2022年基因的分子生物学读书笔记.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载分子生物学读书笔记第 1 篇 化学和遗传学第 1 章 孟德尔学派的世界观学问点：1.孟德尔定律是什么？并且在性细胞形成过程中能够独立分别；这个独立分答：显性和隐性基因都是独立传递的,离规律（ principle of independent segregation ）常常被称为孟德尔第肯定律；基因存在, 并且每一对基因在性细胞发育过程中,都可以独立地传递到配子中；这一独立安排律（ principle of independent assortment ）常常被称为孟德尔其次定律；第 2 章 核酸承载遗传信息学问点：1. 中心法

2、就：答： 1956 年, Crick 提出将遗传信息的传递途径称为中心法就（复制转录RNA 翻译蛋白质DNA central dogma）；其中, 箭头表示遗传信息的传递方向；围绕 DNA 的箭头代表 DNA 是自我复制的模板；DNA 与 RNA 之间的箭头表示 RNA 的合成（转录,transcription ）是以 DNA 为模板的；相应地,蛋白质的合成（翻译,translation ）是以 RNA 为模板的；更为重要的是,最终两个箭头表示的过程,只能单方向存在,也就是说,不能由蛋白质模板合成 RNA ；也难以想象由RNA 模板合成 DNA ；蛋白质不能作为RNA 的模板已经经受了时间的验

3、证,然而,正如我们将在第 11 章中要提到的,有时 RNA 链的确可以作为互补的 DNA 的模板；这种与正常信息流的方向相反的事例,与大量的以 DNA 为模板合成的 RNA 分子相比,是特别少见的；所以,大约 50 年前提出的中心法就在今日看来仍旧是基本正确的；第3章 弱化学作用的重要性学问点：1. 弱化学键主要有 4 种: 答：范德华力 , 疏水键 , 氢键及离子键；2. 弱化学键的作用：答：介导了到分子内 /间的相互作用,打算了分子的外形及功能；第 4 章 高能键的重要性学问点：1 蛋白质与核酸的形成：答：蛋白质是氨基酸间通过肽键连接, 核苷酸间通过磷酸二脂键连接而形成核酸；以上2 种重要

4、生物大分子的形成都是由高能的 2 ATP 的作用：pp 水解供应能量 , 对反应前体进行活化；名师归纳总结 答： ATP 被称为生物的能量货币, 其上储存的高能磷酸键可以直接为生物反应供能；第 1 页,共 48 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第 5 章 弱、强化学键打算大分子的结构学问点：1. 强化学键的作用：答：核酸（ DNA/RNA ）和蛋白质都是由简洁的小分子通过共价键组成的高分子；这些小分子的排列次序打算了其遗传学和生物化学的功能；2. 弱化学键的作用：答：核酸（ DNA/RNA ）和蛋白质的三维空间构型及它们间的相互作

5、用是由弱的相互作用来打算和爱护；除少数特例外,对这种弱的相互作用的破坏（如加热或去污剂）,即使不破坏共价键,都将会破坏其全部的生物活性；3. 蛋白质的四级结构：答： 1 级结构（ primary structure ）：多肽链中氨基酸的线性次序；级结构（ secondary structure）：邻近的氨基酸通过弱的相互作用形成二级结构；最基本的二级结构是 螺旋和 折叠；二级结构可通过运算机做精确猜测；级结构（ tertiary structure）：多肽链在二级结构基础上形成的空间结构；可用 x 射线晶体衍射和核磁共振术进行测定；级结构（ quaternary structure）：多亚基蛋

6、白所形成的结构；第 2 篇 基因组的爱护第 6 章 DNA 和 RNA 的结构学问点：1. DNA 由多核苷酸链构成：答： 通常 DNA 最重要的结构特点是两条多核苷酸链（polynucleotide chain）以双螺旋的形式相互缠绕； 双螺旋两条单链的骨架是由糖和磷酸基团交替构成的；碱基朝向骨架的内侧,通过大沟和小沟可以接近碱基；DNA 通常是右手双螺旋；大沟中有丰富的化学信息；多核苷酸链以磷酸二酯键为基础构成了规章的不断重复的糖-磷酸骨架,这是 DNA 结构的一个特点； 与此相反, 多核苷酸链中碱基的排列次序却是无规律的,碱基排列次序的不规就性加上其长度是 DNA 储存大量信息的基础；习

