分子生物學(xué)思考題.doc

分子生物學(xué)考試重點(diǎn)（前四章+第七、八章）第一章一、DNA重組技術(shù)和基因工程技術(shù) （p12）答：DNA重組技術(shù)：將不同的DNA片段，按照人們的設(shè)計(jì)定向連接起來，于特定的受體細(xì)胞中和載體一起復(fù)制并得到表達(dá)，產(chǎn)生影響受體的新的遺傳性狀的技術(shù)?；蚬こ碳夹g(shù)：除DNA重組技術(shù)外還包括其他對生物細(xì)胞基因組結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造的體系。關(guān)鍵：工具酶的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用前景：1、合成正常細(xì)胞中含量很低的多肽 2、定向改造基因組結(jié)構(gòu) 3、進(jìn)行基礎(chǔ)研究二、請簡述現(xiàn)代分子生物學(xué)的研究內(nèi)容。（第二版前言、p12標(biāo)題）答：分子生物學(xué)：研究核酸等生物大分子的功能、形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征的重要性和規(guī)律性的科學(xué)，主要關(guān)心的是核酸在細(xì)胞生命過程中的作用，包括核酸的復(fù)制和保存、基因的表達(dá)和調(diào)控。 研究內(nèi)容：DNA重組技術(shù)，基因的調(diào)控和表達(dá)，生物大分子的功能結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)，基因組、功能基因組和生物信息學(xué)。第二章一、核小體（P27）答：核小體：由H2A、H2B、H3、H4各兩分子組成的八聚體和約200bp的DNA組成。八聚體在內(nèi)，DNA盤繞在外。其是DNA壓縮的第一步。若用核酸酶降解核小體，只能得到約146bp的核心顆粒。（另：H1在核小體的外面）核心顆粒：除去接頭DNA的核小體單體，長度約146bp核小體單體：八聚體+200bpDNA組成，包括接頭DNA二、DNA的半保留復(fù)制（p38）答：DNA在復(fù)制過程中，堿基間的氫鍵首先斷裂，雙螺旋解旋解鏈，每條單鏈分別作為模板合成新鏈。新生成的DNA分子與原DNA分子的堿基順序完全一樣，這樣每個(gè)子代分子的DNA一條單鏈來自模板鏈，另一條單鏈來自新合成的鏈，這種復(fù)制方式成為DNA的半保留復(fù)制。三、轉(zhuǎn)座子（p57）答：轉(zhuǎn)座子是存在于DNA上的可以自主復(fù)制和移動(dòng)的基本單位，其可以分為兩大類：插入序列和復(fù)合型轉(zhuǎn)座子，另外還有TnA家族。四、DNA的一、二、三級結(jié)構(gòu)特征。（P32p37）答：1、各級結(jié)構(gòu)的定義：DNA的一級結(jié)構(gòu)：指四種核苷酸的連接和排列順序DNA的二級結(jié)構(gòu)：指兩條多核苷酸鏈反向平行盤繞所生成的雙螺旋結(jié)構(gòu)DNA的三級結(jié)構(gòu)：在DNA雙螺旋基礎(chǔ)上進(jìn)一步扭曲盤繞所形成的特定空間結(jié)構(gòu)。2、各級結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：DNA一級結(jié)構(gòu)：（1）、DNA分子是由兩條脫氧核苷酸長鏈盤繞而形成的。（2）、脫氧核糖和磷酸交替連接，在外側(cè)形成骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。 （3）、堿基之間按照互補(bǔ)配對的原則以氫鍵連接（AT、CG）。DNA二級結(jié)構(gòu)：（1）、右手螺旋（A-DNA、B-DNA） 、雙螺旋之間有凹槽，小溝1.2（nm）大溝2.2（nm） 、堿基之間以氫鍵連接，堿基平面與縱軸垂直，螺旋的軸心穿過氫鍵的中點(diǎn)、堿基平面距離0.34nm，雙螺旋直徑2.0nm，每十個(gè)核苷酸為一個(gè)結(jié)構(gòu)重復(fù)周期。 （2）、左手螺旋（Z-DNA）是右手螺旋結(jié)構(gòu)模型的一個(gè)補(bǔ)充和發(fā)展DNA三級結(jié)構(gòu)：（1）、超螺旋是其三級結(jié)構(gòu)的主要形式，分為正超螺旋與負(fù)超螺旋。在不同的拓?fù)洚悩?gòu)酶的作用下可以相互轉(zhuǎn)變。 （2）、DNA分子的變化滿足公式：L=T+W（連接數(shù)旋轉(zhuǎn)數(shù)+超螺旋數(shù)） （3）、雙螺旋DNA的松開導(dǎo)致負(fù)超螺旋、擰緊導(dǎo)致正超螺旋。五、DNA復(fù)制通常采取哪些方式？（p40）答：（1）線性DNA雙鏈復(fù)制：，復(fù)制叉方向：單一起點(diǎn)單向、雙向，或多起點(diǎn)雙向，特殊機(jī)制：I，線性的復(fù)制子形成環(huán)狀或多聚分子 II，末端形成發(fā)卡結(jié)構(gòu) III，特殊蛋白介入，在真正末端啟動(dòng)復(fù)制 （2）環(huán)狀DNA雙鏈復(fù)制：型、滾環(huán)型、D環(huán)型六、真核生物DNA的復(fù)制在哪些水平上受到調(diào)控？