2007分子生物学A答案

中国海洋大学命题专用纸（首页）------------------------------------------------装装装------------------------------------------------------------------订订订------------------------------------------------------------线线线---------------------------------------------------------------2006-2007学年第2学期试题名称：分子生物学共3页第1页专业年级学号姓名授课教师分数一、名词解释（每个2分，共20分）1）Genome生物体遗传物质的全部序列，它包括每一条染色体和任何亚细胞器的DNA的序列。2）RNAediting在mRNA水平上发生信息变化的过程。3）Transposon能将自身插入基因组新位置的DNA序列（与靶位点无任何相关序列）。4）Enhancer是一个顺式作用序列，能提高一些真核生物启动子的利用率，并能够在启动子任何方向以及任何位置（上游或下游）起作用。5）Centraldogma描述遗传信息的本质：核酸序列可通过复制、转录和反转录，使之永存或互变，但核酸翻译成蛋白质是单向的，因为核酸序列不能从蛋白质序列中重新得到。6）C值矛盾C值是指单倍体基因组中DNA的总量，C值矛盾是指一个有机体的C值与它的编码能力缺乏相关性。7）反义RNA一条单链RNA与一条mRNA的互补区发生碱基配对作用，会阻遏这条mRNA的表达。8）锌指结构含DNA结合区域，它代表一类转录因子。9）开放阅读框由编码氨基酸的三联体组成的连续DNA序列，能翻译成蛋白质，由起始密码子开始，终止于终止密码子。10）GU-AG规则指在细胞核基因的内含子开始和结束出现的固定的脱氧核苷酸。二、填空题（每空1分，共15分）1、DNA结合蛋白的基本结构域有锌指结构、亮氨酸拉链和HTH等。2、PCR的基本反应过程包括：变性、退火和延伸三个阶段。3、真核生物基因表达DNA水平上的调控方式有基因扩增、基因丢失和基因重排与交换。4、真核生物的mRNA加工过程中，5’端加帽子，3’端加polyA尾。5、根据剪接方式，内含子分为转酯反应和非转酯反应。6、释放因子蛋白与核糖体A位点的终止密码结合，导致肽基转移酶水解连接新生多肽与tRNA分子间的化学键。7、切除修复途径可以切去任何造成DNA双螺旋大片段改变的DNA损伤。8、tRNA除参与翻译过程外，还参与逆转录。三、判断题（每题1分，共15分）1、只要子链和亲本链中的一条或两条被甲基化，大肠杆菌中的错配修复系统就能把它们区别开来，但如果两条链都没有甲基化则不行（x）2、E.coliDNA聚合酶缺失3’5’外切酶活性会降低DNA合成速率，但不影响可靠性（x）3、同源重组包括DNA片段物理交换，过程涉及DNA骨架磷酸二酯键断裂和重新形成（0）中国海洋大学命题专用纸（附页）------------------------------------------------装装装------------------------------------------------------------------------------------订订订------------------------------------------------------------线线线---------------------------------------------------------------2006-2007学年第2学期试题名称：分子生物学共3页第2页4、RNA聚合酶I合成DNA复制所需的RNA引物（x）5、大肠杆菌乳糖操纵子转录过程中RNA聚合酶与操纵基因结合（x）6、高等真核生物的大部分DNA是不编码蛋白质的（0）7、组蛋白基