7、惯上, DNA 序列由 5端（在左边）向 3端书写,一般 5端是磷酸基而 3端是羟基；2.双螺旋的两条链序列互补：T）配对,鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（ C）配对的结果是使两条答：腺嘌呤（ A ）和胸腺嘧啶（相互缠绕的链上的碱基序列呈互补关系并给予 3. 碱基会从双螺旋中翻转出来：DNA 自我编码的特性；答：有时单个的碱基会从双螺旋中突出,这种值得留意的现象叫做碱基翻出（ base flipping ）；4. DNA 双链可以分开（变性）和复性：答：当 DNA 溶液温度高于生理温度（接近 100）或者 pH 较高时,互补的两条链就可分开,这个过程称为变性（denaturation）； DNA 双链完

8、全分开的变性过程是可逆的,当变性DNA 的热溶液缓慢降温,DNA 的互补链又可重新聚合,形成规章的双螺旋；由于变性的DNA 分子具有复性的才能,因此来源不同的两条DNA 分子链通过缓慢降温也可形成人工名师归纳总结 杂交分子；在第20 章里,两条单链核酸形成杂交分子的才能被称为杂交（hybridiztion ）；这第 2 页,共 48 页是分子生物学中几项不行缺少的技术的基础；例如,Southern 印迹杂交（第20 章）和 DNA芯片分析（第18 章,框 18-1）；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 由于双螺旋DNA 的光吸取比单链学习必备欢迎下载DN

9、A 少 40%；当 DNA 溶液温度上升到接近水的沸点 时 , 光 吸 收 值 （ absorbance） 在260nm处 明 显 增 加 , 这 种 现 象 称 为 增 色 效 应（hyperchromicity ）；而减色效应就是由于双螺旋 才能；DNA 中的碱基积累降低了对紫外线的吸取5.吸光度增加到最大值一半时的温度叫做DNA 的熔点（ melting point ）；连环数由扭转数和缠绕数共同打算：答： 连环数（ linking number ）是指要使两条链完全分开时,一条链必需穿过另一条链的次数（用 Lk 表示）；连环数是扭转数（twist number ,用 Tw）和缠绕数（

10、writhe number ,用 Wr 表示）这两个几何数的总和； 扭转数仅仅是一条链旋绕另一条链的螺旋数,即一条链完全缠绕另一条链的次数；在三维空间里双螺旋的长轴常常重复地自我交叉,这称为缠绕数；6. 细胞中 DNA 呈负超螺旋的意义：答：负超螺旋含有自由能,可以为打开双链供应能量,使DNA 复制和转录这样的解离双链的过程得以顺当完成；由于 Lk=Tw+Wr ,负超螺旋可以让双螺旋扭转数削减,负超螺旋区域因而有局部解旋倾向；因此,与放松态 DNA 相比负超螺旋 DNA 更易于解链；7. 拓扑异构酶有 2 种基本类型：答：拓扑异构酶 （topoisomerase）可以催化 DNA 产生瞬时单链

11、或双链的断裂而转变连环数；拓扑异构酶通过两步转变 DNA 连环数；它们在 DNA 上产生一瞬时的双链缺口,并在缺口闭合以前使一小段未被切割的双螺旋 DNA 穿过这一缺口； 拓扑异构酶依靠 ATP 水解供应的能量来催化这一反应；相反,拓扑异构酶一步就可以转变DNA 的连环数,其作用是使 DNA 临时产生单链切口,让未被切割的另一单链在切口接合之前穿过这一切口；与 拓扑异构酶相比,拓扑异构酶不需要 ATP；8.原核生物仍拥有一种特殊的拓扑异构酶,通称为促旋酶, 它引入而不是去除负超螺旋；RNA 的结构与功能：答： RNA 与 DNA 的 3 个不同之处：第一, RNA 骨架含有核糖,而不是2-脱氧