（p51）答：真核細(xì)胞生活周期：G1期：復(fù)制預(yù)備期、S期：復(fù)制期、G2期：有絲分裂預(yù)備期、M期：有絲分裂期。 調(diào)控方式：（1）、細(xì)胞生活周期水平調(diào)控：決定是否從G1期進(jìn)入S期 （2）、染色體水平調(diào)控：決定不同染色體或者同一染色體的不同部位的復(fù)制子按一定順序在S周期進(jìn)行復(fù)制 （3）、復(fù)制子水平調(diào)控：決定復(fù)制子是否進(jìn)行復(fù)制七、DNA 修復(fù)包括哪幾種？p51p55答：1、錯(cuò)配修復(fù)：通過復(fù)制前母鏈甲基化來識(shí)別錯(cuò)配的子鏈，根據(jù)“保留母鏈，修復(fù)子鏈”的原則，通過兩種方式（3端、5端）剪切和合成新鏈修復(fù)。 2、切除修復(fù)：（1）、堿基切除修：、糖苷水解酶：水解受損核苷酸上的N糖苷鍵，形成去堿基位點(diǎn)（即AP位點(diǎn)）、AP核酸內(nèi)切酶：將受損核酸的糖苷磷酸鍵切開、DNA聚合酶：合成新的片段、DNA連接酶：連接，完成修復(fù)（2）、核苷酸切除修復(fù)：通過DNA切割酶和DNA聚合酶實(shí)現(xiàn)修復(fù) 、DNA切割酶：切割損傷部位的磷酸糖苷鍵、DNA聚合酶（原核）或（真核）：合成新片段、DNA連接酶：連接，完成修復(fù)3、重組修復(fù)：又稱復(fù)制后修復(fù)，復(fù)制時(shí)跳過損傷部位，之后通過DNA重組修復(fù)4、直接修復(fù)：不通過切除來修復(fù)，如DNA光解酶使環(huán)丁烷胸腺嘧啶二聚體或64光化物還原成單體。5、SOS修復(fù)：誘導(dǎo)DNA修復(fù)，誘變反應(yīng)，細(xì)胞分裂的抑制，溶原性細(xì)菌釋放噬菌體等。細(xì)胞癌變也與SOS修復(fù)有關(guān)第三章一、Pribnow box（P76）答：為原核生物指導(dǎo)轉(zhuǎn)錄的DNA模板鏈上一段由5個(gè)核苷酸（TATAA）組成的共同序列，其為RNA聚合酶緊密結(jié)合點(diǎn)，其又位于起始位點(diǎn)上游10bp處，故又稱10區(qū)。二、編碼鏈（p66）答：將與mRNA序列堿基順序相同的那條DNA單鏈稱編碼鏈，又稱有義鏈；另一條根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則指導(dǎo)mRNA合成的DNA單鏈稱為模板鏈，又稱反義鏈。三、上升突變（p78）答：細(xì)菌中常見兩種突變：上升突變、下降突變，上升突變指：增加pribnow box的共同序列的同一性能夠提高啟動(dòng)子的效率，從而提高基因的轉(zhuǎn)錄水平的一種突變。例如乳糖操縱子中的pribnow區(qū)的TATGTT變?yōu)門ATATT能夠提高操縱子的基因轉(zhuǎn)錄水平。四、增強(qiáng)子（p78）答：是除啟動(dòng)子以外與轉(zhuǎn)錄起始有關(guān)的序列，一般位于200bp處，能夠增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄起始。特點(diǎn)：遠(yuǎn)距離效應(yīng)、順式調(diào)節(jié)、可對外部信號有反應(yīng)；無方向、有相位；無物種基因特異性、有組織特異性。五、簡述生物體內(nèi)RNA的種類和功能（P67）答：（1）mRNA：編碼特定蛋白質(zhì)序列 （2）tRNA： 識(shí)別mRNA中的遺傳信息，將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氨基酸后加入到多肽鏈中 （3）rRNA： 直接參與核糖體內(nèi)的蛋白質(zhì)合成（為最多的RNA）六、什么是DNA模板與mRNA及蛋白質(zhì)產(chǎn)物之間的共線性關(guān)系？（p67）答：書上67頁圖31七、轉(zhuǎn)錄一般被分為哪幾個(gè)步驟？（p67p69）答：模板識(shí)別：RNA聚合酶與啟動(dòng)子DNA雙鏈相互作用并結(jié)合的過程轉(zhuǎn)錄起始：RNA聚合酶與啟動(dòng)子DNA雙鏈結(jié)合后，形成轉(zhuǎn)錄泡，RNA鏈上第一個(gè)核苷酸鍵的產(chǎn)生。通過啟動(dòng)子：第一個(gè)核苷酸鍵產(chǎn)生到形成九個(gè)核苷酸短鏈的過程。轉(zhuǎn)錄延伸：RNA聚合酶釋放因子后，核心酶沿DNA模板鏈移動(dòng)并使新生RNA不斷延伸的過程轉(zhuǎn)錄終止：RNA延伸到終止位點(diǎn)時(shí)，RNA聚合酶不再形成新的磷酸二脂鍵，轉(zhuǎn)錄泡瓦解，RNA-DNA雜化雙鏈分離，DNA恢復(fù)雙鏈，RNA和RNA聚合酶從模板釋放。