分子生物学试题库汇总.docx

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1、 第2章染色体与 DNA名词解释原癌基因:细胞内与细胞增殖相关的正常基因,是维持机体正常生命活动所必须的,在进化上高等保守。 当原癌基因的结构或调控区发生变异,基因产物增多或活性增强时,使细胞过度增殖,从而形成肿瘤。复制:以亲代 DNA 或 RNA 为模板,根据碱基配对的原则,在一系列酶的作用下,生成与亲代相同的子代 DNA 或 RNA 的过程。转座子 (transposon 或 transposable element):位于染色体 DNA 上可自主复制和位移的基本单位。包括插入序列和复合转座子。半保留复制:以亲代 DNA 双链为模板以碱基互补方式合成子代 DNA,这样新形成的子代 DNA中

2、,一条链来自亲代 DNA,而另一条链则是新合成的,这种复制方式叫半保留复制。染色体: 染色体是遗传信息的载体,由 DNA、RNA 和蛋白质构成,其形态和数目具有种系的特性。在细胞间期核中,以染色质形式存在。在细胞分裂时,染色质丝经过螺旋化、折叠、包装成为染色体,为显微镜下可见的具不同形状的小体。核小体:是构成真核生物染色体的基本单位,是 DNA 和蛋白质构成的紧密结构形式,包括200bp 左右的 DNA 和 9 个组蛋白分子构成的致密结构。填空题1.真核细胞核小体的组成是 DNA 和 蛋白2.天然染色体末端不能与其他染色体断裂片段发生连接,这是因为天然染色体末端存在端粒结构。3.在聚合酶链反应

3、中,除了需要模板 DNA 外,还需加入引物、DNA 聚合酶、dNTP 和镁离子。4.引起 DNA 损伤的因素有自发因素、物理因素、化学因素。5.DNA 复制时与 DNA 解链有关的酶和蛋白质有拓扑异构酶、解螺旋酶、单链DNA 结合蛋白。6.参与 DNA 切除修复的酶有 DNA 聚合酶、DNA 连接酶、特异的核酸内切酶。7.在真核生物中 DNA 复制的主要酶是 DNA 聚合酶。在原核生物中是 DNA 聚合酶。8.端粒酶是端粒酶是含一段 RNA 的逆转录酶。9.DNA 的修复方式有错配修复、碱基切除修复、核苷酸切除修复、DNA 的直接修复。选择题1.真核生物复制起点的特征包括(B)A. 富含 G-

4、C 区B. 富含 A-T区C. Z-DNAD. 无明显特征2.插入序列(IS)编码(A )A.转座酶 B.逆转录酶 C. DNA 合成酶 D.核糖核酸酶3.紫外线照射对 DNA 分子的损伤主要是(D)A.碱基替换 B.磷酸脂键断裂 C。碱基丢失 D.形成共价连接的嘧啶二聚体4.自然界中以 DNA 为遗传物质的大多数生物 DNA 的复制方式(C)A.环式 B.D 环式 C.半保留 D.全保留5.原核生物基因组中没有(A )A.内含子 B.外显子 C.转录因子 D.插入序列6.关于组蛋白下列说法正确的是(D)A.为中性蛋白 B.为酸性蛋白 C.进化上不具保守性 D.染色体结合蛋白7.DNA 聚合酶

5、(C)A.是复制酶,但不是修复酶D. 53聚合酶活性极强B.没有模板依赖性 C.有 53外切酶活性 简述 DNA复制的过程DNA的复制过程可被分为 3个阶段,即复制的起始、延伸和终止。每个 DNA复制的独立单元主要包括复制起始位点和终止位点。DNA复制的起始包括预引发和引发两个阶段。在预引发阶段,DNA解旋解链,形成复制叉,引发体组装;在引发阶段,在引发酶的催化下以 DNA链为模板合成一段短的 RNA引物。复制时 DNA链的延伸由 DNA聚合酶催化,以亲代 DNA链为模板,引发体移动,从 53方向聚合子代 DNA链。当子链延伸到达终止位点是,DNA复制就终止了,切除RNA引物,填补缺口,在 D

