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分子生物學復習分子生物學復習分子生物學復習V:1.0精細整理,僅供參考分子生物學復習日期:20xx年X月分子生物學復習題注意:請參照歷年題型復習(有判斷、填空、名詞解釋、看圖、問答等)第二章DNA的復制與修復1.名詞解釋:⑴復制起點(origin):DNA復制是從DNA分子上特定位置開始,此位置稱復制起點,是DNA復制所必需的一段特殊的DNA序列。⑵復制叉:DNA正在復制的分叉部位稱為復制叉(replicationfork)⑶復制眼:復制的DNA(尤其是雙向復制)在電鏡下象只眼睛稱復制眼(泡)⑷復制子:基因組中具有一個復制起點和一個復制終點并能在細胞中自主復制的單位。⑷DnaB:解旋酶,引發(fā)體成員,使復制叉形成,并在以后結合于一個復制叉,推動復制叉向前延伸(helicase)。⑸滾筒式復制:一種單向復制的特殊方式,一般是環(huán)狀單鏈分子在復制過程中先形成共價閉環(huán)的雙鏈分子(復制型),然后其正鏈在特定位置切開,游離出一個3-OH末端,然后在DNA聚合酶催化下,以環(huán)狀負鏈為模板從正鏈3-OH末端加入脫氧核苷酸使鏈不斷延長,通過滾動而合成出新的正鏈。⑹D-型:一種單向復制的特殊方式,雙鏈在固定點解開進行復制,但兩條鏈的合成高度不對稱,一條鏈先復制,另一條保持單鏈而被取代,在電鏡下看呈D-環(huán)型。待一條鏈復制到一定程度露出另一條鏈的復制起點,另一條鏈才開始復制。⑺θ式復制:環(huán)狀DNA的一種雙向復制方式,雙鏈從起點處解開并雙向復制,呈θ型狀,直到復制終點。⑻端粒:真核生物線性染色體的兩個末端具有的特殊結構,由許多成串短的重復序列組成。⑼SOS修復:DNA受到嚴重損傷,細胞處于危急狀態(tài)時所誘導的一種DNA修復方式。修復結果只是能維持基因組完整性,但留下的錯誤較多,又稱為錯誤傾向修復,使細胞有較高的突變率。SOS修復分四個階段:a.誘導前期cell正常生長。b.誘導因素作用于DNA,正常復制作用受抑制,產生誘變信號(缺口DNA,polyU等,是損傷因子第二信使。)。c.誘導過程(裂解的LexA又反饋作用于recA,增強其活性,使LexA全部水解。原來受LexA蛋白阻遏的基因去抑制,結構基因活化,提高SOS修復。)d.SOS終止(隨誘導產物濃度增高,損傷DNA修復,又導致LexA上升,LexA作為阻遏物又關閉操縱子,SOS終止)SOS特點:易錯的DNA修復DNApol校對功能降低3、uv使E.coli產生多種突變體,是由于SOS修復4、DNApolⅡ參與修復2.名詞對比⑴引物酶和引發(fā)體:引物酶即DnaG,是負責DNA復制起始階段RNA引物合成的酶;引發(fā)體指由DnaB解螺旋酶和DnaG引物合成酶構成了復制體的一個基本功能單位。⑵DNApolⅢ和DNApolⅠ:DNApolⅢ是由多個亞基組成的蛋白質,真正負責從新合成DNA的復制酶;DNApolⅠ是一個多功能酶,兼有聚合酶﹑3′-5′﹑5′-3′核酸外切酶的活性,主要起修復酶作用。(3)DNA復制的先導鏈和隨從鏈:DNA復制時以3′-5′鏈為模板連續(xù)合成的子鏈;而以5′-3′鏈為模板的不連續(xù)合成的子鏈為隨后鏈。3.簡述同位素標記、密度梯度離心技術在分子生物學研究中的應用⑴15N-標記研究DNA的半保留復制:把細菌放在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)若干代,分離出的DNA是含15N的“重”DNA,密度比一般含14N的DNA高。用密度梯度離心法,15N-DNA形成的致密帶位于普通14N-DNA所形成的致密帶的下方。把含15N-DNA的細菌放回含普通的NH4Cl培養(yǎng)液中培養(yǎng)。細菌在營養(yǎng)條件充足時,20分鐘就可以生長成新一代。提取子一代的DNA再作密度梯度離心分析,發(fā)現(xiàn)其致密帶介于重帶與普通帶之間,看不到有單獨的重帶或普通DNA帶。實驗結果說明:子一代DNA雙鏈中有一股是15N單鏈,而另一股是14N單鏈。前者是從親代接受和保留下來的,后者則是完全新合成的。密度梯度離心實驗,完全支持半保留復制的設想。含15N-DNA的細菌在普通培養(yǎng)液中繼續(xù)培育出子二代,其DNA則是中等密度的DNA與普通DNA各占一半這也進一步證明復制是采取半保留式的。實驗還可按子3代、子4代……進行下去,15N-DNA則按1/8、1/16…¨的幾何級數(shù)逐漸被“稀釋”掉。

⑵3H-標記研究DNA的半不連續(xù)復制,即連接酶突變核酸序列特點研究等:用3H脈沖標記大腸桿菌培養(yǎng)物,優(yōu)先標記的是新合成的DNA。新合成的大多數(shù)是一些含有1000核苷酸的短片段,若再將菌放·到不帶3H的培養(yǎng)基中保溫,發(fā)現(xiàn)3H出現(xiàn)在大片斷中了。若用DNA連接酶突變的菌株作以上測試,3H一直出現(xiàn)在小片段中,說明DNA的復制是不連續(xù)的。4.舉例說明染色體外遺傳元件的不同復制機制(θ型、D型、滾筒型)有些病毒(如腺病毒、Φ29噬菌體等)及線粒體DNA的復制是單向進行的,滾筒式屬單向復制。質粒整合前為θ式或滾筒式復制,整合后為一個復制子,質粒為雙向復制θ式。真核細胞內線粒體DNA的復制方式為D-環(huán)復制(D-loop復制)形式。D-環(huán)復制特點是兩條鏈的不同步復制。詳見名詞解釋。5.通過什么實驗證明DNApolIII合成DNA岡崎片段是以RNA為引物。以а-32p-NTP標記+未標記dNTP為底物,引發(fā)合成后用稀堿處理,水解DNA和RNA的連接處,使RNA上的32p轉移到了DNA上,證明RNA為引物。6.生物體內哪些機制保證了DNA復制的保真性.DNA聚合酶的校對作用;RNA引物起始復制可減少復制錯誤;修復系統(tǒng)有多種機制(光修復、切除修復、錯配修復、易錯修復、SOS修復)和酶。7.簡要說明沉默突變、致死突變、滲漏突變、進化突變的原因⑴沉默突變:主要因為密碼子的簡并性,點突變不引起氨基酸的變化;或者個別氨基酸改變?yōu)榻Y構和性質相似的氨基酸,則不影響表形,即基因型(genotype)改變表現(xiàn)型(phenotye)不變。⑵致死突變:關鍵氨基酸改變,如酶的活性中心突變,或者發(fā)生無義突變,使編碼的蛋白質功能喪失,影響生物存活。⑶滲漏突變:某個氨基酸改變,但基因產物并無重大改變,如酶的Km和Vmax改變。可使生物適應環(huán)境或喪失某些功能,可產生新種。⑷進化突變:發(fā)生了有利于物種生存的結果,使生物進化。8.什么叫端粒端粒的結構特點,說明端粒復制的特點端粒酶在何種細胞中才有活性⑴端粒位于真核生物染色體DNA的末端特定的序列結構。⑵端粒是由簡單而串聯(lián)重復的序列組成的。端粒DNA序列有取向性,可以與由蛋白質和RNA組成的端粒酶結合配對,以RNA為模板進行類似逆轉錄合成DNA,向5’→3’延伸端粒至模板RNA末端后,延長的DNA末端與RNA模板解離,端粒酶移動,重新定位于延長后的DNA3’端,開始下一輪延長過程,如此反復可達數(shù)百次,以對抗DNA復制過程中5’引物消后無法補齊造成的染色體逐漸縮短,維持染色體的長度。⑶端粒酶在生殖細胞中起作用,在體細胞中無活性或活性低。9.DNA復制中都包括那些酶系統(tǒng)和蛋白因子,這些酶在復制中的各自作用是什么是通過那些試驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的

