1、分子生物学复习题第一章 1、蛋白质的三维结构称为构象(conformation),指的是蛋白质分子中所有原子在三维空间中的排布,并不涉及共价键的断裂和生成所发生的变化。2、维持和稳定蛋白质高级结构的因素有共价键(二硫键)和次级键,次级键有4种类型,即离子键、氢键、疏水性相互作用和范德瓦力。3、蛋白质的二级结构是指肽链中局部肽段的构象,它们是完整肽链构象(三级结构)的结构单元,是蛋白质复杂的立体结构的基础,因此二级结构也可以称为构象单元。螺旋、折叠是常见的二级结构。 4、一些肽段有形成螺旋和折叠两种构象的可能性(或形成势),这类肽段被称为两可肽。5、两个或几个二级结构单元被连接肽段连接起来,进一
2、步组合成有特殊几何排列的局域立体结构,称为超二级结构(介于二、三级结构间)。超二级结构的基本组织形式有,和等3类 6、蛋白质家族(family) :一类蛋白质的一级结构有30以上同源性,或一级结构同源性很低,但它们的结构和功能相似,它们也属于同一家族。例如球蛋白的氨基酸序列相差很大,但属于同一家族。超家族(superfamily):有些蛋白质家族之间,一级结构序列的同源性较低,但在许多情况下,它们的结构和功能存在一定的相似性。这表明它们可能存在共同的进化起源。这些蛋白质家族属于同一超家族。7、结构域是一个连贯的三维结构,是可互换并且半独立的功能单位,在真核细胞中由一个外显子编码,由至少40个以
3、上多至200个残基构成最小、最紧密也最稳定的结构,作为结构和功能单位,会重复出现在同一蛋白质或不同蛋白质中。8、蛋白质一级结构所提供的信息有哪些?螺旋、折叠各自的特点?第二章1、DNA是由脱氧核糖核苷酸组成的长链多聚物,是遗传物质。具有下列基本特性:具有稳定的结构,能进行复制,特定的结构能传递给子代;携带生命的遗传信息,以决定生命的产生、生长和发育;能产生遗传的变异,使进化永不枯竭。 2、DNA链的方向总是理解为从5P端到3OH端。DNA的一级结构实际上就是DNA分子内碱基的排列顺序。 3、DNA是双螺旋结构:主链由脱氧核糖和磷酸基团以3,5磷酸二酯键交互连接构成的,在双螺旋的外侧,碱基在内侧
4、,碱基必须配对。一条链绕着另一条链旋转、盘绕,一条链上的嘌呤与另一条链上的嘧啶相互配对,嘌呤与嘧啶以氢键保持在一起。4、双螺旋DNA熔解成单链的现象称为DNA变性。已经变性的DNA在一定条件下重新恢复双链的过程称为复性。5、染色质是以双链DNA为骨架,与组蛋白(histon)、非组蛋白(non-histon)以及少量的各种RNA等共同组成丝状结构。在染色质中,DNA和组蛋白的组成非常稳定,非组蛋白和RNA随细胞生理状态不同而有变化。 6、常染色质是在细胞间期核内染色体折叠压缩程度较低,处于伸展状态,碱性染性着色较浅而均匀的那些染色质。主要是单一拷贝和中度重复序列。异染色质是在细胞间期核内染色质
5、压缩程度较高,处于凝集状态,碱性染料着色较深的部分。7、核小体是构成真核生物染色质的基本结构单位,是DNA和蛋白质构成的紧密结构形式。8、RNA的种类及其各自的特点?第三章 基因和基因组1、基因被定义为转录功能单位,是编码一种可扩散产物的一段DNA序列,其产物可以是蛋白质或RNA。一个完整的基因应该由两部分组成,即编码区和调控区。 2、基因组是一种生物染色体内全部遗传物质的总和,包括构成基因和基因之间区域的所有DNA。所谓总和,还应该指该物种的不同DNA功能区域在DNA分子上结构分布和排列的情况。基因组以及基因一般以DNA的长度和序列表示。3、病毒基因组的结构特点:()与细菌相比较,病毒的基因
6、组很小,所含遗传信息量较小,只能编码少数的蛋白质。()病毒基因组由DNA或RNA组成。核酸的结构可以是单链或双链、闭合环状或线状分子。()常有基因重叠现象,即同一DNA分子序列可以编码2种或3种蛋白质分子。4、细菌基因组的一般特点1)基因组通常仅由一条环状双链DNA分子组成。但现发现有越来越多的线形基因组。2)只有一个复制起始点。3)有操纵子的结构。数个相关(参与一个生化过程)的结构基因串联在一起,受同一调控区调节,合成多顺反子mRNA。4)编码蛋白质的结构基因是单拷贝的,但rRNA基因往往是多拷贝的。5)非编码的DNA所占比例少,类似病毒基因组。6)基因组DNA具有多种调控区,如复制起始区、
