分子生物學-生命科學與農(nóng)學學院復習題(共11頁)

1、 2014-2015第二(d r)學期分子生物學復習資料名詞解釋DNA重組(zhn z)技術：將不同(b tn)的DNA片段按照人們的設計定向連接起來，在特定細胞中復制、表達，產(chǎn)生影響受體細胞的新的遺傳性狀。基因：是原核、真核生物以及病毒的DNA和RNA分子中具有遺傳效應的核苷酸序列，是遺傳的基本單位?；蚪M：細胞或生物中，一套完整單倍體遺傳物質(zhì)的總和（包括一種生物所需的全套基因及間隔序列）稱為基因組。 C值矛盾：是指真核生物中DNA含量的反常現(xiàn)象。主要表現(xiàn)為： C值不隨生物的進化程度和復雜性而增加； 關系密切的生物C值相差甚大； 高等真核生物具有比用于遺傳高得多的C值。重疊基因：同一段DNA

2、的編碼序列，由于閱讀框架的不同或終止早晚的不同，同時編碼兩個或兩個以上多肽鏈的基因。斷裂基因：在真核生物基因組中，基因是不連續(xù)的，在基因的編碼區(qū)域內(nèi)部含有大量的不編碼序列，從而打斷了對應于蛋白質(zhì)的氨基酸序列。這種不連續(xù)的基因又稱斷裂基因或割裂基因。轉座子：即可移動的基因成分，是指能夠在一個DNA分子內(nèi)部或兩上DNA分子之間移動的DNA片段。質(zhì)粒：是獨立于許多細菌及某些真核細胞染色體外共價閉合環(huán)狀的DNA分子，能獨立復制的最小遺傳單位?；蚣易澹菏钦婧松锘蚪M中來源相同，結構相似，功能相關的一組基因。物理圖譜：是以特異的DNA序列為標志所展示的染色體圖。標志之間的距離或圖距以物理距離如堿基對（

3、base pair；bp，Kb , Mb)表示。最精細的物理圖是核苷酸順序圖，最粗略的物理圖是染色體組型圖。遺傳圖：又稱連鎖圖，是通過計算連鎖的遺傳標記之間的重組率來確定他們之間的相對距離，測定單位用cM (厘摩)表示。Holliday模型：即同源重組模型，有四個要點：兩個同源染色體DNA排列整齊；一個DNA的一條鏈裂斷并與另一個DNA對應的鏈連接，形成的連接分子，稱為Holliday中間體；通過分支移動產(chǎn)生異源雙鏈DNA；Holliday中間體切開并修復，形成兩個雙鏈重組體DNA。操縱子：原核生物在分子水平上調(diào)控基因表達的單位，由調(diào)節(jié)基因、啟動子、操縱基因及其所控制的一組功能上相關的結構基因

4、所組成。順式作用(zuyng)元件：存在于基因旁側序列中能影響基因表達的序列。順式作用元件包括啟動子、增強子、調(diào)控序列和可誘導(yudo)元件等，它們的作用是參與基因表達的調(diào)控。順式作用元件本身不編碼任何蛋白質(zhì),僅僅提供一個(y )作用位點，要與反式作用因子相互作用而起作用。反式作用因子：是指能直接或間接地識別或結合在各類順式作用元件核心序列上參與調(diào)控靶基因轉錄效率的蛋白質(zhì)。eg,RNA聚合酶 。阻遏蛋白：是負調(diào)控系統(tǒng)中由調(diào)節(jié)基因編碼的調(diào)節(jié)蛋白，它本身或與輔阻遏物一起結合與操縱基因，阻遏操縱子結構基因的轉錄。啟動子：RNA聚合酶特異性識別和結合的DNA序列。 啟動子是基因的一個組成部分，控制基