(1)解旋酶:DNA復制時,解旋酶在ATP的作用下可促使DNA母鏈不斷解開形成單鏈;單鏈DNA結合蛋白:防止單鏈DNA形成發(fā)卡結構,保持伸展狀態(tài),保護單鏈DNA不被水解;DNA拓撲異構酶I:使DNA磷酸二酯鍵單鏈斷裂斷裂,形成DNAnick,使DNA可以旋轉以釋放解鏈時的張力;DNA拓撲異構酶II:使DNA復制完畢后“互鎖”的兩個子代環(huán)狀DNA解離;引物酶:引物酶以單鏈DNA為模板,利用核糖核苷酸合成RNA作為DNA合成的引物;DNA聚合酶I的功能a.5’→3’聚合作用,b.3’→5’外切酶活性(校對作用),c.5’→3’外切酶活性(切除修復作用);DNA聚合酶III的功能:主要是合成新的DNA鏈;DNA聚合酶II的功能:主要與修復有關;DNA連接酶,借助ATP水解提供的能量,催化DNA單鏈nick的5’-端與3’-端生成磷酸二酯鍵。⑵DNA聚合酶I:可以用dNTP合成DNA鏈,并且該酶突變使菌易受環(huán)境影響而突變;DNA聚合酶III:DNA聚合酶I的合成速度不能滿足菌生長的需要,并且DNA聚合酶I突變的菌仍然可以復制DNA;引物酶:通過以а-32p-NTP標記+未標記dNTP為底物,引發(fā)合成后用稀堿處理,水解DNA和RNA的連接處,使RNA上的32p轉移到了DNA上,證明RNA為引物,從而發(fā)現(xiàn)引物酶。第三章DNA重組名詞解釋:1、同源重組:同源重組(交換crossingover)是兩條具有同源序列的DNA靠近時所發(fā)生的DNA交換。2.Holliday結構:兩個DNA分子交叉重組時,在連接處則形成一個“四螺旋”作為中間物。這種結構稱為Holliday結構(交叉結構)。3.細菌的接合作用(conjugation):細菌的細胞相互接觸時遺傳信息可以由一個細胞轉移到另一個細胞,稱為接合作用。4.性因子或F因子:能夠促使染色體基因轉移的接合質粒稱為致育因子(fertilityfactor),簡稱為性因子或F因子。5.位點專一性重組:在專一酶的作用下,在DNA特定位點上發(fā)生斷裂和重接,從而產生精確的DNA重排的DNA重組方式。6.自殺性底物:具有類似于底物的結合和反應基團,可結合于酶的活性部位并在其作用之下發(fā)生反應;與底物不同的是它還有潛伏的反應基團,受酶催化之后即被活化,與酶活性中心基團共價結合,使酶喪失活性.7.轉座子(transposonortransposableelement):即能夠反復插入到基因中許多位點的特殊DNA片段,它們可從一個位點轉移到另一個位點,從一個復制子到另一個復制子。(在轉移時原來位置上的這些結構依然存在或不存在)。8、反轉錄轉座子(retrotransposon或retroposon):指通過RNA為中介,反轉錄成DNA后進行轉座的可動元件。這樣的轉座過程稱為反轉座作用(retrotrans—position)。(1)、反轉座作用出現(xiàn)在真核生物,包括兩類:①能感染宿主細胞的反轉錄病毒,②通過以RNA為中介進行轉座的DNA序列。(2)、除反轉錄病毒外,反轉錄轉座子可以分成兩類:1.一類是病毒超家族(viralsuperfamily),這類反轉錄轉座子編碼反轉錄酶或整合酶(integrases),能自主地進行轉錄,其轉座的機制同反轉錄病毒相似,但不能像反轉錄病毒那樣以獨立感染的方式進行傳播;2.另一類是非病毒超家族(nonviralsuperfamily)。非病毒超家族反轉錄轉座子的特點:1、自身沒有轉座酶或整合酶的編碼能力,而在細胞內已有的酶系統(tǒng)作用下進行轉座。2、病毒超家族同非病毒超家族都來源于細胞內的轉錄物,兩者的明顯區(qū)別在于病毒超家族成員的DNA分子兩端有長末端重復序列(10ngterminalrepeats,LTR),這是反轉錄病毒DNA基因組的特征性結構,非病毒超家族的成員沒有LTR結構。3、同時,病毒超家族成員都能編碼產生轉座酶或整合酶,或者二者兼而有之,所以能自主地進行轉座。非病毒超家族成員不產生有生物學活性的酶,因此不能進行自主轉座。4、所有反轉錄轉座子都有一個共同的特點,即在其插入位點上產生短的正向重復序列。9、反轉錄子(retroposons)或反轉錄轉座子(retrotransposons):逆轉錄病毒(retroviruses)的基因組是單鏈的RNA,它被逆轉錄成雙鏈DNA中間體復制,雙鏈DNA通過類似轉座的機制被插入到宿主基因組中。它們的轉座是通過RNA介導的。因此稱之為反轉錄子(retroposons)或反轉錄轉座子(retrotransposons)。1.生物體內DNA重組的類型,各自的不同和生物學意義。⑴同源重組:真核生物減數(shù)分裂過程中,染色體間的物質交換,即DNA分子的斷裂和在重組酶作用下的交換連接;細菌沒有減數(shù)分裂,同源重組發(fā)生在接合過程中,交配的染色體在兩個緊密連接的細胞中轉移;減數(shù)分裂期染色體變化與發(fā)生交換的DNA分子的相互作用;重組修復中也發(fā)生同源重組。特點:a.要求較大的DNA片段進行交換;b.存在重組熱點;c.整個基因組頻率不穩(wěn)定,受綜合和局部效應影響;e.同一條染色體上的兩個基因間發(fā)生交換的頻率取決于他們之間的物理距離,相距越遠越容易發(fā)生交換;f.DNA分子的斷裂和再結合是同源重組的主要特點。意義:a.維持生物多樣性;b.引起進化;c.瞬間物理連接,對染色單體正確分離到子代細胞,至關重要;d.用于損傷修復。功能:1.維持生物種群的多樣性。即遺傳多樣性.2.染色體瞬間的物理連接,對染色單體正確分離到子代細胞至關重要。3.用于損傷修復。以未損傷的同源染色體修復因損傷而丟失的染色體序列.4.通過重組可調控基因表達.位點專一性重組:在專一酶作用下,在DNA特定位點上發(fā)生斷裂和重接,從而產生精確的DNA重排的DNA重組方式。特點:a.要專一識別位點,交換的為短同源片段;b.需專一酶識別,結合;c.參與該過程的酶的表達被細胞調節(jié)過程引發(fā)。意義:發(fā)生在DNA特殊序列對之間,是噬菌體進入宿主細胞后整合到宿主DNA上的重組形式。轉座重組:轉座子在基因的許多為點間反復插入而實現(xiàn)的重組。特點:移動片段與受體同源性無關;b.真核,原核中均可發(fā)生轉座重組;c.轉座子可沿染色體移動,也可在染色體見跳躍。意義:a.可使原本相距較遠的基因結合在一起,形成新的操縱子,產生新蛋白。b.在啟動子部位插入可使基因打開或關閉。c.轉座發(fā)生時,大多數(shù)受體基因被鈍化,也有基因被激活。d.過多轉座對細胞不利,細胞在長期進化中形成了一些不利轉座的代謝途徑與轉座平衡⑷異常重組:不需要同源性片段,也不需要酶或特異性序列的參與與識別,并以DNA復制完成重組過程,又稱復制性重組(機制尚不清楚)。意義:常導致基因破壞而引起突變,與人類遺傳疾病,癌癥和基因組進化有關。何謂轉座子轉座子有哪些類型,研究轉座重組有哪些意義

⑴定義:能夠反復插入到基因中許多位點的特殊DNA片段,它們可以從一個位點轉移到另一個位點,從一個復制子到另一復制子。⑵分類:簡單轉座子(插入序列IS(insertionsequence),可獨立存在的單元,帶有介到自身移動的蛋白;復合轉座子(compositetransposon),除轉座酶基因外,還帶有其他功能性基因的轉座子,通常是兩端為兩個簡單轉座子,中間夾帶一個基因片段。⑶研究意義:a.了解進化意義;b.為細胞分化發(fā)育提供理論依據(jù);c.有助研究基因調控機制。(4)特點:1、不必借助同源序列就可移動的DNA片段,即轉座作用與供體和受體之間的序列無關。2、原核生物和真核生物均有轉座子。3、轉座序列可沿染色體移動,甚至在不同染色體間跳躍。(5)結構特征:1、兩端有20~40bp的反向重復序列(invertedrepetitivesequence)2、具有編碼轉座酶的基因(transposase),轉座酶可催化轉座子插入新位置。3、復合轉座子除轉座酶外還有1—數(shù)個基因。4、轉座酶催化轉座子插入新位點。說明下列符號意義:IS,Tn5(Tn903,10等),Mu,D108答:⑴IS:插入序列,即最簡單的轉座子,來源:在細菌操縱子中以自發(fā)插入形式鑒定出來,是細菌質粒和染色體的成分。⑵Tn5:復合轉座子的一種,帶有某些功能性基因。⑶Mu和D108:轉座噬菌體,屬于溫和噬菌體,可致突變,溫和噬菌體一般整合到寄主染色體的一定位置上。但Mu沒有一定的整合位置(隨機整合)引起突變。Mu和D108DNA經轉座可插入宿主染色體的任何一位置,(隨即整合)引起突變。轉座重組的遺傳效應。⑴引起插入突變:以10ˉ3-10-8頻率進行的轉座會引起插入突變,IS,Tn,Mu噬菌體都可以引起插入突變,插入位點若在一個順反子的前端功能基因中,可能造成極性突變。⑵造成插入位點靶DNA的少量堿基對重復。⑶插入位點出現(xiàn)新基因,復合轉座子帶有抗性基因,可產生兩方面效應:a.靶基因被插入突變;b.靶位點出現(xiàn)抗藥基因。⑷轉座后供體序列不變,即復制型轉座。⑸引起染色體畸變,在一個染色體上如有同一轉座子的兩個拷貝提供的相同為點,可由重組導致染色體缺失,倒位,插入。