分子生物学习题及答案(3,4,5章)

第3章

一．名词解释（考试时，名词解释为英文，要写出中文并解释）

1、复制(replication): 亲代双链DNA分子在DNA聚合酶的作用下，分别以每单链DNA分子为模板，聚合与自身碱基可以互补配对的游离的dNTP,合成出两条与亲代DNA分子完全相同的子代DNA分子的过程。

2、复制子(replicon)：也称复制单元，是基因组中具有一个复制起点（origin，ori）和一个复制终点（terminus，ter）并能在细胞中自主复制的基本单位。

3、半保留复制（Semi-Conservation Replication）：DNA复制过程中亲代DNA的双链分子彼此分离，作为模板，按碱基互补配对原则，合成两条新生子链，这种方式称为半保留复制。

4、冈崎片段（Okazaki fragment）

冈崎片段是相对比较短的DNA链（大约1000核苷酸残基），是在DNA的后随链的不连续合成期间生成的片段，这是Reiji Okazaki在DNA合成实验中添加放射性的脱氧核苷酸

前体观察到的，因此DNA的复制是半不连续复制。

5、DNA复制的转录激活(transcriptional activation）：RNA聚合酶使双链DNA分子局部开链，在合成10~12个核苷酸的RNA片段之后，再由DNA聚合酶完成前导链DNA的合成，在完成近1000~2000个核苷酸的DNA合成后，后随链才在引发酶的作用下开始启动冈崎片

段的引物RNA的合成，将这一过程称为DNA复制的转录激活。

6、单链DNA结合蛋白(single strand DNA binding protein，SSB):在复制中维持模板处于单

链状态并保护单链的完整性。

7、复制体(replisome)：DNA复制过程中的多酶复合体。

8、端粒（Telomere）：是真核生物染色体末端的一种特殊结构，是为了保证染色体稳定的

一段高度重复序列，呈现四股螺旋。

9、复制叉(replication fork): 复制开始，在复制起点形成的一个特殊的叉形结构，是复制有

关的酶和蛋白质组装成复合物和新链合成的部位，这个部位称为复制叉。

10、半不连续复制(semi-discontinuous replication): DNA双链复制时，一条链是连续合成的, 另一条链是不连续合成的, 这种前导链的连续复制和后随链的不连续复制方式称DNA的半不连续复制。

11、先导链(leading strand): 又称前导链，是在复制叉处从5'→3'进行连续合成的一条子链。

12、后随链(lagging strand): 又称滞后链，复制方向与复制叉的方向相反,后随链的合成要等前导开始合成从而将其模板链暴露出来后,才得以进行。后随链上先合成了不连续的冈崎片

段,然后在DNA聚合酶I的催化下切除RNA引物,同时填补切除RNA后的空隙,再在DNA 连接酶的作用下,将冈崎片段连接成一条连续的DNA单链。

13、DNA连接酶: 是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来的酶。若双链DNA中一条链有切口, 一端是3′-OH, 另一端是5′-磷酸基,连接酶可催化这两端形成磷酸二酯键，而使

切口连接的酶。

14、回环模型: 滞后链绕酶一圈形成的环形，使得滞后链和前导链朝着同一方向沿复制叉进

行。

二、问答题

1．大肠杆菌被T2噬菌体感染，当它的DNA复制开始后提取噬菌体的DNA，发现一些RNA 与DNA紧紧结合在一起，为什么？

答：该DNA为双链并且正在进行复制。RNA片段是后随链复制的短的RNA引物。

2．描述滚环复制过程及其特征。

答：仅是特定环状DNA分子的复制方式。

（1）复制过程：

1）环状双链DNA的+链被内切酶切开；

2）以-链为模板，DNA聚合酶以+链的3'端作为引物合成新的+链，原来的+链DNA分子的5'端与-链分离；

3）+链的3'端继续延长；

4）引发酶以离开的+链为模板合成RNA引物，DNA聚合酶以+链为模板合成新的-链；5）通常滚环复制的产物是一多聚物，其中大量单位基因组头尾相连。

（2）复制过程的特征：

1）复制是单方向不对称的；

2）产物是单链DNA，但可通过互补链的合成转变为双链；

3）子代DNA分子可能是共价连接的连环分子；

4）连环分子随后被切成与单个基因组相对应的片段。

3．简述 E.Coli DNA复制起始的主要步骤。

⑴DNA合成在复制起点(oriC)的起始，Primase(引物酶)合成RNA引物。

⑵DNA helicase (DNA 解旋酶)打开DNA双链，SSB结合单链DNA, DNA Gyrase(DNA促旋酶)引入负螺旋，减少正螺旋。

⑶在DNA聚合酶III作用下,5’-3’合成前导链和后随链前体片段(冈崎片段）。

⑷在DNA聚合酶I作用下，去除后随链前体片段5’端RNA引物，后随链前体片段间的缺口由DNA ligase连接，形成完整的后随链。

4．比较原核生物和真核生物DNA复制的不同点。

共同点:

(1)DNA的半保留复制即在DNA复制过程中.碱基间氢键首先断裂.双螺旋解旋和分开.每条链分别作为模板.按碱基配对原则合成其互补链.从而形成两个新的双链分子.因新形成的DNA分子中.各保留一条亲代的DNA单链.故名半保留复制.也因此保证了遗传信息的稳定性.

(2)DNA的半不连续复制在DNA复制过程中一股模板上DNA的合成是连续的,另一模板上DNA链的合成是不连续的.是首先合成较短的DNA片段(即冈崎片段).然后再由连接酶连成大片段.同时.不连续合成的这条链总是落后于连续合成的那条链.称为滞后链,连续合成的链称为前导链.前导链前进的方向与复制叉前进方向相同,滞后链合成方向与复制叉前进方向相反.因此.DNA聚合酶的反应方向始终保持5′-3′.

(3)DNA复制的起始.延伸和终止许多实验表明.DNA的半保留复制是从DNA分子的特定位点开始的.即复制原点(用ori或o表示).现已证明.除fd组噬菌体外.许多生物的复制原点都是富含A-T的区段.由于此区段的键能较低.易于形成瞬时单链.便于单链结合蛋白与之结合.

不同点:

1) 原核生物基因组DNA有1个复制子.真核生物有多个复制子

2) 原核生物比真核生物DNA复制速度快

3) 原核生物引物由引物酶催化合成的.真核生物引物由RNA聚合酶催化合成的

4) 原核生物与真核生物DNA聚合酶不同

5) 真核生物端粒DNA的合成由端粒酶催化合成的.原核生物不存在这种情况.