朱玉贤分子生物学重点.docx
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朱玉贤分子生物学重点
朱玉贤分子生物学重点
等位基因:
同一座位存在的两个以上不同状态的基因。
变性:
双链DNA因加温,极端pH,尿素,酰胺等变成单链DNA的过程。
复性:
变性DNA在一定条件下恢复天然DNA的结构的过程。
熔点:
OD增加值的中点温度。
增色效应:
由于DNA变性而引起的光吸收的增加称为增色效应。
1.DNA与RNA结构上的主要区别是什么?
1)核糖
2)碱基
3)单链/双链
4)稳定性
5)数量和长度
2.Watson&CrickDNA双螺旋模型的要点?
1)脱氧核糖和磷酸基通过3’,5’磷酸二酯键交互连接,成为螺旋链的骨架。
螺旋的直
径20Å。
主链处于螺旋的外侧,核糖平面与螺旋轴平行,碱基处于螺旋的内侧。
2)嘌呤和嘧啶相配,碱基平面与螺旋轴基本垂直。
3)螺距为34Å,包含10个核苷酸。
4)双螺旋中存在大沟和小沟。
5)蛋白质因子与DNA的特异结合依赖于氨基酸与DNA间的氢键的形成。
6)蛋白质因子沿大沟与DNA形成专一性结合的机率与多样性高于沿小沟的结合。
3.影响DNA双螺旋结构稳定性的主要因素有那些?
1)氢键,碱基堆积力(范德华力,疏水作用),磷酸酯键,核苷酸序列(从嘌呤到嘧
啶的方向的碱基堆集作用显著大于同样组成的嘧啶到嘌呤方向的碱基堆集作用)
2)磷酸基团间的静电斥力
4.了解超螺旋的概念(83),区分DNA拓扑异构酶I和II的不同作用机理。
(91)
双螺旋线状分子再度螺旋化成为超螺旋结构。
TopI催化DNA链的断裂和重新连接,每次只作用于一条链,消除负超螺旋。
TopII同时断裂并连接双股DNA链,通常需要能量辅因子ATP。
分二类,DNA旋转酶引入负超螺旋,另一类转变超螺旋DNA成为没有超螺旋的松弛形式。
TopI~TopII含量的平衡严格控制体内负超螺旋维持在5%水平,保证DNA的各种遗传活动。
2
基因组:
C值:
单倍体基因组总DNA的含量。
C值矛盾:
1)生物体进化程度高低与大C值不成明显相关(非线性)2)亲缘关系相近的生物大C值相差较大3)一种生物内大C值与小c值相差极大。
类核:
原核生物DNA与RNA和蛋白质一起形成一个相对集中的区域
异染色质:
在细胞间期就折叠压缩得非常紧密的染色质丝。
核小体:
是染色质的基本结构单位,包括约200bp的DNA,一个组蛋白八聚体和一分子组蛋白H1。
化学复杂长度:
用化学方法测量的DNA总长度。
动力学复杂长度:
按照复性动力学计算出来的复杂长度。
卫星DNA:
富含A•T的高度重复序列。
基因家族:
真核生物基因组中来源相同,结构相似,功能相关的基因。
基因簇:
功能相关,序列多为相似,具有进化的整体性,累积突变,排列成束而成。
假基因:
因突变而失活的基因。
断裂基因:
由若干exon和intron相间隔排列的序列组成的基因。
内含子:
DNA与成熟RNA间的非对应区域。
外显子:
DNA与成熟RNA间的对应区域。
1.原核生物和真核生物的基因组织特点是什么?
