分子生物学-复习提纲-14.负控阻遏—色氨酸操纵子及弱化作用机制
现代分子生物学复习题
现代分子生物学一.填空题的物理图谱是DNA分子的限制性内切酶酶解片段的排列顺序。
2.核酶按底物可划分为自体催化、异体催化两种类型。
3.原核生物中有三种起始因子分别是IF-1、 IF-2 和IF-3 。
4.蛋白质的跨膜需要信号肽的引导，蛋白伴侣的作用是辅助肽链折叠成天然构象的蛋白质。
5.真核生物启动子中的元件通常可以分为两种：核心启动子元件和上游启动子元件。
6.分子生物学的研究内容主要包含结构分子生物学、基因表达与调控、DNA重组技术三部分。
7.证明DNA是遗传物质的两个关键性实验是肺炎球菌感染小鼠、T2噬菌体感染大肠杆菌这两个实验中主要的论点证据是：生物体吸收的外源DNA改变了其遗传潜能。
与mRNA之间的差别主要有两点： hnRNA在转变为mRNA的过程中经过剪接、 mRNA的5′末端被加上一个m7pGppp帽子，在mRNA3′末端多了一个多聚腺苷酸(polyA)尾巴。
9.蛋白质多亚基形式的优点是亚基对DNA的利用来说是一种经济的方法、可以减少蛋白质合成过程中随机的错误对蛋白质活性的影响、活性能够非常有效和迅速地被打开和被关闭。
10.质粒DNA具有三种不同的构型分别是： SC构型、 oc构型、 L构型。
在电泳中最前面的是SC构型。
11.哺乳类RNA聚合酶Ⅱ启动子中常见的元件TATA、GC、CAAT所对应的反式作用蛋白因子分别是TFIID 、SP-1 和 CTF/NF1 。
12.与DNA结合的转录因子大多以二聚体形式起作用，转录因子与DNA结合的功能域常见有以下几种螺旋-转角-螺旋、锌指模体、碱性-亮氨酸拉链模体。
13.转基因动物常用的方法有：逆转录病毒感染法、DNA显微注射法、胚胎干细胞法。
聚合酶Ⅱ的基本转录因子有、TFⅡ-A、TFⅡ-B、TFII-D、TFⅡ-E他们的结合顺序是： D、A、B、E 。
其中TFII-D的功能是与TATA盒结合。
15.酵母DNA按摩尔计含有%的T,则A为%_,G为%_和C为%__。
分子生物学名词解释、简答题答案
名词解释：1. 断裂基因：含有内含子的基因。
2. 假基因：DNA序列与有功能的基因相似，但不能表达有功能的基因产物。
3. 沉默突变：突变的密码子编码同样的氨基酸，不会引起产物的组成和结构上的改变。
4. 无义突变：使某氨基酸的密码子变为终止密码子，导致肽链合成中断。
5. 移码突变：又称移框突变，在基因的编码区缺失或插入一个或多个核苷酸，且缺失或插入的核苷酸不是3的倍数，造成了阅读框架的改变。
6. 转座子：发生转座的DNA片段。
7. 流产合成：若δ因子未能脱离核心酶，则新合成的RNA小片段会脱离复合物而重新启动转录。
这种现象称无效合成或流产合成。
8. 启动子：是连接在基因5’端上游的DNA序列，是转录起始时RNA聚合酶识别，结合的特定部位。
9. 操纵子：由操纵基因以及紧接着的若干结构基因共同组成的一个超基因的功能单位。
其中结构基因的转录由操纵基因所控制。
10. 调控基因：通过翻译和转录产生调节蛋白，该蛋白与操纵基因相互作用，控制下游基因转录。
11. 操纵基因：指能被调控蛋白质特异性结合的一段DNA序列，位于启动子和操纵基因之间，常与启动子临近或部分重叠。
12. 阻遏蛋白：在没有调节蛋白存在时，基因是表达的，加入调节蛋白后基因表达被关闭，为负调控，其调节蛋白称为阻遏蛋白。
13. 衰减子：当mRNA开始合成后，除非培养基中完全不含色氨酸，否则转录总是提前终止，产生仅有约140nt的RNA分子。
这个区域称为衰减子或弱化子。
14. 分解物阻遏：在培养基中同时加入葡萄糖时，细菌则优先利用葡萄糖。
只有当葡萄糖耗尽时，乳糖才能诱导基因的表达。
15. 绝缘子：真核生物基因组得调控元件之一，亦为一种边界元件。
16.启动子P:转录起始时RNA聚合酶识别、结合的特定部位。
17.结构基因:编码蛋白质或功能RNA的基因。
18.操纵基因0:能被调控蛋白特异性结合的一段DNA序列。
19.调节基因:编码合成参与基因表达调控的蛋白质(调节蛋白)的特异DNA序列。
大学《现代分子生物学(第3版)考试重点
的空隙。
聚合酶Ⅱ：修复紫外光引起的 DNA 损伤
聚合酶Ⅲ：DNA 复制的主要聚合酶，还具有 3’-5’外切酶的校对功能，提高 DNA 复制
的保真性
真核生物中的 DNA 聚合酶
定位
α 细胞核
β 细胞核
γ 线粒体
δ 细胞核
ε 细胞核
3‘-5’外切酶活性 -
-
+
+
+
功能
引物合成 修复作用 线粒体 DNA 的复制 核 DNA 的复制 RNA 引
11、 tRNA 中起作用的重要两个臂是什么臂？
tRNA 有两个关键部位： ● 3’端 CCA：接受氨基酸，形成氨酰-tRNA。 ● 与 mRNA 结合部位—反密码子部位
12、.肽链延伸由许多循环组成，每加一个氨基酸就是一个循环，每个循环包括 哪些步骤？
肽链延伸由许多循环组成，每加一个氨基酸就是一个循环，每个循环包括：AA-tRNA 与核
备接受新的 AA-tRNA，开始下一轮合成反应