八、轉(zhuǎn)錄終止子與翻譯終止密碼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？（轉(zhuǎn)錄終止子結(jié)構(gòu)p90）答：轉(zhuǎn)錄終止子結(jié)構(gòu)：（1）不依賴因子的終止：在終止位點(diǎn)上游一段富含GC二重對稱區(qū)，通過轉(zhuǎn)錄形成RNA容易出現(xiàn)發(fā)卡結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)阻止RNA聚合酶的前進(jìn)，破壞RNA-DNA雜化雙鏈的結(jié)構(gòu)在終止位點(diǎn)上游存在48個(gè)A組成的序列，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物形成不穩(wěn)定的rUdA區(qū)域，上述兩者共同作用，使RNA聚合酶從三元復(fù)合物中脫離出來（2）依賴因子的終止：因子為六個(gè)相同亞基的聚合物，其能夠催化NTP的水解促使新生成的RNA從三元復(fù)合物中脫離出來，從而終止轉(zhuǎn)錄翻譯終止密碼結(jié)構(gòu)：待定九、什么是RNA編輯？其生物學(xué)意義？（p99、p101）答：定義：RNA編輯是某些RNA，特別是mRNA前體的一種加工方式，通過插入刪除或取代一些核苷酸殘基，導(dǎo)致mRNA編碼的遺傳信息發(fā)生改變，通過編輯的mRNA序列發(fā)生了不同于模板DNA的變化。RNA編輯的機(jī)制有兩種：位點(diǎn)特異性脫氨基作用和RNA指導(dǎo)的尿嘧啶插入或刪除。生物學(xué)意義：（1）、校正作用：彌補(bǔ)因突變而缺失的遺傳信息。 （2）、調(diào)控翻譯：通過構(gòu)建或除去起始密碼子和終止密碼子來調(diào)控翻譯。 （3）、擴(kuò)充遺傳信息：能使基因產(chǎn)物獲得新的結(jié)構(gòu)功能。第四章一、SD序列（P130）答：原核生物的mRNA上，于翻譯起始密碼AUG上游約10bp處，有一段5AGGAGGU3的富嘌呤區(qū)，稱為SD序列。該序列與核糖體30s亞基的16srRNA中的3端一段富嘧啶區(qū)互補(bǔ)；通過SD序列，核糖體與mRNA相互作用并結(jié)合。二、信號肽(p145)答：定義：在編碼分泌蛋白的基因中，大多5 端有一段基因用于編碼疏水性肽段，這一肽段在成熟的分泌蛋白中并不存在，其功能在于引導(dǎo)隨后產(chǎn)生的蛋白質(zhì)多肽鏈穿過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進(jìn)入腔內(nèi)。其在蛋白質(zhì)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體質(zhì)膜分泌途徑中具有重要作用，并被稱之為信號肽。（來源百度）特征：（1）帶有1015個(gè)疏水性氨基酸 （2）靠近N端常有一個(gè)或數(shù)個(gè)帶正電的氨基酸 （3）C端于蛋白酶切割位點(diǎn)附近常有數(shù)個(gè)極性氨基酸，且離切割位點(diǎn)最近的極性氨基酸常有很短的側(cè)鏈三、簡述tRNA 的結(jié)構(gòu)。（P116p117）答：二級結(jié)構(gòu)：“三葉草”結(jié)構(gòu)，含76個(gè)堿基，相對分子量為2.5104 （1）共同點(diǎn)：、含稀有堿基 、3末端均為CCA-OH （2）五個(gè)臂：、受體臂：含CCA-OH 、D臂：因含二氫尿嘧啶得名，并含三個(gè)可變核苷酸位點(diǎn) 、反密碼子臂：其套索結(jié)構(gòu)中含有三個(gè)反密碼子 、TC臂：根據(jù)三個(gè)核苷酸命名，其中為擬尿嘧啶 、多余臂：為tRNA變化最大的部位。 三級結(jié)構(gòu)：L形折疊。特點(diǎn)：、氫鍵維系 、兩個(gè)新增雙螺旋結(jié)構(gòu)：TC臂、受體臂和D臂 、L的兩頭：分別為受體臂和反密碼子臂 、L的轉(zhuǎn)角處：TC臂和D臂的套索結(jié)構(gòu) 、結(jié)構(gòu)意義：滿足翻譯時(shí)核糖體與mRNA的結(jié)構(gòu)相適應(yīng)。四、簡述核糖體的組成及其功能。（P123p126）答：結(jié)構(gòu)：（1）、由大亞基和小亞基組成，每個(gè)亞基都由核糖體蛋白以及rRNA組成 （2）、根據(jù)沉降系數(shù)不同70S型（原核生物，由50S+30S組成）80S型（真核生物，由60S+40S組成）（3）、核糖體蛋白：組成活性中心，去除任一蛋白，總體也會(huì)失去功能 （4）、rRNA：5S rRNA： 結(jié)合50S大亞基、TC臂。 