分子生物学试题考博历年考题复习题问答题集锦最全(共88页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上1 写出分子生物学广义的与狭义的定义，现代分子生物学研究的主要内容，以及5个分子生物学发展的主要大事纪（年代、发明者、简要内容）。广义上:分子生物学包括对蛋白质和核酸等生物大分子结构与功能的研究、以及从分子水平上阐明生命的现象和生物学规律。狭义概念:既将分子生物学的范畴偏重于核酸（基因）的分子生物学，主要研究基因或DNA结构与功能、复制、转录、表达和调节控制等过程。其中也涉及到与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。现代分子生物学研究的主要内容有：基因与基因组的结构与功能，DNA的复制、转录和翻译，基因表达调控的研究，DNA重组技术，结构分子生物学等。几个分子生

2、物学发展的主要大事纪（年代、发明者、简要内容）:1. 1944年,著名微生物学家Avery 等人在对肺炎双球菌的转化实验中证实了DNA是生物的遗传物质。这一重大发现打破了长期以来，许多生物学家认为的只有象蛋白质那样的大分子才能作为细胞遗传物质的观点，在遗传学上树立了DNA是遗传信息载体的理论。2. 1953年，是开创生命科学新时代具有里程碑意义的一年，Watson和Crick发表了“脱氧核糖核酸的结构”的著名论文，他们在Franklin和Wilkins X-射线衍射研究结果的基础上，推导出DNA双螺旋结构模型，为人类充分揭示遗传信息的传递规律奠定了坚实的理论基础。同年，Sanger历经8年，完

3、成了第一个蛋白质胰岛素的氨基酸全序列分析。3. 1954年Gamnow从理论上研究了遗传密码的编码规律, Crick在前人研究工作基础上，提出了中心法则理论，对正在兴起的分子生物学研究起了重要的推动作用。4. 1985年,Saiki等发明了聚合酶链式反应(PCR)2. 作为主要遗传物质的DNA具有哪些特性，研究DNA一级结构有什么重要意义？ DNA拓扑异构体之间互变异构依赖于什么？简述真核生物的染色体结构，它们是如何组装的？有几种组蛋白参与核小体的形成？作为遗传物质的DNA具有以下特性： 贮存并表达遗传信息； 能把遗传信息传递给子代； 物理和化学性质稳定； 有遗传变异的能力。研究DNA以及结构

4、的意义是：DNA一级结构决定了二级结构，折叠成空间结构。这些高级结构又决定和影响着一级结构的信息功能。研究DNA的一级结构对阐明遗传物质结构、功能以及它的表达、调控都极其重要。如果使这种正常的DNA分子额外地多转几圈或少转几圈，就会使双螺旋中存在张力。当双螺旋分子末端开放时，这种张力可通过链的转动而释放，DNA恢复正常的双螺旋状态。如果固定DNA分子的两端，或者本身是共价闭合环状DNA或与蛋白质结合的DNA分子，DNA分子两条链不能自由转动，额外的张力不能释放，DNA分子就会发生扭曲，用以抵消张力。这种扭曲称为超螺旋。超螺旋有正超螺旋和负超螺旋两种形式。拓扑学是数学的一个分支，研究物体变形后仍

5、然保留下来的结构特性。他们之间互变异构依赖于拓扑异构酶的催化。真核生物的染色体十分复杂，具有不同层次的组装结构，染色质分为常染色质和异染色质两种。在常染色质中DNA的压缩比为1 0002 000，相对比较伸展，主要为单拷贝基因和中等重复序列。异染色质是指在间期核中DNA折叠压缩程度较高，约8000-10000倍,以凝集状态存在，对碱性染料着色较深的区域。在着丝粒、端粒、次缢痕以及染色体的某些节段，由较短和高度重复的DNA序列组成永久性的异染色质。另一些染色质区域随细胞分化而进一步折叠压缩，以封闭基因活性，称为功能性异染色质。染色质的基本结构单位是核小体。核小体是由组蛋白核心和盘绕其上的DNA构

6、成。核心由组蛋白H2A、H2B、H3和H4各2分子组成，所以是一个八聚体。3. 核酸变性后分子结构和性质发生了哪些变化，引起DNA变性的主要因素有哪些？检测核酸变性最简单的定性和定量方法是什么？ 写出DNA复性的条件,影响DNA复性速度的因素包括哪些？规定复性实验的标准条件是什么？DNA复性程度怎样检测？DNA的Tm值一般与什么因素有关，什么是Cot曲线？核酸的分子杂交一般有几种类型？它们分别用于检测哪些物质？DNA变性后原来隐藏在双螺旋内部的发色基团，成为单链而暴露出来，使DNA的物理和化学性质发生一系列的变化。这些变化包括：DNA溶液的粘度大大下降；沉淀速度增加；浮力密度上升；粘度降低；紫

