分子生物学重要知识点

名词解释

1、半保留复制：指新老搭配，由1条母代DNA链和1条子代DNA链配对产生自带双螺旋DNA。

2、冈崎片段：DNA复制时，1条链的合成方向和复制叉的前进方向相同，可以连续复制，这条链叫前导链，而另一条链的合成方向和复制叉的前进方向正好相反，不能连续复制，只能分成几个片段合成，故称为滞后链，滞后链片段又叫冈崎片段。

3、复制体：在DNA合成的生长点（growth point），即复制叉上，分布着各种各样与复制有关的酶和蛋白质因子，它们构成的复合物称复合体。

4、C值：是指某物种单倍体基因组的全部DNA含量的总和。不同物种的C值差异很大。

5、C值矛盾：：①与预期相比，C 值明显过大；②同一物种，C 值相差很大。这种C值与生物进化复杂性不相对应的现象称为C值矛盾或C值悖理

6、启动子：是基因转录起始所必须的一段DNA序列，一般位于结构基因的上游，是DNA分子上与RNA聚合酶特异性结合而使转录起始的部位，启动子本身不被转录。

7、hnRNA: 在真核生物中，最初转录生成的RNA称为不均一核RNA(heterogeneous nuclear RNA,hnRNA)，然而在细胞浆中起作用，作为蛋白质的氨基酸序列合成模板的是mRNA(messenger RNA)。hnRNA是mRNA的未成熟前体。两者之间的差别主要有两点：一是hnRNA核苷酸链中的一些片段将不出现于相应的mRNA中，这些片段称为内含子(intron)，而那些保留于mRNA中的片段称为外显子(exon)。

8、转录：是以DNA中的一条单链为模板，游离碱基为原料，在DNA依赖的RNA聚合酶催化下合成RNA链的过程。

9、同功受体tRNA ：转运同一种氨基酸的几种tRNA称为同功受体tRNA 。

10、操纵子：指包含结构基因、操纵基因以及调节基因的一些相邻基因组成的DNA片段，其中结构基因的表达受到操纵基因的。

11、SD序列：mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列。

12、持家基因：又称管家基因，是指所有细胞中均要表达的一类基因,其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。

13、顺式作用组件：指对基因表达有调节活性的DNA序列，其活性只影响与其自身同处在一个DNA分子上的基因：这种DNA序列通常不编码蛋白质，多位于基因旁侧或内含子中。

14、反式作用因子：指能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上参与靶基因转录效率的蛋白质。

15、同源重组：是指发生在非姐妹染色单体（sister chromatin) 之间或同一染色体上含有同源序列的DNA分子之间或分子之内的重新组合。

（又称为一般性重组它是由两条同源互补的DNA分子通过配对链的断裂和再连接而产生片段交换的过程）

16、转座子：就是基因组上不必借助于同源序列、也不需要重组酶就可移动的DNA片段，它们可以直接从基因组内的一个位点移到另一个位点，发生转座重组，从而改变染色体的结构。

17、遗传密码：指信使RNA(mRNA)分子上从5'端到3'端方向，由起始密码子AUG开始，每三个核苷酸组成的三联体。它决定肽链上某一个氨基酸或蛋白质合成的起始、终止信号。

18、终止因子（termination factor）：协助RNA聚合酶识别终止信号的辅助因子（蛋白质），称为终止因子。

19、转录单元：从启动子到终止子称为转录单元

简答题：

1.原核生物基因表达模型？

A 乳糖操纵子

    法国巴斯德研究所著名的科学家Jacob和Monod在实验的基础上于1961年建立了乳糖操纵子学说，现在已成为原核生物基因的主要学说之一。 

图8-3-13 乳糖操纵子 

大肠杆菌乳糖操纵子包括4类基因：①结构基因，能通过转录、翻译使细胞产生一定的酶系统和结构蛋白，这是与生物性状的发育和表型直接相关的基因。乳糖操纵子包含3个结构基因：lacZ、lacY、lacA。LacZ合成β—半乳糖苷酶，lacY合成透过酶，lacA合成乙酰基转移酶。②操纵基因O，控制结构基因的转录速度，位于结构基因的附近，本身不能转录成mRNA。③启动基因P，位于操纵基因的附近，它的作用是发出信号，mRNA合成开始，该基因也不能转录成mRNA。④调节基因i：可调节操纵基因的活动，调节基因能转录出mRNA，并合成一种蛋白，称阻遏蛋白。操纵基因、启动基因和结构基因共同组成一个单位——操纵子（operon）。 

调节乳糖催化酶产生的操纵子就称为乳糖操纵子。其机制简述如下：

    抑制作用：调节基因转录出mRNA，合成阻遏蛋白，因缺少乳糖，阻遏蛋白因其构象能够识别操纵基因并结合到操纵基因上，因此RNA聚合酶就不能与启动基因结合，结构基因也被抑制，结果结构基因不能转录出mRNA，不能翻译酶蛋白。

