现代分子生物学期末复习题

现代分子生物学复习知识点1．现代分子生物学研究内容：DNA重组技术（基因工程），基因表达调控研究，生物大分子的结构与功能研究，基因组、功能基因组与生物信息学研究。

2．人类基因组研究包括遗传图（Genetic Map）绘制、物理图（Physical Map）构建、测序、转录图（Expression Profiling）绘制和人类基因组的序列图及基因鉴定等方面的工作。

3．DNA的双螺旋模型特点：螺旋直径2nm，相邻碱基平面垂直距离0.34nm,螺旋结构每隔10个碱基对（base pair, bp）重复一次，间隔为3.4 nm。

其意义：该模型揭示了DNA作为遗传物质的稳定性特征，最有价值的是确认了碱基配对原则，这是DNA复制、转录和反转录的分子基础，亦是遗传信息传递和表达的分子基础。

该模型的提出是20世纪生命科学的重大突破之一，它奠定了生物化学和分子生物学乃至整个生命科学飞速发展的基石。

4．一级结构的表示法：结构式，线条式，字母式5．双螺旋DNA的松开导致负超螺旋，而拧紧则导致正超螺旋。

负超螺旋是细胞内常见的DNA高级结构形式。

正超螺旋是过度缠绕的双螺旋，目前仅在一种嗜热菌内发现了活体内的正超螺旋。

超螺旋DNA的性质：结构紧密，粘度较低，浮力密度大，沉降速度快。

6．复制子(replicon)：从复制原点到终点，组成一个复制单位，称为复制子。

7．复制眼（Replication eye）：在一个长的未复制区域内DNA已经复制的区域8．复制叉（Replication fork）:双螺旋DNA两条亲本链分开使复制能进行的部位。

9．半保留复制 (semiconsertive replication)：由于子代DNA分子中一条链来自亲代，另一条链是新合成的，这种复制方式称为半保留复制。

10．半不连续复制（semidiscontinuous replication)：DNA 复制时前导链合成是连续的；而后随链合成是不连续的。

11．核小体(nucleosome)：染色质的基本结构亚基，由约200 bp的DNA和组蛋白八聚体所组成。

每个核小体含有约200bp的DNA，核心组蛋白H2A、H2B、H3和H4各2份拷贝，1份拷贝的H1组蛋白位于核小体外侧。

H1组蛋白不同组织和物种之间有明显的差异(在酵母中不存在)。

微球菌核酸酶(micrococcal nuclease)处理染色体可得到单个核小体。

每个核小体有2圈DNA。

染色体作为遗传物质的特征：分子结构相对稳定；能够自我复制，使亲、子代之间保持连续性；能指导蛋白质合成，从而控制整个生命过程；能产生遗传的变异。

12．染色质(chromatin)：是指细胞周期间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA组成的复合结构，因其易被碱性染料染色而得名。

13．染色体(chromosome)：是指在细胞分裂期出现的一种能被碱性染料强烈染色，并具有一定形态、结构特征的物体。

携带很多基因的分离单位。

只有在细胞分裂中才可见的形态单位。

14．染色体的组成：组蛋白，非组蛋白，DNA ，少量RNA15．组蛋白的特性（组蛋白分为H1、H2A、H2B、H3、H4）：（1）进化上的极端保守性（2）无组织特异性（3）肽链上AA分布的不对称性（4）组蛋白的修饰作用（5）富含赖氨酸的组蛋白H5。

16．原核生物基因组结构特点：（1）基因组小；大多只有一条染色体，且DNA含量（2）结构简练；不转录部分很少且常是控制基因表达的序列（3）存在转录单元；多顺反子mRNA，这些功能相关的RNA和蛋白质基因协同表达。

（4）有重叠基因；同一段DNA能携带两种一同的蛋白质信息，主要是：一个基因完全存在于另一个基因内。

部分重叠：两个基因只有一个碱基对的重叠。

17．真核生物基因组结构特点：（1）含有大量重复序列；（2）功能DNA序列大多被非功能DNA所隔开；（3）存在C值矛盾。

18．C值（C-value)：单倍体基因组中DNA的总量.在真核生物中，每种生物的单倍体，基因组的DNA总量总是恒定的，称为C-值19．C值矛盾（C-value paradox)：一个有机体的C值与它的编码能力缺乏相关性称为 C值矛盾。

20．C值是每种生物的一个特征，不同生物之间差别很大21．细胞在每次分裂的过程中，整个基因组都必须精确地复制一次。

如何保证这一点？两个原则：(1) DNA 复制的启动决定了细胞的进一步分裂；(2) 复制过程完成前，细胞是不会发生分裂的。

22．一个DNA分子可能含多个复制子。

在复制的启动位点具有起始点（origin)，在复制的终止位点具有终点（terminus)。

起始点仅作用于所在复制子。

23．在每个细胞周期中，每个复制子发生一次复制，且只发生一次。

24．质粒一般是一个自主环状的DNA基因组，构成一个独立复制子；原核生物基因组中一般只含一个复制子，在唯一的起始点启动就会引起整个基因组复制；真核生物基因组含多个复制子（一般40-100kb/个）。

25．复制叉移动方向的确定：放射性自显影法；单向复制；双向复制。

26．线性DNA复制时末端问题的解决方案：(1）通过将线性复制子转变为环状或多聚分子。

(2）某种蛋白质可能会介入，在真正的末端上启动。

(3）DNA可形成特殊的结构，如在末端形成发夹。

使分子没有游离末端。

(4）末端是可变的，而不是精确确定的。

27．端粒(telomere)是真核细胞内染色体末端的蛋白质-DNA结构，其功能是完成染色体末端的复制，防止染色体免遭融合、重组和降解.从单细胞的有机体到高等的动植物，端粒的结构和功能都很保守。