7、外吸收光谱升高；双折射现象消失，比旋下降；酸碱滴定曲线改变；生物活性丧失等。引起DNA变性的主要因素有：温度、pH值、有机溶剂等。紫外吸收光谱的变化是检测变性最简单的定性和定量方法。DNA的复性必须满足二个条件：一定的离子强度，用以削弱两条链中磷酸基团之间的排斥力。较高的温度，用以避免随机形成的无规则氢键。影响DNA复性速度的因素包括：（1）DNA分子的复杂程度。（2）DNA的浓度。（3）DNA片段的大小。（4）温度的影响。（5）阳离子的浓度。规定复性实验的标准条件是：400核苷酸长度，Tm = 25的温度，阳离子强度0.18mol/L，此时的复性速度常数5105。通过下列3种方法可以测定DN

8、A序列复性的程度：（1） S1核酸酶水解的双链DNA量。（2） 减色效应，在复性过程中可跟踪测定A260的光吸收值；（3） S1核酸酶只催化单链DNA的水解，不能作用于双链DNA，因此将样品限定水解后测定抗羟基磷灰石层析，羟基磷灰石是一种磷酸钙盐，经过一定的处理后，具有吸附双链DNA的能力，洗脱时，只允许单链通过，从而可以计算出剩余双链DNA的量。DNA的Tm值大小一般与下列因素有关：（1） DNA的均一性;（2） G-C对含量;（3） (3)介质中离子强度。以C/C0对COt作图得到的复性对浓度的依赖关系的曲线称为Cot曲线。分子杂交有多种类型，将不同来源的DNA变性后，在溶液里进行杂交，称

9、为溶液杂交；用硝酸纤维素制成的滤膜，可以吸附单链DNA或RNA，将变性DNA或RNA吸附到滤膜上，再进行杂交，称为滤膜杂交。滤膜杂交包括（1）Southern印迹法用于检测DNA;（2）Northern印迹法用于检测RNA;（3）Westhern印迹法用于检测蛋白质。4. 简述基因的概念？什么是反向生物学？什么是顺反子？现代分子生物学中顺反子与基因是什么关系？基因（gene）是原核、真核生物以及病毒的DNA和RNA分子中具有遗传效应的核苷酸序列是遗传的基本单位。反向生物学是指利用重组DNA技术和离体定向诱变的方法研究已知结构的基因相应的功能，在体外使基因突变，再导入体内，检测突变的遗传效应，即

10、以表型来探索基因的结构。一个顺反子就是一段核苷酸序列，能编码一条完整的多肽链。现代分子生物学文献中，顺反子和基因这两个术语互相通用。一般而言，一个顺反子就是一个基因，大约1500个核苷酸。它是由一群突变单位和重组单位组成的线性结构（因为任何一个基因都是突变体或重组体）。因此，顺反子的概念表明了基因不是最小单位，它仍然是可分的，并非所有的DNA序列都是基因，而只有其中某些特定的多核苷酸区段才是基因的编码区。6. 重叠基因最初是在什么生物中发现的？重叠基因的存在有何意义？真核生物的DNA序列可分为几种类型？分别写出并简要叙述之。真核生物基因组重复序列的复性动力学曲线有什么特点？为什么说基因组中的非

11、重复序列主要决定着基因组的复杂性？列出几个已完成全序列测定的基因组生物种类。重叠基因是在在噬菌体Xl74基因组中发现的。重叠基因及基因内基因的现象可使原核生物利用有限的遗传资源表达更多生物功能的能力。根据DNA复性动力学研究（复性动力学方程参见第2章），真核生物的DNA序列可以分为4种类型：1. 单拷贝序列 又称非重复序列，在一个基因组中只有一个拷贝，真核生物的大多数基因都是单拷贝的。在复性动力学中对应于慢复性组分。2. 轻度重复序列 在一个基因组中有210个拷贝(有时被视为非重复序列)，如组蛋白基因和酵母tRNA基因。在复性动力学中也对应于慢复性组分。3. 中度重复序列 有十至几百个拷贝，一

12、般是不编码的序列，例如人类基因组中的Alu序列等。中度重复序列可能在基因表达调控中起重要作用，包括DNA复制的起始、开启或关闭基因的活性、促进或终止转录等。平均长度约300bp，它们在一起构成了基因序列家族与非重复序列相间排列。对应于中间复性组分。4. 高度重复序列 有几百到几百万个拷贝，是一些重复数百次的基因，如rRNA基因和某些tRNA基因，而大多数是重复程度更高的序列，如卫星DNA等。高度重复序列对应于快复性组分。真核生物DNA复性曲线与原核生物有很大不同，跨越了78个数量级。可以看出复性反应分三个组分进行，每个组分代表基因组中不同复杂性的序列类型。因为有研究表明，大约80左右的mRNA