7、复制终止区、转录启动子、转录终止区等特殊序列。7)与真核生物类似,具有可移动的DNA序列。5、真核生物基因组特点(1)基因组的分子量大。低等真核生物大约107-108 bp,而高等真核生物为5108-1010 bp(2)真核生物细胞往往有很多染色体,一般呈线状。每个染色体DNA有很多复制起始点。(3)细胞核DNA与蛋白质稳定地结合成染色质的复杂结构。染色质内除了含有DNA和组蛋白外,还有大量非组蛋白。(4)由于存在核膜,细胞被分隔成细胞核和细胞质,因此,在基因表达中,转录和翻译在时间和空间上是分隔的,不偶联的。( )基因组的大量序列是非编码序列,有大量重复序列。( 6)真核生物的蛋白质基因往往
8、是单拷贝存在,转录产物是单顺反子mRNA。(7)存在一些可移动的DNA序列。(8)绝大多数真核生物基因含有内含子,因而基因编码区是不连续的。(9)真核生物基因内部也可能含有大量的重复序列。6、基因家族:一组功能类似、结构具有同源性的基因称为基因家族。基因家族的分类有多种方式。基因家族各成员在结构上非常类似,具有保守性,如rRNA基因家族,但基因之间的间隔区可以有很大的长度差异和序列差异。重要的基因家族:rRNA基因家族、5S rRNA基因、组蛋白基因家族、珠蛋白基因家族、生长激素基因家族、超基因 。7、超基因(supergene)是指一组由多基因和单基因组成的更大的基因家族。在高等真核细胞中,
9、一个基因簇内含有数百个功能相关的基因,它们可能是由基因扩增后结构上轻微变化而产生的,这些基因的结构有程度不等的同源性,功能上仍保持原始基因的基本功能,或者进化成具有相关而不同的新功能,这样的一簇基因称为超基因家族。有免疫球蛋白超基因家族、核受体超基因家族、细胞因子超基因家族等。 8、在初始转录产物hnRNA加工产生成熟的mRNA时,被切除的非编码序列称为内含子(intron)。在成熟的mRNA或蛋白质中存在的序列称为外显子(exon)。基因的不连续性是真核生物基因所特有的,但不是所有真核生物基因都一定具有这种不连续性。 9、内含子的功能:(1)含有可阅读框架(ORF),内含子的ORF可能编码酶
10、或蛋白质,其中包括逆转录酶、成熟酶。 (2)含有各种剪接信号码,内含子编码的成熟酶直接参与内含子本身的剪接功能。(3)对基因表达有影响,内含子对基因表达在多个水平上施加影响。内含子中的增强子序列增加了基因转录的起始反应。 10、人类基因组计划(human genomic project,HGP)的总体目标是要完成人类全部24条染色体3109bp序列的分析。具体包括:人类基因组作图(遗传学图谱、物理图谱) 。对基因组DNA进行切割和克隆。测定基因组的全部DNA序列。基因的鉴定。信息系统的建立、信息的储存和处理以及相应软件的开发。11、结构基因组学(structual genomics) 以全基因
11、组测序为目标的基因结构研究,阐述基因组中基因的位置和结构,为基因功能的研究奠定基础。 12、功能基因组学(functional genomics)是利用结构基因组学提供的信息,以大规模实验方法及统计与计算机分析,全面系统地分析全部基因的功能。13、蛋白质组(proteome)是一个基因组在特定细胞内所表达的蛋白质。对于一种生物来说,它的基组DNA基本上是恒定的,但蛋白质组是动态的。也就是不同组织的细胞中蛋白质组是不同的,在同一细胞的不同生长状态、病理状态下也是不一样的。蛋白质组只指某一特定时间内的蛋白质集合体。 14、生物信息学是用数理和信息科学的观点、理论和方法去研究生命现象,组织和分析呈指
12、数增长的生物学数据的一门学科。生物信息学位于生物、计算机、数学等多个领域的交叉点上,其研究目标是揭示“基因组信息结构的复杂性及遗传语言的根本规律”。 生物信息学包含了基因组信息学、蛋白质结构模拟和药物设计等3个组成部分。目前的研究包括下面几个方面: 相关信息的收集、储存、管理与提供。新基因的发现和鉴定。 非编码区的信息结构分析。大规模基因功能表达谱的分析。蛋白质分子空间结构预测、模拟和分子设计。药物开发。第四章 生物大分子的相互作用1、生物大分子之间特异性地、可逆解离地形成复合物的能力是生命活动的基础,这种特异性的、可逆的相互作用被称为生物分子的识别。2、参与大分子相互作用的非共价键类型 (1
