分子生物学复习题-2013

定量PCR：基因表达涉及的转录水平的研究常需要对mRNA进行定量测定，对此采用的PCR技术就叫定量PCR。信号肽：在蛋白质合成过程中N端有15~36个氨基酸残基的肽段，引导蛋白质的跨膜。增强子(enhancer)：远离转录起始点（１～３０kb）、决定基因的时间、空间特异性表达、增强启动子转录活性的DNA序列，其发挥作用的方式通常与方向、距离无关。增强子也是由若干功能组件——增强体组成，是特异转录因子结合DNA的核心序列。基因工程：指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其他载体分子，构成遗传物质的新组合，使之进入新的宿主细胞内并获得持续稳定增值能力和表达。克隆：将外源DNA插入具有复制能力的载体DNA中，使之得以永久保存和复制的过程称为克隆。基因重排：将一个基因从远离启动子的地方移到距它很近的位点从而启动转录，这种方式被称为基因重排。物理图谱：利用限制性内切酶将染色体切成片段，再根据重叠序列确定片段间连接顺序以及遗传标志之间的物理距离（碱基对，bp）或千碱基对（kb）或兆碱基对（Mb）的图谱。反义核酸技术：是通过合成一种短链且与DNA或RNA互补的，以DNA或RNA为目标抑制翻译的反义分子，干扰目的基因的转录、剪接、转运、翻译等过程的技术。多顺反子mRNA：一种能作为两种或多种多肽链翻译模板的信使RNA，由DNA链上的邻近顺反子所界定。DNA多态性：指DNA序列中发生变异而导致的个体间核苷酸序列的差异。RNA的编辑：是某些RNA，特别是mRNA前体的一种加工方式，如插入、删除或取代一些核苷酸残基，导致DNA所编码的遗传信息发生改变，因为经过编辑的mRNA序列发生了不同于模板DNA的变化。顺式作用元件：是指DNA上对基因表达有调节活性的某些特定的调控序列，其活性仅影响与其自身处于同一DNA分子上的基因。RNAi：是由外源双链RNA产生的21~25nt小的干涉RNA而触发内生同源mRNA降解的过程，是一种转录后水平上的基因沉默机制。RNA编辑：RNA编辑是指由RNA水平的核苷酸改变所引起的密码子发生变化的一种预定修饰，一种RNA编辑是以另一RNA为模板来修饰mRNA前体。通过编辑，可以给mRNA前体添加新的遗传信息。核酶：是一类具有催化活性的RNA分子，通过催化靶位点RNA链中磷酸二酯键的断裂，特异性地剪切底物RNA分子，从而阻断基因的表达。翻译：指将mRNA链上的核苷酸从一个特定的起始位点开始，按每3个核苷酸代表一个氨基酸的原则，依次合成一条多肽链的过程。基因组文库——将某种生物的基因组DNA切割成一定大小的片段，并与合适的载体重组后导入宿主细胞，进行克隆。这些存在于所有重组体内的基因组DNA片段的集合，即基因组文库，它包含了该生物的所有基因。RFLP：即限制性片段长度多态性，个体之间DNA的核苷酸序列存在差异，称为DNA多态性。若因此而改变了限制性内切酶的酶切位点则可导致相应的限制性片段的长度和数量发生变化，称为RFLP。原位PCR：以组织固定处理细胞内的DNA或RNA作为靶序列，进行PCR反应的过程。转座子：是存在于染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。遗传图谱：某一物种的染色体图谱，显示全体已知基因和/或遗传标记的相对位置，而不是它们在每条染色体上特殊的物理位置。DNA芯片：DNA芯片技术是指在固相支持物上原位合成寡核苷酸或者直接将大量的DNA探针以显微打印的方式有序地固化于支持物表面，然后与标记的样品杂交，通过对杂交信号的检测分析，即可获得样品的遗传信息。由于常用计算机硅芯片作为固相支持物，所以称为DNA芯片。反式作用因子：是指真核细胞内含有的大量可以通过直接或间接结合顺式作用元件而调节基因转录活性的蛋白质因子。魔斑：当细菌生长过程中，遇到氨基酸全面缺乏时，细菌将会产生一个应急反应，停止全部基因的表达。产生这一应急反应的信号是鸟苷四磷酸(ppGpp)和鸟苷五磷酸（pppGpp）。PpGpp与pppGpp的作用不只是一个或几个操纵子，而是影响一大批，所以称他们是超级调控子或称为魔斑。