分子生物学期末复习

分子生物学期末考试复习题型：名词解释（英文）、选择、判断、简答、设计性问答（最后一节）第六章DNA和RNA结构1、DNA构建模块（DNAbuildingblocks）：碱基（Base）、核苷酸（Nucleoside）。核苷酸是DNA基本的构建模块。2、DNA的全称：脱氧核糖核酸3、DNA的4种碱基：嘌呤（Purines）：Adenine(A)、Guanine(G)嘧啶（Pyrimidine）：Cytosine(C)、Thymine(T)碱基具有形成异构体的能力是DNA合成时出错的普遍来源。4、DNA的结构特点：一条DNA分子是由2条反向平行的多核苷酸链相互旋转形成的双螺旋结构。以磷酸二酯键为基础构成规则的不断重复的糖磷酸骨架组成的多核苷酸链。双螺旋的两条链具有互补的序列，方向相反。5、决定DNA双链稳定性的因素：①氢键贡献于双螺旋的热动力学稳定性；②双螺旋堆积时碱基间的相互作用（π-π共轭）对双螺旋的稳定性起重要作用。6、DNA双螺旋有大沟和小沟（MinorandMajorgrooves），这是由碱基对的空间几何结构所决定的。大沟（Majorgroove）富含丰富的化学信息。7、双螺旋的多重构象：A型（RNA双螺旋与其类似，右手螺旋）B型（最接近生理状态，右手螺旋）Z型（左手螺旋）8、变性（Denaturation）：当DNA溶液温度高于生理温度（接近100℃）或者pH较高时，互补的两条链就会分开，这一过程称为变性。杂交（Hybridization）：两条不同来源的单链DNA或RNA通过碱基互补配对形成双链杂交分子的过程。复性（Annealing/renature）：当变性的DNA热溶液缓慢降温，DNA的互补链又可重新聚合，形成规则双螺旋，称为复性。熔点（Tm(meltingpoint)）：吸收值增加到最大值一半时的温度。9、DNA超螺旋结构的解除是靠拓扑异构酶实现的。10、RNA的不同种类及作用：①mRNA作为基因和蛋白质合成机器的中间体；②tRNA作为mRNA上密码子与氨基酸的适配器；③通过序列互补，RNA作为监管分子绑定到和干扰特定mRNA的翻译，或者作为指导一些后转录过程的识别因子。④RNA能形成复杂的三级结构。某些具有三级结构的RNA可以作为酶在细胞中催化一些特定反应（RNA核酶，如：RNaseP和自剪接内含子）。11、RNA螺旋在局部以柄-环结构存在互补序列间形成碱基配对区。有三种类型：发夹结构（Hairpin）、凸结构（Bulge）、环结构（Loop）第八章DNA的复制（replication）1、DNA合成（synthesis）底物（substrates）：四种脱氧核苷三磷酸（dNTPs）、引物-模板接头方向：通过引物3’端的延伸进行合成动力来源：焦磷酸（PPi）水解2、DNA聚合酶（Polymerase(Pol)）通过1个活性位点来识别4种dNTPs，催化DNA合成。3、DNA聚合酶的3个结构域及其功能（1）手掌域（palmdomain）①包括2个催化位点：一个用于增加dNTPs，一个用于移除错误配对的dNTPs。②聚合位点：结合二价金属离子，改变催化位点周围的化学环境，促进催化；通过与新合成的DNA小沟中的碱基形成大量的氢键来检查最新添加的核苷酸碱基配对的准确性。③核酸外切酶位点（Exonucleasesite）/校正位点（proofreadingsite）（2）手指域（fingerdomain）①结合引入的dNTP，并将正确配对的碱基包围在催化的位置上。②弯曲模板以仅使催化位点上引物后第一个模板碱基暴露。③稳定焦磷酸。（3）拇指域（thumbdomain）①并不直接与催化相关联；②维持引物和活性部位的正确位置以及帮助维持DNA聚合酶与其底物之间的紧密连接。4、DNA聚合酶Ⅲ合酶的组成成分：2个τ蛋白、γ复合体（滑动夹装载器）、滑动夹、聚合酶III核心酶和2个柔性接头。