分子生物學(xué)復(fù)習(xí)題2020最新及答案1

1、分子生物學(xué)復(fù)習(xí)思考題 11 寫出分子生物學(xué)廣義的與狹義的定義，現(xiàn)代分子生物學(xué)研究的主要內(nèi)容，以及5 個(gè)分子生物學(xué)發(fā)展的主要大事紀(jì)（年代、發(fā)明者、簡(jiǎn)要內(nèi)容）。廣義上 :分子生物學(xué)包括對(duì)蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子結(jié)構(gòu)與功能的研究、以及從分子水平上闡明生命的現(xiàn)象和生物學(xué)規(guī)律。狹義概念 :既將分子生物學(xué)的范疇偏重于核酸（基因）的分子生物學(xué)，主要研究基因或DNA 結(jié)構(gòu)與功能、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、表達(dá)和調(diào)節(jié)控制等過(guò)程。其中也涉及到與這些過(guò)程相關(guān)的蛋白質(zhì)和酶的結(jié)構(gòu)與功能的研究?，F(xiàn)代分子生物學(xué)研究的主要內(nèi)容有：基因與基因組的結(jié)構(gòu)與功能， DNA 的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯，基因表達(dá)調(diào)控的研究， DNA 重組技術(shù)，結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)

2、等。幾個(gè)分子生物學(xué)發(fā)展的主要大事紀(jì)（年代、發(fā)明者、簡(jiǎn)要內(nèi)容）1944 年,著名微生物學(xué)家Avery 等人在對(duì)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí) 驗(yàn)中證實(shí)了 DNA 是生物的遺傳物質(zhì)。這一重大發(fā)現(xiàn)打破了長(zhǎng)期以來(lái)，許多生物學(xué)家認(rèn)為的只有象蛋白質(zhì)那樣的大分子才能作為細(xì)胞遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)，在遺傳學(xué)上樹立了 DNA 是遺傳信息載體的理論。1953 年，是開創(chuàng)生命科學(xué)新時(shí)代具有里程碑意義的一年，Watson 和 Crick 發(fā)表了“脫氧核糖核酸的結(jié)構(gòu)”的著名論文，他們?cè)?Franklin 和 Wilkins X- 射線衍射研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出 DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，為人類充分揭示遺傳信息的傳遞規(guī)律奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)

3、。同年， Sanger 歷經(jīng) 8 年，完成了第一個(gè)蛋白質(zhì) 胰島素的氨基酸全序列分析。1954 年 Gamnow 從理論上研究了遺傳密碼的編碼規(guī)律, Crick在前人研究工作基礎(chǔ)上，提出了中心法則理論，對(duì)正在興起的分子生物學(xué)研究起了重要的推動(dòng)作用。1985 年 ,Saiki 等發(fā)明了聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng) (PCR作為主要遺傳物質(zhì)的 DNA 具有哪些特性，研究DNA 一級(jí)結(jié)構(gòu)有什么重要意義？ DNA 拓?fù)洚悩?gòu)體之間互變異構(gòu)依賴于什么？簡(jiǎn)述真核生物的染色體結(jié)構(gòu)，它們是如何組裝的？有幾種組蛋白參與核小體的形成？作為遺傳物質(zhì)的 DNA 具有以下特性：貯存并表達(dá)遺傳信息；能把遺傳信息傳遞給子代；物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)

4、定；有遺傳變異的能力。研究 DNA 以及結(jié)構(gòu)的意義是： DNA 一級(jí)結(jié)構(gòu)決定了二級(jí)結(jié)構(gòu)，折疊成空間結(jié)構(gòu)。這些高級(jí)結(jié)構(gòu)又決定和影響著一級(jí)結(jié)構(gòu)的信息功能。研究DNA 的一級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)闡明遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能以及它的表達(dá)、調(diào)控都極其重要。如果使這種正常的 DNA 分子額外地多轉(zhuǎn)幾圈或少轉(zhuǎn)幾圈，就會(huì)使雙螺旋中存在張力。當(dāng)雙螺旋分子末端開放時(shí)，這種張力可通過(guò)鏈的轉(zhuǎn)動(dòng)而釋放， DNA 恢復(fù)正常的雙螺旋狀態(tài)。如果固定DNA 分子的兩端，或者本身是共價(jià)閉合環(huán)狀DNA 或與蛋白質(zhì)結(jié)合的 DNA 分子， DNA 分子兩條鏈不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，額外的張力不能釋放， DNA 分子就會(huì)發(fā)生扭曲，用以抵消張力。這種扭曲稱為超螺旋。超

5、螺旋有正超螺旋和負(fù)超螺旋兩種形式。拓?fù)鋵W(xué)是數(shù)學(xué)的一個(gè)分支，研究物體變形后仍然保留下來(lái)的結(jié)構(gòu)特性。他們之間互變異構(gòu)依賴于拓?fù)洚悩?gòu)酶的催化。真核生物的染色體十分復(fù)雜，具有不同層次的組裝結(jié)構(gòu)，染色質(zhì)分為常染色質(zhì)和異染色質(zhì)兩種。 在常染色質(zhì)中 DNA 的壓縮比為 1000 2 000 ，相對(duì)比較伸展，主要為單拷貝基因和中等重復(fù)序列。異染色質(zhì)是指在間期核中 DNA 折疊壓縮程度較高，約8000-10000 倍, 以凝集狀態(tài)存在，對(duì)堿性染料著色較深的區(qū)域。在著絲粒、端粒、次縊痕以及染色體的某些節(jié)段，由較短和高度重復(fù)的 DNA 序列組成永久性的異染色質(zhì)。另一些染色質(zhì)區(qū)域隨細(xì)胞分化而進(jìn)一步折疊壓縮，以封閉基因

