分子生物学(考点)

名词解释：
*顺反子假说（Theory of cistron）：顺反子是基因的同义词。

在一个顺反子内，有若干个突变单位——突变子，有若干个交换单位——交换子。

基因是一个具有特定功能的，完整的，不可分割的最小的遗传单位。

*C值矛盾：从总体上说，生物基因组的大小同生物在进化上所处地位的高低没有绝对的相关性，这种现象称为C值矛盾
*间隔基因：即真核生物的结构基因是由若干外显子和内含子序列相间隔排列组成的间隔基因。

*跳跃基因(Jumping gene, 或叫转座子-Transposon, Tn)：能发生转座的独立的遗传结构单位
*DNA半保留复制：复制过程中亲代DNA的双链分子彼此分离，作为模板，按A T配对，CG配对的原则，合成两条新生子链的复制方式。

*半不连续复制：DNA复制时，前导链按DUMP片段以连续复制的方式完成子代DNA的合成，后随链以不连续复制的方式完成冈崎片段的合成。

*冈崎片段：在脉冲标记实验中最初合成的10~20s片段。

*DNA复制的转录激活：前导链的RNA引物是由RNA聚合酶合成的，如同基因转录过程一样，RNA 聚合酶可以使双链DNA分子的局部开链，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，所以将这一过程也称为DNA复制的转录激活。

位置效应：基因的功能不仅决定于它的自身结构和剂量，也决定于它所在的位置及其与邻近基因间的相互联系。

顺反子（Cistron）：是基因的同义词，即染色体上的一个区段。

全同等位基因：在同一基因座位中，同一突变位点，向不同方向发生突变所形成的等位基因。

非全同等位基因：在同一基因座位中，不同突变位点与突变所形成的等位基因。

顺式作用元件（cis action factor）
反式作用因子(trans action factor)
增色效应：随温度升高单链状态的DNA分子不断增加而表现出值递增的效应。

复性动力学复杂性K.C：最长的没有重复序列的核苷酸序列数。

正超螺旋：当向右旋B-DNA分子施右旋外力，使双螺旋体的局部更趋紧缩，每一螺旋的核苷酸对数小于10.5，则DNA会出现向左旋转的超螺旋结构，也称为正超螺旋。

负超螺旋：当向右旋B-DNA分子施左旋外力，使双螺旋体的局部趋向松弛，每一螺旋的核苷酸对数大于10.5，则DNA会出现向右旋转的超螺旋结构，也称为负超螺旋。

C值：某生物单倍体基因组DNA的核苷酸数定义为大C值，将受中心法则限定，编码基因信息的总DNA 含量定义为小c值。

重复基因：指染色体上存在多数拷贝基因。

重叠基因：不同的基因共用一段相同的DNA序列
转座：细菌病毒和真核细胞的染色体上合有一段可在基因组中移动的DNA片段，这种转移称为转座。

假基因：具有与功能基因相似的序列，但不能翻译有功能蛋白质的无功能基因。

DNA复制:亲代双链DNA分子在DNA聚合酶等相关酶的作用下，分别以每条单链DNA分子为模板，聚合与模板链碱基可以互补配对的游离的三磷酸脱氧核糖核酸dNTP，合成出两条与亲代DNA分子完全相同的子代双链DNA分子的过程。

复制子（Replicon）：从复制起点到复制终点的DNA区段。

dUMP片段：前导链合成的初期过程中，约1200个核苷酸就有一个dUMP被切除的可能，在Ap内切酶未完成作用前提取DNA并进行变性分析，得到的与冈崎片段相似大小的1000~2000核苷酸的片段。