16S rRNA： 結(jié)合mRNA、50S大亞基、A（P）位置的tRNA 23S rRNA： 結(jié)合tRNAMET 5.8S rRNA： 存在于真核生物中，相當(dāng)于5S rRNA 18S rRNA： 存在于酵母中，相當(dāng)于大腸桿菌16S rRNA 28S rRNA： 功能未知 （5）、三個(gè)tRNA結(jié)合位點(diǎn)：A：結(jié)合氨酰tRNA P：結(jié)合肽酰tRNA E：移出tRNA tRNA的移動(dòng)順序：APE 功能：（1）、所有生物體的核糖體結(jié)構(gòu)相近、功能相同參與蛋白質(zhì)多肽的合成 （2）、大亞基的功能：肽鍵的形成、結(jié)合氨酰tRNA、結(jié)合肽酰tRNA（3）、小亞基的功能：識(shí)別mRNA，識(shí)別起始部位、識(shí)別密碼子與反密碼子 （4）、核糖體可以根據(jù)需要解離為亞基或者合成為顆粒。五、簡述肽鏈合成過程的生物學(xué)機(jī)制。（P132p136）答：（1）、后續(xù)AAtRNA與核糖體結(jié)合、起始復(fù)合物生成后，AAtRNA與延伸因子EFTu和GTP形成復(fù)合物、AAtRNAEFTuGTP復(fù)合物進(jìn)入核糖體A位。同時(shí)，GTP水解、通過另一延伸因子EFTs產(chǎn)生GTP，形成EFTuGTP復(fù)合物循壞再利用（2）、肽鏈合成、AAtRNA的AA從A位進(jìn)入P位，與fMETtRNAMET上的AA形成肽鍵、形成肽鍵后的起始tRNA離開P位、A點(diǎn)準(zhǔn)備接受新的tRNA（3）、移位：即核糖體沿mRNA的3端方向移動(dòng)一個(gè)密碼子、位于A位的二肽酰tRNA2從A位移動(dòng)到P位、去氨基tRNA進(jìn)入E位、mRNA上第三位密碼子對應(yīng)A位另：1、氨基酸活化 2、肽鏈合成的起始 指核糖體與mRNA及起始氨酰-tRNA結(jié)合成起始復(fù)合物。分為三步：(1) 核糖體的小亞基與mRNA結(jié)合小亞基能識(shí)別mRNA上的起始密碼子AUG，并附著在這個(gè)部位，形成“小亞基 - mRNA”復(fù)合物。(2) 起始氨酰-tRNA結(jié)合上去起始氨酰-tRNA與mRNA上的起始密碼子結(jié)合，形成了“小亞基 - mRNA - fMet-tRNA”復(fù)合物。(3) 大亞基結(jié)合上去大亞基與上述復(fù)合物結(jié)合，形成了起始復(fù)合物，即“核糖體 - mRNA - (f)Met-tRNA”復(fù)合物。在整個(gè)起始過程中，還需有3種蛋白質(zhì)因子參與，稱起始因子(IF)，即IF1、IF2、IF3。另外，起始過程還消耗高能化合物，即1分子GTP。3、肽鏈的延伸(1) 進(jìn)位與起始復(fù)合物中A位處的密碼子相對應(yīng)的aa-tRNA進(jìn)入。此時(shí)需消耗1分子GTPGDP。(2) 轉(zhuǎn)肽P位的fMet-tRNA上的甲酰甲硫氨酰基轉(zhuǎn)移至A位的aa-tRNA的aa的氨基上，形成肽鍵。催化此反應(yīng)的酶叫肽基轉(zhuǎn)移酶，它是核糖體大亞基中的一種酶。此轉(zhuǎn)肽反應(yīng)不另外消耗高能化合物，因?yàn)榛罨陌被嵋丫哂袧撛诘哪芰俊?3) 移位核糖體沿著mRNA 3端方向移動(dòng)一個(gè)密碼子的距離，這樣，原來P位空載的tRNA離開了核糖體，原來A位的肽酰-tRNA位于了P位，而A位空了出來。這一步需消耗1分子GTPGDP。通過以上三步，延長了一個(gè)氨基酸。在此過程中，還需要一些蛋白質(zhì)因子的參與，稱為延長因子（EF）。每延伸一個(gè)氨基酸，需要消耗 2 分子GTPGDP。（進(jìn)位和移位）接下來，空著的A位又有新的aa-tRNA進(jìn)入，通過轉(zhuǎn)肽移位，又可延長一個(gè)aa。重復(fù)上述步驟，隨著核糖體從53移動(dòng)，可使aa按照mRNA上密碼子的要求一個(gè)個(gè)地對號加入，肽鏈從N端向C端延伸。4、肽鏈合成的終止與釋放 當(dāng)核糖體由53移動(dòng)至終止密碼子（UAA、UAG、UGA）時(shí)，由于沒有與之相應(yīng)的tRNA，終止因子RF進(jìn)入A位。終止因子使肽基轉(zhuǎn)移酶的活性轉(zhuǎn)變?yōu)樗饷富钚?使肽基不再轉(zhuǎn)移到氨酰tRNA上，而是轉(zhuǎn)移給水分子)，從而將肽酰tRNA水解。這樣肽鏈被釋放。空載的tRNA也離開核糖體。核糖體的大小亞基解離并離開mRNA。5、新合成多肽鏈的折疊和加工六、蛋白質(zhì)加工的種類和意義。（P136p140）答：（1）、N端fMET和MET的切除：無論真核、原核細(xì)胞，蛋白翻譯之后均要切除N端的甲硫氨酸或甲酰甲硫氨酸（2）、二硫鍵形成：二硫鍵的正確形成對于形成蛋白質(zhì)天然空間構(gòu)象具有重要意義（3）、特殊AA的修飾：、磷酸化：蘇氨酸、絲氨酸、酪氨酸（蘇西洛） 、糖基化：、真核細(xì)胞蛋白的特征 、于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)受糖基化酶的作用 、所有分泌蛋白和膜蛋白均為糖基化蛋白 、甲基化、乙基化、羥基化、羧基化（4）、切除新生肽鏈中的非功能片段：肽類激素或酶的前體大多都要經(jīng)過此類加工才能成為活性分子七、簡述蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的種類和機(jī)制。