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分子生物学复习题基本完整版
分子生物学复习题
第一章
1、蛋白质的三维结构称为构象(conformation),指的是蛋白质分子中所有原子在三维空间中的排布,并不涉及共价键的断裂和生成所发生的变化。
2、维持和稳定蛋白质高级结构的因素有共价键(二硫键)和次级键,次级键有4种类型,即离子键、氢键、疏水性相互作用和范德瓦力。
3、蛋白质的二级结构是指肽链中局部肽段的构象,它们是完整肽链构象(三级结构)的结构单元,是蛋白质复杂的立体结构的基础,因此二级结构也可以称为构象单元。
α螺旋、β折叠是常见的二级结构。
4、一些肽段有形成α螺旋和β折叠两种构象的可能性(或形成势),这类肽段被称为两可肽。
5、两个或几个二级结构单元被连接肽段连接起来,进一步组合成有特殊几何排列的局域立体结构,称为超二级结构(介于二、三级结构间)。
超二级结构的基本组织形式有αα,βαβ和ββ等3类
6、蛋白质家族(family):
一类蛋白质的一级结构有30%以上同源性,或一级结构同源性很低,但它们的结构和功能相似,它们也属于同一家族。
例如球蛋白的氨基酸序列相差很大,但属于同一家族。
超家族(superfamily):
有些蛋白质家族之间,一级结构序列的同源性较低,但在许多情况下,它们的结构和功能存在一定的相似性。
这表明它们可能存在共同的进化起源。
这些蛋白质家族属于同一超家族。
7、结构域是一个连贯的三维结构,是可互换并且半独立的功能单位,在真核细胞中由一个外显子编码,由至少40个以上多至200个残基构成最小、最紧密也最稳定的结构,作为结构和功能单位,会重复出现在同一蛋白质或不同蛋白质中。
8、蛋白质一级结构所提供的信息有哪些?
α螺旋、β折叠各自的特点?
第二章
1、DNA是由脱氧核糖核苷酸组成的长链多聚物,是遗传物质。
具有下列基本特性:
①具有稳定的结构,能进行复制,特定的结构能传递给子代;②携带生命的遗传信息,以决定生命的产生、生长和发育;③能产生遗传的变异,使进化永不枯竭。
2、DNA链的方向总是理解为从5’—P端到3’—OH端。
DNA的一级结构实际上就是DNA分子内碱基的排列顺序。
3、DNA是双螺旋结构:
主链由脱氧核糖和磷酸基团以3’,5’—磷酸二酯键交互连接构成的,在双螺旋的外侧,碱基在内侧,碱基必须配对。
一条链绕着另一条链旋转、盘绕,一条链上的嘌呤与另一条链上的嘧啶相互配对,嘌呤与嘧啶以氢键保持在一起。
4、双螺旋DNA熔解成单链的现象称为DNA变性。
已经变性的DNA在一定条件下重新恢复双链的过程称为复性。
5、染色质是以双链DNA为骨架,与组蛋白(histon)、非组蛋白(non-histon)以及少量的各种RNA等共同组成丝状结构。
在染色质中,DNA和组蛋白的组成非常稳定,非组蛋白和RNA随细胞生理状态不同而有变化。
6、常染色质是在细胞间期核内染色体折叠压缩程度较低,处于伸展状态,碱性染性着色较浅而均匀的那些染色质。
主要是单一拷贝和中度重复序列。
异染色质是在细胞间期核内染色质压缩程度较高,处于凝集状态,碱性染料着色较深的部分。
7、核小体是构成真核生物染色质的基本结构单位,是DNA和蛋白质构成的紧密结构形式。
8、RNA的种类及其各自的特点?
