分子生物学复习资料(共13页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上题型:名词解释10*2分;填空35*1分;简答 5*7分;论述1*10分第二章 核酸的结构与功能1.简述细胞的遗传物质,怎样证明DNA是遗传物质答:基因学说:基因作为遗传因子决定着生物的性状,并能自我复制,稳定地遗传给后代。对于DNA是遗传物质的认识经历了三个阶段: 肺炎双球菌实验:说明性状可遗传给后代; T2噬菌体侵染E.coli【35S、32P同位素示踪法】遗传物质是核酸,不是蛋白质; DNA双螺旋结构模型:决定DNA分子具有自我复制和亲代向子代传递遗传信息能力。2.研究DNA的一级结构有什么重要生物学意义(1)核酸的一级结构是指分子中的脱氧核苷酸/核苷酸的排列顺
2、序即碱基排列顺序。即一个核甘酸的戊糖3醇羟基和另一个核苷酸的5磷酸基形成3,5-磷酸二酯键。(2)DNA分子一级结构定则: 不同物种间DNA碱基组成一般是不同的; 同一物种不同组织中的DNA样品的碱基组成相同; 一个物种的DNA碱基组成不会因个体的年龄营养状况和环境改变而改变; 任何一个DNA样品中,A=T,C=G,A+C=T+G,A+C+G+T=100%; 多聚核苷酸均有5末端和3末端; 一级结构决定了二级结构,而二级结构又决定和影响着一级结构的信息功能,两者处于动态平衡中; 碱基顺序就是遗传信息存储的分子形式。3.DNA双螺旋结构有哪些形式,说明其主要特点和区别答:(1)稳定结构因素: 碱
3、基对之间形成的氢键; 碱基堆积力; 正负电荷作用。 (2)结构特征:主链:两主链以反平行方式盘绕,脱氧核糖和磷酸通过3,5-磷酸二酯键连成骨架,磷酸与核糖主链位于螺旋外侧,碱基排列在螺旋内侧。 碱基配对:嘌呤与嘧啶配对,A、T形成两个氢键,C、G形成三个氢键碱基互补; 螺旋参数:两个相邻碱基对之间绕螺旋轴旋转夹角为36,旋转一圈包括10个核苷酸; 大沟与小沟大沟(2.2nm)空间位阻较小,碱基种类差异易于识别,DNA结构 蛋白识别双螺旋结构的特异区域。位于相毗邻的双股之间。 小沟(1.2nm)位于双螺旋的互补链之间(3)双螺旋结构类型:DNA分子的多态性。 B型双螺旋(B-DNA):生物体内绝
4、大多数DNA以B型双螺旋形式存在;(右手双螺旋) A型双螺旋(A-DNA):右手双螺旋; Z型双螺旋(Z-DNA):人工合成,左手双螺旋。4.简述组蛋白有哪五个方面的特点答:(1)真核生物染色体蛋白质主要为组蛋白和非组蛋白; (2)组蛋白有5种,含量丰富,是染色体的结构蛋白,为H1,H2A,H2B,H3和H4; (3)组蛋白在不同物种都具有高度的保守性; (4)组蛋白重要特性:进化上极端保守;有组织特异性;肽链上的氨基酸分布不对称;组蛋白有被修饰的现象;富含Lys的组蛋白H5; (5)核小体:真核生物染色质的基本结构单位,由四种组蛋白H2A,H2B,H3和H4构成八聚体,作为核小体的核心颗粒,
5、再由DNA缠绕在颗粒表面。5.简述细胞内RNA的分布及结构特点答:(1)RNA,通常为单链线型分子,在分子内可自身回折形成局部的双螺旋,进而折叠不同复杂度的高度结构,除部分RNA外,细胞中绝大多数RNA都与蛋白质形成核蛋白复合物。 (2)mRNA,存在于细胞质中:A真核生物RNA是单顺反子,即每种mRNA分子只编码一种蛋白质信息,原核细胞的mRNA多为多顺反子,即一个mRNA分子含几种蛋白质信息,编码几种P50;B一般不稳定,代谢活跃,半衰期短;C含量最少,将核内DNA转录至核糖体,指导蛋白质合成;D种类多,作为不同蛋白质合成的模板;E 5端帽子结构和3pdy与mRNA稳定性直接相关。 tRN
6、A,A含量相对多,但分子量最少,转运氨基酸;B三叶草结构 rRNA,A含量最多,非单独游离存在,与多种小分子蛋白结合成核糖体颗粒形成; B所有核糖体由大小不同的两个亚基组成 真核:80S(由60S和40S组成);原核:70S(由50S和30S组成) C各种rRNA的一级结构中核苷酸残基数及顺序都不同,有特定二级结构; D rRNA分子内含大量的茎环结构。6.简述细胞内RNA的结构特点以及与DNA的区别答:(1)RNA,通常为单链线型分子,在分子内可自身回折形成局部的双螺旋,进而折叠不同复杂度的高度结构,除部分RNA外,细胞中绝大多数RNA都与蛋白质形成核蛋白复合物。 (2)区别:碱基组成与含量