12、核糖,也就是说在核糖的C2的位置上带有一个羟基；其次, RNA 中尿嘧啶（ uracil）取代了胸腺嘧啶,尿嘧啶有着和胸腺嘧啶相同的单环结构,但是缺乏5甲基基团；胸腺嘧啶实际上是5甲基 -尿嘧啶；第三, RNA 通常是单多聚核酸链；从功能上讲, mRNA 是从基因到蛋白质合成的媒介,tRNA 作为 mRNA 上密码子与氨基酸的“ 适配器”,同时, RNA 也是核糖体的组成部分；另外,RNA 仍是一种调剂分子,通过和 mRNA 互补序列的结合对翻译过程进行调控；最终,仍有一些 RNA （包括组成核糖体的一种结构 RNA ）是在细胞中催化一些重要反应的酶；9. 碱基对也可以发生在不相邻的序列中,形

13、成称为“ 假结”（ pseudoknot）的复杂结构；10. RNA 具有额外的非 Watson-Crick 配对的碱基,如 G：U 碱基对,这个特点使 RNA 更易于形成双螺旋结构；11. 一些 RNA 可以是酶类：答： RNA 酶被称为核酶（ ribozyme）,具有典型酶的很多特性：催化位点、底物结合位点和帮助因子（如金属离子）结合位点；最早被发觉的核酶是 RNaseP,一种核糖核酸酶,参与从大的 RNA 前体生成 tRNA ；mRNA 前体、 tRNA 前体和 rRNA 前体间插序列即内含子（intron ）的切除过程称为 RNA 的剪接（ RNA splicing ）；12. RNA

14、 的功能有哪些 . 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 48 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载答：（1）有些 RNA 本身就是一种酶 ,具有调剂功能；（2）RNA 是一种遗传物质（主要为病毒的遗传物质）；（3）RNA 可以作为基因和蛋白质合成的中间体；（4）RNA 可作识别子（如 :mRNA ）；（5）RNA 可以作为一种调剂分子主要通过序列互补结合阻挡蛋白质的翻译；第7章 染色体、染色质和核小体学问点：1. 一些概念：答：（1）染色体（ chromosome）：在细胞中 DNA 是和蛋白质结合存在的,每条 DNA 及其结合的蛋白质构成

15、一条染色体（chromosome）；（2）核小体（nucleosome）：DNA 与组蛋白结合所形成的结构称为核小体（nucleosome）；（3）染色体是环状或线状的；（4）基因组密度的简洁衡量方法是每Mb 基因组 DNA 上基因的平均数目；（5）突变基因和基因片段是由于简洁的随机突变或在 DNA 重组过程中的错误所造成的；假基因就是因反转录酶（reverse transcriptase）的作用而形成；2. 每个细胞都有特定的染色体数目：答：大多数真核细胞是二倍体（diploid ）,也就是说,细胞中每条染色体有两个拷贝；同一个染色体的两个拷贝叫做同源染色体（homolog ）,分别来自父本

16、和母本；但是,一个真核 生物中的全部细胞并非都是二倍体,某些细胞是单倍体或多倍体；单倍体（ haploid ）细胞每 条染色体只有一个拷贝,并且参与有性生殖（例如,精子和卵子都是单倍体细胞）；多倍体（polyploid ）细胞中每条染色体都超过两个拷贝；3. 基因组大小与生物体的复杂性相关：答：基因组的大小（单倍染色体中 物的复杂性越高所需的基因也就越多；奇；DNA 的长度）在不同的生物种有相当大的变化；由于生 因此基因组的大小与生物体的复杂性相关也就不足为4. 导致真核细胞中基因密度降低的因素：答：第一,当生物体的复杂性增加时,负责指导和调控转录的DNA区段调控序列（regulatory s