13、)疏水性相互作用 ,(2)范德瓦力,(3)氢键,(4)静电相互作用。 3、参与蛋白质相互作用的结构域有:BRCT(breast cancer susceptibility gene C terminus)结构域、Lim结构域、SH3结构域、SH2结构域、Bromo结构域、POZ结构域、WW结构域、锚蛋白重复序列(ankyrin repeat,ANK)的结构域、 PH结构域、环指结构域(ring finger domain)。4、蛋白质与RNA的识别以“间接读出”(indirect readout)机制为主。所有的RNA结构,包括线状序列、发夹、膨泡、内环、假结、双螺旋等都可以作为蛋白质专一性识
14、别的靶结构。5、各种DNA结合蛋白,特别是转录因子(transcription factors)都含有与DNA相互作用的区域,称为DNA结合结构域(DNA-binding domain),简称结合域。6、对基因进行调节、控制的蛋白质,如各种普遍性(或基础)转录因子、基因调控因子,相对于作用于它的靶位点DNA序列而言,广义地称为反式作用因子(trans-acting factors)。 7、锌指结构蛋白质是自然界中广泛分布的一类含锌蛋白质,构成了一个超家族。锌指结构家族蛋白,以其形状和结合锌的复杂性,特别是锌指四面体结构,可以分为C2H2,C4和C6等几种类型。8、亮氨酸周期重复不在于形成一个疏
15、水面,而在于两个蛋白质的两个螺旋之间,依靠亮氨酸周期性侧链交错相插,螺旋靠拢,在疏水作用之下形成一个稳定的非共价结合的拉链结构,即所谓的亮氨酸拉链(leucine zipper)。 第五章基因工程原理1、基本概念(1)基因工程:是用酶学方法,把天然的或人工合成的、同源或异源的DNA片段与具有复制能力的载体分子(如质粒、噬菌体、病毒等)形成重组DNA分子,再导入不具有这种重组分子的宿主细胞内,进行持久而稳定的复制、表达,使宿主细胞产生外源DNA或其蛋白质分子。(2)基因组DNA文库(P157):是某一生物体的染色体全部DNA序列被随机切割成适当大小的片段后,插入到载体内构成的DNA文库。(3)c
16、DNA基因文库(P160):一群含有重组DNA的细菌,质粒或噬菌体的克隆,来自某细胞类型全部的mRNA。(4)扣除文库(P163):将两重不同组织来源的mRNA进行比较,用扣除杂交排除相同部分,即共同表达的那部分mRNA,选出剩余有差异的、特异表达的mRNA,构建成cDNA文库,称为cDNA扣除文库。(5)分子杂交(P171):指具有一定同源性的两条核酸单链在一定条件下(适宜的温度和离子强度)可按碱基配对的原则退火形成双链的过程。(6)PCR技术原理:PCR技术是利用两种寡核苷酸引物,分别与双链DNA片段的两端互补,形成DNA聚合酶反应中的模板和引物的关系。(7)物理图谱:DNA片段上限制性内
17、切酶酶切位点的图谱,表示各种限制性内切酶识别位点在DNA序列上的线性排列。(8)Southern杂交:用于检测DNA片段混合物中存在特定序列的技术。又称Southern印迹。检验的目的DNA通常用一种或一种以上的限制性内切酶酶切,得到各种特定长度的片段,在凝胶电泳中依长度分成条带,DNA片段原位地转移到NC膜或尼龙膜上。然后,膜上的DNA片段与标记的探针DNA进行杂交,已杂交的DNA片段可通过标记的探针进行放射性或显色反应定位。(9)Northern杂交(P156):从真核生物的特定组织或发育阶段的细胞分离出全部RNA或mRNA,用变性凝胶电泳分离后转移到NC膜上。用变性的探针DNA对NC膜上
18、的RNA进行杂交。从显影或显色反应判断阳性杂交的存在。(10)亚克隆(P156):当载体中插入的外源DNA片段太大,难以作某些操作或分析时,需要对该克隆片段作些再切割,将大的DNA片段酶切成较小的片段,然后再与另外的新载体重组,并进行转化程序,这个过程称为亚克隆。2、思考题(1)、PCR技术原理的是什么?179答:PCR技术是利用两种寡核苷酸引物,分别与双链DNA片段的两端互补,形成DNA聚合酶反应中的模板和引物的关系,这是PCR技术的核心。PCR聚合酶反应体系的一些重要条件包括:模板、一对寡核苷酸引物、4种底物dNTP和Tap DNA聚合酶。反应分为3步:双链模板DNA变性、退火和链的延伸。