端粒：在染色体末端具有的一种对维持染色体的稳定起着十分重要的作用的特殊结构。

端粒酶：从四膜虫中分离并纯化到相对分子质量为2.0×～5.0×与端粒序列合成有关的酶，也叫做端粒转移酶。

转录：是在RNA聚合酶作用下，以双链DNA中的一条单链作为转录的模板，按A=U和G≡C配对的原则合成RNA的过程。

启动子：指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列。

NusA蛋白：阻止终止子发生作用使RNA聚合酶越过终止子，继续转录的一类终止因子的蛋白质。

它是一种可以与RNA聚合酶结合的识别终止子的特殊辅助因子。

增强子：能强化转录起始的一段DNA
序列。

增强子是通过启动子来增加转录的。

沉默子：一种通过一段延伸的DNA区域影响染色质结构, 从而调节转录关闭的DNA 元件。

绝缘子：一段具有特色染色质结构的区域，能阻断增强子和沉默子的一段DNA序列。

RNP （核糖核蛋白）：指包含有RNA的核蛋白，即将核酸和蛋白质结合在一起的一种形式。

核糖核蛋白包括核糖体、端粒酶以及小核RNA。

同工受体tRNA：能解读同义密码子的不同tRNA被定义为同工受体tRNA。

SD序列: mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列。

SD序列在细菌mRNA起始密码子AUG上游7-12个核苷酸处，有一段富含嘌呤的碱基序列，能与细菌16SrRNA3’端识别，帮助从起始AUG处开始翻译。

Kozak规则:由起始复合物扫描翻译起始密码的信号是一段包含有AUG的保守序列“ACCAUGG”，这一序列也被称为Kozak序列。

开放阅读框（ORF）是基因序列中的一段无终止序列打断的碱基序列，可编码相应的蛋白。

阅读框：解读mRNA中遗传密码的不同的tRNA.
密码子家族（codon family）:在密码子中，前两个碱基相同，并且编码同一种氨基酸的密码子。

广义密码子（GGC) / 密码中的密码: 密码子中第二个核苷酸决定氨基酸性质、蛋白质空间结构及密码子和反密码子之间缔合能的特点即为广义密码（GGC）
氨酰tRNA合成酶（AARS）:是生物体内蛋白质合成过程中的一类关键酶，能专一性辨认氨基酸的侧链和tRNA，催化特定氨基酸与特异tRNA结合，使mRNA的遗传信息准确无误地反映在蛋白质氨基酸序列上。

副密码子（Paracodon）：tRNA中决定负载特定氨基酸的空间密码。

双筛作用:指AARS（氨酰tRNA合成酶）的氨基酸结合位点上的“结合位点”（binding site或活性位点，activation site）和水解位点（hydrolytic site或编辑位点，editing site）的两个功能域，并由此形成“两个不同筛孔的筛板”结构。

组成型表达：指不大受环境变动而变化的一类基因表达
适应性表达：指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因表达
操纵子：是基因表达的协调单位，由启动子、操纵基因及其所控制的一组功能上相关的结构基因所组成。

操纵基因受调节基因产物的控制。

结构基因：是决定合成某一种蛋白质分子结构相应的一段DNA。

结构基因的功能是把携带的遗传信息转录给mRNA（信使核糖核酸）,再以mRNA为模板合成具有特定氨基酸序列的蛋白质
操纵基因：位于结构基因的一端，是操纵结构基因的基因。

当操作基因“开动”时,处于同一染色体上的，由它所控制的结构基因就开始转录、翻译和合成蛋白质。

当“关闭”时，结构基因就停止转录与翻译
弱化子(attenuator)：原核生物操纵子中能显著减弱甚至终止转录作用的一段核苷酸序列，该区域能形成不同的二级结构，利用原核微生物转录与翻译的偶联机制对转录进行调节
密码子的简并性：一种氨基酸由几个密码子所编码的现象
自主复制序列：富含A T碱基并在不同复制子中较为保守的序列
特异性诱导转录：是指可以接受外在信号调节的转录
启动子：指DNA分子上被RNA聚合酶，转录因子等识别并结合行成转录起始复合物的区域。

起始氨基酸:蛋白质合成开始的第一个氨基酸。

RNA的剪接:将真核生物的间隔基因内部的内含子检出，同时将外显子连接起来行成成熟RNA分子的过程。

编码链:双链DNA分子中的非模板链。

RNA加工:新结合的RNA分子所经历的结构和化学方面的修饰与成熟过程。

复性:已经发生变性的DNA溶液在逐渐降温的条件下，两条核苷酸链的配对碱基又重新行成氢键，恢复到天然DNA的双螺旋结构。

简答题：
*1、DNA变性过程的表现？（粘度、沉降速度、紫外吸收光值）
①S.S.DNA粘度降低
②S.S.DNA沉降速度加快
③S.S.DNA分子的nmUV值上升
*2.理解超螺旋发生规律（L=T+W）,理解L、T、W的概念，各种情况都会计算。

