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分子生物学资料2013年


基因: 能够表达和产生蛋白质和 RNA 的 DNA 序列,是决定遗传性状的功能单位。 基因组:细胞或生物体的一套完整单倍体的 遗传物质的总和 端粒:以线性染色体形式存在的真核基因组 DNA 末端都有一种特殊的结构叫端粒。 该结 构是一段 DNA 序列和蛋白质形成的一种复 合体,仅在真核细胞染色体末端存在。 操纵子:是指数个功能上相关的结构基因串 联在一起,构成信息区,连同其上游的调控 区(包括启动子和操纵基因)以及下游的转 录终止信号所构成的基因表达单位,所转录 的 RNA 为多顺反子。 顺式作用元件:是指那些与结构基因表达调 控相关、能够被基因调控蛋白特异性识别和 结合的特异 DNA 序列。 包括启动子、 上游启 动子元件、增强子、加尾信号和一些反应元 件等。 反式作用因子:是指真核细胞内含有的大量 可以通过直接或间接结合顺式作用元件而调 节基因转录活性的蛋白质因子。 启动子: RNA 聚合酶特异性识别和结合的 是 DNA 序列。 增强子:位于真核基因中远离转录起始点, 能明显增强启动子转录效率的特殊 DNA 序 列。它可位于被增强的转录基因的上游或下 游,也可相距靶基因较远。 基因表达:是指生物基因组中结构基因所携 带的遗传信息经过转录、 翻译等一系列过程, 合成特定的蛋白质,进而发挥其特定的生物 学功能和生物学效应的全过程。 信息分子:调节细胞生命活动的化学物质。 其中由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化 学物质称为细胞间信息分子;而在细胞内传 递信息调控信号的化学物质称为细胞内信息 分子。 受体:是存在于靶细胞膜上或细胞内能特异 识别生物活性分子并与之结合,进而发生生 物学效应的的特殊蛋白质。 分子克隆: 在体外对 DNA 分子按照即定目的 和方案进行人工重组,将重组分子导入合适 宿主,使其在宿主中扩增和繁殖,以获得该 DNA 分子的大量拷贝。 蛋白激酶:是指能够将磷酸集团从磷酸供体 分子转移到底物蛋白的氨基酸受体上的一大 类酶。 蛋白磷酸酶:是具有催化已经磷酸化的蛋白 质分子发生去磷酸化反应的一类酶分子,与 蛋白激酶相对应存在,共同构成了磷酸化和 去磷酸化这一重要的蛋白质活性的开关系统。 基因工程:有目的的通过分子克隆技术,人 为的操作改造基因,改变生物遗传性状的系 列过程。 载体: 能在连接酶的作用下和外源 DNA 片段 连接并运送 DNA 分子进入受体细胞的 DNA 分子。 转化: 指质粒 DNA 或以它为载体构建的重组 DNA 导入细菌的过程。

感染:以噬菌体、粘性质粒和真核细胞病毒 为载体的重组 DNA 分子, 在体外经过包装成 具有感染能力的病毒或噬菌体颗粒,才能感 染适当的细胞,并在细胞内扩增。 转导:指以噬菌体为载体,在细菌之间转移 DNA 的过程, 有时也指在真核细胞之间通过 逆转录病毒转移和获得细胞 DNA 的过程。 转染:指病毒或以它为载体构建的重组子导 入真核细胞的过程。 DNA 变性:在物理或化学因素的作用下,导 致两条 DNA 链之间的氢键断裂, 而核酸分子 中的所有共价键则不受影响。 DNA 复性:当促使变性的因素解除后,两条 DNA 链又可以通过碱基互补配对结合形成 DNA 双螺旋结构。 退火:指将温度降至引物的 TM 值左右或以 下, 引物与 DNA 摸板互补区域结合形成杂交 链。 筑巢 PCR: 先用一对外侧引物扩增含目的基 因的大片段,再用内侧引物以大片段为摸板 扩增获取目的基因。 可以提高 PCR 的效率和 特异性。 原位 PCR:以组织固定处理细胞内的 DNA 或 RNA 作为靶序列, 进行 PCR 反应的过程。 定量 PCR: 基因表达涉及的转录水平的研究 常需要对 mRNA 进行定量测定, 对此采用的 PCR 技术就叫定量 PCR。 基因打靶: 是指通过 DNA 定点同源重组, 改 变基因组中的某一特定基因,从而在生物活 体内研究此基因的功能。 DNA 芯片:DNA 芯片技术是指在固相支持 物上原位合成寡核苷酸或者直接将大量的 DNA 探针以显微打印的方式有序地固化于 支持物表面,然后与标记的样品杂交,通过 对杂交信号的检测分析,即可获得样品的遗 传信息。由于常用计算机硅芯片作为固相支 持物,所以称为 DNA 芯片。 错义突变:DNA 分子中碱基对的取代,使得 mRNA 的某一密码子发生变化,由它所编码 的氨基酸就变成另一种的氨基酸,使得多肽 链中的氨基酸顺序也相应的发生改变的突变。 无义突变:由于碱基对的取代,使原来可以 翻译某种氨基酸的密码子变成了终止密码子 的突变。 同义突变:碱基对的取代并不都是引起错义 突变和翻译终止,有时虽然有碱基被取代, 但在蛋白质水平上没有引起变化,氨基酸没 有被取代,这是因为突变后的密码子和原来 的密码子代表同一个氨基酸的突变。 移码突变:在编码序列中,单个碱基、数个 碱基的缺失或插入以及片段的缺失或插入等 均可以使突变位点之后的三联体密码阅读框 发生改变,不能编码原来的蛋白质的突变。 癌基因:是细胞内控制细胞生长的基因,具 有潜在的诱导细胞恶性转化的特性。当癌基 因结构或表达发生异常时,其产物可使细胞 无限制增殖,导致肿瘤的发生。包括病毒癌 基因和细胞癌基因。

