天津科技大学考研 612分子生物学DNA复制修复及重组练习题.docx

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天津科技大学考研612分子生物学DNA复制修复及重组练习题

核酸的生物合成参考答案

（一）名词解释（部分由作业外的也需要掌握）

1．中心法则（centraldogma）：

生物体遗传信息流动途径。

最初由Crick（1958）提出，经后人的不断补充和修改，现包括反转录和RNA复制等内容。

2．半保留复制（简称复制）（semiconservativereplication）：

亲代双链DNA以每条链为模板，按碱基配对原则各合成一条互补链，这样一条亲代DNA双螺旋，形成两条完全相同的子代DNA螺旋，子代DNA分子中都有一条合成的“新”链和一条来自亲代的旧链，称为半保留复制。

3．DNA聚合酶（DNApolymerase）：

指以脱氧核苷三磷酸为底物，按5’→3’方向合成DNA的一类酶，反应条件：

4种脱氧核苷三磷酸、Mg+、模板、引物。

DNA聚合酶是多功能酶，除具有聚合作用外，还具有其它功能，不同DNA聚合酶所具有的功能不同。

4．解旋酶（helicase）：

是一类通过水解ATP提供能量，使DNA双螺旋两条链分开的酶，每解开一对碱基，水解2分子ATP。

5．拓扑异构酶（topoisomerase）：

是一类引起DNA拓扑异构反应的酶，分为两类：

类型I的酶能使DNA的一条链发生断裂和再连接，反应无需供给能量，类型Ⅱ的酶能使DNA的两条链同时发生断裂和再连接，当它引入超螺旋时，需要由ATP供给能量。

6．单链DNA结合蛋白（single-strandbindingprotein,SSB）：

是一类特异性和单链区DNA结合的蛋白质。

它的功能在于稳定DNA解开的单链，阻止复性和保护单链部分不被核酸酶降解。

7．DNA连接酶（DNAligase）：

是专门催化双链DNA中缺口共价连接的酶，不能催化两条游离的单链DNA链间形成磷酸二酯键。

反应需要能量。

8．引物酶及引发体（primase＆primosome）：

以DNA为模板，以核糖核苷酸为底物，在DNA合成中，催化形成RNA引物的酶称为引物酶及引物体。

大肠杆菌的引物酶单独没有活性，只有与其它蛋白质结合在一起，形成一个复合体，即引发体才有生物活性。

9．复制叉（replicationfork）：

复制中的DNA分子，末复制的部分是亲代双螺旋，而复制好的部分是分开的，由两个子代双螺旋组成，复制正在进行的部分呈丫状叫做复制叉。

10．复制眼θ结构：

在一段DNA上，正在复制的部分形成眼状结构。

复制眼在环状DNA上形成的结构与希腊字母θ相象，所以叫θ结构。

11．前导链（1eadingstrand）：

在DNA复制过程中，以亲代链（3’→5’为模板时，子代链的合成（5’→3’）是连续的．这条能连续合成的链称前导链。

12．冈崎片段（Okazakifragment）、后随链（1aggingstrand）：

在DNA复制过程中，以亲代链（5’→3’）为模板时，子代链的合成不能以3’→5’方向进行，而是按5’→3’方向合成出许多小片段，因为是冈崎等人研究发现，因此称冈崎片段。

由许多冈崎片段连接而成的子代链称为后随链。

13．半不连续复制（Semidiscontinuousreplication）：

在DNA复制过程中，一条链的合成是连续的，另一条链的合成是不连续的，所以叫做半不连续复制。

14．逆转录（reversetranscription）：

以RNA为模板合成DNA的过程。

15．逆转录酶（reversetranseriptase）：

催化以RNA为模板合成DNA的逆转录过程的酶。

Temin（1960）首次从劳氏肉瘤病毒中发现。

逆转录酶具有多种酶活性：

依赖RNA的DNA聚合酶活性；依赖DNA的DNA聚合酶活性，RNA水解酶活性，DNA合成方向5’→3’。

合成时需要引物与模板。

16．突变（mutation）：

基因组DNA顺序上的任何一种改变都叫做突变。

分点突变和结构畸变。

17．点突变（Pointmutation）：

是指一个或几个碱基对被置换（replacement），这种置换又分两种形式：

转换（transition）一--指用一个嘌呤碱置换另一个嘌呤碱，一个嘧啶碱置换另一个嘧啶碱；颠换（transversion）一--指用嘌呤碱置换嘧啶碱或用嘧啶碱置换嘌呤碱。

