现 代 分 子 生 物 学

Lac阻遏蛋白由I基因编码，结合O序列对Lac操纵子起阻遏作用。

Trp操纵子的精细调节包括弱化机制及阻遏机制两种机制。

名词解释

分子生物学：从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学、主要指遗传信息的传递（复制）、保持（损伤和修复）、基因的表达（转录和翻译）及调控。

C值：把一种生物单倍体基因给的DNA的总量称为C值。

C值反常现象：指C值往往与种系进化的复杂程度不一致、某些低等生物却具有较大的C值。

多顺反子：原核生物的DNA序列中功能相关的RNA和蛋白质基因、往往丛集在基因组的一个或几个特定部分、形成功能单位或转录单位、它们可被一起转录为含多个mRNA.的分子、叫多顺反子mRNA。

单顺反子：真核基因转录产物为单顺反子、即一条mRNA模板只含有一个翻译起始点和一个终止点、因而一个基因编码一条多肽链或RNA链、每个基因转录有各自的调节元件。

前导链：在DNA复制时，合成方向与复制叉移动的方向一致沿5’—3’方向连续合成的链。

滞后链：合成方向与复制叉移动的方向相反，形成许多不连续的片段，最后再连成一条完整的DNA链。

冈崎片段：在DNA复制过程中，前导链能连续合成，而滞后链只能是断续的合成53 的多个短片段，这些不连续的小片段称为冈崎片段。

DNA的转座：由可移位因子介导的遗传物质重排现象。

SNP:是Single nuclectide polymorphism的缩写，中文翻译单核苷酸多态性，指基因组DNA序列中由于单个核苷酸（A、T、C和G）的突变而引起的多态性。

单倍型：指位于染色体上某一区域的一组相关联的SNP等位位点。

基因分型：利用数据库中已有的SNP进行特定人群的序列和发生频率的研究、主要包括基因芯片技术、Taqmon技术、分子导标和焦磷酸测序法等。

编码链：与mRNA序列相同的那条DNA链, 或称有意义链.

模板链: 根据碱基互补原则指导mRNA合成的DNA链, 或称反义链。

封闭复合物：RNA聚合酶通过ρ因子来达到识别基因的目的，在这个过程中有很多应激反应基因依赖于ρ54因子，他们和启动子DNA结合形成一个稳定的封闭复合物。

开放聚合物：聚合酶与启动子可逆性的结合形成封闭复合物，此时，DNA链仍处于双链状态。伴随着DNA构象上的重大变化，封闭复合物变成开放复合物，聚合酶全酶所结合的DNA序列中有一小段双链被解开。

三元复合物：开放复合物与最初的两个NTP结合，并在这两个核苷酸之间形成磷酸二酯键后，转变成包括RNA聚合酶，DNA和新生的RNA的三元复合物。

Pribnow box:在被RNA聚合酶保护的DNA片段的区间内有一个由5个核苷酸组成的共同序列，是RNA聚合酶的紧密结合点，现称Pribnow区，这个区的中央大约位于起点上游10bp处，所以又称-10区。

保守序列：i、-10区的保守序列为TATAAT；ii、-35序列 (Sextama盒)其保守序列为TTGACA。

上升突变：即增强Pribnow区共同序列的同一性，如在乳糖操纵子的的启动子中，将其Pribnow区从TATGTT变成TATATT,就会提高启动子的效率，提高乳糖操纵子基因的转录水平。(发生在启动子序列上的增强结构基因转录水平的突变。)

下降突变：如果把Pribnow区从TATAAT变成AATAAT就会大大降低其结构基因的转录水平。(发生在启动子序列上的降低结构基因转录水平的突变。)

翻译：指将mRNA链上的核甘酸从一个特定的起始位点开始，按每三个核甘酸代表一个氨基酸的原则，依次合成一条多肽链的过程。

框移突变：指三联体密码的阅读方式改变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变，其后果是翻译出的蛋白质可能完全不同。3个或3n个核苷酸的插入或缺失，不一定引起框移突变。

错义突变：由于结构基因中某个核甘酸的变化使一种氨基酸的密码子变为另一种氨基酸的密码子，这种基因突变叫错义突变。

无义突变：在蛋白质的结构基因中，一个核苷酸的改变可能使代表某个氨基酸的密码子变成终止密码子（UAG、UGA、UAA），使蛋白质合成提前终止，合成无功能的或无意义的多肽，这种突变就称为无义突变。

开放阅读框：开放阅读框：从Mrna5’端起始密码子AUG到3’端终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码连续排列一个蛋白多肽链，称为开放阅读框。