细胞癌基因:存在于正常的细胞基因组中, 与病毒癌基因有同源序列,具有促进正常细 胞生长、增殖、分化和发育等生理功能。在 正常细胞内未激活的细胞癌基因叫原癌基因, 当其受到某些条件激活时,结构和表达发生 异常,能使细胞发生恶性转化。 病毒癌基因:存在于病毒(大多是逆转录病 毒)基因组中能使靶细胞发生恶性转化的基 因。它不编码病毒结构成分,对病毒无复制 作用,但是当受到外界的条件激活时可产生 诱导肿瘤发生的作用。 基因诊断:以 DNA 或 RNA 为诊断材料,通 过检查基因的存在、结构缺陷或表达异常, 对人体的状态和疾病作出诊断的方法和过程。 RFLP: 即限制性片段长度多态性, 个体之间 DNA 的核苷酸序列存在差异,称为 DNA 多 态性。若因此而改变了限制性内切酶的酶切 位点则可导致相应的限制性片段的长度和数 量发生变化,称为 RFLP。 基因治疗:一般是指将限定的遗传物质转入 患者特定的靶细胞,以最终达到预防或改变 特殊疾病状态为目的治疗方法。 反义 RNA: 碱基序列正好与有意义的 mRNA 互补的 RNA 称为反义 RNA。可以作为一种 调控特定基因表达的手段。 核酶:是一种可以催化 RNA 切割和 RNA 剪 接反应的由 RNA 组成的酶, 可以作为基因表 达和病毒复制的抑制剂。 三链 DNA: 当某一 DNA 或 RNA 寡核苷酸与 DNA 高嘌呤区可结合形成三链, 能特异地结 合在 DNA 的大沟中, 并与富含嘌呤链上的碱 基形成氢键。 SSCP :单链构象多态性检测是一种基 于 DNA 构象差别来检测点突变的方法。 相同长 度的单链 DNA,如果碱基序列不同,形成的 构象就不同, 这样就形成了单链构象多态性。 管家基因:在生物体生命的全过程都是必须 的,且在一个生物个体的几乎所有细胞中持 续表达的基因。 细胞全能性:指同一种生物的所有细胞都含 有相同的 DNA, 即基因的数目和种类是一样 的,但在不同阶段,同一个体的不同组织和 器官中基因表达的种类和数目是不同的。 SD 序列:转录出的 mRNA 要进入核糖体上 进行翻译,需要一段富含嘌呤的核苷酸序列 与大肠杆菌 16S rRNA3,末端富含嘧啶的序 列互补,是核糖体的识别位点。 反义核酸技术:是通过合成一种短链且与 DNA 或 RNA 互补的,以 DNA 或 RNA 为目 标抑制翻译的反义分子,干扰目的基因的转 录、剪接、转运、翻译等过程的技术。 核酸探针:探针是指能与某种大分子发生特 异性相互作用,并在相互作用之后可以检测 出来的生物大分子。核酸探针是指能识别特 异碱基顺序的带有标记的一段 DNA 或 RNA 分子。 周期蛋白:是一类呈细胞周期特异性或时相 性表达、累积与分解的蛋白质,它与周期素

依赖性激酶共同影响细胞周期的运行。 CAP: 是大肠杆菌分解代谢物基因活化蛋白, 这种蛋白可将葡萄糖饥饿信号传递个许多操 纵子,使细菌在缺乏葡萄糖时可以利用其他 碳源 翻译(translation):以 mRNA 为模板,氨酰 -tRNA 为原料直接供体,在多种蛋白质因子 和酶的参与下, 在核糖体上将 mRNA 分子上 的核苷酸顺序表达为有特定氨基酸顺序的蛋 白质的过程。 密码子(codon): mRNA 中碱基顺序与蛋白质 中氨基酸顺序的对应关系是通过密码实现的, mRNA 中每三个相邻的碱基决定一个氨基酸, 这三个相邻的碱基称为一个密码子。 密码的简并性(degeneracy):—个氨基酸具 有两个以上密码子的现象。 同义密码子(synonym codon): 为同—种氨 基酸编码的各个密码子,称为同义密码了。 变偶假说(wobble hypothesis):指反密码 子的前两个碱基(3’-端)按照标准与密码子的 前两个碱基(5’-端)配对,而反密码子中的第 三个碱墓则有某种程度的变动,使其有可能 与几种不同的碱基配对。 移码突变(frame-shift mutation): mRNA 在 中,若插入或删去一个核苷酸,就会使读码 发错误, 称为移码, 由于移码而造成的突变、 称移码突变。 同功受体(isoacceptor):转运同一种氨基酸 的几种 tRNA 称为同功受体。 反密码子(anticodon):指 tRNA 反密码子环 中的三个核苷酸的序列,在蛋白质合成过程 中通过碱基配对, 识别并结合到 mRNA 的特 殊密码上。 多核糖体(polysome):mRNA 同时与若干个 核糖体结合形成的念珠状结构,称为多核糖 体。 中心法则(central dogma):生物体遗传信息 流动途径。最初由 Crick(1958)提出,经后人 的不断补充和修改,现包括反转录和 RNA 复制等内容。 半保留复制(简称复制)(semiconservative replication): 亲代双链 DNA 以每条链为模板, 按碱基配对原则各合成一条互补链,这样一 条亲代 DNA 双螺旋, 形成两条完全相同的子 代 DNA 螺旋,子代 DNA 分子中都有一条合 成的“新”链和一条来自亲代的旧链,称为半 保留复制。 DNA 聚合酶(DNA polymerase): 指以脱氧核 苷三磷酸为底物,按 5’→ 3’方向合成 DNA 的一类酶, 反应条件: 种脱氧核苷三磷酸、 4 Mg+、 模板、 引物。 DNA 聚合酶是多功能酶, 除具有聚合作用外,还具有其它功能,不同 DNA 聚合酶所具有的功能不同。 解旋酶(helicase):是一类通过水解 ATP 提 供能量, DNA 双螺旋两条链分开的酶, 使 每 解开一对碱基,水解 2 分子 ATP。 拓扑异构酶(topoisomerase):是一类引起 DNA 拓扑异构反应的酶,分为两类:类型 I