28．端粒酶(telomerase)是一种核糖核蛋白,自身携带模板的反转录酶，催化端粒DNA的合成，能够在缺少DNA模板的情况下,能够以自身携带的RNA为模板，逆转录合成端粒DNA并添加于染色体末端，从而维持了端粒长度的稳定。

29．环状DNA的复制：θ-复制；滚环复制；D-环复制。

30．拓扑异构酶的种类分为Ⅰ型和Ⅱ型。

原核拓扑构酶Ⅰ：切断一条DNA链，形成酶-DNA共价中间物而使超螺旋DNA松弛，然后再将切断的单链DNA连接起来。

每次改变一个连环数；拓扑异构酶Ⅱ：使DNA 的两条链同时发生断裂和再连接，使正超螺旋转化为负超螺旋，每次改变两个连接数。

31．原核生物（大肠杆菌）DNA聚合酶的种类及其功能：（1）DNA聚合酶I ：103 kDa的单链多肽，可以被蛋白酶切成两段，C端的2/3区域，又称为Klenow 片段，同时具有DNA聚合酶活性和3’－5’核酸外切酶活性(校正错配核苷酸)，既可合成DNA链，又能降解DNA；N端的1/3具有5’－3’核酸外切酶活性（切除RNA引物）。

（2）DNA聚合酶II：具有3’－5’核酸外切酶活性，目前认为主要是起修复DNA的作用。

（3）DNA聚合酶III：具有DNA聚合酶活性和3’－5’核酸外切酶活性，是大肠杆菌DNA复制中链延长反应的主导聚合酶。

32．真核生物DNA聚合酶的种类及其功能：真核生物DNA聚合酶与细菌DNA聚合酶基本性质相同。

但真核生物DNA聚合酶一般都不具有核酸外切酶活性，推测一定有另外的酶在DNA复制中起校正作用。

33．DNA聚合酶造成的复制错误可分为两类：移码【frameshift指一个核苷酸的插入或缺失】和替换【substitution指掺入错误核苷酸（不正确配对）】。

34．真核生物DNA的复制：a、多个复制元（multiple replicon ），双向复制；b、复制元相对较小(13-900kb),复制速度较慢,大约500~5000bp/min（3000bp/min）冈崎片段100～200NT；c、复制终止通过复制叉的相遇而终止。

35．自发突变（spontaneous mutation)：由于正常的细胞活动，或细胞与环境的随机相互作用，这些过程所引起的生物DNA序列的改变。

36．诱发突变（induced mutation): 特定的化学或物理因素引起的DNA序列改变。

37．下降突变（down mutation）大多数突变是使启动子的功能减弱或消失。

这种突变称为下降突变;38．上升突变（up mutation）少数突变能使启动子的功能增强，称为上升突变。

39．DNA突变的具体表现：1、碱基对的置换（substitution：转换【(Transition）最普通的一种点突变，指一种嘧啶被另一种嘧啶代替，一种嘌呤被另一种嘌呤代替。

使GC对被AT对替换，或者相反。

】和颠换【(Transversion)另一种不常见的点突变，嘌呤被嘧啶代替或者相反，因此AT对变成了TA、GC对。

】；2、移码突变（frameshift mutation）由碱基的缺失或插入造成。

40．DNA的损伤修复：错配修复；切除修复；DNA直接修复；重组修复；SOS反应诱导的修复。

错配修复（Mismatch repair)：原核细胞内存在Dam甲基化酶，能使位于5`GA TC序列中腺苷酸的N6位甲基化。

复制后DNA在短期内（数分钟）为半甲基化的GATC序列，一旦发现错配碱基，即将未甲基化链切除一段包含错误碱基的序列，并以甲基化的链为模板进行修复。

DNA直接修复（direct repair）：生物体内存在多种DNA损伤以后而并不需要切除碱基或核苷酸的机制，把损伤的碱基回复到原来状态的一种修复方式称为DNA的直接修复。

重组修复（Recombination repair）：又被称为“复制后修复”，它发生在复制之后。

机体细胞对在复制起始时沿未修复的DNA损伤部位可以先复制再修复，即先跳过该损伤部位，在新合成链中留下一个对应于损伤序列的缺口，该缺口由DNA重组来修复。

即从同源DNA的母链上将相应核苷酸序列片段移至子链缺口处，然后用再用新合成的序列来补上母链的空缺。

切除修复（excision repair)：碱基切除修复（base-excision repair)【糖苷水解酶：细胞中的各种，能特异切除受损核苷酸上的N-β-糖苷键，在DNA链上形成AP位点(去嘌呤或去嘧啶位点)。

AP核酸内切酶：能在AP位点附近（5`或3`位置）将DNA链切开。

核酸外切酶：移去包括AP位点核苷酸在内的小片段DNA。

DNA 聚合酶I：合成新片段。

DNA连接酶：连接切口而修复。

】和核苷酸切除修复（nucleotide-excision repair）【当DNA链上相应位置的核苷酸发生损伤，导致双链之间无法形成氢键，在一系列酶的作用下，将DNA分子中受损伤部分切除掉，并以完整的那一条链为模板，合成出切去的部分，然后使DNA恢复正常结构的过程。

】SOS反应诱导的修复（SOS response）SOS反应：细胞DNA受到损伤或复制系统受到抑制的紧急情况下，为求得生存而出现的应急效应。