6、NA连接酶的催化下将相邻的冈崎片段连接起来形成完整的DNA长链。试述真原核生物的 DNA复制的特点的不同之处真核生物染色体有多个复制起点,多复制眼,呈双向复制,多复制子。原核生物的染色体只有一个复制起点,单复制子也呈双向复制。真核生物冈崎片段长约 200bp比原核生物略短。真核生物 DNA复制速度比原核慢,速度为 10003000bp/min(仅为原核生物的 1/201/50)。真核生物复制的终止在端粒处,原核生物的复制叉相遇时即终止。真核生物染色体在全部复制完之前起点不再重新开始复制;而在快速生长的原核生物染色体 DNA复制中,起点可以连续发动复制。真核生物快速生长时,往往采用更多的复制起点

7、。真核生物有多种 DNA聚合酶,DNA聚合酶 是真正的复制酶,在PCNA存在下有持续的合成能力。PCNA称为增殖细胞核抗原,相当于大肠杆菌 DNA聚合酶的 -夹子,RFC蛋白相当于夹子装配器。原核生物的 DNA聚合酶有三种 DNA聚合酶DNA的真正复制酶:多亚基酶,含十种亚基,该酶 DNA合成的持续能力强。真核生物线性染色体两端有端粒结构,它是由许多成串的重短复序列组成,端粒功能是稳定染色体末段结构,防止染色体间的末端连接,并可补偿滞后链 5-末段在消除 RNA引物后造成的空缺,使染色体保持一定长度。端粒酶是含一段RNA的逆转录酶。RPA:真核生物的单链结合蛋白;RNaseH1和 MF-1切除

8、 RNA引物,DNA聚合酶 填补缺口。简述半保留复制的生物学意义DNA 的复制过程(以大肠杆菌为例)复制起始:(1)、拓扑异构酶解开超螺旋。(2)、Dna A 蛋白识别并在 ATP 存在下结合于四个 9bp 的重复序列。(3)、在类组蛋白(HU、ATP 参与下, Dan A 蛋白变性 13 个 bp 的重复序列,形成开链复合物。(4) 、Dna B 借助于水解 ATP 产生的能量在 Dna C 的帮助下沿 5 3 方向移动,解开 DNA双链,形成前引发复合物。(5)、单链结合蛋白结合于单链。(6)、引物合成酶(Dna G 蛋白)开始合成 RNA 引物。链的延长(冈崎片段的合成):在 DNA 聚

9、合酶的催化下,以四种 5 -脱氧核苷三磷酸为底物,在 RNA 引物的 3端以磷酸二酯键连接上脱氧核糖核苷酸并释放出焦磷酸。DNA 链的延伸同时进行前导链和滞后链的合成。两条链方向相反。6、PCR 的基本原理?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

10、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 聚合酶以种 dNTP为原料,以目的 DNA 为模板,催化以引物末端为起点的 53DNA 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

11、扩增。第三章启动子:是一段位于结构基因 5,端上游区的 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。指 RNA 聚合酶识别、结合和开始转录的一段特定的 DNA 序列。增强子:能强化转录起始的序列称为增强子。转录:以 DNA为模板,按照碱基配对原则合成 RNA,即将 DNA所含的遗传信息传给 RNA,形成一条与 DNA链互补的 RNA的过程。RNA 的编辑:是某些 RNA,特别是 mRNA 的一种加工方式,它导致了 DNA 所编码的遗传信息的改变。外显子(Exon) :真核细胞基因 DNA 中的编码序 列,这些序列被转录成 RNA 并进而翻译为蛋白

12、质。内含子(Intron) :真核细胞基因 DNA 中的间插序列,这些序列被转录成 RNA,但随即被剪除而不翻译。复制子:生物体的复制单位称为复制子(replicon) ,是在同一个复制起点控制下的一段 DNA序列。转录单元:是一段启动子开始至终止子结束的DNA 序列。转录起点:是与新生 RNA 链的第一个核苷酸相对应的 DNA 链上的碱基,通常为一个嘌呤。转录开始时模板上的第一个碱基,在原核中常为A 或 G,而且位置固定。填空1 转录的基本过程包括:模板识别,转录起始,转录的延伸,转录的终止。2 基因表达包括:转录和翻译 两个阶段。3RNA 的编辑方式:碱基突变,尿甘酸的缺失和添加。4 在原

