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分子生物学试题库

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。

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，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。

填空题

3.在聚合酶链反应中，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Ⅱ、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Ⅰ、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δ。

在原核生物中是DNA聚合酶Ⅲ。

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。

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5′→3′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DNA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

①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。

②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1000～3000bp/min（仅为原核生物的1/20～1/50）。

③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。

④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。

⑤真核生物有多种DNA聚合酶，DNA聚合酶δ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Ⅲ的β-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ⅢDNA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。

⑥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。

⑦RPA：

真核生物的单链结合蛋白；RNaseH1和MF-1切除RNA引物，DNA聚合酶ε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）、DnaA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,DanA蛋白变性13个bp的重复序列,形成开链复合物。

（4）、DnaB借助于水解ATP产生的能量在DnaC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（DnaG蛋白）开始合成RNA引物。

链的延长（冈崎片段的合成）：

在DNA聚合酶Ш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３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，TaqDNA聚合酶以４种dNTP为原料，以目的DNA为模板，催化以引物３’末端为起点的5’→3’DNA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在原核生物中，-35区与-10区之间的距离大约是16~19bp

5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Ⅰ合成rRNA,聚合酶Ⅱ合成mRNA，聚合酶Ⅲ合成tRNA和5srRNA。

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聚合酶与启动子结合的位点，能与σ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。

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

两条链均被复制

模板链转录（不对称转录）

原料

Dntp

NTP

酶

DNA聚合酶

RNA聚合酶

产物

子代双链DNA（半保留复制）

mRNAtRNArRNA

配对方式

A-TG-C

A-UA-TG-C

引物

RNA引物

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5→’3’

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σ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，无内含子，部分碱基发生甲基化。

①5，端加帽：

当RNA聚合酶Ⅱ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；②3，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；③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，AU—3，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与保守序列结合，形成剪接体，在其内发生剪接与连接反应；④编辑；⑤甲基化修饰：

当序列为5，—RRACX—3，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：

⑴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。

⑵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的反义链作为模板，合成几个核苷酸后，δ因子被释放并循环使用，以下步骤不再需要δ因子。

⑶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。

⑷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