13、是与非重复的DNA组分结合的。这也说明大多数结构基因都位于非重复的DNA序列上，所以说，基因组中的非重复序列决定基因组的复杂性。大肠杆菌、枯草杆菌、酿酒酵母、线虫以及多种病原体，果蝇、水稻和拟南芥菜等生物种类已完成或接近完成全序列的测定。7. 分别写出病毒、原核、真核生物基因组的概念，它们各有何特点，请比较其异同。病毒基因组是指病毒的染色体DNA或RNA所含的基因。它不仅可形成单基因组，还可以形成片段基因组和单链二倍体基因组等。基因组都很小，所含的基因数量也少，能编码病毒衣壳蛋白可少数酶类。按某些病毒的表达时期可分为早期基因和晚期基因，有些病毒还有不同形式的重叠基因。其基因组的复制有半保留和全

14、保留的不同方式，以单复制子单向或双向进行。它不具有自身的翻译体系，基因的表达和病毒的繁殖都需依赖寄主细胞。原核生物的染色体基因组是指其环状或线状的双链DNA分子所含有的全部基因，有的原核生物还含有染色体外的质粒基因组。 其特点是它的蛋白质结构基因大都为单拷贝，功能相关的基因大多集中在一起组成操纵子，其中的结构基因为多顺反子，即数个结构基因串联在一起，受同一调节区调节。数个操纵子又由一个共同的调节基因（regulator gene）所调控。与复制有关的酶和蛋白质基因分散排列在整个染色体的不同区域中，rRNA基因是多拷贝的，并由16S，23S，5S rRNA基因组成一个转录单位，其间有的还插有tR

15、NA基因。tRNA基因有单、双、多拷贝的形式。基因组中具有多种功能的识别区域，如复制起始区，复制终止区，转录启动区，终止区等。这些区域具有特殊的序列，如反向重复序列等。真核生物基因组（eucaryotic genome）指真核生物的核基因组,包括染色体基因组和核内的染色体外基因,以及细胞质的线粒体、叶绿体基因组等。其特点是真核生物基因组可形成单拷贝、寡拷贝、多拷贝以及断裂基因，有的还具有转座基因，其基因复制在细胞核中以多复制子形式进行，基因表达可在核、质中分别进行，调控机制比原核细胞复杂，功能相关的基因不构成操纵子。真核生物基因组与原核基因组相比，其区别可总结如下：真核生物基因组远远大于原核生

16、物基因组，且具有相当的复杂度； 基因组中不编码区域远远多于编码区域； 基因组中的 DNA与蛋白质结合，形成的染色体存在于细胞核内； 大部分基因有内含子，因此基因的编码区域不连续； 存在着重复序列，重复次数从几次几百万次不等； 基因组中以多复制起点的形式复制； 转录产物为单顺反子； 真核生物基因组与原核相同，也存在着可移动的因子。真核生物的不同基因组之间也具有一定的相关性，如基因特性相似，基因结构及组成类同，遗传信息传递方向的普遍性，遗传密码的通用性等。8.写出DNA复制的几个概念：半保留复制及其实验证据 氯化铯密度梯度离心 半不连续复制 复制子 半保留复制的生物学意义，细胞内染色体外遗传因子包

17、括哪些？原核、真核生物复制有什么不同？大肠杆菌染色体DNA复制起点是什么？ 什么是双向复制？ DNA复制采取哪些方式？在 DNA分子上的每一条链都含有合成它的互补链所必需的全部遗传信息。在复制过程中首先是双链解旋并分开，之后以每条链作为模板在其上合成新的互补链，其结果是由一条链可以形成互补的两条链。这样新形成的两条双链DNA分子与原来DNA分子的碱基顺序完全一样。在此过程中，每个子代分子的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的，这种方式称为半保留复制。在DNA复制过程中每个复制叉中的前导链连续复制，而后随链是以反方向合成不连续的短片段。最后再由连接酶连接成连续的DNA序列，这种复制方式称为

18、半不连续复制。半保留复制的生物学意义是，在半保留复制中碱基配对是核酸分子间传递遗传信息的结构基础。无论是复制、转录或逆转录，在形成双链螺旋分子时都是通过碱基配对来完成的。这种复制机制还说明了DNA分子在代谢上的稳定性，经过许多代的复制，DNA多核苷酸链仍可保持完整，并存在于后代而不被分解。与细胞的其他成分相比这种稳定性与它的可遗传功能是相符合的。原核真核生物复制的不同点大肠杆菌的复制起点有OriC和OriH两种，OriC是主要复制起点。在DNA的复制起点形成两个复制叉分别向两个方向同时进行复制的现象。DNA复制采取的方式主要有 原核生物的染色体和质粒，真核生物的细胞器DNA都是环状双链分子。实

