2019年湖北武汉科技大学分子生物学考研真题及答案.pdf

20192019 年湖北武汉科技大学年湖北武汉科技大学分子生物学分子生物学考研真题考研真题及答案及答案一、将下列名词翻译成中文，并简要解释(共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分)1.Transcription2.TATA box3.RNA interference4.Missense mutation5.Ribosomal binding site6.Northern blot hybridization二、简答题(共 6 小题，每小题 15 分，共 90 分)1.简述真核生物转录水平的调控机制。2.简述乳糖操纵子的结构及其正、负调控机制。3.简述 Sanger 双脱氧链终止法的原理。4.DNA 在复制过程中如何保持准确性？5.简述翻译的主要过程及特点。6.什么是 DNA 损伤？生物体 DNA 损伤与哪些因素有关？生物细胞有哪些机制来处理 DNA 损伤，并进行 DNA 损伤修复？三、论述题(共 1 小题，共 30 分)在你的研究中发现，A 蛋白能够下调蛋白 B 的表达，对此你比较感兴趣，请设计一些实验开展进一步研究，分析 A 调控 B 的可能机制，对采用的方法的原理进行说明，并对结果进行判定。答案一、将下列名词翻译成中文，并简要解释(共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分)1.Transcription：转录：生物体以 DNA 为模板合成 RNA 的过程称为转录。2.TATA box：TATA 盒：在真核生物 RNA 聚合酶 II 转录单位起始点前 25bp 处发现的保守的富含 AT 的七联体，可能涉及 RNA 聚合酶的正确起始定位。RNA interference：RNA 干扰：siRNA 是一类长 21-25 个核苷酸的双链 RNA，产生于病毒感染或其他双链 RNA 诱导以后，其功能是引起特异的靶 mRNA 降解，以维持基因组稳定，保护基因组免受外源核酸入侵和调控基因表达等，这一细胞反应过程叫做 RNA 干扰（RNAi）。Missense mutation：错义突变：基因突变使某一密码子编码的氨基酸发生改变，多肽链中的氨基酸序列相应改变。Ribosomal binding site：核糖体结合位点：细菌 mRNA 上的含起始密码子的序列，在蛋白质合成的起始阶段，它能被 30S 亚基结合。Northern blot hybridization:Northern 杂交：是一种将 RNA 从琼脂糖凝胶中转印到硝酸纤维素膜上的方法。主要用于检测某一组织或细胞中已知的特异 mRNA 的表达水平以及比较不同组织和细胞的同一基因的表6.达情况。二、简答题(共 6 小题，每小题 15 分，共 90 分)1.简述真核生物转录水平的调控机制。答：真核生物在转录水平的调控主要是通过反式作用因子,顺式作用元件和 RNA 聚合酶的相互作用来完成的，主要是反式作用因子结合顺式作用元件后影响转录起始复合物的形成过程。（1）转录起始复合物的形成：真核生物 RNA 聚合酶识别的是由通用转录因子与 DNA 形成的蛋白质-DNA复合物,只有当一个或多个转录因子结合到DNA上,形成有功能的启动子,才能被RNA 聚合酶所识别并结合.转录起始复合物的形成过程为:TFD 结合 TATA 盒;RNA 聚合酶识别并结合 TFD-DNA 复合物的结合；促进或抑制转录起始复合物的形成。（5 分）（2）反式作用因子：一般具有三个功能域(DNA 识别结合域,转录活性域和结合其他蛋白结合域)；能识别并结合上游调控区中的顺式作用元件；对基因的表达有正性或负性调控作用。（5 分）（3）转录起始的调控:1）反式作用因子的活性调节:a、表达式调节反式作用因子合成出来就具有活性；b、共价修饰磷酸化和去磷酸化,糖基化;c、配体结合许多激素受体是反式作用因子;d、蛋白质与蛋白质相互作用蛋白质与蛋白质复合物的解离与形成。2）反式作用因子与顺式作用元件的结合:反式作用因子被激活后,即可识别并结合上游启动元件和增强子中的保守性序列,对基因转录起调节作用。