5、因表達（轉錄）的起始時間和表達的程度。啟動子就像“開關”，決定基因的活動。啟動子本身并不控制基因活動，而是通過與轉錄因子結合而控制基因活動的。衰減子：原核生物的操縱子中可以明顯衰減乃至終止轉錄作用的一段核苷酸序列，位于操縱子的上游。核酸分子雜交：核酸分子雜交是指非同一分子來源但具有互補序列(或某一區(qū)段互補)的兩條多核苷酸鏈，通過堿基配對形成穩(wěn)定的雙鏈分子的過程。外顯子：真核細胞基因DNA中的編碼序列，這些序列被轉錄成RNA并進而翻譯為蛋白質(zhì)。內(nèi)含子：真核細胞基因DNA中的間插序列，這些序列被轉錄成RNA，但隨即被剪除而不翻譯。假基因：基因組中因突變而失活的基因，無蛋白質(zhì)產(chǎn)物。一般是啟動子出現(xiàn)問

6、題。管家基因：在生物體幾乎所有的細胞中持續(xù)表達的基因，往往編碼維持細胞基本結構與功能的蛋白質(zhì)?；驍U增：基因擴增是指某些基因的拷貝數(shù)專一性增大的現(xiàn)象，它使得細胞在短期內(nèi)產(chǎn)生大量的基因產(chǎn)物以滿足生長發(fā)育的需要，是基因活性調(diào)控的一種方式。 基因重排：將一個基因從遠離啟動子的地方移到距它很近的位點從而啟動轉錄，這種方式被稱為基因重排。DNA甲基化： HYPERLINK /wiki/DNA%E7%94%B2%E5%9F%BA%E5%8C%96 DNA甲基化是指生物體在 HYPERLINK /wiki/DNA%E7%94%B2%E5%9F%BA%E8%BD%AC%E7%A7%BB%E9%85%B6 DN

7、A甲基轉移酶的催化下，以S-腺苷甲硫氨酸為甲基供體,將 HYPERLINK /wiki/%E7%94%B2%E5%9F%BA 甲基轉移到特定的堿基上的過程。染色質(zhì)重塑:是由染色質(zhì)重塑復合物介導的一系列以染色質(zhì)上核小體變化為基本特征的生物學過程。增強子：指能使與它連鎖的基因(jyn)轉錄頻率明顯增加的DNA序列(xli)沉默子：某些基因的含有負性調(diào)節(jié)元件，當其結合特異蛋白因子時，對基因轉錄起阻遏(z )作用。絕緣子：一種負調(diào)控元件，參與基因表達的負調(diào)控?？煽刂祈樖阶饔迷男袨椋艚^了激活或抑制效果沿染色質(zhì)的過度傳播。鋅指結構：是真核細胞轉錄因子的DNA結合結構域的一種結構形式，包含數(shù)個相同的指

8、結構，每個指結構含有2等結構形式，其中4個殘基（Cys2/ His2或者Cys2/ Cys2）與鋅離子形成配位鍵。鋅指結構的指尖部分能夠嵌入DNA雙螺旋的大溝?？勺兗艚樱涸诟叩日婧松飩€體發(fā)育或細胞分化過程中可以有選擇性地越過某些外顯子或某個剪接點進行變位剪接，產(chǎn)生出組織或發(fā)育階段特異性mRNA，稱為可變剪接。RNA編輯：是指改變RNA分子序列的一種轉錄后修飾現(xiàn)象，包括堿基的插入，缺失或核苷酸的轉換等現(xiàn)象。它導致了DNA所編碼的遺傳信息的改變。小干擾RNA (small interfering RNA, siRNA)：是細胞內(nèi)一類雙鏈RNA(double-stranded RNA，dsRNA)

9、在特定情況下通過一定酶切機制，轉變?yōu)榫哂刑囟ㄩL度(2123個堿基)和特定序列的小片段RNA。類病毒：類病毒是一個裸露的閉合環(huán)狀RNA分子，它能感染寄主細胞并在其中進行自我復制使寄主產(chǎn)生病癥。朊病毒：一種不含核酸的、無免疫性的、但具有感染性的小分子蛋白質(zhì);又稱蛋白侵染子.二、簡答題1. 證明生物的遺傳物質(zhì)是DNA的經(jīng)典實驗有哪些？其主要過程是怎樣的？1)肺炎雙球菌轉化實驗 無毒的R型菌與被殺死的有毒的S型菌混合后轉化為有毒的S型活菌. 說明S菌體內(nèi)有一種轉化因子 2)體外轉化實驗 只有加入DNA，R型細菌才能轉化成S型細菌，并且DNA的純度越高，轉化效率越高。 3)噬菌體轉導(zhun do)實