⑹切除效應,轉座子從原來位置上消失,準確切除,使原插入發(fā)生恢復突變,若不準確,會留下轉座子殘跡,產生插入突變,但轉座子標志消失。5.轉座效應意義:1.可使原來相距較遠的基因組合在一起,形成一個操縱子。2.產生一個新蛋白,把原來兩段分離的DNA序列連在一起。3.啟動子部位的插入可使基因打開或關閉。4.過多轉座(頻率過高)對細胞不利,細胞在長期進化中形成了一些不利于轉座的代謝途徑,可與轉座過程平衡。5.轉座基因插入時,大多數(shù)受體基因均被鈍化,但也有基因被激活。(這是因為轉座子有自己的啟動子,在使轉位酶轉錄的同時,也可使相鄰基因轉錄)。6.何謂同源重組特點及機制⑴定義,特點參見一題。⑵機制:A:斷裂-復合機制:a.:斷裂復合:發(fā)生在染色體復制完成后,每對聯(lián)會染色體有4個染色單體,在染色單體水平發(fā)生DNA斷裂,斷裂DNA交叉重組,解除張力。b:拷貝選擇:姐妹染色單體復制途中各自交換了模板。B:雙鏈斷裂啟動重組:在受體DNA上形成雙鏈斷裂(核酸內切酶),重組開始產生3‘端單鏈,受體3’-末端遷移至供體同源區(qū),受體3‘-末端修復延伸合成,供體置換,鏈遷移至受體鏈,在受體上的另一3’-末端DNA合成,相互遷移產生雙鏈交換。7.舉例說明位點專一性重組。λ噬菌體DNA入侵宿主基因組進入溶原狀態(tài),是通過λDNA和細菌DNA特定的附著位點之間的重組實現(xiàn)的。E.coliDNA上的重組位點attB分為B、O和B’三部分,λDNA上的attP分為P、O、P’三部分,O為核心序列,λDNA的整合和切離都發(fā)生在各自的O序列,兩側的序列對重組也有重要作用。λDNA的整合過程無DNA降解,也無DNA合成,只是attB和attP兩個位點整合后,一種DNA結合蛋白inf在拓撲異構酶活性催化下,使兩個DNA分子的各一條單鏈斷裂,經inf作用,形成重組中間體Holliday結構,然后另外兩條單鏈同樣過程斷裂重接,完成重組。8.比較簡單轉座子和復合轉座子。⑴相同:都是存在染色體可自由復制和位移的基本單位;轉座發(fā)生時,受體分子中有一段3-126p的靶序列DNA自我復制,轉座子插入這兩個重復序列之間,不同轉座子,靶序列不同。⑵不同:簡單轉座子:常稱之為插入序列(IS序列),可獨立存在的單元,帶有介導自身移動的蛋白,長度較小,是細菌或質粒DNA的正常組成成分,所以IS序列只有一個開放讀碼框;復合轉座子:帶有一些功能性基因(如抗藥性),常由IS序列插入某功能基因,兩端形成有功能的復合體,IS序列只能作為復合體移動,其轉座能力由IS序列控制或調節(jié);此外,還有一類不帶IS序列的,體積龐大的轉座子Tn-A家族,此類帶3個基因,分別編碼轉座酶,解離酶,β-內酰胺酶,且兩翼帶有38bp發(fā)倒置重復序列。第四章RNA的生物合成1.說明或對比以下概念⑴閱讀和閱讀框和ORF:閱讀在protein合成系統(tǒng)中,指按單向線性對核苷酸序列進行解碼的過程。閱讀框是指mRNA分子中可轉譯成protein多肽的3種可能的三聯(lián)體密碼子組合方式之一。ORF:開放閱讀框,指從起始密碼子到終止密碼子的一段基因序列。⑵編碼和讀碼:編碼是指成熟mRNA相鄰三個堿基決定一種氨基酸。讀碼是指氨酰tRNA與mRNA三聯(lián)體密碼的相互識別。⑶DNA有意義鏈和反意義鏈:(+)有意鏈,DNA雙鏈中與轉錄模板互補的鏈(與mRNA序列相同的鏈)。(-)反義鏈,DNA雙鏈中的可以轉錄成mRNA的鏈(與mRNA互補的鏈)。⑷DNA正鏈和負鏈:同上。⑸啟動子和增強子:promotor(廣義上講,是控制轉錄的各種序列元件的任何組合都可以使用“啟動子”術語)。通常是指位于基因5’末端上游外側,緊鄰轉錄起始位點的一段具特殊功能的非編碼核苷酸序列,可與RNApol結合啟動基因轉錄。Enhancer指真核生物的一段特異序列,通過順式作用方式,能夠在距離目標基因50Kb以上位置,從上游,下游等不同位置及方向增強該基因轉錄活性。⑹強終止子和弱終止子:終止子有強、弱之分,強終止子含有反向重復順序,可形成莖環(huán)結構,其后面為polyT結構,富含GC,無需終止蛋白參與即可以使轉錄終止。弱終止子也有反向重復序列,但無polyT結構,GC少,需要有終止蛋白參與才能使轉錄終止。⑺足跡法和阻滯電泳:footprinting通過檢測因受特定轉錄因子蛋白質結合保護,而不受特定分子如DNase1切割作用的磷酸二酯鍵區(qū)域,從而鑒定出DNA分子中特定蛋白質結合區(qū)位置,及其核苷酸序列的一種分子生物學實驗技術。阻滯電泳,又稱電泳遷移率變動實驗,用于檢測蛋白質和DNA序列的互相作用,若某DNA片斷能和蛋白質因子結合,則其在凝膠中電泳運動的速度就會減慢。⑻hnRNA和SnRNA:heterogeneousnuclearRNA(核內不均一RNA),為mRNA前體,指真核生物mRNA初級轉錄物,在核內加工,形成的大小極不均一的中間產物。(經5’末端加帽,3’末端加尾,拼接去除內含子和核苷酸甲基化等步驟,才形成成熟mRNA)。SmallnulearRNA(核內小RNA)真核細胞核內一類長度位90-400核苷酸的小分子量核內RNA,豐度高。可與特異蛋白質結合成核內小核糖核蛋白質顆粒,參與轉錄物的剪接,多聚腺核苷酸化,3’末端成熟作用。⑼mRNA前體剪接和修飾:都是mRNA的加工過程。前者是從DNA模板鏈轉錄的最初產物中出去內含子,并將外顯子連接起來形成一個連續(xù)的RNA分子的過程,后者是mRNA5’加帽,3’加尾的過程。⑽外顯子和內含子(exon,intron):在DNA分子中基因編碼序列常被不編碼序列隔開,這種不編碼序列叫內含子,編碼序列叫外顯子。但其劃分不是絕對的,內含子也可編碼,外顯子也可不編碼;在一基因中的內含子又可能是另外基因的外顯子。⑾ribozyme與RNA剪切:一些RNA分子具有高度專一的催化活性,在無蛋白質情況下能進行剪切反應,稱為ribozyme。RNA剪切是在轉錄時,外顯子及內含子均轉錄到hnRNA中,核中hnRNA剪切掉內含子,然后將外顯子各部分連接起來,而變?yōu)槌墒斓膍RNA。⑿DNApol與RNApol:前者是根據(jù)DNA模板鏈合成互補鏈的聚合酶。后者是依賴于DNA的RNA聚合酶。2.簡述RNA前體的剪切(剪切位點有何特征、剪切機制、核酶、剪切特異性的意義)⑴核酶定義見名詞解釋。⑵剪切位點特征:是保守序列,有共同的結構單元AGGUAAGU;無互補;位于內含子和外顯子交界處;以GU開始,以AG結束。⑶機制:酵母中的剪切由兩個轉酯反映完成,首先分支點A的2’-OH攻擊5’外顯子剪切位點,形成2’-5’磷酸二酯鍵,從而形成分支結構;其次,上游外顯子3’-OH攻擊內含子與外顯子2之間的磷酸二酯鍵,使外顯子1和外顯子2連接;然后,釋放內含子環(huán),整個反應中的磷酸二酯鍵數(shù)量未變。⑷剪切特異性的意義:內含子必須精確的切除,否則會造成閱讀框的改變,從而合成非活性蛋白。簡述核酶的特征。ribozyme的大小從十幾個nt到數(shù)百個nt;底物多為RNA(也有DNA、糖類、氨基酸酯等),ribozyme的催化效率較酶(蛋白質)低得多;必需有Mg2+存在時才能進行催化;它也具有催化作用的專一性。對競爭性抑止劑敏感。可分為剪切型核酶(催化自身或者異己RNA的切割,相當于核酸內切酶。包括:錘頭型核酶,發(fā)卡型核酶,丁型肝炎病毒HDV及有蛋白質參與協(xié)助完成催化的pro-RNA復合酶)和剪接型核酶(具有核酸內切酶核連接酶活性)。意義:a.生命的最初形式可能是RNA,其兼有DNA和蛋白質的功能。b.在進化過程中,作為遺傳模板的功能讓位于DNA(RNA不穩(wěn)定),作為催化劑的功能讓位于蛋白質。c.利用其機制,設計合成特異性切割病毒RNA或其它RNA的核酶,以便于治療包括愛滋病、癌癥在內的疾病。4.舉例說明三種RNA前體的剪切和成熟過程。⑴mRNA:在轉錄時,外顯子及內含子均轉錄到hnRNA中。核中hnRNA在核酸內切酶作用下剪切掉內含子,然后在連接酶作用下,將外顯子各部分連接起來,而變?yōu)槌墒斓膍RNA。mRNA的加工修飾包括:5’端形成帽子結構、3’端加polyA、剪接除去內含子和甲基化。⑵rRNA是:初級轉錄物是一條45SRNA含18S、5.8S和28SrRNAs。