18．结构畸变：

基因中的缺口、或插入（insertion）或缺失（deletion）某些碱基造成移码突变使DNA的模板链失去功能。

19．诱变剂（mutagen）：

使基因组发生突变的物理、化学、生物因素叫诱变剂。

20．修复（repair）：

除去DNA上的损伤，恢复DNA的正常结构和功能是生物机体的一种保护功能。

21．光裂合酶修复（又称光复活）（photoreactivation）：

可见光将光裂合酶激活，它分解DNA上由紫外线照射而形成的嘧啶二聚体，使它们恢复成两个单独的嘧啶碱。

22．切除修复（excisionrepair）：

在一系列酶的作用下，将DNA分子中受损伤部分切除，以互补链为模板，合成出空缺的部分，使DNA恢复正常结构的过程。

23．重组修复（recombinationrepair）：

DNA在有损伤的情况下也可以复制，复制时子代链跃过损伤部位并留下缺口，通过分子间重组，从完整的另一条母链上将相应的核苷酸序列片段移至子链缺口处，然后用再合成的多核苷酸的序列补上母链的空缺，此过程称重组修复。

24．诱导修复和应急反应（inductionrepairandSOSresponse）（SOS修复）：

由于DNA受到损伤或复制系统受到抑制所诱导引起的一系列复杂的应急效应，称为应急反应。

SOS反应主要包括两个方面：

DNA损伤修复（SOS修复或称诱导修复）和诱变效应。

SOS修复是一种易出差错的修复过程，虽能修复DNA的损伤而避免死亡。

但却带来高的变异率。

25．DNA重组（recombination）：

DNA重组是指在真核生物减数分裂过程中，细菌细胞的转化中、病毒转导中等发生的DNA片段的交换或插入。

26．基因工程（又称基因重组技术）（gene/geneticengineering）：

是将外源基因经过剪切加工，再插入到一个具有自我复制能力的载体DNA中，将新组合的DNA转移到一个寄主细胞中，外源基因就可以随着寄主细胞的分裂进行繁殖，寄主细胞也借此获得外源基因所携带的新特性。

27．转录（transcription）：

由依赖于DNA的RNA聚合酶催化，以DNA的一条链的一定区段为模板，按照碱基配对原则，合成一条与DNA链互补的RNA链的过程。

28．模板链（templatestrand）[又称负（-）链，反意义链（antisensestrand）]：

转录过程中用作模板的这条DNA链，称模板链。

29．非模板链（nontemplatestrand）[又称正（+）链，编码链（codingstrand），有意义链（sensestrand）]：

与模板链互补的那条DNA链，称非模板链。

30．不对称转录（asymmetrictranscription）：

因为RNA的转录只在DNA的任一条链上进行，所以把RNA的合成叫做不对称转录。

31．启动子（promoter）：

DNA链上能指示RNA转录起始的DNA序列称启动子。

32．转录单位（transcriptionunit）：

RNA的转录只在DNA的一个片段上进行，这段DNA序列叫转录单位。

33．内含子（intron）：

真核生物基因中，不为蛋白质编码的、在mRNA加工过程中消失的DNA序列，称内含子。

34．外显子（exon）：

真核生物基因中，在mRNA上出现并代表蛋白质的DNA序列，叫外显子。

35．转录加工（post-transcriptionalprocessing）：

细菌中很多RNA分子和几乎全部真核生物的RNA在合成后都需要不同程度的加工，才能形成成熟的RNA分子，这个过程叫转录后加工。

36．核内不均一RNA（hnRNA）：

是真核生物细胞核内的mRNA前体分子，分子量较大，并且不均一，含有许多内含子。

37．RNA的复制（RNAreplication）：

某些病毒RNA既可以做为模板合成病毒蛋白质又可在RNA复制酶（RNAreplicase）的催化下，以自身RNA为模板，合成互补的RNA新链，合成方向5'→3’，这一过程叫RNA复制。