13、核生物中,-35 区与-10 区之间的距离大约是 1619bp5 帽子结构的功能:1在翻译中起识别作用2使 mRNA 免遭核苷酸的破坏6 原核生物只有一种 RNA 聚合酶而真核生物有三种,每一种都有其特定的功能。聚合酶合成 rRNA,聚合酶合成 mRNA,聚合酶合成 tRNA和 5s rRNA。三种聚合酶都是具有多亚基的大的蛋白复合体。7 转录因子通常具有两个独立的结构域:一个结合DNA,一个激活转录。8 在真核细胞 mRNA的修饰中,“帽子”结构由甲基组成,“尾”由多聚腺嘌呤组成。9 原核生物的绝大部分起启动子都存在共同的序列,即位于-10bp 处的区和-35bp 处的区,他们都是 RNA聚

14、合酶与启动子结合的位点,能与 因子相互识别而具高度亲和性。真核生物中,在转录起始位点上游 -25-35bp 处有区和位于-70-80bp 处的区。选择题1 因子的结合依靠(A) A对启动子共有序列的长度和间隔的识别B与核心酶的相互作用C翻译起始密码子的距离D转录单位的长度2 下列哪一项是对三元转录复合物的正确描述(C)A 因子、核心酶和双链 DNA在启动子形成的复合物B全酶、TFI和解链 DNA双链形成的复合物C全酶、模板 DNA和新生 RNA形成的复合物D三个全酶在转录起始位点形成的复合物3 因子和 DNA之间相互的最佳描述是(C)A游离和与 DNA结合的 因子的数量是一样的,而且 因子合成

15、的越多,转录起始的机会越大B 因子通常与 DNA结合,且沿着 DNA搜寻,直到在启动子碰到核心酶,他与DNA的结合不需要依靠核心酶C 因子通常与 DNA结合,且沿着 DNA搜寻,直到碰到启动子,再有核心酶存在时与之结合D 因子加入三元复合物而启动 RNA合成4 因子专一性表现在(B)A 因子修饰酶催化 因子变构,使其成为可识别应激启动子的 因子B不同基因编码识别不同启动子的 因子C不同细菌产生可互换的 因子D 因子参与起始依靠特定的核心酶5在大肠杆菌的热激反应中,某些蛋白质表达的开启和关闭的机制是(C)A温度升高使特定阻抑蛋白失活B编码热敏感蛋白的基因的启动子区域在较高温度下发生变形C在高温时

16、合成新的 因子,调节热激基因的表达D高温时,已存在的聚合酶 因子与启动子的结合能力强6 真核生物中 rRNA包括(D)A 28s,23s,5s rRNAB 23s,16s,5s rRNAC 23s,16s,5.8s rRNAD 28s,23s,5.8s,5s rRNA7 内含子的剪切位点具有的特征(A)A 5 GU,3 AG B 5 AG,3 GU,C 5 GA,3 UGD 5 UG,3 GA,8 部分原核基因的转录终止子在终止位点前均有(A)A 回文序列 B 多聚 T 序列 C TATA序列 D 多聚 A 序列9 mRNA5 端帽子结构为(C),7A pppmGB GpppGC m Gppp

17、GD GpppmG简答题1 增强子的特点1有远距离效应2无方向性3顺势调节4无物种和基因的特异性5具有组织的特异性6有相位性,其作用与DNA 的构象有关7有的增强子可以对外部信号产生反应。2 比较 DNA 复制和转录的异同点相同点:都以 DNA 链作为模板,合成方向均为 5 端到 3 端,聚合反应均遵循碱基配对原则,通过核苷酸之间形成的 3 ,5 磷酸二酯键使核苷酸键延长。, 不同点:复制转录模板原料两条链均被复制模板链转录(不对称转录)DntpNTP酶DNA聚合酶RNA聚合酶mRNA tRNA rRNA产物子代双链 DNA(半保留复制)配对方式 A-T G-C引物 RNA引物A-U A-T

