分子生物学复习资料

分子生物学1题型：名词解释10*2分；填空35*1分；简答5*7分；论述1*10分第二章核酸的结构与功能1.简述细胞的遗传物质，怎样证明DNA是遗传物质答：基因学说：基因作为遗传因子决定着生物的性状，并能自我复制，稳定地遗传给后代。对于DNA是遗传物质的认识经历了三个阶段：①肺炎双球菌实验：说明性状可遗传给后代；②T2噬菌体侵染E.coli【35S、32P同位素示踪法】遗传物质是核酸，不是蛋白质；③DNA双螺旋结构模型：决定DNA分子具有自我复制和亲代向子代传递遗传信息能力。2.研究DNA的一级结构有什么重要生物学意义（1）核酸的一级结构是指分子中的脱氧核苷酸/核苷酸的排列顺序即碱基排列顺序。即一个核甘酸的戊糖3’醇羟基和另一个核苷酸的5’磷酸基形成3’，5’-磷酸二酯键。（2）DNA分子一级结构定则：①不同物种间DNA碱基组成一般是不同的；②同一物种不同组织中的DNA样品的碱基组成相同；③一个物种的DNA碱基组成不会因个体的年龄营养状况和环境改变而改变；④任何一个DNA样品中，A=T,C=G,A+C=T+G,A+C+G+T=100%；⑤多聚核苷酸均有5’末端和3’末端；⑥一级结构决定了二级结构，而二级结构又决定和影响着一级结构的信息功能，两者处于动态平衡中；⑦碱基顺序就是遗传信息存储的分子形式。3.DNA双螺旋结构有哪些形式，说明其主要特点和区别答：（1）稳定结构因素：①碱基对之间形成的氢键；②碱基堆积力；③正负电荷作用。（2）结构特征：①主链：两主链以反平行方式盘绕，脱氧核糖和磷酸通过3’,5’-磷酸二酯键连成骨架，磷酸与核糖主链位于螺旋外侧，碱基排列在螺旋内侧。②碱基配对：嘌呤与嘧啶配对，A、T形成两个氢键，C、G形成三个氢键→碱基互补；③螺旋参数：两个相邻碱基对之间绕螺旋轴旋转夹角为36°，旋转一圈包括10个核苷酸；④大沟与小沟─┬大沟（2.2nm）空间位阻较小，碱基种类差异易于识别，DNA结构│蛋白识别双螺旋结构的特异区域。位于相毗邻的双股之间。└小沟（1.2nm）位于双螺旋的互补链之间（3）双螺旋结构类型：→DNA分子的多态性。①B型双螺旋（B-DNA）：生物体内绝大多数DNA以B型双螺旋形式存在；（右手双螺旋）②A型双螺旋（A-DNA）：右手双螺旋；③Z型双螺旋（Z-DNA）：人工合成，左手双螺旋。4.简述组蛋白有哪五个方面的特点答：（1）真核生物染色体蛋白质主要为组蛋白和非组蛋白；（2）组蛋白有5种，含量丰富，是染色体的结构蛋白，为H1，H2A，H2B，H3和H4；（3）组蛋白在不同物种都具有高度的保守性；（4）组蛋白重要特性：①进化上极端保守；②有组织特异性；③肽链上的氨基酸分布不对称；④组蛋白有被修饰的现象；⑤富含Lys的组蛋白H5；（5）核小体：真核生物染色质的基本结构单位，由四种组蛋白H2A，H2B，H3和H4构成八聚体，作为核小体的核心颗粒，再由DNA缠绕在颗粒表面。5.简述细胞内RNA的分布及结构特点答：（1）RNA，通常为单链线型分子，在分子内可自身回折形成局部的双螺旋，进而折叠不同复杂度的高度结构，除部分RNA外，细胞中绝大多数RNA都与蛋白质形成核蛋白复合物。（2）①mRNA，存在于细胞质中：A真核生物RNA是单顺反子，即每种mRNA分子只编码一种蛋白质信息，原核细胞的mRNA多分子生物学2为多顺反子，即一个mRNA分子含几种蛋白质信息，编码几种P50；B一般不稳定，代谢活跃，半衰期短；C含量最少，将核内DNA转录至核糖体，指导蛋白质合成；D种类多，作为不同蛋白质合成的模板；E5’端帽子结构和3’pdy与mRNA稳定性直接相关。②tRNA，A含量相对多，但分子量最少，转运氨基酸；B三叶草结构③rRNA，A含量最多，非单独游离存在，与多种小分子蛋白结合成核糖体颗粒形成；B所有核糖体由大小不同的两个亚基组成真核：80S（由60S和40S组成）;原核：70S（由50S和30S组成）C各种rRNA的一级结构中核苷酸残基数及顺序都不同，有特定二级结构；DrRNA分子内含大量的茎环结构。