10、驗 第一步：把宿主細菌(xjn)培養(yǎng)在含有35S（或32P）培養(yǎng)基中，然后(rnhu)用T2噬菌體去感染，結果獲得的子代噬菌體被標上35S或32P。第二步：標記了的噬菌體去感染未標記的細菌。第三步：強烈攪拌洗滌，以便使吸附在菌體外表的 T2 噬菌體蛋白質(zhì)外殼脫離細胞并均勻分布，再進行離心沉淀，分別測定沉淀物和上清液中的同位素標記。結果：幾乎全部 35S都在上清液中，而幾乎全部 32P和細菌一起出現(xiàn)在沉淀物中2. 玉米的AC-DS系統(tǒng)？答：即激活因子解離系統(tǒng)。包括：Ac：含有5個外顯子的單個基因，其產(chǎn)物是轉座酶。Ac的存在可以解除Ds對C的抑制作用，從而使色素基因C得以表達。 Ds：為Ac缺失之

11、后的序列。經(jīng)常變動在染色體上的位置，當插入到色素基因C的近旁或中間時，玉米籽粒不能形成色素。3.試說明乳糖操縱子在原核基因表達調(diào)控中的調(diào)控機制？答: 1)乳糖操縱子的組成:大腸桿菌乳糖操縱子含Z,Y,A三個結構基因,分別編碼半乳糖苷酶,透酶和半乳糖苷乙酰轉移酶,此外還有一個操縱序列O,一個啟動子P和一個調(diào)節(jié)基因I.2)阻遏蛋白的負性調(diào)節(jié):沒有乳糖存在時,I基因編碼的阻遏蛋白結合于操縱序列O處,乳糖操縱子處于阻遏狀態(tài),不能合成分解乳糖的三種酶;有乳糖存在時,乳糖作為誘導物誘導阻遏蛋白變構,不能結合于操縱序列,乳糖操縱子被誘導開放合成分解乳糖的三種酶.所以,乳糖操縱子的這種調(diào)控機制為可誘導的負調(diào)控

12、.3)CAP的正性調(diào)節(jié):在啟動子上游有CAP結合位點,當大腸桿菌從以葡萄糖為碳源的環(huán)境轉變?yōu)橐匀樘菫樘荚吹沫h(huán)境時,cAMP濃度升高,與CAP結合,使CAP發(fā)生變構,CAP結合于乳糖操縱子啟動序列附近的CAP結合位點,激活RNA聚合酶活性,促進結構基因轉錄,調(diào)節(jié)蛋白結合于操縱子后促進結構基因的轉錄,對乳糖操縱子實行正調(diào)控,加速合成分解乳糖的三種酶.4)協(xié)調(diào)調(diào)節(jié):乳糖操縱子中的I基因編碼的阻遏蛋白的負調(diào)控與CAP的正調(diào)控兩種機制,互相協(xié)調(diào),互相制約.4. 載體是什么？其必須具備的條件？ 載體(Vector):將外源DNA或基因攜帶進入宿主細胞進行擴增或表達的工具。能夠在宿主細胞中復制并且穩(wěn)定地保存

