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2020-02-28 其他范文下载本文

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1.生物体内哪些机制保证了DNA复制的保真性.DNA聚合酶的校对作用；RNA引物起始复制可减少复制错误；修复系统有多种机制(光修复、切除修复、错配修复、易错修复、SOS修复)和酶。

2.有一个被认为是mRNA的核苷酸序列，长3000个碱基，你怎样才能；(1)证明此RNA是mRNA而不是tRNA或rRNA（2）确定它是真核还是原核mRNA.答：①使用oligo DT，对这个RNA做反转录，如果获得相应的cDNA，那这个序列就是真核mRNA，因为真核mRNA的末端的具polyA尾巴可以和oligoDT互补。否则可能是tRNA，rRNA或原核mRNA。②在被侧序列的5'和3'端分别加上特异的寡聚接头并用RNA酶连接，以5'端特异寡聚接头设计的引物及3'端特异接头序列扩增被测序列。测序并进行序列比对分析鉴定其是否有SD序列，如果具有SD序列则为原核mRNA.3.真核生物组蛋白修饰有哪些？以目前的研究成果，在活跃转录的基因启动子区哪种组蛋白修饰最常见？

真核生物组蛋白修饰有：甲基化、乙酰化、酰胺化，以及对应的去掉这些修饰的去乙酰化、去甲基化等。

最常见的是乙酰化，乙酰化中和了组蛋白尾巴的正电荷，降低了它与DNA的亲和性，导致核小体构象发生有利于转录调节蛋白与染色质相结合的变化，从而提高了基因转录的活性。

4.说明真核生物表达调控的不同层次。并请说明最重要的调控环节

（1）DNA和染色体水平：基因重排、基因扩增、DNA修饰、基因封闭、核小体的修饰（染色体结构）。

（2）转录水平：包括转录起始、延伸的弱化、终止都会对mRNA前体水平产生影响。

(3)转录后水平：真核生物转录和翻译不偶联，转录出的mRNA前提经加工才能成熟为翻译模板mRNA，此过程包括剪切、修饰、编辑、5'和3'端的修饰及转运到翻译场所等。

(4)翻译水平：包括核糖体的磷酸化/去磷酸化调节，poly(A)的调节，移码和通读等。

(5)翻译后水平：包括翻译产物的剪切、修饰（如糖基化、磷酸化、切除信号肽、脂化及构象形成、转运和装配形成复合蛋白体）

(6)mRNA降解的调控，随生长发育和外界环境改变、细胞中蛋白质种类也在不断变化，原有mRNA要降解并以新mRNA代之，因此mRNA是有一定寿命的，细胞中有控制mRNA寿命的机制。转录水平的调控是重要的调控水平，真核生物在转录水平上的调节主要是通过反式作用因子、顺式作用元件和RNA聚合酶的相互作用来完成的。当反式作用因子和顺式元件结合后，将影响转录起始复合物的形成，从而影响转录的起始和效率。

5.分别说出7中以上RNA的功能

（1）RNA作为病毒基因组。在有些病毒中不含DNA，而是以RNA作为遗传信息的携带者。

（2）RNA在蛋白质生物合成中起重要作用。mRNA起信使和模板的作用，tRNA起转运氨基酸和信息转换的作用，rRNA起核糖体装配和催化的作用。

（3）RNA参与转录后加工、编辑和修饰。RNA转录后加工、编辑和修饰依赖于各类小RNA和其蛋白质复合物。

（4）RNA具有重要的催化功能和其它持家功能。

（5）RNA对基因表达和细胞功能具有重要调节作用，如RNA干扰。

（6）RNA在生物进化中起重要。作用核酶可以自身切割、剪接，切割其它RNA，合成肽键。

（7）非编码RNA是一类不编码蛋白质但具有功能的RNA分子，它们在生物体重要生命活动中发挥着极广泛的调控作用。

6.以乳糖操纵子为例画图说明原核基因的组织方式，操纵子的正调控和负调控。

操纵子的基本组成（组织方式）：

结构基因群：乳糖操纵子含有lacZ、lacY和lacA 3个结构基因。lacZ基因编码β-半乳糖苷酶，将乳糖分解为半乳糖和葡萄糖；lacY基因编码半乳糖转移酶，使环境中的乳糖进入细胞内；lacA编码半乳糖苷乙酰基转移酶，消除lacY对细胞造成的毒性。