6.简述细胞内RNA的结构特点以及与DNA的区别答：（1）RNA，通常为单链线型分子，在分子内可自身回折形成局部的双螺旋，进而折叠不同复杂度的高度结构，除部分RNA外，细胞中绝大多数RNA都与蛋白质形成核蛋白复合物。（2）区别：①碱基组成与含量不同：RNA中A、G、C、U，在DNA中A、C、G、F，RNA中有许多稀有碱基或微量碱基，而DNA分子中除个别之外，不存在稀有碱基；②RNA分子中核糖为D-核糖，DNA中则为D-2-脱氧核糖；③RNA中的碱基不严格遵守Chergaff规则。④绝大多数RNA分子为多聚核苷酸单链，但由于分子内的部分互补核苷酸之间通过氢键配对形成双链区，，故存在局部的双螺旋。⑤在碱性溶液中，RNA分子较敏感，易被水解为2’，3’-环状单核苷酸，而DNA由于不能形成2’，3’-环状单核苷酸磷酸酯，对碱性溶液比较稳定，不易被水解；⑥RNA的Tm大大低于DNA，增色效应不明显；⑦根据中心法则，RNA是遗传信息的传递者和表达者，大多数情况下，遗传信息以DNA到RNA，最后传递给蛋白质，表达为蛋白质或酶；⑧某些RNA病毒以RNA为遗传信息载体，复制模板；⑨某些RNA具有催化结构，称为核酶。7.什么是miRNA,有什么作用？概念：微小RNA（miRNA），指植物和动物细胞中自然产生的一类小分子RNA。功能：与特异性mRNA的3’-UTR碱基配对，通过阻止这些mRNA的翻译来使沉默基因而不表达，或导致某些目标RNA降解。miRNA可通过NB被检测。8.检测核酸变性的定性和定量方法是什么？具体参数如何？答：（1）概念：凡是破坏双螺旋结构的作用力的因素都可使DNA双螺旋解链，导致DNA变性；（2）引起变性：①加热②极端PH③有机溶剂，尿素和酰胺等。（3）变性的最简单的定性和定量方法：紫外吸收光谱变化；（4）变性后：溶液粘度下降，沉淀速度增加，浮力密度上升，紫外吸收高；（5）Tm值大小影响因素：DNA均一性、G-C碱基对含量、介质中离子强度。9.核酸的分子杂交一般有几种类型？它们分别用于检测哪些物质？答：滤膜杂交分类：①Southern印迹法：检测DNA；②Northern印迹法：检测RNA；③Western印迹法：检测蛋白质，常用抗原-抗体的特异反应。第三章基因与基因组的结构与功能1.了解基因命名的原则，符号特征（1）原则：1.用三个小写英文斜体字母表示基因的名称2.在三个小写英文斜体字母后面加上一个斜体大写字母表示其不同的基因型，全部正体表蛋白产物和表型分子生物学33.对于质粒和其他染色体成分，如果是自然产生的质粒，用三个正体字母表示，第一个字母大写，如ColE1.如果是重组质粒，则在两个大写字母前加一个p,大写字母表示构建该质粒的研究者或单位。4.对于酵母，一般用三个大写斜体字母表示基因的功能，后面的数字表示不同的基因型。（2）符号特征：1.每个基因的符号具有唯一性2.基因符号是基因名称的缩写，一般不超过6个字母3.基因符号应由阿拉伯数字与拉丁字母组成而成4.基因符号不应含标点符号5.基因符号不应以G为末端6.基因符号不涉及其2掌握原核与真核生物基因组的一般特点（1）原核生物基因组的特点：1.基因组通常仅由一条环状双链DNA分子组成。2.基因组中只有1个复制起点。3.具有操纵子结构。4.细菌的结构基因一般无重叠现象。5.原核基因的基因序列是连续的，无内含子结构。6.编码区和非编码区（主要是调控序列）在基因组中约各占50%。7.基因组中的重复序列很少。8.具有编码同功酶的基因这是一类结构不完全相同，而功能相同的基因。9.细菌基因组中存在可移动的DNA序列，包括插入序列和转座子。10.原核基因的基本结构特点：启动子、操纵基因、调控序列、结构基因、终止子。（2）真核生物基因组的特点：1）、基因组分子质量大2）、一般有多条线性的染色体，含多个复制起点。3）、核内DNA与蛋白质稳定结合，组装成染色体结构。4）、有核膜，使转录和翻译在时空上有分隔。