的酶能使 DNA 的一条链发生断裂和再连接, 反应无需供给能量,类型Ⅱ的酶能使 DNA 的 两条链同时发生断裂和再连接,当它引入超 螺旋时,需要由 ATP 供给能量。 单链 DNA 结合蛋白(single-strand binding protein ,SSB):是一类特异性和单链区 DNA 结合的蛋白质。 它的功能在于稳定 DNA 解开 的单链,阻止复性和保护单链部分不被核酸 酶降解。 DNA 连接酶(DNA ligase):是专门催化双链 DNA 中缺口共价连接的酶, 不能催化两条游 离的单链 DNA 链间形成磷酸二酯键。 反应需 要能量。 引物酶及引发体(primase & primosome): 以 DNA 为模板,以核糖核苷酸为底物,在 DNA 合成中,催化形成 RNA 引物的酶称为 引物酶及引物体。大肠杆菌的引物酶单独没 有活性,只有与其它蛋白质结合在一起,形 成一个复合体,即引发体才有生物活性。 复制叉(replication fork):复制中的 DNA 分 子,末复制的部分是亲代双螺旋,而复制好 的部分是分开的,由两个子代双螺旋组成, 复制正在进行的部分呈丫状叫做复制叉。 复制眼θ结构:在一段 DNA 上,正在复制的 部分形成眼状结构。 复制眼在环状 DNA 上形 成的结构与希腊字母θ相象,所以叫θ结构。 前导链(1eading strand):在 DNA 复制过程 中,以亲代链(3’→ 5’为模板时,子代链的合 成 (5’→ 3’)是连续的.这条能连续合成的链 称前导链。 冈 崎 片 段 (Okazaki fragment) 、 后 随 链 (1agging strand):在 DNA 复制过程中,以 亲代链(5’→ 3’)为模板时, 子代链的合成不能 以 3’→ 5’方向进行,而是按 5’→ 3’方向合成 出许多小片段,因为是冈崎等人研究发现, 因此称冈崎片段。由许多冈崎片段连接而成 的子代链称为后随链。 半 不 连 续 复 制 (Semidiscontinuous replication): DNA 复制过程中, 在 一条链的 合成是连续的, 另一条链的合成是不连续的, 所以叫做半不连续复制。 逆转录(reverse transcription): RNA 为模 以 板合成 DNA 的过程。 逆转录 酶(reverse transeriptase) :催化以 RNA 为模板合成 DNA 的逆转录过程的酶。 Temin(1960)首次从劳氏肉瘤病毒中发现。 逆转录酶具有多种酶活性: 依赖 RNA 的 DNA 聚合酶活性; 依赖 DNA 的 DNA 聚合酶活性, RNA 水解酶活性, DNA 合成方向 5’→ 3’ 合 。 成时需要引物与模板。 突变(mutation):基因组 DNA 顺序上的任何 一种改变都叫做突变。分点突变和结构畸变 点突变(Point mutation):是指一个或几个碱 基对被置换(replacement),这种置换又分两 种形式: 转换(transition)一--指用一个嘌呤碱 置换另一个嘌呤碱,一个嘧啶碱置换另一个 嘧啶碱;颠换(transversion)一--指用嘌呤碱 置换嘧啶碱或用嘧啶碱置换嘌呤碱。

结构畸变:基因中的缺口、或插入(insertion) 或缺失(deletion)某些碱基造成移码突变使 DNA 的模板链失去功能。 诱变剂(mutagen): 使基因组发生突变的物理、 化学、生物因素叫诱变剂。 修复(repair): 除去 DNA 上的损伤, 恢复 DNA 的正常结构和功能是生物机体的一种保护功 能。 光 裂 合 酶 修 复 ( 又 称 光 复 活)(photoreactivation):可见光将光裂合酶 激活, 它分解 DNA 上由紫外线照射而形成的 嘧啶二聚体,使它们恢复成两个单独的嘧啶 碱。 切除修复(excision repair):在一系列酶的作 用下, DNA 分子中受损伤部分切除, 将 以互 补链为模板,合成出空缺的部分,使 DNA 恢复正常结构的过程。 重组修复(recombination repair):DNA 在有 损伤的情况下也可以复制,复制时子代链跃 过损伤部位并留下缺口,通过分子间重组, 从完整的另一条母链上将相应的核苷酸序列 片段移至子链缺口处,然后用再合成的多核 苷酸的序列补上母链的空缺,此过程称重组 修复。 诱导修复和应急反应(induction repair and SOS response)(SOS 修复): 由于 DNA 受到 损伤或复制系统受到抑制所诱导引起的一系 列复杂的应急效应,称为应急反应。 SOS 反应主要包括两个方面:DNA 损伤修 复(SOS 修复或称诱导修复)和诱变效应。 SOS 修复是一种易出差错的修复过程, 虽能 修复 DNA 的损伤而避免死亡。 但却带来高的 变异率。 DNA 重组(recombination):DNA 重组是指 在真核生物减数分裂过程中,细菌细胞的转 化中、 病毒转导中等发生的 DNA 片段的交换 或插入。 基因工程(又称基因重组技术)(gene/genetic engineering):是将外源基因经过剪切加工, 再插入到一个具有自我复制能力的载体 DNA 中,将新组合的 DNA 转移到一个寄主 细胞中,外源基因就可以随着寄主细胞的分 裂进行繁殖,寄主细胞也借此获得外源基因 所携带的新特性。 转录(transcription):由依赖于 DNA 的 RNA 聚合酶催化, DNA 的一条链的一定区段为 以 模板,按照碱基配对原则,合成一条与 DNA 链互补的 RNA 链的过程。 模板链(template 义链(antisense strand)[又称负(-)链, 反意 strand)]:转录过程中用作

模板的这条 DNA 链,称模板链。 非模板链(nontemplate strand)[又称正(+)链, 编 码 链 (coding strand) , 有 意 义 链 (sense strand)]:与模板链互补的那条 DNA 链,称 非模板链。 不对称转录(asymmetric transcription): 因为 RNA 的转录只在 DNA 的任一条链上进行, 所以把 RNA 的合成叫做不对称转录。

