現(xiàn)代分子生物學(xué)考試重點

第二章染色體與DNA2.什么是核小體？簡述其形成過程。由DNA和組蛋白組成的染色質(zhì)纖維細絲是許多核小體連成的念珠狀結(jié)構(gòu)。核小體是由H2A,H2B,H3,H4各兩個分子生成的八聚體和由大約200bp的DNA組成的。八聚體在中間，DNA分子盤繞在外，而H1則在核小體外面。每個核小體只有一個H1。所以，核小體中組蛋白和DNA的比例是每200bpDNA有H2A,H2B,H3,H4各兩個，H1一個。用核酸酶水解核小體后產(chǎn)生只含146bp核心顆粒，包括組蛋白八聚體及與其結(jié)合的146bpDNA，該序列繞在核心外面形成1.75圈，每圈約80bp。由許多核小體構(gòu)成了連續(xù)的染色質(zhì)DNA細絲。核小體的形成是染色體中DNA壓縮的第一階段。在核小體中DNA盤繞組蛋白八聚體核心，從而使分子收縮至原尺寸的1/7。200bpDNA完全舒展時長約68nm,卻被壓縮在10nm的核小體中。核小體只是DNA壓縮的第一步。核小體長鏈200bp→核酸酶初步處理→核小體單體200bp→核酸酶繼續(xù)處理→核心顆粒146bp3簡述真核生物染色體的組成及組裝過程除了性細胞外全是二倍體是有DNA以及大量蛋白質(zhì)及核膜構(gòu)成核小體是染色體結(jié)構(gòu)的最基本單位。核小體的核心是由4種組蛋白（H2A、H2B、H3和H4）各兩個分子構(gòu)成的扁球狀8聚體。蛋白質(zhì)包括組蛋白與非組蛋白。組蛋白是染色體的結(jié)構(gòu)蛋白，它與DNA組成核小體，含有大量賴氨酸核精氨酸。非組蛋白包括酶類與細胞分裂有關(guān)的蛋白等，他們也有可能是染色體的結(jié)構(gòu)成分由DNA和組蛋白組成的染色體纖維細絲是許多核小體連成的念珠狀結(jié)構(gòu)1.由DNA與組蛋白包裝成核小體，在組蛋白H1的介導(dǎo)下核小體彼此連接形成直徑約10nm的核小體串珠結(jié)構(gòu)，這是染色質(zhì)包裝的一級結(jié)構(gòu)。2.在有組蛋白H1存在的情況下，由直徑10nm的核小體串珠結(jié)構(gòu)螺旋盤繞，每圈6個核小體，形成外徑為30nm，內(nèi)徑10nm，螺距11nm的螺線管，這是染色質(zhì)包裝的二級結(jié)構(gòu)。3.由螺線管進一步螺旋化形成直徑為0.4μm的圓筒狀結(jié)構(gòu)，稱為超螺線管，這是染色質(zhì)包裝的三級結(jié)構(gòu)。4.這種超螺線管進一步螺旋折疊，形成長2-10μm的染色單體，即染色質(zhì)包裝的四級結(jié)構(gòu)。4.簡述DNA的一,二,三級結(jié)構(gòu)的特征DNA一級結(jié)構(gòu)：4種核苷酸的的連接及排列順序，表示了該DNA分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)DNA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三級結(jié)構(gòu)：指DNA雙螺旋進一步扭曲盤繞所形成的特定空間結(jié)構(gòu)6簡述DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)及其在現(xiàn)代分子生物學(xué)發(fā)展中的意義DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)分為右手螺旋A-DNAB-DNA左手螺旋Z-DNADNA的二級結(jié)構(gòu)是指兩條都核苷酸鏈反向平行盤繞所生成的雙螺旋結(jié)構(gòu)右手螺旋是由兩條反向平行的多核苷酸鏈圍繞同一中心軸構(gòu)成的。多核苷酸的方向是由核苷酸間的磷酸二酯鍵的走向決定的一條由5’到3’另一條由3’到5’。兩鏈上的堿基以氫鍵相連，嘌呤和嘧啶堿基對層疊與雙螺旋內(nèi)側(cè)，順著螺旋軸心從上向下看，可見堿基平面與縱軸平面垂直且螺旋的軸心方向穿過氫鍵的中點。核苷酸的磷酸集團與脫氧核糖在外側(cè)，通過磷酸二酯鍵相連接而構(gòu)成DNA分子的骨架。DNA轉(zhuǎn)錄時其鏈板間與有它轉(zhuǎn)錄所得的RNA鏈間形成A-DNA這對基因表達有重要意義左手螺旋是右手螺旋的一個補充。