18、G-C不需要引物DNA 复制与转录的异同相同点:都需要模板都以三磷酸核苷酸为底物(NTP 或 dNTP)合成方向都是 53不同点转录不需引物;只转录 DNA 分子中的一个片段(称为转录单位或操纵子,operon);双链 DNA 中只有一条链具有转录活性(称为模板链);哪个基因被转录与特定的时间、空间、生理状态有关。RNA 聚合酶无校对功能。原核生物与真核生物 mRNA 的比较(1)、原核生物 mRNA 的半衰期短;(2)、许多原核生物 mRNA 以多顺反子形式存在;(3)、原核生物 5端无帽子结构,3或只有短的 poly(A)。(4)、真核生物 mRNA5端有帽子结构,(5)、绝大多数真核生物

19、 mRNA3具有 poly(A)尾巴,是转录后加上的,是 mRNA 从核到质转移所必需的形式,提高 mRNA 的稳定性。大肠杆菌的转录过程:(1)、识别阶段:RNA 聚合酶在亚基的引导下结合于启动子上;(2)、DNA 双链局部解开;(3)、起始阶段:在模板链上通过碱基配对合成最初RNA 链;(4)、延伸阶段:核心酶向前移动,RNA 链不断生长;(5)、终止阶段:RNA 聚合酶到达终止子;(6)、RNA 和 RNA 聚合酶从 DNA 上脱落。论述题1 真核生物转录的前体 hnRNA 如何加工为成熟的 mRNA?真核生物 mRNA 的结构组成:5 端存在帽子结构,3 端通常具有 poly(A)尾巴

20、,无内含子,部分碱基发生甲基化。 5 端加帽:当 RNA 聚合酶聚合的转录产物达到 25 碱基长时,在其 5 端加上一个以 5,3 方向相连的 7甲基鸟苷帽,防止 5 核苷酸外切酶的攻击,有利于剪接、转运和翻译,的进行;3 端加尾:很多真核生物的 hnRNA 的 3 端经过剪切后再加上多聚 A 残基即 poly(A),尾巴,这有助于整个分子的稳定;剪接:在真核生物的 mRNA 加工过程中,内含子序列被切除,两侧的外显子片段连接。剪接反应在核内进行,需要内含子有5 GU,AU3 以,及一段分支点序列。其过程是:内含子先以一个具尾的环状分子或套索状分子形式被删除,然后被降解,剪接包括 snRNP

21、与保守序列结合,形成剪接体,在其内发生剪接与连接反应;编辑;甲基化修饰:当序列为 5 RRACX3 时会在第 6 位 N 原子位置发生甲基化。,2 概括细菌细胞的转录过程转录是通过 RNA 聚合酶的作用,以一条 DNA 链为模板产生一条单链 RNA 过程。步骤如下:与 RNA 聚合酶全酶的结合:一个 RNA 聚合酶全酶分子与待转录的 DNA 编码序列上游的启动子序列松弛的结合。起始:RNA 聚合酶往下游移动了几个核苷酸到达启动子的另一段短序列Pribnow 框,紧密地与 DNA 结合。DNA 上的启动子区域解链,RNA 便从 Pribnow 框下游的几个核苷酸处开始合成,通常是 DNA 的反义

22、链作为模板,合成几个核苷酸后, 因子被释放并循环使用,以下步骤不再需要 因子。延伸:RNA 聚合酶核心酶沿着 DNA 模板移动,使 DNA 解链,与 DNA 模板的下一碱基互补核苷三磷酸聚合到链上。RNA 聚合酶继续在 DNA 上移动,RNA 链从模板链被释放出来,DNA双螺旋重新形成。当所有编码序列被转录后,RNA 聚合酶移动一个终止序列,即终止子。转录复合体解体,RNA 聚合酶和新形成的 RNA 从 DNA 模板上脱落下来。3、复杂转录单位的原始转录产物的加工方式有几种?分别是什么?(1)剪、利用多个 5端转录起始为点或接位点产生不同的蛋白质。(2)、利用多个加 poly(A)位点和不同的