W：DNA形成的超螺旋数
L：DNA双链分子的交叉数
T：DNA分子的初级螺旋数
*3、为什么DNA复制时新生DNA链按5'-3'方向延伸？
①不管是哪种聚合酶它们都不能自己首先发动DNA的复制过程，只能利用引物分子提供的3′-OH末端聚合dNTP，所以新生单链DNA分子的延伸方向只能是5′→3′，这也是生物进化过程中“经济节能，适应生存”的结果。

②如果DNA链的延伸方向为3'-5'，则必须切除5'端两个磷酸基团以消除dNTP所具有的强烈负电荷产生的静电斥力的影响，费时、费能、增加脱磷酸、加磷酸的能量消耗。

*4.后随链的冈崎片段虽然也是按照5'-3’方向延伸，但其延伸方向却与先导链及复制叉的前进方向相反，DNA复制系统是利用什么模型（）来克服这个矛盾的？
回环模型
*5、为什么肽链合成延伸方向是从氨基端到羧基端，而不是相反方向？（PPT p77-78）
答：用同位素标记合成的多肽可以证实合成的方向.在血红蛋白合成开始后,加入用3H标记的氨基酸,待反应进行一定阶段后,用胰蛋白酶降解血红蛋白,得到许多小肽.用“指纹法”检查标记氨基酸在小肽内的分布情况,发现放射性氨基酸的含量是羧基端远远高于氨基端,并且从氨基端至羧基端的放射性逐渐增加.这说明血红蛋白的合成方向是从氨基端开始向羧基端延伸的。

*6、氨基酸与tRNA之间的负载专一性是如何实现的？（PPT p119-131）
a）氨基酰tRNA合成酶（AARS）对氨基酸的特异识别与结合（双晒作用）
b）在AARS 的介导下，tRNA 的副密码子(paracodon)决定了AARS对tRNA的准确识别与结合，从而保证了tRNA对氨基酸的准确负载。

*7、葡萄糖对乳糖操纵子的影响？PPT p45-53 （会解释说明p53的图）
葡萄糖影响cAMP水平，从而影响CAP活化与否，从而影响启动子上游CAP-cAMP正控制位点能否被激活。

（按照这个思路展开）
*8、色氨酸操纵子除了可阻遏的负控制系统外，还受什么机制控制？
•弱化机制（衰减机制），是一种转录-翻译偶联调控的机制。

当培养基中色氨酸浓度高时，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，核糖体就到达2区，这样使2-3不能配对，3-4区可以自由配对形成茎-环状终止子结构，转录停止，trp操纵子中的结构基因被关闭而不再合成色氨酸。

当培养基中色氨酸的浓度很低时，负载有色氨酸的tRNA Trp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。

所以，弱化子对RNA聚合酶的影响依赖于前导肽翻译中核糖体所处的位置。

*9.与环状DNA相比，线状DNA复制存在一个什么问题？真核生物是利用什么酶来克服这个问题的？由于不是环状，DNA聚合酶把DNA链上的RNA替换下来的总会有最后一个RNA的空缺，导致DNA 的缩短。

利用端粒酶可以克服这个问题。

*10.简述RNA聚合酶和dnaG基因编码的引发酶（Primase）在DNA复制过程中分别有什么作用，它们对抗生素利福平的敏感性又如何？
RNA聚合酶：催化引物RNA的合成，完成对先导链引物的合成，实现DNA复制的转录激活起始。

对利福平敏感，受其抑制。

DNAG基因编码的引发酶：能与其他相关酶类结合在一起形成引发体，完成对后随链引物的合成，较先导链的启动落后一个冈崎片段。

对利福平不敏感。

*11、色氨酸操纵子属于什么类型的调控系统，并说明。

色氨酸操纵子是可阻遏的负控制系统。

当色氨酸含量低时，调节基因R合成的无活性阻遏蛋白无法结合操纵基因O，所以操纵子打开，转录开启。

当色氨酸合成到一定水平后，过高的色氨酸结合阻遏蛋白，使其转变为有活性状态，结合操纵基因O，阻断转录，操纵子关闭。

11.为什么DNA复制的起始受到利福平的抑制？
DNA复制的起始需要一小段RNA作引物，而合成RNA的RNA聚合酶受利福平的抑制，所以DNA 复制的起始受到利福平的抑制。

