分子生物技术问答题-农大期末考试复习题

1.试比较DNA复制与转录的异同点。

相同点：都以DNA链作为模板，合成的方向均为5’→3’，聚合反应均遵从碱基配对原则，核苷酸之间形成磷酸二酯键使核苷酸链延伸。

不同点：复制转录模板两股链均复制，全部信息模板链，部分信息原料dNTP NTP酶DNA聚合酶RNA聚合酶产物子代双链DNA（半保留复制）mRNA，tRNA，rRNA引物RNA引物无配对G-C; T-A A-U; T-A; C-G2.简述真核与原核基因转录方面存在的差异。

原核生物真核生物RNA聚合酶只有1种。

3种，分别转录不同的RNAmRNA结构通常5‘帽子和3’尾巴顺反子功能相近的基因通常形成一个操纵子，由共同的调控区进行转录调控。

转录起始不同的聚合酶有不同的启动子调控转录终止在RNA水平发生作用：不依赖ρ因子的终止子在柄部富含GC碱基对，而且连接一串富含U的茎环结构；依赖于ρ因子的终止子通过ρ因子与β亚基的作用促使转录终止。

3类RNA聚合酶的转录因子都需要富含A T的序列。

3.简述RNA的种类及其生物学作用。

4.比较真核生物和原核生物mRNA的异同。

原核生物和真核生物mRNA的差别在于可翻译顺反子的数目，真核生物的mRNA是单顺反子。

而且真核生物的mRNA在其3’末端有多聚腺苷酸尾巴（polyA），而5’末端有7－甲基鸟嘌呤帽子。

真核生物的mRNA尾部区域有时会携带特定的去稳定因子。

5.简述真核生物mRNA基因的转录过程。

1) 模板识别：RNA聚合酶与双链DNA的启动子开始结合；DNA双链被分开；形成转录泡。

2) 转录的起始：RNA中第一个核苷酸键合成；合成前9 个核苷酸键时，酶仍旧位于启动子上；聚合酶成功地完成了RNA链的延伸并离开启动子。

3) 延伸阶段：延伸阶段包括DNA 结构的改变带来的转录泡前移。

在转录泡中，模板链的瞬间解旋区与新生的RNA 链在延伸点发生配对。

RNA聚合酶沿DNA移动，RNA链逐渐延长，酶一边移动一边将DNA解螺旋，使一段新的模板以单链形式暴露出来。

核苷酸以共价键形式被添加到RNA链的3’末端，在解旋区形成一个RNA-DNA 杂交链。

解旋区之后的DNA 模板链又与另一条单链DNA 配对并形成双螺旋。

RNA 形成游离的单链。

4) 转录的终止：包括对那些不再被加到RNA上的碱基位点进行识别。

磷酸二酯键停止形成，转录复合体分离，转录终止。

当最后一个碱基加入到RNA 链上，转录泡崩解，RNA-DNA杂交被破坏，DNA重新形成双螺旋，聚合酶和RNA都释放下来。

6.简要说明真核生物mRNA 的结构特点。

7.真核生物转录的前体RNA如何加工为成熟的mRNA ?1) 5’端加帽子。

5’加帽是一个多步加工过程，第一步是鸟苷转移酶将一个鸟苷酸加在5’RNA的前端，产生5’-5’对接的磷酸二酯键。

第二步由鸟嘌呤甲基转移酶将一个甲基基团加到嘌呤环的7位氮原子使5’帽子鸟嘌呤转变为7-甲基鸟嘌呤。

2) 3’端加poly(A)尾巴。

在切除前体mRNA 3'末端的一段序列后，在poly (A) 多聚酶作用下，合成再加上多聚腺苷酸，约250个腺嘌呤核苷酸尾巴。

3) 内含子的剪接。

核mRNA前体含有边界顺序、分枝点序列及其内含子5’端保守序列，本身不能形成二级结构，必需依赖于snRNP(U1,U2,U4,U5和U6)的帮助才能形成剪接体，进行自我剪接，将内含子（intron）去除，而把外显子（exon）连接起来。