6、活性，稱為功能性異染色質(zhì)。染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位是核小體。核小體是由組蛋白核心和盤繞其上的 DNA 構(gòu)成。 核心由組蛋白H2A 、 H2B 、 H3 和 H4 各 2 分子組成，所以是一個(gè)八聚體。核酸變性后分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生了哪些變化，引起DNA 變性的主要因素有哪些？檢測(cè)核酸變性最簡(jiǎn)單的定性和定量方法是什么？ 寫出 DNA 復(fù)性的條件,影響 DNA 復(fù)性速度的因素包括哪些？規(guī)定復(fù)性實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)條件是什么？ DNA 復(fù)性程度怎樣檢測(cè)？DNA 的 Tm 值一般與什么因素有關(guān)，什么是Cot 曲線？核酸的分子雜交一般有幾種類型？它們分別用于檢測(cè)哪些物質(zhì)？DNA 變性后原來(lái)隱藏在雙螺旋內(nèi)部的發(fā)色基團(tuán)，成為

7、單鏈而暴露出來(lái)，使 DNA 的物理和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生一系列的變化。這些變化 包括： DNA 溶液的粘度大大下降；沉淀速度增加；浮力密度上升；粘度降低；紫外吸收光譜升高；雙折射現(xiàn)象消失，比旋下 降；酸堿滴定曲線改變；生物活性喪失等。引起 DNA 變性的主要因素有： 溫度、 pH 值、有機(jī)溶劑等。紫外吸收光譜的變化是檢測(cè)變性最簡(jiǎn)單的定性和定量方法。DNA的復(fù)性必須滿足二個(gè)條件：一定的離子強(qiáng)度，用以削弱兩條鏈中磷酸基團(tuán)之間的排斥力。較高的溫度，用以避免隨機(jī)形成的無(wú)規(guī)則氫鍵。影響 DNA 復(fù)性速度的因素包括： （ 1 ） DNA 分子的復(fù)雜程度。（ 2 ） DNA 的濃度。（ 3 ） DNA 片段的大小。

8、（ 4 ）溫度的影響。（ 5 ）陽(yáng)離子的濃度。規(guī)定復(fù)性實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)條件是： 400 核苷酸長(zhǎng)度， Tm = 25 的溫度，陽(yáng)離子強(qiáng)度0.18mol/L ,此時(shí)的復(fù)性速度常數(shù)歸5X10 5。通過(guò)下列 3 種方法可以測(cè)定DNA 序列復(fù)性的程度：1） S1 核酸酶水解的雙鏈DNA 量。減色效應(yīng)，在復(fù)性過(guò)程中可跟蹤測(cè)定A 260 的光吸收值；S1 核酸酶只催化單鏈DNA 的水解，不能作用于雙鏈DNA ，因此將樣品限定水解后測(cè)定抗羥基磷灰石層析，羥基磷灰石是一種磷酸鈣鹽，經(jīng)過(guò)一定的處理后，具有吸附雙鏈DNA 的能力，洗脫時(shí)，只允許單鏈通過(guò)，從而可以計(jì)算出剩余雙鏈DNA的量。DNA 的 Tm 值大小一般與下

9、列因素有關(guān)：DNA 的均一性 ;G-C 對(duì)含量 ;（3 介質(zhì)中離子強(qiáng)度。以 C/C 0 對(duì) COt 作圖得到的復(fù)性對(duì)濃度的依賴關(guān)系的曲線稱為 Cot 曲線。分子雜交有多種類型，將不同來(lái)源的 DNA 變性后，在溶液里 進(jìn)行雜交，稱為溶液雜交；用硝酸纖維素制成的濾膜，可以吸附單鏈 DNA 或 RNA ，將變性 DNA 或 RNA 吸附到濾膜上，再進(jìn)行雜交，稱為濾膜雜交。濾膜雜交包括（ 1 ） Southern 印跡法用于檢測(cè) DNA;2 ） Northern 印跡法用于檢測(cè) RNA;3 ） Westhern 印跡法用于檢測(cè)蛋白質(zhì)。簡(jiǎn)述基因的概念？什么是反向生物學(xué)？什么是順?lè)醋?？現(xiàn)代分子生物學(xué)中順?lè)?/p>

10、子與基因是什么關(guān)系？基因（ gene ）是原核、真核生物以及病毒的 DNA 和 RNA 分子中具有遺傳效應(yīng)的核苷酸序列是遺傳的基本單位。反向生物學(xué)是指利用重組 DNA 技術(shù)和離體定向誘變的方法研究已知結(jié)構(gòu)的基因相應(yīng)的功能，在體外使基因突變，再導(dǎo)入體內(nèi)，檢測(cè)突變的遺傳效應(yīng)，即以表型來(lái)探索基因的結(jié)構(gòu)。一個(gè)順?lè)醋泳褪且欢魏塑账嵝蛄?，能編碼一條完整的多肽鏈。現(xiàn)代分子生物學(xué)文獻(xiàn)中，順?lè)醋雍突蜻@兩個(gè)術(shù)語(yǔ)互相通用。一般而言，一個(gè)順?lè)醋泳褪且粋€(gè)基因，大約 1500 個(gè)核苷酸。它是由一群突變單位和重組單位組成的線性結(jié)構(gòu)（因?yàn)槿魏我粋€(gè)基因都是突變體或重組體）。因此，順?lè)醋拥母拍畋砻髁嘶虿皇亲钚挝?，它仍然是?/p>