3）反式作用因子的作用方式成环,扭曲,滑动,Oozing.4)反式作用因子的组合式调控作用:每一种反式作用因子结合顺式作用元件后虽然可以发挥促进或抑制作用，但反式作用因子对基因调控不是由单一因子完成的而是几种因子组合发挥特定的作用。（5 分）2.简述乳糖操纵子的结构及其正、负调控机制。答：A、乳糖操纵子的组成：大肠杆菌乳糖操纵子含 Z、Y、A 三个结构基因，分别编码半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶，此外还有一个操纵序列 O，一个启动子 P 和一个调节基因 I。（3 分）B、阻遏蛋白的负性调节：没有乳糖存在时，I 基因编码的阻遏蛋白结合于操纵子序列 O 处，乳糖操纵子处于阻遏状态，不能合成分解乳糖的三种酶；有乳糖存在时，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵序列，乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶。所以，乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控。（6 分）C、CAP 的正性调节：在启动子上游有 CAP 结合位点，当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转为以乳糖为碳源的环境时，cAMP 浓度升高，与 CAP 结合，使 CAP 发生变构，CAP 结合于乳糖操纵子启动序列附近的 CAP 结合位点，激活 RNA 聚合酶活性，促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。D、协调调节：乳糖操纵子中的 I 基因编码的阻遏蛋白的负调控与 CAP 的正调控两种机制，互相协调、互相制约。（6 分）3.简述 Sanger 双脱氧链终止法的原理。答：原理是采用核苷酸链终止剂2，3，-双脱氧核苷酸终止 DNA 的延长。由于它缺少形成3/5/磷酸二脂键所需要的 3-OH，一旦参入到 DNA 链中，此 DNA 链就不能进一步延长。（5 分）根据碱基配对原则，每当 DNA 聚合酶需要 dNMP 参入到正常延长的 DNA 链中时，就有两种可能性，一是参入 ddNTP,结果导致脱氧核苷酸链延长的终止；二是参入 dNTP,使 DNA 链仍可继续延长，直至参入下一个 ddNTP。根据这一方法，就可得到一组以 ddNTP 结尾的长短不一的DNA 片段。（7 分）方法是分成四组分别为 ddAMP、ddGMP、ddCMP、ddTMP 反应后，聚丙烯酰胺凝胶电泳按泳带可读出 DNA 序列。（3 分）4.DNA 在复制过程中如何保持准确性？答：双链 DNA 的复制是一个非常复杂的过程，在复制的起始、延伸、终止三个阶段，无论是原核生物还是真核生物都需要有多种酶和蛋白质的协同参与。（5 分）由于 DNA 分子由两条多核苷酸组成，两条链上的碱基，C 只能跟 G 配对，A 只能跟 T 配对，因此两条链是互补的，一条链上的核苷酸的排列顺序决定了另一条链上的核苷酸的排列顺序，也就是说，DNA 分子的每一条链都含有合成它自己的互补链所需的全部信息。（5 分）DNA复制的过程中，每个子代 DNA 的一条链来自亲代的 DNA，另一条链则是新合成的，这种复制方式称为半保留复制。通过半保留复制，形成的新的 DNA 分子与原来的 DNA 分子的碱基序列是完全相同的。（5 分）5.简述翻译的主要过程及特点。答：起始：形成翻译起始复合物（5 分）延长：指每加一个氨基酸经过进位、成肽和转位，使肽链从 N 端向 C 端延长。（5 分）终止（当 mRNA 分子中的终止密码子出现后，多肽链合成停止，肽链从肽酰-tRNA 中释出，mRNA、核蛋白体等分离）。蛋白制合成是一个耗能过程，每生成一个肽键，要消耗 2 个高能磷酸键，氨基酸活化要消耗 2 个高能磷酸键，整个过程可能多于 4 个高能磷酸键。（5 分）6.什么是 DNA 损伤？生物体 DNA 损伤与哪些因素有关？生物细胞有哪些机制来处理 DNA 损伤，并进行 DNA 损伤修复？