2023年分子生物学【1166】超详细解析答案.pdf

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1、学习必备 欢迎下载 西南大学网络与继续教育学院课程考试答题卷 学号：1523203313011 姓名：朱水良 层次：专升本 类别：网教 专业：药学 20XX年 6 月 课程名称【编号】：分子生物学【1166】A 卷 题号 一 二 三 四 五 总分 评卷人 得分 （横线以下为答题区）1、细胞通过哪些修复系统对 DNA 损伤进行修复？答：（1）DNA聚合酶的“校正”修复 DNA 复制具有非常高的精确度，平均每复制109个核苷酸，才出现一个核苷酸的差错。虽然复制是以碱基的精确互补配对为基础，但碱基配对有时仍然会出错。DNA聚合酶的“校对”机制可不断地纠正复制过程中可能出现的差错。DNA 聚合酶在复制

2、 DNA 时，首先对新参与合成的核苷酸要进行筛选；其次对错误掺入的核苷酸则利用其35外切酶活性进行切除，使得 DNA 复制中出现配的概率大大减少。另外，DNA 聚合酶53合成方向也是确保 DNA 复制准确的机制之一。（2）光复活修复也称直接修复，紫外线损伤的光复活过程是一种广泛存在的修复作用，从低等单细胞生物到鸟类都有，但高等哺乳动物中没有。紫外线照射可能引起 DNA 链上两个相邻的嘧啶发生聚合反应，形成嘧啶二聚体，其中主要是胸腺嘧啶二聚体，这些二聚体能阻止 DNA 的复制和转录。光复活修复能够修复任何嘧啶二聚体的损伤，其修复过程为：光复活酶识别嘧啶二聚体并与之结合形成复合物；在300600n

3、m可见光照射下，酶获得能量，将嘧啶二聚体的丁酰环打开，使之完全修复；光复活酶从 DNA 上解离。（3）切除修复 是指在一系列酶的作用下，将 DNA 分子中受损伤的部分切除，并以完整的链为模板，合成切去的部分，使 DNA 恢复正常结构的过程。切除修复有以下两种方式：碱基切除修复 主要修复单个碱基缺陷的损伤，即小段 DNA 的损伤。这是在 DNA 聚合酶、DNA 糖苷酶、内切酶和连接酶等参与下完成的。DNA 糖苷酶能特异性识别并将不正常的碱基水解切除，形成无碱基的 AP位点,由 AP核酸内切酶在 AP位点附近将 DNA 链切开，然后外切酶切除包括 AP 位点在内的 DNA 链，聚合酶填补单链缺口，

4、最后连接酶将链连接。核苷酸切除修复:当 DNA链上相应位置的核苷酸发生损伤，导致双链之间无法形成氢键，由核苷酸切除修复系统负责进行修复。这是大段 DNA 损伤修复系统，由 ATP依赖的切除核酸酶进行双切除，即在损伤部位的两侧切开磷酸二酯键，除去损伤的寡核苷酸。留下的缺口由 DNA聚合酶、DNA 聚合酶或进行修补合成，最后由 DNA 连接酶连接。（4）重组修复 光复活修复和切除修复是先修复，后复制，又称为复制前修复，而重组修复是 复 制 后 修 复，是用 DNA 重组的方法修复 DNA 损伤。分三个步骤：复制，损伤的 DNA 仍可复制，但复制到损伤部位时，子链就出现了缺口；重组，从完整的母链将相

5、应的片段移到缺口，而母链上形成缺口；填补和连接，母链上的缺口由 DNA 聚合酶进行填补合成，最后由 DNA 连接酶连接 重组修复是 DNA 的复制过程中所采用的一种有差错的修复方式，修复过程中，DNA 损伤并未除去。但是，随着复制的不断进行，若干代后，损伤部分逐渐被稀释，实际上消除了损伤的影响。（5）错配修复 DNA复制是一个高保真过程，但其正确性毕竟不是绝对的，复制产物中仍会存在少数未被校出的错配碱基。错配修复是一种特殊的核苷酸切除修复，用来切除复制中新合成 DNA 链上的错配碱基。通过对错配碱基的修复将使复制的精确性提高102103倍。现已在大肠杆菌、酵母和哺乳动物中都发现了错配修复系统。