11、分的，并非所有的 DNA 序列都是基因，而只有其中某些特定的多核苷酸區(qū)段才是基因的編碼區(qū)。名詞解釋：斷裂基因、外顯子、內(nèi)含子、 C 值、 C 值矛盾、基因家族、基因簇、衛(wèi)星 DNA 、 ORF 、 微衛(wèi)星 DNA 、反向重復(fù)序列、正鏈 / 負(fù)鏈 RNA 病毒、重疊基因、端粒酶、假基因、 Alu 家族、基因組學(xué)。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(duì)應(yīng)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。外顯子：斷裂基因中編碼的序列稱為外顯子(exon ，即基因中對(duì)應(yīng)于信使 RNA 序列的區(qū)域。內(nèi)含子：斷裂基因中不編碼的間隔

12、序列稱為內(nèi)含子 (intron ，內(nèi)含子是在信使RNA 被轉(zhuǎn)錄后的剪接加工中去除的區(qū)域。C 值：生物種的一個(gè)特征是一個(gè)單倍體基因組的全部 DNA 含量總是相對(duì)恒定的。通常稱為該物種的 C 值。C值矛盾：C-值矛盾(C Value Paradox )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(jìn)化程度和復(fù)雜性而增加； 關(guān)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?；蚣易澹?基因家族 (gene family 是真核生物基因組中來(lái)源相同，結(jié)構(gòu)相似，功能相關(guān)的一組基因?；虼兀?基因簇 (gene cluster 是指基因家族中的各成員緊密成簇排列成大

13、段的串聯(lián)重復(fù)單位,定位于染色體的特殊區(qū)域。衛(wèi)星 DNA ： 有些高度重復(fù) DNA 序列的堿基組成和浮力密度與主體 DNA 不同，在氯化銫密度梯度離心時(shí)，可形成相對(duì)獨(dú)立于主DNA 帶的衛(wèi)星帶。這些衛(wèi)星帶稱為衛(wèi)星 DNA 。ORF ：指核苷酸序列的可閱讀框。微衛(wèi)星 DNA ： 微衛(wèi)星 DNA 是由更簡(jiǎn)單的重復(fù)單位組成的小序列，分散于基因組中，大多數(shù)重復(fù)單位是二核苷酸，也有少量三或四核苷酸的重復(fù)單位。反向重復(fù)序列： 在 DNA 分子中核苷酸順序相同、區(qū)向相反的核苷酸序列。如：AGTTC CGTTATAACG GCAAT正鏈 / 負(fù)鏈 RNA 病毒： 所含核酸為 RNA 的病毒稱為 RNA 病毒。如果

14、所含單戀核酸與 mRNA 序列相同稱之為正鏈RNA 病毒，與 mRNA 序列互補(bǔ)稱之為負(fù)鏈RNA 病毒。重疊基因：基因的核苷酸序列被另外的基因以不同的方式重讀，編碼在結(jié)構(gòu)、功能屬于其他種類蛋白質(zhì)的基因。端粒酶：是一種含有 RNA 鏈的逆轉(zhuǎn)錄酶，能以其所含的 RNA 為模板合成 DNA 端粒結(jié)構(gòu)。假基因：與結(jié)構(gòu)基因的核苷酸順序大部分同源，但不能表達(dá)的基因。Alu 家族：人類和哺乳動(dòng)物基因組中存在的一大類中等重復(fù)序列，因其可被限制性核酸內(nèi)切酶Alu I切割所以稱之為Alu家族。重疊基因最初是在什么生物中發(fā)現(xiàn)的？重疊基因的存在有何意義？真核生物的 DNA 序列可分為幾種類型？分別寫出并簡(jiǎn)要敘述之。真

15、核生物基因組重復(fù)序列的復(fù)性動(dòng)力學(xué)曲線有什么特點(diǎn)？為什么說(shuō)基因組中的非重復(fù)序列主要決定著基因組的復(fù)雜性？列出幾個(gè)已完成全序列測(cè)定的基因組生物種類。重疊基因是在在噬菌體3X174基因組中發(fā)現(xiàn)的。重疊基因及基因內(nèi)基因的現(xiàn)象可使原核生物利用有限的遺傳資源表達(dá)更多生物功能的能力。根據(jù) DNA 復(fù)性動(dòng)力學(xué)研究（復(fù)性動(dòng)力學(xué)方程參見第 2 章），真核生物的 DNA 序列可以分為 4 種類型：. 單拷貝序列 又稱非重復(fù)序列， 在一個(gè)基因組中只有一個(gè)拷貝，真核生物的大多數(shù)基因都是單拷貝的。在復(fù)性動(dòng)力學(xué)中對(duì)應(yīng)于慢復(fù)性組分。.輕度重復(fù)序列 在一個(gè)基因組中有210個(gè)拷貝（有時(shí)被視為非重復(fù)序列，如組蛋白基因和酵母 tRN

