分子生物学平时作业1

1．什么是顺式作用元件和反式作用因子，并举例。

答：顺式作用元件是指对基因表达有调节活性的DNA序列，它作为一种原位顺序，其活性只影响与其自身处在同一个DNA分子上的基因；同时，这种DNA序列通常不编码蛋白质，多位于基因旁侧或内含子中。简单的说，顺式作用元件是指影响自身基因表达活性的DNA序列（如转录启动子和增强子）。

反式作用因子是指其基因产物将从合成的场所扩散到其发挥作用的其他场所，游离的基因产物扩散至目标场所的过程为反式作用。调控转录的各种蛋白因子总称反式作用因子。其编码基因与其识别或结合的靶核苷酸序列不在同一个DNA分子上。如RNA聚合酶。

2．简述tRNA三级结构特点与其功能之间的关系。

答：tRNA三级结构是在二级结构的基础上经过进一步折叠扭曲形成倒L形。

此结构反映了tRNA的生物学功能，因为tRNA上所运载的氨基酸必须靠近位于核糖体大亚基上的多肽合成位点，而tRNA 的反密码子必须与小亚基上的mRNA相配对，所以两个不同的功能基团最大限度分离。这个结构很可能满足了蛋白质合成过程中对tRNA的各种要求而成为tRNA的通式，tRNA的性质由反密码子决定。该结构形成双螺旋，碱基配对增加，有利于碱基堆积力的增强，空间位阻效应减小，利于与氨基酸结合，利于实现转运功能。

3．请列出至少5种真核生物蛋白质的翻译后加工方式。

答：①N端fMet或Met的切除；②二硫键的合成；③特定氨基酸的修饰（磷酸化、糖基化、甲基化、乙基化等）；④切除新生肽链中的非功能片段；⑤信号序列的切除。

4．简述亮氨酸拉链的结构特征。

答：亮氨酸拉链结构域通常被定义为一行4-7个周期重复的亮氨酸残基，其距离大约跨越8个螺旋转弯，通式为L-x(6)-L-x(6)-L-x(6)-L，有时典型的亮氨酸残基会被异亮氨酸或缬氨酸所代替。结构分析发现亮氨酸拉链由平行的卷曲螺旋型α螺旋构成，它们通过亮氨酸侧链的疏水作用互相缠绕，亮氨酸统一排列在螺旋的一侧，而所有带电荷的氨基酸残基排在另一侧。当2个蛋白质分子平行排列时，亮氨酸之间相互作用形成二聚体，形成“拉链”。在“拉链”式的蛋白质分子中，亮氨酸以外带电荷的氨基酸形式同DNA结合。亮氨酸拉链的二级结构分析可以发现，该结构域呈“α螺旋-环-α螺旋”的结构，利于形成同源二聚体。

5．试写出一个基因可产生不同表达产物的可能机制。

答：①一个基因转录起始位点的选择不同可导致产生不同类型的酶；②同一个基因，相同的初始mRNA，但由于5′端，内含子及3′末端等选择的不同，使成熟的mRNA也不同，结果编码了功能不同的蛋白。

6.简述增强子的特征。

1,、增强子效应十分明显，2、增强子效应与其位置和取向无关，3、大多为重复序列，4、其增强效应有严密的组织和细胞特异性，5、没有基因专一性，可以在不同的基因组合上表现增强效应，6、许多增强子还受外部信号的调控

7.什么是叫C值和C值反常。

答：C值通常指一种生物单倍体基因组DNA的总量，以每种细胞内的皮克（pg）数表示。

C值反常也称C值谬误，指C值往往与种系的进化复杂性不一致的现象，即基因组大小与遗传复杂性之间没有必然关系，某些低等生物C值很大，如一些两栖动物的C值甚至比哺乳动物的还大。

8.请列出5种RNA分子，并说明其主要作用

1转运RNA tRNA 转运氨基酸2核蛋白体RNA rRNA 核蛋白体组成成3信使RNA mRNA 蛋白质合成模板4不均一核RNA hnRNA 成熟mRNA的前体5小核RNA snRNA 参与hnRNA的剪接6小胞浆RNA scRNA/7SL-RNA 蛋白质内质网定位合成的信号识别体的组成成分7反义RNA anRNA/micRNA 对基因的表达起调节作用8核酶Ribozyme RNA 有酶活性的RNA

二、问答题

1.什么叫PCR？试比较PCR与DNA复制的不同点。

答案：略

2.请画出大肠杆菌色氨酸操纵子的结构示意图，简述其表达调控中的转录弱化作用。

3.请画出大肠杆菌乳糖操纵子的结构示意图，阐述其正调控和负调控机制。

在乳糖操纵子调控模型中，负控诱导调节模式是主要的。具体来说，在没有诱导物，如乳糖、IPTG、ONPG等存在时，LacI基因转录产物为阻遏物单体，再结合成四聚体，它们能与O区DNA相结合，从而阻遏基因转录，当有诱导物存在时，可使阻遏物变成不能与O区相结合的非活性形式，从而RNA聚合酶可与Lac启动区相结合，起始基因转录。此外，正调控模式也有体现，大肠杆菌中的代谢蛋白cAMP-CRP是激活Lac转录的重要成分，当有效应物如葡萄糖存在时，cAMP浓度很低，从而转录不能进行，即此调控为正控阻遏调节。

4.真核生物与原核生物基因组DNA有何不同？

答：真核生物基因组特征：①具有致密的染色体结构，且染色体数量多，结构复杂；②基因组大，结构复杂，DNA有多个复制起点，每个基因组中含有数万个基因；③DNA顺序可分为非重复序列、中度重复和高度重复序列；④真核基因具有不连续性；⑤来源相同，结构相似，功能相关的基因常能组成单一基因簇或基因家族；⑥还具有细胞器基因。

原核基因组特征：①染色体是由一个核酸分子（DNA或RNA）组成的，DNA（RNA）呈环状或线性；②功能相关的基因大多以操纵子形式出现；③蛋白质基因通常以单拷贝的形式存在，且一般是连续不间断的；④编码RNA的基因通常是多拷贝的。

5.简述重组DNA技术的操作过程，并辅以图示。

答：操作过程：①目的基因的制备（质粒DNA的提取与纯化、电泳检测目的基因片段PCR、酶切反应）

②载体的制备

③连接、转化、筛选、鉴定（包括酶切产物的连接、转化和筛选）

④诱导表达、产物分析.

操作图略。

6.转座的基本机制是什么？转座有什么生物学意义？

答：转座是由可移位因子介导的遗传物质重排现象。转座时发生的插入作用有一个普遍的特征，那就是受体分子中有一段很短的约3-12bp的被称为靶序列的DNA会被复制，使插入的转座子位于两个重复靶序列之间。靶序列的复制可能起源于特定内切酶所造成的粘性末端。

转座的生物学意义：１、转座引起插入突变；２、转座产生新的基因；３、转座产生染色体畸变；４、转座可引起生物进化。