分子生物学第4章重点及试题

一、名词解释：转录:是指以DNA为模板，在依赖于DNA的RNA聚和酶催化下，以4中NTP（ATP、CTP、GTP和UTP）为原料，合成RNA的过程。转录单位(transcriptionunit):从启动子到终止子的序列(转录起始点)。模板链（templatestrand）:又称反义链,指与转录物互补的DNA链（极性方向3’→5’）。编码链:又称有义链,指不作模板的DNA单链（极性方向5’→3’）。hnRNA：核内不均一RNA，是存在于真核细胞核中的不稳定，大小不均一的一组高分子RNA的总称。转录的极性：转录的效率与转录单位的位置有关。转录起始：RNA聚合酶与DNA转录启动子结合形成有功能的转录起始复合物的过程。启动子（Promoters）：指DNA分子上被RNA聚合酶、转录调节因子等识别并结合形成转录起始复合物的区域。核心启动子：RNA聚合酶能够直接识别并结合的启动子。RNA聚合酶：是催化以DNA为模板（template）、三磷酸核糖核苷为底物、通过磷酸二酯键而聚合的合成RNA的酶。C端结构域(CTD)：RNApolⅡ的大亚基中有C末端结构域。CTD中含一保守氨基酸序列的多个重复Tyr－Serp－Pro－Thrp－Serp－Pro－SerpC端重复七肽。沉默子（silencer）：沉默子能够同反式因子结合从而阻断增强子及反式激活因子作用并最终抑制该基因的转录活性的真核基因中的一种特殊的序列。增强子(enhancer)：是一类正调控元件，能够从转录起始位点的上游或下游数千个碱基处来激活转录。绝缘子（insulater）：阻断增强子或沉默子的DNA序列。上游：转录起点上游的序列，是调控区，与转录的方向相反。下游：转录起点下游的区域，是编码区，与转录的方向一致。转录起点：＋1位点，RNA聚合酶的转录起始位点，起始NTP多为ATP或GTP。转录泡：在转录时RNA聚合酶Ⅱ（RNAPⅡ）与DNA模板结合，会形成一个泡状结构，成为转录泡。转录压制：指转录因子的过度表达，抑制受特异性调节基因的基本转录装置，引起转录抑制。上游激活序列(UAS)：TATA框上游的保守序列称为上游启动子元件或上游激活序列。锌指结构：在蛋白质中，一小段保守的氨基酸序列（约23个氨基酸残基）结合一个锌离子而形成的一个相对独立的功能域。终止子（terminator）：在转录的过程中，提供转录终止信号的RNA序列。抗终止子：有的蛋白因子能作用于终止序列，减弱或取消终止子的作用，称为抗终止作用，这种蛋白因子就称为抗终止因子。/引起抗终止作用的蛋白质。RNA加工：指新合成的前体RNA分子所经历的结构和化学方面的修饰与成熟的过程。帽子结构：在RNA链长度超过20-30nt之前，其5’端经化学修饰被加上了一个7-甲基鸟苷残基，这种5’末端的修饰称为帽子结构poly（A）尾巴：核内不均一RNA和mRNA在其3’-末端的一个独特的结构，由AMP残基组成的长链。多聚腺苷化（polyadenylation）：添加poly（A）到RNA分子上的过程。SD序列：原核生物起始密码子AUG上游7-12个核苷酸处一段可以与16SrRNA的3’端反向互补保守区。选择性剪接：一个hnRNA（pre-mRNA）转录本，通过外显子的剪接、重组，产生多个成熟的mRNA的机制。组成性剪接：一个基因的转录产物通过剪接只能产生一种成熟的mRNA.它和选择型剪接的区别是后者可以产生多种成熟mRNA。剪接体：在剪接过程中形成的剪接复合物称为剪接体,剪接体的主要组成是蛋白质和小分子的核RNA(snRNA)。复合物的沉降系数约为50～60S,它是在剪接过程的各个阶段随着snRNA的加入而形成的。RNA编辑：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。内含子：断裂基因的非编码区，可被转录，但在mRNA加工过程中被剪切掉。外显子：断裂基因中的编码序列，在剪接后仍保存下来，并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质。