轉錄過程中或剛轉錄完成時,rRNA中約有1~2%的核糖單位的2’-OH被S-腺苷甲硫氨酸經酶促而甲基化。⑶tRNA是:tRNA經過剪切、拼接、堿基修飾以及3’-OH端連接-CCA結構成為成熟的tRNA。疑惑:看第7題好像和這道題是重復的,懷疑這道題是問三種加工方式,即加帽子、加尾巴、剪接。5.說明真核生物mRNA前體特異性剪接的機制及研究方法。機制見第2題。研究方法:剪切現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)是通過四膜蟲的rRNA前體在未加任何蛋白質的情況下,自發(fā)的進行剪接來發(fā)現(xiàn)的。具體研究可以用PCR介導的點突變等方法來改變基因序列,看對剪切造成的影響,尋找剪切位點的規(guī)律。6.簡述原核生物啟動子的研究方法(包括選材、技術路線、方法和分析及預測圖譜)。⑴可以利用模式生物比如E.coli等來研究。⑵利用footprinting:當DNA被RNApol結合時,其覆蓋部分不被DNase水解。標記DNA末端,控制適當條件,使每個DNA分子中未與蛋白質結合部分的每個磷酸二酯鍵都被切割一次,切割位置可通過電泳檢測知道,未出現(xiàn)DNA條帶的地方即轉錄因子(RNA聚合酶)結合的地方。⑶然后可以利用突變掃描實驗進一步分析啟動子區(qū)的順式元件。7.分別說明tRNA、rRNA、mRNA前體加工包括哪些內容。見第4題。8、RNA聚合酶的催化活性:1、核心酶在解鏈的DNA鏈上形成起始復合物開始轉錄。2、當酶沿著模板移動,RNA鏈延伸。3、核心酶覆蓋大約80bp的DNA區(qū)域,其中解鏈部分只有~12-14bp。4、當解旋成為模板時,每條鏈進入酶的不同部位。5、生長著的RNA鏈的底物NTP結合位點之前的一段模板是游離的,在這結合位點之后的模板是與新生RNA形成RNA-DNA雜合鏈,RNA-DNA雜合鏈的長度約9bp,比解旋的DNA稍短一些。6、當酶分子離開這一區(qū)域向前移動時,DNA又重新形成雙鏈,RNA作為游離的多核苷酸鏈被取代出來。9、終止子的作用是在DNA模板的特異位點處終止RNA的合成。RNA聚合酶可識別終止子,終止轉錄,將新生RNA鏈釋出,并離開模板DNA。10、RNA的后加工:1.原核mRNA基本無加工,原核的轉錄和翻譯偶合。原核生物的結構基因是連續(xù)編碼序列,絕大數(shù)原核生物的mRNA不需加工修飾,仍為初級轉錄本的形式。原核生物沒有核膜,轉錄和翻譯是相偶合的,往往轉錄還未完成已開始翻譯。2.tRNA及rRNA在轉錄后加工,①剪切:tRNA基因為多順反子,②修飾:包括甲基化、氫化、磷酸化。③核糖體形成第五章蛋白質合成1.名詞解釋⑴核糖體結合技術:用已知的三核苷酸與核糖體去測試結合各種AA-tRNA,通過對不同的tRNA的標記,來尋找與已知三核苷酸結合的AA-tRNA,研究密碼子和AA的對應情況。⑵核糖體與多核糖體:核糖體是蛋白質合成的場所,由幾種RNA及多種蛋白質組成的復合物。在蛋白質合成中,mRNA上有多個核糖體協(xié)同在翻譯,這些多個核糖體構成多核糖體。⑶簡并(兼并)密碼子:編碼同一氨基酸的不同密碼子。偏愛密碼子:使用頻率較高的簡并密碼子。⑷分子伴侶:細胞中幫助新生肽正確組裝,形成成熟蛋白質,而本身不是最終功能蛋白組合的分子。⑸簡并(兼并):一種AA可以由多個密碼子編碼的現(xiàn)象。變偶:mRNA的密碼子的第三個堿基與反密碼子的配對不是那么專一而存在的擺動性.⑹密碼子的通用性:遺傳密碼在目前的從低等到高等的各種物種中都是通用的,它們幾乎使用完全相同的一套密碼;密碼子的例外:某些生物或者高等動物的線粒體等中,存在著三聯(lián)體密碼對應的意義與眾不同的現(xiàn)象。⑺無義突變:發(fā)生在終止密碼處,是有義密碼子變成終止密碼子或終止密碼子變成有義密碼子。⑻錯義突變:由有義密碼的點突變引起的,突變結果只改變一個氨基酸,通常改變后產生一個性質相同的氨基酸。⑼信號肽:分泌和跨膜蛋白在合成過程中N端共有序列,至少有一個帶正電荷的氨基酸,它能引導跨膜和分泌性蛋白的肽鏈通過內質網(wǎng)膜到內質網(wǎng)腔。信號肽最終被位于內質網(wǎng)上的信號肽酶切除,因此成熟的分泌蛋白N-端無信號肽。⑽導肽:為線粒體定位信號,富含帶正電荷的氨基酸,絲氨酸含量特別高。⑾5’UTR:mRNA上5’端的非編碼區(qū),通常認為與mRNA和核糖體的識別和結合有關。 3’UTR:mRNA上3’端的非編碼區(qū),通常認為與加polyA尾巴有關,與mRNA的未定性有關。簡述遺傳密碼表的特點及其生物學意義密碼的基本單位是三聯(lián)體密碼子,以5′→3′方向、非重疊、無標點的方式編碼在核酸分子上。簡并性:同一種氨基酸有兩個或更多密碼子的現(xiàn)象稱為密碼子的簡并性。編碼同一種氨基酸的密碼子,稱為同義密碼子。密碼的簡并性可以減少有害突變,對維持生物物種的穩(wěn)定性有重要意義。擺動性或變偶性:在密碼子的三個堿基中,專一性主要取決于頭兩位堿基,第三個堿基比前兩個堿基專一性小,因此,與反密碼子(在tRNA上)互補配對時,第三個堿基有較大的靈活性,當?shù)谌粔A基發(fā)生突變時,仍可翻譯出正確的氨基酸。密碼的變偶性減少了密碼閱讀時的誤差,增加了翻譯的準確性。通用性:各種低等和高等生物,基本上共用同一套遺傳密碼。這說明了原核細胞和真核細胞的遺傳密碼是通用的,它們有共同的起源。變異性:各種不同生物的遺傳密碼可能出現(xiàn)一些變異,這是生物進化的根據(jù)之一。連續(xù)性:兩個密碼子之間沒有任何核苷酸加以隔開。因此插入或刪去一個堿基,就會導致其后的密碼子的閱讀框改變,造成移碼突變。起始密碼子和終止密碼子:在64種密碼子中,AUG既是編碼甲硫氨酸(Met)的密碼子,又是肽鏈合成的起始密碼子。有3組密碼子(UAA、UAG、UGA)不編碼任何氨基酸,而是肽鏈合成的終止密碼子。在分子生物學研究中,了解某一生物的偏愛密碼子有重要意義,試說明。由于密碼子的簡并性,一個氨基酸可有多個密碼子。在原核生物細胞中,對應于tRNA豐富的密碼子稱為偏愛密碼子(biasedcodons),而對應tRNA稀少的密碼子稱為稀有密碼子(rarecodons)。不同生物對各種密碼子的使用頻率不同,高等動、植物中使用頻率高的密碼子可能在原核細胞中被用得很少。因此了解某一生物偏愛密碼子,有助于在基因工程中根據(jù)宿主生物偏愛密碼子改造基因的編碼序列,得到高表達的效果。GUG是Val的密碼子,但有時也可作為起始密碼子,說明其作為起始密碼子和內部密碼子在功能上有何不同。GUG作為起始密碼子出現(xiàn)時,編碼甲酰甲硫氨酸。起始頻率為AUG的1/3。fmet-tRNAfmet可與GUG結合,是由于反密碼子的5′C變偶為U。當它出現(xiàn)在基因內部時,則被纈氨酸-tRNA識別,這是一種常用的攜帶纈氨酸的tRNA。說明溫敏突變和冷敏突變產生的可能原因。錯義突變:由有義密碼的點突變引起,突變結果形成其它密碼子,只改變一個氨基酸,改變后產生一個性質相同的氨基酸。因此對蛋白質影響不大,一般仍具生物活性。溫敏突變:錯義突變產生的蛋白質在常溫下有活性,但在高溫下構象改變而失活,稱為溫度敏感突變型。在高溫下,多肽鏈不能折疊成正常的構象而失活(影響分子內氨基酸之間的互作)。啟動子突變:突變啟動子受阻遏蛋白調節(jié),常溫下突變啟動子處于阻遏狀態(tài),溫度過高時阻遏蛋白失活,突變啟動子有活性。冷敏感型突變:常溫或較高溫度下產生正常蛋白,而低溫下表現(xiàn)突變。在低溫下,多肽鏈不能折疊成正常的構象而失活(影響分子內氨基酸之間的互作)。何謂抑制基因突變有哪些類型各自的生物學效應。染色體的另一位點或另一基因發(fā)生突變而消除或抑制了第一次突變的效果即抑制基因突變。第二次突變抑制了第一次突變造成的表現(xiàn)型(表型抑制),使野生型表現(xiàn)型得以恢復(并非真正的恢復突變)。一般是tRNA基因。分為兩種類型:基因內抑制:同一基因內第二次突變可以使該蛋白的功能部位恢復原來的構象,從而恢復其活性?;蜷g抑制:是由于另一基因發(fā)生突變而產生抑制的。這另一基因稱為抑制基因。抑制基因的作用不是出于改變第一次突變基因上的堿基順序,而是由于其他方式產生抑制的,如終止密碼子的錯讀,錯誤抑制突變,移碼抑制突變,核糖體錯讀抑制突變,抑制基因引起正?;蝈e讀。說明影響mRNA壽命的因素有哪些?