19、验表明，它们都在一个固定的起点开始复制，复制方向大多是双向的，即形成两个复制叉或生长点，分别向两侧进行复制；也有一些是单向的，只形成一个复制叉或生长点。通常两条链同时进行对称复制；也有一些不对称的复制，一条链复制后再进行另一条链的复制。DNA在复制叉处两条链解开，各自合成其互补链。还有些生物采取单向复制的特殊方式滚环复制。9. 简述以下DNA复制酶与蛋白质因子的体系，DNA聚合酶、Klenow片段、DNA聚合酶、DNA聚合酶、复合物、 夹子装置器、DNA连接酶、SSB、HU、DnaA 、DnaB 、DnaC 、 两类拓扑异构酶DNA聚合酶是多功能酶。可催化以下几种反应： 通过核苷酸聚合反应，使

20、DNA链沿3 5方向延长(聚合酶活性)；由3端水解DNA链(3 5核酸外切酶活性)；由5端水解DNA链(3 5核酸外切酶活性)；由3端使DNA链发生焦磷酸解；无机焦磷酸与脱氧核糖核苷三磷酸之间的焦磷酸基交换。焦磷酸解是聚合反应的逆反应，焦磷酸交换反应由前两个反应连续重复多次引起。因此，DNA聚合酶I兼有聚合酶、3 5核酸外切酶和5 3核酸外切酶的活性。在聚合酶活性中心，与这些功能相关的结合位置分布十分精巧而灵活。DNA聚合酶为多亚基酶，其聚合酶亚基由一条相对分子质量为88 000的多肽链组成。这个酶的活力比DNA聚合酶I高。NA聚合酶具有3 5核酸外切酶活性，但无5 3活性。DNA聚合酶也不是

21、复制酶，而是一种修复酶。DNA聚合酶是由多个亚基组成的蛋白质，亚基很容易解离，全酶(holoenzyme)由、 和10种亚基所组成，除合成速度比聚合酶I快外其他性质与聚合酶I基本相同。DNA聚合酶的其他许多性质都表明它是DNA复制酶。DNA聚合酶被蛋白酶切开得到的大片段称为Klenow片段，具有催化DNA聚合作用和3 5校对功能。聚合酶III中的亚基是一种依赖DNA的ATP酶，全酶中的复合物由6个亚基(2)构成，主要功能是协同亚基嵌住模板DNA，又称夹子装置器。DNA连接酶是指能催化链的两个末端间共价连接的酶。连接反应需要能量。解开的两条单链随即被单链结合蛋白（SSB）覆盖。大肠杆菌SSB蛋白

22、由4个相同亚基组成。这类蛋白曾被称为解链蛋白、熔解蛋白、螺旋去稳定蛋白等。但实际上它不是解链蛋白，其功能在于稳定已解开的单链，阻止复性和保护单链部分不被核酸酶降解。HU蛋白是细菌细胞的类组蛋白，可与DNA结合，促使双链DNA弯曲。受其影响，邻近三个成串富含AT的13 bp序列被促便成为开链复合物，所需能量由ATP供给。DnaA DnaB DnaC是大肠杆菌起点与复制起始有关的酶，其中DnaA识别起始序列，在起点特异位置识别解开双链；DnaB解开DNA双链；DnaC帮助DnaB结合与起始位点。拓扑异构酶I最初在大肠杆菌中发现，称蛋白或切口封闭酶，是相对分子质量97 000的一条多肽链，由基因to

23、p A编码。它能在DNA的一股链上产生一个切口，使另一条链得以穿越，连接数每次改变1（图4）。反应无需供给能量。拓扑异构酶主要消除负超螺旋，但也能引起DNA的其他拓扑结构转变。拓扑异构酶II能使DNA的两条链同时发生断裂和再连接，当它引入超螺旋时，需要由ATP水解供给能量。细菌的型拓扑异构酶是一种DNA旋转酶，它利用ATP水解提供的能量，可连续向同一个双链闭环DNA分子中引入负超螺旋，从而抵消了DNA复制中产生的正超螺旋。10. DNA聚合酶 具有哪三个复制特点从而使其成为DNA复制主要的酶 ？怎样实现DNA合成的高保真性？简述单链环状X174噬菌体复制过程。写出真核生物的5种主要DNA聚合酶