P142p153答：1、蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)分為：翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)同步機(jī)制，翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制2、幾種主要蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制：（1）、分泌蛋白：翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)同步機(jī)制 （2）、細(xì)胞器蛋白：翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制 （3）、膜蛋白：兩者都有3、翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)同步機(jī)制：（1）、核糖體組裝、翻譯開始 （2）、位于N端的信號肽首先被翻譯出來 （3）、SRP與含有信號肽的新生肽鏈以及核糖體及GTP結(jié)合，翻譯被中止 （4）、膜上受體DP與SRP結(jié)合，形成孔道 （5）、GTP水解，SRP釋放、翻譯繼續(xù)進(jìn)行，邊翻譯邊跨膜 （6）、翻譯結(jié)束，信號肽被切除、核糖體解離并恢復(fù)到翻譯前起始狀態(tài)4、翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)：（1）、線粒體轉(zhuǎn)運(yùn)：、待轉(zhuǎn)運(yùn)多肽由成熟蛋白質(zhì)和前導(dǎo)肽組成 、轉(zhuǎn)運(yùn)需要能量 、先有線粒體外膜上的Tom受體識(shí)別Hsp70或MSF等分子伴侶結(jié)合的待轉(zhuǎn)運(yùn)多肽，再通過Tom和Tim組成的通道進(jìn)入線粒體腔 、前導(dǎo)肽特點(diǎn)：、堿性氨基酸和羥基氨基酸含量多、有形成兩條螺旋的能力 （2）、葉綠體轉(zhuǎn)運(yùn)：葉綠體定位信號肽為兩部分：、決定該蛋白能否進(jìn)入葉綠體基質(zhì) 、決定該蛋白能否進(jìn)入葉綠體類囊體 特征：、活性蛋白水解酶位于葉綠體基質(zhì)中 、葉綠體膜與葉綠體蛋白前體特異性結(jié)合 、葉綠體蛋白前體內(nèi)可降解序列因植物和蛋白種類不同而不同 （3）、核定位蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)：真核生物：、NLS（核定位序列）與核轉(zhuǎn)運(yùn)因子結(jié)合，停留于核孔、依靠GTP水解能量（Ran酶），進(jìn)入細(xì)胞核、亞基解離 原核生物：、新生成蛋白質(zhì)與分子伴侶SecB結(jié)合，形成結(jié)合物 、結(jié)合物與膜上的SecASecYEG復(fù)合物結(jié)合 、通過SecA水解ATP將蛋白質(zhì)分段送出胞外第七、八章一、定義：基因家族。（P282）答：真核細(xì)胞中相關(guān)基因按功能成套組合，稱為基因家族，同一家族的成員有時(shí)緊密排列，組成一個(gè)基因簇，但大多分布在同一染色體的不同部位，甚至不同的染色體，有各自不同的表達(dá)調(diào)控模式。二、簡述操縱子學(xué)說。（P237）答：（1）、1961年，由法國科學(xué)提出，最初發(fā)現(xiàn)的是大腸桿菌的乳糖操縱子。其由三個(gè)結(jié)構(gòu)基因Z、Y、A，以及啟動(dòng)子、控制子和阻遏子等組成，負(fù)責(zé)調(diào)控大腸桿菌的乳糖代謝。（2）、乳糖操縱子結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)受阻遏蛋白和誘導(dǎo)物的調(diào)控，當(dāng)阻遏蛋白結(jié)合到操縱基因之上時(shí)，結(jié)構(gòu)基因不產(chǎn)表達(dá)，而乳糖（充當(dāng)誘導(dǎo)物）會(huì)與阻遏蛋白結(jié)合，使之從操縱基因上脫落下來。這時(shí)，操縱基因開啟，結(jié)構(gòu)基因表達(dá)，細(xì)菌就能分解并利用乳糖了。三、簡述乳糖操縱子的調(diào)控模型。（P240）答：（1）、Z、Y、A的基因產(chǎn)物由同一條多順反子mRNA編碼；Z編碼半乳糖苷酶、Y編碼半乳糖苷透過酶、A編碼半乳糖苷乙酰基轉(zhuǎn)移酶 （2）、啟動(dòng)區(qū)（P）位于阻遏基因（I基因）和操縱區(qū)（O區(qū)）之間，不能主動(dòng)進(jìn)行糖苷酶和糖苷透過酶基因的高效表達(dá) （3）、操縱區(qū)為一段短DNA鏈（長約26bp），是阻遏物的結(jié)合位點(diǎn) （4）、阻遏物與操縱區(qū)結(jié)合后，阻遏lac mRNA的轉(zhuǎn)錄 （5）、誘導(dǎo)物與阻遏物結(jié)合后，改變阻遏物的空間構(gòu)象，使其不能結(jié)合到操縱區(qū)，從而激活lac mRNA的表達(dá)四、簡述順式作用元件與反式作用因子。