19、(2) 基因工程中工具酶的种类? P141答:限制性内切酶、DNA连接酶、DNA聚合酶、逆转录酶、RNA聚合酶。(3) DNA聚合酶的特点? P142答:需要提供合成模板;不能起始新的DNA链,必须要有引物提供3OH;合成的方向都是53;除聚合DNA外还有其它功能;以脱氧核苷酸三磷酸(dNTP)为前体催化合成DNA。(4) 熟悉基因工程的载体的种类和特点?答:种类:质粒载体,噬菌体载体,M13噬菌体载体,柯斯质粒载体,细菌人工染色体,酵母人工染色体,动物病毒载体特点:载体DNA是单个复制单元,在宿主细胞内应具有独立复制能力;分子量尽可能的小,便于细胞中分离纯化,离体条件下操作;含有多种限制行内
20、切酶的单一切点;载体内有不影响其复制,生长的非必要区域;具有多种选择行标记。(5) 基因工程载体的基本要求和特点 P142基本要求:载体能够独立复制,具有复制起点。应具有灵活的克隆位点和方便的筛选标记。应具有很强的启动子,能为大肠杆菌RNA聚合酶所识别。应具有阻遏子,使启动子受到控制,只有当诱导时才能进行转录。应具有很强的终止子,只转录克隆的基因,所产生的mRNA较为稳定。特点:1.载体DNA是单个复制单元,在宿主细胞内应具有DNA独立复制能力;2.分子量尽可能的小,以便容易从细胞中分离纯化,便于离体条件下操作;3.含有多种限制性内切酶的单一切点。在切点内可以与外源DNA进行连接、重组;4.载
21、体内有不影响其复制、生长的非必要区域,在此区域内可以插入、接受外源DNA,外源DNA与载体分子一起复制、扩增;5.具有多种选择性标志,如营养缺陷型、抗药性、形成噬菌斑的能力、外源性蛋白的产生等,作为区分重组的转化子与非重组转化子的指标。基因工程的基本步骤 P1401. 目的DNA的获得;2.载体的选择与构建;3.目的DNA与载体的重组;4.重组DNA的转化或转染等,从而导入宿主细胞;5.筛选含有重组DNA分子的宿主细胞,获得克隆。(6)DNA文库构建的基本步骤? P1581. 载体DNA和双臂的制备2. 提取大分子DNA和制备大片段3. 载体与外源DNA重组4. 重组DNA的离体包装5. 重组
22、DNA的转化第六章1、名词解释DNA半保留复制:在DNA复制时,子代双链DNA中,一条链来自亲代,而另一条链是新合成的。复制叉:复制起始点要 形成一个特殊的叉形结构,是复制有关的酶和蛋白质组装成复合物和新链合成的部位。复制子:从复制起始点到终止点的区域为一个复制子。半不连续复制:在复制叉上发生一条新链为连续合成,另一条新链为不连续合成的复制机制,称为半不连续复制。前导链:在DNA复制时,复制叉上一条连续合成的链。后滞链:在DNA复制时,复制叉上一条不连续合成的链。冈崎片段:DNA复制时后滞链所合成的短片段。2、思考题1.DNA复制的特征? P195答:核酸生物合成的一般规则;半保留复制;以复制
23、子为单位进行;复制的起始点和终止点;具有复制叉结构和复制方向;复制的模型。2.复制过程的几个阶段?(P216)答:第一阶段,亲代DNA分子超螺旋构象的松弛及螺旋的解旋,使复制的模板展现出来;第二阶段,是复制的引发过程,引物在5 3 方向的合成;第三阶段,是DNA链的延伸过程,在引物RNA合成的基础上,转换成DNA链的5 3 方向的合成;第四阶段,是终止过程,复制进行到终止位点ter,有蛋白因子Tus参与,复制即终止。3. 线粒体DNA的复制模式?答:4. DNA链延伸的几个阶段?(P223)答:双螺旋DNA的不断解螺旋;前导链DNA的合成;后滞链模板不断引发,合成新的RNA产物;在RNA引物的