13、。 具有一至多個限制性酶切位點，以便與外源基因連接。 具有某些標記基因，便于進行篩選。 對受體細胞無害(w hi)。 5.原核(yun h)生物基因組的特點？為一條(y tio)環(huán)狀雙鏈DNA;只有一個復制起點;具有操縱子結構;絕大部分為單拷貝;可表達基因約50%,大于真核生物小于病毒;基因一般是連續(xù)的,無內(nèi)含子;重復序列很少.藍-白篩選的原理？答:某些質(zhì)粒帶有大腸桿菌的半乳糖苷酶基因片段,在半乳糖苷酶基因的基因區(qū)外又另外引入了一段含多種單一限制酶位點的DNA序列.這些位點上如果沒有克隆外源性DNA片段,在質(zhì)粒被導入lac-的大腸桿菌后,質(zhì)粒攜帶的半乳糖苷酶基因將正常表達,與大腸桿菌的半乳糖苷

14、酶基因互補,產(chǎn)生有活性的半乳糖苷酶,加入人工底物X-gal和誘導劑IPTG后,出現(xiàn)藍色的菌落.如果在多克隆位點上插入外源DNA片段,將使lac Z基因滅活,不能生成半乳糖苷酶,結果菌落出現(xiàn)白色.由于這種顏色標志,重組克隆和非重組克隆的區(qū)分一目了然.真核基因組結構特點：答：真核基因組結構龐大 單順反子基因不連續(xù)非編碼區(qū)較多 含有大量重復序列 DNA甲基化抑制基因轉錄的機理答：1、DNA甲基化會導致某些區(qū)域DNA構象改變，直接影響了轉錄因子于啟動區(qū)DNA的結合效率的結合活性，不能啟始基因轉錄。DNA的甲基化不利于模板與RNA聚合酶的結合，降低了轉錄活性。3、甲基化的CpG 可以通過與甲基化CpG結

15、合蛋白因子的結合間接影響轉錄因子與DNA的結合。增強子的特點有哪些？答：增強效應(xioyng)十分明顯 增強效應與其位置和取向(q xin)無關大多為重復序列(xli)，一般長約50bp，適合與某些蛋白因子結合增強效應有嚴密的組織和細胞特異性沒有基因專一性許多增強子還受外部信號的調(diào)控反式作用因子的DNA結合結構域有哪些類型？答：螺旋-轉折-螺旋鋅指結構 堿性-亮氨酸拉鏈堿性-螺旋-環(huán)-螺旋可變剪接有些類型？類型：（一）順式間接 不同的轉錄起始位點 不同的PolyA位點 可選的外顯子 相互排斥的外顯子 可變的外顯子5剪接位點 可變的外顯子3剪接位點 內(nèi)含子滯留 （二）反式剪接 miRNA的特點

16、：答：其長度一般為2025個堿基；在不同生物體中普遍存在；其序列在不同生物中具有一定的保守性；具有明顯的表達階段特異性和組織特異性；miRNA 基因以單拷貝、多拷貝或基因簇等多種形式存在于基因組中，大多位于基因間隔區(qū)。 根據(jù)病毒基因組分類，病毒有有哪些類型？答：雙鏈DNA病毒單鏈DNA病毒雙鏈RNA病毒單股正義RNA病毒單股反義RNA病毒反轉錄(zhun l)病毒簡述逆轉錄病毒(bngd)核酸復制的過程。答：分二個階段(jidun)：第一階段，病毒核時進入胞漿后，以病毒RNA為模板，在依賴RNA的DNA多聚酶和RNA引物的作用下，合成負鏈DNA（即RNA：DNA），正鏈RNA被降解，進而以負鏈

17、DNA為模板形成雙股DNA（即DNA：DNA），轉入細胞核內(nèi)，整合成宿主DNA中，成為前病毒。第二階段，前病毒DNA轉錄出病毒mRNA，翻譯出病毒蛋白質(zhì)。同樣從前病毒DNA轉錄出病毒RNA，在胞漿內(nèi)裝配，以出芽方式釋放。被感染的細胞仍持續(xù)分裂將前病毒傳遞至子代細胞。簡述DNA分子克隆的步驟：答：基因的分離DNA的體外重組(切、接)重組DNA分子的轉化和擴增(轉、增)轉化子的篩選和鑒定(檢)外源基因的表達五、綜合分析題1. 簡述Sanger雙脫氧鏈終止法進行DNA序列分析的基本原理，并將下列DNA測序膠片的結果（正向引物測序），從53寫出合成鏈的DNA序列。答案要點：Sanger雙脫氧鏈終止法的