基因家族：真核生物的基因组中有很多来源相同、结构相似、功能相关的基因、将这些称为基因家族。

外显子：真核细胞基因DNA中的编码序列、这些序列被转录成RNA并进而翻译为蛋白质。

内含子：真核细胞基因DNA中的间插序列、这些序列被转录成RNA、但随即被剪除而不翻译。

顺式作用元件：指启动子和基因的调控序列，主要包括启动子，增强子和沉默子。

反式作用因子：指能够结合在顺式作用元件调控基因表达的蛋白质或者RNA。

锌指结构：是一种出现在DNA结合蛋白质中的结构基元、是由一个含有大的30个氨基酸的环和一个与环上的4个Cy3或2个Cy3和2个HIS配位的Zn构成、形成的结构像手指。

亮氨酸拉链：亮氨酸之间相互作用的形成二聚体、形成“拉链”。肽链氨基端有一个含20~30个碱性氨基酸的结构域、能与DNA结合。

第二信使：胞内信号分子，负责细胞内的信号转导，是第一信使分子与细胞表面的受体结合后，在细胞内产生或释放到细胞内的小分子物质。

基因重排：将一个基因从远离启动子的地方移到距离它很近的位点从而启动转录、这种方式被称为基因重排。

现代分子生物学主要包括哪些方面的研究内容?

答：主要研究内容有：①重组DNA技术（基因工程）；②基因表达调控；③生物大分子的结构功能研究（结构分子生物学）；④基因组功能基因与生物信息学研究。

简述组蛋白的种类、特性 1组蛋白的种类：H1 、H2A、H2B 、H3、H4。

2组蛋白的特性：a、进化上的极端保守性（保守程度：H1 < H2A、H2B < H3、H4）；b、无组织特异性；c、肽链氨基酸分布的不对称性；d、富含赖氨酸的组蛋白H

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；e、组蛋白的可修饰性。

1、组蛋白的修饰种类及意义。1组蛋白的修饰种类：甲基化、乙酰化、泛素化、磷酸化和ADP核糖基化 Ii、组蛋白修饰的意义：a、改变染色体的结构，直接影响转录活性；b、核小体表面发生改变，使其他调控蛋白易于和染色质相互接触，从而间接影响转录活性。

4简述原核与真核生物基因组的特点。I、原核生物基因组特点：结构简炼；存在转录单元；有重叠基因。Ii、真核生物基因组特点：a、真核基因组结构庞大；b、含有大量重复序列；c、真核基因组大部分为非编码序列；d、转录产物为单顺反子；e、基因不连续性，有断裂基因，内含子，外显子。

2、DNA修复的种类和各自的功能：I、错配修复：恢复错配；Ii、切除修复：切除突变的碱基和和核苷酸片段；Iii、重组修复：复制后的修复，重新启动停滞的复制叉；Iiii、DNA直接修复：修复嘧啶二体或甲基化DNAIiiii、SOS系统：DNA的修复，导致变异

3、简述转座子的种类、作用机制及遗传学效应 I、转座子分为两大类插入序列、复合型转座子和TnA家族 Ii、作用机制：转座发生时，受体分子中有一段很短的（3～12bp）、被称为靶序列的DNA会被复制，使插入的转座子位于两个重复的靶序列之间。Iii、遗传学效应：①转座引起插入突变，导致结构基因失活；②转座产生新的基因；

③转座产生的染色体畸变；④转座引起生物进化

4、简述SNP种类及检测技术I、根据SNP在基因组中的分布位置可分为基因编码区SNP（cSNP）,基因调控区SNP （pSNP）和基因间随机非编码区SNP（rSNP）Ii、检测技术：基因芯片技术，Taqman技术，分子导标技术，焦磷酸测序法

5、简述转录的概念和基本过程I、转录：遗传信息从DNA链流向RNA的过程，即以双链DNA中的模板链为模板，以4种三磷酸核苷为原料，在RNA聚合酶催化下合成RNA的过程；Ii、.转录的基本过程：转录的识别；转录的起始；转录的延伸；RNA聚合酶离开启动子；转录的延伸和终止。

6、大肠杆菌RNA聚合酶有哪些组成成分：大肠杆菌RNA聚合酶首先由2个α亚基、一个β亚基、一个β’亚基和一个w亚基组成核心酶，加上ρ亚基后则成为聚合酶全酶。

7、ρ因子的作用：i、ρ因子的作用是负责模板链的选择和转录的起始，辨别起始位点，它是酶的别构效应物，使酶专一识别模板上的启动子；ii、极大地提高了RNA聚合酶对启动子区DNA序列的亲和力；iii、降低了RNA聚合酶对非专一位点的是亲和力。