5）有大量重复序列。6）、蛋白质基因一般为单拷贝，转录产物为单顺反子mRNA，其基因表达有众多调控因子参与。7）、绝大多数真核生物基因都含有内含子。8）、存在可移动的DNA序列。3.名词解释：重叠基因、断裂基因、内含子、外显子、假基因、ORF重叠基因:是指具有部分共用核苷酸序列的基因，即同一段DNA携带了两种或两种以上不同蛋白质的编码信息。断裂基因：基因内部插入了不编码序列，使一个完整的基因分隔成不连续的若干区段，这样的基因叫做断裂基因或不连续基因。外显子：在不连续基因中有编码功能的区段成为外显子。内含子：内含子是一个基因中非编码DNA片段，它分开相邻的外显子。假基因：具有与功能基因相似的序列，但由于有许多突变以致失去了原有的功能，所以假基因是没有功能的基因。开放阅读框ORF：是指从起始密码子起到终止密码子止的一段连续的密码子区域，它是观察DNA序列。当没有已知的蛋白质产物时，该区域被称为可读框，而当确知该可读框编码某一确定蛋白质时，则称为编码区。一个可读框是潜在的编码区。4.分别写出病毒、原核、真核生物基因组的概念和特点，比较它们的异同点。（1）病毒基因组的特点：①种类单一；②单倍体基因组：每个基因组在病毒中只出现一次；③形式多样；④大小不一；⑤基因重叠；⑥动物/细菌病毒与真核/原核基因相似：内含子；⑦具有不规则的结构基因；⑧基因编码区无间隔：通过宿主及病毒本身酶切；⑨无帽状结构；⑩结构基因没有翻译起始序列。分子生物学4（2）原核生物基因组的特点:1.基因组通常仅由一条环状双链DNA分子组成。2.基因组中只有1个复制起点。3.具有操纵子结构。4.细菌的结构基因一般无重叠现象。5.原核基因的基因序列是连续的，无内含子结构。6.编码区和非编码区（主要是调控序列）在基因组中约各占50%。7.基因组中的重复序列很少。8.具有编码同功酶的基因这是一类结构不完全相同，而功能相同的基因。9.细菌基因组中存在可移动的DNA序列，包括插入序列和转座子。10.原核基因的基本结构特点：启动子、操纵基因、调控序列、结构基因、终止子。（3）真核生物基因组的特点：1）、基因组分子质量大2）、一般有多条线性的染色体，含多个复制起点。3）、核内DNA与蛋白质稳定结合，组装成染色体结构。4）、有核膜，使转录和翻译在时空上有分隔。5）有大量重复序列。6）、蛋白质基因一般为单拷贝，转录产物为单顺反子mRNA，其基因表达有众多调控因子参与。7）、绝大多数真核生物基因都含有内含子。8）、存在可移动的DNA序列。第四章DNA的复制1.什么是DnaA蛋白？DnaA蛋白有哪三个作用？答：DnaA蛋白是DnaA基因的产物，DnaA蛋白是起始因子，它参与DNA复制的起始有三个作用：一、只与处于负超螺旋的DNA分子结合，在ATP参与下，结合于OriC中的4个9聚体形成起始复合物；二、促使OriC中的三个富含AT的13聚体重复序列区解链，也需ATP参与，HU对此过程有促进作用；三、引导DnaB-DnaC复合物进入局部解链区，形成引发前体复合物。2.DNA复制一般采取哪些方式？答：θ形复制、滚环式复制、D-环式复制，θ形复制是对双链环状分子的双向复制；滚环式复制是单向复制，是许多病毒，细菌因子及真核生物中基因放大的基础，λ噬菌体复制后期，φX174等具有单链环形基因组DNA的E.coli噬菌体采用滚环复制机制，其双链复制型DNA分子能产生多拷贝的单链子代DNA分子。D-环式复制又称取代环复制，是单向复制方式，大多数线粒体DNA以这种方式复制。3列出原核生物DNA复制的酶和蛋白因子体系？（不确定答案）答：DNA聚合酶I、II、III、IV、V；DNA连接酶4.DNA聚合酶5’→’的活性有哪三个作用？答：PolI的5’→3’核酸外切酶活性有3个作用：一、作用于双链DNA中的一条单链的某个切口处，从5’端水解下单核苷酸或寡核苷酸片段，因此，PolI在切除由紫外线照射而形成的嘧啶二聚体中起重要作用；二、用于在体外通过切口平移标记DN