分子伴侣：是结合其他不稳定蛋白质并稳定其构象的一类蛋白质（1.0分）。通过与部分折叠的多肽协调性地结合与释放，分子伴侣促进了包括蛋白质折叠、寡聚体装配、亚细胞定位和蛋白质降解等多个过程。基因打靶：是指通过DNA定点同源重组，改变基因组中的某一特定基因，从而在生物活体内研究此基因的功能。同义密码子：对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子。C值：通常指一种生物单倍体基因组DNA的总量，以每细胞内的皮克数表示。单顺反子mRNA：只编码一个蛋白质的mRNA称为单顺反子mRNA。RNA的再编码：指RNA编码和读码方式的改变。细菌转化：是指一种细菌菌株由于捕获了来自另一种供体菌株的DNA而导致性状特征发生遗传改变的过程。SNPs：指在基因组中不同个体的DNA序列上的单个碱基差异。基因敲除：通过外源DNA与染色体DNA之间的同源重组，进行精确的定点修饰和基因改造，具有转一性强、染色体DNA可与目的片段共同稳定遗传等特点。.简述乳糖操纵子的作用机制答：1、乳糖操纵子的组成：大肠杆菌乳糖操纵子含Z、Y、A三个结构基因，分别编码半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶，此外还有一个操纵序列O，一个启动子P和一个调节基因I。2、阻遏蛋白的负性调节：没有乳糖存在时，I基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列O处，乳糖操纵子处于阻遏状态，不能合成分解乳糖的三种酶；有乳糖存在时，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵序列，乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶。所以，乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控。3、CRP的正性调节：在启动子上游有CRP结合位点，当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时，cAMP浓度升高，与CRP结合，使CRP发生变构，CRP结合于乳糖操纵子启动序列附近的CRP结合位点，激活RNA聚合酶活性，促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。4、协调调节：乳糖操纵子中的I基因编码的阻遏蛋白的负调控与CRP的正调控两种机制，互相协调、互相制约。简述蓝-白斑筛选的原理。答：某些质粒带有大肠杆菌的半乳糖苷酶基因片段，在半乳糖苷酶基因的基因区外又另外引入了一段含多种单一限制酶位点的DNA序列。这些位点上如果没有克隆外源性DNA片段，在质粒被导入lac-的大肠杆菌后，质粒携带的半乳糖苷酶基因将正常表达，与大肠杆菌的半乳糖苷酶基因互补，产生有活性的半乳糖苷酶，加入人工底物X-gal和诱导剂IPTG后，出现蓝色的菌落。如果在多克隆位点上插入外源DNA片段，将使lacZ基因灭活，不能生成半乳糖苷酶，结果菌落出现白色。由于这种颜色标志，重组克隆和非重组克隆的区分一目了然。原核生物转录作用的过程：答：结合（binding）:σ与RNApol结合，大大降低了后者与DNA链的非特异性结合，而到了正确的promoter处，其亲和力提高了100倍；解旋（unwinding）:RNApol将使约17bp的DNA解螺旋，形成一个opencomplex；起始（initiation）:RNApol合成8-10个nt，σ因子被释放；延长（elongation）:形成一个转录泡，开始延长；终止（termination）:(1)不依赖于ρ蛋白的terminator形成一个大发夹，在新合成RNA中其后有一段寡聚U，导致转录终止，RNApol被释放；（2）依赖于ρ蛋白的terminator也形成一个发夹，但由于没有长段U，所以需要ρ蛋白帮助，终止RNA合成。简述真核生物转录水平的调控机制。答：真核生物在转录水平的调控主要是通过反式作用因子、顺式作用元件和RNA聚合酶的相互作用来完成的，主要是反式作用因子结合顺式作用元件后影响转录起始复合物的形成过程。