    诱导作用：乳糖的存在情况下，乳糖代谢产生别乳糖（alloLactose），别乳糖能和调节基因产生的阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白改变构象，不能在和操纵基因结合，失去阻遏作用，结果RNA聚合酶便与启动基因结合，并使结构基因活化，转录出mRNA，翻译出酶蛋白。

    负反馈：细胞质中有了β—半乳糖苷酶后，便催化分解乳糖为半乳糖和葡萄糖。乳糖被分解后，又造成了阻遏蛋白与操纵基因结合，使结构基因关闭。 

B 色氨酸操纵子

色氨酸操纵子负责色氨酸的生物合成，它的激活与否完全根据培养基中有无色氨酸而定。当培养基中有足够的色氨酸时，该操纵子自动关闭；缺乏色氨酸时，操纵子被打开。色氨酸在这里不是起诱导作用而是阻遏，因而被称作辅阻遏分子，意指能帮助阻遏蛋白发生作用。色氨酸操纵子恰和乳糖操纵子相反。 

2.同源重组Holliday模型？

答：①两个同源染色体DNA排列整齐；②一个DNA的一条链裂断并与另—个DNA对应的链连接，形成的连接分子(joint molecule)，称为Holliday中间体(intermediate)；③通过分支移动(branch migration)产生异源双链(heteroduplex)DNA；④Holliday中间体切开并修复，形成两个双链重组体DNA。

3.举例说明位点特异性重组调节基因表达过程？

答：（一）重组的作用位点取向：1.发生在不同DNA分子上的位点特异重组，结果是整合。2.如果重组位点以相反方向存在于同一DNA分子中，重组结果发生倒转。3.如果重组位点以相同方向存在于同一DNA分子中，重组结果发生切除。

（二）沙门氏杆菌(Salmonella typhimurium)的相变导致两种鞭毛蛋白H1和H2的交替表达（参考P153）

3、真核生物RNA聚合酶种类（3种）及其与抑制剂的关系？

答：RNA聚合酶Ⅰ：对α—鹅膏蕈碱（α—amanitine）不敏感；转录45s r RNA 前体RNA。

聚合酶Ⅱ：可被低浓度α—鹅膏蕈碱（10-9～10-8? mol/L ）所抑制；转录所有编码蛋白质的基因和大多数核内小RNA（snRNA）。

RNA聚合酶Ⅲ：只被高浓度α—鹅膏蕈碱（10-5～10-4 mol/L）抑制，转录小的RNA基因：tRNA、5SrRNA、U6snRNA、scRNA。

（α—鹅膏蕈碱是一种毒蕈产生的八肽化合物，对真核生物转录有大毒性，对细菌RNA聚合酶只有微弱的抑制作用；原核生物的RNA聚合酶抑制物为利福平。）

4.终止子与终止密码子的主要区别？

答：终止子是基因编码区下游的非编码区上的一段特殊序列，起到转录终止的作用；在双链的DNA上存在；

终止密码子是信使RNA上的三个相邻的特殊碱基组合，起到翻译终止的作用；在单链的RNA上存在。

5.真核生物 原核生物基因表达的不同点？

（1）原核生物和真核生物基因表达的共同点： a 结构基因均有序列； b 表达过程都具有复杂性，表现为多环节；c 表达的时空性，表现为不同发育阶段和不同组织器官上的表达的复杂性； 

（2）与原核生物比较，真核生物基因表达具有自己的特点： 

a 真核生物基因表达过程更复杂； b 基因及基因组的结构特点不同，如真核生物基因具有内含子结构等； c 转录与翻译的间断性，原核生物转录与翻译同时进行，而真核生物该两过程发生在不同区域，具有间断性； d 转录后加工过程； e 正负机制；f  RNA聚合酶种类多。

6.简述DNA的错配修复过程？

答：修复过程首先由Mut S蛋白与错配碱基结合，Mut H蛋白和GATC序列结合，C则作为一个界面蛋白，连接Mut S和Mut H蛋白形成一复合物。如果两条链中只有一条链的GATC序列被甲基化，且错配碱基位于GAmTC序列附近（约1000bp内），则Mut H的位点专一核算内切酶活力，就会将未甲基化链GATC序列中G的5‘端切断，作为待修复链的标志。如错配位于切割点5’侧，未甲基化链将由核酸外切酶Ⅰ（只从3’   5’方向降解单链DNA）作用，从断裂点的3’    5’方向对DNA链进行降解直至除去错配碱基；如错配位于切割点的3’侧，将由核酸外切酶7（按5’   3’或3’    5’方向降解单链DNA）或Rec J蛋白（一种按5’  3’方向降解单链DNA的核酸外切酶）代替核酸外切酶Ⅰ，从断裂点的5’  3’方向对DNA链进行降解直至出去错配碱基。然后锁缺少的部分用新合成的DNA链填补，这一过程还需要DNA解旋酶Ⅱ 、SSB、DNA聚合酶Ⅲ和DNA连接酶的联合作用。