12.在DNA复制的复制体中存在多种酶类，其中有DNA聚合酶I、DNA聚合酶III、连接酶、引发酶、单链结合蛋白（SSB）、螺旋酶、拓扑异构酶I和II，请分别简单说明这些酶的作用？
DNA聚合酶I：可催化单链或双链DNA的延长
DNA聚合酶III：促进DNA延长的主要酶
连接酶：连接DNA3′-OH末端和另一DNA5′-p末端，生成磷酸二酯键
引发酶：合成引物，使DNA复制开始
单链结合蛋白：防止新生成的单链DNA重新配对形成双链DNA，或被核酸酶降解
螺旋酶：将DNA，RNA或两者的混合分子解开
拓扑异构酶I：作用于单链，减少一个负超螺旋
拓扑异构酶Ⅱ：作用于双链，增加二个负超螺旋
13.以乳糖操纵子为例，解释葡萄糖对转录调控正控制位点CAP的调控作用。

CAP是同二聚体，在其分子内有DNA结合区及camp结合位点，当没有葡萄糖及camp浓度较高时，camp与cap结合，这时cap结合在乳糖启动序列附近的cap位点，可刺激RNA转录活性，使之提高50倍，当葡萄糖存在时，camp浓度降低，camp与cap结合受阻，因此乳糖操纵子表达下降。

14.原核生物RNA聚合酶由哪些亚基组成，全酶与核心酶的区别？
组成：αββ' σω
区别：全酶包括核心酶，核心酶依靠静电作用力与DNA发生非专一性与特异性的结合，负责RNA链的转录延长。

而全酶依靠特定的空间结构与启动子特异的碱基序列发生专一性的结合，负责RNA的转录起始。

15. 原核生物全酶的五个功能位点包含哪些？
1. 有义DNA链结合位点(β亚基提供)
2. DNA/RNA杂交链结合位点（β亚基提供）
3. 双缩DNA解链位点(前端α亚基提供)
4. 单链DNA重旋位点（尾端α亚基提供）
5. α因子作用位点
16.决定RNA聚合酶对利福平抗性还是敏感的是哪个亚基？
RNA聚合酶的β亚基
17.简述真核生物启动子结构，并说明每个保守区各有什么功能？
结构：一般是A或G及转录起始位点上游-25/-30bp处富含TA的典型元件TATA框和70bp附近的CAAT框：GGCCAATCT和GC框：GGGCGG等。

功能：A。

核心启动子：是指足以使RNA聚合酶Ⅱ转录正常起始所必需的、最少的DNA序列。

其中包括转录起始位点或起始子（initiator）（+1）：一般是A或G及转录起始位点上游-25/-30bp处富含TA的典型元件TATA框。

B。

上游启动子元件(upstream promoter element，UPE)：包括通常-70bp附近
的CAAT框：GGCCAATCT和GC框：GGGCGG等，能通过TFⅡ-D复合物调节转录起始的频率，提高转录效率。

18.成熟mRNA 5' 帽子的生物学功能?
①帽子结构增加mRNA的稳定性，保护mRNA免遭5’外切核酸酶的攻击；
②促进mRNA从细胞核转移到胞外；
③为核糖体对mRNA的识别提供信号: 帽子0的结构为核糖体识别所必须，帽子1和帽子2中的甲基化能增进核糖体对mRNA的结合；
④被蛋白质合成起始因子识别，促进蛋白质合成。

19.成熟mRNA多聚腺苷酸（poly A）尾巴的功能？
1. 参与新生RNA从DNA/RNA/RNA聚合酶Ⅱ三联体复合物中的释放.
2. 与转录偶联既能促进转录终止,也能防止mRNA“早熟”。

3. 参与前体的3’端内含子的除去。

4. 稳定mRNA。

5. 影响翻译效率。

20.什么是Chambon rule？
即GT-AG法则，前体RNA中参与内含子剪接的两个特殊位点，即在内含子和外显子交界外有两个相当短的保守序列，5’端为GT，3’端为AG；称为GT-AG法则。