（2个拷贝的DNA聚合酶Ⅲ核心酶和一个γ复合体）5、DNA聚合酶的延伸能力（processivity）：每次酶与接头结合时所添加的核苷酸的平均数，是酶处理多聚体底物的一种特性。6、滑动夹（Slidingclamp）：大大增加DNA聚合酶的动力，环绕新合成的双链DNA以及与引物模板接头相关的聚合酶。确保DNA聚合酶快速地与同一个引物模板接头重新结合从而增加聚合酶的延伸能力。真核滑动DNA夹是PCNA。滑动夹通过滑动夹装载器打开并安置在DNA上，只要出现引物模板接头，装载器就启动开环并装载。滑动夹只能在与其相互作用的所有酶都完成工作后才能从DNA上移除。7、复制叉上前导链和后随链的复制过程。在复制叉上前导链和后随链同时进行合成，用于协调两条DNA单链复制的是“长号模型（Trombonemodel）”，起延伸作用的酶为DNA聚合酶Ⅲ全酶。当解旋酶在复制叉处解开DNA螺旋时，前导链暴露出，待引物酶合成一小段RNA引物后，解旋酶与前导链上的DNA聚合酶作用，合成一条连续的DNA互补链。后随链模板并不是立即与DNA聚合酶作用，而是以单链DNA的形式伸出，并被SSB迅速结合，引物酶与DNA解旋酶相互作用从而被激活，在后随链上不连续合成一条新的RNA引物，产生的RNA：DNA杂交体被滑动夹装载器识别为引物-模板接头，随即DNA聚合酶开始一段冈崎片段的合成。当后随链上的DNA聚合酶完成一个冈崎片段后即从滑动夹和DNA上脱落。DNA引物酶周期性地与解旋酶结合并在后随链模板上合成新的引物，随即起始下一个冈崎片段的合成。8、复制时复制叉（replicationfork）上酶的种类和功能：引物酶（primase）：是一种能在单链DNA（ssDNA）模板上制造短RNA引物的特殊的RNA聚合酶；引物酶不需要用特异的DNA序列来起始新RNA引物的合成。DNA聚合酶（DNAPol）：可以延伸与DNA模板退火的RNA引物或DNA引物。内切酶（RNaseH）：识别并除去各条RNA引物的大部分。核酸外切酶（exonuclease）、连接酶（ligase）与前面3种酶共同作用于：RNA引物的产生和消失；拓扑异构酶（topoisomerase）：除去DNA解螺旋时在复制叉上形成的超螺旋。解旋酶（helicase）：催化双链DNA两条链的分离，在复制叉前解开双螺旋。单链结合蛋白（SSB）：稳定单链DNA（序列非特异性，协同结合）。9、DNA复制的起始——复制子（replicon）模型，由两种成分组成：①复制器（replicator）：指足够指导DNA复制起始的整套顺式作用的DNA序列。②起始子（initiator）：指能够特异性地识别复制器中的一个DNA元件并激活复制的起始的蛋白。10、大肠杆菌DNA复制的起始过程：（1）多个Dna-ATP蛋白结合到9核苷酸的单位重复序列上。（2）上述结合导致链在13核苷酸单位重复处分离。（3）与Dna-ATP结合的DnaB和DnaC与起始位点结合（4）装载器催化解旋酶蛋白环的打开和套装在单链DNA起始位点的位置上，安装之后又导致装载器的脱离并激活解旋酶。（5）每个解旋酶招募一个引物酶，在各自的模板上合成一条RNA引物。解旋酶的运动还将多余的DNA除去。（6）新合成的引物被两个DNA聚合酶III全酶中的夹子装载器元件识别。滑动夹在每条引物上组装，前导链的合成是由各个全酶中的两个核心DNA聚合酶III全酶中的一个启动的。（7）当各个DNA解旋酶运动约1000bp之后，在各自的后随链模板上合成第二条RNA引物，并装载滑动夹。产生的引物-模板接头被全酶中的第二个DNA聚合酶III全酶中的第二个核心酶识别，导致后随链的合成启动。（8）现在各个复制叉上的前导链和后随链的合成都已启动，并将持续到模板的末端或遇到邻近复制起始位点产生另一个复制叉为止。11、真核细胞DNA复制起始过程：前复制复合体的形成和活化指导真核细胞中的复制起始。包括两个步骤：（1）复制器的选择（Replicatorselection）：pre-RC的组装是一个有序的过程。