24、基础上由DNA聚合酶合成冈崎片段;除去RNA引物,填补空隙,冈崎片段连接成后滞链。5.真核与原核生物的复制相同点与差异之处?(P230)答:相同之处:都是半保留的和半不连续的复制,复制过程都有引发、延伸和终止三个阶段,要求有模板以及有相应功能的DNA聚合酶和蛋白质参与。不同之处:真核的每条染色体有多个复制起始位点,而原核只有一个起始位点;真核染色体在全部复制完成之前,各个起始点上不能开始新一轮复制,受到一种复制的调控;而原核DNA的起始点可以连续地开始新的复制事件,表现为一个复制子上有多个复制叉存在。6.DNA损伤修复的种类? (P247)答:直接修复、切除修复、重组修复、SOS修复。7.原核
25、DNA聚合酶的一般特性?(P211)答:有单链DNA为模板,具有3 -OH基的引物,合成的方向总是5 -3 ,由模板决定加上去何种脱氧核苷酸,从引物的3 -OH端逐个延长。第七章1、名词解释转录(P251):以DNA为模板,合成RNA的信息传递过程称为转录。反义链(P252):在DNA双链中,被RNA聚合酶“阅读”、含有合成RNA分子信息的这条链称为“模板链”或反义链。上游顺式作用元件:指同一DNA分子中具有转录调节功能的在复制起始点前的特异DNA序列。启动子(P257):是基因DNA中一段特定的核苷酸序列,是RNA聚合酶在转录起始时对模板DNA的识别位点和结合位点,基因转录的开始部位。终止子
26、(P269):是基因DNA分子中决定转录产物3- OH端、释放出已合成RNA分子的位点。2、思考题1.原核生物和真核生物基因转录的差异?答:原核生物只有一种RNA聚合酶负责转录所有类型的基因,而真核生物有三种以上的RNA聚合酶,负责不同基因类型的转录,合成不同类型的RNA,在细胞核内的位置也不相同。转录产物的差别。真核生物的初始产物很长,包含有内含子序列,成熟mRNA只占其中的小部分。而原核生物的初始产物大多数为编码序列,与蛋白质序列成线性关系。真核生物转录产物经历加工、修饰过程,即内含子剪接。5 端帽化和3 多聚A化。这是真核生物中初始转录产物的成熟过程,而原核生物的初始转录产物直接是成熟的
27、mRNA,很少需要成熟过程。与基因结构相吻合,原核生物mRNA是多顺反子;大多数真核生物mRNA是单顺子结构。一般而言,一个真核的mRNA分子编码一个蛋白质分子。原核细胞中,转录产物直接可以成为蛋白质合成的模板,因而一边转录合成mRNA,一边翻译合成蛋白质。2. 熟悉原核生物启动子的结构与功能、其中的35区、10区等的结构?域中的基序并与之结合,启动转录的起始。一般将DNA上的转录位点定位+1来排序,其下游(右侧)为正值,其上游(左侧)为负值。原核生物不同基因的启动子虽然结构也有一定的差异,但明显具有共同的特点。结构典型,都含有识别(R),结合(B)和起始(I)三个位点;序列保守,如-35序列
28、,-10序列结构都十分保守;位置和距离都比较恒定;直接和多聚酶相结合;常和操纵子相邻;都在其控制基因的5端;决定转录的启动和方向。-35序列又称为Sextama盒,其保守序列为TTGACA,与-10序列相隔1619bp。其功能是:为RNA 聚合酶的识别位点。RNA 聚合酶的核心酶只能起到和模板结合和催化的功能,并不能识别-35序列,只有亚基才能识别-35序列,为转录选择模板链。-35序列和-10序列的距离是相当稳定的,过大或过小都会降低转录活性。这可能是因为RNA 聚合酶本身的大小和空间结构有关。-10序列也称为Pribnow框盒,其保守序列为TATAAT,位于-10bp左右,其中3端的“T”
29、十分保守。A,T较丰富,易于解链。它和转录起始位点“I”一般相距5bp。其功能是:与 RNA聚合酶紧密结合;形成开放启动复合体;使RNA聚合酶定向转录。3.原核生物转录的起始分几个阶段?(P261)答:核心酶在因子参与下接触到DNA上,形成特异性结合;起始识别,RNA聚合酶与启动子结合,形成封闭性起始复合物;从封闭性转变为开放性起始复合物,酶结合在 10序列,启动子活化,并解开双链结构,暴露模板链;形成DNA酶底物NTP的三元起始复合物,酶移动到转录起始位点,在起始位点加上开头的几个核苷三磷酸。4.真核生物基因类型II启动子的结构与功能?(P281)答:结构:转录起始位点,是RNA合成的开始位
