分子生物学问答题1

1↓参与复制所需要的酶和蛋白因子有哪些。

2↓(1) RNA 指导的DNA 聚合酶活性； (2) DNA 指导的DNA 聚合酶活性； (3)RNase H 的活性是指它能够从5→'3'和3→'5'两个方向水解DNA-RNA 杂合分子中的RNA 。

↓转录与复制的区别。

(1)转录只合成与模板互补的单链（不对称转录）。

(2)转录得到的链是由NTP 组成的，而不是dNTP 。

(3)RNA 聚合酶不需要引物，可以从头起始转录。

(4)RNA 产物不与模板保持互补状态。

相反，RNA 聚合酶在NTP 添加处的几个核苷酸之后，便将正在延长的链从模板上置换下来。

这一置换对于同步进行的翻译至关重要，同时也使得一个基因可以同时转录成多条RNA 。

(5)转录的精确度（10-4）不如复制（10-7），因为它缺乏广泛的校正机制。

↓简述转录延长特点。

① 核心酶负责RNA 链延长反应；② RNA 链从5'-端向3' -端延长，新的核苷酸都是加到3'-OH 上； ③ 对DNA 模板链的阅读方向是3'-端向5'-端，合成的RNA 链与之呈反向互补，即酶是沿着模板链的3'向5'方向或沿着编码链的5'向3'方向前进的；④ 合成区域存在着动态变化的8 bp 的RNA-DNA 杂合双链；⑤ 模板DNA 的双螺旋结构随着核心酶的移动发生解链和再复合的动态变化。

↓简述细菌的转录终止机制称为终止子（terminator ）的序列引发RNA 聚合酶从DNA 上脱离并释放已合成的RNA 链。

细菌有两种类型的终止子。

Rho 非依赖型终止子或称固有终止子，通过其转录产物形成的发夹结构而终止转录。

Rho 依赖型终止子需要一个称为Rho 的蛋白质来诱发终止反应。

↓逆转录酶和逆转录过程；逆转录酶：能催化以RNA 模板合成双链DNA 的酶，全称依赖RNA 的DNA 聚合酶； 逆转录过程：分三步：首先是逆转录酶以病毒基因组RNA 为模板，催化d ＮTP 聚合生成DNA 互补链，产物是RNA/DNA 杂化双链；然后，杂化双链中的RNA 被逆转录酶中有RNase 活性的组分水解，被感染细胞内的Rnase Ｈ（Ｈ＝Ｈybrid ）也可水解RNA 链。

RNA 分解后剩下的单链DNA 再用做模板，由逆转录酶催化合成第二条DNA 互补链。

↓原核生物的转录过程；一、转录起始需要RNA 聚合酶全酶;1. RNA 聚合酶全酶(α2ββ'σ)与模板结合，形成闭合转录复合体；2. DNA 双链局部解开，形成开放转录复合体；3. 在RNA 聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形成转录起始复合物：二、 RNA pol 核心酶独立延长RNA 链;1. σ亚基脱落，RNA –pol 聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA 模板前移；2. 在核心酶作用下，NTP 不断聚合，RNA 链不断延长。

三、原核生物转录延长与蛋白质的翻译同时进行;四、原核生物转录终止分为依赖ρ(Rho)因子与非依赖ρ因子两大类;转录终止指RNA 聚合酶在DNA 模板上停顿下来不再前进，转录产物RNA 链从转录复合物上脱落下来。

