分子生物学1

1..弱化子当操纵子被阻遏，RNA合成被终止时，起终止转录信号作用的那一段核苷酸被称为弱化子; 或DNA中可导致转录过早终止的一段核苷酸序列（123-150区）。

2.前导序列：在trp mRNA5'端trpE基因的起始密码前一个长162bp的mRNA片段。

3.基因家族来源相同、结构相似、功能相关的基因组成为单一的基因簇或称基因家族。

4. 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。

5.重叠基因翻译终止时核糖体立即处在起始环境中，这种重叠的密码子保证了同一核糖体对两个连续基因进行翻译的机制。

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

7. 看家基因:某些基因在一个个体的几乎所有细胞中持续表达，通常被称为管家基因8.复制子：生物体的复制单位称为复制子。

9.逆转录10.沉默突变11.致死突变12. 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。

13. 端粒14. TATA框:Hogness等发现类似Pribnow区的Hogness区，在转录起始点上游–25～–30 bp 处，保守序列为TATAAA，也称TATA区。

15.切除修复:一些碱基在自发或诱变下会发生脱酰胺，然后改变配对性质，造成氨基转换突变16.错配修复:错配修复是按模板的遗传信息来修复错配碱基的，修复时先要区分模板链和复制链。

这是通过碱基的甲基化来实现的。

17.重组修复机体细胞对在起始复制时尚未修复的DNA损伤部位可以先复制再修复。

18.SOS修复SOS反应是细胞DNA受到损伤或复制系统受到抑制的紧急情况下，细胞为求生存而产生的一种应急措施。

主要包括：（1）DNA的修复；（2）产生变异。

19. 基因组学是指研究并解析生物体整个基因组的所有遗传信息的学科。

20. 顺式作用元件：由若干可以区分的DNA序列组成，并与特定的功能基因相连，组成基因转录的调控区，通过与相应的反式作用因子结合，实现对基因转录的调控。

21.DNA有义链编码链（coding strand）: 与mRNA序列相同的那条DNA链, 或称有意义链（sense strand）.22.-35序列(Sextama box)科学家又从噬菌体的左、右启动子PL及PR和SV40启动子的–35 bp附近找到了另一段共同序列：TTGACA。

其保守序列为TTGACA，与-10序列相隔16-19bp。

23.-10序列其保守序列为TATAAT，位于-10bp左右，其中3′端的―T‖十分保守。

A.T 较丰富，易于解链。

它和转录起始位点I一般相距5bp。

序列分析发现，在被保护区内有一个由5个核苷酸组成的保守序列，是聚合酶结合位点，称为Pribnow区，其中央大约位于起点上游10bp处，所以又称为–10区。

24.增强子(enhancer) :已在SV40的转录单元上发现其转录起始位点上游约200bp处有两段72bp长的重复序列，它们不是启动子的一部分，但能增强或促进转录的起始，因此，称这种能强化转录起始的序列为增强子或强化子（enhancer）。

25. 核酶是指一类具有催化功能的RNA分子，通过催化靶位点RNA链中磷酸二酯键的断裂，特异性地剪切底物RNA分子，从而阻断基因的表达。

26. 安慰诱导物如果某种物质能够促使细菌产生酶而本身又不被分解，这种物质被称为安慰诱导物，如IPTG（异丙基- β–D-硫代半乳糖苷）。

27. SD 序列28.RNA引物酶29.冈崎片段前导链（leading strand）：随着亲本双链体的解开而连续进行复制的链，称为前导链；后随链（lagging strand）：一段亲本DNA单链首先暴露出来，然后以与复制叉移动相反的方向、按照5 ‘→3‘方向合成一系列短DNA片段，然后再将它们连接成完整的链，称为后随链。

后随链不连续合成形成的短DNA片段，称为冈崎片段（Okazaki fragment）。

30. C 值反常.C-值（C-value）:一种生物单倍体基因组DNA的总量。

C-值矛盾（C-value paradox）：C值往往与种系进化的复杂程度不一致。

二思考题1.试述E.coli的RNA聚合酶的结构和功能。

E. coli只有一个DNA-directed RNA聚合酶，来合成所有类型的RNA。

由5种subunits 组成聚合酶全酶(holoenzyme),包括 2 α, 1 β, 1β‘, 1 ω以及 1 σsubunits 。

Αsubunit：是核心酶中的两个相同的亚单位；由rpoA基因编码；与核心酶的组装有关；参与RNA聚合酶和部分调节因子的相互作用β和β‘分别由rpoB和rpoC基因编码。

由β和β‘亚基组成了聚合酶的催化中心。

它们在序列上与真核生物RNA聚合酶的两个大亚基有同源性。

β亚基能与模板DNA、新生RNA 链及核苷酸底物相结合。

rpoB和rpoC基因的突变会影响转录所有的阶段。

σfactor负责模板链的选择和转录的起始：与σ因子的结合使RNA聚合酶从核心酶转变为聚合酶全酶。

是启动子识别的关键的酶，不仅增加聚合酶对启动子的亲和力(提高103倍)，还可降低它对非专一位点的亲和力(降低104倍)，使酶底复合物的半衰期小于1s。

在细胞中对σ因子量的需求少于聚合酶中其它亚单位。

2.试述原核生物DNA复制的特点。

原核生物每个DNA 分子只有一个复制原点。

复制原点序列特征4个9 bp重复序列，3个13 bp重复序列，都富含A-T对（1）DNA双螺旋的解旋:DNA的解链过程，首先在拓扑异构酶I的作用下解开负超螺旋，并与解链酶共同作用，在复制起点处解开双链。