17、equence）的长度显著增长；其次,在真核生物种编码蛋白质的基因通常是不连续的；这些分散的非蛋白质编码区段称为内含子（intron ）；内含子转录后通过 RNA 剪接（RNA splicing ）的过程从 RNA 中删除；5. 人的基因间隔区序列主要由重复 DNA 构成：答：几乎一半的人类基因组由在基因组中重复多次的 DNA 序列组成；重复 DNA 一般有两种：微卫星 DNA 和基因组范畴的重复序列；微卫星DNA （microsatellite DNA ）由特别短的（小于 13bp）串联重复序列构成；基因范畴的重复序列（genemo-wide repeat）要比微卫星大得多,尽管这些重复有很

18、多种类,但是它们有着共同的特点,即都是转座元件 （transposable element）；转座元件是指能从基因组的一个位置移动到另一个位置的序列,这个过程称为转座（transposition ）；6. 真核染色体在细胞分裂过程中需要着丝粒、端粒和复制起始位点：答：（1）复制起始位点（origins of replication ）是 DNA 复制机制集合并起始复制的位点；（2）着丝粒（ centromere）是 DNA复制后染色体正确分别所必需的；与复制起始位点名师归纳总结 相像,着丝粒指导一个精细的蛋白质复合体的形成,此结构也称为动粒（kinetochore）；第 4 页,共 48 页-

19、 - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载DNA聚合酶（3）端粒（ telomere）位于线性染色体的两端；端粒通过一种特殊的端粒酶（ telomerase）来完成线性染色体末端的复制；7. 细胞周期及有丝分裂：答：细胞完成一轮分裂所需要的过程称为细胞周期（cell cycle）；大多数真核细胞的分裂会使子代细胞爱护与父本细胞一样的染色体数目；这种分裂类型称为细胞的有丝分裂（mitotic cell division ）；有丝分裂的细胞周期可以分为4 期： G1、S、G2和 M ；DNA 合成发生在细胞周期的合成期或 S 期（ synthesis

20、 或 S phase）,导致每条染色体的复制；复制后配对的每条染色体叫做一条染色单体（chromatid）,配对的两条染色单体称为姐妹染色单体（ sister chromatid ）；复制后的姐妹染色单体通过一个叫做黏粒（cohesin）的分子聚在一起,这一过程称为姐妹染色单体的集合（爱护到染色体的相互分别；染色体分别发生在细胞周期的有丝分裂期或8. 有丝分裂及减数分裂的详细过程：答：见书 P151 图 7-15 和 P153 图 7-16；9. 核小体是染色体的结构单位：sister chromatid cohesion）,这种状态始终 M 期（ mitosis ,M phase）；答：在真

21、核细胞中大多数 DNA 被包装进核小体； 核小体由 8 个组蛋白所形成的核组成,DNA缠绕在组蛋白核上；每个核小体之间的 DNA （“ 念珠” 上的“ 线”）叫做连接 DNA （linker DNA ）；与核小体结合最紧密的 白八聚体约 1.65 圈；DNA 叫做核心 DNA （ core DNA ）,它像缠绕线轴一样盘绕组蛋10. 组蛋白是带正电荷的小分子蛋白质：答：组蛋白是目前所知的与真核DNA 相关的丰度最高的蛋白质；真核细胞一般包括5 种组蛋白： H1、H2A 、H2B 、H3 和 H4 ；在每种核心组蛋白中都存在一个保守区域,称为组蛋白折叠域（调剂这些组蛋白中间体的组装；histon

22、e-fold domain ）,一个核小体的组装涉及这些结构单位与 DNA 有序地结合； 第一,H3 H4 四聚体与 DNA结合；然后两个 H2A H2B 二聚体结合到 H3 H4-DNA 复合体,形成最终的核小体；每个核心组蛋白有一个 N 端延长,称为“ 尾巴”,这是由于它没有一个确定的结构,而且是完整的核小体中易接近的部分；11. 很多不依靠于 DNA 序列的接触介导核心组蛋白与 DNA 间的相互作用；12. 组蛋白的 N 端尾可稳固盘绕在八聚体上的 DNA ；13. 染色质的高级结构：答：组蛋白 H1 与核小体间的连接 DNA 结合；核小体束能形成更复杂的结构：30nm 的纤丝；DNA

