分子生物学复习

分子生物学1.分子生物学研究什么？（填空/名词解释）分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能，并从分子水平上阐述这些大分子之间相互作用的关系及其基因表达调控机理的科学，是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘，由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科。（问答题）现代分子生物学的主要研究内容概括为以下几个大方面：（1）基因与基因组的结构与功能：对基因与基因组的微细及高级结构与功能的研究始终是分子生物学研究内容最基础最重要的部分。（2）DNA的复制、转录和翻译：DNA或基因按照中心法则进行自我复制、转录、反转录和翻译。（3）基因表达调控的研究：基因表达的调控主要发生在转录水平和翻译水平。（4）DNA重组技术：是分子生物学研究遗传信息的结构、传递和控制不可缺少的手段之一。（5）结构分子生物学：是研究生物大分子特定的空间结构以及结构的运动变化与其生物学功能关系的科学。2.RNA有哪几个类型？（1）mRNA（信使RNA）：存在于细胞质，总量不到细胞总RNA的5%，在蛋白质生物合成中起着关键作用，作为蛋白质合成的模板，直接决定着合成哪一种蛋白质。（2）tRNA（转运RNA）：含量相对较多，约占真核细胞总RNA的15%，在蛋白质生物合成中特异性地运载氨基酸。（3）rRNA（核蛋白体RNA）：由RNA和蛋白质组成，在真核和原核细胞中，rRNA是所有RNA中含量最多，占细胞总RNA的80%。在细胞蛋白质生物合成以及mRNA前体的剪接中发挥重要作用。（4）snRNA：真核细胞核内特有的，存在于细胞核或核质及核仁中，具有独特功能，主要参与hnRNA以及rRNA前体的加工。（5）hnRNA：真核生物中最初转录生成的RNA称不均一核RNA。（6）snoRNA：核仁小分子RNA，广泛分布于从酵母到哺乳动物细胞的核仁区。snoRNA参与rRNA前体的加工，是前体加工复合体的重要组成部分。（7）microRNA：又称微小RNA，是指植物和动物细胞中自然产生的一类小分子RNA。（8）非编码RNA：广泛分布于果蝇到人类，参与许多生理生化过程，如胚胎发育、肿瘤形成和抑制等。3.细菌基因组的特点？（1）仅有一条环形或线形双链DNA分子组成。细胞染色体相对聚集成称为“类核”的致密区。（2）只有一个复制起点。（3）有操纵子结构.。（4）编码蛋白质的结构基因为单拷贝，但rRNA基因一般是多拷贝。（5）非编码DNA所占比例很少，类似于病毒基因组。（6）基因组DNA具有多种调控区，比病毒基因组复杂。（7）具有可移动的DNA序列。4.病毒基因组的特点？（1）病毒基因组很小，因此所含有的遗传信息量也少，只能编码少数的蛋白质。但不同的病毒的基因组大小差异很大。（2）每种病毒只含一种核酸。病毒的结构可以是单链或双链、闭合环状或线状分子。（3）病毒基因组通常有基因重叠。（4）基因之间的间隔序列非常短。（5）病毒基因组中在功能上相关的基因一般集中成簇，在特定部位构成一个相对的功能单元或转录单元，转录产物一般为多顺反子mRNA（6）大多数真核细胞的病毒都含有不连续基因。5.卫星DNA？卫星DNA是一类简单重复序列，由很短的序列重复多次，有数百万个拷贝，串联成长长的一大簇集中在异染色质区，特别是着丝粒和端粒附近。通常不转录。