启动子区：操纵子至少有一个启动子，一般在第一个结构基因5'侧上游，控制整个结构基因群的转录。

操纵区：部分序列与启动子序列重叠。阻遏蛋白与操纵区结合，就妨碍了RNA聚合酶与启动子的结合及其后基因的转录起始，从而阻遏了lac基因的表达。

lacI基因：lacI的产物称为lac阻遏蛋白，与操纵区结合后能减弱或阻止其调控的基因转录。CAP位点：被cAMP活化的CAP与CAP位点结合，可以使得转录效率大幅提高。

操纵子的正调控和负调控。

lacI基因在其自身的启动子Pi控制下，低水平、组成性表达产生阻遏蛋白R，R与操纵子ｏ结合，阻碍了RNA聚合酶与启动子Plac的结合，阻止了基因的转录起动。R的阻遏作用不是绝对的，R与ｏ偶尔解离，使lac基因得以转录。

当有乳糖存在时，乳糖受β-半乳糖苷酶的催化转变为别乳糖，与R结合，使R失去与ｏ的亲和力，与ｏ解离，从而解除了阻遏蛋白的作用，基因转录开放。

当葡萄糖存在时，降低了cAMP的浓度，使得CAP无法与CAP位点结合，基因转录无法高效进行。

7.如果一种突变的菌株合成的σ因子与核心酶不易解离，对RNA合成可能产生什么影响？ RNA聚合酶全酶与DNA模板的结合比核心酶紧密得多。RNA合成起始之后，突变的σ因子不能及时解离，极大地降低了RNA聚合酶沿模板移动的速度。因此该突变株的RNA合成比野生型慢得多。

2.简述真核生物和原核生物mRNA转录过程在启动子结构、启动子识别、转录终止和转录后加工方面的差异。

（1）原核生物mRNA以多顺反子的形式存在，真核生物mRNA一般以单顺反子形式存在。真核生物mRNA有5'端帽子结构和3'端的Poly(A)尾巴，真核细胞的前mRNA有许多内含子(会被加工剪接为成熟的mRNA)。

（2）原核生物中RNA聚合酶可以直接起始转录合成RNA，真核生物则不能。在真核生物中，三种RNA聚合酶都必须在蛋白质转录因子的协助下才能进行RNA的转录。

（3）原核细胞转录终止需要一种终止因子ρ的帮助。真核DNA转录单元的3'端均含富含有AT的序列，在相隔0～30bp之后又出现TTTT顺序（通常是3～5个T），这些结构可能与转录终止或者与3'端添加多聚A顺序有关。

（4）原核生物mRNA的转录与翻译一般是偶联的，真核生物转录的mRNA前体需经过转录后加工，加工为成熟的mRNA与蛋白质结合生成信息体后才开始翻译。

（5）原核生物mRNA半衰期短。真核生物mRNA的半衰期较长。

3.简述真核生物和原核生物蛋白质翻译过程在mRNA结构、起始密码子识别方面的差异。

结构：原核生物mRNA一般5'端有一段不翻译区，3'端有一段不翻译区，中间是蛋白质的编码区，一般编码几种蛋白质。真核生物mRNA（细胞质中的）一般由5'端帽子结构、5'端不翻译区、翻译区（编码区）、3'端不翻译区和3'端Poly(A)尾巴构成。真核生物mRNA通常都有相应的前体。从DNA转录产生的mRNA前体经过加工为成熟的mRNA。

起始密码子识别：(1)真核生物核糖体是80S(40S+60S)；起始因子种类多；起始氨酰-tRNA不需甲酰化，mRNA没有SD序列；mRNA在小亚基上需5'端帽子结构和帽结合蛋白；mRNA先于氨酰-tRNA结合到小亚基上.(2)原核生物核糖体是70S(30S+50S)；起始因子种类少；起始氨酰-tRNA需甲酰化；有SD序列；小亚基与起始氨酰-tRNA结合后，才与mRNA结合.7.请结合自己所在实验室的研究工作，说明分子生物学在本专业领域的应用。

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，如遗传信息的传递，基因的结构、复制、转录、翻译、表达调控和表达产物的生理功能，以及细胞信号的转导等。

