分子生物學(xué)復(fù)習(xí)資料一、名詞解釋1.C值反常現(xiàn)象：指C值往往與種系的進(jìn)化復(fù)雜性不一致的現(xiàn)象，即基因組大小與遺傳復(fù)雜性之間沒有必然的聯(lián)系，某些較低等的生物C值卻很大2.DNA的半保存復(fù)制:DNA在復(fù)制過程中，每條鏈分別作為模板合成新鏈，產(chǎn)生互補(bǔ)的兩條鏈。這樣新形成的兩個DNA分子與原來DNA分子的堿基次序完全同樣。因此，每個子代分子的一條鏈來自親代DNA,另一條鏈則是新合成的，這種復(fù)制方式被稱為DNA的半保存復(fù)制3.σ因子：是原核生物RNA聚合酶全酶的一種亞基，是聚合酶的別構(gòu)效應(yīng)物，協(xié)助聚合酶專一性識別并結(jié)合模板鏈上的啟動子，起始基因轉(zhuǎn)錄4.操縱子：是指原核生物中由一種或多個有關(guān)基因以及轉(zhuǎn)錄翻譯調(diào)控元件構(gòu)成的基因體現(xiàn)單元5.錯義突變：由于構(gòu)造基因中某個核苷酸的變化使一種氨基酸的密碼變成一種氨基酸的密碼6.分子伴侶：是細(xì)胞中一類能夠識別并結(jié)合到不完全折疊或裝配的蛋白質(zhì)上以協(xié)助這些多肽對的折疊、轉(zhuǎn)運(yùn)或避免它們聚集的蛋白質(zhì)，其本身不參加最后產(chǎn)物的形成7.解鏈溫度：核酸在260nm的吸光度增加到最大值二分之一時的溫度稱為DNA的熔點，用TM表達(dá)8.抗終止因子：能夠在特定位點制止轉(zhuǎn)錄終止的一類蛋白質(zhì)。它們能與RNA聚合酶結(jié)合,協(xié)助RNA聚合酶越過含有莖一環(huán)構(gòu)造的終止子繼續(xù)轉(zhuǎn)錄目的RNA9.弱化子:是指原核生物操縱子中能明顯削弱甚至終止轉(zhuǎn)錄作用的一段核苷酸序列，該區(qū)域能形成不同的二級構(gòu)造,運(yùn)用原核生物轉(zhuǎn)錄與翻譯的偶聯(lián)機(jī)制對轉(zhuǎn)錄進(jìn)行調(diào)節(jié)10.無義突變:在DNA序列中任何造成編碼氨基酸的三聯(lián)密碼子轉(zhuǎn)變?yōu)榻K止密碼子的突變，它使蛋白質(zhì)合成提前終止，合成無功效的或無意義的多肽11.同工tRNA：指幾個代表相似氨基酸、能夠被一種特殊的氨酰-tRNA合成酶識別的tRNA12.增強(qiáng)子：能使與它連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率明顯增加的DNA序列，由于它也能強(qiáng)化轉(zhuǎn)錄的起始，又稱強(qiáng)化子13.阻遏蛋白：是指轉(zhuǎn)錄調(diào)控系統(tǒng)中調(diào)節(jié)基因體現(xiàn)產(chǎn)物豐度的蛋白質(zhì)，其作用部位往往是操縱子的操縱區(qū)，起著制止構(gòu)造基因轉(zhuǎn)錄的作用二、解答題（一）DNA半保存復(fù)制的特點DNA的復(fù)制總是沿5’→3’方向進(jìn)行。每個子代DNA分子中都包含有一條新合成的鏈和一條來自親代的鏈，因此稱之為半保存復(fù)制。DNA半保存復(fù)制確保了全部的體細(xì)胞都攜帶相似的遺傳信息，并能夠?qū)⑦z傳信息穩(wěn)定地傳遞給下一代。全部細(xì)胞生物DNA都以半保存方式進(jìn)行復(fù)制。（二）DNA修復(fù)的作用機(jī)理和過程1、錯配修復(fù)MutS識別并結(jié)合錯配的堿基對，MutL隨即結(jié)合，形成復(fù)合體。復(fù)合體激活MutH的核酸內(nèi)切酶，在錯配位點附近的GATC序列處切割非甲基化子鏈。核酸外切酶在解螺旋酶及SSB蛋白質(zhì)的協(xié)助下，將無甲基化的一段從GATC位點至錯配位點切除。