18、最大特點是引入了雙脫氧核苷三磷酸（2,3-ddNTP）作為鏈終止劑。（1）2,3-ddNTP與普通的dNTP不同之處在于前者的脫氧核糖的3位又少了個羥基。它可以在DNA聚合酶的作用下和多核苷酸鏈的3羥基形成磷酸二酯鍵，但卻不能再與下一個核苷酸縮合，結果使得多核苷酸鏈的延伸終止。（2）如果在DNA的合成反應中，除了加入4種正常的dNTP外，再加入一種少量的ddNTP，那么多核苷酸鏈的延伸將與偶然發(fā)生但卻十分特異的鏈終止展開競爭，所以反應產(chǎn)物是一系列的長短不一的核苷酸鏈。在4組獨立的DNA合成反應中，分別加入4種不同的ddNTP，結果將生成4組核苷酸鏈，它們將分別終止于每一個A，每一個G，每一個C

19、，每一個T的位置上。對這4組核苷酸鏈進行聚丙烯酰胺凝膠電泳，就可讀出序列。 5- CTGACGCATACGGTTCATCGGTAGTCCTAGTGCATC -3 2. 在對E.coli調(diào)控色氨酸合成的弱化(ru hu)子研究中，研究者通過對前導序列1，2，3，4區(qū)域的序列分別進行失活突變，可以分析這些區(qū)域在調(diào)控色氨酸合成中的作用。其中有一個突變株，表現(xiàn)為色氨酸合成缺陷型，即不管培養(yǎng)基中色氨酸濃度高或低，都不能正常轉錄色氨酸合成相關的酶。請根據(jù)色氨酸操縱子前導序列的特點，簡要分析其失活突變位點可能(knng)位于前導序列的哪些區(qū)域？ 答案要點(yodin)：1)色氨酸衰減子的作用機制 2區(qū)的配對

20、區(qū)域，由于其突變使得無論色氨酸濃度高或低，2區(qū)和3區(qū)的配對均不能形成，3區(qū)只能與4區(qū)配對形成終止子，無法轉錄色氨酸合成相關的基因。 1區(qū)的10，11位色氨酸密碼子突變?yōu)槠渌被崦艽a子，使得前導肽的合成與色氨酸的濃度沒有直接相關性，無論色氨酸濃度高均能正常通讀前導序列，核糖體沒有停頓，因此2區(qū)被核糖體占據(jù)，3區(qū)只只能與4區(qū)配對形成終止子，下游基因無法轉錄。 3. 人的基因組大概有2.53萬個基因,但它們構成的生物體蛋白質(zhì)種類卻有20多萬種。人的基因組是怎樣以有限的基因形成如此多的蛋白質(zhì)的?1)基因的選擇性剪接是造成如此多的蛋白的原因之一：由于選擇性剪接,同一個基因能得到多種類型的蛋白質(zhì)；2)基

21、因的重排是導致形成蛋白數(shù)量多于基因數(shù)量的又一原因,最常見的是免疫球蛋白基因的重排,重排結果是大量的免疫球蛋白分子的產(chǎn)生；3)轉錄后加工的多樣性可以導致得到的蛋白質(zhì)的數(shù)量遠多于基因數(shù)量,可以利用5端轉錄起始位點和剪接位點產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì),還可以利用加多個poly A 位點和不同的剪接方式產(chǎn)生不同的蛋白.此外，mRNA前體不需要剪接，但存在多個轉錄起點或Poly(A)添加位點。4. 有一研究生想使他所感興趣的一大腸桿菌的基因嚴格(yng)受碳源控制,在葡萄糖供應(gngyng)時,該基因(jyn)不表達,當供應乳糖時,該基因大量表達?你如何幫助他實現(xiàn)這種想法?依據(jù)是什么?1) 用乳糖操縱子中的啟動