16、A 基因。在復(fù)性動(dòng)力學(xué)中也對(duì)應(yīng)于慢復(fù)性組分。中度重復(fù)序列 有十至幾百個(gè)拷貝，一般是不編碼的序列，例如人類基因組中的 A1u 序列 等。中度重復(fù)序列可能在基因表達(dá)調(diào)控中起重要作用，包括DNA 復(fù)制的起始、開啟或關(guān)閉基因的活性、促進(jìn)或終止轉(zhuǎn)錄等。平均長(zhǎng)度約 300bp ，它們?cè)谝黄饦?gòu)成了基因序列家族與非重復(fù)序列相間排列。對(duì)應(yīng)于中間復(fù)性組分。高度重復(fù)序列 有幾百到幾百萬(wàn)個(gè)拷貝，是一些重復(fù)數(shù)百次的基因，如 rRNA 基因和某些 tRNA 基因，而大多數(shù)是重復(fù)程度更高的序列，如衛(wèi)星 DNA 等。高度重復(fù)序列對(duì)應(yīng)于快復(fù)性組分。真核生物DNA復(fù)性曲線與原核生物有很大不同，跨越了 78 個(gè)數(shù)量級(jí)。可以看出復(fù)性

17、反應(yīng)分三個(gè)組分進(jìn)行，每個(gè)組分代表基因組中不同復(fù)雜性的序列類型。因?yàn)橛醒芯勘砻?，大約 80 左右的 mRNA 是與非重復(fù)的 DNA組分結(jié)合的。這也說(shuō)明大多數(shù)結(jié)構(gòu)基因都位于非重復(fù)的 DNA 序列上，所以說(shuō)，基因組中的非重復(fù)序列決定基因組的復(fù)雜性。大腸桿菌、枯草桿菌、釀酒酵母、線蟲以及多種病原體，果蠅、水 稻和擬南芥菜等生物種類已完成或接近完成全序列的測(cè)定。分別寫出病毒、原核、真核生物基因組的概念，它們 各有何特點(diǎn) ，請(qǐng) 比較其異同。病毒基因組是指病毒的染色體DNA 或 RNA 所含的基因。它不僅可形成單基因組，還可以形成片段基因組和單鏈二倍體基因組等?；蚪M都很小，所含的基因數(shù)量也少，能編碼病毒衣

18、殼蛋白可少數(shù)酶類。按某些病毒的表達(dá)時(shí)期可分為早期基因和晚期基因，有些病毒還有不同形式的重疊基因。其基因組的復(fù)制有半保留和全保留的不同方式，以單復(fù)制子單向或雙向進(jìn)行。它不具有自身的翻譯體系，基因的表達(dá)和病毒的繁殖都需依賴寄主細(xì)胞。原核生物的染色體基因組是指其環(huán)狀或線狀的雙鏈DNA 分子所含有的全部基因，有的原核生物還含有染色體外的質(zhì)?；蚪M。 其特點(diǎn)是 它的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)基因大都為單拷貝，功能相關(guān)的基因大多集中在一起組成操縱子，其中的結(jié)構(gòu)基因?yàn)槎囗樂(lè)醋樱?數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)基因串聯(lián)在一起，受同一調(diào)節(jié)區(qū)調(diào)節(jié)。數(shù)個(gè)操縱子又由一個(gè)共同的調(diào)節(jié)基因( regulator gene )所調(diào)控。與復(fù)制有關(guān)的酶和蛋白質(zhì)基因

19、分散排列在整個(gè)染色體的不同區(qū)域中， rRNA 基因是多拷貝的，并由 16S ， 23S ， 5S rRNA基因組成一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，其間有的還插有 tRNA 基因。 tRNA 基因有單、雙、多拷貝的形式。基因組中具有多種功能的識(shí)別區(qū)域，如復(fù)制起始區(qū)，復(fù)制終止區(qū)，轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)區(qū)，終止區(qū)等。這些區(qū)域具有特殊的序列，如反向重復(fù)序列等。真核生物基因組( eucaryotic genome )指真核生物的核基因組 ,包括染色體基因組和核內(nèi)的染色體外基因 , 以及細(xì)胞質(zhì)的線粒體、葉綠體基因組等。其特點(diǎn)是真核生物基因組可形成單拷貝、寡拷貝、多拷貝以及斷裂基因，有的還具有轉(zhuǎn)座基因，其基因復(fù)制在細(xì)胞核中以多復(fù)制子形式進(jìn)

20、行，基因表達(dá)可在核、質(zhì)中分別進(jìn)行，調(diào)控機(jī)制比原核細(xì)胞復(fù)雜，功能相關(guān)的基因不構(gòu)成操縱 子。真核生物基因組與原核基因組相比，其區(qū)別可總結(jié)如下：真核生物基因組遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原核生物基因組，且具有相當(dāng)?shù)膹?fù)雜度；基因組中不編碼區(qū)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于編碼區(qū)域； 基因組中的 DNA 與蛋白質(zhì)結(jié)合，形成的染色體存在于細(xì)胞核內(nèi)；大部分基因有內(nèi)含子，因此基因的編碼區(qū)域不連續(xù)；基因組中真核生物存在著重復(fù)序列，重復(fù)次數(shù)從幾次一幾百萬(wàn)次不等；以多復(fù)制起點(diǎn)的形式復(fù)制；轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順?lè)醋樱换蚪M與原核相同，也存在著可移動(dòng)的因子。真核生物的不同基因組之間也具有一定的相關(guān)性，如基因特性相似，基因結(jié)構(gòu)及組成類同，遺傳信息傳遞方向的普遍性，遺傳密