30、置。基本启动子,基本启动子和Inr一起构成核心启动子。转录起始位点下游元件。转录起始上游元件。5.真核生物基因转录的一般规律?P271答:典型的真核基因转录单元为单顺反子,而原核基因转录单元为多顺反子。真核生物的RNA聚合酶高度分工。转录的正常进行,除了需要RNA聚合酶以外,还需要许多蛋白质因子的参与。真核基因DNA的顺式作用元件要比原核基因复杂得多。真核基因的转录调控以正调控为主。第八章转录后加工名词解释转录后加工(P297):原核生物的tRNA,rRNA转录成一个很长的RNA分子后,在酶和蛋白质参与下,切断、加工成为成熟分子。多顺反子:在原核细胞中,通常是几种不同的mRNA连在一起,相互之
31、问由一段短的不编码蛋白质的间隔序列所隔开,这种mRNA叫做多顺反子mRNA。RNA编辑(P327):RNA编辑是RNA分子上一种转录后修饰现象,包括插入、缺失或核苷酸的替换。思考题1、内含子RNA剪接的三种方式?第一类:自我剪切。由于内含子的特殊结构而能自发地进行剪切。第二类:蛋白质参与剪切的内含子,主要在tRNA前体中发现。剪切在一系列酶催化下进行。第三类:内含子是snRNP参与剪接的内含子。2、原核生物tRNA前体以几种方式存在?P297多个相同tRNA串联排列在一起;不同的tRNA串联排列;tRNA与rRNA混合串联排列在一起(图81)。因而RNA前体必须经历加工,在tRNA与一些RNA
32、片段之间先切断,完成此任务的似乎是RNase。然后,RNA片段再进行5端、3端加工,某些碱基进行修饰3、真核生物RNA前体的加工过程包括?P301答:真核生物tRNA和rRNA前体的加工包括转最初始产物中间隔序列的除去、内含子的剪接、5和3端修饰、碱基的修饰等。这些过程需要酶和蛋白质的参与。4、RNA前体的剪切过程要通过4个步骤:首先在5端切除非编码的序列,生成41S中间物;41S的RNA切成32S和20S两段,分别含有28S rRNA和18S rRNA,32S中还含有5.8S rRNA;20S剪切成18S;32S剪切成28S rRNA和5.8S rRNA,它们相互进行碱基配对5、5端帽子结构
33、具有如下3个功能。(1)对mRNA的保护作用,保护mRNA免受RNase从5端开始的攻击。(2) 5端帽子结构使mRNA具有可翻译能力(translatability,或translatableness)。(3)5端帽子有利于成熟的mRNA从细胞核输送到细胞质,只有成熟的mRNA才能进行输送。 第9章1、名词解释tRNA荷载作用(P347):氨基酸被活化,共价连接在tRNA上。开放阅读框架(P355):起始密码子和下游的终止密码子之间的序列。肽链合成的延伸(P364):指第二个和以后的密码子编码的氨基酸不断进入核糖体,并形成肽键的过程。核定位信号(P377):指引一个蛋白质分子从胞质到核内的典
34、型信号序列。共翻译转动机制(P379):边翻译边转运的机制。分子伴侣(P393):在蛋白质折叠或组装过程中,需要某些蛋白质或肽链参与相互作用,帮助达到正确的构象折叠,但又不是折叠或组装产物的一部分,起帮助作用的蛋白质或肽链。分子伴素:非特异性地帮助蛋白质折叠,建立起它的正确结构的蛋白质或肽链。遗传密码的特点(P337):遗传密码是三联密码;遗传密码无逗号;遗传密码子不重叠 ;遗传密码具有通用性;遗传密码具有简并性;起始密码子和终止密码子。摆动假设要点(P339):密码子和反密码子之间的碱基配对中,密码子的5 端前两位碱基必须严格按照Watson-Crick碱基配对原则同反密码子配对。密码子的第
35、3个核苷酸为A时,由于受到立体化学因素的影响,将产生与G,U和C配对的一组特异构象。滑动搜索模型(P356):是阐述核糖体在带有5 帽子结构的真核生物mRNA上如何启动翻译的起始反应。三位点模型(P366):核糖体结合tRNA有三个位点,即P位点、A位点和E位点。信号肽的特点(P379):几乎所有的信号肽在整体上都是疏水的。信号肽一般位于蛋白质的N端,进入膜后被信号肽酶水解,真核细胞信号肽酶位于ER膜,原核细胞位于质膜内侧。信号肽的中部常常由1214个残基构成疏水性核,称为信号肽疏水核。需要广义地认识信号肽,应该认为它是初生蛋白质穿过膜所必须的疏水性肽段,它可以位于蛋白质分子的各个部位。信号肽