總體受細胞調控,外界環(huán)境也有一定影響。5′-P末端容易被降解,如果得到保護則不易降解。3′端pol尾巴中是否有AUUU結構,有則壽命短。功能若是編碼調控細胞周期蛋白的mRNA壽命短。持家基因mRNA長壽。真核生物中及高度分化細胞中的mRNA許多比較長壽。蛋白質合成后成熟和易位包含哪些內容和相應的機制(折疊—修飾—易位、分泌)

大多數(shù)翻譯初級產物是無功能蛋白。特別是在真核生物中,翻譯初級產物要轉變成天然蛋白—功能蛋白,需要經過折疊、修飾、剪切加工等過程。原核生物中一些蛋白要分泌至細胞外;真核生物除某些蛋白要分泌外,還有一些蛋白要易位至細胞器(線粒體、葉綠體、核)。總之,蛋白質合成后:原核生物:折疊、部分剪切、分泌。真核生物:折疊、剪切、修飾、易位、分泌。蛋白質折疊是由多肽鏈中的氨基酸順序決定的,但與環(huán)境條件有關。蛋白質折疊與肽鏈合成同步,體內蛋白質折疊環(huán)境遠比體外復雜,有許多蛋白因子參與。如酶(蛋白質二硫鍵異構酶(proteindisulfideisomerasePDI)、肽酰脯氨酰順反異構酶)和分子伴侶(熱休克蛋白70(HSP70))。蛋白質的修飾蛋白質的修飾可發(fā)生在蛋白質折疊之前,折疊期間或折疊之后,也可以在肽鏈延伸期間或終止之后。修飾有利于形成正確折疊。修飾也與蛋白質的易位和分泌有關蛋白質修飾包括以下幾點:末端氨基的脫甲?;蚇–端甲硫氨酸切除(肽脫甲?;?、氨肽酶)。多肽鏈的水解斷裂,如:胰島素、促腎上腺激素-β-脂肪酸釋放因子前體。氨基酸側鏈的修飾(二硫鍵形成、羥化作用、氨基酸側鏈的交聯(lián)、羧化作用、甲基化、糖基化、脂化、ADP–核糖基化、乙酰化、磷酸化、C-端酰胺基引入、硫酸化)。蛋白質的易位和分泌:易位蛋白:核編碼的分泌蛋白、膜蛋白、核編碼的細胞器蛋白、線粒體蛋白、ATPase、葉綠體蛋白、溶酶體蛋白、核蛋白、過氧化體蛋白。蛋白質的易位的途徑共翻譯(co-translation)易位正在翻譯的核糖體通過信號肽插入內質網(wǎng)上的特殊通道結合于內質網(wǎng)上(形成粗糙內質網(wǎng)),并使正在延伸的肽鏈轉移至內質網(wǎng)內。切去信號肽后,蛋白質停留在內質網(wǎng)內,或通過高爾基體轉移至溶酶體,或形成分泌小泡分泌出去。分泌和跨膜蛋白在合成過程中N-端有信號肽序列,它能被信號肽識別顆粒(SRP)識別,使翻譯停止。停泊蛋白(DP)與SRP結合,消耗GTP使內質網(wǎng)膜打開一個通道,SRP被釋放,新生肽進入易位通道,翻譯延伸恢復,跨膜和分泌性蛋白的肽鏈通過內質網(wǎng)膜和到達內質網(wǎng)腔。信號肽最終被位于內質網(wǎng)上的信號肽酶切除,因此成熟的分泌蛋白N-端無信號肽。兩類蛋白質的去向①形成膜整合蛋白②滯留在內質網(wǎng)腔、運輸?shù)饺苊阁w或分泌的蛋白翻譯后易位由游離核糖體合成,合成后轉移至葉綠體或線粒體等細胞器中。細胞質(胞液)是真核生物核基因編碼蛋白質的合成場所。胞質合成的蛋白除定位于細胞質外,大部分被運送到細胞核、線粒體、葉綠體、過氧化體等細胞器中定位。簡述mRNA指導合成肽鏈的機制。起始(Initiation):包括蛋白質起始的兩個氨基酸之間形成肽鍵之前的反應。這在蛋白質合成中是相對較慢的,通常是翻譯的限速步驟。核糖體激活:由兩個亞基組成的無活性核糖體首先被起始因子(IF或eIF)激活;起始復合物的形成:小亞基-起始因子復合物、mRNA和起始氨基酰tRNA組合成起始復合物(initiationcomplex),此步有GTP參與;大亞基與起始復合物結合:起始復合物與大亞基一旦結合,起始因子即從小亞基釋放出來,他又可用于另一核糖體的起始。延伸(Elongation):包括從第一個肽鍵形成到最后一個氨基酸摻入過程中所有的反應。氨基酸的摻入非常迅速,是蛋白質合成中最快的步驟。結合:對應于mRNA上第二個密碼子的氨基酰tRNA進入A位與核糖體結合,需GTP提供能量,還需EF-Tu和EF-Ts參與作用;轉肽:在肽酰轉移酶(peptidyltransferase)的催化下,A位上的氨基酸的α–氨基與P位上的甲硫氨?;螂孽RNA的羧基發(fā)生親核攻擊而形成肽鍵。新的肽鍵一旦形成,則P位的tRNA即成為“無負載”的。移位:攜帶著肽?;膖RNA連同mRNA從5′→3′方向移動一個三聯(lián)體的距離,肽酰tRNA從核糖體的A位移動到P位。這個過程由移位酶催化,并必須有功能的GTP參與。與此同時,P位上原有的tRNA轉移到E位點釋放,核糖體從mRNA的5′→3′方向移動一個三聯(lián)體的距離,于是下一個密碼子進入A位,等待下一個氨基酰tRNA的進入。終止(Termination):包括釋放完整的多肽鏈及核糖體與mRNA分離。在肽鏈延伸過程中,當核糖體沿mRNA移動至終止密碼子進入A位時,肽鏈合成便自動停止。釋放因子進入核糖體,使新生肽鏈從核糖體上釋放出來。從某一DNA測序結果知,該DNA已發(fā)生了位點突變,但該生物的表型與野生型相同,試分析其表型未改變的可能原因。(抑制突變、兼并密碼子、性質相似氨基酸等)簡并性:同一種個氨基酸有兩個或更多密碼子,點突變造成密碼子改變,但編碼的氨基酸不變。錯義突變:由有義密碼的點突變引起,突變結果形成其它密碼子,只改變一個氨基酸,改變后產生一個性質相同的氨基酸。因此對蛋白質影響不大,一般仍具生物活性。抑制基因突變:第二點突變抑制了第一次突變造成的表現(xiàn)型(表型抑制),使野生型表現(xiàn)型得以恢復(并非真正的恢復突變)。點突變發(fā)生在非編碼區(qū),導致基因編碼的產物不變。蛋白質合成后加工包括那些機制,試就核定位、葉綠體和線粒體定位、溶酶體定位和膜定位蛋白的成熟、加工過程加以說明。核定位、葉綠體和線粒體定位蛋白是由胞質中的游離核糖體和多核糖體合成細胞器蛋白前體,然后進入細胞器,經折疊和剪去轉運序列形成成熟蛋白,是翻譯后易位蛋白。核定位蛋白:大分子蛋白進入細胞核是一個主動過程。這些蛋白包括基質蛋白(各種轉錄因子)、DNA聚合酶、RNA聚合酶、染色體蛋白等。核定位蛋白均有一段或兩段富含堿性氨基酸殘基的轉運序列(靶向序列),也稱核定位序列。轉運過程:輸入蛋白與核定位蛋白結合,停泊于核孔,在水解GTP獲得能量的情況下,蛋白復合物進入核孔,輸入蛋白亞基釋放回細胞質。線粒體蛋白大多數(shù)為核編碼蛋白。合成的蛋白質分別進入線粒體的不同部位,內膜、外膜、內外膜間隙、基質(襯質)。因此蛋白質進入的途徑也不同。葉綠體定位蛋白:類似于線粒體。轉運肽也有兩部分,分別負責外膜和類囊體膜的通過及定位。但葉綠體編碼的蛋白只有一個區(qū)域。膜整合蛋白和溶酶體蛋白是共翻譯易位蛋白。膜整合蛋白肽鏈上有一段錨定序列(anchorsequence),由疏水氨基酸組成,作為終止轉移信號(stop-transfer-signal)。此類信號不是在N端,而是位于肽鏈內部,使肽鏈插在膜上。此蛋白有時有相間排列的信號序列,使肽鏈多次跨膜。溶酶體或分泌的蛋白多為共翻譯的蛋白質。其中:一小部分滯留在內質網(wǎng)腔中,滯留蛋白C末端有特異序列KDEL,除去則分泌。大多數(shù)在內質網(wǎng)加工后轉入高爾基體,最終運送至溶酶體、質膜或分泌至胞外。保證翻譯和準確形成有功能蛋白質的機制有哪些?DNA中包含的遺傳信息:蛋白質的功能是由編碼蛋白質的DNA中所攜帶的遺傳信息決定的;轉錄過程:DNA中的遺傳信息通過轉錄傳遞到mRNA中,轉錄過程的保真機制決定了遺傳信息的穩(wěn)定性;翻譯過程:在蛋白質的翻譯過程中,mRNA上攜帶的遺傳信息以三聯(lián)體密碼的形式,與攜帶特定氨基酸的tRNA配對,從而翻譯出特定的蛋白;折疊、修飾、剪切加工等:大多數(shù)翻譯初級產物是無功能蛋白。特別是在真核生物中,翻譯初級產物要轉變成天然蛋白—功能蛋白,需要經過折疊、修飾、剪切加工等過程。蛋白質的易位和分泌:大部分蛋白的功能都只能在特定細胞、組織中才能表現(xiàn)出來,因此在胞質中合成的蛋白質需要轉運或分泌到特定細胞、組織中才能發(fā)揮特有的功能?;蚪M的分子結構和組織比較概念基因:DNA分子上具有特定功能的(或具有一定遺傳效應的)核苷酸序列。順反子:決定一條多肽鏈合成的功能單位?;虺*M義指順反子,即為最小的遺傳功能單位。但隨著研究的不斷深入,內含子、調控基因、假基因、編碼功能RNA的核酸序列等都是基因概念的延伸。衛(wèi)星DNA:含有異常高或低的GC含量的高度重復序列。高度重復序列的微衛(wèi)星DNA:重復單位很短的一類高度重復序列,普遍存在于真核生物。衛(wèi)星DNA主要構成著絲粒,功能和維持染色體的結構、同源染色體的聯(lián)會有關。而微衛(wèi)星DNA主要分布于非編碼區(qū)和端粒區(qū),因核心序列重復次數(shù)不同而具有高度多態(tài)性。