6、复制错配中的错配碱基存在于新合成的子代链中，错配修复是按模板的遗传信息来修复错配碱基的。因此，该修复系统必须有一种能在复制叉通过之后识别模板链与新合成 DNA 链的机制，以保证只从新合成的 DNA 链中去除错配碱基。原核生物主要通过对模板链的甲基化来区分新合成的DNA 链，大肠杆菌通常利用腺嘌呤甲基化酶（Dam甲基化酶）将双链 DNA 的5GATC 序列中的腺嘌呤 N6甲基化，利用胞嘧啶甲基化酶可将5CCAGG 和5CCTGG 序列中的胞嘧啶转变为5甲基胞嘧啶。当复制完成后，在短暂的时间内（几秒或几分钟），只有模板链是甲基化的，而新合成的链是非甲基化的。正是子代 DNA 链中的这种暂时半甲基化

7、，可以作为一种链的识别标志，以区别模板链和新合成的链，从而使存在于 GATC 等序列附近的复制错配将按亲代链为模板进行修复。几分钟后新合成链也将在 Dam甲基化酶作用下被甲基化，从而成为全甲基化 DNA。一旦两条链都被甲基化，这种错配修复过程几乎不再发生。由于甲基化 DNA 成为识别模板链和新合成链的基础，且错配修复发生在 GATC 的邻近处，故这种修复也称为甲基指导的错配修复。真核生物的错配修复与大肠杆菌基本相似，例如哺乳动物也广泛地利用核苷酸甲基化来识别子链和亲链。错配修复是一个非常耗能的修复过程，错配的碱基离5GATC 等序列越远，被切除的核苷酸就越多，重新合成新链消耗的 dNTP就越多

8、。碱基错配修复对 DNA 复制忠实性的贡献极大，DNA 子链中的错配几乎完全都被修正。（6）SOS修复 又称差错倾向性修复。这是一种在 DNA 分子受到较大范围损伤并且使复制受到抑制时出现的修复机制，以 SOS借喻细胞处于危急状态。DNA 分子受到长片段高密度损伤，使 DNA 复制过程在损伤部位受到抑制。损伤诱导一种特异性较低的新 DNA 聚合酶和重组酶等一整套与 SOS修复相关的酶。由这些特异性较低的酶继续催化损伤部位 DNA 的复制，复制完成后，虽然可维持基因组的完整性，提高细胞的生存概率，但保留许多错误的碱基，从而造成突变。SOS修复广泛存在于原核生物和真核生物的细胞中，是生物体在不利环

9、境中求得生存的应急反应。主要受 recA、lexA 两个基因的控制，当 DNA 受损伤时生成足够量的 RecA蛋白，然后 RecA蛋白水解 LexA蛋白而使许多与修复有关的基因激活。所有细胞都有许多修复 DNA 损伤的方法或途径，采用哪种途径取决于在什么情况下和产生的是什么类型的损伤。如尿嘧啶 N糖基修复酶系统和错配修复系统能纠正复制的错误，光复活修复系统、切除修复系统、重组修复系统和 SOS修复系统等能修复环境因素和体内化学物质造成的 DNA 分子损伤。DNA 分子的双螺旋结构是其损伤修复的重要基础，因为 DNA 的互补双链可保证其一股链上的损伤被切除后，能从另一股链上获得修复所需要的信息。

10、2、大肠杆菌的终止子有哪两大类？请分别介绍一下它们的结构特点。答：大肠杆菌的终止子可以分为不依赖于 p 因子（内在终止子）和依赖于 p 因子两大类。不依赖于 p 因子的终止子结构特点：（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）.在终止位点前面有一端由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。依赖于 p 因子的终止子的结构特点：（1）.转录的 RNA也具有发夹结构，但发夹结构后无poly(U)。（2）.形成的发夹结构较疏松，茎环上不富含 GC。（3）.终止需要因子的参与。