7、不同:RNA中A、G、C、U,在DNA中A、C、G、F,RNA中有许多稀有碱基或微量碱基,而DNA分子中除个别之外,不存在稀有碱基; RNA分子中核糖为D-核糖,DNA中则为D-2-脱氧核糖; RNA中的碱基不严格遵守Chergaff规则。 绝大多数RNA分子为多聚核苷酸单链,但由于分子内的部分互补核苷酸之间通过氢键配对形成双链区,故存在局部的双螺旋。 在碱性溶液中,RNA分子较敏感,易被水解为2,3-环状单核苷酸,而DNA由于不能形成2,3-环状单核苷酸磷酸酯,对碱性溶液比较稳定,不易被水解; RNA的Tm大大低于DNA,增色效应不明显; 根据中心法则,RNA是遗传信息的传递者和表达者,大多
8、数情况下,遗传信息以DNA到RNA,最后传递给蛋白质,表达为蛋白质或酶; 某些RNA病毒以RNA为遗传信息载体,复制模板; 某些RNA具有催化结构,称为核酶。7.什么是miRNA,有什么作用?概念:微小RNA(miRNA),指植物和动物细胞中自然产生的一类小分子RNA。 功能:与特异性mRNA的3-UTR碱基配对,通过阻止这些mRNA的翻译来使沉默基因而不表达,或导致某些目标RNA降解。miRNA可通过NB被检测。8.检测核酸变性的定性和定量方法是什么?具体参数如何?答:(1)概念:凡是破坏双螺旋结构的作用力的因素都可使DNA双螺旋解链,导致DNA变性; (2)引起变性:加热 极端PH 有机溶
9、剂,尿素和酰胺等。 (3)变性的最简单的定性和定量方法:紫外吸收光谱变化; (4)变性后:溶液粘度下降,沉淀速度增加,浮力密度上升,紫外吸收高; (5)Tm值大小影响因素:DNA均一性、G-C碱基对含量、介质中离子强度。9.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?答:滤膜杂交分类:Southern印迹法:检测DNA; Northern印迹法:检测RNA; Western印迹法:检测蛋白质,常用抗原-抗体的特异反应。第三章 基因与基因组的结构与功能1. 了解基因命名的原则,符号特征(1)原则:1. 用三个小写英文斜体字母表示基因的名称2. 在三个小写英文斜体字母后面加上一个斜体大
10、写字母表示其不同的基因型,全部正体表蛋白产物和表型3. 对于质粒和其他染色体成分,如果是自然产生的质粒,用三个正体字母表示,第一个字母大写,如ColE1.如果是重组质粒,则在两个大写字母前加一个p,大写字母表示构建该质粒的研究者或单位。4. 对于酵母,一般用三个大写斜体字母表示基因的功能,后面的数字表示不同的基因型。(2)符号特征:1. 每个基因的符号具有唯一性2. 基因符号是基因名称的缩写,一般不超过6个字母3. 基因符号应由阿拉伯数字与拉丁字母组成而成4. 基因符号不应含标点符号5. 基因符号不应以G为末端6. 基因符号不涉及其2 掌握原核与真核生物基因组的一般特点(1)原核生物基因组的特
11、点:1. 基因组通常仅由一条环状双链DNA分子组成。2. 基因组中只有1个复制起点。3. 具有操纵子结构。 4. 细菌的结构基因一般无重叠现象。5. 原核基因的基因序列是连续的,无内含子结构。6. 编码区和非编码区(主要是调控序列)在基因组中约各占50%。7. 基因组中的重复序列很少。8. 具有编码同功酶的基因这是一类结构不完全相同,而功能相同的基因。9. 细菌基因组中存在可移动的DNA序列,包括插入序列和转座子。10.原核基因的基本结构特点: 启动子、操纵基因、调控序列、结构基因、终止子。(2)真核生物基因组的特点:1)、基因组分子质量大2)、一般有多条线性的染色体,含多个复制起点。3)、核