23、的进一步压缩涉及到核小体 DNA 的大环；组蛋白的变构体影响核小体功能；14. DNA 与组蛋白八聚体的相互作用是一动态的过程；15. 核小体重塑复合体有助于核小体的移动：答：组蛋白八聚体与DNA相互作用的稳固性受到大的蛋白复合体核小体重塑复合体（nucleosome remodeling complex ）的影响；这些多蛋白复合体利用ATP 水说明放的能量,便于核小体转变位置或与 DNA 相互作用；这些变化有 3 中方式：组蛋白八聚体沿 DNA“ 滑动” （ sliding ）；组蛋白八聚体从一个 DNA 分子到另一 DNA 分子的完全“ 转移”（transfer）；核小体“ 重塑”（rem

24、odeling ）,增加 DNA 的易接近性；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 48 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载16. 某些核小体在体内处于特定的位置：核小体的定位：答：由于核小体与DNA 的动态相互作用, 大多数核小体的位置是不固定的；但在有些情形,对核小体的位置,或称为核小体的定位（positioning ）,进行限制是有利的；17. 组蛋白 N 端尾的修饰可转变染色质的易接近性：答：当组蛋白从细胞中分别出来,其N 端尾通常被很多种小分子修饰；在尾部的赖氨酸经常被乙酰基或甲基修饰,而丝氨酸主要受磷酸化修饰；一般来说, 乙酰化

25、的核小体与染色体上转录活跃的区域结合,而脱乙酰化的核小体与染色质上转录受抑制的区域结合；与乙酰化不同,N 端尾不同部位上的甲基化使核小体可以与抑制的和活化的染色质都能结合,这取决于组蛋白尾上被修饰的特定的氨基酸；18. DNA 复制后核小体立刻被组装：答：当复制叉经过时,核小体解体为亚组装部件；H3 H4 四聚体好像仍随机地与两个子代双螺旋之一结合,并不从DNA 上释放而成为游离的成分；相反,H2A H2B 二聚体被释放且进入局部的环境,参与新的核小体的组装；19. 核小体的组装需要组蛋白“ 伴侣”：答：在生理盐浓度下对核小体组装的争论鉴定出一些能指导组蛋白在DNA 上组装的因子；这些因子是带

26、负电荷的蛋白质,与H3H4 四聚体或H2A H2B 二聚体形成复合体,并护送它们到核小体组装的位点；由于这些因子可以防止组蛋白与 因此被称为组蛋白伴侣（histone chaperone）；DNA 发生无效的相互作用,PCNA 形成一个围围着 DNA 双螺旋的环,在 DNA 合成过程中将 DNA 聚合酶固定在DNA 上；当聚合酶作用完成后,PCNA 由 DNA 聚合酶上释放,但仍与 DNA 相连；在这种情形下, PCNA 能与其他蛋白质发生作用；CAF-1 与释放的 PCNA 结合,优先将 H3 H4四聚体组装到与 PCNA 结合的 DNA 上；20. 简述染色体的组装过程；答：在 DNA 的

27、复制过程中,核小体临时解体,组蛋白H3-H4 四聚体和 H2A-H2B 二聚体被随机安排到任一子代分子中,在 DNA 复制后,核小体立刻被组装,这涉及到特定的组蛋白伴侣的功能, 这些组蛋白伴侣护送 H3-H4 四聚体和 H2A-H2B 二聚体到达复制叉；随后, 在旧蛋白的“ 种子” 作用下,发生相像修饰,一旦DNA 包装成核小体,它有才能借助组蛋白的 H1 来进行进一步压缩DNA ,开成染色质形式（30nm 纤丝）,在细胞分裂间期,染色质进一步浓缩成染色体；第 8章 DNA 的复制学问点：1. DNA 合成的化学基础：答： DNA 合成需要脱氧核苷三磷酸和引物-模板接头；DNA 通过引物 3端