↓真核生物的转录终止；真核生物的转录终止和加尾修饰同时进行. 真核生物转录终止，和转录后修饰密切相关。

转录不是在poly A 的位置上终止，而是超出数百个乃至上千个核苷酸后才停顿。

在读码框架的下游，常有一组共同序列AATAAA ，再下游还有相当多的GT 序列。

这些序列称为转录终止的修饰点。

↓试述转录因子的分类及其作用特点。

一、通用转录因子，是RNA 聚合酶结合启动子所必需的一组蛋白因子，决定三种RNA(mRNA 、tRNA 及rRNA)转录的类别。

二、特异转录因子，为个别基因转录所必需，决定该基因的时间、空间特异性表达。

↓细胞内信号转导分子种类。

（1）第二信使：在细胞内传递信息的小分子物质，如：Ca2+、DAG 、IP3、Cer 、cAMP 、cGMP 、花生四烯酸及其代谢产物等。

环核苷酸是重要的细胞内第二信使。

特点：①分子的浓度或分布在细胞外信号作用下发生迅速改变； ②类似物可模拟细胞外信号的作用；③阻断该分子的变化可阻断细胞对外源信号的反应。

④作为别位效应剂在细胞内有特定的靶蛋白分子。

（2）许多酶可通过其催化的反应而传递信号，作为信号转导分子的酶主要有两大类。

①催化小分子信使生成和转化的酶，如腺苷酸环化酶、鸟苷酸环化酶、磷脂酶C 、磷脂酶D （PLD ）等②蛋白激酶，作为信号转导分子的蛋白激酶主要是蛋白酪氨酸激酶和蛋白丝/苏氨酸激酶。

↓Ca2+在信息传递中如何发挥作用?一、Ca 2+能与胞浆内的PKC 结合聚集至质膜，在DAG 和膜磷脂共同诱导下，PKC 被激活。

二、可激活钙离子／钙调蛋白依赖的蛋白激酶(Ca 2／ CaM-PK)。

三、可与细胞内其它钙结合蛋白结合，直接导致其构象改变，而表达其信息效应。

↓试述cAMP 信息传递途径。

cAMP －PKA 途径-活化：①信号分子与受体结合，引起受体构象变化②受体活化G 蛋白（结合GTP ，α与βγ解离）③活化后的G 蛋白激活腺苷酸环化酶（AC ）④AC 催化ATP 生成cAMP ⑤cAMP 活化PKA （依赖cAMP 的蛋白激酶）⑥PKA 使目标蛋白磷酸化，调节代谢酶的活性或调节基因的表达cAMP －PKA 途径-失活：信息分子与受体解离，受体失活→G 蛋白失活（GTP 被水解成GDP ，αβγ亚基重新聚合）→AC 失活→cAMP 被磷酸二酯酶水解→PKA 失活。

↓IP3、DG 在信号转导中的作用；由PIP2水解产生的IP3是水溶性的小分子物质，离开细胞膜后能在细胞质内很快地扩散， IP3与内质网膜上的特异Ca2+-通道结合后，就能使内质网腔里的Ca2+释放到细胞质，而且释放的Ca2+具有正反馈效应，即释出的Ca2+结合到Ca2+通道，再促进Ca2+释放。

DG 的重要作用是激活蛋白激酶C(protein kinase C, PKC)，PKC 是一类Ca2+依赖的蛋白激酶，能使选择性的靶蛋白的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化。