8、简述原核生物与真核生物mRNA的特征比较

I、原核生物mRNA的特征：半衰期短，多以多顺反子的形式存在，5’端无“帽子”结构， 3’端没有或只有较短的poly（A ）结构。Ii、真核生物mRNA的特征：5’端存在“帽子”结构，多数mRNA 3’端具有poly（A ）尾巴（组蛋白除外），以单顺反子的形式存在。

9、遗传密码有哪些特性?简述密码的简并性生物体的生物学意义。

答：特性：①密码子的连续性；②密码子的简并性；③密码子的通用性和特殊性；④密码子的摆动性。意义：密码子的简并性减少了有害突变对生物的影响，在维持物种的稳定上起了重要的作用。

10、tRNA在组成和结构上有哪些特点？答：①在在经过特殊修饰碱基；②tRNA的3’端都以CCA-OH结束，该位点是与氨基酸结合的位点③tRNA分子形成茎形结构④ tRNA分子末端有氨基酸接纳茎⑤tRNA分子序列中有密码子⑥二级结构为三叶草形，三级结构为L形11、原核与真核生物的核糖体组成有哪些异同点？I、共同点：原核与真核生物的核糖体化学组成都是有rRNA和蛋白质组成。Ii、差异点：①、原核生物的核糖体直径较小，沉降系数70S，含有66%RNA。由沉降系数各为50S 和30S的亚基所组成。50S的大亚基含23SrRNA和5SrRNA各一分子和36种蛋白质。30S小亚基含一分子16SrRNA 和21种蛋白质；②真核生物的核糖体直径较大，沉降系数80S，。由沉降系数各为60S和40S的亚基所组成。60S 的大亚基含28SrRNA，5.8SrRNA和5SrRNA各一分子和49种蛋白质。40S小亚基含一分子18SrRNA和大约33种蛋白质。

12、什么是SD序列？其功能是什么？

答：SD序列是指在mRNA分子的起始码上游8~13个核苷酸处的顺序。

功能：通过mRNA的SD序列，核糖体小亚基能够专一性识别和选择mRNA翻译起始位点，有助于翻译起始过程准确进行。

13、真核生物与原核生物在翻译的起始过程中有哪些区别？

答：①起始tRNA不同：原核生物为fMet-tRNA fMet,、真核生物为Met-tRNA met、原因是真核生物mRNA具有5’-M7GPPPNP 帽子结构Met-tRNA met不甲基化。②起始复合物形成顺序不同：原核生物的核糖体小亚基先通过SD序列与mRNA模板结合、再与起始tRNA 结合、再与mRNA结合、最后与大亚基结合形成起始复合物。③参与的起始因子不同、原核生物3个、真核生物较多。

14、哪些种类抗生素只能特异性地作用于原核生物核糖体？哪些只作用于真核生物核糖体？哪些两者都能抑制？

答：氯霉素、四环素、红霉素、青霉素、卡那霉素→原核生物

白喉毒素、放线菌酮→真核生物

潮霉素、嘌呤霉素、链霉素、蓖麻毒素→两者

15、什么是分子伴侣？有哪些重要功能？答：i、分子伴侣：细胞内辅助新生肽链正确折叠的蛋白质，是一类序列上没有相关性但有共同功能的保守性蛋白质。Ii、功能：在细胞中帮助其他多肽进行正确的折叠、组装、运转和降解。

16、什么是信号肽？它在序列组成上有哪些特点？有什么功能？

答：信号肽：在起始密码子后，有一段编码疏水性氨基酸序列的RNA区域，这个氨基酸序列就被称为信号肽。特点:①一般带有10~15个疏水氨基酸；②在靠近该序列N端常常带有一个或数个带正电荷的氨基酸；③在其C端靠近蛋白酶切割位点处常常带有数个极性氨基酸。

功能；完整的信号肽是保证蛋白质转运的必要条件。

17、蛋白质有哪些翻译后的加工修饰？其作用机制和生物学功能是什么？答：i、加工修饰：①氨基端和羧基端的修饰；②共价修饰：磷酸化、糖基化、羟基化、二硫键的形成；③亚基的聚合；④水解断链、切除新生肽中非功能片段。Ii、作用机制：蛋白质翻译后蛋白质其他生物化学官能团会附在蛋白质上从而改变蛋白质的化学物质，或是造成结构的改变来扩大蛋白质的功能。Iii、在不同的生理条件下，在蛋白质的同一赖氨酸残基上可能发生不同的修饰以满足不同的生理需求。

18、简述乳糖操纵子的调控模型。：①LacZ,LacY,LacA基因的产物由同一条多顺反子的mRNA分子所编码；②该mRNA 分子的启动区（P）位于阻遏基因（Lac I）与操纵区（O）之间、不能单独起始半乳糖苷酶和透过酶基因的高效表达。、③操纵区是DNA上的一小段序列（仅为26bp）是阻遏物的结合位点。④当阻遏物与操纵区相结合时、改变它的三维构象、使之不能与操纵区结合、从而激发Lac mRNA的合成。