（3）移位：核糖体通过 EF-G 介导的 GTP 水解提供的能量向 mRNA 模板的 3‘端移动一
个密码子，使二肽酰—tRNA2 完全进入 P 位，准备开始新一轮的肽链延伸。
13、真核生物和原核生物在翻译的起始过程有哪些区别？
原核生物
真核生物
起始氨基酸
甲酰甲硫氨酸
（4）原核生物常以 AUG（有时 GUG，甚至 UUG）作为起始密码子
真核生物 mRNA 的特征：（1） 5’ 端存在“帽子”结构
（2）多数 mRNA 3’ 端具有 poly（A ）尾巴（组蛋白除外）
（3）以单顺反子存在
（4）而真核生物几乎永远以 AUG 作为起始密码子。
色氨酸操纵子
色氨酸操纵子
色氨酸基因结构图
色氨酸是构成蛋白质的部分，一般的环境难以给细菌提供足够的氨基酸，细菌要生存繁殖通常需要自己经过许多步骤合成色氨酸，但是环境一旦提供色氨酸，细菌就会充分利用外界的色氨酸，减少或停止合成色氨酸。
做到这一点是通过色氨酸操纵子来调控的。
色氨酸调控机制
1.色氨酸操纵子的结构与阻遏蛋白的负调控
如图所示：在调控色氨酸合成的结构基因上游有一个操纵基因trpR ●在低色氨酸浓度时，trpR控制的阻遏蛋白无活性，下游的结构基
因可正常转录翻译。
●在高色氨酸浓度时，trpR控制的阻遏蛋白具有活性。
能与trpO特
异性结合，阻遏结构基因的转录。
从而阻遏体内的色氨酸合成。
2.衰减子的作用
当色氨酸达到一定程度，但没有高到能够活化阻遏蛋白使其起阻遏作用的程度时，产生色氨酸合成酶类的量已经明显降低，靠着衰减子来调控。
如图所示：在高色氨酸时，trp mRNA在第一个trp E基因开始转录之前即停止生长。
低色氨酸时，mRNA正常转录。
这是因为在色氨酸操纵元trp O与第一个结构基因trp E 之间有一段前导序列。
高色氨酸时转录就会停止在这里。
如图所示：
在低浓度色氨酸条件下，2-3形成发卡结构，不含有U区域，不会形成终止子结构，不会停止转录，继续转录翻译形成色氨酸在高浓度色氨酸条件下，3-4会形成发卡结构，含有U区域，形成终止子结构，停止转录，阻遏色氨酸的合成。
色氨酸操纵子与负控阻遏系统
被称为适应性表达基因，或被称为奢侈基因
基因的表达调控方式
➢ 基因水平的调控
➢ 转录水平的调控
➢ 转录产物加工的调控
➢ 翻译水平的调控以及翻译后的加工等
原核基因表达调控分类
根据调控机制： 负转录调控 调节基因编码阻遏蛋白，阻止结构基因转 录 分为负控诱导，负控阻遏 正转录调控 调节基因编码激活蛋白，促进结构基因转 录。 分为正控诱导，正控阻遏
鼠伤寒沙门氏菌中已陆续发现不少操纵子都有弱化
致转录终止。当色氨酸浓度较低时，TRAP失活，转录可以继
现象。 弱化子(attenuator)是指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
续，结构基因得以表达。另外枯草杆菌对未负荷色氨酸的 tRNATrp也很敏感，后者大量堆积，会诱导合成抗TRAP 蛋白 （anti -PRAP,AT）。AT与Trp激活的PRAP结合，可以取消其 转录终止活性。trpG表达也受PRAP调控，活化的TRAP与和
空 白 演 示 水平可提高6倍。研究发现，当mRNA开始合成后，
除非培养基中完全不含色氨酸，否则转录总是在这 个区域终止，产生一个仅有140个核苷酸的RNA分
养基中Trp 浓度很低时，负载有Trp 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，核糖体滞留1区，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。反之，核
不受葡萄糖或cAMP-CAP的调控。
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弱化子
弱化作用
是在研究大肠杆菌的色氨酸操纵子表达弱化现象 中发现的。在trp mRNA 5，端trp正基因的起始密 码前有一个长162 bp的DNA序列称为前导区，其
分子生物学期末复习资料
、分子生物学期末复习资料检疫1111班）考试题型：1、单项选择（1分/题，共50题）；2、多项选择（分/题，共10题）；3、名词解释（2分/题，共5题）；4、问答题（共15分，4题）；5、论述题（共10分，1题）·第二章基因与基因组一、基因的概念（一）基因概念的发展1、孟德尔：一个因子决定一种性状。
2、摩尔根：性状单位，突变单位和交换单位。
3、顺反子：功能单位，决定一条多肽链的表达4、操纵子：基因表达调控单元（原核）•`•结构基因、调节基因（可表达）•控制基因（启动基因和操纵基因）（二）现代基因概念的发展1、重叠基因：一个基因包含或部分包含另一基因2、断裂基因：内部含间隔区，即由外显子和内含子互相间隔组成的嵌合体3、跳跃基因：转座元件，可移动遗传元件4、假基因：拟基因，没有功能，序列与功能基因相似。