Z-DNA調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄模型中，在鄰近調(diào)控系統(tǒng)中，與調(diào)節(jié)區(qū)相鄰的轉(zhuǎn)錄區(qū)被Z-DNA抑制，只有Z-DNA轉(zhuǎn)變?yōu)锽-DNA后，轉(zhuǎn)錄才得以活化，而在遠距離調(diào)控系統(tǒng)中，Z-DNA可以通過改變負超螺旋水平，決定聚合酶能否與模板鏈相結(jié)合而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄起始活性7DNA復(fù)制通常采取哪些方式1線性DNA雙鏈的復(fù)制將線性復(fù)制子轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)狀或多聚分子在DNA末端形成發(fā)夾式結(jié)構(gòu)使分子沒有游離末端在某種蛋白質(zhì)的介入下，在真正的末端啟動復(fù)制2環(huán)狀DNA雙鏈的復(fù)制Sita型滾環(huán)型D—環(huán)型8.簡述原核生物DNA的復(fù)制特點。（1）復(fù)制的起始1，DNA雙螺旋的解旋DNA在復(fù)制時，其雙鏈首先解開，形成復(fù)制叉，這是一個有多種蛋白質(zhì)和酶參與的復(fù)雜過程。(2)DNA復(fù)制的引發(fā)RNA引物的合成前導(dǎo)鏈：DNA雙鏈解開為單鏈后，由引發(fā)酶（RNA聚合酶，Primase）在5’→3’DNA模板上合成一段RNA引物，再由DNA聚合酶從RNA引物3’端開始合成新的DNA鏈。然后以此為起點，進入DNA復(fù)制的延伸。后隨鏈：后隨鏈的引發(fā)過程由引發(fā)體（Primosome）來完成。引發(fā)體由6種蛋白組成的引發(fā)前體（Preprimosome）和引發(fā)酶（Primase）組成。引發(fā)體催化生成滯后鏈的RNA引物短鏈，再由DNA聚合酶III作用合成后續(xù)DNA，直至遇到下一個引物或?qū)槠螢橹?。在滯后鏈上所合成的RNA引物非常短，一般只有3-5個核苷酸。而且，在同一種生物體細胞中這些引物都具有相似的序列。（3）復(fù)制的延伸岡崎片段與半不連續(xù)復(fù)制在原核生物中，DNA新生鏈的合成主要由DNA聚合酶III所催化。當(dāng)岡崎片段形成后，DNA聚合酶I通過其5'→3'外切酶活性切除岡崎片段上的RNA引物，同時，利用后一個岡崎片段作為引物由5'→3'合成DNA。最后兩個岡崎片段由DNA連接酶將其接起來，形成完整的DNA滯后鏈。（4）復(fù)制的終止DNA復(fù)制的終止依賴與Tus蛋白（Terminusutilizationsubstance，36kD）和DNA鏈上特殊的重復(fù)序列Ter（約22bp）。Tus-ter復(fù)合體將阻止DNA解鏈，等反方向的復(fù)制叉到達后停止復(fù)制，然后兩條鏈解開。最后，釋放子鏈DNA，依靠拓撲酶將超螺旋結(jié)構(gòu)引入DNA分子。10細胞通過哪幾種修復(fù)系統(tǒng)對DNA損傷進行修復(fù)錯配修復(fù)切除修復(fù)重組修復(fù)‘DNA直接修復(fù)SOS系統(tǒng)11.什么是轉(zhuǎn)座子？可分為哪些種類？DNA的轉(zhuǎn)座，或稱移位，是由可移位因子介導(dǎo)的遺傳物質(zhì)重排現(xiàn)象。轉(zhuǎn)座子（transposon,Tn）是存在于染色體DNA上可自主復(fù)制和移位的基本單位。轉(zhuǎn)座子分為兩大類：插入序列（IS）和復(fù)合型轉(zhuǎn)座子。1，插入序列插入序列是最簡單的轉(zhuǎn)座子，它不含有任何宿主基因。它們是細菌染色體或質(zhì)粒DNA的正常組成部分。一個細菌細胞常帶有少于10個序列。轉(zhuǎn)座子常常被定為到特定的基因中，造成該基因突變。2，復(fù)合型轉(zhuǎn)座子復(fù)合型轉(zhuǎn)座子是一類帶有某些抗藥性基因（或其他宿主基因）的轉(zhuǎn)座子，其兩翼往往是兩個相同或高度同源的IS序列，表明IS序列插入到某個功能基因兩端時就可能產(chǎn)生復(fù)合轉(zhuǎn)座子。一旦形成復(fù)合轉(zhuǎn)座子，IS序列就不能再單獨移動，因為它們的功能被修飾了，只能作為復(fù)合體移動。大部分情況下，這些轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座能力是由IS序列決定和調(diào)節(jié)的。