分子生物学复习

1分子生物学复习题注意：请参照历年题型复习（有判断、填空、名词解释、看图、问答等）第二章DNA的复制与修复1.名词解释：⑴复制起点（origin）：DNA复制是从DNA分子上特定位置开始，此位置称复制起点，是DNA复制所必需的一段特殊的DNA序列。⑵复制叉：DNA正在复制的分叉部位称为复制叉（replicationfork）⑶复制眼：复制的DNA（尤其是双向复制）在电镜下象只眼睛称复制眼（泡）⑷复制子：基因组中具有一个复制起点和一个复制终点并能在细胞中自主复制的单位。⑷DnaB：解旋酶，引发体成员，使复制叉形成，并在以后结合于一个复制叉，推动复制叉向前延伸（helicase)。⑸滚筒式复制：一种单向复制的特殊方式，一般是环状单链分子在复制过程中先形成共价闭环的双链分子（复制型），然后其正链在特定位置切开，游离出一个3-OH末端，然后在DNA聚合酶催化下，以环状负链为模板从正链3-OH末端加入脱氧核苷酸使链不断延长，通过滚动而合成出新的正链。⑹D-型：一种单向复制的特殊方式，双链在固定点解开进行复制，但两条链的合成高度不对称，一条链先复制，另一条保持单链而被取代，在电镜下看呈D-环型。待一条链复制到一定程度露出另一条链的复制起点，另一条链才开始复制。⑺θ式复制：环状DNA的一种双向复制方式，双链从起点处解开并双向复制，呈θ型状，直到复制终点。⑻端粒：真核生物线性染色体的两个末端具有的特殊结构，由许多成串短的重复序列组成。⑼SOS修复：DNA受到严重损伤，细胞处于危急状态时所诱导的一种DNA修复方式。修复结果只是能维持基因组完整性，但留下的错误较多，又称为错误倾向修复，使细胞有较高的突变率。SOS修复分四个阶段：a.诱导前期cell正常生长。b.诱导因素作用于DNA，正常复制作用受抑制，产生诱变信号(缺口DNA，polyU等，是损伤因子第二信使。)。c.诱导过程（裂解的LexA又反馈作用于recA,增强其活性，使LexA全部水解。原来受LexA蛋白阻遏的基因去抑制，结构基因活化，提高SOS修复。）d.SOS终止(随诱导产物浓度增高，损伤DNA修复，又导致LexA上升，LexA作为阻遏物又关闭操纵子，SOS终止)SOS特点：1、易错的DNA修复2、DNApol校对功能降低3、uv使E.coli产生多种突变体，是由于SOS修复24、DNApolⅡ参与修复2．名词对比⑴引物酶和引发体：引物酶即DnaG，是负责DNA复制起始阶段RNA引物合成的酶；引发体指由DnaB解螺旋酶和DnaG引物合成酶构成了复制体的一个基本功能单位。⑵DNApolⅢ和DNApolⅠ：DNApolⅢ是由多个亚基组成的蛋白质，真正负责从新合成DNA的复制酶；DNApolⅠ是一个多功能酶，兼有聚合酶﹑3′-5′﹑5′-3′核酸外切酶的活性，主要起修复酶作用。(3)DNA复制的先导链和随从链：DNA复制时以3′-5′链为模板连续合成的子链；而以5′-3′链为模板的不连续合成的子链为随后链。3.简述同位素标记、密度梯度离心技术在分子生物学研究中的应用⑴15N-标记研究DNA的半保留复制：把细菌放在含15NH4Cl的培养液中培养若干代，分离出的DNA是含15N的“重”DNA，密度比一般含14N的DNA高。用密度梯度离心法，15N-DNA形成的致密带位于普通14N-DNA所形成的致密带的下方。把含15N－DNA的细菌放回含普通的NH4Cl培养液中培养。细菌在营养条件充足时，20分钟就可以生长成新一代。提取子一代的DNA再作密度梯度离心分析，发现其致密带介于重带与普通带之间，看不到有单独的重带或普通DNA带。实验结果说明：子一代DNA双链中有一股是15N单链，而另一股是14N单链。前者是从亲代接受和保留下来的，后者则是完全新合成的。密度梯度离心实验，完全支持半保留复制的设想。含15N-DNA的细菌在普通培养液中继续培育出子二代，其DNA则是中等密度的DNA与普通DNA各占一半这也进一步证明复制是采取半保留式的。