23、剪接方式产生不同的蛋白质。(3)、虽无剪接,但有多个转录起始位点或加poly(A)位点的基因。第四章.SD 序列:在原核生物 mRNA 起始密码 AUG 上游,存在 49 个富含嘌呤碱的一致性序列,如-AGGAGG-,称为 S-D 序列。位于原核生物起始密码子上游 7-12 个核苷酸处的保守区,该序列与 16SrRNA3端反向互补。又称为核蛋白体结合位点(ribosomal binding site,RBS)正转录调控:负转录调控:填空题1tRNA 的种类有:起始 tRNA 和延伸 tRNA,同工 tRNA,校正 tRNA。2. tRNA 的二级结构为三叶草型,三级结构为倒L 型。tRNA 结

24、构3.原核生物蛋白质合成的起始 tRNA 是甲酰甲硫氨酰tRNA(fMet-tRNA fMet),它携带的氨基酸是甲酰甲硫氨酸(fMet),而真核生物蛋白质合成的起始tRNA 是甲硫氨酰tRNA(Met-tRNAMet),它携带的氨基酸是甲硫氨酸(Met)。4新生肽链每增加一个氨基酸单位都要经过AA-tRNA 与核糖体的结合,肽键形成,移位三步反应。5. 核糖体的作用位点有:A 位点、P 位点、E 位点。5在真核生物中蛋白质合成起始时先形成起始因子和起始 tRNA 复合物,再和 40S 亚基形成 40S 起始复合物。6氨酰 tRNA 合成酶既能识别氨基酸,又能识别相应的 tRNA。 7多肽合成

25、的起始密码子是 AUG,而 UAA,UAG,UGA 是终止密码子。8遗传密码的特点包括连续性,简并性,摆动性,普遍性与特殊性。9核酸复制时,DNA 聚合酶沿模板链 35方向移动;转录时,RNA 聚合酶沿模板链 35方向移动;翻译时,核糖体沿模板链 5 3方向移动。10原核生物蛋白质合成形成起始复合物时,其 mRNA 先与核糖体的 30S 亚基结合,然后再与结合起始因子和 GTP 的甲酰甲硫氨酰tRNA 结合,形成 30S 起始复合物,然后再与 50S形成 70S 起始复合物。选择题1在蛋白质合成中催化肽键合成的是(D)A延长因子 EF-Ts B. 延长因子 EF-Tu C. 启动因子 IF3

26、D.转肽酶2翻译后加工过程的产物是(B)A一条多肽链C多条多肽链B. 一条多肽链或一条以上的多肽链D. 多肽链的降解产物3.已知某蛋白质多肽链编码序列为GGA,则其 mRNA 转录本(A)A 以 5 GGA3为模板,沿转录本 5 3方向延长B. 以 5 GGA3为模板,沿转录本 3 5方向延长C. 以 3GGA5为模板,沿转录本 5 3方向延长D. 以 3GGA5为模板,沿转录本 3 5方向延长4.细菌核糖体 RNA 中大亚基由以下物质组成(C)A5S rRNA , 18S rRNA, 5.8S rRNA 和 49 种蛋白质B. 5S rRNA , 28S rRNA, 5.8S rRNA 和

27、49 种蛋白质C5S rRNA , 23S rRNA 和 34 种蛋白质 D. 5S rRNA , 16S rRNA 和 34 种蛋白质5.肽链生物合成时信号肽序列(B)A决定糖类残基的附着点B.将新生肽链导入内质网D.具有疏水性C.控制蛋白质分子的最终构象6.真核生物的翻译起始复合物在何处形成(B)A. 起始密码子 AUG 处CTATA框B. 5端的帽子结构D.CAAT框7.蛋白质生物合成的终止信号由(D)AtRNA 识别B.EF 识别 C.IF(或 eIF )识别 D.RF 识别8.能编码多肽链的最小 DNA 单位是(A)A顺反子 B.操纵子 C .启动子 D.复制子9.参与原核生物肽链延

28、长的因子是(C)AIF1B. IF2C.EF-Tu D.RF110. 参与真核生物肽链延长的因子是(D)A eRF B. eIF1 C.EF-Tu D.eEF1简答题:1简述核糖体的结构及功能特点:答:核糖体的结构:真核生物:由60S 大亚基和 40S 小亚基组成的 80S 的核糖体;原核生物:由 50S 大亚基和 30S 小亚基组成的 70S 的核糖体功能特点:合成蛋白质 。在单个核糖体上,包括至少 5 个功能活性中心,在蛋白质合成过程中,各有专一的识别作用和功能:mRNA 的结合部位小亚基 ,结合或接受 AA-tRNA的部位大亚基 A 位,结合或接受肽基 tRNA 部位大亚基,肽基转移部位