⑤、诱导物通过与阻遏物结合，改变它的三道构象，使之不能与操纵区相结合，从而激发Lac mRNA的合成，即有引导物存在时，操纵区没有被阻遏物占据，所以启动子能够顺利起始mRNA的转录。

19、什么是弱化作用？答：①当培养基中色氨酸的浓度很低时、负载有色氨酸的tRNATrp也就少、这样翻译通过两个相邻色氨酸密码子的速度就会很慢、当4区被转录完成时、核糖体才进行到1区（或停留在两个相邻的trp 密码子处）、这时的前导区结构是2-3配对、不形成3-4配对的终止结构、所以转录可继续进行、直到将trp操纵子中的结构基因全部转录。②当培养基中色氨酸浓度较高时、核糖体可顺利通过两个相邻的色氨酸密码子、在4区被转录之前就达到Z区、使2-3区不能配对、3-区自由配对形成基-环终止子结构、转录被终止、trp 操纵子被关闭。

20、简述色氨酸操纵子模型。答：①trpR和trpABCD不连锁②操纵基因在启动子内③有衰减子\弱化子④启动子和结构基因不直接相连、二者被前导序列所隔开。

21、简述真核基因组与原核基因组的异同。答、I、相同点：都是由生物基本单位中所有核酸序列组成；都有重复序列和单一序列；都是生物的遗传物质。Ii、不同点：真核基因组结构特点：①真核基因组结构庞大、3*109bp、染色质、核膜；②单顺反子；③基因不连续性、断裂基因、内含子、外显子；④非编码区较多、多于编码序列（9：1）；⑤含有大量重复序列；原核基因组结构特点：①基因组很小、大多只有一条染色体；②结构简炼、存在转录单元、多顺反子；④有重叠基因

22、简述真核细胞与原核细胞在基因转录、翻译及DNA的空间结构方面存在以下几个方面的差异。答：①在真核细胞中、一条成熟的mRNA链只能翻译出一条多肽链、很少存在原核生物中常见的多基因操纵子形式。②真核细胞DNA与组蛋白和大量非组蛋白相结合、只有一小部分DNA 是裸露的③高等真核细胞DNA中很大部分是不转录的、大部分真核细胞的基因中间还存在不翻译的内含子。

④真核生物能够有序地根据生长发育阶段的需要进行DNA片段重排、还能在需要时增加细胞内某些基因的拷贝数。

⑤在真核生物中、因其转录的调节区相对较大、它们可能远离启动子达几百个甚至止千个碱基对、这些调节通过改变整个所控制基因5’上游区DNA构型来影响RNA聚合酶与它的结合。在原核生物中、转录的调节区都很小、转录大都位于启动子上游不远处、调控蛋白结合到调节位点上、可直接促进或抑制RNA聚合酶与它的结合。⑥真核生物的DNA在细胞核中合成、只有经转运穿过核膜、到达细胞质后、才能被翻译成蛋白质；原核生物中不存在这样严格的空间间隔。⑦许多真核生物的基因只有经过复杂的成熟和剪接过程、才能顺利地翻译成蛋白质。

23、DNA甲基化对基因表达的调控机制。答:大量研究表明DNA甲基化能关闭某些基因的活性、去甲基化则诱导了基因的重新活化与表达。

三种调控机制：一是DNA甲基化导致了某些区域DNA构象变化、从而影响p蛋白质和DNA的相互作用、抑制了转录因子与启动区DNA结合效率。二是促进阻遏蛋白的阻遏作用三是DNA 的甲基化还提高了该位点的突变频率。24、真核生物转录元件的组成及其分类。答：组成：启动子、转录模板、RNA聚合酶Ⅱ基础转录所需的蛋白质因子、分类：（TFⅡ）,RNA聚合酶Ⅱ、增强子、反式作用因子。

25、增强子的作用机制。答：增强子是指能使与它的连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列、可能有3种作用机制①影响模版附近的DNA双螺旋结构、导致DNA双螺旋弯折或在反式作用因子的参与下、以蛋白质之间的相互作用为媒介形成增强子与启动子之间的“成环“连接、活化基因转录。2将模板固定在细胞核内特定位置、如连接在核基因上、有利于DNA拓扑异构酶改变DNA双螺旋结构的张力、促进DNA聚合酶Ⅱ在DNA链上的结合和滑动。

③增强子区可心作为反式作用因子或RNA聚合酶Ⅱ进入染色质结构的“入口”。