中等重復序列:基因組中重復序列較長、重復頻率為103~105的序列。單拷貝:基因組中只存在一個或2-3個拷貝序列,亦稱非重復序列。大多數(shù)的蛋白質結構基因屬于單拷貝,而一般細胞內需求量較大的蛋白(如組蛋白)和RNA(tRNA)基因屬于中等重復序列,但中等重復序列一般不是編碼序列,而在調控中起重要作用?;蚣易澹夯蚪M中來源相同、結構相似、功能相關的一組基因,它們往往集中在一起,但也有分散排列的,甚至于不同的染色體上。屬于同一家族的各成員也并非都具功能?;蚪M:一個物種單倍體的染色體所攜帶的一整套基因。功能基因組 :以基因功能鑒定為目標,又稱后基因組(postgenome)。包括基因功能發(fā)現(xiàn)、基因表達分析及突變檢測。舉例說明測定衛(wèi)星DNA的實驗。原理:各種DNA在CsCL密度梯度離心中,平衡時的密度浮力決定他的G+C含量,含量越高,浮力密度越大。由于衛(wèi)星DNA含有異常高或低的G+C含量,使它們與大多數(shù)DNA具有不同的浮力密度,因此,會在主要的DNA帶的附近伴隨一個次帶(或前或后)。實驗:小鼠的基因組中有為數(shù)很多的衛(wèi)星DNA,約占基因組的10%。將提取的小鼠肝細胞中的基因組DNA進行適當?shù)拿盖兄翑?shù)千核苷酸長度,進行CsCL密度梯度離心,其浮力密度曲線是覆蓋一定密度范圍的一條寬帶,但有些DNA片段會出現(xiàn)主帶的前面或后面——這些DNA就是所謂的衛(wèi)星DNA。比較原核生物和真核生物基因組的特點。原核生物基因組的特點1:A1基因組小,一般具有單一的復制起始點;B1.單個染色體,一般呈環(huán)狀;C1.染色體DNA不合蛋白質固定的結合;D1.重復序列少;E1.不編碼的序列很少;F1.功能相關的基因構成操縱子,高度集中,轉錄成多順反子mRNA;G1.基因有重疊。真核生物基因組特點2:A2.基因組大,具有多個復制起始點;B2.基因組包含多個染色體,一般均為線狀DNA;C2.與組蛋白穩(wěn)定的結合;D2.大量的重復序列存在,將單拷貝基因分隔開;E2.有比例很大的不編碼序列;F2.功能相關的基因集中程度不如原核生物,不以操縱子形式組織;G2.基因斷裂,被內含子分隔。4.述基因組織對生物體生命活動的意義。(不清楚,請大家自己找答案。“基因組織”這個詞很可能是geneorganization,也叫“基因組構”。可能是問基因上各種元件的作用)5.就你閱讀過的資料,說明目前基因組研究主要包括哪些內容,主要采用了哪些研究方法;功能基因組研究又包括哪些內容,主要采用哪些方法。(本題比較多,為了幫助大家理解,個人根據(jù)情況可進行適當?shù)膭h減。)基因組學研究:(1)基因表達概況研究,即比較不同組織和不同發(fā)育階段、正常狀態(tài)與疾病狀態(tài),以及體外培養(yǎng)的細胞中基因表達模式的差異,技術包括傳統(tǒng)的RTPCR,RNase保護試驗,RNA印跡雜交,但是其不足是一次只能做一個。新的高通量表達分析方法包括微點陣,基因表達序列分析,DNA芯片等;(2)基因產物-蛋白質功能研究,包括單個基因的蛋白質體外表達方法,以及蛋白質組研究;(3)蛋白質與蛋白質相互作用的研究,利用酵母雙雜交系統(tǒng),單雜交系統(tǒng),三雜交系統(tǒng)及反向雜交系統(tǒng)等?;蚪M研究應該包括兩方面的內容:以全基因組測序為目標的結構基因組學和以基因功能鑒定為目標的功能基因組學。結構基因組學代表基因組分析的早期階段,以建立生物體高分辨率遺傳、物理和轉錄圖譜為主。功能基因組學代表基因分析的新階段,往往被稱為后基因組學,利用結構基因組所提供的豐富信息資源,發(fā)展和應用新的實驗手段,通過在基因組或系統(tǒng)水平上全面分析基因的功能,使得生物學研究從單一基因或蛋白質的研究轉向多個基因或蛋白質系統(tǒng)的研究。功能基因組學以高通量、大規(guī)模實驗方法及統(tǒng)計與計算機分析為特征,研究內容涉及基因表達譜的繪制、基因功能的研究、基因表達調控研究、模式生物和比較基因組學研究等。采用的手段包括經典的減法雜交,差示篩選,基因表達差異分析以及mRNA差異顯示等。由于這些技術不能對基因進行全面系統(tǒng)的分析,因而產生了一批新技術,包括基因表達的系統(tǒng)分析(SAGE),cDNA微陣列,DNA芯片以及蛋白質芯片等。鑒定基因功能最有效的方法是觀察基因表達被阻斷或增加后在細胞和整體水平所產生的表型變異,因此需要建立模式生物體,進行比較基因組學的研究。此外,可利用誘變技術測定未知基因,基因組多樣性以及生物信息學的應用。第七章原核生物基因表達調控1.名詞解釋⑴組成型合成:是指在操縱基因或調控基因發(fā)生突變,導致結構基因的表達不能被阻遏,即在沒有誘導物的情況下也能進行轉錄。組成型蛋白:是指數(shù)量和合成不受外界環(huán)境影響的蛋白質,有的組成型蛋白是調控系統(tǒng)突變造成組成型合成的結果。⑵溶源途徑:也叫溫和噬菌體途徑,指噬菌體基因組整合到細菌基因組上,一起復制,不引起噬菌體的組裝和細菌的裂解。溶菌途徑:指噬菌體相關基因表達,進行復制、組裝并導致細菌裂解和子代噬菌體的釋放。⑶操縱子:是原核生物基因表達的協(xié)調單位,通常由功能上相關的幾個結構基因及啟動子、操縱基因、調節(jié)基因組成,轉錄后形成一條多順反子。操縱基因:調節(jié)蛋白(阻遏蛋白或激活蛋白)的結合位點,導致結構基因的正、負調控。⑷衰減子:是位于結構基因上游前導區(qū)的終止子,它能在翻譯水平上控制結構基因轉錄的終止,通常存在于合成代謝基因中。增強子:是在真核生物中,距離起始位點很原的,可以大大增強基因轉錄的序列。⑸強啟動子:轉錄起始效率高的啟動子序列,通常含有-10及-35兩個保守區(qū)域。弱啟動子:轉錄起始效率低的啟動子序列,通常在-10及-35區(qū)域的核苷酸有多處替換,導致啟動子結合力下降。⑹基因重疊:指某些原核生物尤其是病毒的基因組中,存在多個基因部分重疊或相互包含的現(xiàn)象。操縱子重疊:指操縱基因通常與啟動子臨近或重疊,與調節(jié)蛋白結合后,會影響啟動子與聚合酶結合。(不確定)⑺Ara的c蛋白:是阿拉伯糖操縱子中的調節(jié)基因編碼的阻遏蛋白,在沒有阿拉伯糖時,它結合于啟動子區(qū)域,阻遏基因表達。CAP:代謝物激活蛋白,在細胞能量缺乏時,和cAMP結合,激活相關能量代謝基因的表達。2.設計試驗證明某一突變是調節(jié)基因突變或操縱基因突變。⑴實驗設計:將正常細胞和突變型細胞融合成雜合二倍體,并使其處于無誘導物的條件下,測定結構基因的表達情況。若其結果無組成型合成,則說明一定是調節(jié)基因突變;若有組成型合成,則是操縱基因突變。⑵原理:若調節(jié)gene突變,則其中正常染色體可合成活性阻遏蛋白,與正常及突變染色體上的操縱基因結合,阻遏結構基因表達。若操縱基因突變,則調節(jié)基因產生的阻遏蛋白雖有活性,但是不能于操縱基因結合,因而不能阻遏結構基因表達。3.簡述lac操縱子的正負調控(自己翻書仔細看看)⑴乳糖操縱子通常為負調控,即,在無乳糖時,調節(jié)基因編碼的阻遏蛋白和操縱基因結合,抑制結構基因的表達;若有乳糖或類似物時,乳糖等和阻遏蛋白結合,阻遏蛋白脫落,結構基因可以表達。⑵正調控,當有乳糖或類似物存在,并且沒有葡萄糖時,細胞產生cAMP,與CAP結合,形成的CAP-cAMP復合物可以與啟動子上相應部位結合,激活結構基因的高效表達。但若有葡萄糖時,葡萄糖的代謝中間產物可以抑制cAMP的形成,而單獨的CAP不能激活基因表達。4.說明gal操縱子的特點,從其啟動子的結構說明gal在有或無葡萄糖時都可以啟動,但是表達水平有很大差異,其意義何在(