原核生物:
染色体上功能相关的基因大多组成操纵元结构;蛋白质基因通常为单拷贝,
RNA基因则是多拷贝。
真核生物:
DNA上存在单一序列,中度重复序列和高度重复序列,许多高度重复序列
DNA形成所谓卫星DNA;大多数真核基因都是不连续基因;基因家族,基因簇及串联重复
基因是真核生物基因组织的常见方式。
2.举例说明不连续基因(断裂基因)概念的相对性。
1)酵母线粒体细胞色素氧化酶基因的内含子II编码成熟酶。
2)人类尿激酶原基因ExonI不编码氨基酸序列。
3)并非真核生物所有的结构基因均为splittinggene。
3.试述断裂基因存在的生物学意义。
1)有利于遗传的相对稳定:
内含子的突变频率高于外显子的;即使错误剪接留下的intron部分被mRNA监测系统降解,避免病变和死亡。
2)增加变异机率,有利于生物的进化:
增加了基因的长度,因此增加了基因内的重组
交换几率,有利于形成变异和生物多样性。
3)扩大生物体的遗传信息储量:
对intron不同方式的剪接(alternativesplicing),形成不同的基因产物;通过改变读码框架,利用intron编码基因。
4)利用内含子进行代谢调节:
酵母的成熟酶。
3
半保留复制:
在复制过程中各以双螺旋DNA的其中一条链为模板合成其互补链,新生
的互补链与母链构成子代DNA分子。
半不连续复制:
当DNA复制时,一条链是连续的,另一条链是不连续的。
冈崎片断:
不连续复制链上的DNA前体片段。
滚环式复制:
双链环状DNA在复制时,以某种方式切断其中一条链,其5'端常与特殊的蛋白质相连,而在3'端不断地由DNA聚合酶催化,以未切断的一条环形链为模板,加上
新的核苷酸。
由于3'端不断延长,而5'端则不断甩出,好像中间的一个环在不断滚动一样,
因而叫做滚环复制。
Θ复制:
双链环状DNA以复制叉式复制时,其形状像Θ,因而叫做Θ复制。
复制叉:
DNA在复制原点解开成单链状态,分别作为模板,各自合成其互补链,则出
现二个叉子状的生长点,叫做复制叉。
先导链:
复制叉式复制过程中,连续合成的链为先导链。
后随链:
复制叉式复制过程中,不连续合成的链为复制叉式复制过程中,连续合成的链
为后随链。
端粒:
染色体两端存在的,使染色体趋于稳定的特殊结构。
端粒酶:
由蛋白质和RNA组成的,以自身RNA为模板延长端粒的一种逆转录酶。
复制体:
由多种蛋白质在复制叉处组成的进行DNA合成的结构。
引发体:
高度解链的模板DNA与多种蛋白质因子形成的引发前体促进引物酶结合上来,
共同形成引发体。
1.如何用实验证明DNA的半保留复制机理?
用1514标记亲代DNA,再在培养基中合成子代DNA……NN
2.为什么DNA合成总是由5’向3‘方向进行?
因能量的需要,DNA的5’端必须带有PPP,游离dNTP具有ppp。
在0.2MNacl的生理环境中,磷酸基团间的强电负性,使dNTP难以聚合到DNA的5‘端,而且双链DNA的5’端碱基配对困难,需要其他机制以解脱;碱基发生错配后的校正费时、费能、增加脱磷酸、
加磷酸的能量消耗。
3.试解释为什么在野生型大肠杆菌中脉冲标记的核酸片断只发布于短DNA片断中,换言之,为什么DNA在这些细胞中看上去象全不连续复制而不象半不连续复制?
如何进一
步证明半不连续复制?