（三）基因的分子生物学定义、是编码多肽链或RNA的DNA片段，包括编码序列：外显子(exon)、插入序列：内含子(intron)、侧翼序列：含有调控序列（四）基因组基因组：一个细胞或病毒的全部遗传信息二、病毒基因组1、病毒基因组核酸的类型（7种）双链DNA（dsDNA）病毒；单链DNA（ssDNA）病毒；双链RNA（dsRNA）病毒；单链正链RNA病毒；单链正链RNA病毒；逆转录RNA病毒；逆转录DNA病毒2、病毒基因组的特点•一种核酸，DNA/RNA ，线性或环形•…•大小相差很大；•一般为单拷贝；•一条或几条核酸链；•连续或间隔；•编码序列大于90%；•相关基因往往丛集形成一个功能单位或转录单元；•有重叠基因。
三、原核生物基因组,1、原核生物基因组特点（1）一般由一条环状双链DNA分子组成；（2）通常只有一个DNA复制起点；（3）结构基因大多组成操纵子；（4）编码序列不重叠（5）没有内含子（6）编码序列（结构基因）在基因组中所占比例较大，基因密度非常高（非编码—调控序列）（7）结构基因多为单拷贝，rRNA基因为多拷贝；[（8）有编码同工酶的同基因（isogene）（9）转座现象：插入序列和转座子等（10）具有多种功能识别区域（往往具有特殊的序列，并且含有反向重复序列。
色氨酸操纵子
⾊氨酸操纵⼦
⾊氨酸操纵⼦
⾊氨酸基因结构图
⾊氨酸是构成蛋⽩质的部分，⼀般的环境难以给细菌提供⾜够的氨基酸，细菌要⽣存繁殖通常需要⾃⼰经过许多步骤合成⾊氨酸，但是环境⼀旦提供⾊氨酸，细菌就会充分利⽤外界的⾊氨酸，减少或停⽌合成⾊氨酸。
做到这⼀点是通过⾊氨酸操纵⼦来调控的。
⾊氨酸调控机制
1.⾊氨酸操纵⼦的结构与阻遏蛋⽩的负调控
如图所⽰：在调控⾊氨酸合成的结构基因上游有⼀个操纵基因trpR ●在低⾊氨酸浓度时，trpR控制的阻遏蛋⽩⽆活性，下游的结构基
因可正常转录翻译。
●在⾼⾊氨酸浓度时，trpR控制的阻遏蛋⽩具有活性。
能与trpO特
异性结合，阻遏结构基因的转录。
从⽽阻遏体内的⾊氨酸合成。
2.衰减⼦的作⽤
当⾊氨酸达到⼀定程度，但没有⾼到能够活化阻遏蛋⽩使其起阻遏作⽤的程度时，产⽣⾊氨酸合成酶类的量已经明显降低，靠着衰减⼦来调控。
如图所⽰：在⾼⾊氨酸时，trp mRNA在第⼀个trp E基因开始转录之前即停⽌⽣长。
低⾊氨酸时，mRNA正常转录。
这是因为在⾊氨酸操纵元trp O与第⼀个结构基因trp E 之间有⼀段前导序列。
⾼⾊氨酸时转录就会停⽌在这⾥。
如图所⽰：
在低浓度⾊氨酸条件下，2-3形成发卡结构，不含有U区域，不会形成终⽌⼦结构，不会停⽌转录，继续转录翻译形成⾊氨酸在⾼浓度⾊氨酸条件下，3-4会形成发卡结构，含有U区域，形成终⽌⼦结构，停⽌转录，阻遏⾊氨酸的合成。
分子生物学(二)复习重点
名词解释:Housekeeping gene持家基因(house-keeping genes)：又称管家基因，是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。
Polar mutation指一个基因上发生的突变可抑止距其操纵子内启动子较远一侧基因的表达。
无意义突变多数都显示极性效应，但一般在其该突变顺反子内的位置，距启动子愈近，对操纵子后面的极性效应也愈强。
Dominant negative mutation显性负突变：在广义上，凡一对等位基因中因其中一个突变或丢失所致的另一个正常等位基因的功能活性丧失，都称为显性负突变。
换言之，显性负突变即杂合的突变产生了纯合突变的效应。
例如，在某些肿瘤中，抑癌基因p53的一个等位基因的失活导致另一个正常等位基因也失去活性。
Catabolite repression分解代谢物阻遏又被称为葡萄糖效应，这是因为葡萄糖是首先被发现具有这种阻遏效应的物质。
当培养基含有多种能源物质时，微生物首先利用更易于分解利用的能源物质，而首先被利用的这种物质的分解对利用其他能源性物质的酶的产生有阻遏作用。
Prophage每一噬菌体除了能使宿主细菌裂解死亡外，还有一些噬菌体感染细菌后，并不使细胞死亡，称为溶原性噬菌体，这些噬菌体感染细菌后，将其自身的基因组整合进宿主细胞的基因组，此时，这种宿主细菌称为溶原性细菌。
溶原性细菌内存在的整套噬菌体DNA基因组称为原噬菌体(prophage)，溶原性细菌不会产生许多子噬菌体颗粒，也不会裂解；但当条件改变使溶原周期终止时，宿主细胞就会因原噬菌体的增殖而裂解死亡，释放出许多子代噬菌体颗粒。
c operon 和trp operon的区别，具化二者之间的两种调控及图示乳糖操纵子包括正调控和负调控：正调控：cAMP—CRP复合物促进转录。
负调控：阻遏蛋白结合在操纵基因上阻止转录。
色氨酸操纵子有阻遏系统和弱化系统：阻遏系统：辅阻遏蛋白与色氨酸结合形成有活性的阻遏物与操纵区结合，关闭转录；缺少色氨酸时，转录打开。
分子生物学复习题纲
下列关于 DNA 复制的说法不正确的有（ A ）。 按 3′ → 5′方向进行 需要 4 种 dNTP 的参与 需要 DNA 连接酶的作用 涉及 RNA 引物的形成 有关滚环复制不正确是（ B ） 可以使复制子大量扩增 产生的复制子总是双链环状 是噬菌体 DNA 在细菌中最通常的一种复制方式 复制子中编码切口蛋白的基因的表达是自动调节的
