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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别位点在DNA序列上的线性排列。（8）Southern杂交：用于检测DNA片段混合物中存在特定序列的技术。又称Southern印迹。检验的目的DNA通常用一种或一种以上的限制性内切酶酶切，得到各种特定长度的片段，在凝胶电泳中依长度分成条带，DNA片段原位地转移到NC膜或尼龙膜上。然后，膜上的DNA片段与标记的探针DNA进行杂交，已杂交的DNA片段可通过标记的探针进行放射性