DNApolⅢ和連接酶分別彌補(bǔ)缺口和連接切口2、切除修復(fù)（1）堿基切除修復(fù)：糖苷水解酶特異識別并切除核苷酸上的N-β糖苷鍵，在DNA鏈上形成去嘌呤或去嘧啶位點（AP位點）AP核酸內(nèi)切酶將受損核苷酸的糖苷-磷酸鍵切開，移去涉及AP位點核苷酸在內(nèi)的小片段DNADNA聚合酶I合成新的片段DNA連接酶將兩者連接成新的被修復(fù)的DNA鏈（2）核苷酸切除修復(fù)：由特殊的蛋白質(zhì)探測損傷，并引發(fā)一系列蛋白質(zhì)與損傷部位的有序結(jié)合由特殊的內(nèi)切酶在損傷部位的兩側(cè)切開DNA鏈去除2個切口之間的帶有損傷的DNA片段，形成缺口由DNApol合成新的片段彌補(bǔ)缺口由DNA連接酶連接切口3、SOS反映SOS修復(fù)需要修復(fù)蛋白的參加，正常狀況下，修復(fù)蛋白的合成受遏制蛋白LexA的克制，處在較低水平狀態(tài)。當(dāng)DNA兩條鏈的都有損傷并且損傷位點鄰近時，損傷不能被切除修復(fù)或重組修復(fù)，造成損傷處的DNA鏈空缺。損傷DNA與RecA蛋白結(jié)合，激活遏制蛋白斷裂，誘導(dǎo)產(chǎn)生的一整套的特殊DNA聚合酶──SOS修復(fù)酶類，催化空缺部位DNA的合成，保持了DNA雙鏈的完整性由于沒有模板，核苷酸隨機(jī)補(bǔ)充，錯誤較多，提高了突變率（三）原核生物RNA終止類型、特點及機(jī)理1、不依賴ρ因子的終止—強(qiáng)終止子特點：有雙重對稱的DNA序列，富含GC堿基，可形成莖環(huán)構(gòu)造在終點位點前面有一段由4~8個A構(gòu)成的序列，轉(zhuǎn)錄為RNA3’端的U機(jī)理：模板DNA鏈在靠近轉(zhuǎn)錄終止點處存在相連的富含GC的反轉(zhuǎn)重復(fù)序列和AT的區(qū)域，使RNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物形成寡聚U及發(fā)夾形的二級構(gòu)造，引發(fā)RNA聚合酶變構(gòu)及移動停止，造成RNA轉(zhuǎn)錄的終止2、依賴ρ因子的終止—弱終止子特點：有發(fā)夾構(gòu)造，但GC堿基含量較少，無寡U機(jī)理：ρ因子是大腸桿菌的一種六聚體蛋白，是一種NTP酶，含有RNA-DNA解旋酶活性。該蛋白因子能識別終止信號，并能與RNA緊密結(jié)合，造成RNA的釋放（四）真核生物與原核生物基因組的特點1、真核生物：真核基因組龐大，普通都遠(yuǎn)不不大于原核生物的基因組。真核基因組存在大量的重復(fù)序列。真核基因組的大部分為非編碼序列，占整個基因組序列的90%以上。真核基因組的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是單順反子。真核基因是斷裂基因，有內(nèi)含子構(gòu)造。真核基因組存在大量的順式作用元件，涉及啟動子、增強(qiáng)子、沉默子等。真核基因組中存在大量的DNA多態(tài)性。真核基因組含有端粒構(gòu)造。2、原核生物：構(gòu)造簡潔。原核DNA分子的絕大部分是用來編碼蛋白質(zhì)的，只有非常小的一部分不轉(zhuǎn)錄。存在轉(zhuǎn)錄單元—多順反子。有重疊基因，即同一段DNA能攜帶兩種不同蛋白質(zhì)的信息。（五）mRNA、tRNA、rRNA的加工過程1、mRNA的加工過程：5′端形成帽子構(gòu)造3′端加上多聚腺苷酸尾巴中部剪接除去內(nèi)含子。鏈內(nèi)部核苷酸的甲基化。