12、内DNA与蛋白质稳定结合,组装成染色体结构。4)、有核膜,使转录和翻译在时空上有分隔。5)有大量重复序列。6)、蛋白质基因一般为单拷贝,转录产物为单顺反子mRNA,其基因表达有众多调控因子参与。7)、绝大多数真核生物基因都含有内含子。8)、存在可移动的DNA序列。3. 名词解释:重叠基因、断裂基因、内含子、外显子、假基因、ORF重叠基因: 是指具有部分共用核苷酸序列的,即同一段携带了两种或两种以上不同的编码信息。断裂基因 :基因内部插入了不编码序列,使一个完整的基因分隔成不连续的若干区段,这样的基因叫做断裂基因或不连续基因。外显子:在不连续基因中有编码功能的区段成为外显子。内含子:内含子是一个
13、中非编码片段,它分开相邻的外显子。假基因:具有与功能基因相似的序列,但由于有许多突变以致失去了原有的功能,所以假基因是没有功能的基因。开放阅读框ORF :是指从起始密码子起到终止密码子止的一段连续的密码子区域,它是观察DNA序列。当没有已知的蛋白质产物时,该区域被称为可读框,而当确知该可读框编码某一确定蛋白质时,则称为编码区。一个可读框是潜在的编码区。 4.分别写出病毒、原核、真核生物基因组的概念和特点,比较它们的异同点。(1)病毒基因组的特点:种类单一;单倍体基因组:每个基因组在病毒中只出现一次;形式多样;大小不一;基因重叠;动物/细菌病毒与真核/原核基因相似:内含子;具有不规则的结构基因;
14、基因编码区无间隔:通过宿主及病毒本身酶切;无帽状结构;结构基因没有翻译起始序列。(2)原核生物基因组的特点:1. 基因组通常仅由一条环状双链DNA分子组成。2. 基因组中只有1个复制起点。3. 具有操纵子结构。4. 细菌的结构基因一般无重叠现象。5. 原核基因的基因序列是连续的,无内含子结构。6. 编码区和非编码区(主要是调控序列)在基因组中约各占50%。7. 基因组中的重复序列很少。8. 具有编码同功酶的基因这是一类结构不完全相同,而功能相同的基因。9. 细菌基因组中存在可移动的DNA序列,包括插入序列和转座子。10.原核基因的基本结构特点: 启动子、操纵基因、调控序列、结构基因、终止子。(
15、3)真核生物基因组的特点:1)、基因组分子质量大2)、一般有多条线性的染色体,含多个复制起点。3)、核内DNA与蛋白质稳定结合,组装成染色体结构。4)、有核膜,使转录和翻译在时空上有分隔。5)有大量重复序列。6)、蛋白质基因一般为单拷贝,转录产物为单顺反子mRNA,其基因表达有众多调控因子参与。7)、绝大多数真核生物基因都含有内含子。8)、存在可移动的DNA序列。第四章 DNA的复制1. 什么是DnaA蛋白?DnaA蛋白有哪三个作用?答:DnaA蛋白是DnaA基因的产物,DnaA蛋白是起始因子,它参与DNA复制的起始有三个作用:一、只与处于负超螺旋的DNA分子结合,在ATP参与下,结合于Ori
16、C中的4个9聚体形成起始复合物;二、促使OriC中的三个富含AT的13聚体重复序列区解链,也需ATP参与,HU对此过程有促进作用;三、引导DnaB-DnaC复合物进入局部解链区,形成引发前体复合物。2.DNA复制一般采取哪些方式?答:形复制、滚环式复制、D-环式复制,形复制是对双链环状分子的双向复制;滚环式复制是单向复制,是许多病毒,细菌因子及真核生物中基因放大的基础,噬菌体复制后期,X174等具有单链环形基因组DNA的E.coli噬菌体采用滚环复制机制,其双链复制型DNA分子能产生多拷贝的单链子代DNA分子。D-环式复制又称取代环复制,是单向复制方式,大多数线粒体DNA以这种方式复制。3列出
17、原核生物DNA复制的酶和蛋白因子体系?(不确定答案)答:DNA聚合酶I 、II 、III、 IV 、V;DNA连接酶4.DNA聚合酶5的活性有哪三个作用?答:Pol I的53核酸外切酶活性有3个作用:一、作用于双链DNA中的一条单链的某个切口处,从5端水解下单核苷酸或寡核苷酸片段,因此,Pol I在切除由紫外线照射而形成的嘧啶二聚体中起重要作用;二、用于在体外通过切口平移标记DNA探针;三、切除在DNA复制合成中5端的RNA引物。5.DNA聚合酶III具有哪三个复制特点从而使其成为DNA复制主要的酶?答:一、都需要模板指导,以4种脱氧核糖核苷三磷酸作为底物,且需要有3-OH引物链存在,聚合反应