21、碼的通用性等。寫出 DNA 復(fù)制的幾個(gè)概念：半保留復(fù)制及其實(shí)驗(yàn)證據(jù)氯化銫密度梯度離心半不連續(xù)復(fù)制 復(fù)制子 半保留復(fù)制的生物學(xué)意義，細(xì)胞內(nèi)染色體外遺傳因子包括哪些？原核、真核生物復(fù)制有什么不同？大腸桿菌染色體DNA 復(fù)制起點(diǎn)是什么？ 什么是雙向復(fù)制？ DNA 復(fù)制采取哪些方式？在 DNA 分子上的每一條鏈都含有合成它的互補(bǔ)鏈所必需的全部遺傳信息。在復(fù)制過(guò)程中首先是雙鏈解旋并分開，之后以每條鏈作為模板在其上合成新的互補(bǔ)鏈，其結(jié)果是由一條鏈可以形成互補(bǔ)的兩條鏈。這樣新形成的兩條雙鏈DNA 分子與原來(lái)DNA 分子的堿基順序完全一樣。在此過(guò)程中，每個(gè)子代分子的一條鏈來(lái)自親代 DNA ，另一條鏈則是新合成

22、的，這種方式稱為半保留復(fù)制。在 DNA 復(fù)制過(guò)程中每個(gè)復(fù)制叉中的前導(dǎo)鏈連續(xù)復(fù)制，而后隨鏈?zhǔn)且苑捶较蚝铣刹贿B續(xù)的短片段。最后再由連接酶連接成連續(xù)的DNA 序列，這種復(fù)制方式稱為半不連續(xù)復(fù)制。半保留復(fù)制的生物學(xué)意義是，在半保留復(fù)制中堿基配對(duì)是核酸分子間傳遞遺傳信息的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。無(wú)論是復(fù)制、轉(zhuǎn)錄或逆轉(zhuǎn)錄，在形成雙鏈螺旋分子時(shí)都是通過(guò)堿基配對(duì)來(lái)完成的。這種復(fù)制機(jī)制還說(shuō)明了 DNA 分子在代謝上的穩(wěn)定性，經(jīng)過(guò)許多代的復(fù)制，DNA 多核苷酸鏈仍可保持完整，并存在于后代而不被分解。與細(xì)胞的其他成分相比這種穩(wěn)定性與它的可遺傳功能是相符合的。原核真核生物復(fù)制的不同點(diǎn)大腸桿菌的復(fù)制起點(diǎn)有OriC 和 OriH 兩種

23、， OriC 是主要復(fù)制起 點(diǎn)。在 DNA 的復(fù)制起點(diǎn)形成兩個(gè)復(fù)制叉分別向兩個(gè)方向同時(shí)進(jìn)行復(fù)制的現(xiàn)象。 DNA 復(fù)制采取的方式主要有原核生物的染色體和質(zhì)粒，真核生物的細(xì)胞器DNA 都是環(huán)狀雙鏈分子。實(shí)驗(yàn)表明，它們都在一個(gè)固定的起點(diǎn)開始復(fù)制，復(fù)制方向大多是雙向的，即形成兩個(gè)復(fù)制叉或生長(zhǎng)點(diǎn)，分別向兩側(cè)進(jìn)行復(fù)制；也有一些是單向的，只形成一個(gè)復(fù)制叉或生長(zhǎng)點(diǎn)。通常兩條鏈同時(shí)進(jìn)行對(duì)稱復(fù)制；也有一些不對(duì)稱的復(fù)制，一條鏈復(fù)制后再進(jìn)行另一條鏈的復(fù)制。 DNA 在復(fù)制叉處兩條鏈解開，各自合成其互補(bǔ)鏈。還有些生物采取單向復(fù)制的特殊方式滾環(huán)復(fù)制。簡(jiǎn)述以下 DNA 復(fù)制酶與蛋白質(zhì)因子的體系， DNA 聚合酶I、Klen

24、ow 片段、DNA 聚合酶n、DNA 聚合酶田、丫復(fù)合物、 夾子裝置器、 DNA 連接酶、SSB、 HU 、 DnaA 、 DnaB 、DnaC 、 兩類拓?fù)洚悩?gòu)酶DNA聚合酶I是多功能酶?？纱呋韵聨追N反應(yīng):通過(guò)核甘酸聚合反應(yīng)，使DNA鏈沿3J5方向延長(zhǎng)（聚合酶活性；由3 /端水解DNA鏈（3 J 5核酸外切酶活性；由 5 /端水解DNA 鏈（3J5核酸外切酶活性；由3 /端他NA鏈發(fā)生焦磷酸解；無(wú)機(jī)焦磷酸與脫氧核糖核甘三磷酸之間的焦磷酸基交換。焦磷酸解是聚合反應(yīng)的逆反應(yīng)，焦磷酸交換反應(yīng)由前兩個(gè)反應(yīng)連續(xù)重復(fù)多次引起。因此，DNA聚合酶I兼有聚合酶、3 J 5核酸外切酶和5 J 3核酸外切酶的