断裂基因：真核生物结构基因，由若干个编码序列和非编码序列互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码序列再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质。启动子的清理：当开放的启动子复合物足够稳定是，RNA聚合酶离开启动子，释放出σ亚基，核心酶空出启动子位点以进行下一次转录起始。指导RNA：一类小RNA分子，其部分序列可与被编辑的RNA序列互补。二、●3类特异性转录因子：酸性功能域、富含Gln功能域、富含Pro功能域以3种方式发挥作用：①改变DNA构象②影响基本转录起始复合体装置③影响其他调节因子的活性●RNA转录3个过程（起始、延伸、终止）●真核生物中有三种不同的RNA聚合酶，因此也有三种不同的启动子：RNApolⅠ启动子、RNApolⅡ启动子、RNApolⅢ启动子。●说明RNApol全酶各个亚基的主要功能。（2）σ亚基：转录起始时与核心酶结合成全酶，使全酶能识别启动子的SextamaBox(－35区，R位点)、PribnowBox（-10区，B位点）,选择并紧密与模板链发生特异性结合。不同的σ因子与核心酶结合，可识别不同的启动子。全酶完成转录发动后，σ亚基离开全酶。可重复使用。（2）α亚基：核心酶的组建因子，促使RNApol与DNA模板链结合前端α因子－－使模板DNA双链解链为单链尾端α因子－－使解链的单链DNA重新聚合为双链（3）β亚基：模板链结合位点，包含RNA/DNA杂交链结合位点•完成NMP之间的磷酸酯键的连接•编辑功能（排斥与模板链不互补的碱基）•与Rho（ρ）因子竞争RNA3’－end•构成全酶后，β因子含有两个位点：起始位点I（initiationsite.Rifs）:对利福平敏感，该位点专一性地结合ATP或者GTP（需要高浓度的ATP或GTP）延伸位点E（elongationsiteRifR）:对利福平不敏感，对NTP没有专一性的选择，从而保证了RNA链的延伸（4）β’亚基：促进RNA聚合酶与非模板链结合。RNA聚合酶核心酶4个功能位点：非模板链结合位点、模板链结合位点、双链DNA解旋位点、双链DNA重绕位点●原核生物启动子结构及各部分功能。答：启动子由两个部分组成：上游部分：上游控制因子（UCE）：CAP-cAMP的结合位点CAP：降解物基因活化蛋白cAMP：环腺苷酸（cAMP）的受体蛋白下游部分：核心启动子（corepromoter）：－35区（RNApol识别位点，Rsite）、－10区（RNApol结合位点，Bsite）、转录起点（+1位点，Isite）Sextama盒：-35区序列（TTGACA），位于复制起点上游35区处的6核苷酸序列，能直接被RNA聚合酶全酶中的σ因子识别并结合。Pribnow盒：-10区序列（TATAAT），位于-10区处的6核苷酸序列，能使RNA聚合酶识别DNA双链中的模板链，确保转录的链和方向无误。●真核生物启动子①RNApolⅠ：负责转录rRNA顺式作用元件：UPE（上游启动子元件）、Corepromoter（核心启动子元件）反式作用因子：UBF（上游启动子元件结合因子）、SL1（选择性因子）②RNApolⅡ：负责转录hnRNA（mRNA前体，核不均一RNA）、部分snRNA（核内小分子RNA）顺式作用元件：+1区、-30区、-70区、-90区（Capsite、TATA-box、CAAT-box、GCisland）反式作用因子：TFⅡA、TFⅡB、TFⅡD、TFⅡE、TFⅡF、TFⅡH③RNApolⅢ：负责转录5SrRNA、tRNA的前体、Alu序列和部分snRNA顺式作用元件：内部启动子Ⅰ（Abox、Bbox）内部启动子Ⅱ（Abox、Bbox）反式作用因子：内部启动子Ⅰ（TFⅢC、TFⅢB）内部启动子Ⅱ（TFⅢA、TFⅢC、TFⅢB）（TFⅢC：辅助TFⅢBTFⅢB：定位因子，结合到A-box上游）在UBF与DNA结合后，SL1方可结合上来，它类似原核生物RNA聚合酶中的σ因子，确保RNA聚合酶正确定位在起始点上。