29、大亚基P 位,形成肽键部位(转肽酶中心)大亚基E 位。 2.简述氨基酸的活化过程答:游离的氨基酸必须经过活化以获得能量,才能参与蛋白质的合成,活化反应由氨酰 tRNA合成酶催化。活化分两步:活化:aa + ATP+ E氨基酰-AMP释放出 PPi转移:氨基酰-AMP转移到 tRNA 并释放出 AMP。3、论述蛋白质的翻译过程。答:蛋白质的翻译即合成过程可分为四个阶段:氨基酸的活化、肽链合成的起始、延伸和终止。 氨基酸的活化:游离的氨基酸必须经过活化以获得能量,才能参与蛋白质的合成,活化反应由氨酰 tRNA合成酶催化,最终氨基酸连接在 tRNA的 3端合成氨酰- tRNA。 肽链合成的起始:核蛋

30、白体大小亚基分离 ,mRNA在小亚基上定位结合,起始氨基酰 tRNA与小亚基结合,核蛋白体大亚基结合。肽链的延伸:肽链的延长是在核蛋白体上连续性循环式进行,每次循环增加一个氨基酸,分为以下三步:(一)进位:根据 mRNA 下一组遗传密码指导,使相应氨基酰-tRNA 进入核蛋白体 A位。(二)成肽:肽酰转移酶将相邻的两个氨基酸相连形成肽键,该过程不需要能量的输入;(三)转位:移位酶利用GTP水解释放的能量使核糖体沿 mRNA移动一个密码子,释放出空载的 tRNA并将新生肽链运至 P位点。 肽链合成的的终止与释放:释放因子识别并与终止密码子结合,水解 P 位上多肽链与tRNA之间的二脂键,接着,新

31、生肽链和tRNA从核糖体上释放,核糖体大、小亚基解体,蛋白质合成结束。4、原核生物翻译的起始过程(1)核糖体大小亚基分离(2)30s 小亚基通过 SD 序列与 mRNA 模板相结合(3)在 IF-2 和 GTP 的帮助下 fMet-tRNAfMet 进入小亚基的 P 位,tRNA 的反密码子与 mRNA上密码子配对。(4)带有 tRNA、mRNA 和三个翻译起始因子的小亚基起始复合物与50s 的大亚基结合,GTP水解释放翻译起始因子。5、以大肠杆菌为例简述蛋白质合成的过程从以下四个方面详细论述(1)氨基酸的活化:(2)肽链合成的起始:(3)肽链的延生:(4)肽链合成的终止:第六章乳糖操纵子模型

32、内容(1)Z、Y、A 基因产物由同一条多顺反子 mRNA 分子所编码。(2)乳糖操纵子 mRNA 分子的启动区(P)位于阻遏基因(I)与操纵区(O)之间,不能单独起始半乳糖苷酶和透过酶基因的高效表达。(3)乳糖操纵子的操纵区是 DNA 上的一小段序列(仅为 26bp),是阻遏物的结合位点。(4)当阻遏物与操纵区相结合时,lacmRNA 的转录起始受到抑制。(5)诱导物通过与阻遏物结合,改变其三维构象,使之不能与操纵区相结合,诱发 lac mRNA的合成。 色氨酸操纵子转录水平上的调控通过核糖体与 mRNA 前导序列结合,对转录终止进行调控。Attenuator(衰减子): 是位于转录单位开始区

33、的一种内部终止子,由核糖体在 mRNA 上的位置决定该终止发夹是否形成。若不形成发夹,RNA 聚合酶通读终止子,基因得以表达。当缺乏色氨酸时,核糖体在trp 密码子上暂停,此密码子是1 区的一部分。所以1 区被核糖体隔离,不能与 2 区碱基配对,这意味着在 4 区转录之前 2 区已和 3 区配对,迫使 4 区保持单链形式,不能形成终止子发夹,RNA 聚合酶穿越衰减子继续转录。核糖体可以合成前导肽,并延伸到 mRNA 上的 UGA 密码子,UGA 密码子位于 1 区与 2 区之间。当核糖体前进到此点时,通过 2 区并阻止其形成碱基配对,导致 3 区与 4 区配对,产生终止子发夹。因此,在这种情况