2．一个复制子是（ ）。 A．细胞分裂期间复制产物被分离之后的 DNA 片段 B．复制的 DNA 片段和在此过程中所需的酶和蛋白质 C．任何自发复制的 DNA 序列（它与复制起点相连） D．任何给定的复制机制的产物（如单环） E．复制起点和复制叉之间的 DNA 片段
13．一个复制子是（ C ）。 A．细胞分裂期间复制产物被分离之后的 DNA 片段 B．复制的 DNA 片段和在此过程中所需的酶和蛋白质 C．任何自发复制的 DNA 序列（它与复制起点相连） D．任何给定的复制机制的产物（如单环） E．复制起点和复制叉之间的 DNA 片段 14．下述特征不是所有（原核生物、真核生物和病毒）复制起始位点都共有的是（ B ）。 A．起始位点是包括多个短重复序列的独特 DNA 片段 B．起始位点是形成稳定二级结构的回文序列 C．多聚体 DNA 结合蛋白专一性识别这些短的重复序列 D．起始位点旁侧序列是 A-T 丰富的，能使 DNA 螺旋解开
在DNA修复过程中除了需要DNA聚合酶外，还需要DNA连接酶
3
，其作用是将DNA中相邻的碱基链接起来，原核生物DNA聚合酶
4
具有两种外切酶活性，分别从5’→3’和3’→5’降解DNA
5
DNA聚合酶Ⅱ和Ⅲ只有3’→5’外切酶活性。
6
DNA修复包括三个步骤： DNA修复核酸酶 对 DNA链上不正
第三节 色氨酸操纵子
制作：王庆容
一、结构及调控模式 1.结构 2.粗调节
3.细微调控
二、弱化子与前导肽 1.弱化子attenuator :
位于trp mRNA 5‘端trpE基因的起始密码前，调 节已启动转录的trp操纵子是否继续下去的特定区域。
2.前导肽Leader peptide:
当trp浓度较高时， trp操纵子转录产生一个 140bp的RNA分子的前导序列，它编码的一个14个 AA的短肽。
3.mRNA 前导区的序列分析 4.转录弱化作用 三、trp操纵子弱化机制的实验依据 四.小结
R
P
O
L
a
E
D
C
B
A
RNA pol. mRNA
R＇
R
P
O
L
a
E
D
C
B
A
mRNA
R＇
色氨酸
色氨酸合酶 α和β亚基
色氨酸操纵子各组份详图
组 成
R P O
L a
间 隔 序 列
E
D
C
B
A
碱 基 数 功 能
未知 辅 阻 遏 蛋 白
60
162
1560
邻氨 基苯 甲酸 合酶
1593
ห้องสมุดไป่ตู้1350
1196
804
粗 开 关
微调控 前导肽
邻氨基苯 吲哚甘 甲酸磷酸 油磷酸 核糖转移 合酶 酶
色氨酸合酶α 和β亚基
R
RNA pol.
间隔区 调节基因 前导区 弱化子 结构基因 间隔区
60 R P O L a 162 E 1560 D 1593 C 1350 B 1196 A 804
分子生物学
色氨酸操纵子：是一种可阻遏操纵子。
（1）色氨酸操纵子模型结构：5 种结构基因：trpE、D、C、B、A；调控结构：启动子、操纵基因、前导序列、弱化子；阻遏物trpR基因：与trp操纵子相距较远。
（2）阻遏物对色氨酸操纵子的负调控：rpR基因编码无辅基阻遏物与色氨酸结合形成有活性的色氨酸阻遏物，然后与操纵子结合而阻止转录。
色氨酸不足：阻遏物三维空间结构发生变化，不能与操纵子结合，操纵元开始转录；色氨酸浓度升高：色氨酸与阻遏物结合，空间结构发生变化，可与操纵子结合，阻止转录。
（3）衰减作用对色氨酸操纵子的调控：色氨酸操纵子转录的衰减作用通过位于L 基因的衰减子使转录终止，衰减子中两个相邻的色氨酸密码子及原核生物中转录与翻译的偶联是产生衰减作用的基础，在高浓度色氨酸环境中，衰减子的部分序列的转录产物能形成ρ 因子不依赖的转录终止结构，使转录停止。
λ真核生物的基因表达调控：真核生物转录的激活与被转录区域的染色质结构变化有关；真核生物基因表达以正调控为主，真核生物的转录和翻译不偶联。
核心途径：环境信号转导-染色质活化-转录的激活。
启动子：与原核启动子的含义相同，是指RNA 聚合酶结合并起动转录的DNA 序列。
但真核同启动子间不像原核那样有明显共同一致的序列，而且单靠RNA 聚合酶难以结合DNA 而起动转录，它需要多种蛋白质因子的相互协调作用，不同蛋白质因子又能不同DNA 序列相互作用，不同基因转录起始及其调控所需的蛋白因子也不完全相同，因而不同启动子序列也很不相同。
真核生物有3 类RNA 聚合酶，负责转录3 类不同的启动子，分别为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类。
（1）Ⅰ类启动子：由RNA 聚合酶I 负责转录的rRNA基因，启动子（I 类）比较单一，由转录起始位点附近的两部分序列构成。
第一部分是核心启动子（core promoter），由-45—+20 位核苷酸组成，单独存在时就足以起始转录。
另一部分由-170—-107 位序列组成，称为上游调控元件，能有效地增强转录效率。
分子生物学考试复习重点
分子生物学重点1.将外源基因导入的方法常用的基因工程真核细胞包括酵母细胞、动物细胞和植物细胞。
（1）外源基因导入酵母细胞：在对酵母细胞进行外源DNA转化时，一般先需要用酶将其细胞壁消化水解，变成原生质体。