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⑴gal操縱子有2個啟動子p1和p2,兩者有重疊,p1需要cAMP-CAP激活才能啟動,而且是高效表達;p2在p1上游,不需要cAMP-CAP就可以表達,但是效率低;cAMP-CAP結合位點在p2附近,即,有cAMP-CAP結合時,p2不能結合啟動子。⑵在有葡萄糖存在時,不能形成cAMP-CAP復合物,p1不能啟動,但是p2可以低效啟動;沒有葡萄糖時,cAMP-CAP復合物結合,阻礙p2與聚合酶結合,但是激活p1高效表達。⑶意義在于,gal是合成細胞壁組分的重要前體物質,同時也是可以作為能量物質的。細菌在缺乏葡萄糖時,要高效表達gal基因,利用gal提供能量;在能量充足時,也需要少量代謝gal,產生合成細胞壁的物質,這就通過p2的啟動來實現(xiàn)。說明ara操縱子和其調控蛋白C的操縱子的正負調控。(自己翻書仔細看看)⑴參與ara代謝的酶分布在3個操縱子中,即araBAD(與代謝ara相關的三個酶)、araE、araFG(與轉運ara有關),但是都受一個共同的調節(jié)基因產物C蛋白調控。⑵有葡萄糖無ara時,araC少量表達,C蛋白結合于操縱基因O2及I區(qū),形成回折結構,封閉了araC及araBAD基因。⑶有葡萄糖有ara時,C蛋白結合于O1及I區(qū),形成直線結構,封閉了araC基因,打開了araBAD基因,但是沒有cAMP-CAP復合物結合,araBAD啟動效率很低。⑷無葡萄糖有ara時,結果類似⑶,但是此時有cAMP-CAP,araBAD高效啟動。6.說明葡萄糖對糖利用型操縱子的調節(jié)。(自己翻書仔細看看)⑴葡萄糖對糖利用型操縱子的調節(jié)是通過調節(jié)cAMP的含量來進行的,即葡萄糖效應,當葡萄糖存在時,其代謝中間產物可以抑制腺苷酸環(huán)化酶,同時激活磷酸二酯酶,導致cAMP水平極低;反之,無葡萄糖且細胞缺乏能量時,cAMP水平升高。⑵糖利用型操縱子一般都需要CAP(分解物激活蛋白)與cAMP結合形成復合物,結合在啟動子附近,進而極大的促進RNA聚合酶與啟動子的結合,高效轉錄糖利用相關基因。⑶若有葡萄糖存在,則沒有cAMP-CAP復合物形成,糖利用相關基因不能有效轉錄,這樣符合生物節(jié)省能量的原則,優(yōu)先利用容易利用的物質。7.說明色氨酸操縱子的正負調控(自己翻書仔細看看)trp操縱子的前導區(qū)中有轉錄終止信號,即衰減子。Trp是輔阻遏物,可與阻遏蛋白結合,一起結合到操縱基因上,阻遏轉錄,這是合成代謝基因的常見的反饋抑制模式。Trp操縱子還有一種更精細的調節(jié)方式,若細胞中trp水平低,阻遏蛋白本身無法與操縱基因結合,轉錄起始,隨后翻譯開始。若細胞中還有低水平的trp,可以使得核糖體順利通過衰減子區(qū)的兩個trp密碼子,則前導區(qū)RNA形成類似于終止子的莖環(huán)結構,導致轉錄終止;若細胞中trp水平非常低,則RNA無法形成莖環(huán)結構,轉錄繼續(xù),可以表達合成trp的相關基因。8.簡述氨基酸合成型操縱子的共同特點⑴氨基酸合成型操縱子的前導區(qū)序列都可以形成衰減子結構。⑵影響形成“莖環(huán)結構”或“polyu”結構的突變都會降低衰減子的作用,增加結構基因的表達。⑶前導區(qū)特異密碼子突變成其他密碼子,則衰減子只能起到終止作用。⑷衰減子調控中需要翻譯,利用原核生物轉錄和翻譯幾乎同時進行的特點。⑸都屬于一種反饋抑制的模式,合成的終產物抑制基因表達。9.說明半乳糖操縱子兩個啟動子的調控意義。見第4題。10.說明E.coli外膜通透蛋白基因的反義調控機制(自己翻書仔細看看)⑴E.coli外膜通透蛋白表達是受于其mRNA互補序列的小分子RNA調控的。有兩種外膜通透蛋白:OMPC和OMPF,兩者化學性質類似,功能相同,在細胞中總量不變。他們?yōu)檫m應性合成,即,高滲下OPMC合成增加OMPF受抑制,低滲下OMPF合成增加,OMPC受抑制,但總量不變。⑵ENV為滲透壓感受蛋白,在低滲透壓下,它與ompF的調控區(qū)結合,轉錄ompF,最終翻譯成OMPF;在高滲透壓下,ENV與ompC的調控區(qū)結合,轉錄并翻譯ompC,同時ENV也能激活CX28序列和ompF的轉錄,但CX28的轉錄產物為一段小RNA,可以和ompF的mRNA互補形成雙鏈,導致ompF不能翻譯成蛋白質。11.簡述λphage的溶源和溶菌途徑。⑴溶源途徑:也稱溫和途徑,λphage感染E.coli后,其基因組與細菌染色體整合,成為染色體DNA的一部分,隨著染色體的復制而復制。將這種整合有噬菌體基因組的細菌稱為溶源菌,此時λphage上的功能基因大部分關閉。⑵溶菌途徑:λ-DNA從細菌染色體上分離,形成環(huán)狀,其上基因按照一定的時間順序表達,并在一定程度上利用寄主的復制、轉錄、翻譯系統(tǒng)及營養(yǎng)物質來合成λphage復制所需的蛋白和酶及基因組,進而組裝成噬菌體顆粒,溶破細菌,釋放子代噬菌體。12.轉錄水平調控是生物基因表達調控的主要機制,這一水平是否是唯一的途徑?

不是唯一的途徑,除此之外主要是翻譯水平的調節(jié):⑴核糖體蛋白基因表達的調控,關鍵蛋白結合的rRNA與核糖體蛋白的mRNA有同源性,因此,rRNA與核糖體蛋白的mRNA競爭性的結合關鍵蛋白,當核糖體蛋白的mRNA多時,關鍵蛋白較多的與mRNA結合,導致其不能有效的翻譯出核糖體蛋白。⑵稀有tRNA對翻譯的調控,翻譯起始后,其速度受mRNA上個密碼子對應的AA-tRNA供應能力的限制,若是稀有密碼子,所識別的是稀有tRNA,胞內含量低,導致供給不足,翻譯速度降低。⑶細菌營養(yǎng)缺乏的調控:營養(yǎng)缺乏時,產生報警物cAMP,促使細菌表達能夠利用其他糖的基因。缺乏氨基酸時,產生報警物ppGpp,抑制轉錄起始及翻譯及多數(shù)耗能過程。⑷反義RNA調控,即與mRNA互補的一段小分子RNA序列與mRNA結合,從而抑制其mRNA翻譯。⑸mRNA二級結構的調節(jié),mRNA形成的各種二級結構可以對轉錄的終止、翻譯的起始、mRNA的壽命等造成影響。13.設計一個實驗,研究某一原核基因的啟動子。參照第四章第6題。第八章真核生物基因表達調控1.比較概念⑴順式作用元件反式作用因子:真核生物的調控序列往往包含許多元件(保守序列),其上可結合各種調控蛋白,此元件即為順式作用元件。能與順式作用元件結合的可擴散的蛋白稱為反式作用因子。⑵基礎轉錄因子:啟動子在啟動RNA合成必需因子,與RNA聚合酶結合形成圍繞在起始位點周圍的復合物。上游轉錄因子:識別并特異地結合在上游順式件上,其活性不受調控,可作用于具有其識別序列的任何啟動子上。⑶誘導因子:其作用與上游因子相同,但它們是受調控的。通用因子:與通用啟動子序列結合的轉錄因子?

⑷DNA結合結構域:調控蛋白上所含有的能與特殊DNA調控序列結合的結構域?;钚越Y構域:轉錄因子所含有的能與其他蛋白結合的結構域。⑸同源異型域:與發(fā)育相關的調控蛋白上與DNA結合的結構域。同源異型基因:用同源異型突變鑒定出來的基因,調控著胚胎發(fā)育。⑹同源異型盒:DNA上編碼一類與發(fā)育有關的調控蛋白上與DNA結合的結構域序列。⑺應答元件:與誘導因子結合的順式作用元件。⑻增強子:在真核生物中,還發(fā)現(xiàn)某些序列可大大增強啟動子的轉錄,而它們離轉錄起始點的距離可以很遠,可在上、下游其作用,這樣的序列稱為增強子。沉默子:與增強子相比,起負調控作用的序列稱為沉默子。⑼啟動子:promotor(廣義上講,是控制轉錄的各種序列元件的任何組合都可以使用“啟動子”術語)。通常是指位于基因5’末端上游外側,緊鄰轉錄起始位點的一段具特殊功能的非編碼核苷酸序列,可與RNApol結合啟動基因轉錄。⑽轉錄本:加工成熟的mRNA?

⑾轉錄因子:真核生物RNA聚合酶不能識別DNA上的結合位點,識別這些序列的是調節(jié)轉錄的反式作用因子,即為轉錄因子。⑿持家基因:一個僅含有被基礎因子和上游因子所識別的元件的啟動子能在任何細胞中進行轉錄,能被此類啟動子轉錄的基因即持家基因,其功能為所有細胞所必須的。奢侈基因:僅在某些種類的細胞中表達的基因。⒀RNA編輯:在RNA水平上發(fā)生的堿基取代,插入和缺失。剪切:轉錄初產物去除內含子拼接外顯子的過程。⒁螺旋-轉角-螺旋:是常見的轉錄因子的DNA結合結構域,有2個alpha-螺旋和一個beta-轉角組成。螺旋-環(huán)-螺旋:有兩個alpha螺旋和一段loop組成,是常見的轉錄因子間相互左右的結構域(二聚化結構域)。2.說明真核生物表達調控的不同層次。⑴DNA和染色體水平的調控。包括:基因重排、基因擴增、DNA修飾、基因封閉(染色體結構)。⑵轉錄水平的調控:包括轉錄起始、延伸的弱化、終止都會對mRNA前體水平產生影響,是重要的調控水平。⑶轉錄后RNA前體加工及轉運的調控.真核生物轉錄和翻譯不偶聯(lián),轉錄出的mRNA前提經加工才能成熟為翻譯模板mRNA,此過程包括剪切、修飾、編輯、5’和3’端的修飾及轉運到翻譯場所等。⑷翻譯水平的調控:包括核糖體的磷酸化/去磷酸化調節(jié),poly(A)的調節(jié),移碼和通讀等等。⑸翻譯后水平調控:包括翻譯產物的剪切、修飾(如糖基化、磷酸化、切除信號肽、脂化及構象形成、轉運和裝配形成復合蛋白體)⑹mRNA降解的調控,隨生長發(fā)育和外界環(huán)境改變、細胞中蛋白質種類也在不斷變化,原有mRNA要降解并以新mRNA代之,因此mRNA是有一定壽命的、細胞中有控制mRNA壽命的機制。3.試述真核生物DNA水平調控與遺傳穩(wěn)定性的關系?