如果将基因组DNA裂解成约104bp长的片段，通过密度梯度离心分离时，原核生物DNA只出现一个峰（沉降带），表明DNA碱基分布比较均匀，而真核生物DNA除了一个主要的DNA峰（主峰）外，在旁侧还有一些小峰，这些小峰位于主峰旁侧，故称为卫星DNA。6.转座子？转座子是在基因组中可以移动的一段DNA序列。可以引起基因序列的改变，使生物体的基因组发生变异。最初称为控制元件简单转座子称为插入序列（IS），中间有转座酶基因，两端有反向重复序列（IR）复合转座子（Tn）,中间有转座酶和药物抗性基因标志。？7.PCR多聚酶链式反应，是一种用于放大扩增特定DNA片段的分子生物学技术，可看作是生物体外的特殊DNA复制。体外酶促合成特定DNA片段的一种方法，在存在DNA模板、引物、dNTP和适量缓冲溶液的反应混合物中，在高温DNA聚合酶的催化作用下，对一对寡核苷酸引物所界定的DNA片段进行扩增，这种扩增是通过模板和DNA和引物之间的变性、复性、延伸三步反应为一周期循环进行，使目的DNA片段得以扩增，每一周期产生的DNA片段均能成为下一次循环的模板，固PCR产物以指数方式增加，30个周期后，DNA片段在理论上可达109倍。？8.什么是遗传密码的简并性？同一种氨基酸具有两个或更多个密码子的现象称为密码子的简并性。密码子的简并性可以使减少有害突变。9.基因组的概念？基因组是指生物体或细胞中一套完整单体的遗传物质的总和；或指原核生物染色体、质粒、真核生物的单倍染色体组、细胞器以及病毒中，所含有的一整套基因，包括构成基因和基因之间区域的所有DNA。？10.增色效应加热使DNA变性后，在260nm的紫外吸收值明显上升，即增色效应。11.断裂基因：将基因内部插入不编码序列使一个完整的基因分隔成不连续的若干区段的基因称为不连续基因或断裂基因。12.C值悖论/理C值：将真核生物单倍体基因组所包含的全部DNA含量称为该物种的C值，以皮克表示。C值悖理：是指真核生物中DNA含量的反常现象。主要表现为：（1）C值不随生物的进化程度和复杂性而增加。（2）关系密切的生物C值相差很大。（3）真核生物DNA的量远大于编码蛋白等物质所需的量。13.正链核糖核酸如果病毒的单链RNA基因组直接作为mRNA，则称为正链RNA（正链核糖核酸）。14.组蛋白有哪几类型，特点？类型：5中组蛋白，含量丰富，是染色体的结构蛋白，分别为H1（极富赖氨酸），H2A（富含赖氨酸），H2B（富含赖氨酸），H3（富含精氨酸），H4（富含精氨酸）特点：（1）进化上极端保守：H4保守性最强，H3的保守性也很强。（2）有组织特异性（3）肽链上的氨基酸分布不对称：这种不对称分布与它们的功能和相互作用有关。（4）组蛋白有被修饰的现象：组蛋白易被甲基化、乙基化、磷酸化及ADP核糖基化等。（5）富含Lys的组蛋白H5？15.真核生物tRNA的加工？（1）内含子的剪接：真核生物tRNA前提的内含子剪接依赖于Rnase。剪接机理分为两步：1）tRNA内切核酸酶切割前体分子中的内含子；2）RNA连接酶将两个半分子连接。（2）3’端添加CCA：3’端缺乏-CCAOH结构，在tRNA核苷酸转移酶催化下进行3’端的添加，由CTP和ATP提供胞苷酸和腺苷酸。（3）核苷酸修饰：参与修饰的酶有：tRNA甲基化酶，tRNA异戊烯转移酶，tRNA-鸟嘌呤转糖苷酶，催化S4U及含硫的嘧啶合成的tRNA硫转移酶等。？16.原核生物蛋白质合成的起始阶段和特点？原核生物mRNA的每个顺反子均有它自身的起始AUG和核糖体结合位点。