由起始位点识别复合体与复制器的结合引发ORC与复制器结合后，至少募集另外两个蛋白：Cdc6和Cdt1，这3个蛋白共同作用募集真核DNA解旋酶——Mcm2-7复合体来完成pre-RC的形成。（2）起始位点的激活（Originactivation）：细胞进入S期后Cdk和Ddk对复制蛋白磷酸化以引发复制起始，Mcm复合体的活化（解旋后）募集辅助因子和DNA聚合酶δ和ε，之后DNA聚合酶α引物酶被招募，其在起始位点出现后合成一段RNA引物，并进行有限的延伸。产生的引物-模板接头被滑动夹装载器识别并组装滑动夹PCNA。聚合酶δ和ε都能够识别此引物并开始前导链的合成。解旋一段时间后，引物酶合成额外的引物，使聚合酶δ和ε可以进行后随链DNA合成的起始。12、真核生物复制起始点的特异序列：起始子蛋白质结合位点、AT序列。13、为什么仅发生一轮复制？对pre-RC形成和激活的调控使每个细胞周期中仅有一轮复制发生。Cdk活性低时，允许pre-RC的形成，但不激活pre-RC；当Cdk活性高时，新的pre-RC的形成被抑制，已有的pre-RC被激活。细胞周期调控Cdk的活性和pre-RC的形成。14、端粒酶（telomerase）的组成及解除末端复制的原理：端粒酶是一个新型的DNA聚合酶，它不需要外源模板。端粒酶用其RNA成分与端粒单链DNA区域的3’端退火，随后用其反转录活性合成DNA至RNA模板末端，这时端粒酶将RNA从DNA产物上移去并重新结合到端粒的末端，重复上面的过程。端粒酶通过延伸染色体3’端解决了末端复制问题。3'端的延伸使DNA聚合酶合成一个新的冈崎片段，从而防止染色体末端遗传信息的丢失。第十二章DNA的转录（transcription）1、转录与复制的区别：相同点：化学反应和酶促反应机制相似，都属于多核苷酸聚合反应。不同点：产物是由核糖核苷酸组成；RNA聚合酶（RNApolymerase(RNAP)）催化转录，不需要引物，能从头合成；RNA产物并不是一直和模板DNA链的碱基保持互补状态；不如复制精确（错误率：10-4）转录是有选择性复制基因组的特定部分，并从任何特定的部分产生一个到数百甚至上千个拷贝，而复制必须将整个基因组全部拷贝。2、RNA聚合酶的形状是“蟹爪”，有5条通道：RNA出口通道、DNA进入通道、核苷三磷酸（NTP）摄取通道、模板链（T）通道、非模板链（NT）通道。DNA聚合酶的形状是“手”。3、转录发生的几个步骤：（1）起始（Initiation）：三个步骤①形成闭合式复合体；②形成开放式复合体；③启动子逃离：稳定的三重复合体（酶、DNA、RNA，是向延伸阶段的转变）。（2）延伸（Elongation）：在真核细胞中的延伸因子包括ELL家族和P-TEFb，同时真核生物的转录延伸过程和加工过程偶联。（3）终止（Termination）：细菌内的终止有两种机制，Rho-依赖型和Rho-非依赖型；真核细胞有两个模型，“鱼雷模型”和“变构模型”。4、原核细胞启动子序列的特征及其被σ因子识别的方式：原核生物启动子在序列上不同的，但都有明确地典型特征，即-10区和-35区。启动子被大肠杆菌σ因子（主要为σ70）识别，包括两个保守序列，-10区和-35区，由17-19个核苷酸组成的非特异性延伸分开，+1是转录起始点的位置。启动子包含可识别序列-10区和-35区，但启动子序列是不一样的。5、原核细胞RNA聚合酶的结构特点及功能：RNA聚合酶是一个边合成边校对RNA的向前行进的机器。6、转录不需要RNA引物，复制需要。7、流产性起始（Abortiveinitiation）：RNA聚合酶合成并释放短于10个核苷酸的小RNA转录物。终止子（Terminator）：引发聚合酶从DNA上脱离并释放出合成的RNA的一段序列。核糖体循环（ribosomecycle）：在细胞中，核糖体大小亚基相互之间及与mRNA之间相结合，翻译完mRNA、蛋白质合成后相互分离，这种结合与分离相间的顺序称为核糖体循环。8、原核细胞的转录过程：（1）（