28、的延长进行合成；焦磷酸水解是 DNA 合成的驱动力；2. DNA 聚合酶的作用机制：答：（1）DNA 聚合酶用一个活性位点催化DNA 的合成： DNA 聚合酶催化核苷酸添加需要正确配对的碱基,空间位阻阻挡DNA 聚合酶催化反应使用rNTP ；（2）DNA 聚合酶像手一样握住引物：模板接头；聚合酶的 3 个结构域被称为拇指、手指和手掌；手掌域由一个 折叠片构成,含有催化位点的基本元件,特殊是 DNA 聚合酶的这一区 域结合 2 个二价金属离子 （镁离子和锌离子） ,可以转变正确剪辑配对的 dNTP 和引物 3 -OH四周的化学环境； 除了催化作用外, 手掌域仍负责检查最新加入的核苷酸碱基配对的精

29、确性；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 48 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载能；功能： 1）有两个催化位点,一个延长链,别一个是把错误的 dNTP 排除掉,起校对功2）聚合位点有两个金属离子,它们有利于催化的进行；3）检测配对的精确性；手指域中的几个残基可与引入的dNTP 结合；一旦引入的dNTP 与模板之间形成正确的碱基配对,手指域即发生移动,包围住 dNTP；功能： 1）结合运进来的dNTP ,并带到正确的位子；2）弯曲模板,让模板碱基与 dNTP 正确配对；3）稳固 PPi的功能；拇指域与催化的关联不紧密,而是与最新近合成的

30、一,爱护引物以及活性部位的正确位置；其次,帮忙爱护 连接；DNA 相互作用；仍有两个目的：第 DNA 聚合酶与其底物之间的紧密功能：不直接参与催化,但是可保持引物和活性位点处在正确的位置,仍可帮忙爱护DNA 聚合酶与其底物紧密连接,有助于添加很多 dNTP 的才能；（3）DNA 聚合酶是一种延长酶：DNA 聚合酶的催化是快速的；DNA 聚合酶能在引物链上每秒添加 1000 个核苷酸；DNA合成的速度主要取决于 DNA 聚合酶的延长才能；延长才能（processivity）是酶处理多聚体底物时的一种特性；对于 DNA 聚合酶, 其延长才能定义为每次酶与引物-模板接头结合时所添加核苷酸的平均数；（

31、4）外切核酸酶校正新合成出的 DNA ：DNA 合成的校正是通过核酸酶去除不正确碱基配对的核苷酸实现的；最初这种类型的酶被认作是 DNA 聚合酶的同一类多肽,现在就称为校正外切核酸酶（proofreading exonuclease）；这类酶可以从 DNA 的 3端,即从新 DNA 链的生长端开头降解 DNA ；3. 复制叉上 DNA 的两条链同时合成：答：刚分开的模板链与未复制的双链 DNA 之间的连接区称为复制叉（replication fork ）,复制叉向着未复制的 DNA 双链区域连续运动,其身后留下指导两个子代 DNA 双链形成的两条单链 DNA 模板；在此条模板链上,DNA 聚合

32、酶简洁地跟随着复制叉；此模板指导下新合成的DNA 链称为前导链（ leading strand）；另一条单链 DNA 模板指导下的新 DNA 链合成遇到的问题较多,此模板指导 DNA 聚合酶在与复制叉相反的方向上运动；此模板指导的新 DNA 链称为后随链 （lagging strand）；在后随链上形成的新链 DNA 短片段称为冈崎片段（Okazaki fragment ）,其在细菌中的长度变化为 10002000 个核苷酸,在真核生物中为 100400 个核苷酸；4. DNA 新链的起始需要一条 RNA 引物：答：引物酶 （primase）是一种能在单链 DNA 模板上制造短 RNA 引物（

33、510 个核苷酸长度）的特殊的 RNA 聚合酶；5. 完成 DNA 复制必需除去 RNA 引物：答：为了用 DNA 取代 RNA 引物, RNA 酶 H（RNase H）识别并除去各条 RNA 引物的大部分；最终一个核糖核苷酸是由从5端降解 RNA 或 DNA 的外切核酸酶除去的；DNA 上的“ 切口” 被称为DNA 连接酶（ DNA ligase ）的酶修复；6. DNA 解旋酶在复制叉之前解开双螺旋：答： DNA 聚合酶解离双链DNA 的两条碱基配对链的才能很差；因此,在复制叉上,由称名师归纳总结 为 DNA 解旋酶（ DNA helicase ）的另一组酶催化双链DNA 两条链的分别；第