原核生物肽链合成起始于30S亚基，分为三步：（1）形成mRNA-30S复合物：原核mRNA5’端非翻译区具有SD序列，当SD序列与小亚基16SrRNA3’端反SD序列之间有3个以上的碱基配对就会形成核糖体对mRNA的结合。起始因子IF1和IF3可以阻止在与mRNA结合前30S亚基与50S大亚基的结合，防止无活性核糖体的形成。（2）tRNAfMet结合至fMet-tRNAfMet形成复合物：在IF-2协助下fMet-tRNAfMet结合至mRNA-30S复合物上，同时1分子GTP结合于30S亚基上。一个完整的30S起始复合物包括30S亚基、1分子mRNA、fMet-tRNAfMet、GTP、IF-1、IF-2和IF-3（fMet-tRNAfMetmRNA-30S）。（3）形成70S起始复合物：IF-I和IF-3从复合物上解离，GTP水解趋使IF-2释放（IF-2的解离使无活性复合物转变为有活性的70S起始复合物），50S亚基结合到fMet-tRNAfMetmRNA-30S复合物上。还有特点，书中255页。17.如何用Holliday模型解释同源重组？同源重组是由两条同源区的DNA分子通过配对、链断裂和再连接而产生的片段间交换的过程。Holliday模型能较好的解释同源重组，步骤如下：（1）两条同源染色体DNA相互靠近并排列；（2）两个同源DNA分子之一发生双链断裂；（3）断裂后形成单链3’游离端，后者侵入到双链DNA内，寻找同源区域并配对结合，产生短的链置换区；（4）形成Holliday中间体；（5）通过RuvA和RuvB引发分支迁移，产生异源双链DNA；（6）通过RuvC形成拆分口，将四链DNA复合体按不同方向拆分，形成片段重组体和拼接重组体。18.影响DNA复性速度因素？（1）简单分子：DNA分子的复性与其复杂度有关，序列越复杂所需时间越长，速度越慢。（2）同一种DNA分子浓度越高，互补链碰撞机会越多，复性速度越快。（3）DNA片段大小：较大的线状单链分子，由于扩散收到妨碍，减少了发现互补链的机会。（4）温度的影响：复性速度与温度直接有关，温度不宜过低，一般在Tm-25℃。（5）阳离子浓度：DNA复性主要依靠两条链碱基之间氢键和碱基疏水性堆积的作用，分子中电荷的存在不利于复性，溶液中阳离子的存在能降低表面带负电荷DNA链之间的排斥力，具有一定的屏蔽作用。因此，在小于0.5mol/L浓度时增加盐浓度，有利于复性。19.操纵子？操纵子是原核生物在分子水平上调控基因表达的单位，操纵子由调节基因、启动子、操纵基因和结构基因等功能序列组成。20.可诱导负调控：有活性的阻遏蛋白对结构基因能够进行负调控，从而阻止转录的正常起始。小分子诱导物能使有活性的阻遏蛋白失去活性并从基因调控区域脱离，从而使结构基因具有活性、可正常转录，属于可诱导的负调控。可诱导正调控：没有活性的激活蛋白不能激活靶基因，使基因不转录和表达。当存在特定的诱导物作用于无活性的激活蛋白使之活化后，才能结合于靶基因的调控区，靶基因显示出可诱导的正调控。可阻遏负调控：没有活性的阻遏蛋白不能结合到靶基因上，使后者处于表达状态（一般是组成型表达）。当加入一种小分子物质，如辅阻遏物与无活性的阻遏蛋白结合后，就成为有活性的阻遏蛋白复合物，该复合物与基因的调控区结合，导致了靶基因的表达被抑制，属于可阻遏的负调控，可阻遏的基因只有在缺乏辅阻遏物的情况下才有功能。可阻遏正调控：有活性的激活蛋白可以使靶基因处于激活状态，属于组合型的正调控表达。当存在小分子辅阻遏物时，它与激活蛋白结合成为失去活性的激活蛋白复合物，后者使靶基因由于缺乏激活蛋白而不能表达，属于可阻遏的正调控。这类型的抑制作用往往不可再诱导了。