蜗牛消化酶具有纤维素酶、甘露聚糖酶、葡萄糖酸酶以及几丁质酶等，对酵母菌细胞壁有良好水解作用。
原生质体在氯化钙和聚乙二醇存在下，重组DNA能容易地被宿主细胞吸收，转化的原生质体悬浮在营养瓶中，即可再生出新的细胞壁。
（2）外源基因导入动物细胞常用的方法有：1.磷酸钙共沉淀法。
2.DEAE-葡聚糖或聚阳离子，它们能结合DNA并促使细胞吸收；3.脂质体法4.脂质转染法5.电穿孔法6.显微注射法（3）外源基因导入植物细胞常用的方法有：1.转化法2.电穿孔和脂质体法3.显微注射法5.基因枪法4.农杆菌感染法：根瘤农杆菌的Ti质粒上有一段T-DNA ，又称转移DNA，能携带外源基因转移到植物细胞内，并整合到染色体DNA中，因此Ti质粒是目前植物基因工程中最常用的理想的基因载体。
2.核糖体活性中心（核糖体的活性位点）（1）mRNA结合位点（2）P位点（3）A位点（4）肽基转移酶活性位点（转肽酶中心）（5）5SrRNA位点（50S上）（6）E位点（50S上）与氨酰基－tRNA释放有关。
大小亚基在合成中的分工小亚基：对mRNA特殊序列的识别（SD序列）密码子与反密码子的相互作用。
大亚基：AA-tRNA，肽基－tRNA的结合，肽键的形成等。
3.凝胶电泳（操作的主要因素）技术原理流程图目的：分离不同的DNA分子电泳迁移率：电泳分子在电场作用下的迁移速度。
影响迁移率的因素：（1）与电场强度、电泳分子净电荷成正比；（2）与电泳分子的摩擦系数成反比分子摩擦系数为分子大小、极性、介质粘度的函数。
.DNA和RNA在电场中为多聚阴离子，电泳时向正极移动。
速度在于分子大小和构型。
.电泳介质：一般用琼脂糖和聚丙烯酰胺，浓度与所分离的DNA和RNA的大小有关。
分子生物学-复习提纲-14.负控阻遏—色氨酸操纵子及弱化作用机制
trpR—……—P—O—trpL—trpa—trpE—trpD—trpC—trpB—trpA
■ trpR ——产生辅阻遏蛋白——结合色氨酸而激活
■ 启动区P——转录起始时RNA聚合酶的结合部位
■ 操纵区O——有活性的辅阻遏蛋白结合部位，控制mRNA转录
Hale Waihona Puke ━ 详细过程：（核糖体的位置起决定作用）
① 低浓度色氨酸，tRNA^(Trp)的浓度就低，通过相邻Trp密码子的速度慢，4区转录完成时，核糖体（翻译）进行至1区，前导区结构为2-3配对形式，转录可继续进行。
② 高浓度色氨酸，tRNA^(Trp)的浓度就高，通过相邻Trp密码子的速度快，4区转录之前，核糖体已到达2区，只能形成3-4茎-环状终止子结构，转录停止，结构基因关闭，不再合成色氨酸。
■ 前导区L——生成前导RNA（162），囊括trpa ——弱化子区，弱化作用（123～150bp）
━ 主管转录过程：阻遏作用详解
①高色氨酸时：色氨酸结合辅阻遏蛋白，并使之结合操纵区O，仅合成一段前导RNA（140bp）；
②低色氨酸时：辅阻遏蛋白不具备活性，trp操纵子去阻遏，合成完整的一段mRNA。
━ 弱化作用：（弱化子trpa）细微调控转录过程，独立于trp操纵子
当转录发生以后，除非完全没有trp，转录总在该区域终止，生成一段前导RNA（140bp），
因而缺失该123～150bp区的序列，会提高trp基因表达。
■ 表明：转录终止发生在这一区域，并且可以被调节，称为弱化子区。
■ 该区转录的mRNA可以通过自我配对形成茎-环结构，具有典型终止子结构特点。
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简答
简答2010-01-16 06:220、何为色氨酸操纵子弱化子与转录弱化作用？答：色氨酸操纵子位于转录起始部位的终止子结构称弱化子，色氨酸的浓度决定转录到达弱化子能否形成终止子发夹结构导致转录终止或转录继续。
1.简述乳糖操纵子的正负调控机制答案要点：包括正负调控两种（—）阻遏蛋白的负调控①当细胞内有诱导物时，诱导物结合阻遏蛋白，此刻聚合酶与启动子形成开放式启动子复合物转录乳糖操纵子结构基因。
②当无诱导物时，阻遏蛋白结合与启动子与蛋白质部分重叠不转录。
（=）CAP正调控①当细胞内缺少葡萄糖时ATP→CAMP结合，CRP生成CAP与CAP位点结合，增前RNA聚合酶转录活性。
②当有葡萄糖存在时CAMP分解多合成少，CAP不与启动子上的CAP位点结合RNA聚合酶不与操纵区结合无法起始转录结构基因表达下降。
2.试比较原核和真核细胞的mRNA的异同答案要点：①真核生物5…端有帽子结构大部分成熟没mRNA 还同时具有3‟多聚A尾巴，原核一般没有；②原核的没mRNA 可以编码几个多肽真核只能编码一个。
③原核生物以AUG作为起始密码有时以GUG，UUG作为起始密码，真核几乎永远以AUG作为起始密码。
④原核生物mRNA半衰期短，真核长。
⑤原核生物以多顺反子的形式存在，真核以单顺反子形式存在3基因敲除的基本程序？答：通过DNA同源重组，使得胚胎干细胞特定的内源基因被破坏而造成功能丧失，然后通过胚胎干细胞介导得到该基因丧失的小鼠模型的过程称为基因敲除。