34、 7 页,共 48 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 每个 DNA 解旋酶在单链学习必备欢迎下载这是全部 DNA 解旋酶都具有DNA 上都沿着肯定的方向运动；的特性,称作极性（polarity ）；7. 复制前单链结合蛋白使单链 DNA 稳固：答：一个 SSB 的结合会促进另一个 SSB 与其紧邻的单链 DNA 结合；这称为协同结合（cooperative binding ）,其发生是由于与紧邻的单链 合；DNA 区域结合 SSB 分子之间也能够结8. 拓扑异构酶除去 DNA 解螺旋时在复制叉上产生的超螺旋；9. 复制叉酶扩大了 DNA 聚合酶底物的

35、范畴；10. 细胞中 DNA 聚合酶为行使不同的功能而被特化：答： E. coli 中至少有 5 种 DNA 聚合酶,这些酶依据其酶学特性、亚基组成和丰度而划分；DNA 聚合酶（ DNA Pol ）是染色体复制中所涉及的最主要的酶；DNA 聚合酶（ DNA Pol ）特地用于除去起始DNA 合成所需的RNA 引物；E. coli 中的另外 3 种 DNA 聚合酶特殊用于DNA 的修复,它们无校正活性；真核细胞中也有多种 DNA 聚合酶,通常细胞中有 15 种以上；其中,对于基因组的复制至关重要的有 3 种： DNA 聚合酶 、DNA 聚合酶 以及 DNA 聚合酶 /引物酶；引物酶合成 RNA

36、引物后,所产生的 RNA 引物 -模板接头立刻与 DNA 聚合酶 结合以启动 DNA 的合成；由于 DNA Pol /引物酶的延长才能相对较低,所以很快就被高延长性的 DNA 聚合酶 或聚合酶 取代； 聚合酶 或聚合酶 取代 DNA Pol /引物酶的过程称作聚合酶的切换（polymerase switching ）,这导致在真核细胞复制叉上有3 种不同的 DNA 聚合酶在工作； 如同在细菌细胞中那样,真核细胞中其他的 DNA 聚合酶大多参与 DNA 的修复；11. 滑动夹极大地增加了 DNA 聚合酶的延长才能：答： DNA 聚合酶在复制叉上具有高延长才能的关键缘由在于它们与被称为滑动 DNA

37、 夹（sliding DNA clamp ）的蛋白质间的结合；12. 滑动夹通过滑动夹装载器打开并安置在 DNA 上：答：一类称为滑动夹装载器（sliding clamp loader ）的特殊的蛋白复合体催化滑动夹的打开并将其安放在DNA 上；这些酶通过结合ATP 并将其水解而将滑动夹置于DNA 的引物 -模板接头上；13. 复制叉上的 DNA 合成：答：E. coli 中,这些聚合酶的协同作用是通过它们连接成一个巨大的多蛋白复合体而实现的；此复合体被称为 DNA 聚合酶全酶； 全酶是对一个具有核心酶并结合有增强其功能的其他元件的多蛋白复合体的总称；当解旋酶在复制叉处解开 DNA 螺旋时,

38、前导链被快速地复制,同时后随链以单链 DNA的形式伸出,并被 SSB 快速地结合； 新 RNA 引物在后随链模板上进行不连续的合成；当后随链上的 DNA 聚合酶完成前面的冈崎片段时,即从模板上释放出来；由于这个聚合酶与前导链上的 DNA 聚合酶保持着连接,所以它将与距复制叉最近的并且由后随链上最新合成出的 RNA 引物所形成的引物-模板接头结合；通过与此 RNA 引物的结合,后随链上的聚合酶形成一个新的环并启动下一轮冈崎片段的合成；这个模型被称作“ 长号模型”,以比如由后随链模板所形成的 DNA 环状结构大小的变化；14. 复制叉蛋白之间的相互作用形成 E. coli 的复制体 : 答： DN