分子生物学理论及技术在各个研究过程中具有重要作用，例如PCR技术。在实验中PCR技术主要用于在生物体外扩增特定的DNA片段，鉴定目的条带等，这种方法简便、快速。

PCR主要由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成：①模板DNA的变性：使模板DNA双链解离为单链，以便与引物结合；②模板DNA与引物的退火：模板DNA经加热变性成单链后，降低温度使引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；③引物的延伸：DNA模板--引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基互补配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链，重复循环变性--退火--延伸三个过程就可获得更多的“半保留复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需2～

4分钟，2～3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。从而可以用电泳进行

真核生物：翻译与转录不偶联，mRNA在核内合成、经加工修饰到胞液指导蛋白质合成，mRNA半寿期约4-6小时（最短1小时，最长48小时）较稳定，易分离。mRNA为单顺反子，只有一个起始及一个终止点，一个mRNA分子只合成一种蛋白质；中间有内含子。（插入顺序）需加工剪掉；起始与肽链延长均需要GTP和 ATP。延伸阶段GTP水解后可被ATP再磷酸化，两种延伸因子可同时与核蛋白体结合，GTP水解后EF-1不掉下来无mRNA 时小亚基先与起始甲酰蛋氨酰，只有一种终止因子，为二聚体，能识别终止密码并与GTP相互作用。合成速度慢。

原核生物：翻译与转录偶联，边转录，边翻译，边降解。mRNA半寿期1-3分钟，不稳定，不易分离。为多顺反子，一个mRNA分子合成几种蛋白质，需要GTP，?GTP水解后EF-Tu从核蛋白体上掉下来。有三种终止因子。合成速度快。

3.蛋白翻译是怎么终止的？

蛋白质翻译的基本过程为：识别、水解、解离

肽链的延伸过程中，当终止密码子出现在核糖体的A位时，没有相应的AA-tRNA能与之结合，而释放因子能识别这些密码子并与之结合，水解P位上多肽链与tRNA之间的二酯键。接着，新生的肽链和tRNA从核糖体上释放，核糖体大、小亚基解体，蛋白质合成结束。

7.简要说明沉默突变、致死突变、渗漏突变、进化突变的原因

⑴沉默突变：主要因为密码子的简并性，点突变不引起氨基酸的变化；或者个别氨基酸改变为结构和性质相似的氨基酸，则不影响表形，即基因型（genotype）改变表现型（phenotye）不变。⑵致死突变：关键氨基酸改变，如酶的活性中心突变，或者发生无义突变，使编码的蛋白质功能丧失，影响生物存活。

⑶渗漏突变：某个氨基酸改变，但基因产物并无重大改变，如酶的Km和Vmax改变。可使生物适应环境或丧失某些功能，可产生新种。

⑷进化突变：发生了有利于物种生存的结果，使生物进化。

9.DNA复制中都包括那些酶系统和蛋白因子，这些酶在复制中的各自作用是什么？是通过那些试验现象发现的？

（1）解旋酶：DNA复制时，解旋酶在ATP的作用下可促使DNA母链不断解开形成单链；

单链DNA结合蛋白：防止单链DNA形成发卡结构，保持伸展状态，保护单链DNA不被水解； DNA拓扑异构酶I:使DNA磷酸二酯键单链断裂断裂，形成DNA nick，使DNA可以旋转以释放解链时的张力；

DNA拓扑异构酶II：使DNA复制完毕后“互锁”的两个子代环状DNA解离；

引物酶：引物酶以单链DNA为模板，利用核糖核苷酸合成RNA作为DNA合成的引物；

DNA聚合酶I的功能a.5'→3'聚合作用，b.3'→5'外切酶活性（校对作用），c.5'→3'外切酶活性（切除修复作用）；

DNA聚合酶III的功能：主要是合成新的DNA链；

DNA聚合酶II的功能：主要与修复有关；

DNA连接酶，借助ATP水解提供的能量，催化DNA单链nick的5'-端与3'-端生成磷酸二酯键。⑵DNA聚合酶I：可以用dNTP合成DNA链，并且该酶突变使菌易受环境影响而突变；

DNA聚合酶III：DNA聚合酶I的合成速度不能满足菌生长的需要，并且DNA聚合酶I突变的菌仍然可以复制DNA；引物酶：通过以а-32p-NTP标记+未标记dNTP为底物，引发合成后用稀碱处理，水解DNA和RNA的连接处，使RNA上的32p转移到了DNA上，证明RNA为引物，从而发现引物酶。