因和rRNA基因都是以串联的形式存在于真核生物基因组中（x）8、前体三磷酸核苷通过对生长中RNA链的磷酸的亲和攻击加到链上（x）9、摇摆碱基位于密码子的第三位和反密码子的第一位（0）10、RecA蛋白对于同源重组和位点特异性重组都是必需的（x）11、真核生物tRNA含有内含子，其剪接酶系依赖tRNA共同的二级结构识别剪接位点（0）12、从严格意义上来讲，逆转录不属于转录范畴；逆转录酶属于DNA聚合酶（0）13、真核生物DNA复制时，核小体组蛋白八聚体的遗传方式是半保留式的（x）14、BAC载体是以噬菌体DNA为基础改造构建的（x）15、玉米转位因子Ds/Ac组中的Ds元件是自主转座元件（x）四、简答题（每题5分，共20分）1、简述线形染色体末端复制的模式线状DNA环化（噬菌体）或连成多聚体（T7噬菌体）；DNA形成特殊结构，如末端产生发夹，不产生自由末端；还可以形成十字交叉结构，如草履虫线状线粒体DNA复制；专一性蛋白与末端作用保证其引发，腺病毒、φX29噬菌体等线性病毒核酸有蛋白与5’末端碱基共价相连。可变末端，真核生物DNA末端有多拷贝的短重复单位，拷贝数可变化，可以加上或去掉，因此不必正确复制到末端。2、SOS修复的机制正常情况下：阻遏蛋白LexA结合在SOS框，封闭SOS网络基因的表达；RecA的蛋白酶活性也不表现出来，此时RecA可参与重组修复。当DNA损伤复制受阻，产生的单链DNA片段作为一种信号激活RecA的蛋白酶活性，使LexA分解为两个片段，开放SOS网络基因表达；umuC，umuD等SOS修复基因的表达可对DNA聚合酶进行修饰，校对功能亚基发生改变，聚合酶忠实性下降，识别结构变形的能力下降，而允许新生的DNA链越过突变部位，在相对应的位置引入错误碱基；SOS修复产生大量错配碱基，部分可被其它修复系统纠正，但未被纠正的错配碱基仍然很多，结果导致突变，但至少生物体会存活下去。3、简述真核生物基因的结构在遗传学上通常将能编码蛋白质的基因称为结构基因。真核生物的结构基因是断裂的基因。一个断裂基因能够含有若干段编码序列，这些可以编码的序列称为外显子。在两个外显子之间被一段不编码的间隔序列隔开，这些间隔序列称为内含子。每个断裂基因在第一个和最后一个外显子的外侧各有一段非编码区，有人称其为侧翼序列，在侧翼序列上有一系列调控序列。4、在体内，rRNA和tRNA都具有代谢的稳定性，而mRNA的寿命却很短，原因何在？在不同的营养状态或细胞分化期间，mRNA的(种类和数量)变化很大；rRNA和tRNA则无此特性。mRNA游离存在于细胞之中，并且被特异的单链RNA核酸酶所降解。tRNA和rRNA是部分双链的，所以能够免遭核酸酶的攻击。另外，rRNA不是游离存在的，通常同蛋白质结合形成核糖体。五、问答题（每题10分，共30分，）1、举例说明原核生物基因转录的衰减子调控系统。衰减子：操纵子前导区内类似于终止子结构的一段DNA序列，称为衰减子。其作用是减弱操纵子的转录。以色氨酸操纵子为例前导序列的特点：前导序列部分区段富含GC，易形成发夹结构；末端8个U构成不依赖于因子的终止信号，能使mRNA合成提前终止；前导肽编码序列编码了一段14个氨基酸的前导肽，其前面是5个核糖体的强结合位点，编码序列中有一终止密码子UGA；前导序列中并列两个色氨酸密码子。前导序列的二级结构，trpmRNA前导序列中有4段区域存在某种互补关系：1-2区、2-3区、3-4区间都可进行局部氢键配对；1-2区，3-4区配对，构成不依赖于因子的终止信号，这种结构称为trp操纵子弱化子，将造成转录提前终止；2-3区配对转录可继续进行。