25、活性。在聚合酶活性中心，與這些功能相關(guān)的結(jié)合位置分布十分精巧而靈活。DNA聚合酶n為多亞基酶，具聚合酶亞基由一條相對(duì)分子質(zhì)量為88 000 的多肽鏈組成。這個(gè)酶的活力比 DNA 聚合酶 I 高。 NA聚合酶n具有3 / -5 /核酸外切酶活性，但無(wú)5 / -3 /活性。DNA 聚合酶n也不是復(fù)制酶，而是一種修復(fù)酶。DNA聚合酶田是由多個(gè)亞基組成的蛋白質(zhì)，亞基很容易解離，全酶（holoenzyme 由 a、3、丫、8、8、8、/610種亞基所組成，除合成速度比聚合酶I快外其他性質(zhì)與聚合酶I基本相同。DNA聚合酶田的其他許多性質(zhì)都表明它是DNA復(fù)制酶。DNA聚合酶I被蛋白酶切開得到的大片段稱為Kl

26、enow 片段，具有催化DNA聚合作用和3 J 5校對(duì)功能。聚合酶III中的丫亞基是一種依賴 DNA 的ATP酶，全酶中的 丫 復(fù)合物由6個(gè)亞基（丫 2 8 8構(gòu)成工主要功能是協(xié)同 B亞基嵌住 模板 DNA ，又稱夾子裝置器。DNA 連接酶是指能催化鏈的兩個(gè)末端間共價(jià)連接的酶。連接反應(yīng)=l=? ri+r 各匕曰4 需要能量。解開的兩條單鏈隨即被單鏈結(jié)合蛋白（ SSB ）覆蓋。大腸桿菌SSB 蛋白由 4 個(gè)相同亞基組成。這類蛋白曾被稱為解鏈蛋白、熔解蛋白、螺旋去穩(wěn)定蛋白等。但實(shí)際上它不是解鏈蛋白，其功能在于穩(wěn)定已解開的單鏈，阻止復(fù)性和保護(hù)單鏈部分不被核酸酶降 解。HU 蛋白是細(xì)菌細(xì)胞的類組蛋白，

27、可與 DNA 結(jié)合，促使雙鏈DNA 彎曲。受其影響，鄰近三個(gè)成串富含 AT 的 13 bp 序列被促便成為開鏈復(fù)合物，所需能量由 ATP 供給。DnaA DnaB DnaC 是大腸桿菌起點(diǎn)與復(fù)制起始有關(guān)的酶，其中 DnaA 識(shí)別起始序列，在起點(diǎn)特異位置識(shí)別解開雙鏈； DnaB解開 DNA 雙鏈； DnaC 幫助 DnaB 結(jié)合與起始位點(diǎn)。拓?fù)洚悩?gòu)酶I最初在大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)，稱 3蛋白或切口封閉酶，是相對(duì)分子質(zhì)量97 000 的一條多肽鏈，由基因 top A 編碼。它能在 DNA 的一股鏈上產(chǎn)生一個(gè)切口，使另一條鏈得以穿越，連接數(shù)每次改變土 1 4（圄o反應(yīng)無(wú)需供給能量。拓?fù)洚悩?gòu)酶I主要消除負(fù)超螺

28、旋，但也能引起DNA 的其他拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。拓?fù)洚悩?gòu)酶II 能使 DNA 的兩條鏈同時(shí)發(fā)生斷裂和再連接，當(dāng)它引入超螺旋時(shí)，需要由 ATP水解供給能量。細(xì)菌的n型拓?fù)洚悩?gòu)酶是一種 DNA 旋轉(zhuǎn)酶，它利用 ATP 水解提供的能量，可連續(xù)向同一個(gè)雙鏈閉環(huán)DNA 分子中引入負(fù)超螺旋，從而抵消了 DNA復(fù)制中產(chǎn)生的正超螺旋。DNA 聚合酶田具有哪三個(gè)復(fù)制特點(diǎn)從而使其成為DNA復(fù)制主要的酶 ？怎樣實(shí)現(xiàn)DNA 合成的高保真性？簡(jiǎn)述單鏈環(huán)狀X174噬菌體復(fù)制過(guò)程。寫出真核生物的5種主要DNA 聚合酶，真核生物 DNA 的主要抑制劑是什么？高 的 保 真 性 (fidelity 、 協(xié) 同 性 (cooperat

29、ivity 和 持 續(xù) 性(processivity 。這三個(gè)特點(diǎn)使得 DNA 聚合酶 III 成為 DNA 復(fù)制的主要的酶。實(shí)現(xiàn) DNA 合成的高保真性，從熱力學(xué)角度看，堿基對(duì)的錯(cuò)配使雙螺旋結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，由此計(jì)算的堿基錯(cuò)配率大約在10-2 。DNA 聚合酶對(duì)底物的選擇作用和3 / -5 /核酸外切酶的校對(duì)作用分別使錯(cuò)配頻率下降10-2 ，因而達(dá) 10-6 。這是體外合成DNA時(shí)所能達(dá)到的水平。在體內(nèi)， DNA 聚合酶和復(fù)制叉的復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)步提高了復(fù)制的準(zhǔn)確性；另外復(fù)制的修復(fù)系統(tǒng)可識(shí)別錯(cuò)配堿基( 在進(jìn)化上相當(dāng)?shù)乃健?X 174噬菌體的基因組由單鏈DNA 組成，稱病毒型或正鏈。感染宿主細(xì)胞后的復(fù)制