1.生物体内DNA重组的类型，各自的不同和生物学意义。

⑴同源重组：真核生物减数分裂过程中，染色体间的物质交换，即DNA分子的断裂和在重组酶作用下的交换连接；细菌没有减数分裂，同源重组发生在接合过程中；重组修复中也发生同源重组。

位点专一性重组：在专一酶作用下，在DNA特定位点上发生断裂和重接，从而产生精确的DNA重排的DNA重组方式。

转座重组：转座子在基因的许多位点间反复插入而实现的重组。

何谓转座子？转座子有哪些类型，研究转座重组有哪些意义？

⑴定义：能够反复插入到基因中许多位点的特殊DNA片段，它们可以从一个位点转移到另一个位点，从一个复制子到另一复制子。

⑵分类：简单转座子（插入序列IS，可独立存在的单元，带有介到自身移动的蛋白；复合转座子，除转座酶基因外，还带有其他功能性基因的转座子，通常是两端为两个简单转座子，中间夹带一个基因片段。

⑶研究意义：a.了解进化意义；b.为细胞分化发育提供理论依据；c.有助研究基因调控机制。

2.设计试验证明某一突变是调节基因突变或操纵基因突变。

⑴实验设计：将正常细胞和突变型细胞融合成杂合二倍体，并使其处于无诱导物的条件下，测定结构基因的表达情况。若其结果无组成型合成，则说明一定是调节基因突变；若有组成型合成，则是操纵基因突变。

⑵原理：若调节gene突变，则其中正常染色体可合成活性阻遏蛋白，与正常及突变染色体上的操纵基因结合，阻遏结构基因表达。

若操纵基因突变，则调节基因产生的阻遏蛋白虽有活性，但是不能于操纵基因结合，因而不能阻遏结构基因表达。

7.说明色氨酸操纵子的正负调控

简单的说，就是通过RNA的二级结构对翻译进行调控：

该操纵子位于MRNA的前导序列内，前导序列有4个位点1、2、3、4，他们1和2，2和3，3和4之间都能形成互补配对的2级结构。而基因的核糖体结合位点位于区域4。前导序列1能编码一段前导肽，该位点内有连续的2个色氨酸密码子，当高浓度色氨酸存在时，可以为该位点提供充足的翻译原料，核糖体可以顺利通过区域1，停留在区域2上，此结构导致区域1和2不能互补配对，而3和4配对，导致4区域的核糖体结合位点被屏蔽，以至于无法翻译基因信息。

而当细胞内色氨酸缺乏时，没有足够的翻译原料，核糖体停留在1位点，暴露2位点，这样2和3就互补配对形成2级结构，从而导致4位点暴露，从而开启核糖体结合位点，使基因得以表达。

8.简述氨基酸合成型操纵子的共同特点

⑴氨基酸合成型操纵子的前导区序列都可以形成衰减子结构。

⑵影响形成“茎环结构”或“poly u”结构的突变都会降低衰减子的作用，增加结构基因的表达。⑶前导区特异密码子突变成其他密码子，则衰减子只能起到终止作用。

⑷衰减子调控中需要翻译，利用原核生物转录和翻译几乎同时进行的特点。

⑸都属于一种反馈抑制的模式，合成的终产物抑制基因表达。

真核基因启动子的结构特点，已知某一基因受热激表达，试设计一个实验克隆其启动子，并研究其结构。

原核生物启动子序列包括：CAP序列，增强聚合酶的结合和转录的起始序列（-70~-40）；识别区（-35）；解旋区（-10）；转录起始位点（+1）

真核启动子包括：核心启动子：其中包括转录起始位点或起始子（+1）及转录起始位点上游-25/-30bp处富含TA的TATA框。

上游启动子元件：包括通常-70bp附近的CAAT框和GC框等。

⑴可以以cDNA为核心，有内切酶消化cDNA两侧序列，自身环化，设计何时的引物扩增cDNA旁侧序列，寻找启动子区。

⑵对启动子的研究，通常是将启动子连接到报告基因上，然后用缺失、突变、插入等手段研究改变后的启动子的活性变化，进而推知启动子上潜在的顺式元件。