分子生物学简答题(整理)(9页).doc
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1、-分子生物学简答题(整理)-第 9 页1阐述操纵子(operon)学说:见课本2、乳糖操纵子的作用机制?/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。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。
2、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变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。3、基因调控的水平有哪些?基因调控的意义?答:a、DNA水平的调控。b、转录水平上的调控。c、转录后的调控。d、翻译水平的调控。e、细胞质与基因调控。意
3、义:适应物理,化学等环境因素变化,调节代谢,维持细胞生长与分裂。4、简述乳糖操纵子的结构及其正负调控机制。答:结构:A、Y和Z,以及启动子、控制子和阻遏子。正调控机制:CAP分解代谢产物激活蛋白质,直接作用于操纵子区上与cAMP结合形成CAP-cAMP复合物,转录进行。负调控机制:a、无诱导物时结构基因不转录。b、有诱导物时与阻遏基因相结合,形成无活性阻遏物,RNA聚合酶可与启动子区相结合,起始基因转录。5、简述Trp操纵子的结构及其调控机制。答:Trp操纵子由5个结构基因TrpE、TrpD、TrpC、TrpB、TrpA组成一个多顺因子的基因簇,在5端是启动子、操纵子、前导顺序和弱化子区域。
4、机制:a、辅阻蛋白参与的负调控阻遏调节。/、trp诱导物含量高,与游离的辅阻遏蛋白相结合,形成有活性阻遏物,与操纵子区DNA紧密结合,进行转录。/、trp诱导物含量 低,不能与辅阻遏物结合,辅阻遏物从O区上解离,trp操纵子阻遏转录进行。 b、弱化作用。/、trp浓度高时,2-3不配对,3、4区自由配对形成茎环状终止结构,转录停止。/、trp浓度低时,2,3配对,4区片段无配对,结构基因转录。6、细菌的trp操纵子为什么除需要阻遏体系外还需要弱化系统。答:细菌的trp操纵子通过弱化作用弥补阻遏作用的不足,因为阻遏作用只能使转录不起始,而对于已经起始的转录,只能通过弱化作用使之中途停顿下来,阻遏
5、作用的信号是细胞 内trp的多少,弱化作用的信号是细胞内载有trp的tRNA的多少,两种作用相辅相成,体现周密的调控作用。7、简述原核生物转录后调控的机制。答:a、mRNA自身结构元件对翻译起始的调节。b、mRNA稳定性对转录水平的影响。c、调节蛋白的调控作用。d、反义RNA的调节作用。e、稀有密码子对翻译的影响。f、重叠基因对 翻译的影响。g、翻译的阻遏。h、魔斑核苷酸水平对翻译的影响。8、简要概括真核生物基因表达调控的7个层次答:a、转录水平的调控,包括基因的开与关和转录效率的高与低。 b、DNA水平上的表达调控,包括基因丢失、扩增、交换、重排、DNA甲基化。 c、转录水平的调控,顺式作用
6、元件 与特异转录因子结合影响转录,反式作用因子能识别结合于顺式作用元件上,参与调控。 d、反式作用因子的DNA识别域或结合域。e、蛋白质修饰、磷酸化和去磷酸化。f、转录后水平的调控。g、翻译水平的调控mRNA的“扫描模式”与蛋白质合成起始mRNA5端帽子结构及polyA尾巴,mRNA稳定性与基因表达调控,蛋白质的修饰。9、真核基因表达调控与原核生物有什么异同点。答:同:a、都有转录水平上调控和转录水平后调控,并且都以转录水平上的调控为重要。 b、在结构基因的上下游都存在着许多特异的调控成分,并依靠特异蛋白因子与这些调控成分的结合与否,调控基因的转录。 异: a、真核基因表达调控环节多,位点多,
7、区域大,位置多样化。 b、真核基因的转录与染色质的结构变化相关。 c、无操纵子和衰减子。 d、受环境影响小。 e、以正性调控为主。 f、调控的基因组很大,而原核基因组小。10、简述DNA水平对真核基因表达的调控。答:DNA水平的调控是真核生物发育调控的一种形式,包括基因丢失,扩增,重排和移位等方式,通过这些方式可以消除或变换某些基因并改变它们的活性。 主要有:a、染色质状态对基因表达调控。b、修饰作用(乙酰化甲基化)与染色质状态的关系。c、基因丢失,扩增,重排,交换。11、真核基因顺式作用元件及各自的特点。答:a、启动子,位于转录起始点附近且为转录起始所必需的DNA序列。/、核心启动子,指保证
8、RNA聚合酶2转录正常起始所必需的,最少的DNA序列,包括转录起始位点及位点上游-30-负25bp处的TATA区。/、上游启动子元件,包括通常位于-70bp附近的CAAT区和GC区等能通过TF2D复合物调节转录起始的频率,提高转录效率。 b、增强子,指能使与之连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列,位于离转录起始点较远位置上,具有参与激活和增强起始功能的序列元件。 c、绝缘子,负调控作用元件(与增强子作用相反)。12、反式作用因子的DNA结合域有哪几种?各自的结构特点?答:a、螺旋-转折-螺旋结构(HTH)。 b、锌指结构。 c、碱性-亮氨酸拉链。d、碱性-螺旋-环-螺旋,(BHLH结构)。e