24、，真核生物DNA的主要抑制剂是什么？高的保真性(fidelity)、协同性(cooperativity)和持续性(processivity)。这三个特点使得DNA聚合酶III成为DNA复制的主要的酶。实现DNA合成的高保真性，从热力学角度看，碱基对的错配使双螺旋结构不稳定，由此计算的碱基错配率大约在10-2。DNA聚合酶对底物的选择作用和3 5核酸外切酶的校对作用分别使错配频率下降10-2，因而达10-6。这是体外合成DNA时所能达到的水平。在体内，DNA聚合酶和复制叉的复杂结构进一步提高了复制的准确性；另外复制的修复系统可识别错配碱基以及各种损伤并修正，从而使变异率下降到更低的水平(在进化上

25、相当的水平)。X174噬菌体的基因组由单链DNA组成，称病毒型或正链。感染宿主细胞后的复制分为三个阶段：以噬菌体正链为模板复制复制双链环状DNA分子。在X174感染后1min内主要是这种复制方式；由RF型双链DNA复制RF型双链DNA，噬菌体基因大量表达。感染后120min内是此种方式，约产生60个RF型双链DNA，RF型复制需要噬菌体基因编码的A蛋白；由RF型DNA分子以滚动环式复制产生噬菌体正链。X174噬菌体DNA的基因A在复制调控中起着关键的作用。真核生物有多种DNA聚合酶。从哺乳动物细胞中分离出了5种，分别为、，5-氟脱氧尿苷能抑制胸腺嘧啶核苷酸的合成，是DNA合成的强烈抑制剂。11

26、.什么是DNA的损伤? DNA结构的改变有哪两种类型? DNA分子碱基自发性化学改变可造成哪五种因素的损伤?写出其要点.化学因素引起的DNA损伤主要有哪几种? 写出要点.DNA损伤指在生物体生命过程中DNA双螺旋结构发生的任何改变。DNA结构发生的改变主要分为两种：一是单个碱基的改变，二是双螺旋结构的异常扭曲。碱基自发性化学改变的这类损伤包括五种因素：碱基之间的互变异构、碱基脱氨基、自发的脱嘌呤和脱嘧啶、活性氧引起的诱变及细胞代谢产物对DNA的损伤等。互变异构指DNA分子中的4种碱基自发地使氢原子改变位置，产生互变异构体，进一步使碱基配对的式发生改变，这样在复制后的子链上就可能出现错误。碱基的

27、脱氨基作用是指胞嘧啶(C)、(A)和(G)分子结构中都含有环外氨基，氨基有时会自发脱落，结果C变为(U).A变为(I)，G变为黄嘌呤(X)，当DNA复制时，会在子链中产生错误而导致损伤。自发的脱嘌呤和脱嘧啶作用是指DNA分子在生理条件下可通过自发性水解，使嘌呤碱和嘧啶碱从磷酸脱氧核糖骨架上脱落下来。活性氧为氧分子电子数大于O2的O2。8-oxoG (GO) 是一种氧化碱基（7，8-二氢-8-氧代鸟嘌呤），可与C、A配对，而DNA聚合酶、的校正活性不能校正其错配，造成GCTA的颠换，这种损伤可以积累。有些糖分子如葡萄糖和碱基氧化产物6磷酸葡萄糖能与DNA反应，产生明显的结构上以及生物学方面的变化

28、。化学因素引起的DNA损伤主要有：1. 烷化剂对DNA的损伤 烷化剂是一类亲电子的化合物，极容易与生物体中的有机物大分子的亲核位点起反应。当烷化剂和DNA作用时，就可以将烷基加到核酸的碱基上去。2. 2. 碱基类似物对DNA的损伤 碱基类似物是一类结构与碱基相似的人工合成化合物，由于它们的结构与碱基相似，进入细胞后能替代正常的碱基掺入到DNA链中，干扰DNA的正常合成。12 .写出细胞对DNA损伤的五种修复系统，SOS应急反应、 SOS反应由什么物引起? 基因突变的概念、类型.细胞对DNA损伤的修复系统主要有五种：即切除修复、错配修复、直接修复、重组修复和易错修复。许多能造成DNA损伤、或抑制

29、DNA复制的过程能引起一系列复杂的诱导效应，这种效应称为应急反应（SOS response）SOS反应包括诱导DNA损伤修复、诱变效应、细胞分裂的抑制以及溶原性细菌释放噬菌体等，细胞癌变也与SOS反应有关。SOS反应诱导的修复系统包括：避免差错的修复（error free repair）和易产生差错的修复（error prone repair）两类。SOS反应由RecA蛋白和LexA阻遏物相互作用引起。基因突变(mutation)是在基因内的遗传物质发生可遗传的结构和数量的变化，通常产生一定的表型。广义的突变包括染色体畸变和基因突变。其图变得类型包括基因突变有以下多种类型：碱基对置换DNA错配