因IP3作用升高的细胞质内Ca2+能使PKC 从细胞质转移到细胞膜胞质面。

在Ca2+，DG 和细胞膜磷脂成分中的磷脂酰丝氨酸的共同作用下激活PKC 。

哺乳动物中脑细胞的PKC 浓度最高，其作用是使神经细胞的离子通道蛋白磷酸化，从而改变神经细胞膜的兴奋性。

在许多细胞中，PKC 能通过激活磷酸化级联反应，最后使一些转录因子磷酸化并激活，从而调控相关基因的表达。

↓酵母双杂交原理酵母双杂交系统的建立得力于对真核细胞调控转录起始过程的认识。

研究发现，许多真核生物的转录激活因子都是由两个可以分开的、功能上相互独立的结构域组成的。

例如，酵母的转录激活因子GAL4，在N 端有一个由147个氨基酸组成的DNA 结合域(BD)，C 端有一个由113个氨基酸组成的转录激活域(AD)。

GAL4分子的DNA 结合域可以和上游激活序列(UAS)结合，而转录激活域则能激活UAS 下游的基因进行转录。

但是，单独的DNA 结合域不能激活基因转录，单独的转录激活域也不能激活UAS 的下游基因，它们之间只有通过某种方式结合在一起才具有完整的转录激活因子的功能。

↓翻译机器的组成及其作用。

翻译机器由4种基本成分组成：mRNA 、tRNA 、氨基酰-tRNA 合成酶和核糖体。

在遗传信息传递中，翻译远比DNA 到RNA 的转录复杂，因为mRNA 不可能直接作为模板指导多肽链的合成。

(1)mRNA 的蛋白编码区由称为密码子的三核苷酸单位组成，密码子决定氨基酸的顺序。

(2)tRNA 介导氨基酸与密码子的相互作用。

(3)氨基酰-tRNA 合成酶使氨基酸与tRNA 结合起来。

(4)核糖体协调mRNA 与tRNA 的识别，并催化肽键的合成。

↓叙述使翻译生成的新生多肽链成为有功能的蛋白质所需要经过的加工步骤。

加工步骤包括：化学修饰、折叠、亚基聚合等，其中最重要的是折叠。

蛋白质合成后经靶向运输到达细胞的特异空间。

（1） 氨基酸残基的化学修饰：个别氨基酸可进行甲基化和乙酰化修饰；蛋白质糖基化是一种复杂的化学修饰； 某些蛋白质加入异戊二烯基团；结合蛋白质加入辅基；大多数蛋白质有二硫键的形成。

（2）肽链的折叠是按等级进行的：① 在数毫秒内二级结构即沿多肽链形成。

蛋白形成紧密但未折叠的结构，将其疏水基团置于内部，与水隔离；② 其后的数秒或数分钟内，二级结构相互作用，通常经过一系列中间体构象，三级结构逐渐成形。

③ 多肽链通过非极性残基间疏水作用的介导，自动折叠成一个称之为“熔球”的紧密结构。

↓遗传密码的特点；1.方向性:翻译时遗传密码的阅读方向是5'→3'，即读码从mRNA 的起始密码子AUG 开始，按5'→3'的方向逐一阅读，直至终止密码子。

2.连续性:编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读，密码子及密码子的各碱基之间既无间隔也无交叉。

3.简并性:一种氨基酸可具有2个或2个以上的密码子为其编码。

这一特性称为遗传密码的简并性。

4.摆动性:反密码子与密码子之间的配对有时并不严格遵守常见的碱基配对规律，这种现象称为摆动配对;5.通用性:从简单的病毒到高等的人类，几乎使用同一套遗传密码，因此，遗传密码表中的这套“通用密码”基本上适用于生物界的所有物种，具有通用性。

↓试述（乳糖）操纵子的组成和功能。

大肠杆菌乳糖操纵子含Z 、Y 、A 三个结构基因，分别编码半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶，此外还有一个操纵元件O ，一个启动子P 和一个调节基因I （是调节基因，编码产生阻遏蛋白）。

↓试述乳糖操纵子的负性、正性调节机制。

一、阻遏蛋白的负性调节：没有乳糖存在时，I 基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列O 处，抑制RNA 聚合酶与启动子结合，乳糖操纵子处于阻遏状态，不能合成分解乳糖的三种酶；有乳糖存在时，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵序列，乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶。

所以，乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控。

二、CAP 的正性调节：lac 启动子是弱启动子，在启动子上游有CAP 结合位点，当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时，cAMP 浓度升高，与CAP 结合，使CAP 发生变构，CAP 结合于乳糖操纵子启动序列附近的CAP 结合位点，激活RNA 聚合酶活性，促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。

↓以乳糖操纵子例，说明细菌基因表达的调控原理；1、乳糖操纵子（lac operon ）的组成：大肠杆菌乳糖操纵子含Z 、Y 、A 三个结构基因，分别编码半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶，此外还有一个操纵元件O ，一个启动子P 和一个调节基因I （是调节基因，编码产生阻遏蛋白）。