生物化学试题简答

基因表达调控
问题：
(1)基因表达的特点与方式
基因表达的特点有
✧基因表达是基因转录和翻译的过程；
✧基因表达具有时间特异性和空间特异性；
✧基因表达的方式存在多样性
✧基因表达调控受顺式作用元件和反式作用因子共同调节
✧基因表达调控呈现多层次和复杂性
✧基因表达调控为生物体生长、发育的基础
基因表达的方式分为
➢基本（组成性）表达
➢诱导性表达和阻遏性表达
➢协调性表达
(2)乳糖操纵子的结构及调节机制（详细）。

（二）乳糖操纵子受阻遏蛋白和CAP的双重调节：
1.阻遏蛋白的负性调节
2. CAP的正性调节
3.协调调节
葡萄糖对乳糖操纵子的阻遏作用
➢单纯有乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳源；
➢有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在时，细菌首先利用葡萄糖。

➢原因：葡萄糖存在时，葡萄糖通过降低cAMP浓度，阻碍cAMP与CAP结合，抑制乳糖操纵子转录，不能生成β-半乳糖苷酶，细菌不能利用乳糖，只能利用葡萄糖。

➢葡萄糖对乳糖操纵子的阻遏作用称为分解代谢阻遏。

(3)真核基因表达调控的特点。

“多、杂”
①真核基因组比原核基因组大得多
②原核基因组的大部分序列都为编码基因，10%的序列编码蛋白质、rRNA、tRNA等，其余90%的序列，包括大量的重复序列功能至今还不清楚，可能参与调控③真核生物编码蛋白质的基因是不连续的，转录后需要剪接去除内含子，这就增加了基因表达调控的层次
④原核生物的基因编码序列在操纵子中，多顺反子mRNA使得几个功能相关的基因自然协
调控制；而真核生物则是一个结构基因转录生成一条mRNA，即mRNA是单顺反子（monocistron），许多功能相关的蛋白、即使是一种蛋白的不同亚基也将涉及到多个基因的协调表达
⑤真核生物DNA在细胞核内与多种蛋白质结合构成染色质，这种复杂的结构直接影响着基因表达；
⑥真核生物的遗传信息不仅存在于核DNA上，还存在线粒体DNA上，核内基因与线粒体基因的表达调控既相互独立而又需要协调。

(4)真核基因顺式作用元件的功能组件及其作用。

基因组中的顺式作用元件是转录起始的关键调节部位
顺式作用元件：
指可影响自身基因表达活性的DNA序列。

不同基因具有各自不同的顺式作用元件；
通常是非编码序列。

顺式作用元件根据在基因中的位置、激活作用性质及作用方式分为启动子、增强子和沉默子等。

启动子是RNA聚合酶和各种调控蛋白作用的部位，是决定基因表达效率的关键元件。

增强子是能够提高转录效率的顺式调控元件：
1.与被调控基因位于同一条DNA链上，属于顺式作用元件。

2.是组织特异性转录因子的结合部位
3.不仅能够在基因的上游或下游起作用，而且还可以远距离实施调节作用
4.作用与序列的方向性无关
5.需要有启动子才能发挥作用
沉默子能够抑制基因的转录：
➢沉默子是一类基因表达的负性调控元件，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用
➢沉默子的作用不受序列方向的影响，也能远距离发挥作用，并可对异源基因的表达起作用。

RNA的生物合成
简述：
1.原核生物RNA聚合酶的组成及其作用？
ββ'σ。

亚基与转录起始点的识别有关，在转录原核生物中的RNA聚合酶全酶由五个亚基构成，即α
2
ββ'）被称为核心酶，与RNA链的聚合有关。

合成开始后被释放；余下的部分（α
2
2.真核生物mRNA转录后加工包括哪些内容？
➢前体mRNA在5-末端加入“帽”结构
➢前体mRNA在3-端特异位点断裂并加上多聚腺苷酸尾
➢前体mRNA的剪接主要是去除内含子
➢mRNA编辑是对基因的编码序列进行转录后加工
3.什么是核酶，它们的发现有何意义？
核酶又称核酸类酶、酶RNA、类酶RNA,是具有催化活性的RNA, 其化学本质是核糖核酸(RNA), 却具有酶的催化功能。

核酶的作用底物可以是不同的分子, 有些作用底物就是同一RNA分子中的某些部位。

核酶的功能很多,有的能够切割RNA, 有的能够切割DNA, 有些还具有RNA 连接酶、磷酸酶等活性。

与蛋白质酶相比,核酶的催化效率较低,是一种较为原始的催化酶。

核酶的具体作用主要有:
1. 核苷酸转移作用。

2. 水解反应,即磷酸二酯酶作用。

3. 磷酸转移反应,类似磷酸转移酶作用。

4. 脱磷酸作用,即酸性磷酸酶作用。

5. RNA内切反应,即RNA限制性内切酶作用,被广泛用于DNA分子克隆和序列测定。

如今人们还人工合成了一些DNA也具有催化活性。

所以现在的核酶应该包括催化性DNA和催化性RNA 两大类核酶。

目前,催化性DNA只是人工合成的,并没有发现有天然存在的。

4.转录与复制的区别。

DNA的生物合成
1．DNA复制的保真性依赖什么机理？
➢复制的保真性依赖正确的碱基选择
➢聚合酶中的核酸外切酶活性在复制中辨认切除错配碱基并加以校正：
3→5外切酶活性:能辨认错配的碱基对，并将其水解。

5→3外切酶活性能切除突变的DNA片段。

2．原核生物DNA聚合酶有那几种？它们在DNA复制和损伤修复中起什么作用？
DNA-pol Ⅰ（109kD）：对复制中的错误进行校读，对复制和修复中出现的空隙进行填补。

DNA-pol Ⅱ（120kD）：对模板的特异性不高，即使在已发生损伤的DNA模板上，它也能催化核苷酸聚合。

因此认为，它参与DNA损伤的应急状态修复
DNA-pol Ⅲ(250kD)：是原核生物复制延长中真正起催化作用的酶。

3．简述参加DNA复制过程的酶及蛋白质因子的作用。

→DNA聚合酶催化脱氧核苷酸间的聚合（原核生物3种DNA聚合酶，真核生物5种。

）
→DNA聚合酶的碱基选择和校对功能实现复制的保真性
→复制中的解链伴有DNA分子拓扑学变化
1）多种酶参与DNA解链和稳定单链状态
2）DNA拓扑异构酶改变DNA超螺旋状态
→DNA连接酶连接复制中产生的单链缺口。