30、碱基在复制后被固定下来，由原来的一个碱基对被另一个碱基对所取代，又称为点突变。碱基对置换有两种类型：即转换 是在两种嘧啶或两种嘌呤之间的互换；颠换发生在嘧啶与嘌呤或嘌呤与嘧啶之间的互换。碱基替换通常仅发生在一个碱基上。插入突变有两种方式：拷贝或复制移动，非拷贝移换。同义突变又称无声突变或中性突变。错义突变是基因突变改变了所编码的氨基酸的种类或位置的突变，能不同程度地影响蛋白质或酶的活性。当氨基酸密码子变为终止密码子时，称为无义突变，它导致翻译提前结束。移码突变是由于一个或多个非三整倍数的核苷酸对插入或缺失，导致编码区该位点后的三联体密码子阅读框架改变，从而使后面的氨基酸都发生错误，使该基因产物

31、完全失活；如出现终止密码子则也可使翻译提前结束。缺失突变指一个或多个碱基从一段DNA序列中被删除，或较长核苷酸序列丢失引起的突变，这种突变难以被回复。襂漏突变是突变基因的产物尚有部分活性的错义突变，是表型界于野生型与完全突变型之间的某种状态。从突变体又恢复原先野生型表现型的突变过程称为回复突变。变热点DNA分子上任意位点发生突变的频率并不相等，在某些位点发生突变的频率远远高于其平均数，称为突变热点。13.写出同源重组、Holliday模型、DNA重组有关的酶、转座子的概念、转座原件最初在什么生物中发现 ？转座子如何分类？插入序列？复合型转座子与IS元件有何异同？DNA转作引起什么遗传效应？逆转

32、录因子？同源重组(homologous recombination)又称一般性重组，由两条同源区的DNA分子，通过配对、链断裂和再连接，而产生的片段间交换的过程。Robin Holliday于1964年提出了同源重组模型，有四个要点：两个同源染色体DNA排列整齐；一个DNA的一条链裂断并与另一个DNA对应的链连接，形成的连接分子，称为Holliday中间体；通过分支移动产生异源双链DNA；Holliday中间体切开并修复，形成两个双链重组体DNA。根据链裂断切开的方式不同，得到的重组产物也不同。如果切开的链与原来断裂的是同一条链(见Holliday模型左边的产物)，重组体含有一段异源双链区，其

33、两侧来自同一亲本DNA，称为片段重组体。但如切开的链并非原来断裂的链(模型右边产物)，重组体异源双链区的两侧来自不同亲本DNA，称为拼接重组体。与重组有关的酶研究最多的还是大肠杆菌的酶。在大肠杆菌中，Rec A蛋白参与重组是最关键的步骤。Rec A有两个主要的功能：诱发 SOS反应和促进DNA单链的同化。数千Rec A单体协同聚集在单链上，形成螺旋状纤丝（helical filament）。Rec F、Rec O和 Rec R蛋白调节 Rec A纤丝的装配和拆卸。单链 DNA可以由许多途径产生，Rec BCD酶是产生参与重组的 DNA单链主要途径。一旦 Holliday中间体形成，即由 Ruv

34、 A和 Ruv B蛋白促进异源双链的形成。同源重组最后由 Ruv C将 Holliday联结体切开，并由 DNA聚合酶和 DNA连接酶进行修复合成。转座子(transposon)是在基因组中可以移动的一段DNA序列一个转座子由基因组的一个位置转移到另一个位置的过程称为转座。由转座子引起的转座过程有以下特征：能从基因组的一个位点转移到另一个位点，从一个复制子转移到另一个复制子；不以独立的形式存在(如噬菌体或质粒DNA)，而是在基因组内由一个部位直接转移到另一部位；转座子编码其自身的转座酶，每次移动时携带转座必需的基因一起在基因组内跃迁，所以转座子又称跳跃基因；转座的频率很低，且插入是随机的，不依

35、赖于转座子(供体)和靶位点(受体)之间的任何序列同源性；转座子可插入到一个结构基因或基因调节序列内，引起基因表达内容的改变，例如使该基因失活，如果是重要的基因则可能导致细胞死亡。转座元件最初由B. McClintock于上个世纪40年代在玉米的遗传学研究中发现的，当时称为控制元件(controlling element)。到目前已对多种不同类型的转座元件进行了鉴定。最简单的转座子称为插入序列(insertion sequence IS)，简称IS因子。另一类是复合转座子，以Tn表示。根据结构不同分为两种类型：I型：其两个末端由相同的IS序列构成，IS序列有正向和反向两种排列方式；型：其两末端由