9、、同源域蛋白。13、真核基因转录调控的主要模式答:启动子、转录模板、RNA聚合酶2、RNA聚合酶2基础转录所需的蛋白质因子、增强子及绝缘子对转录的影响、反式作用因子对转录的影响。14、简述DNA加工水平对基因表达的调控答:RNA加工水平:a、rRNA加工成熟,包括分子内的切割和化学修饰(主要是核糖甲基化)。b、mRNA加工成熟,包括mRNA5末端加“帽子”,3端加上polyA尾巴。c、tRNA的3 末端CCA-OH,5端加上甲基鸟苷酸。翻译水平:a、真核生物mRNA“扫描模式”与蛋白质合成的起始。b、mRNA的稳定性与基因表达的调控。c、mRNA5端帽子结构的识别与蛋白质的合成。d、可溶性蛋白
10、因子的修 饰与翻译起始调控15、生物体内主要有几种RNA?m RNA:编码特定蛋白序列r RNA:直接参与核糖体中蛋白质的合成t RNA:能特异性解读m RNA中的遗传信息,将其转化成相应的氨基酸后加入多肽链中Sn RNA:小核RNA,是真核生物转录后加工过程中RNA剪接体的主要成分.Hn RNA:指导RNA,核酶RNA16、转录包括哪几个基本过程?1.模板识别:RNA聚合酶与启动子DNA双链互相作用与之相结合的过程 2.转录起始:RNA链上第一个核苷酸链的产生 3.转录延伸:RNA聚合酶释放因子离开启动子后,核心酶沿模板DNA链移动并使新生RNA链不断伸长 4.转录终止:RNADNA杂合物分
11、离,转录泡瓦解,DNA恢复成双链状态,RNA聚合酶和RNA链从模板上释放出来 17、简述真核细胞RNA聚合酶的细胞定位及其转录产物答:见课本18、简述原核和真核生物启动子的结构特点答:原核生物:启动子在两段由5个核苷酸组成的共同序列,即位于10bp处的TATA区(也叫pribnow区),和35bp处的TTGACA区,他们是RNA聚合酶与启动子结合位点,能与因子相互识别而具有很高的亲和力 真核生物:启动子在3025bp处的Hogness区,类似pribnow区,在7080bp区有CAAT区(与35区序列相对应),在11080的GC区(GCCACACCC或GGGCGGG序列)19、什么是SD序列?
12、答:原核生物起始密码子AUG上游712个核苷酸的保守区,能与16s rRNA的3端反向互补20、简述真核生物mRNA的结构与原核生物mRNA的结构的区别答:、真核生物mRNA具有前体,需要转录后加工成成熟RNA才能与蛋白质合成、原核生物mRNA以多顺反子形式存在,一个mRNA可编码几个多肽;真核生物mRNA最多只能编码一个多肽、原核生物mRNA的5端无帽子结构,3端没有或只有较短的polyA;而真核生物mRNA的5端存在帽子结构,绝大多数正所谓3端有polyA结构、原核生物mRNA起始密码子AUG上游有SD序列的保守区、起始密码子原核生物的有AUG(有时GUG,UUG),真核生物只有AUG21
13、、转录终止有几种机制?各有何特点?答:、依赖因子的终止:因子是一个由6个相同亚基组成的六聚体,具有NTP酶和解螺旋酶活性,能水解各种核苷酸三磷酸,通过催化NTP的水解促使新生RNA链从三元转录复合物中解离出来,从而终止转录、不依赖因子的终止:没有任何其他因子的参与,核心酶也能在某些位点终止转录,因模板DNA上存在终止转录的特殊信号终止子1.终止位点上游一般存在一个富含GC碱基的二重对称区,由这段DNA转录产生的RNA容易形成发卡式结构 2.在终止位点前有一段48个A组成的序列,所以转录产物的3端为寡聚U,这种结构特征的存在决定了转录的终止 22、内含子的分类及剪接机制(含剪接信号、转酯反应等)
14、,各类内含子剪接过程的异同。答:内含子的分类:GUAG,AUAC,类内含子,类内含子,类内含子,双内含子,pretRNA中的内含子。 类内含子的剪接主要是转酯反应,即剪接反应实际上是发生了两次磷酸二酯键的转移; 类内含子切除体系中,转酯反应无需游离鸟苷酸或鸟苷,而是由内含子本身的靠近3短的腺苷酸2OH作为亲核基因攻击内含子5端的磷酸二酯键,从上游切开RNA链后形成套索环结构,再由上游外显子的自由3OH作为亲核基因攻击内含子3端的磷酸二酯键,使内含子被完全切开,上下游两个外显子通过新的磷酸二酯键键相连。发生了两次转酯反应。 类内含子主要依靠Sn RNP发生2次转酯反应,在哺乳动物中,mRNA前体
15、上的Sn RNP是从5向下游“扫描”悬着在分支点富嘧啶区3下游的第一个AG作为剪接的3位点。 剪接机制:组成型剪接:需要外界能量和各种酶形成复合物剪接;自我剪接:不需外源酶和能量,剪接特征由35s RNA自我催化完成;选择性剪接:同一前体mRNA中的外显子通过不同组合形成不同的成熟mRNA分子36.RNA编辑的种类及意答:种类:位点特异性脱氨基作用和引导DNA指导的尿嘧啶的插入或删除意义:1、能够改变和补充遗传信息 2、增加基因产物的多样性 3、与生物细胞发育与分化有关 4、校正作用 5、翻译调控39)核糖体的组成结构及功能 答:组成结构:由大、小两个亚基,许多不同的核糖体蛋白质子和核糖体RN
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