基本转录复合体无法形成而无法转录；竞争阻遏，沉默子与增强子相邻或重叠，沉默子与阻遏蛋白结合后，使得邻近的增强子无法与激活蛋白结合，从而阻遏增强转录。8、Insulator绝缘子：属于一种基因边界元件，它可以阻止临近的调控元件，对它所调控的基因起到增强或者阻遏的作用。9、转录因子(Transcriptionfactor,TF)：是起正调控作用的反式作用因子。10、什么是顺式元件和反式因子，他们之间靠哪些作用力结合？反式作用因子（Trans-factor）：是调控基因的产物（Pro或RNA），它可以在细胞内扩散，因此可以作用于任何合适的靶基因（具有细胞特异性）顺式作用位点（Cis-element）：通过反式作用因子识别并在原位发挥作用的序列，没有编码功能，并只能对空间上紧密相连的序列起调节作用。Trans-factor与Cis-element结合的作用力：特异性结合力：位点专一性识别，并具特异位点的氢键结合力（Trans因子与Cis元件之间的识别与结合多发生在具有足够信息的DNA的大沟内，蛋白质氨基酸与DNA碱基结合的界面形成大量的氢键连接）非特异性结合力：蛋白质—静电—DNA磷酸骨架；疏水作用力的挤压11、原核生物的终止子（terminator）：是给予RNA聚合酶转录终止信号的特定DNA序列。种类：Rho-independentterminator（不依赖Rho的终止子）Rho-dependentterminator（依赖Rho的终止子）(此情况较少)12、为何Rho-independentterminator不需要Rho的作用：（1）转录终止上游富含GC，使转录速度减慢；（2）富含GC序列形成发夹结构，使RNA聚合酶停止作用；（3）富含GC序列后紧随AT重复序列，其碱基结合力较弱，使RNA聚合酶容易从模板链上解离，DNA/RNA异源双链也容易解离，从而致使转录终止。13、什么是junctionsequence？内含子