1、打靶载体的构建：同源序列要足够长，要含有筛选用的标志基因。
2、胚胎干细胞的体外培养3、打靶载体导入胚胎干细胞4、同源重组胚胎干细胞的筛选5、基因敲除胚胎干细胞注射入胚泡6、胚泡植入假孕小鼠的子宫中7、杂交育种获得纯合的基因敲除动物、4简述真核生物mRNA的帽子结构及其功能。
当RNA polII 聚合的转录产物达到约25nt长时，在其5‟端加上了一个7-甲基鸟苷（m7G),该7-甲基鸟苷称为帽子结构，是以5‟- 5‟方向相连的，用来防止5‟-外切酶的攻击，但却有利于剪接、转运和翻译的进行。
分子生物学
1、真核生物DNA复制的特点：（1）真核生物每条染色体上可以有多个复制起点。
（2）真核生物DNA在完成复制前不能开始新的复制，而原核生物则可以开始新的DNA复制，一个复制单元多个复制叉。
（3）DNA复制只能在分裂间期进行。
（4）复制起点为自主复制序列（ARS）。
（5）复制叉移动速度慢，仅50bp/s，不到大肠杆菌的1/20。
（6）真核生物DNA聚合酶有15种以上。
2、RNA聚合酶与DNA聚合酶的区别RNA聚合酶DNA聚合酶大小(M) 大，4.8×105dol 小，1.09×105dol引物无有产物较短，游离较长，与模板以氢键相连作用方式一条链的某一段两条链同时进行外切酶活性无5’→ 3’，3’→ 5’校对合成能力无有修复能力无有3、5’加帽、3’加尾5ˊ端的一个核苷酸总是7-甲基鸟核苷三磷酸（m7Gppp）。
mRNA 5ˊ端的这种结构称为帽子（cap）。
帽子结构功能：①能被核糖体小亚基识别，促使mRNA和核糖体的结合；②m7Gppp结构能有效地封闭mRNA 5’末端，以保护mRNA免受5’核酸外切酶的降解，增强mRNA的稳定。
3’加尾★准确切割加poly（A）尾巴多聚腺苷酸尾巴功能：提高了mRNA在细胞质中的稳定性。
尾巴结合蛋白结合尾巴通过尾巴结合蛋白与帽子结合蛋白相互作用参与翻译的起始。
4、原核生物与真核生物mRNA的特征比较1、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。
2、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5、叶绿体蛋白质运转过程有如下特点：①活性蛋白水解酶位于叶绿体基质内，这是鉴别翻译后运转的指标之一。
②叶绿体膜能够特异地与叶绿体蛋白的前体结合。
③叶绿体蛋白质前体内可降解序列因植物和蛋白质种类不同而表现出明显的差异。
色氨酸操纵子
特点:
(1) trpR和trpABCDE不连锁；
(2) 操纵基因（操作子）和开启子部分重叠 (3) 有衰减子(attenuator)/弱化子 (4) 开启子和构造基因不直接相连，两者被
前导序列(Leader)所隔开
5
二、trp 操纵子旳阻遏系统
低Trp时： 阻遏物不结合 操纵基因;
trpR
trpP trpO trpE trpD trpC trpB trpA
11
2、前导序列：在trp mRNA5‘端trpE基因旳起始密码 前一种长162bp旳mRNA片段。
12
13
调整区
trpR
PO
前导序列
前导mRNA
1
2
构造基因
衰减子区域
3
4
UUUU……
trp 密码子 终止密码子
1
2 第141a0a、前1导1密肽码编子码UU为区Ut:Ur包…p密括…U码序U子U列U1……衰减子构造
RNA聚合酶停止转录,产生衰减子转录产物 转录、翻译偶联,产生前导肽
19
低Trp时： Trp-tRNATrp 没有供给
核糖体翻译停止在片段1 （2个Trp密码子）
片段2，3 形成发夹构造
转录不终止
RNA聚合酶继续转录
20
细菌经过弱化作用弥补阻遏作用旳不足，因为阻 遏作用只能使转录不起始，对于已经起始旳转录， 只能经过弱化作用使之半途停下来。阻遏作用旳信 号是细胞内色氨酸旳多少；弱化作用旳信号则是细 胞内载有色氨酸旳tRNA旳多少。它经过前导肽旳翻 译来控制转录旳进行，在细菌细胞内这两种作用相 辅相成，体现着生物体内周密旳调控作用。
吲哚-3-甘油 磷酸合成酶
色氨酸合成酶
分子生物学期末考试题目及答案
分子生物学复习提纲一．名词解释（1）Ori ：原核生物基因质粒的复制起始位点，是四个高度保守的19bp组成的正向重复序列，只有ori能被宿主细胞复制蛋白质识别的质粒才能在该种细胞中复制。
ARS：自主复制序列，是真核生物DNA复制的起点，包括数个复制起始必须的保守区.不同的ARS序列的共同特征是一个被称为A区的11bp的保守序列。
（2)Promoter:启动子，与基因表达启动有关的顺式作用元件，是结构基因的重要成分,它是位于转录起始位点5’端上游区大约100～200bp以内的具有独立功能的DNA序列，能活化RNA 聚合酶,使之与模板ＤＮＡ准确地相结合并具有转录起始的特异性。