除了末端帶有IS序列的復(fù)合轉(zhuǎn)座子外，還存在一些沒有IS序列的，體積龐大的轉(zhuǎn)座子（5000bp以上）——TnA家族。第三章生物信息的傳遞（上）2.簡述RNA轉(zhuǎn)錄的概念及其基本過程。答：RNA轉(zhuǎn)錄：以DNA中的一條單鏈為模板，游離堿基為原料，在DNA依賴的RNA聚合酶催化下合成RNA鏈的過程?；具^程：模版識別—轉(zhuǎn)錄開始—轉(zhuǎn)錄延伸—轉(zhuǎn)錄終止。5，簡述σ因子的作用。答：1，σ因子的作用是負責(zé)模版鏈的選擇和轉(zhuǎn)錄的起始，它是酶的別構(gòu)效應(yīng)物，使酶專一性識別模版上的啟動子；2，σ因子可以極大的提高RNA聚合酶對啟動子區(qū)DNA序列的親和力；3，σ因子還能使RNA聚合酶與模版DNA上非特異性位點結(jié)合常數(shù)降低。6，什么是Pribnowbox？它的保守序列是什么？答：pribnowbox是原核生物中中央大約位于轉(zhuǎn)錄起始位點上游10bp處的TATA區(qū)，所以又稱作-10區(qū)。它的保守序列是TATAAT。8，簡述原核生物和真核生物mRNA的區(qū)別。答：1，原核生物mRNA常以多順反子的形式存在。真核生物mRNA一般以單順反子的形式存在；2，原核生物mRNA的轉(zhuǎn)錄與翻譯一般是偶聯(lián)的，真核生物轉(zhuǎn)錄的mRNA前體則需經(jīng)轉(zhuǎn)錄后加工，加工為成熟的mRNA與蛋白質(zhì)結(jié)合生成信息體后才開始工作；3，原核生物mRNA半壽期很短，一般為幾分鐘，最長只有數(shù)小時。真核生物mRNA的半壽期較長，如胚胎中的mRNA可達數(shù)日；4，原核與真核生物mRNA的結(jié)構(gòu)特點也不同，原核生物的mRNA的5’端無帽子結(jié)構(gòu)，3’端沒有或只有較短的polyA結(jié)構(gòu)。9，大腸桿菌的終止子有哪兩大類？請分別介紹一下它們的結(jié)構(gòu)特點。答：大腸桿菌的終止子可以分為不依賴于p因子和依賴于p因子兩大類。不依賴于p因子的終止子結(jié)構(gòu)特點：1，位于位點上游一般存在一個富含GC堿基的二重對稱區(qū)，由這段DNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA容易形成發(fā)卡式結(jié)構(gòu)。2，在終止位點前面有一端由4—8個A組成的序列，所以轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的3’端為寡聚U。依賴于p因子的終止子的結(jié)構(gòu)特點：第四章生物信息的傳遞（下）1，遺傳密碼有哪些特征？答：1，密碼的連續(xù)性，密碼之間無間斷也沒有重疊；2，密碼的簡并性，許多氨基酸都有多個密碼子；3，密碼的通用性和特殊性，遺傳密碼無論在體內(nèi)還是在體外，無論是對病毒、細菌、動物還是植物而言都是通用的，但是也有少數(shù)例外；4，密碼子和反密碼子的相互作用。2，有幾種終止密碼子？它們的序列和別名分別是什么？答：3種，UAA、UAG和UGA，別名是無意義密碼。3，簡述擺動學(xué)說。答：1966年，Crick根據(jù)立體化學(xué)原理提出擺動學(xué)說，解釋了反密碼子中某些稀有成分的配對。擺動學(xué)說認為，在密碼子與反密碼子的配對中，前兩對嚴格遵守堿基配對原則，第三對堿基有一定的自由度，可以“擺動”，因而使某些tRNA可以識別1個以上的密碼子。認為除A-U、G-C配對外，還有非標準配對，I-A、I-C、I-U，并強調(diào)密碼子的5’端第1、2個堿基嚴格遵循標準配對，而第3個堿基可以非標準配對，具有一定程度的擺動靈活性。4，tRNA在組成和結(jié)構(gòu)上有哪些特點答：1.tRNA中含有稀有堿基,除ACGU外還含有雙氫尿嘧啶、假尿嘧啶等；2.tRNA分子形成莖環(huán)節(jié)構(gòu)；3.tRNA分子末端有氨基酸接納莖；4.tRNA分子序列中很有反密碼子。5，比較原核與真核的核糖體組成。