启动子(promoter):DNA 链上能指示 RNA 转录起始的 DNA 序列称启动子。 转录单位(transcription unit): RNA 的转录只 在 DNA 的一个片段上进行,这段 DNA 序列 叫转录单位。 内含子(intron):真核生物基因中,不为蛋白 质编码的、 mRNA 加工过程中消失的 DNA 在 序列,称内含子。 外显子(exon):真核生物基因中,在 mRNA 上出现并代表蛋白质的 DNA 序列, 叫外显子。 转录加工(post-transcriptional processing): 细菌中很多 RNA 分子和几乎全部真核生物 的 RNA 在合成后都需要不同程度的加工, 才 能形成成熟的 RNA 分子, 这个过程叫转录后 加工。 核内不均一 RNA(hnRNA):是真核生物细胞 核内的 mRNA 前体分子,分子量较大,并且 不均一,含有许多内含子。 RNA 的复制(RNA replication):某些病毒 RNA 既可以做为模板合成病毒蛋白质又可 在 RNA 复制酶(RNA replicase)的催化下, 以自身 RNA 为模板, 合成互补的 RNA 新链, 合成方向 5'→3’ 这一过程叫 RNA 复制。 , cDNA 与 cccDNA:cDNA 是由 mRNA 通过 反转录酶合成的双链 DNA;cccDNA 是游离 于染色体之外的质粒双链闭合环形 DNA。 标准折叠单位: 蛋白质二级结构单元α-螺旋 与β-折叠通过各种连接多肽可以组成特殊 几何排列的结构块,此种确定的折叠类型通 常称为超二级结构。几乎所有的三级结构都 可以用这些折叠类型,乃至他们的组合型来 予以描述,因此又将其称为标准折叠单位。 CAP:环腺苷酸(cAMP)受体蛋白 CRP (cAMP receptor protein ) ,cAMP 与 CRP 结 合 后 所 形 成 的复 合 物 称 激活 蛋 白 CAP (cAMP activated protein ) 回文序列: DNA 片段上的一段所具有的反向 互补序列,常是限制性酶切位点。 micRNA:互补干扰 RNA 或称反义 RNA, 与 mRNA 序列互补, 可抑制 mRNA 的翻译。 核酶:具有催化活性的 RNA,在 RNA 的剪 接加工过程中起到自我催化的作用。 模体:蛋白质分子空间结构中存在着某些立 体形状和拓扑结构颇为类似的局部区域 信号肽:在蛋白质合成过程中 N 端有 15~36 个氨基酸残基的肽段,引导蛋白质的跨膜。 弱化子:在操纵区与结构基因之间的一段可 以终止转录作用的核苷酸序列。 魔斑:当细菌生长过程中,遇到氨基酸全面 缺乏时,细菌将会产生一个应急反应,停止 全部基因的表达。产生这一应急反应的信号 是 鸟 苷 四 磷 酸 (ppGpp) 和 鸟 苷 五 磷 酸 (pppGpp) PpGpp 与 pppGpp 的作用不只 。 是一个或几个操纵子,而是影响一大批,所 以称他们是超级调控子或称为魔斑。 上游启动子元件:是指对启动子的活性起到 一种调节作用的 DNA 序列, 区的 TATA、 -10 -35 区的 TGACA 及增强子,弱化子等。

DNA 探针: 是带有标记的一段已知序列 DNA, 用以检测未知序列、筛选目的基因等方面广 泛应用。 SD 序列:是核糖体与 mRNA 结合序列,对 翻译起到调控作用。 单克隆抗体:只针对单一抗原决定簇起作用 的抗体。 考斯质粒: 是经过人工构建的一种外源 DNA 载体,保留噬菌体两端的 COS 区,与质粒 连接构成。 蓝-白斑筛选:含 LacZ 基因(编码β半乳糖 苷酶)该酶能分解生色底物 X-gal(5-溴-4-氯 -3-吲哚-β-D-半乳糖苷)产生蓝色,从而使菌 株变蓝。当外源 DNA 插入后,LacZ 基因不 能表达, 菌株呈白色, 以此来筛选重组细菌。 称之为蓝-白斑筛选。 顺式作用元件: DNA 中一段特殊的碱基序 在 列, 对基因的表达起到调控作用的基因元件。 Klenow 酶:DNA 聚合酶 I 大片段,只是从 DNA 聚合酶 I 全酶中去除了 5’ 3’外切酶活性 锚定 PCR:用于扩增已知一端序列的目的 DNA。在未知序列一端加上一段多聚 dG 的 尾巴,然后分别用多聚 dC 和已知的序列作 为引物进行 PCR 扩增。 融合蛋白: 真核蛋白的基因与外源基因连接, 同时表达翻译出的原基因蛋白与外源蛋白结 合在一起所组成的蛋白质。 一、乳糖操纵子的作用机制? 答:1、乳糖操纵子的组成:大肠杆菌乳糖操 纵子含 Z、Y、A 三个结构基因,分别编码半 乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶,此 外还有一个操纵序列 O,一个启动子 P 和一 个调节基因 I。2、阻遏蛋白的负性调节:没 有乳糖存在时, 基因编码的阻遏蛋白结合于 I 操纵序列 O 处,乳糖操纵子处于阻遏状态, 不能合成分解乳糖的三种酶; 有乳糖存在时, 乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构,不能结 合于操纵序列,乳糖操纵子被诱导开放合成 分解乳糖的三种酶。所以,乳糖操纵子的这 种调控机制为可诱导的负调控。3、CAP 的 正性调节:在启动子上游有 CAP 结合位点, 当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为 以乳糖为碳源的环境时,cAMP 浓度升高, 与 CAP 结合,使 CAP 发生变构,CAP 结合 于乳糖操纵子启动序列附近的 CAP 结合位 点, 激活 RNA 聚合酶活性, 促进结构基因转 录,调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因 的转录,对乳糖操纵子实行正调控,加速合 成分解乳糖的三种酶。4、协调调节:乳糖操 纵子中的 I 基因编码的阻遏蛋白的负调控与 CAP 的正调控两种机制,互相协调、互相制 约。 二、真核生物转录水平的调控机制? 答:真核生物在转录水平的调控主要是通过 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,主要是反式作用因子 结合顺式作用元件后影响转录起始复合物的