（P299）答：（1）、順式作用原件：影響自身基因表達(dá)活性的非編碼DNA，如啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、沉默子（2）、反式作用因子：、定義：能夠直接或間接識(shí)別或結(jié)合在順式作用原件的核心序列，調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率的蛋白質(zhì) 、常見的反式作用因子：、 HTH結(jié)構(gòu)（螺旋轉(zhuǎn)折螺旋結(jié)構(gòu)） 、 鋅指結(jié)構(gòu) 、bZIP結(jié)構(gòu)（堿性亮氨酸拉件） 、bHLH結(jié)構(gòu)（堿性螺旋環(huán)螺旋結(jié)構(gòu)） 、同源域蛋白 、反式作用因子的唯一結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：轉(zhuǎn)錄活化域 、轉(zhuǎn)錄活化域主要結(jié)構(gòu)：、帶負(fù)電的螺旋結(jié)構(gòu) 、富含谷氨酰胺的結(jié)構(gòu) 、富含脯氨酸的結(jié)構(gòu)五、DNA 甲基化的方式及其作用。（P292）答：1、方式：通過兩種甲基化酶 （1）日常型甲基化酶：通過甲基化的母鏈，將DNA分子中處于半甲基化狀態(tài)的甲基胞嘧啶相對應(yīng)的胞嘧啶甲基化 （2）、從頭合成甲基化酶：無需母鏈，將未甲基化的CpG進(jìn)行甲基化。 2、常見的DNA甲基化：5mC（5甲基胞嘧啶），N6mA（N6甲基腺嘌呤），7mG（7甲基鳥嘌呤）。 3、作用：通過甲基化關(guān)閉某些基因的活性、改變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)、DNA構(gòu)象、DNA穩(wěn)定性，以及和蛋白相互作用來達(dá)到調(diào)控基因表達(dá)。六、簡述真核基因轉(zhuǎn)錄的過程和調(diào)控方式。（P296起）答：1、轉(zhuǎn)錄過程：一般轉(zhuǎn)錄過程：模板識(shí)別、轉(zhuǎn)錄起始、轉(zhuǎn)錄延伸、轉(zhuǎn)錄終止（參見第三章第七問） 真核生物參轉(zhuǎn)錄機(jī)器的組成： （1）、啟動(dòng)子、核心啟動(dòng)子 、結(jié)構(gòu)：包括轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)以及其上游3525bp處的TATA盒 、作用：確定轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)，產(chǎn)生基礎(chǔ)水平轉(zhuǎn)錄 、上游啟動(dòng)原件、結(jié)構(gòu)：包括位于70bp的CAAT盒以及GC盒等 、作用：提高轉(zhuǎn)錄效率 （2）、轉(zhuǎn)錄模板：從轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)到RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄終止處的全部DNA序列。 （3）、RNA聚合酶 （4）、RNA聚合酶基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄所需的蛋白質(zhì)因子（TF）： 、TFD、B、F形成初級復(fù)合物 、TFH、E加入后形成完整轉(zhuǎn)錄復(fù)合物 、加入TFA可提高轉(zhuǎn)錄效率 、轉(zhuǎn)錄時(shí)TFD、A滯留在轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上。 2、調(diào)控方式：大多數(shù)通過順式作用原件和反式作用因子相互作用調(diào)控 （1）、順式作用原件：啟動(dòng)子：（見上） 增強(qiáng)子：（定義、功能特點(diǎn)見第三章） 沉默子：為參與基因表達(dá)負(fù)調(diào)控的一種元件，其DNA序列被調(diào)控蛋白結(jié)合后阻斷了轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成或活化，使基因表達(dá)活性關(guān)閉。（2）、反式作用因子：（見上）分子生物學(xué)考試重點(diǎn)后半部分一、基因工程答：在體外將核酸分子插入載體分子中，使之進(jìn)入原先不含此類分子的寄主細(xì)胞中，并使之進(jìn)行持續(xù)穩(wěn)定的繁殖和表達(dá)的技術(shù)。其與其他技術(shù)最顯著的區(qū)別是，基因工程技術(shù)跨越了天然生物屏障，能將來自任何生物的基因置于與之毫無親緣關(guān)系的寄主細(xì)胞中。二、限制性核酸內(nèi)切酶答：1、定義：能識(shí)別DNA中特定的堿基序列，并從該位點(diǎn)切開DNA分子的酶稱。