34、下,RNA 聚合酶在衰减子处终止。乳糖操纵子(lac operon)的结构1、结构基因(1)lacZ:编码 b 半乳糖苷酶 (使乳糖水解)(2)lacY:编码 b 半乳糖苷透过酶(使 b 半乳糖苷透过细胞壁、质膜进入细胞内)(3)lacA:编码 b 半乳糖苷乙酰转移酶(将乙酰基转移到b 半乳糖苷上)2、调节基因(regulatory gene)(1)概念: 其产物参与调控其他结构基因表达的基因(2)特点:a、可在结构基因群附近、也可远离结构基因b、不仅对同一条 DNA 链上的结构基因起作用,而且能对不同 DNA 链上的结构基因起作用(3)调控蛋白:类型:a、阻遏蛋白(repressive pr

35、otein)与操纵元件结合后能减弱或阻止所调控基因转录的调控蛋白 b、激活蛋白(activating protein):与操纵元件结合后能增强或启动所调控基因转录的调控蛋白3、操纵元件(operator)(1)与启动子邻近或与启动子部分序列重叠(2)具有回文结构,能形成十字形结构。(3)与不同构像的蛋白质结合,可以分别起阻遏或激活基因表达的作用4、启动子(promoter)是指能被 RNA 聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段 DNA 序列。(1)-10 序列- Pribnow 盒:TATAAT;(2)-35bp 序列:TTGACA操纵子至少有一个启动子,一般在第一个结构基因5上游,控制整个结

36、构基因群的转录5、终止子(terminator)是给予 RNA 聚合酶转录终止信号的 DNA 序列(1)不依赖 因子的终止子(2)依赖 因子的终止子在一个操纵元中至少在结构基因群最后一个基因的后面有一个终止子大肠杆菌乳糖操纵子(lactose operon)包括 3 个结构基因:Z、Y 和 A,以及启动子、控制子和阻遏子等。转录的调控是在启动区和操纵区进行的。LacI阻抑蛋白,LacZ -糖苷酶,LacY透性酶,LacA转乙酰基酶。三种酶的功能: . -半乳糖酶:将乳糖分解成半乳糖和葡萄糖. 渗透酶:增加糖的渗透,易于摄取乳糖和半乳糖. 转乙酰酶: -半乳糖转变成乙酰半乳糖lac 操纵子小结通

37、常情况(葡萄糖供应正常)阻遏蛋白与操纵序列结合,基因不转录。细胞外的乳糖通过透性酶吸收到细胞内;细胞内的 -半乳糖苷酶将乳糖转变为异乳糖。异乳糖结合到乳糖阻抑物上使之从操纵序列上脱离,聚合酶迅速开始 lacZYA 基因的转录。这就是负控诱导。然而,还需要细菌生长系统中缺少葡萄糖,使cAMP 含量增加,才有足够量的cAMP 与CRP 结合形成 CRP-cAMP 复合物结合于 Plac 上游。使 DNA 双螺旋发生弯曲,转录才可以有效地进行。组氨酸操纵子:与 His 降解代谢有关的两组酶类被称为 hut 酶(histidine utilizing enzyme),控制这些酶合成的操纵子被称为 hu

38、t operon。由一个多重调节的操纵子控制,有两个启动子,两个操纵区及两个正调控蛋白。转录后调控一、 翻译起始的调控遗传信息的翻译起始于 mRNA 上的核糖体结合位点(RBS)起始密子 AUG 上游的一段非翻译区。在 RBS 中有 SD 序列,与核糖体 16S rRNA 的 3端互补配对,促使核糖体与 mRNA相结合。RBS 的结合强度取决于 SD 序列的结构及与 AUG 的距离。SD 与 AUG 相距一般以 410 核苷酸为佳,9 核苷酸最佳。二、mRNA 稳定性对转录水平的影响所有细胞都有一系列核酸酶,用来清除无用的mRNA。一个典型的mRNA半衰期为2-3min。mRNA 分子被降解的