形成过程。1、

转录起始复合物的形

成: 真核生物 RNA 聚合酶识别的是由通用转 录因子与 DNA 形成的蛋白质-DNA 复合物, 只有当一个或多个转录因子结合到 DNA 上, 形成有功能的启动子, 才能被 RNA 聚合酶所 识别并结合。 转录起始复合物的形成过程为: TFⅡD 结合 TATA 盒;RNA 聚合酶识别并结 合 TFⅡD-DNA 复合物形成一个闭合的复合 物; 其他转录因子与 RNA 聚合酶结合形成一 个开放复合物。在这个过程中,反式作用因 子的作用是:促进或抑制 TFⅡD 与 TATA 盒 结合; 促进或抑制 RNA 聚合酶与 TFⅡD-DNA 复合物的结合;促进或抑制转录起始复合物 的形成。2、 反式作用因子: 一般具有三个 功能域(DNA 识别结合域、转录活性域和结 合其他蛋白结合域) 能识别并结合上游调控 ; 区中的顺式作用元件;对基因的表达有正性 或负性调控作用。3、 转录起始的调控:⑴ 反式作用因子的活性调节:①表达式调节— —反式作用因子合成出来就具有活性;②共 价修饰——磷酸化和去磷酸化,糖基化;③ 配体结合——许多激素受体是反式作用因子; ④蛋白质与蛋白质相互作用——蛋白质与蛋 白质复合物的解离与形成。⑵反式作用因子 与顺式作用元件的结合:反式作用因子被激 活后,即可识别并结合上游启动子元件和增 强子中的保守性序列,对基因转录起调节作 用。⑶反式作用因子的作用方式——成环、 扭曲、滑动、Oozing。⑷反式作用因子的组 合式调控作用:每一种反式作用因子结合顺 式作用元件后虽然可以发挥促进或抑制作用, 但反式作用因子对基因调控不是由单一因子 完成的而是几种因子组合发挥特定的作用。 三、真核生物转录后水平的调控机制? 答: (1) 、5,端加帽和 3,端多聚腺苷酸化 的调控意义:5,端加帽和 3,端多聚腺苷酸 化是保持 mRNA 稳定的一个重要因素, 它至 少保证 mRNA 在转录过程中不被降解。 、 (2) mRNA 选择性剪接对基因表达调控的作用 (3) 、mRNA 运输的控制 四、分子克隆中常用的工具酶及良好载体的 条件? 答:1)常用的工具酶 1 限制性核酸内切酶: ( 、 是细菌产生的一类能识别和切割双链 DNA 分子内特定的碱基顺序的核酸水解酶。 2,DNA 连接酶:将两段 DNA 分子拼接起来 的酶。 3DNA 聚合酶: 催化单核苷酸链延伸。 4 逆转录酶:依赖于 RNA 的 DNA 聚合酶, 这是一种有效的转录 RNA 成为 DNA 的酶, 产物 DNA 又称互补 DNA。5 末端脱氧核糖 核酸转移酶: 将脱氧核糖核酸加到 DNA 的 3 末端。6 碱性磷酸酶:催化去除 DNA、RNA 等的 5 磷酸基团。7 依赖 DNA 的 RNA 聚合 酶:识别特异性启动子,RNA 转录。 (2) 、 良好载体的条件 1、 必须有自身的复制子; 2、 载体分子上必须有限制性核酸内切酶的酶切 位点,即多克隆位点,以供外源 DNA 插入; 3、 载体应具有可供选择的遗传标志, 以区别

阳性重组子和阴性重组子; 载体分子必须 4、 有足够的容量; 可通过特定的方法导入细 5、 胞; 对于表达载体还应具备与宿主细胞相 6、 适应的启动子、前导顺序、增强子、加尾信 号等 DNA 调控元件。 五、蓝-白筛选的原理? 答:某些质粒带有大肠杆菌的半乳糖苷酶基 因片段,在半乳糖苷酶基因的基因区外又另 外引入了一段含多种单一限制酶位点的 DNA 序列。 这些位点上如果没有克隆外源性 DNA 片段, 在质粒被导入 lac-的大肠杆菌后, 质粒携带的半乳糖苷酶基因将正常表达,与 大肠杆菌的半乳糖苷酶基因互补,产生有活 性的半乳糖苷酶,加入人工底物 X-gal 和诱 导剂 IPTG 后,出现蓝色的菌落。如果在多 克隆位点上插入外源 DNA 片段,将使 lac Z 基因灭活,不能生成半乳糖苷酶,结果菌落 出现白色。由于这种颜色标志,重组克隆和 非重组克隆的区分一目了然。 六、探针的种类和优缺点? 答:1、cDNA 探针:通过逆转录获得 cDNA 后,将其克隆于适当的克隆载体,通过扩增 重组质粒而使 cDNA 得到大量的扩增。提取 质粒后分离纯化作为探针使用。它是目前应 用最为广泛的一种探针 2、基因组探针:从 基因组文库里筛选得到一个特定的基因或基 因片段的克隆后,大量扩增、纯化,切取插 入片段, 分离纯化为探针 3、 寡核苷酸探针: 根据已知的核酸顺序, 采用 DNA 合成仪合成 一定长度的寡核苷酸片段作为探针。 RNA 4、 探针:采用基因克隆和体外转录的方法可以 得到 RNA 或反义 RNA 作为探针。 七、PCR 的基本原理? 答: PCR 是在试管中进行的 DNA 复制反应, 基本原理是依据细胞内 DNA 半保留复制的 机理, 以及体外 DNA 分子于不同温度下双链 和单链可以互相转变的性质,人为地控制体 外合成系统的温度, 以促使双链 DNA 变成单 链, 单链 DNA 与人工合成的引物退火, 然后 耐热 DNA 聚合酶以 dNTP 为原料使引物沿 着单链模板延伸为双链 DNA。PCR 全过程 每一步的转换是通过温度的改变来控制的。 需要重复进行 DNA 模板解链、引物与模板 DNA 结合、 DNA 聚合酶催化新生 DNA 的合 成,即高温变性、低温退火、中温延伸3个 步骤构成 PCR 反应的一个循环, 此循环的反 复进行,就可使目的 DNA 得以迅速扩增。 DNA 模板变性: 模板双链 DNA?单链 DNA, 94℃。退火:引物+单链 DNA?杂交链,引 物的 Tm 值。引物的延伸:温度至 70 ℃左 右,Taq DNA 聚合酶以4种 dNTP 为原料, 以目的 DNA 为模板,催化以引物3’末端为 起点的 5’→3’DNA 链延伸反应,形成新生 DNA 链。 新合成的引物延伸链经过变性后又 可作为下一轮循环反应的模板 PCR, 就是如 此反复循环, 使目的 DNA 得到高效快速扩增。 八、转基因动物的概念、原理及应用? 答:1、概念:是指用人工方法将外源基因导