4) 化学修饰。

某些碱基进行甲基化等修饰8.真核生物细胞的RNA 内含子剪接的主要方式。

9.简述转录因子的结构特点及其作用。

转录因子也称转录激活因子，它们可对转录起始复合物的组装及转录速率施加影响，决定某一基因是否表达，通常有一个标准结构，存在DNA结合域和转录激活结构域。

DNA识别或结合域能和特定的基因的启动子区结合，但不能激活基因的转录；转录激活结构域可以在适当的空间激活转录。

10.概括典型原核生物启动子的结构和功能。

启动子是与RNA聚合酶结合和转录起始的特殊序列。

典型的原核生物启动子大约40个核甘酸并有2个重要的序列。

－35区：位于复制起始位点上游35个核甘酸的6个核甘酸序列，能被RNA聚合酶全酶识别并结合。

其中， 亚基在识别中起重要作用。

因为没有 亚基的核心酶只能随机地结合在DNA上。

－10区：位于－10处的6核甘酸序列。

RNA聚合酶松散结合到－35区后，沿着DNA移动到－10区并解链，形成紧密结合的复合体，确保转录方向。

保守序列TA TAAT。

蛋白质合成1.简述真核与原核核糖体的主要区别是什么？真核细胞80S核糖体中核糖体蛋白和rRNA数量和体积均比原核细胞70S核糖体的大，其体积约为原核的2倍。

真核细胞的大小亚基（即40S与60S）均比原核细胞的的（原核为30S和50S）。

在两种细胞的核糖体中，rRNA 占绝大部分体积，原核细胞的RNA含量则比真核高。

2.简述真核与原核细胞中翻译起始的主要区别是什么？原核生物与真核生物翻译起始的主要区别是来自mRNA的本质差异以及小亚基与mRNA起始密码子上游区结合的能力。

原核生物mRNA较不稳定，而且是多顺反子，在IF-3介导下，通过16SrRNA的3’末端在核糖体结合位点与小亚基直接结合后，原核细胞翻译起始复合物就装配起来。

在真核生物细胞中，需要几种起始因子（eIF4 4A 4B）帮助mRNA的启动，起始复合物才能结合到mRNA帽子上。

一旦结合，起始复合物开始向下游区搜索，直至找到第一个AUG密码子。

3.简述蛋白质翻译的基本过程。

(1) 氨基酸的活化。

氨基酸必须在氨酰-tRNA合成酶的作用下，生成活化氨基酸——AA-tRNA。

tRNA与相应氨基酸的结合是蛋白质合成中的关键步骤。

（2）翻译的起始。

翻译起始需要游离的核糖体亚基。

细菌翻译起始分成3步：30S小亚基首先与翻译起始因子IF-1，IF-3结合，通过SD序列与mRNA模板相结合；在IF-2和GTP的帮助下，fMet-tRNAfMet进入小亚基内的P位，tRNAfMet上的反密码子与mRNA上的起始密码子配对。

带有tRNA、mRNA、3个翻译起始因子的小亚基复合物与50S大亚基结合，GTP水解，释放翻译起始因子（或在真核生物中，小亚基首先识别mRNA 的5′端，再移动到起始位点，并在这里同大亚基结合。