中国海洋大学命题专用纸（附页）------------------------------------------------装装装------------------------------------------------------------------------------------订订订------------------------------------------------------------线线线---------------------------------------------------------------2006-2007学年第2学期试题名称：分子生物学共3页第3页当trp存在时，核糖体能够合成前导肽，核糖体将一直前进到1-2区间的终止密码子UGA，此时的核糖体伸展到2区，结果阻碍2-3区配对，会形成3-4配对，产生终止结构，RNA转录在弱化子处终止；当trp不存在，核糖体在1区的trp密码子处停顿，1区处于核糖体覆盖下，不能与2区配对，2-3区配对形成，迫使4区处于单链状态，不形成二级结构的终止信号，RNA聚合酶就穿过弱化子区继续转录。2、细菌和真核生物RNA翻译机理的异同1)真核生物的mRNA前体在细胞核内合成，合成后需经加工，才成熟为mRNA，从细胞核输入胞浆，投入蛋白质合成；而原核生物的mRNA常在合成尚未结束时，已开始翻译。真核生物mRNA含有5’端“帽子”和3’端的“尾”，为单顺反子，只含一条多肽链的遗传信息，合成蛋白质时只有一个合成的启动点，一个合成的终点；而原核生物的mRNA为多顺反子，含有蛋白质合成多个启动点和终止点，且不带有类似“帽”与“尾”的结构。在5′端方向启动信号的上游存在富含嘌呤的SD区段。真核生物的mRNA则无此区段。真核生物的mRNA代谢较慢，哺乳类动物mRNA的半衰期为4～6h，而细菌的mRNA半衰期仅在1～3min。此外真核生物的mRNA前体常含有插入顺序，即内含子，需要在加工时切除。2)核蛋白体真核生物的核蛋白体（80S）大于原核生物。小亚基为40S含有一种rRNA(18SrRNA)；大亚基为60S，含有3种rRNA（28SrRNA、5．8SrRNA和5SrRNA），所含的核蛋白体蛋白质亦多于原核生物。原核生物小亚基16SrRNA的3′末端有一富含嘧啶的区段，可与其mRNA启动部位富含嘌呤的SD区互补结合。在真核生物相应的rRNA（18SrRNA）中，无此互补区。3)真核生物起着启动作用的氨基酸tRNA为不需要甲酰化的Met－tRNAfMet而原核生物中为fMet-tRNAfMet，系Met－tRNAfMet经蛋氨酰tRNA转甲酰基酸催化后的产物。4)合成过程（1）启动。真核生物的启动因子（eIF）有9-10种，真核生物核蛋白小亚基先与Met－tRNAfMet结合，再与mRNA结合，此时需要一分子ATP。（2）肽链延长。真核生物中催化氨基酸tRNA进入受体的延长因子只有一种（EF1）。催化肽酰tRNA移位的因子称为EF2，可为白喉毒素所抑制。（3）终止。真核生物只需一种终止因子（RF），此终止因子可识别3种终止密码子，并需要三磷酸鸟苷。原核生物的终止因子有3种。此外，哺乳动物类等真核生物线粒体中，存在着自DNA到RNA及各种有关因子的蛋白合成体系，以合成线粒体的某些多肽。该体系类似原核生物蛋白合成体系。3、RNAi的基本原理及意义首先外源导入的双链核糖核酸(dsRNA被切割为21～23nt的小分子干扰核糖核酸(siRNA)。siRNA结合到核糖核酸酶复合物上形成RNA诱导的基因沉默复合体(RISC，RNA—inducedsilencingcomplex)。该复合体依赖ATP释能而将siRNA双链解聚成单链以激活RISC。活化的RISC通过切割与siRNA具有同源互补序列的基因转录体，最终导致基因沉默效应。目前具体的切割机制还不明了，研究表明每个RISC包括单链siRNA和核糖核酸酶RNase。如图所示RNAi主要通过在转录后(post-transcriptional)水平阻断基因的表达，并借此研究基因的功能。同时它为我们提供了一个治疗疾病的新途径。比如，我们可以按拟定的方式来关闭(shuttingoff)非必需或致病基因的功能。从理论上说，若能关闭致病基因的表达则很多疾病将被治愈。动物