36、几乎没有严格的专一性。信号肽可能不是一一直线通过双脂层膜,而是一种环状结构。导肽的特点(P384):带正电荷的碱性氨基酸含量较丰富,从它们的分析来看是随机性的。不含或基本上不含有负电荷的酸性氨基酸。羟基氨基酸含量较高。有形成两亲的螺旋结构的倾向。2、思考题1核糖体的组分和立体结构?答:2. 原核和真核生物翻译的起始?两者起始反应的比较?(P363)答:相同点:只在核糖体小亚基上结合荷载的起始tRNA;在mRNA上必须找到合适的起始密码子;在已经形成有小亚基、mRNA和起始tRNA的起始复合物之后,大亚基参与形成完整的起始复合物。不同点:原核细胞中,mRNA首先与小亚基结合,再有起始tRNA加入
37、形成起始复合物。而真核细胞中,起始tRNA首先结合于小亚基,形成四元复合物,然后在多种因子参与下结合mRNA,才形成起始复合物。小亚基起始复合物在mRNA上寻找起始密码子的方式不同。3. 翻译延伸和终止的过程?(P364、P372)答:延伸过程:进位反应;转位反应和肽键的形成;移位反应。终止过程:4. 蛋白质转运的3种机制?(P376)答:核孔对特定大分子起选择性通道的作用,核孔以其充分折叠的构象转运蛋白质;分泌蛋白的边翻译边转运机制;翻译后转运机制。5. 蛋白质前体的共价修饰类型,蛋白质的剪切形式,内含肽的剪切过程?(P387,388,390)答:共价修饰的加工主要包括4种类型:肽链N端残基
38、fMet或Met的切除、二硫键的形成、化学修饰和肽的剪切。蛋白质的剪切形式有:前胰岛素原、胰凝乳蛋白酶原、凝血酶原的活化,以及蛋白质内含子、外显子和自我剪切等问题。内含肽的剪切过程:由内含肽的N端Ser残基的酰胺键,在结构式样B中Ser, Thr残基的-OH基的作用下,肽键变得不稳定,呈顺式构象。C端(下游)外显肽的Ser/Thr/Cys残基攻击上游外显肽的酯/硫酯键,导致N端(上游)外显肽与内含肽N端分离,而转移到下游外显肽的Ser/Thr/Cys的侧链上,从而形成分支结构。内含肽C端的Asn环化,形成琥珀酰亚胺环,导致C端剪切点断裂。酰基重组,上下游两个外显肽形成天然的肽键。6.蛋白质折叠
39、的意义和过程及自动装配原则?(P391,392)答:意义:在结构上,这个过程使伸展的肽键成为特定的三维结构;在功能上,它使无活性的分子具有特定生物学功能的蛋白质分子。自装配原则:蛋白质在离体就已具有自发装配的能力,并且不需要外加能量。自装配原则只适用于小分子的蛋白质。第11章1、名词解释操纵子(P469):基因组中相关的基因聚集、串联在一起,共同表达、共同调控,构成一个表达和调控的单元,这种单元称为操纵子。结构基因(P470):指编码细胞结构和基本代谢活动所必要的RNA,蛋白质或酶。调控基因(P470):指那些编码那些控制其他基因表达的RNA或蛋白质的基因。反式作用因子(P470):调控因子在
40、细胞内可以自由移动,寻找和结合到靶位点上,因此称反作用因子。诱导作用(P470):某种酶或一组酶的合成是对特定物质作出的反应。正调控(P471):若调控因子使靶基因的表达水平上升,这种调控方式称为正调控。负调控(P471):若调控因子使靶基因的表达水平下降,甚至关闭,这种调控作用称为负调控。乳糖操纵子的结构(P473):E.coli的乳糖操纵子是乳糖分解代谢的3个基因,lacZ编码半乳糖苷酶,lacY编码半乳糖透性酶,lacA编码半乳糖苷乙酰转移酶构成的一个典型的操纵子。色氨酸操纵子的结构(P492):包括结构基因(E、D、C、B、A):分别编码合成色氨酸途径的酶或酶亚基。以及调控区域:阻遏基
41、因(R)、启动子区(P)、操纵区(O)、前导肽编码区(L),弱化子区(a)。可阻遏型的负调控(P429):调节基因的产物阻遏蛋白使trp操纵子关闭,这种作用称为可阻遏型的负调控。它是某些氨基酸等生物合成酶类有关基因表达调控的基本形式。弱化作用(P495):是RNA聚合酶从启动子出发(开始转录)的转录受到衰减子的调控。抗终止作用(P508):抗终止因子pN和pQ依赖于基因内特殊序列和特殊蛋白银子的相互作用,影响RNA聚合酶对终止位点的识别功能,使RNA聚合酶在终止位点通读,形成一个较长的mRNA。pN和NusA蛋白如果作用于nut位点,就能引起抗终止作用。2、思考题1.乳糖操纵子的正负调控?(P