实验还可按子3代、子4代……进行下去，15N－DNA则按1／8、1／16…¨的几何级数逐渐被“稀释”掉。⑵3H-标记研究DNA的半不连续复制，即连接酶突变核酸序列特点研究等：用3H脉冲标记大肠杆菌培养物，优先标记的是新合成的DNA。新合成的大多数是一些含有1000核苷酸的短片段，若再将菌放·到不带3H的培养基中保温，发现3H出现在大片断中了。若用DNA连接酶突变的菌株作以上测试，3H一直出现在小片段中，说明DNA的复制是不连续的。4．举例说明染色体外遗传元件的不同复制机制（θ型、D型、滚筒型）有些病毒（如腺病毒、Φ29噬菌体等）及线粒体DNA的复制是单向进行的，滚筒式属单向复制。质粒整合前为θ式或滚筒式复制，整合后为一个复制子，质粒为双向复制θ式。真核细胞内线粒体DNA的复制方式为D-环复制（D-loop复制）形式。D-环复制特点是两条链的不同步复制。详见名词解释。5．通过什么实验证明DNApolIII合成DNA冈崎片段是以RNA为引物。以а-32p-NTP标记+未标记dNTP为底物，引发合成后用稀碱处理，水解DNA和RNA的连接处，使RNA上的32p转移到了DNA上，证明RNA为引物。36．生物体内哪些机制保证了DNA复制的保真性.DNA聚合酶的校对作用；RNA引物起始复制可减少复制错误；修复系统有多种机制(光修复、切除修复、错配修复、易错修复、SOS修复)和酶。7．简要说明沉默突变、致死突变、渗漏突变、进化突变的原因⑴沉默突变：主要因为密码子的简并性，点突变不引起氨基酸的变化；或者个别氨基酸改变为结构和性质相似的氨基酸，则不影响表形，即基因型（genotype）改变表现型（phenotye）不变。⑵致死突变：关键氨基酸改变，如酶的活性中心突变，或者发生无义突变，使编码的蛋白质功能丧失，影响生物存活。⑶渗漏突变：某个氨基酸改变，但基因产物并无重大改变，如酶的Km和Vmax改变。可使生物适应环境或丧失某些功能，可产生新种。⑷进化突变：发生了有利于物种生存的结果，使生物进化。8．什么叫端粒？端粒的结构特点，说明端粒复制的特点？端粒酶在何种细胞中才有活性？⑴端粒位于真核生物染色体DNA的末端特定的序列结构。⑵端粒是由简单而串联重复的序列组成的。端粒DNA序列有取向性,可以与由蛋白质和RNA组成的端粒酶结合配对，以RNA为模板进行类似逆转录合成DNA，向5’→3’延伸端粒至模板RNA末端后，延长的DNA末端与RNA模板解离，端粒酶移动，重新定位于延长后的DNA3’端，开始下一轮延长过程，如此反复可达数百次，以对抗DNA复制过程中5’引物消后无法补齐造成的染色体逐渐缩短，维持染色体的长度。⑶端粒酶在生殖细胞中起作用，在体细胞中无活性或活性低。9．DNA复制中都包括那些酶系统和蛋白因子，这些酶在复制中的各自作用是什么？是通过那些试验现象发现的？（1）解旋酶：DNA复制时，解旋酶在ATP的作用下可促使DNA母链不断解开形成单链；单链DNA结合蛋白：防止单链DNA形成发卡结构，保持伸展状态，保护单链DNA不被水解；DNA拓扑异构酶I:使DNA磷酸二酯键单链断裂断裂，形成DNAnick，使DNA可以旋转以释放解链时的张力；DNA拓扑异构酶II：使DNA复制完毕后“互锁”的两个子代环状DNA解离；引物酶：引物酶以单链DNA为模板，利用核糖核苷酸合成RNA作为DNA合成的引物；DNA聚合酶I的功能a.5’→3’聚合作用，b.3’→5’外切酶活性（校对作用），c.5’→3’外切酶活性（切除修复作用）；DNA聚合酶III的功能：主要是合成新的DNA链；DNA聚合酶II的功能：主要与修复有关；DNA连接酶，借助ATP水解提供的能量，催化DNA单链nick的5’-端与3’-端生成磷酸二酯键。⑵DNA聚合酶I：可以用dNTP合成DNA链，并且该酶突变使菌易受环境影响而突变；4DNA聚合酶III：DNA聚合酶I的合成速度不能满足菌生长的需要，并且DNA聚合酶I突变的菌仍然可以复制DNA；引物酶：通过以а-32p-NTP标记+未标记dNTP为底物，引发合成后用稀碱处理，水解DNA和RNA的连接处，使RNA上的32p转移到了DNA上，证明RNA为引物，从而发现引物酶。