（二）问答题

l．提示：

①将E．coli放入以15NH4Cl为唯一氮源的培养基中连续培养十几代，使所有DNA分子标记上15N；②将15N标记的E．coli再放入普通的14N培养基中培养，在细胞生长一代、二代、…、n代的时间间隔内采样；③采用氯化铯密度梯度离心分离DNA，并用紫外照相技术检测DNA所在位置；④结果如下：

其结果确切地证明DNA以半保留方式复制。

2．E．coliDNA聚合酶I是多功能酶，具有：

①DNA聚合酶活性，能按模板要求，以5’→3’方向合成DNA，在DNA复制中，常用以填补引物切除后留下的空隙；②5'→3’外切酶活性，DNA复制后期，用于切除RNA引物；③3'→5’外切酶活性，用以校对复制的正确性，当出现错配碱基时，切除错配碱基直到正确配对为止；DNA聚合酶I不是DNA复制和校正中的主要聚合酶，它的功能主要是修复。

3．以E．coli为例，DNA复制过程分三个阶段；①起始：

从DNA上控制复制起始的序列即起始点开始复制，形成复制叉，复制方向多为双向，也可以是单向，若以双向进行复制，两个方向的复制速度不一定相同。

由于DNA聚合酶不能从无到有合成新链，所以DNA复制需要有含3’-OH的引物，引物由含有引物酶的引发体合成一段含3一10个核苷酸的RNA片段；②延长：

DNA复制时，分别以两条亲代DNA链为模板，当复制叉沿DNA移动时，以亲代3’→5’链为模板时，子链的合成方向是5'→3'，可连续进行，以亲代5’→3’链为模板时，子链不能以3’→5’方向合成，而是先合成出许多5’→3’方向的冈崎片段，然后连接起来形成一条子链；③终止：

当一个冈崎片段的3'-OH与前一个冈崎片段的5’-磷酸接近时，复制停止，由DNA聚合酶I切除引物，填补空隙，连接酶连接相邻的DNA片段。

DNA复制时，由DNA解旋酶（又称解链酶）通过水解ATP获得能量来解开DNA双链，并沿复制叉方向移动，所产生的单链很快被单链结合蛋白所覆盖，防止DNA的变性并保护其单链不被降解，复制叉前进过程中，双螺旋产生的应力在拓扑异构酶的作用下得到调整。

DNA复制基本规律：

①复制过程为半保留方式；②原核生物单点起始，真核生物多点起始，复制方向多为双向，也有单向；③复制方式呈多样性，（直线型、Q型、滚动环型…等）；④新链合成需要引物，引物RNA长度—般为几个～10个核苷酸，新链合成方向5’→3’，与模板链反向，碱基互补；⑤复制为半不连续的，以解决复制过程中，两条不同极性的链同时延伸问题，即…—条链可按5’→3’方向连续合成称为前导链，另一条链先按5’→3’方向合成许多不连续的冈崎片段（原核生物一般长1000-2000个核苷酸，真核生物一般长100--200个核苷酸），再通过连接酶连接成完整链，称后随链，且前导链与后随链合成速度不完全—致，前者快，后者慢；⑥复制终止时，需切除前导链、冈崎片段的全部引物，填补空缺，连接成完整DNA链；⑦修复和校正DNA复制过程出现的损伤和错误，以确保DNA复制的精确性。

4．提示：

见名词解释“逆转录”。

病毒的单链RNA在病毒进入寄主细胞后被释放出来，此RNA带有与模板互补的tRNA引物，病毒的逆转录酶以此RNA为模板，从引物的3’-OH端，按碱基互补原则以5’→3’方向合成DNA链（-），形成RNA—DNA杂交分子，然后逆转酶发挥RNA水解酶活性，水解杂交分子中的RNA链，最后以