36、38 bp的反向重复序列组成，如TnA族转座子。复合型转座子具有转位因子的三个共性：末端反向重复序列，为转座酶所必需；中间的开放阅读框架(ORF)作为标记基因；转位后，靶位点成为正向重复序列。其不同点是：。IS因子是一种较小的转座因子，只含有与转座有关的酶基因，不含抗药性等其它基因。其本身不具有表型效应，只有当它转座到某一基因附近或插入某一基因内部后，引起该基因失活或产生极性效应时，才能判断其存在。而Tn除了有转座酶基因外，还带有药物抗性基因(或其相关基因)标志，因结构较大而复杂。转座因子首先是因其可导致突变而被认识的。当它插入靶基因后，使基因突变失活，这是转座子的最直接效应；当转座因子自发插

37、入细菌的操纵子时，即可阻止它所在基因的转录和翻译，并且由于转座因子带有终止子，其插入影响操纵子下游基因的表达，从而表现出极性（方向性），由此产生的突变只能在转座子被切除后才能恢复；转座因子的存在一般能引起宿主染色体DNA重组，造成染色体断裂、重复、缺失、倒位及易位等，是基因突变和重排的重要原因；转座因子也可通过干扰宿主基因与其调控元件之间的关系或转座子本身的作用而影响邻近基因的表达，从而改变宿主的表型。归纳以上，转座子引起的遗传学效应可有以下几个方面： 10-8-10-3 频率转座，引起插入突变； 插入位置染色体DNA重排而出现新基因； 影响插入位置邻近基因的表达，使宿主表型改变； 转座子插入

38、染色体后引起两侧染色体畸变。将从DNADNA的转移过程称转座，从DNARNADNA的转移过程叫反转录转座。后者是经RNA介导的转座过程。经RNA中间体介导的转座是真核生物所特有的过程。逆转录病毒能够将RNA病毒基因组中的DNA拷贝(原病毒)整合到宿主细胞染色体中。1 原核生物和真核生物在翻译起始的异同答：相同点：都需要tRNA识别氨基酸并装载；都需要核糖体大小亚基解离；都需要起始因子；不同点：1起始tRNA携带的氨基酸不同，原核是甲酰甲硫氨酸，而真核是甲硫氨酸；2原核中甲酰甲硫氨酸识别的起始密码子有三种AUG/GUG/UUG，而甲硫氨酸只识别AUG；3原核中不需要通过扫描寻找起始密码子，而真核

39、中需要扫描寻找起始密码子；4原核中需要SD序列帮助mRNA与小亚基结合，而真核没有SD序列，需要5端帽子引导两者结合；5原核中起始因子比较简单，种类少，而真核中起始因子要复杂的多，种类也多；6原核中起始的控制是通过mRNA二级结构影响起始和反馈控制，而真核中通过起始因子磷酸化来控制。2 核mRNA 的转录后加工有哪些？答：核mRNA前体的剪接（选择性剪接和自剪接）；5端加帽和3端聚腺苷酸化；反式剪接；mRNA编辑3什么是转座？转座子有哪些主要类型？答：转座因子（transposable element，TE）是细胞中能改变自身座位的一段DNA 序列，可从复制子的一个座位跳跃到另一个座位，也可从

40、同一个细胞的一个复制子跳跃到另一个复制子，DNA片断的这种运动称为转座。1) 复制性转座（replicative transposition） 转座过程有DNA复制，结果一个转座子留在原位，另一个插入到新的位点2) 保守性转座（conservative transposition）转座子离开原位置，插入到新的位点；这种转座又称非复制性转座（nonreplicative transposition ）3) 反转录转座子（retrotransposons）以RNA作为中介进行复制（转座），与反转录病毒（retroviruses）的复制相似，含有编码反转录酶的基因，能进行反转录；酵母中的Ty（tra

41、nsposon yeast）、果蝇中的copia等反转录转座子的两端有LTRs（long terminal repeats）13 什么是选择性剪接？具有什么生物学意义？答：选择性剪接：一个基因转录出来的RNA前体，通过不同的剪接方式（选择不同的外显子）而形成不同的成熟mRNA，产生不同的蛋白质意义：通过选择性剪接，可对基因的表达起一定的调控作用选择性剪接常用于在不同的组织或发育时期产生组织特异或调控发育的蛋白质；选择性剪接还可有重要的生物学效应，如在果蝇的性决定体系中起重要的作用14 请你谈谈对第二遗传密码概念的认识？答：氨酰tRNA合成酶的专一性很高，共有20种，每一种只用于单一种氨基酸与相