39、可能性取决于其二级结构。SD 序列的微小变化,往往会导致表达效率成百上千倍的差异,这是由于核苷酸的变化改变了形成 mRNA 5端二级结构的自由能,影响了 30S 亚基与 mRNA 的结合,从而造成了蛋白质合成效率上的差异。三、蛋白质的调控作用细菌中有些 mRNA 结合蛋白可激活靶基因的翻译。相反,mRNA 特异性抑制蛋白则通过与核糖体竞争性结合 mRNA 分子来抑制翻译的起始。大肠杆菌中的核糖体蛋白就存在翻译抑制现象。四、反义 RNA 的调节作用RNA 调节是原核基因表达转录后调节的另一种重要机制。细菌相应环境压力的改变,会产生一些非编码小 RNA 分子,能与 mRNA 中的特定序列配对并改变

40、其构象,导致翻译过程的开启或关闭等作用。第七八章操纵子(operon):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。在原核生物中,若干结构基因可串联在一起,其表达受到同一调控系统的调控,这种基因的组织形式称为操纵子。反式作用因子(trans-acting factor):能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。弱化子:在 trp mRNA 5端有一个长 162bp 的 mRNA 片段被称为前导区,其中123150 位 碱基序列

41、如果缺失,trp 基因表达可提高 6-10 倍。mRNA 合成起始以后,除非培养基中完全没有色氨酸,转录总是在这个区域终止,产生一个仅有140 个核苷酸的 RNA 分子,终止 trp基因转录。这个区域被称为弱化子,该区mRNA 可通过自我配对形成茎-环结构。顺式作用元件(cis-acting element)影响自身基因表达活性的非编码 DNA 序列。断裂基因(splite gene):真核生物结构基因,由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成,去除非编码区再连接后,可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质,这些基因称为断裂基因。基因的分子生物学定义:产生一条多肽链或功能RNA 所必需的

42、全部核苷酸序列。基因表达的时间特异性:基因表达的空间特异性:填空题1、真核生物中反式作用因子的 DNA 结合结构域有:螺旋转角螺旋,碱性螺旋-环-螺旋,锌指,碱性亮氨酸拉链,同源域蛋白。2、转录调节因子按功能可以分为:基本转录因子和特异转录因子。3、真核生物有 3 类 RNA 聚合酶,负责转录 rRNA 基因的 RNA 聚合酶是:RNA 聚合酶 I4、典型的原核启动子的四个特征是:转录起始位点,原核基因转录起始位点通常是嘌呤,-10 区,-35 区。5、乳糖操纵子的结构结构基因有:lacZ,lacY,lacA。选择题1、在什么情况下,乳糖操纵子的转录活性最高( A )A 高乳糖,低葡萄糖C 低

43、乳糖,低葡萄糖B 高乳糖,高葡萄糖D 低乳糖,高葡萄糖2、在真核基因表达调控中,( B )调控元件能促进转录的速率。A 弱化子B 增强子C repressorD TATA Box3、外显子是( D )A 基因突变的表现C 不转录的 DNAB DNA 被水解断裂开的片段D 真核生物基因的编码序列4、关于外显子和内含子的叙述,正确的是( C )A 仅外显子在 DNA 模板上有相应的互补序列C 除去内含子及连接外显子的过程称为剪接5、不属于转录后修饰的是( C )B hnRNA 上只有外显子而无内含子序列D 除去外显子的过程称为剪接A 腺苷酸聚合B 5端加帽子结构D 内含子切除C 外显子切除 6、A

44、AUAAA 序列是( D )A 启动子的辨认序列B 真核生物的转录终止点D 真核生物转录终止修饰点C 真核生物的反式作用因子7、下列哪项不是真核生物转录后水平的调控机制( D )A 5端加帽和 3端多聚腺苷酸化C mRNA 运输的控制B mRNA 选择性剪接D 外显子切除问答题1、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,I 基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列 O 处,乳糖操纵子处于阻遏状态,

45、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

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