其能夠識(shí)別并切斷外來DNA分子的某些部位，使外來DNA分子失去活性，并限制外來噬菌體的繁殖。2、分類：（1）限制性核酸內(nèi)切酶：能識(shí)別專一的核苷酸順序，并在識(shí)別位點(diǎn)附近的核苷酸切割DNA分子，但切割的核苷酸順序沒有專一性，是隨機(jī)的。代表酶：EcoK EcoB。（2）、限制性核酸內(nèi)切酶：能夠識(shí)別專一的核苷酸順序，并且在該順序內(nèi)固定位置切割DNA分子，識(shí)別的專一順序是：回文對稱順序。代表酶：EcoR。（3）、限制性核酸內(nèi)切酶：能夠識(shí)別專一的核苷酸順序，但所識(shí)別的順序并非回文對稱順序，能夠在所識(shí)別的核苷酸順序外專一切割DNA分子。3、反應(yīng)過程：（1）、加DNA（2）、加Buffer（3）、加酶（4）、37一小時(shí)或過夜（5）、停止反應(yīng)，65加熱，加EDTA或苯酚4、注意事項(xiàng)：（1）、使用濃縮限制性核酸內(nèi)切酶時(shí)以1限制酶緩沖液稀釋 （2）、每次取酶均應(yīng)更換無菌吸頭，操作要快，操作完立刻放回20冰箱內(nèi) （3）、盡量減小反應(yīng)體積，但酶的體積最多不超過總體積的10% （4）、切割大量DNA時(shí)，延長作用時(shí)間可以減少所需的酶，反應(yīng)時(shí)可取少量酶，行微量凝膠電泳來檢測反應(yīng) （5）、注意星號酶切活力：核酸內(nèi)切酶在一些特殊情況下，對底物DNA特異性降低，將與特定DNA序列不同的堿基切斷三、基因組DNA文庫和cDNA文庫答：1、基因組DNA文庫 （1）、概念：將某種生物細(xì)胞的基因組DNA切成適當(dāng)大小，分別與載體分子組合，并導(dǎo)入微生物細(xì)胞，形成克隆。匯集包含基因組中所有DNA序列的克隆（理論上每個(gè)序列至少有一份代表），這樣的克隆片段的匯總稱為基因組的DNA文庫 （2）、應(yīng)用： 、分離特定DNA片段 、分析特定DNA結(jié)構(gòu) 、研究基因的表達(dá)調(diào)控 、構(gòu)建全基因組物理圖譜、進(jìn)行全基因組測序 2、cDNA文庫：指通過一系列酶的催化作用，將總體ploy（A）mRNA轉(zhuǎn)變成雙鏈cDNA群體，并插入到適當(dāng)?shù)妮d體分子上，轉(zhuǎn)化大腸桿菌的寄主菌株細(xì)胞，構(gòu)成包含所有基因組編碼序列的cDNA文庫四、基因克隆的主要過程。答：包含目的基因的分離和鑒定兩個(gè)主要步驟。簡而言之：切、連、轉(zhuǎn)、篩。（1）選擇用于克隆的DNA材料，并將其片段化。（2）在體外，將外源DNA分子片段與合適的載體分子進(jìn)行連接。（3）將人工重組DNA分子導(dǎo)入能使其正常復(fù)制的宿主細(xì)胞中進(jìn)行增值。（4）重組分子轉(zhuǎn)化子克隆的選擇或篩選。五、用于分子克隆的載體有哪些特點(diǎn)？答：1、具有高度自主復(fù)制和繁殖的能力2、能較容易地進(jìn)入宿主細(xì)胞，并且在宿主細(xì)胞內(nèi)具有較高的拷貝數(shù)3、具有合適的限制性酶切位點(diǎn)，可以接納外源性DNA片段的插入，并且不因含有外源性片段而改變本身的基本特性4、具有篩選位點(diǎn)，和識(shí)識(shí)別位點(diǎn)；以進(jìn)行篩選和識(shí)別片段是否插入六、用于分子克隆的載體有哪些種類？常用的有哪些？答：1、常用載體種類：質(zhì)粒、噬菌體、病毒2、常用的哪些：（1）、質(zhì)粒：pSC101、pBR332、pUC、pGEMZ、柯斯質(zhì)粒 （2）、噬菌體：噬菌體七、簡述核酸的凝膠電泳的基本原理答：1、概念：核酸的凝膠電泳就是以按分子量大小分離DNA的凝膠電泳技術(shù) 2、遷移率：在電場下，電泳分子向適當(dāng)電極的移動(dòng)速度稱，其與電場強(qiáng)度和電泳分子所帶的凈電荷成正比，和分子量大小成反比 3、基本原理：（1）、生理?xiàng)l件下，RNA和DNA分子為多聚陰離子，其在電場中向正電極遷移 （2）、由于糖磷酸骨架在結(jié)構(gòu)上的重復(fù)性，相等數(shù)量的DNA分子片段的凈電荷幾乎相同，其在電場中的遷移率也相同 （3）、在一定強(qiáng)度的電場下，DNA分子的遷移率取決于核酸分子本身的大小和構(gòu)型八、簡述攜帶目的基因的重組子的篩選和鑒定。答：1、根據(jù)重組載體的標(biāo)志作為篩選（1）、抗藥性篩選：、利用載體DNA上組裝的抗藥性選擇標(biāo)記進(jìn)行篩選的方法。、常用篩選劑：氨芐青霉素；氯霉素；卡那霉素；四環(huán)素；鏈霉素。、重組質(zhì)粒DNA攜帶特定的抗藥性基因，轉(zhuǎn)化后賦予載體的受體菌在含有相應(yīng)抗生素的培養(yǎng)基上正常生長，而不含此載體的受體菌不能存活。（2）、插入失活篩選法：外源目的基因的插入，會(huì)導(dǎo)致如抗藥性基因的失活。將轉(zhuǎn)化后的細(xì)胞分別培養(yǎng)在含有抗生素的培養(yǎng)基中，便可檢出轉(zhuǎn)化子細(xì)胞。