42、应tRNA的结合，tRNA上的某些结构特征能使它在氨酰tRNA合成酶的催化下，与特定的氨基酸结合；这些结构特征就是“第二遗传密码”（the second genetic code）1) “第二遗传密码”常在tRNA的受体茎（acceptor stem）上，但在其他区域的也有不少2) “第二遗传密码”较复杂，且是非简并的，但专一性同样很强之所以叫“第二”是因为“第一”遗传密码是mRNA上的编码氨基酸的密码子。1、简述基因组学的几个分支答：把基因组作为研究对象的学科（1）结构基因组学（structural genomics）基因组结构（genome structure）定位基因（gene mapp

43、ing）测定基因组全序列（whole-genome sequencing）（2）功能基因组学（functional genomics）大规模、高通量分析基因组中基因表达的技术基因功能的分析（3）进化基因组学（evolutionary genomics）在整体水平上研究基因和基因组的结构、功能的起源与进化比较基因组学（comparative genomics） 进化基因组学的初始阶段通过比较，发现基因组中蛋白质和功能RNA基因的密度与生物的复杂程度有一定的负相关2、与类核基因组相比，核基因组在结构上有什么特点？答：真核生物的genome size一般要比原核生物的大很多，且变化范围也很大（最大/

44、最小可达8万）；真核生物基因组存在C值佯谬现象（基因组中基因数目与基因组大小无关）；多线状；大小一般要比类核基因组大好几个数量级，且变化范围很大；有大量的非编码序列（重复序列、内含子等）3、简述增强子的作用机制答：增强子n 能增强转录的元件，但又不是启动子的一部分（无位置、方向的限制）n 增强子常在启动子的上游，但也可以在基因内部（如内含子中）增强子的远距离作用n 激活子是使增强子能远距离作用的原因n 4种可能性（第三、四种可能性较符合实际情况）n Coiling (change in topology)n Slidingn Loopingn Facilitated tracking (loo

45、ping and tracking)远距离增强子元件的成环作用机制。4、tRNA的转录后加工有哪些？答：tRNA的加工n 在真核生物中， tRNA前体含单个tRNA分子，两端有额外的序列，其加工是要除去这些额外的序列n 在原核生物中， tRNA前体含1至多个tRNA分子，或与rRNA前体混在一起，故其加工首先要把含单个tRNA分子的片段切割出来（由RNase III负责），然后再除去5及3 端额外的序列n 核tRNA内含子：内含子较小（10 bp左右），且只有1个，一般在相应于反密码子的碱基附近（与反密码子的 3端隔1个核苷酸）tRNA剪接（tRNA splicing）分2步进行，需要tRNA

46、内切酶及RNA连接酶的参与n Step 1：由剪接内切酶把内含子切除n Step 2：由RNA连接酶把两个外显子连接起来5、什么是RNA编辑？RNA与中心法则的关系？答：基因转录产生的mRNA分子中，由于核苷酸的缺失，插入或置换，基因转录物的序列不与基因编码序列互补，使翻译生成的蛋白质的氨基酸组成，不同于基因序列中的编码信息，这种现象称为RNA编辑。简单来说就是指mRNA加U或减U.编辑的机制n 在转录后进行，沿3 5方向进行，由gRNA（guide RNA，向导RNA）指导进行n 一些gRNA由大环的某些区域编码，另一些gRNA由小环编码n 大部分gRNA 80 ntRNA与中心法则的关系：

47、遗传信息从DNA传递给信息RNA的转录；在逆转录酶的作用下，以RNA为模板合成DNA；以RNA为模板合成蛋白质，体现生物性状；以RNA为模板复制RNA（如某些只有RNA的病毒）1、原核基因组和真核基因组在非编码序列方面的区别答：类核基因组环状，较小；通常由单拷贝或低拷贝（low-copy）的DNA序列组成；基因排列紧密，较少非编码序列 “streamlined”核基因组多线状；大小一般要比类核基因组大好几个数量级，且变化范围很大；有大量的非编码序列（重复序列、内含子等）3、真核mRNA5帽子和3pol(A)的功能帽子功能： 保护mRNA：一般的RNase不能切割含有3个磷酸基的帽子n 提高翻译能力（效率）：通过与帽子结合蛋白结合，mRNA能更好地进入核糖体n 有利于mRNA在细胞内的运输（运出细胞核）：若没有帽子，则mRNA基本上留在细胞核n 使mRNA前体的能正确剪接：第一个内含子的剪接所需聚腺苷酸化功能：n 保护mRNA：延长其寿命（半衰期）n 提高mRNA的翻译能力：能与poly(A)结合蛋白 poly(A) binding protein I 结合，促进翻译，促进mRNA与核糖体结合5、什么是选择性剪接及其生物学意义答：选择性剪接：一个基因转录出来的RNA前体，通过不同的剪接方式（选择不同的外显子）而形成不同的成熟mRNA，产生不同的蛋白质意义：