11、学习必备 欢迎下载（4）.与不依赖于因子的终止一样，终止信号存在于新生的 RNA 链上而非 DNA 链上过程。3、简述原核生物和真核生物 mRNA 的区别。答：（1）原核生物 mRNA 常以多顺反子的形式存在。真核生物 mRNA 一般以单顺反子的形式存在。（2）原核生物 mRNA 的转录和翻译不仅发生在同一个细胞空间里，而且这两个过程几乎是同步进行的。真核生物 mRNA 的合成和功能表达发生在不同的空间和时间范畴内。（3）原核生物 mRNA 半衰期很短。真核生物 mRNA 的半衰期较长。（4）原核与真核生物 mRNA 的结构特点也不同：原核生物 mRNA 的5端无帽子结构，3端没有或只有较短的

12、 poly A 结构。真核生物 mRNA 的5端存在帽子结构，且绝大多数具有 poly A 结构。4、什么是 SD序列？其功能是什么？答:SD 序列：mRNA 中用于结合原核生物核糖体的序列。SD序列在细菌 mRNA 起始密码子 AUG 上游 10 个碱基左右处，有一段富含嘌呤的碱基序列，能与细菌 16SrRNA3 端识别，帮助从起始 AUG处开始翻译。信使核糖核酸(mRNA)翻译起点上游与原核 16S 核糖体 RNA或真核 18S rRNA 3 端富含嘧啶的 7 核苷酸序列互补的富含嘌呤的 37 个核苷酸序列，是核糖体小亚基与 mRNA 结合并形成正确的前起始复合体的一段序列。5、简述乳糖操

13、纵子的调控模型。答：乳糖操纵子包括调节基因、启动基因、操纵基因和结构基因。大肠杆菌的 lac 操纵子受到两方面的调控：一是对 RNA 聚合酶结合到启动子上去的调控（阳性）；二是对操纵基因的调控（阴性）。在含葡萄糖的培养基中大肠杆菌不能利用乳糖，只有改用乳糖时才能利用乳糖。操纵子的调控机理是：当在培养基中只有乳糖时由于乳糖是 lac 操纵子的诱导物，它可以结合在阻遏蛋白的变构位点上，使构象发生改变，破坏了阻遏蛋白与操纵基因的亲和力，不能与操纵基因结合，于是 RNA 聚合酶结合于启动子，并顺利地通过操纵基因，进行结构基因的转录，产生大量分解乳糖的酶，这就是当大肠杆菌的培养基中只有乳糖时利用乳糖的原

14、因。在含乳糖的培养基中加入葡萄糖时，不能利用乳糖的原因，即在 lac 操纵子的调控中，有降解物基因活化蛋白（CAP），当它特异地结合在启动子上时，能促进 RNA 聚合酶与启动子结合，促进转录（由于 CAP的结合能促进转录，称为阳性调控方式）。但游离的 CAP不能与启动子结合，必须在细胞内有足够的 cAMP时，CAP首先与 cAMP形成复合物，此复合物才能与启动子相结合。葡萄糖的降解产物能降低细胞内 cAMP的含量，当向乳糖培养基中加入葡萄糖时，造成 cAMP浓度降低，CAP便不能结合在启动子上。此时即使有乳糖存在，RNA 聚合酶不能与启动子结合，虽已解除了对操纵基因的阻遏，也不能进行转录，所以仍不能利用乳糖。修复答聚合酶的校正修复复制具有非常高的精确度平均每复制个核苷酸在复制时首先对新参与合成的核苷酸要进行筛选其次对错误掺入的核苷复活过程是一种广泛存在的修复作用从低等单细胞生物到鸟类都有但高学习必备 欢迎下载 修复答聚合酶的校正修复复制具有非常高的精确度平均每复制个核苷酸在复制时首先对新参与合成的核苷酸要进行筛选其次对错误掺入的核苷复活过程是一种广泛存在的修复作用从低等单细胞生物到鸟类都有但高