2、tRNA的加工過程：內(nèi)含子的剪接3’端添加CCA核苷酸修飾（1）甲基化（2）還原反映（3）核苷內(nèi)的轉(zhuǎn)位反映（4）脫氨反映3、rRNA的加工過程：大多數(shù)真核生物rRNA基因無內(nèi)含子，有些即使含有內(nèi)含子但并不轉(zhuǎn)錄新生rRNA前體與蛋白質(zhì)結(jié)合，形成巨大的核糖核蛋白前體顆粒前體長度約為成熟rRNA的2倍，因此rRNA前體必須被剪切成成熟的rRNA分子，此過程在核仁中進(jìn)行（六）RNA轉(zhuǎn)錄和DNA復(fù)制的異同點1、相似點：（1）合成反映的化學(xué)本質(zhì)：都恪守堿基配對原則（2）都以DNA作為模板（3）合成的方向：5’–3’（4）都需依賴聚合酶（5）發(fā)生的部位：細(xì)胞核2、不同點：（1）轉(zhuǎn)錄：以一條DNA鏈為模板；復(fù)制：兩條鏈都可作模板。（2）轉(zhuǎn)錄時，模板DNA的信息全保存；復(fù)制時模板信息是半保存。（3）RNA合成不需引物，而DNA復(fù)制需引物。（4）轉(zhuǎn)錄的底物是rNTP，復(fù)制的底物是dNTP；堿基由復(fù)制時的T替代為轉(zhuǎn)錄時的U。（5）復(fù)制過程是整條染色體復(fù)制，而轉(zhuǎn)錄是有選擇的，在某個時期，只有某個特定的基因或一組基因被轉(zhuǎn)錄。（6）聚合酶系統(tǒng)不同，RNA聚合酶只有5’→3’聚合作用，無5’→3’及3’→5’外切活性。（七）tRNA構(gòu)造、功效、種類1、構(gòu)造：tRNA的三葉草形二級構(gòu)造和tRNA的L形三級構(gòu)造2、tRAN三葉草二級構(gòu)造構(gòu)造：（1）受體臂：負(fù)責(zé)攜帶特異的氨基酸（2）TψC臂：負(fù)責(zé)和核糖體上的rRNA識別結(jié)合（3）反密碼子臂：負(fù)責(zé)對密碼子的識別與配對（4）二氫尿嘧啶環(huán)：負(fù)責(zé)和氨酰tRNA聚合酶結(jié)合（5）額外環(huán)：在tRNA的L型三維構(gòu)造中負(fù)責(zé)連接兩個區(qū)域3、tRNA的L形三級構(gòu)造：(1)氨基酸受體臂位于L型的一側(cè)，距反密碼子環(huán)約70?。(2)D環(huán)和TψC環(huán)形成了“L”的轉(zhuǎn)角。(3)在某些保守和半保守的堿基之間形成諸多三級氫鍵，使分子形成L形，并使構(gòu)造穩(wěn)定。(4)不同于DNA，涉及到與磷酸核糖主鏈互相作用的三級構(gòu)造的磷酸二酯鍵分布在核糖的2’-OH上。(5)幾乎全部的堿基平面之間都產(chǎn)生堿基堆積的作用。4、種類：起始tRNA、延伸tRNA、同工tRNA、校正tRNA（八）密碼子的6大特性1、方向性：密碼子及構(gòu)成密碼子的各堿基在mRNA中的排列含有方向性，閱讀方向是5’→3’方向2、持續(xù)性：mRNA中密碼子及密碼子的各堿基是持續(xù)排列的，無間隔3、簡并性：指一種氨基酸含有2個或2個以上密碼子4、通用性和特殊性：從最簡樸的病毒，始終到人類，都使用同一套遺傳密碼。即使密碼子有通用性，但也發(fā)現(xiàn)少數(shù)例外。5、擺動性：mRNA密碼子與tRNA反密碼子配對，有時出現(xiàn)不遵從堿基配對規(guī)律的狀況6、密碼子第二位決定氨基酸的極性（九）蛋白質(zhì)的合成過程活化：氨基酸和對應(yīng)的tRNA形成AAtRNA起始：（1）核糖體大小亞基分離（2）mRNA在小亞基定位結(jié)合（3）起始氨基酰-tRNA的結(jié)合（4）核糖體大亞基結(jié)合延伸：進(jìn)位、成肽、轉(zhuǎn)位（延伸因子）終止：釋放因子加工：（1）N端fMet或Met的切除（2）二硫鍵的形成（3）特定氨基酸的修飾（4）切除新生肽鏈中的非功效片段（十）原核生物和真核生物蛋白質(zhì)合成的重要差別（1）起始復(fù)合物形成所需的蛋白質(zhì)因子的差別原核生物起始因子有3種，真核生物起始因子有9種（2）起始復(fù)合物形成過程的次序差別真核生物蛋白質(zhì)合成的起始過程分為三步：43S起始復(fù)合物的形成；48s起始復(fù)合物的形成和80s起始復(fù)合物的形成.