入或整合到基因组内,并能稳定传代的一类 动物。它的特点是“分子及细胞水平操作,组 织及动物整体水平表达”2、基本原理:将目 的基因或基因组片段用显微注射等方法注入 实验动物的受精卵或着床前的胚胎细胞中, 使目的基因整合到基因组中,然后将此受精 卵或着床前的胚胎细胞再植入受体动物的输 卵管或子宫中,使其发育成携带有外源基因 的转基因动物,人们可以通过分析转基因和 动物表型的关系,揭示外源基因的功能;也 可以通过转入外源基因培育优良的动物品种 3、 应用: 建立用于研究外源基因表达调控体 系;建立医学中常用的疾病模型;培育动物 新品种;药理学和药用蛋白的生产研究。 九、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 十、突变类型及其遗传效应? 答:1、突变类型:①点突变:DNA 大分子 上一个碱基的变异。分为转换和颠换。②缺 失: 一个碱基或一段核苷酸链从 DNA 大分子 上消失。③插入:一个原来没有的碱基或一 段原来没有的核苷酸链插入到 DNA 大分子 中间。④倒位:DNA 链内重组,使其中一段 方向倒置。 2、突变的遗传效应:①遗传密码的改变:错 义突变、无义突变、同义突变、移码突变② 对 mRNA 剪接的影响: 一是使原来的剪接位 点消失;二是产生新的剪接位点。③蛋白质 肽链中的片段缺失: 十一、参与蛋白质生物合成体系的组分有哪 些?它们具有什么功能? ①mRNA:蛋白质合成的模板;②tRNA:蛋 白质合成的氨基酸运载工具;③核糖体:蛋 白质合成的场所;④辅助因子:(a)起始因子 —--参与蛋白质合成起始复合物形成;(b)延 长因子—--肽链的延伸作用;(c)释放因子一 --终止肽链合成并从核糖体上释放出来。 十二、遗传密码有什么特点? (1)密码无标点:从起始密码始到终止密码止, 需连续阅读,不可中断。增加或删除某个核 苷酸会发生移码突变。(2)密码不重叠:组成 一个密码的三个核苷酸只代表一个氨基酸, 只使用一次, 不重叠使用。 (3)密码的简并性: 在密码子表中,除 Met、Trp 各对应一个密 码外,其余氨基酸均有两个以上的密码,对 保持生物遗传的稳定性具有重要意义 (4)变 偶假说:密码的专一性主要由头两位碱基决 定,第三位碱基重要性不大,因此在与反密 码子的相互作用中具有一定的灵活性 (5)通

用性及例外:地球上的一切生物都使用同一 套遗传密码,但近年来已发现某些个别例外 现象,如某些哺乳动物线粒体中的 UGA 不 是终止密码而是色氨酸密码子(6)起始密码 子 AUG, 同时也代表 Met, 终止密码子 UAA、 UAG、UGA 使用频率不同。 十三、氨基酸在蛋白质合成过程中是怎样被 活化的? 催化氨基酸活化的酶称氨酰-tRNA 合成酶, 形成氨酰-tRNA,反应分两步进行:(1)活化 需 Mg2+和 Mn2+,由 ATP 供能,由合成酶 催化,生成氨基酸-AMP-酶复合物 (2)转移 在合成酶催化下将氨基酸从氨基酸—AMP —酶复合物上转移到相应的 tRNA 上,形成 氨酰-tRNA。 十四、简述蛋白质生物合成过程。 蛋白质合成可分四个步骤, 以大肠杆菌为例: (1)氨基酸的活化:游离的氨基酸必须经过活 化以获得能量才能参与蛋白质合成,由氨酰 -tRNA 合成酶催化,消耗 1 分子 ATP,形成 氨酰-tRNA。(2)肽链合成的起始:由起始因 子参与,mRNA 与 30S 小亚基、50S 大亚基 及起始甲酰甲硫氨酰-tRNA(fMet-tRNAt)形 成 70S 起始复合物,整个过程需 GTP 水解 提供能量(3)肽链的延长:起始复合物形成后 肽链即开始延长。首先氨酰-tRNA 结合到核 糖体的 A 位,然后,由肽酰转移酶催化与 P 位的起始氨基酸或肽酰基形成肽键,tRNAf 或空载 tRNA 仍留在 P 位.最后核糖体沿 mRNA5’→3’方向移动一个密码子距离,A 位 上的延长一个氨基酸单位的肽酰-tRNA 转移 到 P 位, 全部过程需延伸因子 EF-Tu、 EF-Ts, 能量由 GTP 提供(4)肽链合成终止,当核糖 体移至终止密码 UAA、UAG 或 UGA 时,终 止因子 RF-1、RF-2 识别终止密码,并使肽 酰转移酶活性转为水解作用,将 P 位肽酰 -tRNA 水解,释放肽链,合成终止。 十五、蛋白质合成中如何保证其翻译的正确 性? (1)氨基酸与 tRNA 的专一结合, 保证了 tRNA 携带正确的氨基酸;(2)携带氨基酸的 tRNA 对 mRNA 的识别,mRNA 上的密码子与 tRNA 上的反密码子的相互识别,保证了遗 传信息准确无误地转译;(3)起始因子及延长 因子的作用,起始因子保证了只有起始氨酰 -tRNA 能进入核糖体 P 位与起始密码子结合, 延伸因子的高度专一性,保证了起始 tRNA 携带的 fMet 不进入肽链内部;(4)核糖体三 位点模型的 E 位与 A 位的相互影响, 可以防 止不正确的氨酰-tRNA 进入 A 位,从而提高 翻译的正确性;(5)校正作用:氨酰-tRNA 合 成酶和 tRNA 的校正作用;对占据核糖体 A 位的氨酰-tRNA 的校对;变异校对即基因内 校对与基因间校对等多种校正作用可以保证 翻译的正确。 十六、原核细胞和真核细胞在合成蛋白质的 起始过程有什么区别。 (1)起始因子不同: 原核为 IF-1, IF-2, IF-2,