21.tRNA三叶草结构中五臂四环分别是什么，各有什么功能？（重要的：AA接受臂、反密码子环、DHC环、TΨC环、可变环）。

答：（1）分子的5＇端和3＇端的7个碱基对形成氨基酸承受臂。

氨基酸被连接到tRNA的3＇—OH 上。

（2）DHU环：即环中含有修饰碱基——二氢尿嘧啶。

直接与氨基酰tRNA合成酶结合。

（3）反密码子环：含有能在翻译期间与mRNA三联体密码子进行碱基配对的反密码子（第34，第35，第36位核苷酸），担负识读密码的功能。

其中第34位的核苷酸表现为对密码子中的第3位核苷酸的摇摆选择配对，也被称为摇摆位点。

（4）额外环或可变环：含有3~5个核苷酸（Ⅰ类tRNA）或13~21个核苷酸（Ⅱ类tRNA），用于tRNA 分类。

（5）TΨC环：该环的命名是因为环中始终含有胸腺嘧啶—假尿嘧啶—胞嘧啶的序列。

其功能主要表
现为与构成核糖体大亚基的5 S rRNA结合，稳定蛋白质翻译装置。

22.DNA双螺旋的结构特点？
①碱基顶部基因裸露在DNA大沟内
②蛋白质因子与DNA 的特异结合依赖于氨基酸与DNA 间的氢键的形成
③蛋白质因子沿大沟与DNA形成专一性结合的几率与多样性高于沿小沟的结合。

④大沟的空间更有利于与蛋白质的结合
23.四股螺旋DNA的功能？
①稳定真核生物染色体结构
②保证DNA末端准确复制
③与DNA分子的组装有关
④与染色体的有丝分裂和减数分裂有关。

⑤G-quadruplex阻止端粒酶对端粒DNA的延伸
24.一般生物细胞内存在负超螺旋还是正超螺旋？存在的超螺旋密度是多少？
负超螺旋，5%的密度
25.解释基因概念多样性？
指基因存在C值矛盾，重叠基因、重复基因、间隔基因、跳跃基因、假基因等多种不同的存在形式。

这些基因不同的表达维持了生物体的正常发育并使机体发挥正常功能。

实验：
*1、DNA复制引物的证明实验：利福平对噬菌体M13复制型的形成影响实验（利福平是RNA聚合酶的抑制剂），回顾实验内容，说明了什么问题？
说明：①M13复制型的形成需要RNA聚合酶发动合成一小段RNA分子作为引物
②在复制发动后，RNA引物已经形成，利福平对复制的抑制无效。

2.互补实验：说明四种情况分别是野生型还是突变型，并解释。

答：一是野生型，二是突变型，三是野生型，四是野生型
一能编码翻译出具有正常功能的A、B蛋白，是野生型；二中两条染色体的A基因都发生突变，不能产生具有功能的A蛋白，所以是突变型；三中有一条染色体没有突变，仍能翻译出具有功能的A、B 蛋白，所以是野生型；四中上面一条染色体能编码正常的B蛋白，下面一条染色体能编码正常的A蛋
白，A、B蛋白都能行使正常功能，所以是野生型。

如果两个隐性突变发生在同一个基因内的两个不同位点上，在反式状态下只能产生突变的表现型，顺式状态下表现为野生型。

若两个突变分别发生在两个相邻的基因内，在反式状态下表现为野生型，顺式状态下也表现为野生型。

3、脉冲标记、脉冲跟踪实验，回顾怎么做的，说明了什么问题？
①脉冲标记：一次性加入示踪物，然后在一定时间内检查示踪物的分布情况。

说明了在不同标记时间，被-T标记的新合成的DNA片段几乎都为10~20s，即均为1000~2000核苷酸大小。

②脉冲跟踪：将生物置于某种成分的被标记成分环境中短暂生存然后转到不标记的环境中，检测示踪物的变化。

发现小片段被连接成70~120s的大片段。

这两个实验说明了DNA的复制是半不连续的。

4.真核与原核生物核糖体的组成比较。

答：
*5、密码子简并性，及其机理？(PPT p48)
答：由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象称为简并。

机理：a 同工受体；b 摇摆假说（展开）。