（3）ρ—independent termination不依赖ρ因子的终止,指在不依赖ρ因子的终止反应中,没有任何其他因子的参与，核心酶也能在某些位点终止转录.（强终止子）（4）SD sequence：ＳＤ序列(核糖体小亚基识别位点），存在于原核生物起始密码ＡＵＧ上游７～１２个核苷酸处的一种４～７个核苷酸的保守片段，它与１６ＳｒＲＮＡ３’端反向互补，所以可以将mRNA的AUG起始密码子置于核糖体的适当位置以便起始翻译作用.Kozak sequence：存在于真核生物mRNA的一段序列，核糖体能够识别mRNA 上的这段序列，并把它作为翻译起始位点.（5）Operator：操纵基因，与一个或者一组结构基因相邻近，并且能够与一些特异的阻遏蛋白相互作用,从而控制邻近的结构基因表达的基因。
Operon：操纵子，是指原核生物中由一个或多个相关基因以及转录翻译调控元件组成的基因表达单元。
包括操纵基因、结构基因、启动基因。
（6)Enhancer：增强子，能强化转录起始的序列的为增强子或强化子Silencer：沉默子,可降低基因启动子转录活性的一段DNA顺式元件.与增强子作用相反。
（7）cis-acting element ：顺式作用元件，存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列，包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件,本身不编码任何蛋白质，仅仅提供一个作用位点,与反式作用因子相互作用参与基因表达调控.trans—acting factor：反式作用因子，是指直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上参与调控靶基因转录效率的蛋白质。
大学分子生物学考试练习题及答案221
大学分子生物学考试练习题及答案21.[单选题]色氨酸操纵子调控中的弱化机制直接借助了哪种细胞结构的帮助而实现的? ( )A)核糖体B)细胞膜C)染色体D)组蛋白答案:A解析:2.[单选题]大肠杆菌DNA复制时需要的RNA引物是由( )催化合成的。
A)DNA聚合酶IB)DNA聚合酶IIIC)引物酶D)RNA合成酶答案:C解析:3.[单选题]如果将色氨酸前导序列中的4个重要互补碱基序列按照5'-3'的方向依次编号为1、2、3和4,那么哪两段之间形成发夹结构后可以构成终止子? ( )A)1和4B)1和2C)2和3D)3和4答案:D解析:4.[单选题]下面那一项不属于原核生物mRNA的特征( )。
A)半衰期短B)存在多顺反子的形式C)5’端有帽子结构D)3’端没有或只有较短的多聚A结构答案:C解析:5.[单选题]在DNA损伤时激活，可诱导细胞凋亡或转录因子，被称为真核细胞基因组守护神的蛋白是( )A)p50B)p51解析:6.[单选题]连接酶链反应的描述错误的是A)需要 DNA 聚合酶B)靶 DNA 序列已知C)一对引物在模板上的位置是紧密相连的D)产物是被连接起来的引物E、属于探针序列扩增答案:A解析:7.[单选题]基因可以是A)DNAB)RNAC)DNA和RNAD)目前还不清楚答案:C解析:8.[单选题]下列选项中，符合ⅡI类限制性内切核酸酶特点的是：( )A)识别的序列是回文结构B)没有特异酶解位点C)可切割细菌体内自身DNAD)以上都是答案:A解析:C同时有连接酶活性9.[单选题]证明遗传物质是DNA的实验是( ) 。
A)1944年Oswald Avery的肺炎双球菌转化实验B)1860年 孟德尔的豌豆杂交实验C)Meselson和Stahl设计的N1 5放射性同位素实验D)Crick提 出的中心法则答案:A解析:10.[单选题]聚合酶链式反应扩增的DNA大小取决于A)DNA聚合酶B)引物C)模板D)循环次数11.[单选题]在细菌翻译系统中,起始密码子的识别依赖于( ) 5’端SD序列和 ( )3’端反SD序列之间的相互作用。
现代分子生物学考试复习资料
现代分子生物学考试复习资料一、绪论1分子生物学：在分子水平上研究生命现象的科学。
通过研究生物大分子(核酸、蛋白质)的结构、功能和生物合成等方面来阐明各种生命现象的本质。
2、1953年Watson 和Crick提出DNA双螺旋模型3、分子生物学研究内容：DNA重组技术（基因工程）、基因表达的调控、生物大分子的结构和功能研究、基因组、功能基因组与生物信息学研究二、染色体与DNA核小体：由H2A、H2B、H3和H4四种组蛋白各两个分子组成八聚体和大约200 bp的DNA 区段组成。
组蛋白：分为5种类型(H1，H2A，H2B，H3，H4)，其特性如下：1、进化上的极端保守性;2、无组织特异性;3、肽链上氨基酸分布的不对称性；4、组蛋白的修饰作用包括甲基化、乙基化和磷酸化；5、富含赖氨酸的组蛋白H5C值（C value）一种生物单倍体基因组所含DNA的总量。
C值反常现象也称为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的联系，某些较低等的生物C值却很大，如一些两栖动物的C 值甚至比哺乳动物还大。
基因：编码蛋白质或RNA等具有特定功能产物的遗传信息的基本单位，是染色体或基因组的一段DNA序列真核生物基因组的结构特点：1 真核基因组庞大一般都远大于原核生物基因组,2真核基因有断裂基因,即有内含子,3转录产物是单顺反子,4非编码区域多于编码区域.，占90％以上5有大量顺式作用元件。