1、转录起始复合物的形成：真核生物RNA聚合酶识别的是由通用转录因子与DNA形成的蛋白质-DNA复合物，只有当一个或多个转录因子结合到DNA上，形成有功能的启动子，才能被RNA聚合酶所识别并结合。转录起始复合物的形成过程为：TFⅡD结合TATA盒；RNA聚合酶识别并结合TFⅡD-DNA复合物形成一个闭合的复合物；其他转录因子与RNA聚合酶结合形成一个开放复合物。在这个过程中，反式作用因子的作用是：促进或抑制TFⅡD与TATA盒结合；促进或抑制RNA聚合酶与TFⅡD-DNA复合物的结合；促进或抑制转录起始复合物的形成。2、反式作用因子：一般具有三个功能域（DNA识别结合域、转录活性域和结合其他蛋白结合域）；能识别并结合上游调控区中的顺式作用元件；对基因的表达有正性或负性调控作用。3、转录起始的调控：（1）反式作用因子的活性调节：①表达式调节——反式作用因子合成出来就具有活性；②共价修饰——磷酸化和去磷酸化，糖基化；③配体结合——许多激素受体是反式作用因子；④蛋白质与蛋白质相互作用——蛋白质与蛋白质复合物的解离与形成。（2）反式作用因子与顺式作用元件的结合：反式作用因子被激活后，即可识别并结合上游启动子元件和增强子中的保守性序列，对基因转录起调节作用。（3）反式作用因子的作用方式——成环、扭曲、滑动、Oozing。（4）反式作用因子的组合式调控作用：每一种反式作用因子结合顺式作用元件后虽然可以发挥促进或抑制作用，但反式作用因子对基因调控不是由单一因子完成的而是几种因子组合发挥特定的作用。简述PCR的基本原理。答：PCR是在试管中进行的DNA复制反应，基本原理是依据细胞内DNA半保留复制的机理，以及体外DNA分子于不同温度下双链和单链可以互相转变的性质，人为地控制体外合成系统的温度，以促使双链DNA变成单链，单链DNA与人工合成的引物退火，然后耐热DNA聚合酶以dNTP为原料使引物沿着单链模板延伸为双链DNA。PCR全过程每一步的转换是通过温度的改变来控制的。需要重复进行DNA模板解链、引物与模板DNA结合、DNA聚合酶催化新生DNA的合成，即高温变性、低温退火、中温延伸3个步骤构成PCR反应的一个循环，此循环的反复进行，就可使目的DNA得以迅速扩增。（2分）DNA模板变性：模板双链DNA→单链DNA，94℃。退火：引物＋单链DNA→杂交链，引物的Tm值。引物的延伸：温度至70℃左右，TaqDNA聚合酶以4种dNTP为原料，以目的DNA为模板，催化以引物3’末端为起点的5’→3’DNA链延伸反应，形成新生DNA链。新合成的引物延伸链经过变性后又可作为下一轮循环反应的模板PCR，就是如此反复循环，使目的DNA得到高效快速扩增。区别可诱导和可阻遏的基因调控。答：在可诱导的系统中，操纵子只有在诱导物存在时才开放，没有诱导物时阻遏物结合在操纵子上阻止结构基因的转录。存在诱导物时，它与阻遏物结合，使之变构不再与操纵子结合，打开操纵子。酶的诱导是分解途径特有的，诱导物就是酶的底物或者底物的类似物。在可阻遏系统中操纵子被终产物所关闭。不存在终产物时，阻遏物不能结合到操纵子上，因此操纵子开放；存在终产物时，它结合到阻遏物上，改变后者的构象，使其能结合到操纵子上，关闭操纵子。酶阻遏是合成代谢的特点。简述基因治疗的策略。答:（1）基因置换或称基因矫正:特定的目的基因导入特定的细胞,通过定位重组,让导入的正常基因置换基因组内原有的缺陷基因,不涉及基因组的任何改变。（2）基因添加或称基因增补:通过导入外源基因使靶细胞表达其本身不表达的基因。（3）基因干预:采用特定的方式抑制某个基因的表达,或者通过破坏某个基因而使之不能表达,以达到治疗疾病的目的。（4）基因标记:基因标记实验是基因治疗的前奏,并不在于直接治疗疾病而是期望能够提供有关正常细胞生物学和疾病病理方面的信息。以大肠杆菌为例，说明蛋白质合成可分哪四个步骤？(1)氨基酸的活化：游离的氨基酸必须经过活化以获得能量才能参与蛋白质合成，由氨酰-tRNA合成酶催化，消耗1分子ATP，形成氨酰-tRNA。(2)肽链合成的起始：由起始因子参与，mRNA与30S小亚基、50S大亚基及起始甲酰甲硫氨酰-tRNA(fMet-tRNAt)形成70S