一旦局部解开双链，就必须有单链结合蛋白(SSB)来稳定解开的单链，以保证核苷酸局部不会恢复成双链。

接着由引发酶等组成的引发体迅速作用于两条单链DNA上a、DNA解链酶DNA解链酶能通过水解ATP获得能量来解开双链DNA。

大部分解链酶沿后随链模板的5´→3 ´方向并随着复制叉的前进而移动；另一种解链酶Rep蛋白是沿前导链模板的3 ´→ 5 ´方向移动。

b、单链结合蛋白:SSB以四聚体的形式结合在单链DNA的复制叉处，其作用是保证被解链酶解开的单链在复制完成前保持单链结构。

SSB与DNA的结合能力在原核生物中表现协同效应，而在真核生物中则不表现协同效应。

（2）、DNA复制的引发DNA 复制时，往往先由RNA聚合酶在DNA模板上合成一段RNA引物，再由DNA聚合酶从RNA引物3，端开始合成新的DNA链。

后随链的引发过程由引发体来完成，引发体由6种蛋白质n、n, 、n,, 、DnaB、C和I共同组成，6种蛋白质合在一起形成引发前体，引发前体与引发酶进一步组装成引发体才能发挥其功效。

（3）冈崎片段与半不连续复制两股新合成链都是按5‘~3‘方向合成。

后随链不连续合成形成的短DNA片段，称为冈崎片段(4)、DNA复制的终止:当复制叉遇到约22个碱基的重复性终止子序列（Ter)时，Tus-Ter 复合物能使DnaB不再将DNA解链，阻挡复制叉的继续前移，等到相反方向的复制叉达到后停止复制。

（5）、DNA聚合酶DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ3.试述乳糖操纵子的阻遏作用、诱导作用及正调控。

Z编码β-半乳糖苷酶：将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖Y编码β-半乳糖苷透过酶：使外界的β-半乳糖苷（如乳糖）能透过大肠杆菌细胞壁和原生质膜进入细胞内。

A编码β-半乳糖苷乙酰基转移酶：乙酰辅酶A上的乙酰基转到β-半乳糖苷上，形成乙酰半乳糖。

机制：阻遏蛋白的负性调节无乳糖: lac操纵子处于阻遏状态(repression)有乳糖: lac操纵子即可被诱导诱导剂(inducer): 别乳糖、半乳糖、IPTG（异丙基硫代半乳糖苷安慰诱导物：如果某种物质能够促使细菌产生酶而本身又不被分解，这种物质被称为安慰诱导物，如IPTG（异丙基- β–D-硫代半乳糖苷三、乳糖操纵子调控模型主要内容：①Z、Y、A基因的产物由同一条多顺反子的mRNA分子所编码②这个mRNA分子的启动子（P）紧接着操纵基因（O），而位于调节基因（I）与O之间的启动子P，不能单独启动合成β-半乳糖苷酶和透过酶的生理过程。

③操纵基因（O）是DNA上的一小段序列（仅为26bp），是阻遏物的结合位点。

④当阻遏物与操纵基因结合时，lac mRNA的转录起始受到抑制。

⑤诱导物通过与阻遏物结合，改变它的三维构象，使之不能与操纵基因结合，从而激发lac mRNA的合成。

当有诱导物存在时，操纵基因区没有被阻遏物占据，所以启动子能够顺利起始mRNA的合成。

本底水平的组成型合成：非诱导状态下有少量的lac mRNA合成。

如果将葡萄糖和乳糖同时加入培养基中，lac操纵子处于阻遏状态，不能被诱导；一旦耗尽外源葡萄糖，乳糖就会诱导lac操纵子表达分解乳糖所需的三种酶。

代谢物阻遏效应：葡萄糖对lac操纵子表达的抑制是间接的，不是葡萄糖本身而是其降解产物抑制lac mRNA的合成，科学上把葡萄糖的这种效应称为代谢物阻遏效应cAMP与代谢物激活蛋白：代谢物激活蛋白（CAP）/环腺甘酸受体蛋白（CRP）CRP+cAMP----CAPATPcAMP（环腺苷酸）腺苷酸环化酶大肠杆菌中：无葡萄糖，cAMP浓度高；有葡萄糖，协调调节：当阻遏蛋白封闭转录时，CAP 对该系统不能发挥作用；如无CAP 存在，即使没有阻遏蛋白与操纵序列结合，操纵子仍无转录活性。

cAMP —CAP 复合物与启动子区的结合是转录起始所必需的。

单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳源；若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在时，细菌首先利用葡萄糖。

4. 在RNA 转录中σ因子起什么作用？在某些细菌中含有识别不同启动子的σ因子，以适应不同生长发育阶段的要求，控制不同基因转录的起始。

大肠杆菌中的σ因子能识别并与启动子区的特异性序列相结合• σ70 当与核心酶结合时会改变其结构，以释放其DNA-结合区域. • σ70 与 –35 和 –10 序列均结合。

5. 真核生物的RNA 聚合酶有哪几种？分布在细胞的什么位置？各有什么功能？ 有3类RNA 聚合酶；结构比大肠杆菌RNA 聚合酶复杂；在细胞核中的位置不同；负责转录的基因不同，对α-鹅膏蕈碱的敏感性也不同。

真核生物RNA 聚合酶一般有8-14个亚基所组成，相对分子质量超过5×105。

真核细胞中三类RNA 聚合酶特性比较因子 基因 功能 -35区 间隔（bp ）-10区 σ70 rpoD广泛TTGACA16-18 TATAATσ32rpoH热休克TCTCNC CCTTGAA 13-15 CCCCAT NTA σ54rpoN 氮代谢CTGGN A6TTGCAhnRNA: heterogeneous muclearRNA,核内不均一RNA, RNA 的前体 线粒体和叶绿体RNA 聚合酶活性不受α-鹅膏蕈碱所抑制。