39、A 解旋酶与 DNA 聚合酶全酶之间的相互作用；这个由全酶的夹子装载器元件介名师归纳总结 导的相互作用将解旋酶和DNA 聚合酶全酶连到一起；SSB 掩盖的第 8 页,共 48 页DNA 解旋酶与引物酶之间,在约1 秒一次的间隔中,引物酶与解旋酶以及单链 DNA 结合并合成新的RNA 引物；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载复制叉上作用的全部蛋白质的总和称为复制体（replisome）；15. DNA 解旋和复制起始发生的特殊位点称作复制起始位点（16. 复制起始的复制子模型：origin of replication ）；答： 定义全

40、部的 DNA 均从称为复制子（replicon）的特定的起始位点开头复制；复制子模型提出了掌握复制起始的两个元件：复制器和起始子；复制器（replicator ）是指足够指导 DNA 复制起始的整套顺式作用的 DNA 序列；复制子模型的其次个元件是起始子（的一个 DNA 元件并激活复制的起始；initiator ）蛋白；此蛋白质特异性地识别复制器中17. 复制器序列包括起始子结合位点和简洁解旋的 DNA ：答：复制器的 DNA 序列有 2 个共同的特性；第一,它们含有起始子蛋白质结合位点,此位点是组装复制起始机器的核心；其次,它们含有一段富含 但并不自发进行；AT 的 DNA ,此段 DNA

41、简洁解旋18. 结合和解旋：起始子蛋白对复制起始位点的挑选和激活：答：起始子蛋白在复制起始过程中一般执行3 种不同的功能； 第一, 这些蛋白质与复制器中的特异 DNA 序列结合；其次,一旦与 DNA 结合,它们就扭曲或解旋其结合位点邻近的 DNA区域；第三,起始子蛋白与复制起始所需的其他因子相互作用,使它们集合到复制器上；以 E. coli 起始子蛋白 ATP 的调控；DnaA 为例； DnaA 与 oriC 中重复的 9 核苷酸单位元件结合并受DnaA 仍会在复制器所形成的单链DNA 上集合其他的包括DNA 解旋酶的复制蛋白；真核细胞中,起始子时一个被称为起始位点识别复合体（origin r

42、ecognition complex ,ORC）的六蛋白复合体；ORC 可识别酵母复制器上称为A 元件的保守序列,以及次保守的B1 元件； ORC 可将其他复制蛋白全部召集到复制器上；所以, ORC 具有起始子三项常见功能中的两项：与复制子结合并将其他复制蛋白召集到复制器上；19. 蛋白质 -蛋白质和蛋白质-DNA 相互作用指导起始过程：答：起始子（ DnaA ）结合到 oriC 并使 13 核苷酸单位的 DNA 解旋后,单链 DNA 和 DnaA共同召集双蛋白复合体：DNA 解旋酶、 DnaB 以及解旋酶装载器 DnaC；解旋酶与上面所说的复制叉其他元件之间的蛋白质相互作用指导复制机器其他部

43、分的组装；20. 前复制复合体的形成指导真核细胞中的复制起始：答：复制器挑选是对指导复制起始的序列进行识别的过程,发生于 G1 期（早于 S 期）；此过程导致基因组中每个复制器上都组装一个多蛋白复合体；起始位点激活只在细胞进入 S 期后发生,使复制器结合的蛋白复合体启动DNA 的解旋和 DNA 聚合酶的募集；复制器挑选是由前复制复合体（pre-RC）的形成介导的；pre-RC 被两种蛋白激酶（Cdk 和 Ddk ）激活,使复制得以启动；全部的激酶都在 G1期失活,只有在细胞进入 S 期以后才能被激活；21. 对 pre-RC 形成和激活的调控使每个细胞周期中仅有一轮复制发生：答： Cdk 对于 pre-RC 功能的调控有两个好像冲突的作用：第一,它们是激活 pre-RC 以启动DNA 复制所必需的；其次,Cdk 的活性会抑制新 pre-RC 的形成；在 G1期内没有有活性的 Cdk,但是细胞周期的其他期内（S、 G2 和 M 期）始终存在高水平的 Cdk；因此,在每个细胞周期内,pre-RC 仅仅有一次形成的机会