由于dUTPase并不能一个不漏地将dUTP转变为dUMP,仍有极少数dUTP逃遁并渗入到DNA中与A配对,前导链中平均大约1200个碱基就可能有一个脲嘧啶存在;体内脲
嘧啶N-糖基酶作用较快,而AP内切核酸酶作用很慢,因此提取出来的没有脲嘧啶的磷酸
二酯键很容易碱水解而断裂。
后随链同样发生脲嘧啶的渗入和切除事件,因而二条新生链在
碱水解后产生差不多大小的冈崎片段。
4.举例说明生命体是如何使用不同的策略来解决线状DNA复制中出现的5’端隐缩问题的。
T7:
DNA两端各有一段重复的核苷酸片段,子代DNA形成连环分子,通过特异性内
切核酸酶切开,再进行链置换,然后二个DNA单位分离,被置换出的单链由DNA聚合酶补齐。
λ噬菌体:
线形DNA环化后进行滚环复制。
腺病毒:
其DNA聚合酶能够催化pTP的丝氨酸残基与dCTP之间的反应,使dCMP以磷酸二酯键与pTP的丝氨酸残基共价相连,与此同时,C与模板3’端的G以氢键相结合,形成复制起始复合体引发复制,不需引物,避免5’-endshortent。
真核生物:
端粒酶
5.DNA复制起点的结构特点。
1)富含A•T
2)具回文结构
3)具酶结合位点
原核生物的3种DNA聚合酶
胸腺嘧啶二聚体的5种修复途径:
1)光复活
光复活作用是在可见光的活化下由光复活酶(简称PR酶)催化胸腺嘧啶二聚体分
解为单体的过程。
2)切除修复
E.coli的Uvr系统)识别,切开。
(1)修复内切酶(如
(2)由PolI置换。
(3)由PolI切除被置换的链。
(4)DNA连接酶封合切刻。
3)重组修复
(1)二聚体后起始
(2)姐妹链交换
4)SOS修复
RecA被激活,酶解SOS修复系统各基因的阻遏蛋白LecA5)嘧啶二聚体糖基酶修复系统
突变:
可以通过复制而遗传的DNA结构的任何永久性改变。
突变体:
携带突变的生物个体,群体或株系。
野生型:
有机体的正性状。
突变剂:
引起突变的理化因素。
自发突变:
在自然界中发生的突变。
诱发突变:
用突变剂人为处理而产生的突变。
抑制突变:
抑制正向突变的表型的第二位点的突变。
抑制tRNA:
能够抑制正向突变表型的突变了的tRNA。
无义抑制tRNA的种类:
1)琥珀型(Amber)抑制突变,识别UAG
2)赭石型(Ochre)抑制突变,识别UAA
3)乳石型(Opal)抑制突变,识别UGA抑制增强突变:
细胞内的其他能增强抑制tRNA效率的突变。
基因间间接抑制突变:
凡是能够使某一突变基因产物在一定程度上完成其使命的其他基
因突变。
突变剂:
1)酮式BU(5-溴尿嘧啶)可以代替T渗入DNA,若渗入的BU由酮式变构为烯
醇式,则经过两轮DNA复制,可产生A?
T?
G?
C的转换;烯醇式BU可代替C渗入DNA,
产生G?
C?
A?
T的转换
2)AP(2-氨基嘌呤)主要产生A?
T?
G?
C的转换
重组:
DNA分子内断裂-复合的基因交换。
(P405)同源重组:
DNA同源序列之间的基因交换。
基因转换:
一条染色体上特定的遗传基因被同源染色体上的等位基因所替代的非相互
重组的现象。
位点特异性重组:
细菌DNA和λDNA上特定位点之间的重组。
转座子:
能在基因组内不同区域转移的可转移成分。
(P430)
Chi序列:
(书423)
复制转座:
转座子复制一份再去插入到别的序列中。
交互重组:
一条亲体双螺旋分子和另一条亲体分子共价相连,中间有一段异源双链区
域,这种重组叫做交互重组。
(P409)
非复制转座作用:
describesthemovementofatransposonthatleavesadonorsite(usually
generatingadouble-strandbreak)andmovestoanewsite.
复制转座:
describesthemovementofatransposonbyamechanisminwhichfirstitis
replicated,andthenonecopyistransferredtoanewsite.
Retroposons:
isatransposonthatmobilizesviaanRNAform;theDNAelementis
transcribedintoRNA,andthenreverse-transcribedintoDNA,whichisinsertedatanewsitein
thegenome.
逆转录酶病毒:
以RNA合成DNA再复制成RNA,最后才翻译成蛋白质的病毒。
反转录:
极性现象:
基因转换发生的机率,随突变位点离DNAcrossoverpoint的距离增大,而表现逐渐变小的极性梯度的效应。
1.掌握同源重组机制的meselson-Radding模型及Holliday中间体的拆分
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- 朱玉贤 分子生物学 重点