42、474)答:某种调控因子的存在,使操纵子的结构基因关闭;而调控因子不存在,能使操纵子的结构基因开启的调控方式称为负调控。2.前导肽序列的特点?(P495)答:前导序列某些区段富含GC,GC区段之间容易形成茎环二级结构,接着有8个U的寡聚区段构成一个不依赖于因子的终止信号。在一定条件下mRNA合成提前终止,产生162个核苷酸长度的前导RNA。除了这个终止信号的发夹结构之外,由1区和2区序列构成第二个发夹结构。其中1区处于14个氨基酸的前导肽序列中。3区也可以与2区互补,形成另一个由2区和3区组成的发夹结构。一旦2区与3区形成二级结构,就会阻遏3区与4区之间形成发夹结构,即不形成终止信号。前导序列
43、RNA中编码了一段14个氨基酸的前导肽,在它的前面有5个核糖体的强结合位点,在编码序列之后有一终止密码子UGA。前导序列中并列两个色氨酸密码子。3.原核生物时序表达在转录调控点的3种方式?(P499)答:几种新的蛋白因子代替RNA聚合酶原来的因子,协助RNA聚合酶的核心酶识别新的启动子。合成新的RNA聚合酶,代替原有的酶,开动一套新的启动子。合成新的调控因子,影响RNA聚合酶对转录终止信号的行为,如抗终止因子控制不同阶段的基因表达。4.噬菌体中DNA转录的3个阶段?(P506)答:早期基因从PL和PR启动子开始。晚早期基因的转录。晚期基因的转录。5.溶源化和裂解的命运选择?(P520)答:竞争
44、决定于CI阻遏蛋s白与Cro蛋白的比例。如果cI占优势,将建立溶源化;如果cro占优势,感染细胞将进入裂解生长。cII基因产物CII蛋白的浓度决定cI或者cro占优势。决定感染命运的生理条件。6.CI基因在溶源化过程中自我调控?(P514)答:阻遏蛋白低浓度时,能促进它自己的转录,产生更多的阻遏蛋白;高浓度的阻遏蛋白能抑制,关闭自己基因的转录;阻遏蛋白能阻遏Cro基因转录。CI阻遏蛋白在低浓度时,Cro转录有某些抑制作用;在高浓度时,Cro转录完全停止;在更高浓度时,CI严重受抑制。原核生物在翻译水平上的自我调控?第12章1、名词解释染色质的重塑:(P545)通常把染色质和单个核小体内发生的任
45、何可检测到的变化称为染色质的重塑。CPG岛:(P551)在有一些DNA区段中,GC碱基对形成二核苷酸序列CpG的密度大,大雨10/100bp,这些富含CpG的区段称为CpG岛。关卡:II类基因(P551):指真核细胞RNA聚合酶II负责转录的基因,一般都是编码蛋白质的基因。染色质结构域(P542):指基因表达过程中结构发生改变的区域,其中至少包括一个活性转录单位,有时延伸得更远。2、思考题(1)染色质的3种状态?(P536)答:1.阻遏状态。巨大的DNA分子被紧紧地压缩在细胞核内,这样的结构不利于基因的表达。2. 活性状态。只有处于活性状态的染色质,才能导致基因表达。3.激活状态。启动子上结合
46、了积储转录因子,上游元件及增加子结合有激活因子,促使RNA聚合酶等在启动子区域形成转录复合物。(2)组蛋白对基因活性的影响?(P537)答:1.组蛋白对5S rRNA基因转录的影响;2.组蛋白对II类基因转录的影响。(3) II类转录调控子的类型?(P555)答:1.普遍性转录因子; 2.组织和细胞特异性的调控因子; 3.可诱导的调控因子。(4) 基因表达的调控(7步)(P529)答:1.染色体和染色质水平上的活化。2. 转录水平上的调控,包括基因的开闭,转录活性水平的高低。3. RNA加工水平上的调控,对初始转录产物的活化、修饰、选择性剪接等。4.转录后加工产物,如mRNA从细胞核向细胞质转运过程受到的调控。5.翻译的控制,选择哪种mRNA提呈给核糖体翻译,包括翻译量的控制。6.蛋白质合成后选择性地被激活或失活,蛋白质水平上的剪切、活性水平和降解的控制。7.控制mRNA的选择性降解是基因表达调控的另一重要方面。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16S rRNA3端识别,帮助从起始AUG处开始翻译的序列。染色体、DNA、基因这三者的关系:染色体是
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