真核生物和原核生物中的翻译起始几乎都是用AUG。

起始tRNA是一种不同的类型，但其所带的甲硫氨酸没有被甲酰化，称为tRNAiMet）。

(3) 翻译的延伸。

生成起始复合物、第一个AA与核糖体结合以后，肽链开始伸长。

按照mRNA模板密码子的排列，AA通过新生肽键的方式被有序地结合上去。

肽链延伸由许多循环组成，每加一个氨基酸就是一个循环，每个循环包括AA-tRNA与核糖体的结合、肽键的生成和移位。

(4) 肽链的终止。

终止密码子不能被tRNA识别。

从最后一个tRNA上释放完整的多肽链，将tRNA从核糖体上逐除出，核糖体与mRNA解离，核糖体解体。

4.简述蛋白质跨膜运输的机制。

5.蛋白质的合成靠什么维持其合成的忠实性？密码子的兼并性和专一性；密码子与反密码子正确配对；氨酰-tRNA的高度特异性；校正作用。

1.概括典型原核生物启动子的结构和功能。

启动子是与RNA聚合酶结合和转录起始的特殊序列。

典型的原核生物启动子大约40个核甘酸并有2个重要的序列。

－35区位于复制起始位点上游35个核甘酸的6个核甘酸序列，能被RNA聚合酶全酶识别并结合。

其中，σ亚基在识别中起重要作用。

因为没有σ亚基的核心酶只能随机地结合在DNA上。

－10区位于－10处的6核甘酸序列。

RNA聚合酶松散结合到－35区后，沿着DNA移动到－10区并解链，形成紧密结合的复合体，确保转录方向。

保守序列TATAAT。

2.简述乳糖操纵子的负调控模式。

乳糖操纵子中结构基因包括LacZ 、LacY、LacA ，结构基因前启动子P与操作子O相邻。

无诱导物时阻遏蛋白与O结合后阻止RNA聚合酶与P的结合，从而抑制结构基因的转录；当有诱导物时，诱导物与阻遏蛋白结合，改变阻遏蛋白的构型使阻遏蛋白从O上解离，进而使RNA聚合酶结合P，结构基因转录。

3.弱化作用如何调控E.coli中色氨酸操纵子的表达。

弱化作用是根据tRNA Trp的数量去调节Trp操纵子的表达，而tRNA Trp的数量又取决于细胞中Trp的水平。

Trp操纵子mRNA前导序列很长，包括了编码一个长14个氨基酸多肽所需的全部信息。

这个多肽4.简述乳糖操纵子的结构和调控过程。

三个乳糖的结构基因，其中lacZ 编码β-半乳糖苷酶，能催化β-半乳糖苷水解；lacY 编码β-半乳糖苷透性酶，将β-半乳糖苷转入细胞；LacA编码β-半乳糖苷转乙酰基酶。

调控基因LacI 基因表达产物称为阻遏蛋白(Repressor)，它的功能是阻止结构基因的表达。

操纵基因（o）位于启动子(p)和结构基因(lacZY A)之间。

阻遏蛋白和操纵基因结合时，能阻止RNA 聚合酶在启动子(p)上的转录。

1）无诱导物（如乳糖）时，使乳糖操纵子处于失活状态；2）加入诱导物（如乳糖）后，它与阻遏蛋白结合，起始转录乳糖代谢的3个结构基因lacZY A。

5.简述转录因子的结构特点及其作用。

转录因子也称转录激活因子，它们可对转录起始复合物的组装及转录速率施加影响，决定某一基因是否表达，通常有一个标准结构，存在DNA结合域和转录激活结构域。

DNA识别或结合域能和特定的基因的启动子区结合，但不能激活基因的转录；转录激活结构域可以在适当的空间激活转录。

6.当培养基中同时存在葡萄糖和半乳糖时，请说明大肠杆菌乳糖操纵子的基因表达情况。

三个乳糖的结构基因，其中lacZ 编码β-半乳糖苷酶，能催化β-半乳糖苷水解；lacY 编码β-半乳糖苷透性酶，将β-半乳糖苷转入细胞；LacA编码β-半乳糖苷转乙酰基酶。

调控基因LacI 基因表达产物称为阻遏蛋白(Repressor)，它的功能是阻止结构基因的表达。

操纵基因（o）位于启动子(p)和结构基因(lacZY A)之间。

阻遏蛋白和操纵基因结合时，能阻止RNA 聚合酶在启动子(p)上的转录。

1）当大肠杆菌培养基同时存在葡萄糖和半乳糖时，大肠杆菌优先利用葡萄糖，乳糖操纵子处于关闭状态。

直至培养基中的葡萄糖用完，乳糖操纵子的基因才开始转录表达，利用乳糖。

2）培养基中的葡萄糖用完后，半乳糖与阻遏蛋白结合，起始转录乳糖代谢的3个结构基因lacZYA。

7.反式作用因子有几大类？每一类的特征是什么？作为基因表达的重要调节原件，增强在通常具有什么特征？1.在分离DNA过程中，为什么苯酚和氯仿联合使用？即使不联合使用也要在苯酚抽提后用氯仿再抽提一次？提示：原因是酚和水有一定程度的互溶，所以单独使用酚抽提DNA，最终不能除去酚，残留的酚会使限制性核酸内切酶、Taq酶和连接酶变性，影响后续试验。