⑴基因封閉:A:組蛋白與DNA結合形成核小體,進一步形成超螺旋及螺旋管結構,對DNA起封閉作用H2A、H2B、H3、H4等組蛋白中堿性氨基酸較多主要起封閉DNA使其不能轉錄的作用。B:H1為核小體間連接的DNA上的組蛋白,其N-末端為酸性氨基酸,C-末端為堿性氨基酸,H1的作用:與基因調控有關(以三種形式與DNA結合,其中的方式與接縫封閉有關),維持染色體高級結構。⑵基因丟失:A:在個體發(fā)育中,細胞分化時一些不需要的基因被消除,目前只在低等真核生物中發(fā)現(xiàn),高等生物尚未發(fā)現(xiàn),也能存在高度分化的體細胞中,不易找到,也可能高等生物中無此現(xiàn)象。B:低等真核生物如:原生動物、昆蟲、甲殼綱動物等中,馬蛔蟲受精卵中只有一對染色體(2n=2),生殖細胞保存著個體發(fā)育必需的全部基因,在體細胞中,染色體碎裂成很多片斷—所謂小染色體,小染色體中具有著絲點的在細胞分裂中得以保存,其他丟失。從而決定了細胞分化的方向,許多原核生物有兩種類型的核:大核和小核,小核為生殖核。C:高等真核生物是否具有基因丟失,有試驗證明為丟失,核代換試驗:說明分化的腸細胞核未發(fā)生基因丟失,但在高等多倍體生物的數(shù)萬甚至數(shù)十萬基因中,丟失少數(shù)基因是否能用目前的實驗手段檢測出來,還有疑問。⑶基因擴增:A:基因擴增是指某些基因的拷貝數(shù)專一性增加的現(xiàn)象,使細胞在短期內產生大量專一基因滿足生長發(fā)育的需要,使基因活性調控的一種方式,擴增基因不在染色體上,保證生物體基因組不變,或擴增基因不用后迅速消失或形成均染色區(qū)。B:非洲爪蟾卵母細胞rRNA的DNA水平調節(jié)。C:果蠅的不分離的多次赴致使基因擴增。D:生理適應性擴增。⑷基因重排:基因重排在轉錄前發(fā)生,在分化細胞中尤為突出,基因重排分兩大類:A:非定向重排,如轉座子在染色體上的移動,可使某些基因缺失或失活致使遺傳不穩(wěn)定。B:定向重排,如小鼠免疫球蛋白結構基因的表達,使遠離啟動子的基因位置到距啟動子很近而被啟動。⑸基因修飾:A:基因修飾發(fā)生在DNA水平,主要包括甲基化修飾(主要出現(xiàn)在C、組蛋白CpG)及轉座子插入等。B:甲基化修飾因影響DNA構象而影響DNA和參與起始轉錄的一些蛋白質互相作用,從而影響轉錄起始。4.什么叫基因沉默(現(xiàn)象、實驗),引起基因沉默的原因有哪些?

通過對染色體區(qū)域的修飾來把排斥基因上大片段的DNA封閉,稱為基因沉默基因不表達稱為基因沉默?基因沉默有位置效應,有轉錄水平的沉默,還有轉錄后水平的沉默。是一種位置效應,基因因他所處的位置而沉默,而不是一種對環(huán)境某一特異信號的應答反應。最常見的沉默形成與被稱為異染色質的一種致密形式的染色質有關,在光學顯微鏡下的外觀與常染色體相比看起來很致密,如果用實驗方法將某個基因轉移到該區(qū)域,那么該基因通常被關閉。在酵母中,沉默由組蛋白的脫乙酰化與甲基化作用介導。在哺乳動物中,DNA甲基化與沉默狀態(tài)的基因有關,事實上,哺乳動物基因組上大片段的區(qū)域,正是通過這種方式被標記,并且DNA甲基化通常出現(xiàn)在異染色質區(qū)域,這是因為甲基化的序列通常被DNA結合蛋白(如MeCP2)識別。DNA結合蛋白可以募集組蛋白脫乙酰酶和組蛋白甲基化酶,而這兩種酶可以修飾鄰近的染色質,因此DNA甲基化可以標記隨后異染色質形成的位點(見課本內容)。原因:①點突變、無義突變導致肽鏈長度變化,原活性喪失,致死突變、使酶失活②抑制基因突變,抑制了該基因表型顯露③轉座子插入,使致失活④該基因修飾如甲基化使之封閉⑸RNA干擾導致基因沉默5.簡述真核基因啟動子的研究方法(可加圖示),何謂突變掃描實驗,此技術在基因表達調控中有何用途。突變掃描實驗:逐個改變起始位點上游堿基(點突變)觀察各位點對啟動子轉錄效率的影響。用途:確定某基因表達的影響位點,如DNAPol酶II的啟動子、TATA、GCbox、CAAT等。也可確定增強子的作用片斷,從而可以深入研究基因的調控機制。啟動子研究方法:(可能是)阻滯電泳法、足跡法、甲基化修飾等6.簡述轉錄因子的DNA結合結構域和活性結構域的結構與特點。⑴DNA結合域一般較小(60-90AA)已發(fā)現(xiàn)結構域有A:Zn指,鋅指蛋白和類固醇受體中,有一小組AA與Zn2+結合形成指狀突起,識別DNA大、小溝中特異序列;B:螺旋—轉角—螺旋(HTH)通常會有多個與DNA相互作用的氨基酸殘基結合與DNA的大溝中。⑵活性結構域,與DNA結合的蛋白常是二聚體或四聚體,兩種結構:亮氨酸拉鏈,兩分子蛋白α螺旋區(qū)通過疏水鏈形成二聚體,其間每6個AA有一個亮氨酸,其堿性區(qū)與DNA結合于DNA的大溝中;helix—loop—helix在不同條件下形成不同的二聚體。7.真核生物表達調控一般是正調控,但有負調控,請分別說明。答:在真核基因轉錄的調控中,既有用激活物的調控(正調控),也有用阻竭物的調控(負調控),二者同等重要,真核中雖然既有正調控又有負調控成分,但目前為止已知主要是正調控,而且一個真核基因通常有多個調控序列,必須有多個激活物同時特異結合上才能啟動基因的轉錄。(應該舉點例子)8.為什么內部啟動子可以啟動轉錄而不影響轉錄產物的準確性。內部啟動子啟動轉錄時所結合的轉錄因子分兩大類:即結合于起始位點處的必須因子和輔助因子(在下游),轉錄啟動后,下游輔助因子從結合位點脫落,故不影響轉錄產物的準確性,如RNApol酶III內部啟動子I、II;I:THIIIA結合于boxC處THIIIC結合與其下游協(xié)助THIIIB結合在起始位點后,轉錄開始THIIIA、THIIIC脫落;II:THIIIC直接結合于boxA和boxC誘導THIIIB結合在起始位點處,啟動轉錄THIIIC脫落。9.上游元件多樣性對真核表達調控的意義。上游元件使得更多的轉錄因子結合,使轉錄正確定位。⑴真核生物基因表達是一個精確過稱,只有多樣的上游元件才能滿足其特異性要求;⑵各種轉錄因子存在其自身缺點,如基礎因子保守、誘導因子隨機排列,單獨無法完成基因精確調控,故需要各類因子結合,因此需要多樣上游元件與之匹配,(RNApol酶不能直接與啟動子直接結合,需上游因子誘導、啟動子需強啟動子增強轉錄)。⑶利用有限反式因子產生更多調控方式,減少物質能量的浪費10.什么叫應答元件,說明其特點及作用原理。⑴被誘導轉錄因子識別和結合的上游DNA短序列,受同一誘導因子(如激素、熱休克)等調控的基因,其應答元件相同,此應答元件被同一起調節(jié)作用的轉錄因子識別。⑵特點:是啟動子上游元件或增強子元件;都會有短的保守序列,在不同的基因中均有寶樹形,但不完全相同;轉錄因子結合區(qū)大于元件保守序列;元件與起始點(+1)沒有固定距離,通常在上游小于200bp處;一個元件可引起應答調節(jié),但有時又多拷貝。⑶作用原理:當某一基因需要表達時,則與應答元件結合的轉錄因子合成或活化,與應答元件結合,此轉錄因子是聚合酶啟動轉錄的必須因子,其結合DNA啟動轉錄和蛋白質合成,使調節(jié)效應出現(xiàn)。11.真核生物啟動子元件具有保守性,一種元件可以在多個基因啟動子中出現(xiàn),而一個轉錄因子也可以作用于多個基因,以上說法對嗎?具體說明。

⑴以上說法正確。真核表達調控的特點就是由多種不同的順式元件和反式因子組合而成的復雜的以正調控為主的體系,是模塊化的組合。不同基因的啟動元件可以由相同的元件構成,同理,同一個反式因子可以作用于所有含有相應順式元件的基因上。⑵比如SV40含有6個GC框;TK啟動子含有1個octamer

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