第三章基因和基因组
1、基因被定义为转录功能单位,是编码一种可扩散产物的一段DNA序列,其产物可以是蛋白质或RNA。
一个完整的基因应该由两部分组成,即编码区和调控区。
2、基因组是一种生物染色体内全部遗传物质的总和,包括构成基因和基因之间区域的所有DNA。
所谓总和,还应该指该物种的不同DNA功能区域在DNA分子上结构分布和排列的情况。
基因组以及基因一般以DNA的长度和序列表示。
3、病毒基因组的结构特点:
(1)与细菌相比较,病毒的基因组很小,所含遗传信息量较小,只能编码少数的蛋白质。
(2)病毒基因组由DNA或RNA组成。
核酸的结构可以是单链或双链、闭合环状或线状分子。
(3)常有基因重叠现象,即同一DNA分子序列可以编码2种或3种蛋白质分子。
4、细菌基因组的一般特点
1)基因组通常仅由一条环状双链DNA分子组成。
但现发现有越来越多的线形基因组。
2)只有一个复制起始点。
3)有操纵子的结构。
数个相关(参与一个生化过程)的结构基因串联在一起,受同一调控区调节,合成多顺反子mRNA。
4)编码蛋白质的结构基因是单拷贝的,但rRNA基因往往是多拷贝的。
5)非编码的DNA所占比例少,类似病毒基因组。
6)基因组DNA具有多种调控区,如复制起始区、复制终止区、转录启动子、转录终止区等特殊序列。
7)与真核生物类似,具有可移动的DNA序列。
5、真核生物基因组特点
(1)基因组的分子量大。
低等真核生物大约107-108bp,而高等真核生物为5×108-1010bp
(2)真核生物细胞往往有很多染色体,一般呈线状。
每个染色体DNA有很多复制起始点。
(3)细胞核DNA与蛋白质稳定地结合成染色质的复杂结构。
染色质内除了含有DNA和组蛋白外,还有大量非组蛋白。
(4)由于存在核膜,细胞被分隔成细胞核和细胞质,因此,在基因表达中,转录和翻译在时间和空间上是分隔的,不偶联的。
(5)基因组的大量序列是非编码序列,有大量重复序列。
(6)真核生物的蛋白质基因往往是单拷贝存在,转录产物是单顺反子mRNA。
(7)存在一些可移动的DNA序列。
(8)绝大多数真核生物基因含有内含子,因而基因编码区是不连续的。
(9)真核生物基因内部也可能含有大量的重复序列。
6、基因家族:
一组功能类似、结构具有同源性的基因称为基因家族。
基因家族的分类有多种方式。
基因家族各成员在结构上非常类似,具有保守性,如rRNA基因家族,但基因之间的间隔区可以有很大的长度差异和序列差异。
重要的基因家族:
rRNA基因家族、5SrRNA基因、组蛋白基因家族、珠蛋白基因家族、生长激素基因家族、超基因。
7、超基因(supergene)是指一组由多基因和单基因组成的更大的基因家族。
在高等真核细胞中,一个基因簇内含有数百个功能相关的基因,它们可能是由基因扩增后结构上轻微变化而产生的,这些基因的结构有程度不等的同源性,功能上仍保持原始基因的基本功能,或者进化成具有相关而不同的新功能,这样的一簇基因称为超基因家族。
有免疫球蛋白超基因家族、核受体超基因家族、细胞因子超基因家族等。
8、在初始转录产物hnRNA加工产生成熟的mRNA时,被切除的非编码序列称为内含子(intron)。
在成熟的mRNA或蛋白质中存在的序列称为外显子(exon)。
基因的不连续性是真核生物基因所特有的,但不是所有真核生物基因都一定具有这种不连续性。
9、内含子的功能:
(1)含有可阅读框架(ORF),内含子的ORF可能编码酶或蛋白质,其中包括逆转录酶、成熟酶。
(2)含有各种剪接信号码,内含子编码的成熟酶直接参与内含子本身的剪接功能。
(3)对基因表达有影响,内含子对基因表达在多个水平上施加影响。
内含子中的增强子序列增加了基因转录的起始反应。
10、人类基因组计划(humangenomicproject,HGP)的总体目标是要完成人类全部24条染色体3×109bp序列的分析。
具体包括:
①人类基因组作图(遗传学图谱、物理图谱)。
②对基因组DNA进行切割和克隆。
③测定基因组的全部DNA序列。
④基因的鉴定。
⑤信息系统的建立、信息的储存和处理以及相应软件的开发。
11、结构基因组学(structualgenomics)以全基因组测序为目标的基因结构研究,阐述基因组中基因的位置和结构,为基因功能的研究奠定基础。