真核起始因子达十几种。(2)起始氨酰-tRNA 不同: 原核为 fMet-tRNAf, 真核 Met-tRNAi(3) 核糖体不同: 原核为 70S 核粒体, 可分为 30S 和 50S 两种亚基,真核为 80S 核糖体,分 40S 和 60S 两种亚基 十七、已知一种突变的噬菌体蛋白是由于单 个核苷酸插入引起的移码突变的,将正常的 蛋白质和突变体蛋白质用胰蛋白酶消化后, 进行指纹图分析。结果发现只有一个肽段的 差 异,测 得其基 酸顺序 如下: 正常肽段 Met-Val-Cys-Val-Arg 突 变 体 肽 段 Met-Ala-Met-Arg(1)什么核苷酸插入到什 么地方导致了氨基酸顺序的改变? (2) 推导 出编码正常肽段和突变体肽段的核苷酸序列. 提示:有关氨基酸的简并密码分别为 Val: Cys: GUU GUC UGU GUA GUG UGC Arg: CGU CGC CGA CG AGA AGG Ala: GCU GCC GCA CGC (1)在正常肽段的第一个 Val 的密码 GUA 的 G 后插入了一个 C ;(2) 正常肽段的核苷酸 序列为:AUG GUA UGC GU… CG…;突 变体肽段的核苷酸序列为:AUG GCU AUG CGU 。 十八、 试比较原核生物与真核生物的翻译。 原核生物与真核生物的翻译比较如下:仅述 真核生物的,原核生物与此相反。 (1).起始 Met 不需甲酰化; (2).无 SD 序列,但需要 一个扫描过程; (3).tRNA 先于 mRNA 与核 糖体小亚基结合; .起始因子比较多; . (4) (5) 只一个终止释放因子。 十九、试述 Meselson 和 Stahl 关于 DNA 半 保留复制的证明实验。 提示:①将 E.coli 放入以 15NH4Cl 为唯一 氮源的培养基中连续培养十几代,使所有 DNA 分子标记上 15N;②将 15N 标记的 E.coli 再放入普通的 14N 培养基中培养, 在细胞生长一代、二代 、… 、n 代的时间 间隔内采样;③采用氯化铯密度梯度离心分 离 DNA,并用紫外照相技术检测 DNA 所在 位置;④结果如下:其结果确切地证明 DNA 以半保留方式复制。 二十、什么是逆转录?病毒中的单链 RNA 如 何利用逆转录酶合成双链 DNA, 并整合到寄 主细胞的基因组中? 见名词解释“逆转录” 病毒的单链 RNA 在病 。 毒进入寄主细胞后被释放出来,此 RNA 带 有与模板互补的 tRNA 引物,病毒的逆转录 酶以此 RNA 为模板,从引物的 3’-OH 端, 按碱基互补原则以 5’→ 3’方向合成 DNA 链 (-),形成 RNA—DNA 杂交分子,然后逆转 酶发挥 RNA 水解酶活性,水解杂交分子中 的 RNA 链,最后以新合成的 DNA 链(-)为模 板,合成另一条 DNA 链(+),形成双链 DNA 分子(为病毒)整合到寄主基因组中,随寄主 细胞的转录,产生病毒 RNA(+),此 RNA 可 翻译病毒蛋白质,可作为后代病毒 RNA。 二十一、DNA 的损伤原因是什么?

①自身复制过程中发生的错误:②外界环境 的影响,如物理因素(紫外线、X 一射线辐射 等),化学因素(各种诱变剂、抗菌素等)。造 成嘧啶碱基形成聚合体,发生碱基错配、缺 失和插入。 二十二、试比较转录与复制的区别。 ①目的不同,所使用的酶、原料及其它辅助 因子不同,转录是合成 RNA,复制是合成 DNA;②方式不同:转录是不对称的,只在 双链 DNA 的一条链上进行,只以 DNA 的一 条链为模板,复制为半不连续的,分别以 DNA 的两条链为模板,在 DNA 的两条链上 进行;③复制需要引物,转录不需要引物; ④复制过程存在校正机制, 转录过程则没有; ⑤转录产物需要加工, 复制产物不需要加工; ⑥复制与转录都经历起始、 延长、 终止阶段, 都以 DNA 为模板,新链按碱基互补原则, 5'→3’方向合成。 二十三、简述原核生物转录作用的过程。 原核生物转录作用的过程: 结合(binding) : σ与 RNA pol 结合,大 大降低了后者与 DNA 链的非特异性结合, 而 到了正确的 promoter 处,其亲和力提高了 100 倍;解旋(unwinding): RNA pol 将使 约 17bp 的 DNA 解螺旋,形成一个 open complex ;起始(initiation): RNA pol 合成 8-10 个 nt , σ因子被释放; (elongation) 延长 : 形成一个转录泡,开始延长;终止 ( termination ) : (1) 不 依 赖 于 ρ 蛋 白 的 terminator 形 成 一 个 大 发 夹 , 在 新 合 成 RNA 中其后有一段寡聚 U,导致转录终止, RNA pol 被 释 放 ; 2 ) 依 赖 于 ρ 蛋 白 的 ( terminator 也形成一个发夹,但由于没有长 段 U, 所以需要ρ蛋白帮助, 终止 RNA 合成。 二十四、试比较真核生物与原核生物 mRNA 转录的主要区别。 真核生物与原核生物 mRNA 转录的比较如 下: 原核生物: 操纵子 加σ因子 加转录因子 真核生物:单基因 RNA 聚合酶 RNA 聚合酶Ⅱ 核心酶 类核 聚合酶 核内 不需加工与翻译相偶联 需加工故与翻译相分离