答：碱基和糖基破坏错配DNA 链断裂：电离辐射致 DNA 损伤的主要形式DNA 变联。（5 分）上述 DNA 损伤可导致 DNA 模板发生碱基的置换、插入、缺失、链的断裂，并可影响到染色体的高级结构。DNA 链中一种嘌呤被另一种嘌呤取代，或嘧啶被另一种嘧啶所取代，称为转换；嘌呤被嘧呤取代，或反之，称为颠换；转换和颠换在 DNA 复制时可引起碱基错配，导致基因突变；碱基的插入和缺失可引起移码突变。（5 分）DNA 修复机制的主要类型：光修复；切除修复；重组修复；SOS 修复；错配修复（5 分）三、论述题(共 1 小题，共 30 分)在你的研究中发现，A 蛋白能够下调蛋白 B 的表达，对此你比较感兴趣，请设计一些实验开展进一步研究，分析 A 调控 B 的可能机制，对采用的方法的原理进行说明，并对结果进行判定。答：A 调控 B 的可能机制有以下几种：（1）A 直接结合 B 的启动子区对其进行调控双荧光素酶活性实验：转录因子是一种具有特殊结构、行使调控基因表达功能的蛋白质分子，也称为反式作用因子。某些转录因子仅与其靶启动子中的特异序列结合，这些特异性的序列被称为顺式作用元件，转录因子的 DNA 结合域和顺式作用元件实现共价结合，从而对基因的表达起抑制或增强的作用。荧光素酶报告基因实验（luciferase assay）是检测这类转录因子和其靶启动子中的特异顺序结合的重要手段。其原理简述如下：（1）构建一个将靶启动子的特定片段插入到荧光素酶表达序列前方的报告基因质粒，如pGL3-basic 等。（2）将要检测的转录因子表达质粒与报告基因质粒共转染 293 细胞或其它相关的细胞系。如果此转录因子能够激活靶启动子，则荧光素酶基因就会表达，荧光素酶的表达量与转录因子的作用强度成正比。（3）加入特定的荧光素酶底物，荧光素酶与底物反应，产生荧光，通过检测荧光的强度可以测定荧光素酶的活性，从而判断转录因子是否能与此靶启动子片段有作用。ChIP 实验：在生理状态下把细胞内的 DNA 与蛋白质交联在一起，通过超声或酶处理将染色质切为小片段后，利用抗原抗体的特异性识别反应，将与目的蛋白相结合的 DNA 片段沉淀下来。染色质免疫沉淀技术一般包括细胞固定，染色质断裂，染色质免疫沉淀，交联反应的逆转，DNA 的纯化，以及 DNA 的鉴定。因为 ChIP 实验涉及的步骤多，结果的重复性较低，所以对 ChIP 实验过程的每一步都应设计相应的对照，而且对结果的分析也需要有一定的经验。对于刚刚开始使用 ChIP 技术的研究人员来说，使用成熟的商品化试剂盒和相关的技术服务会达到事半功倍的效果。EMSA 实验：EMSA 主要基于蛋白-探针复合物在在凝胶电泳过程中迁移较慢的原理。根据实验设计特异性和非特异性探针，当核酸探针与样本蛋白混合孵育时，样本中可以与核酸探针结合的蛋白质与探针形成蛋白-探针复合物；这种复合物由于分子量大，在进行聚丙烯酰胺凝胶电泳时迁移较慢，而没有结合蛋白的探针则较快；孵育的样本在进行聚丙烯酰胺凝胶电泳并转膜后，蛋白-探针复合物会在膜靠前的位置形成一条带，说明有蛋白与目标探针发送互作。（15 分）（2）A 通过与 B 相互作用进而调控其表达细胞共定位实验：通过将两个蛋白分别连接至不同的标签载体，且载体分别带 RFP 和 GFP，然后转染目标细胞，通过观察荧光确定两个蛋白的共定位情况。CoIP 实验：免疫共沉淀（Co-Immunoprecipitation）是以抗体和抗原之间的专一性作用为基础的用于研究蛋白质相互作用的经典方法。是确定两种蛋白质在完整细胞内生理性相互作用的有效方法。当细胞在非变性条件下被裂解时，完整细胞内存在的许多蛋白质蛋白质间的相互作用被保留了下来。当用预先固化在 argarose beads 上的蛋白质 A 的抗体免疫沉淀A 蛋白，那么与 A 蛋白在体内结合的蛋白质 B 也能一起沉淀下来。再通过蛋白变性分离，对B 蛋白进行检测，进而证明两者间的相互作用。这种方法得到的目的蛋白是在细胞内与兴趣蛋白天然结合的，符合体内实际情况，得到的结果可信度高。这种方法常用于测定两种目标蛋白质是否在体内结合；也可用于确定一种特定蛋白质的新的作用搭档。（15 分）