（3）肽鏈延長和終止過程真核生物和原核生物蛋白質(zhì)合成的肽鏈延長和終止過程非常相似,除因子的種類和名稱不同外,沒有更明顯的差別（十一）真核細(xì)胞與原核細(xì)胞在基因轉(zhuǎn)錄、翻譯及空間構(gòu)造方面的差別①在真核細(xì)胞中，一條成熟的mRNA鏈只能翻譯出一條多肽鏈，極少存在原核生物中常見的多基因操縱子形式②真核細(xì)胞DNA與組蛋白和大量非組蛋白相結(jié)合，只有一小部分DNA是裸露的。③高等真核細(xì)胞DNA中很大部分是不轉(zhuǎn)錄的，大部分真核細(xì)胞的基因中間還存在不被翻譯的內(nèi)含子④真核生物能夠有序地根據(jù)生長發(fā)育階段的需要進(jìn)行DNA片段重排，還能在需要時增加細(xì)胞內(nèi)某些基因的拷貝數(shù)⑤在真核生物中，基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)區(qū)相對較大，它們可能遠(yuǎn)離啟動子達(dá)幾百個甚至上千個堿基對，這些調(diào)節(jié)區(qū)普通通過變化整個所控制基因5’上游區(qū)DNA構(gòu)型來影響它與RNA聚合酶的結(jié)合能力在原核生物中，轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)區(qū)都很小，大都位于啟動子上游不遠(yuǎn)處，調(diào)控蛋白結(jié)合到調(diào)節(jié)位點上可直接增進(jìn)或克制RNA聚合酶與它的結(jié)合⑥真核生物的RNA在細(xì)胞核中合成，只有經(jīng)轉(zhuǎn)運(yùn)穿過核膜，達(dá)成細(xì)胞質(zhì)后，才干被翻譯成蛋白質(zhì)，原核生物中不存在這樣嚴(yán)格的空間間隔⑦許多真核生物的基因只有通過復(fù)雜的成熟和剪接過程，才干順利地翻譯成蛋白質(zhì)（十二）乳糖操縱子的基本構(gòu)造涉及啟動子、控制子、阻遏子及3個構(gòu)造基因lacZ、lacY、lacA等lacZ編碼β-半乳糖苷酶：將乳糖水解成葡萄糖和半乳糖lacY編碼β二分之一乳糖苷透性酶：使外界的β-半乳糖苷能透過大腸桿菌細(xì)胞壁和原生質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)lacA編碼β-半乳糖乙酰基轉(zhuǎn)移酶：能夠?qū)⒁阴］o酶A上的乙酰基轉(zhuǎn)到β-半乳糖苷上，形成乙酰半乳糖（十三）乳糖操縱子的控制模型及影響因子1、控制模型lacZ、lacY、lacA基因的產(chǎn)物由同一條多順反子的mRNA分子所編碼該mRNA分子的啟動子位于阻遏基因與操縱區(qū)之間，不能單獨(dú)起始半乳糖苷酶和透過酶基因的高效體現(xiàn)操縱區(qū)是DNA上的一小段序列（僅為26bp），是阻遏物的結(jié)合位點當(dāng)阻遏物與操縱基因結(jié)合時，lacmRNA的轉(zhuǎn)錄起始受到克制誘導(dǎo)物通過與阻遏物結(jié)合，變化它的三維構(gòu)象，使之不能與操縱基因結(jié)合，從而激發(fā)lacmRNA的合成2、影響因子（1）lac操縱子的本底水平體現(xiàn)（2）大腸桿菌對乳糖的反映（3）阻遏物lacI基因產(chǎn)物及功效（4）葡萄糖對lac操縱子的影響——代謝物阻遏效應(yīng)（5）cAMP與代謝物激活蛋白（十四）色氨酸弱化作用的調(diào)控機(jī)制（1）RNA的二級構(gòu)造可參