包括启动子、增强子、沉默子等6有大量重复序列7有大量的DNA多态性8具有端粒结构原核生物基因组的特点：1基因组很小DNA含量少,2有重叠基因,转录产物是多顺反子,3结构简练,大部分都是编码区域,4DNA一般不与蛋白质结合5存在转录单元，转录形成多顺反子mRNA单顺反子：只编码一个蛋白质的mRNA;多顺反子mRNA:两个以上相关基因串在一起转录所得到的信使核糖核酸(mRNA)，由DNA链上的邻位顺反子所界定;顺式作用元件：存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列。
分子生物学复习资料
1：操纵子：在细菌基因组中，编码一组在功能上相关的蛋白质的几个结构基因，与共同的控制位点组成一个基因表达的协同单位，称为操纵子。
操纵基因：是操纵子中的控制基因，是阻遏蛋白的结合部位。
2：阻遏蛋白：是负调控系统中由调节基因编码的调节蛋白。
3：RNA病毒：基因组的是核酸是RNA的病毒。
病毒是最简单的生物,外壳蛋白包裹着里面的遗传物质核酸。
4：诱导物：诱导（induction）--可诱导基因在特定环境信号刺激下表达增强的过程。
在可诱导的操纵子中产生诱导作用的小分子物质就叫做诱导物(inducer)。
例如大肠杆菌的乳糖操纵子。
5：Tm（melting temperature）：是使DNA双螺旋链解开一半时的温度。
DNA Tm 一般在70—85℃之间。
6：重叠基因：一段核酸序列可以编码多于一个多肽链。
7：内含子：在编码区能够编码蛋白质的序列。
8：外显子：在编码区不能够编码蛋白质的序列。
9：DNA损伤(DNA damage)：是指在生物体生命过程中DNA双螺旋结构发生的任何改变。
10：DNA的转座，或称移位（transposition），是由可移位因子（transposable element）介导的遗传物质重排现象。
11：转座：从DNA到DNA的转移过程称转座。
12：反转座：从DNA到RNA再到DNA的转移过程叫反转座。
后者为经RNA介导的转座过程。
反转座仅发生于真核生物中。
13：转录( transcription )：是在DNA指导的RNA聚合酶催化下,按照碱基配对的原则,以四种NTP为原料,合成一条与DNA互补的RNA链的过程。
14：启动子：是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列。
15：终止子(terminator) ：能提供转录终止信号的DNA序列称为终止子。
16：顺式作用元件(cis—acting element)是指对基因表达有调节活性的DNA序列，其活性只影响与其自身同处在一个DNA分子上的基因17：反式作用因子：与顺式作用元件相互作用的蛋白因子就称为反式作用因子（转录因子）。
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色氨酸操纵子（负控阻遏系统）：效应物分子——色氨酸trpR—……—P—O—trpL—trpa—trpE—trpD—trpC—trpB—trpA
■trpR——产生辅阻遏蛋白——结合色氨酸而激活
■启动区P——转录起始时RNA聚合酶的结合部位
■操纵区O——有活性的辅阻遏蛋白结合部位，控制mRNA转录
■前导区L——生成前导RNA（162），囊括trpa——弱化子区，弱化作用（123～150bp）
━主管转录过程：阻遏作用详解
①高色氨酸时：色氨酸结合辅阻遏蛋白，并使之结合操纵区O，仅合成一段前导RNA （140bp）；
②低色氨酸时：辅阻遏蛋白不具备活性，trp操纵子去阻遏，合成完整的一段mRNA。
━弱化作用：（弱化子trpa）细微调控转录过程，独立于trp操纵子
当转录发生以后，除非完全没有trp，转录总在该区域终止，生成一段前导RNA （140bp），
因而缺失该123～150bp区的序列，会提高trp基因表达。
■表明：转录终止发生在这一区域，并且可以被调节，称为弱化子区。
■该区转录的mRNA可以通过自我配对形成茎-环结构，具有典型终止子结构特点。
━前导区的序列：有4个重要的片段：1、2、3、4，有两个色氨酸密码子分布在1的两端
■配对方式：1-2（暂停发卡结构）、3-4（终止发卡结构）或者2-3（抗终止构型）。
━转录弱化作用机制——基于原核生物转录与翻译同时进行，对tRNA^(Trp)的浓度敏感的前导肽基因的翻译，会调节mRNA转录的终止。
━详细过程：（核糖体的位置起决定作用）
①低浓度色氨酸，tRNA^(Trp)的浓度就低，通过相邻Trp密码子的速度慢，4区转录完成时，核糖体（翻译）进行至1区，前导区结构为2-3配对形式，转录可继续进行。
②高浓度色氨酸，tRNA^(Trp)的浓度就高，通过相邻Trp密码子的速度快，4区转录之前，核糖体已到达2区，只能形成3-4茎-环状终止子结构，转录停止，结构基因关闭，不再合成色氨酸。
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