UBF与RNA聚合酶Ⅰ相互作用可识别不同来源的模板，但SL1具有种属特异性。TFⅢA：TFⅢA在一行上有9个锌指，他们会插入到5SrRNA基因内部启动子的每一面的大沟中，这就使特异的氨基酸能够与特异的碱基接触并相互作用，形成致密的protein-DNA复合物。启动子上游元件（USE）：GC岛（GGGCGG）:严格控制RNA的转录启动CAAT盒（GGC(T)CAATCT）：决定启动子起始转录的效率，增强启动子的强度●试比较原核和真核细胞的mRNA的异同.⑴原核生物①原核生物mRNA的半衰期短。②许多原核生物mRNA以多顺反子形式存在。③其5’端无帽子结构，3’端没有或只有较短的poly(A)。④原核细胞mRNA（包括病毒）有时可以编码几个多肽。⑤原核生物常以AUG（有时GUG，甚至UUG）作为起始密码子⑵真核生物：①其5’端存在帽子结构。②绝大多数真核生物mRNA具有poly(A)尾巴。③其RNA最多只能编码一个多肽。④真核生物几乎永远以AUG为起始密码子。●剪接分支位点核苷酸是腺嘌呤核糖核苷酸●RNA链合成的特点：1.RNA是按5’→3’方向合成2.以DNA双链中的反义链（模板链）为模板3.以4种三磷酸核苷（NTPs）为原料4.根据碱基配对原则5.各核苷酸间通过形成磷酸二酯键相连6.不需要引物7.合成的RNA带有于DNA编码链相同的序列●真核生物RNA聚合酶Ⅱ转录起始①TFⅡD因子对TATA盒的识别，TFⅡA与TFⅡD和其中的TBP结合，增强并稳定TFⅡD与TATA盒的结合，形成“前转录起始复合体（TIC）”（TFⅡD因子:TATA盒结合蛋白TBP、至少8个TBP辅助因子TAF）②随后TFⅡB作为TFⅡD和RNA聚合酶的桥梁因子，富集高浓度RNA聚合酶到启动子周围，TFⅡF和TFⅡH使DNA解螺旋后有助于RNA聚合酶的转录与移动。形成“基本转录起始复合体（TIC）”③TFⅡH的激酶活性使RBPⅡA型的CTD发生高频的磷酸化，转换为ⅡO型的高转录活性的RNA聚合酶。形成“完全的转录起始复合体（TIC）”④RNA聚合酶在启动转录前清理转录起始复合体后，仅与TFⅡF因子一起完成转录的延伸（TFⅡD：对增强子和沉默子作出反应）●原核生物与真核生物启动子的主要差别？原核生物TTGACA---TATAAT------起始位点-35-10真核生物增强子---GC---CAAT----TATAA—5mGpp—起始位点-110-70-25●增强子的组织和细胞学表达特性：（1）远距离作用（2）增强子的位置无需固定，可在受其调控基因的上游、下游、或内部。（3）一个增强子可以包含一个以上能够被转录激活子识别的元件。●沉默子：①可以在远距离调控转录（至少1kb以外）。②可以使染色质卷曲成浓缩的难以接近的非活性的形式。与组蛋白的去乙酰化有关。③沉默子是一种通过延伸DNA的异染色质化而影响染色质结构，形成高密度的异染色质，从而关闭转录的DNA元件。●绝缘子：①是一段具有特化染色质结构的区域，能够阻断增强子和沉默子对靶基因的作用效应。②当绝缘子位于增强子和启动子之间时，可以阻断增强子上的激活子与下游基本转录复合物的结合，从而阻止增强子对启动子的表达效应。③当绝缘子位于沉默子和启动子之间时，可以提供一道屏障墙，阻止沉默子的异染色质化区域的延伸，从而阻断沉默子对下游靶基因的失活效应。●终止子：1）一种是依赖ρ因子(ρfactor)的转录终止子2）一种是不依赖ρ因子的转录终止子●帽子结构的功能①保护mRNA，防止降解。②将mRNA转运出细胞核。③增强mRNA的可译性。④帽子结构是pre-mRNA正确剪切所必需。⑤与某些RNA病毒的正链RNA的合成有关，抢夺宿主mRNA的帽子⑥5’端完整的帽子结构将有利于第一个内含子的剪切。●poly（A）尾巴的作用：①稳定mRNA，防止降解。②促进mRNA的翻译。③在拼接和mRNA向核外运输的过程中发挥作用。●多腺苷酸化的意义：①参与新生RNA从DNA/RNA/RNA聚