答：1，真核細胞中的核糖體數(shù)量多余原核；2，真核細胞中核糖體RNA占細胞中總RNA的量少于原核；3，原核生物的核糖體通過與mRNA的相互作用，被固定在核基因組上，真核生物的核糖體則直接或間接的與細胞骨架有關(guān)聯(lián)或者與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)相連；4，原核生物核糖體由約RNA占2/3及1/3的蛋白組成，真核生物核糖體中RNA占3/5，蛋白質(zhì)占2/5。6，什么是SD序列？其功能是什么？答：SD序列是指信使核糖核酸(mRNA)翻譯起點上游與原核16S核糖體RNA或真核18SrRNA3′端富含嘧啶的7核苷酸序列互補的富含嘌呤的3～7個核苷酸序列(AGGAGG)，是核糖體小亞基與mRNA結(jié)合并形成正確的前起始復(fù)合體的一段序列。功能：SD序列對mRNA的翻譯起重要作用。7，核糖體有哪些活性中心？答：核糖體包括多個活性中心，即mRNA結(jié)合部位、結(jié)合或接受AA-tRNA部位，結(jié)合或接受肽酰-tRNA部位，肽基轉(zhuǎn)移部位及形成肽鍵的部位，此外還有負責(zé)肽鏈延伸的各種延伸因子的結(jié)合位點。8，真核生物與原核生物在翻譯起始過程中有哪些區(qū)別？答：原核生物的起始tRNA是fMet-tRNA，真核生物是Met-tRNAMet。原核生物中30S小亞基首先與mRNA模版相結(jié)合，再與fMet-tRNA結(jié)合，最后與50S大亞基結(jié)合。而在真核生物中，40S小亞基首先與Met-tRNAMet相結(jié)合，再與模版mRNA結(jié)合，最后與60S大亞基結(jié)合生成80S.mRNA.Met-tRNAMet起始復(fù)合物。第五章分子生物學(xué)研究法（上）簡述凝膠電泳原理。1)瓊脂糖凝膠電泳原理：瓊脂糖是從瓊脂中提純出來的，主要是由D－半乳糖和3,6脫水L－半乳糖連接而成的一種線性多糖。瓊脂糖凝膠的制作是將干的瓊脂糖懸浮于緩沖液中，通常使用的濃度是1％－3％，加熱煮沸至溶液變?yōu)槌吻澹⑷肽０搴笫覝叵吕鋮s凝聚即成瓊脂糖凝膠。瓊脂糖主要在DNA制備電泳中作為一種固體支持基質(zhì)。瓊脂糖之間以分子內(nèi)和分子間氫鍵形成較為穩(wěn)定的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，這種交聯(lián)的結(jié)構(gòu)使瓊脂糖凝膠有較好的抗對流性質(zhì)。瓊脂糖凝膠的孔徑可以通過瓊脂糖的最初濃度來控制，低濃度的瓊脂糖形成較大的孔徑，而高濃度的瓊脂糖形成較小的孔徑。盡管瓊脂糖本身沒有電荷，但一些糖基可能會被羧基、甲氧基特別是硫酸根不同程度的取代，使得瓊脂糖凝膠表面帶有一定的電荷，引起電泳過程中發(fā)生電滲以及樣品和凝膠間的靜電相互作用，影響分離效果。2）聚丙烯酰胺凝膠電泳原理：聚丙烯酰胺凝膠電泳簡稱為PAGE（Polyacrylamidegelelectrophoresis），是以聚丙烯酰胺凝膠作為支持介質(zhì)。聚丙烯酰胺凝膠是由單體的丙烯酰胺（CH2=CHCONH2Acrylamide）和甲叉雙丙烯酰胺（CH2(NHCOHC=CH2)2N,N’-methylenebisacrylamide）聚合而成，這一聚合過程需要有自由基催化完成。常用的催化聚合方法有兩種：化學(xué)聚合和光聚合?；瘜W(xué)聚合通常是加入催化劑過硫酸銨（AP）以及加速劑四甲基乙二胺（TEMED），四甲基乙二胺催化過硫酸銨產(chǎn)生自由基。溶液的pH對聚合作用是重要的，因為過低pH沒有足夠的堿基加速催化反應(yīng)，同樣過多的氧分子存在，會使聚合作用很快停止。所以制備凝膠時，在加過硫酸銨之前，混合物必須抽去空氣。核黃素催化的聚合作用，常用于制備濃縮膠，因為這樣制得的凝膠孔度要大些。核黃素在光照射下及有微量氧存在時，產(chǎn)生自由基使Acr發(fā)生聚合作用簡述PCR技術(shù)原理。類似于DNA的天然復(fù)制過程，其特異性依賴于與靶序列兩端互補的寡核苷酸引物。PCR由變性--退火--延伸三個基本反應(yīng)步驟構(gòu)成：①模板DNA的變性：模板DNA經(jīng)加熱至93℃左右一定時間后，使模板DNA雙鏈或經(jīng)PCR擴增形成的雙鏈DNA解離，使之成為單鏈，以便它與引物結(jié)合，為下輪反應(yīng)作準備；②模板DNA與引物的退火(復(fù)性)：模板DNA經(jīng)加熱變性成單鏈后，溫度降至55℃左右，引物與模板DNA單鏈的互補序列配對結(jié)合；③引物的延伸：DNA模板--引物結(jié)合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP為反應(yīng)原料，靶序列為模板，按堿基配對與半保留復(fù)制原理，合成一條新的與模板DNA鏈互補的半保留復(fù)制鏈重復(fù)循環(huán)變性--退火--延伸三過程，就可獲得更多的“半保留復(fù)制鏈”，而且這種新鏈又可成為下次循環(huán)的模板。