12、功能基因组学(functionalgenomics)是利用结构基因组学提供的信息,以大规模实验方法及统计与计算机分析,全面系统地分析全部基因的功能。
13、蛋白质组(proteome)是一个基因组在特定细胞内所表达的蛋白质。
对于一种生物来说,它的基组DNA基本上是恒定的,但蛋白质组是动态的。
也就是不同组织的细胞中蛋白质组是不同的,在同一细胞的不同生长状态、病理状态下也是不一样的。
蛋白质组只指某一特定时间内的蛋白质集合体。
14、生物信息学是用数理和信息科学的观点、理论和方法去研究生命现象,组织和分析呈指数增长的生物学数据的一门学科。
生物信息学位于生物、计算机、数学等多个领域的交叉点上,其研究目标是揭示“基因组信息结构的复杂性及遗传语言的根本规律”。
生物信息学包含了基因组信息学、蛋白质结构模拟和药物设计等3个组成部分。
目前的研究包括下面几个方面:
①相关信息的收集、储存、管理与提供。
②新基因的发现和鉴定。
③非编码区的信息结构分析。
④大规模基因功能表达谱的分析。
⑤蛋白质分子空间结构预测、模拟和分子设计。
⑥药物开发。
第四章生物大分子的相互作用
1、生物大分子之间特异性地、可逆解离地形成复合物的能力是生命活动的基础,这种特异性的、可逆的相互作用被称为生物分子的识别。
2、参与大分子相互作用的非共价键类型
(1)疏水性相互作用,
(2)范德瓦力,(3)氢键,(4)静电相互作用。
3、参与蛋白质相互作用的结构域有:
BRCT(breastcancersusceptibilitygeneCterminus)结构域、Lim结构域、SH3结构域、SH2结构域、Bromo结构域、POZ结构域、WW结构域、锚蛋白重复序列(ankyrinrepeat,ANK)的结构域、PH结构域、环指结构域(ringfingerdomain)。
4、蛋白质与RNA的识别以“间接读出”(indirectreadout)机制为主。
所有的RNA结构,包括线状序列、发夹、膨泡、内环、假结、双螺旋等都可以作为蛋白质专一性识别的靶结构。
5、各种DNA结合蛋白,特别是转录因子(transcriptionfactors)都含有与DNA相互作用的区域,称为DNA结合结构域(DNA-bindingdomain),简称结合域。
6、对基因进行调节、控制的蛋白质,如各种普遍性(或基础)转录因子、基因调控因子,相对于作用于它的靶位点DNA序列而言,广义地称为反式作用因子(trans-actingfactors)。
7、锌指结构蛋白质是自然界中广泛分布的一类含锌蛋白质,构成了一个超家族。
锌指结构家族蛋白,以其形状和结合锌的复杂性,特别是锌指四面体结构,可以分为C2H2,C4和C6等几种类型。
8、亮氨酸周期重复不在于形成一个疏水面,而在于两个蛋白质的两个α螺旋之间,依靠亮氨酸周期性侧链交错相插,螺旋靠拢,在疏水作用之下形成一个稳定的非共价结合的拉链结构,即所谓的亮氨酸拉链(leucinezipper)。
第五章 基因工程原理
1、基本概念
(1)基因工程:
是用酶学方法,把天然的或人工合成的、同源或异源的DNA片段与具有复制能力的载体分子(如质粒、噬菌体、病毒等)形成重组DNA分子,再导入不具有这种重组分子的宿主细胞内,进行持久而稳定的复制、表达,使宿主细胞产生外源DNA或其蛋白质分子。
(2)基因组DNA文库(P157):
是某一生物体的染色体全部DNA序列被随机切割成适当大小的片段后,插入到载体内构成的DNA文库。
(3)cDNA基因文库(P160):
一群含有重组DNA的细菌,质粒或噬菌体的克隆,来自某细胞类型全部的mRNA。
(4)扣除文库(P163):
将两重不同组织来源的mRNA进行比较,用扣除杂交排除相同部分,即共同表达的那部分mRNA,选出剩余有差异的、特异表达的mRNA,构建成cDNA文库,称为cDNA扣除文库。
(5)分子杂交(P171):
指具有一定同源性的两条核酸单链在一定条件下(适宜的温度和离子强度)可按碱基配对的原则退火形成双链的过程。
(6)PCR技术原理:
PCR技术是利用两种寡核苷酸引物,分别与双链DNA片段的两端互补,形成DNA聚合酶反应中的模板和引物的关系。
(7)物理图谱:
DNA片段上限制性内切酶酶切位点的图谱,表示各种限制性内切酶识
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