22、子(含操縱基因)取代其本身的啟動子。方法：通過PCR擴增大腸桿菌基因的啟動子及其附近序列，克隆到T載體上，在擴增序列內(nèi)部插入lacP和lacO,在lacP上游插入氨芐青霉素抗性基因，將重組T載體用內(nèi)切酶切開后，轉化大腸桿菌，在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上篩選陽性克隆，用PCR或Southern blotting技術進一步鑒定陽性克隆。2) 依據(jù)的是乳糖操縱子模型。試說明真核細胞與原核細胞在基因轉錄，翻譯及DNA的空間結構方面存在的主要差異，表現(xiàn)在哪些方面？答：在真核細胞中，一條成熟的mRNA鏈只能翻譯出一條多肽鏈，很少存在原核生物中常見的多基因操縱子形式。真核細胞DNA與組蛋白和大量非組蛋白相結合，

23、只有一小部分DNA是裸露的。高等真核細胞DNA中很大部分是不轉錄的，大部分真核細胞的基因中間還存在不被翻譯的內(nèi)含子。真核生物能夠有序地根據(jù)生長發(fā)育階段的需要進行DNA片段重排，還能在需要時增加細胞內(nèi)某些基因的拷貝數(shù)。在真核生物中，基因轉錄的調(diào)節(jié)區(qū)相對較大，它們可能遠離啟動子達幾百個甚至上千個堿基對。在原核生物中，轉錄的調(diào)節(jié)區(qū)都很小，大都位于啟動子上游不遠處。真核生物的RNA在細胞核中合成，只有經(jīng)轉運穿過核膜，到達細胞質(zhì)后，才能被翻譯成蛋白質(zhì)，原核生物中不存在這樣嚴格的空間間隔。許多真核生物的基因只有經(jīng)過復雜的成熟和剪接過程，才能順利地翻譯成蛋白質(zhì)。試論述真核生物基因表達調(diào)控的特點及不同層次？答

24、：真核生物基因表達調(diào)控的特點：1、有三種RNA聚合酶，分別起始著不同基因的轉錄；2、個體發(fā)育復雜，具有調(diào)控基因特異性表達的機制；3、多層次調(diào)控真核基因表達； 4、真核生物活性染色體結構變化對基因表達具有調(diào)控作用：對核酸酶敏感性、DNA拓撲結構變化 、DNA堿基修飾變化 、組蛋白變化；5、正調(diào)節(jié)占主導，且一個真核基因通常有多個調(diào)控序列，需要多個激活物。6、轉錄與翻譯間隔進行 ；7、具有轉錄后修飾、加工 ；表達調(diào)控的不同層次：DNA和染色體水平(shupng)；轉錄(zhun l)水平轉錄(zhun l)后加工水平RNA轉運水平翻譯水平翻譯后加工及蛋白質(zhì)活性控制mRNA選擇性降解的調(diào)控試論述病毒基

25、因組的特點？答：病毒基因組所含核酸類型不同，且一種病毒只含一種核酸成分不同病毒基因組大小相差較大，病毒基因組的編碼序列大病毒基因組可以是連續(xù)的也可以是不連續(xù)的，基因可以是連續(xù)的也可以是間斷的病毒基因組一般都是單倍體和單拷貝基因重疊病毒基因組含有不規(guī)則結構基因幾個結構基因的編碼區(qū)無間隔結構基因本身沒有翻譯起始序列mRNA沒有5端的帽結構試論述PCR反應的原理、PCR反應體系和引物設計原則。答：PCR反應的原理：以擬擴增的DNA分子為模板，以一對分別與模板5末端和3末端互補的寡核苷酸片段為引物，在DNA聚合酶的作用下，按照半保留復制的機制沿著模板鏈延伸直至完成新的DNA合成，重復這一過程，即可使目的DNA片段得到擴增。PCR反應體系：Buffer、Taq酶、正向引物、反向引物、模板DNA、dNTP、水引物設計原則：長度1530 b引物