每完成一個循環(huán)需2～4分鐘，2～3小時就能將待擴目的基因擴增放大幾百萬倍3.名詞解釋。cDNA文庫：是某一生物體全部或部分基因的集合。將摸個生物的cDNA片段與適當(dāng)載體在體外重組后，轉(zhuǎn)化宿主細胞，所得的菌落或噬菌體的集合即為cDNA文庫。基因組：生物有機體的單倍體細胞中的所有DNA，包括核中的染色體DNA和線粒體、葉綠體等亞細胞器中的DNA?；蚩寺。涸诜肿由飳W(xué)上，人們把將外源DNA插入具有復(fù)制能力的載體DNA中，轉(zhuǎn)入宿主細胞使之得以永久保存和復(fù)制的過程稱為基因克隆。細菌轉(zhuǎn)化：指一種細菌菌株由于捕獲了來自供體菌株的DNA而導(dǎo)致性狀特征發(fā)生遺傳改變的過程。SNP：單核苷酸多態(tài)性，指基因組DNA序列中由于單個核苷酸的突變而引起的物種多態(tài)性。第七章基因的表達與調(diào)控（上）什么是操縱子？指原核生物中由一個或多個相關(guān)基因以及轉(zhuǎn)錄翻譯調(diào)控元件組成的基因表達單元。3.簡述乳糖操縱子的調(diào)控模型。答：A、乳糖操縱子的組成：大腸桿菌乳糖操縱子含Z、Y、A三個結(jié)構(gòu)基因，分別編碼半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰轉(zhuǎn)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。B、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(jié)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(dǎo)物誘導(dǎo)阻遏蛋白變構(gòu)，不能結(jié)合于操縱序列，乳糖操縱子被誘導(dǎo)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(dǎo)的負調(diào)控。C、CAP的正性調(diào)節(jié)：在啟動子上游有CAP結(jié)合位點，當(dāng)大腸桿菌從以葡萄糖為碳源的環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)橐匀樘菫樘荚吹沫h(huán)境時，cAMP濃度升高，與CAP結(jié)合，使CAP發(fā)生變構(gòu)，CAP結(jié)合于乳糖操縱子啟動序列附近的CAP結(jié)合位點，激活RNA聚合酶活性，促進結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄，調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合于操縱子后促進結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)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。D、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。簡述色氨酸操縱子的調(diào)控模型。第八章基因的表達與調(diào)控（下）1，基因家族的分類及其主要表達調(diào)控模式答：（1），簡單多基因家族，真核生物首先是prerRNA經(jīng)過特異性甲基化，然后是經(jīng)RNA酶的切割便可產(chǎn)生成熟rRNA分子。原核生物則還要經(jīng)過核酸酶降解才能產(chǎn)生成熟rRNA分子。（2），復(fù)雜多基因家族，一般由幾個相關(guān)基因家族構(gòu)成，基因家族之間由間隔序列隔開，并作為獨立的轉(zhuǎn)錄單位，可能存在具有不同專一性的組蛋白亞類和發(fā)育調(diào)控機制。（3），發(fā)育調(diào)控的復(fù)雜多基因家族，每