（3）、插入表達(dá)篩選法：外源目的基因插入特定載體后，能激活用于篩選操作的標(biāo)記基因的表達(dá)，由此進(jìn)行轉(zhuǎn)化子的篩選。（4）、顯色反應(yīng)篩選法：如藍(lán)白斑試驗(yàn)：lacZ基因在缺少近操縱基因區(qū)段的宿主細(xì)胞與帶有完整近操縱基因區(qū)段的質(zhì)粒之間實(shí)現(xiàn)-互補(bǔ)。由-互補(bǔ)而產(chǎn)生的細(xì)菌在誘導(dǎo)劑作用下，在生色底物存在時(shí)產(chǎn)生藍(lán)色菌落。當(dāng)外源DNA插入到質(zhì)粒的多克隆位點(diǎn)后，導(dǎo)致產(chǎn)生無-互補(bǔ)能力的氨基端片段，使得帶有重組質(zhì)粒的細(xì)菌形成白色菌落。2、限制性核酸內(nèi)切酶圖譜分析：將重組子限制酶切位點(diǎn)圖譜與空載體圖譜對比，根據(jù)各種酶切所得DNA片段的大小及變化，可推測有無插入，并確定插入位置。 3、利用PCR方法篩選：利用合適的引物，從初選出來的陽性克隆中提取的質(zhì)粒為模板進(jìn)行PCR反應(yīng)，通過對PCR產(chǎn)物的電泳分析來篩選。4、DNA序列測定 ：對重組子測序。九、簡述Northern Blot的基本原理。答：1、原理：RNA經(jīng)過變性瓊脂糖凝膠電泳分離后，轉(zhuǎn)移到硝酸纖維膜或尼龍膜上，經(jīng)過雜交，分析mRNA的大小及含量。2、應(yīng)用：半定量分析mRNA的含量；確定mRNA分子的大小。3、方法：提取組織細(xì)胞總RNARNA定量變性膠電泳轉(zhuǎn)膜干膜預(yù)雜交雜交洗膜壓片洗片圖像分析十、核酸探針的主要標(biāo)記法及注意條件。答：1、標(biāo)記物應(yīng)具備的條件： （1）、標(biāo)記后的探針的分子結(jié)構(gòu)要盡可能與原來的分子結(jié)構(gòu)相同，不影響其堿基配對特異性，不影響探針分子的主要理化特性，尤其是雜交特性。 （2）、標(biāo)記探針的檢測方法應(yīng)簡便省時(shí)、準(zhǔn)確可靠、重復(fù)性好、靈敏度高、穩(wěn)定性好、 環(huán)境污染少、價(jià)廉2、主要標(biāo)記法：（1）、切口平移：利用DNA聚合酶的特點(diǎn)（2）、隨機(jī)引物延伸法：人工合成的6個(gè)核苷酸殘基的寡核苷酸片段，4096種排列順序， klenow大片段作為聚合酶（3）、末端標(biāo)記法十一、原位分子雜交技術(shù)的基本原理。答：（來源百度）利用核酸分子單鏈之間有互補(bǔ)的堿基序列，將有放射性或非放射性的外源核酸(即探針)與組織、細(xì)胞或染色體上待測DNA或RNA互補(bǔ)配對，結(jié)合成專一的核酸雜交分子，經(jīng)一定的檢測手段將待測核酸在組織、細(xì)胞或染色體上的位置顯示出來。必須具備3個(gè)重要條件：組織、細(xì)胞或染色體的固定、具有能與特定片段互補(bǔ)的核苷酸序列(即探針)、有與探針結(jié)合的標(biāo)記物。 （老師課件）是將核酸分子雜交技術(shù)與組織細(xì)胞化學(xué)和免疫組織化學(xué)技術(shù)結(jié)合，在組織細(xì)胞原位顯示某種特定基因，以及觀察mRNA表達(dá)、定位及其變化規(guī)律的一種技術(shù)，可進(jìn)行組織細(xì)胞定位。十二、簡述PCR技術(shù)的原理、特點(diǎn)及過程。答：1、原理：PCR技術(shù)實(shí)際上是在模板DNA、引物和4種脫氧核糖核苷存在條件下依賴于DNA聚合酶的酶促合成反應(yīng)。 （1）、變性：通過加熱使DNA雙螺旋的氫鍵斷裂，雙鏈解離形成單鏈DNA （2）、模板與引物退火：當(dāng)溫度突然降低時(shí)，由于模板分子結(jié)構(gòu)較引物要復(fù)雜得多，而且反應(yīng)體系中引物DNA的量大大多于模板DNA，使引物和其互補(bǔ)的模板在局部形成雜交鏈，而模板DNA雙鏈之間互補(bǔ)的機(jī)會(huì)較少。 （3）、引物延伸：在DNA聚合酶和dNTPmix及Mg2+存在條件下，53的DNA聚合酶催化以引物為起始點(diǎn)的DNA鏈延伸反應(yīng)。（4）、小結(jié)：高溫變性低溫退火恒溫延伸的過程就是一個(gè)PCR循環(huán)。延伸產(chǎn)物經(jīng)第二個(gè)循環(huán)變性后，又作為模板再合成新的DNA。依此類推，每一循環(huán)后的模板均比前一個(gè)循環(huán)增加1倍。因此，經(jīng)過n個(gè)循環(huán)后，產(chǎn)量為2n拷貝。而實(shí)際上PCR的平均擴(kuò)增率為75%。2、特點(diǎn)：高度敏感性、高度特異性、性操作簡便、快速、適用樣品廣泛、有一定程度的單核苷酸錯(cuò)誤摻入3、實(shí)驗(yàn)過程（實(shí)驗(yàn)步驟）：（1）、首先：將含有待擴(kuò)增DNA樣品的反應(yīng)混合物放置在高溫（94）環(huán)境下加熱1分鐘