第三章DNA重组名词解释：1、同源重组：同源重组（交换crossingover)是两条具有同源序列的DNA靠近时所发生的DNA交换。2.Holliday结构：两个DNA分子交叉重组时，在连接处则形成一个“四螺旋”作为中间物。这种结构称为Holliday结构（交叉结构）。3.细菌的接合作用（conjugation）：细菌的细胞相互接触时遗传信息可以由一个细胞转移到另一个细胞，称为接合作用。4.性因子或F因子：能够促使染色体基因转移的接合质粒称为致育因子（fertilityfactor），简称为性因子或F因子。5.位点专一性重组：在专一酶的作用下，在DNA特定位点上发生断裂和重接，从而产生精确的DNA重排的DNA重组方式。6.自杀性底物:具有类似于底物的结合和反应基团,可结合于酶的活性部位并在其作用之下发生反应;与底物不同的是它还有潜伏的反应基团,受酶催化之后即被活化,与酶活性中心基团共价结合,使酶丧失活性.7.转座子（transposonortransposableelement):即能够反复插入到基因中许多位点的特殊DNA片段，它们可从一个位点转移到另一个位点,从一个复制子到另一个复制子。（在转移时原来位置上的这些结构依然存在或不存在）。8、反转录转座子(retrotransposon或retroposon)：指通过RNA为中介，反转录成DNA后进行转座的可动元件。这样的转座过程称为反转座作用(retrotrans—position)。（1）、反转座作用出现在真核生物，包括两类:①能感染宿主细胞的反转录病毒，②通过以RNA为中介进行转座的DNA序列。（2）、除反转录病毒外，反转录转座子可以分成两类：1.一类是病毒超家族(viralsuperfamily)，这类反转录转座子编码反转录酶或整合酶(integrases)，能自主地进行转录，其转座的机制同反转录病毒相似，但不能像反转录病毒那样以独立感染的方式进行传播；2.另一类是非病毒超家族(nonviralsuperfamily)。（3）非病毒超家族反转录转座子的特点：1、自身没有转座酶或整合酶的编码能力，而在细胞内已有的酶系统作用下进行转座。2、病毒超家族同非病毒超家族都来源于细胞内的转录物，两者的明显区别在于病毒超家族成员的DNA分子两端有长末端重复序列(10ngterminalrepeats，LTR)，这是反转录病毒DNA基因组的特征性结构，非病毒超家族的成员没有LTR结构。3、同时，病毒超家族成员都能编5码产生转座酶或整合酶，或者二者兼而有之，所以能自主地进行转座。非病毒超家族成员不产生有生物学活性的酶，因此不能进行自主转座。4、所有反转录转座子都有一个共同的特点，即在其插入位点上产生短的正向重复序列。9、反转录子（retroposons）或反转录转座子（retrotransposons）：逆转录病毒（retroviruses）的基因组是单链的RNA，它被逆转录成双链DNA中间体复制，双链DNA通过类似转座的机制被插入到宿主基因组中。它们的转座是通过RNA介导的。因此称之为反转录子（retroposons）或反转录转座子（retrotransposons）。1．生物体内DNA重组的类型，各自的不同和生物学意义。⑴同源重组：真核生物减数分裂过程中，染色体间的物质交换，即DNA分子的断裂和在重组酶作用下的交换连接；细菌没有减数分裂，同源重组发生在接合过程中，交配的染色体在两个紧密连接的细胞中转移；减数分裂期染色体变化与发生交换的DNA分子的相互作用；重组修复中也发生同源重组。特点：a.要求较大的DNA片段进行交换；b.存在重组热点；c.整个基因组频率不稳定，受综合和局部效应影响；e.同一条染色体上的两个基因间发生交换的频率取决于他们之间的物理距离,相距越远越容易发生交换；f.DN