后,该菌便获得抗性,没有转入的不具有抗 性。但不能区分是否已重组。 在含有两个抗性基因的载体中,如果外源 DNA 片段插入其中一个基因并导致该基因 失活,就可用两个分别含不同药物的平板对 照筛选阳性重组子。 如 pUC 质粒含 LacZ 基因 (编码β半乳糖苷酶) 该酶能分解生色底 物 X-gal(5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷)产 生蓝色, 从而使菌株变蓝。 当外源 DNA 插入 后,LacZ 基因不能表达,菌株呈白色,以此 来筛选重组细菌。 二十六分别说出 5 种以上 RNA 的功能? 转运 RNA tRNA 转运氨基酸 核蛋白体 RNA rRNA 核蛋白体组成成 信使 RNA mRNA 蛋白质合成模板 不均一核 RNA hnRNA 成熟 mRNA 的前体 小核 RNA snRNA 参与 hnRNA 的剪接 小胞浆 RNA scRNA/7SL-RNA 蛋白质内质 网定位合成的信号识别体的组成成分

反义 RNA anRNA/micRNA 对基因的表达 起调节作用
核 酶 Ribozyme RNA 有酶活性的 RNA 二十七.原核生物与真核生物启动子的主要 差别? 原核生物: TTGACA --- TATAAT------起始位 点 -35 -10 真核生物:增强子---GC ---CAAT----TATAA —5mGpp—起始位点 -110 -70 -25 氨酰-tRNA 原 填空题蛋白质以 mRNA 模板 61 起始密码子 AUU 终止密码子 UAA UAG UGA 原核 tRNAf 真核 tRNAi 延伸 tRNAm 植物细胞合成场所 核糖体 线粒体 叶绿体

料 核糖体合成场所 密码子 64 氨基酸编码

Tu 不稳定蛋白质 Ts 稳定蛋白质 RF1 识别
UAA UAG RF2 识别 UAA UGA 真核 RF 酰 胺 tRNA 合成酶对氨基酸和 tRNA 选择性 原 核起始氨基酸甲酰甲硫氨酸,氨酰-tRNA 是 甲酰甲硫氨酰-tRNA 原核小亚基 16SrRNA 形成肽键消耗 4 个 起始合成消耗 1 个 肽键 转移酶催化肽键形成和肽酰-tRNA 的水解 肽链合成终止终止因子进入 A 位识别终止密 码子,使肽链转移酶转变为水解作用 原核 30S 小亚基 50S 大亚基真核 40S 小亚基 60S 大亚基 蛋白质氨基酸残基 Ser Thr Tyr 区 别 DNA 同位素示踪 分离 DNA 超速离心 测 定 DNA 含量紫外分光光度 DNA 聚合酶Ι聚 合作用 5‘-3’外切酶作用 3‘-5’外切酶作用 大片段叫 klenow,具有 5‘-3’聚合酶作用和 3 ‘-5’外切酶作用,小片段 5‘-3’外切酶作用 DNA 聚合酶ΙΙ负责 DNA 修复,DNA 聚合酶Ι ΙΙ由 7S 亚基组成延长 DNA 链 合酶有 DNA 聚合酶α 主要作用α δ β γ 真核 DNA 聚 δ在复制中起 改

分别说出 5 种以上 RNA 的功能? 转运 RNA tRNA 转运氨基酸 RNA rRNA 核蛋白体组成成 mRNA 蛋白质合成模板 hnRNA 成熟 mRNA 的前体 核蛋白体 信使 RNA 小核 RNA

不均一核 RNA

snRNA 参与 hnRNA 的剪接 小胞浆 RNA scRNA/7SL-RNA 蛋白质内质网定位合成的 信号识别体的组成成分 反 义 RNA anRNA/micRNA 对基因的表达起调节作用 核 酶 Ribozyme RNA 有酶活性的 RNA 二十五、基因文库的构建对重组子的筛选举 出 3 种方法并简述过程。 抗生素抗性筛选、抗性的插入失活、兰-白斑 筛选 或 PCR 筛选、差式筛选、DNA 探针 多数克隆载体均带有抗生素抗性基因(抗氨 苄青霉素、四环素) 。当质粒转入大肠杆菌中

解旋酶作用使 DNA 双螺旋

打开,后随链5‘-3’ rep 蛋白3‘-5’ ,

变 DNA 螺旋程度拓扑异构酶 SSB 叫单链 DNA 结合蛋白,特点使单链保持伸长状态 DNA 连接酶只催化双链,不催化游离单链,

真核连接酶以 ATP 为能源,大肠杆菌以 NAD+为能源,DNA 连接酶起复制修复重组 作用 DNA 合成起始以 RNA 为引物, 有引物 酶催化, 特殊蛋白质形成引物体复合物 DNA 合成方向 5‘-3’冈崎片段 5‘-3’ 核酸合成以 RNA 为模板以 dNTP 为底物, 产物是与 RNA 互补的 DNA 链 DNA 突变有点突变和结构突 变 诱变剂有物理诱变剂 化学诱变剂 生物 诱变剂 RNA 聚合酶以 DNA 为模板,原料 ATP GTP UTP CTP RNA 聚合酶亚基α2β‘β δ称为全酶, α2ββ称为核心酶, 功能合成 RNA 链,σ亚基功能σ亚基保证 RNA 酶对启动子 的特异识别 RNA 合成的模板连叫反意义链 或负链 RNA 聚合酶延 DNA 模板 3‘-5’ 合成 , 方向 5‘-3’ RNA 聚合酶有 RNA 聚合酶ΙRNA 聚 合 酶 Ι Ι RNA 聚 合 酶 Ι Ι Ι 分 别 催 化 rRNA mRNA tRNA 5SRNA DNA-RNA 杂交分子 合成过程转录和逆转录,形成的基础碱基互 补配对 前导链连续与复制叉方向同, 后随链 不连续,不相同 RNA 识别 DNA 信号序列亚基是因子,称启 动子部位 独立于染色体的遗传因子叫质粒, 环状双链 DNA,叫基因载体 代表蛋白质叫 外显子,不代表叫内含子


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