30、分為三個(gè)階段：以噬菌體正鏈為模板復(fù)制復(fù)制雙鏈環(huán)狀 DNA 分子。在 X174感染后1min內(nèi)主要是這種復(fù)制方式；由 RF型雙鏈 DNA 復(fù)制 RF型雙鏈DNA ,噬菌體基因大量表達(dá)。感染后 120min內(nèi)是此種方式，約產(chǎn)生 60 個(gè) RF 型雙鏈 DNA ， RF 型復(fù)制需要噬菌體基因編碼的A蛋白；由RF型DNA分子以滾動(dòng)環(huán)式復(fù)制產(chǎn)生噬菌體正鏈。X174噬菌體DNA的基因A在復(fù)制調(diào)控中起著關(guān)鍵的作用。真核生物有多種 DNA 聚合酶。從哺乳動(dòng)物細(xì)胞中分離出了5種，分別為 “、& x本s, 5-氟脫氧尿昔能抑制胸腺喀咤核甘酸的合成，是DNA合成的強(qiáng)烈抑制劑。什么是 DNA 的損傷 ? DNA 結(jié)構(gòu)

31、的改變有哪兩種類型 ?DNA 分子堿基自發(fā)性化學(xué)改變可造成哪五種因素的損傷?寫出其要點(diǎn) .化學(xué)因素引起的DNA 損傷主要有哪幾種 ? 寫出要點(diǎn) .DNA 損傷指在生物體生命過(guò)程中 DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)生的任何改變。 DNA 結(jié)構(gòu)發(fā)生的改變主要分為兩種：一是單個(gè)堿基的改變，二是雙螺旋結(jié)構(gòu)的異常扭曲。堿基自發(fā)性化學(xué)改變的這類損傷包括五種因素：堿基之間的互變異構(gòu)、堿基脫氨基、自發(fā)的脫嘌呤和脫嘧啶、活性氧引起的誘變及細(xì)胞代謝產(chǎn)物對(duì)DNA 的損傷等?；プ儺悩?gòu)指DNA 分子中的4 種堿基自發(fā)地使氫原子改變位置，產(chǎn)生互變異構(gòu)體，進(jìn)一步使堿基配對(duì)的式發(fā)生改變，這樣在復(fù)制后的子鏈上就可能出現(xiàn)錯(cuò)誤。堿基的脫氨基作

32、用是指胞喀咤（C、（A和（G分子結(jié)構(gòu)中都含有 環(huán)外氨基，氨基有時(shí)會(huì)自發(fā)脫落，結(jié)果 C變?yōu)椋║.A變?yōu)椋↖, G變 為黃嘌呤 （X ，當(dāng) DNA 復(fù)制時(shí)，會(huì)在子鏈中產(chǎn)生錯(cuò)誤而導(dǎo)致?lián)p傷。自發(fā)的脫嘌呤和脫嘧啶作用是指DNA 分子在生理?xiàng)l件下可通過(guò)自發(fā)性水解，使嘌呤堿和嘧啶堿從磷酸脫氧核糖骨架上脫落下來(lái)。活性氧為氧分子電子數(shù)大于 O2 的 O2。 8-oxoG （GO 是一種氧化堿基（ 7， 8-二氫 -8- 氧代鳥嘌呤），可與C、 A 配對(duì)，而DNA聚合酶I、n的校正活性不能校正具錯(cuò)配，造成GC- TA的顛換，這種損傷可以積累。有些糖分子如葡萄糖和堿基氧化產(chǎn)物 6磷酸葡萄糖能與DNA 反應(yīng)，產(chǎn)生明顯

33、的結(jié)構(gòu)上以及生物學(xué)方面的變化。化學(xué)因素引起的 DNA 損傷主要有：烷化劑對(duì) DNA 的損傷 烷化劑是一類親電子的化合物，極容易與生物體中的有機(jī)物大分子的親核位點(diǎn)起反應(yīng)。當(dāng)烷化劑和DNA 作用時(shí)，就可以將烷基加到核酸的堿基上去。2. 堿基類似物對(duì)DNA 的損傷 堿基類似物是一類結(jié)構(gòu)與堿基相似的人工合成化合物，由于它們的結(jié)構(gòu)與堿基相似，進(jìn)入細(xì)胞后能替代正常的堿基摻入到 DNA 鏈中，干擾DNA 的正常合成。.寫出細(xì)胞對(duì)DNA 損傷的五種修復(fù)系統(tǒng)， SOS 應(yīng)急反應(yīng)、SOS 反應(yīng)由什么物引起? 基因突變的概念、類型細(xì)胞對(duì) DNA 損傷的修復(fù)系統(tǒng)主要有五種：即切除修復(fù)、錯(cuò)配 修復(fù)、直接修復(fù)、重組修復(fù)和

34、易錯(cuò)修復(fù)。許多能造成DNA 損傷、或抑制 DNA 復(fù)制的過(guò)程能引起一系列復(fù)雜的誘導(dǎo)效應(yīng)，這種效應(yīng)稱為應(yīng)急反應(yīng) ( SOS response )SOS反應(yīng)包括誘導(dǎo)DNA損傷修復(fù)、誘變效應(yīng)、細(xì)胞分裂的抑制以及溶原性細(xì)菌釋放噬菌體等，細(xì)胞癌變也與SOS反應(yīng)有關(guān)。SOS反應(yīng)誘導(dǎo)的修復(fù)系統(tǒng)包括：避免差錯(cuò)的修復(fù)( error free repair)和 易產(chǎn)生差錯(cuò)的修復(fù)(error prone repair)兩類。SOS反應(yīng)由RecA 蛋白和 LexA 阻遏物相互作用引起?；蛲蛔?(mutation 是在基因內(nèi)的遺傳物質(zhì)發(fā)生可遺傳的結(jié)構(gòu)和數(shù)量的變化，通常產(chǎn)生一定的表型。廣義的突變包括染色體畸變和基因突變