18、按53方向进行;二、都具有35外切酶活性,在聚合过程中起校对作用,但都无53外切酶活性;三、都是多亚基酶,pol II和pol III共用了许多亚基,也有些细微的区别。6. 原核生物的SSB蛋白与DNA的结合表现出怎样的协同效应?答:SSB蛋白与DNA结合有明显的协同效应,一个SSB的结合使其后面的结合力提高了1000倍,SSB还能特异地促进其同源蛋白DNA聚合酶的作用。7. 真核细胞中DNA复制有哪三个水平的调控?答:一、细胞生活周期调控,又称限制点调控,即决定细胞停留在G期还是进入S期;二、染色体水平调控,决定不同染色体或同一染色体不同部位的复制子按一定顺序在S期起始复制。三、复制子水平的
19、调控,决定复制的起始与否,这种调控从单细胞生物到高等生物都是高度保守的。8.简述端粒的复制过程? 答:端粒的复制,通过对四膜虫DNA 端粒合成的研究发现,当DNA 端粒复制时,端粒酶催化逆向转录作用 以酶中的RNA 为模板端粒的单链3OH 为引物,不断进行反转录合成,延伸3OH 端单链。在合成一个拷贝的重复序列后新合成的TG 链回折并借非标准碱基配对(GG) 形成发夹结构,从而调整了端粒酶的位置,使逆转录能继续下去。当3OH 单链延伸到一定长度,3OH 端作180#回转,这时3OH单链又作为DNA 聚合酶的引物,再以DNA 中富含G、T链为模合成互补的富含C、A的DNA 片段,以填补在DNA
20、末端复制时,因RNA 引物被水解后留下的空隙。最后在新合成的DNA5 端切去12-16个核苷酸形成完整的DNA 末端结构。9.简述细菌DNA的复制过程? 大肠杆菌染色体DNA的复制过程分为3个阶段:起始、延伸和终止。 复制体:在DNA合成的生长点即复制叉上,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为复制体。DNA复制的阶段表现在其复制全结构的变化上一、大肠杆菌的起始步骤简单描述:P89预引发:解旋解链,形成复制叉:拓扑异构酶和解链酶;单链DNA结合蛋白(SSB);引发体组装。 引发:在引发酶的催化下,以DNA链为模板,合成一段短的RNA引物。 二、复制的延伸在引物RNA合
21、成基础上,进行DNA链的53方向合成,前导链连续地合成出一条长链。后随链的模板形成回环引进53方向的合成,形成冈崎片段。 引发体向前移动,解开新的局部双螺旋,形成新的复制叉,随从链重新合成RNA引物,继续进行链的延长。 去除RNA引物后,片段间形成了空隙,DNA聚合酶作用使各个片段靠近。在连接酶作用下,各片段连接成为一条长链。三、 复制的终止 复制叉向前推移,最后在终止区相遇并停止复制,复制体解体,最后前导链与随从链分别与各自的模板形成两个子代DNA分子,到此复制过程就完成了。第五章DNA的损伤、修复和基因突变1.什么是DNA的损伤?DNA结构的改变有哪两种类型?其危害有哪些?概念:DNA损伤
22、是指在生物体生命过程中DNA双螺旋结构发生的任何改变。分类:DNA结构发生的改变主要分为两种: 单个碱基的改变只影响DNA的序列而不影响整体构象; 双螺旋结构的异常扭曲对DNA复制或转录可产生生理性伤害。2.化学因素引起的DNA损伤主要有哪几种?写出要点。烷化剂对DNA的损伤 有两类烷化剂:单功能烷化剂、双功能烷化剂。碱基类似物对DNA的损伤 常见的碱基类似物:5-溴尿嘧啶(5-BU)、2-氨基嘌呤(2-AP)在某些植物体的代谢过程中,能产生个别的毒性化合物,其中包括DNA损伤剂3.什么是SOS应急反应?SOS反应由什么物质引起?其意义如何?SOS反应是细胞DNA受到损伤或复制系统受到抑制的紧
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- 分子生物学 复习资料 13
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