35、。其圖變得類型包括基因突變有以下多種類型：堿基對(duì)置換DNA 錯(cuò)配堿基在復(fù)制后被固定下來(lái)，由原來(lái)的一個(gè)堿基對(duì)被另一個(gè)堿基對(duì)所取代，又稱為點(diǎn) 突變。堿基對(duì)置換有兩種類型：即轉(zhuǎn)換是在兩種嘧啶或兩種嘌呤之 間的互換；顛換發(fā)生在嘧啶與嘌呤或嘌呤與嘧啶之間的互換。堿基替換通常僅發(fā)生在一個(gè)堿基上。插入突變有兩種方式：拷貝或復(fù)制移動(dòng)，非拷貝移換。同義突變又稱無(wú)聲突變或中性突變。錯(cuò)義突變是基因突變改變了所編碼的氨基酸的種類或位置的突變，能不同程度地影響蛋白質(zhì)或酶的活性。當(dāng)氨基酸密碼子變?yōu)榻K止密碼子時(shí)，稱為無(wú)義突變，它導(dǎo)致翻譯提前結(jié)束。移碼突變是由于一個(gè)或多個(gè)非三整倍數(shù)的核苷酸對(duì)插入或缺失，導(dǎo)致編碼區(qū)該位點(diǎn)后的三

36、聯(lián)體密碼子閱讀框架改變，從而使后面的氨基酸都發(fā)生錯(cuò)誤，使該基因產(chǎn)物完全失活；如出現(xiàn)終止密碼子則也可使翻譯提前結(jié)束。缺失突變指一個(gè)或多個(gè)堿基從一段DNA 序列中被刪除，或較長(zhǎng)核昔酸序列丟失引起的突變，這種突變難以被回復(fù)。穆漏突變是突變基因的產(chǎn)物尚有部分活性的錯(cuò)義突變，是表型界于野生型與完全突變型之間的某種狀態(tài)。從突變體又恢復(fù)原先野生型表現(xiàn) 型的突變過(guò)程稱為回復(fù)突變。變熱點(diǎn) DNA 分子上任意位點(diǎn)發(fā)生突變的頻率并不相等，在某些位點(diǎn)發(fā)生突變的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其平均數(shù)，稱為突變熱點(diǎn)。. 寫出同源重組、 Holliday 模型、 DNA 重組有關(guān)的酶、轉(zhuǎn)座子的概念、轉(zhuǎn)座原件最初在什么生物中發(fā)現(xiàn) ？轉(zhuǎn)座子如何

37、分類？插入序列？復(fù)合型轉(zhuǎn)座子與 IS 元件有何異同？ DNA 轉(zhuǎn)作引起什么遺傳效應(yīng)？逆轉(zhuǎn)錄因子？同源重組 (homologous recombination又稱一般性重組，由兩條同源區(qū)的 DNA 分子，通過(guò)配對(duì)、鏈斷裂和再連接，而產(chǎn)生的片段間交換的過(guò)程。Robin Holliday 于 1964 年提出了同源重組模型，有 四個(gè)要點(diǎn)：兩個(gè)同源染色體 DNA排列整齊；一個(gè) DNA的一條鏈裂斷并與另一個(gè)DNA 對(duì)應(yīng)的鏈連接，形成的連接分子，稱為Holliday 中 間 體 ； 通 過(guò) 分 支 移 動(dòng) 產(chǎn) 生 異 源 雙 鏈 DNA ； Holliday 中間體切開并修復(fù)，形成兩個(gè)雙鏈重組體DNA 。

38、根據(jù)鏈裂斷切開的方式不同，得到的重組產(chǎn)物也不同。如果切開的鏈與原來(lái)斷裂的是同一條鏈(見 Holliday 模型左邊的產(chǎn)物，重組體含有一段異源雙鏈區(qū)，其兩側(cè)來(lái)自同一親本DNA ，稱為片段重組體。但如切開的鏈并非原來(lái)斷裂的鏈(模型右邊產(chǎn)物，重組體異源雙鏈區(qū)的兩側(cè)來(lái)自不同親本DNA ，稱為拼接重組體。與重組有關(guān)的酶研究最多的還是大腸桿菌的酶。在大腸桿菌中， Rec A 蛋白參與重組是最關(guān)鍵的步驟。Rec A 有兩個(gè)主要的功能：誘發(fā) SOS 反應(yīng)和促進(jìn)DNA 單鏈的同化。數(shù)千Rec A 單體協(xié)同聚集在單鏈上，形成螺旋狀纖絲( helical filament )。 Rec F 、 Rec O 和 Rec R 蛋白調(diào)節(jié) RecA 纖絲的裝配和拆卸。單鏈DNA 可以由許多途徑產(chǎn)生， RecBCD 酶是產(chǎn)生參與重組的 DNA 單鏈主要途徑。一旦Holliday中間體形成，即由 Ruv A 和 Ruv B 蛋白促進(jìn)異源雙鏈的形成。同源重組最后由 Ruv C 將 Holliday 聯(lián)結(jié)體切開，并由 DNA 聚合酶和 DNA 連接酶進(jìn)行修復(fù)合成。轉(zhuǎn)座子 (