21考研610分子生物学押题

一.填空题(每题2分,共40分)

组蛋白: H3H4具有较高的保守性,H2A和H2B的保守性比较低。11nm核小体(每个核小体由八聚体(两个H4H3,H2AH2B)和200bpDNA组成,由H111bpDNA连接),30nm纤丝(每圈6个核小体)。

人类基因组大小为300Mb,拟南芥为10Mb,酵母12MB,新冠30kb。人线粒体基因组长度为17kb。人类基因组计划中国占1%,水稻基因组计划中国占比为20%。

20世纪50年代以来,肿瘤医学研究的三个进展为:癌基因,染色体畸变,抑癌基因。

DNA的物理图谱是DNA分子的限制性内切酶片段的排列顺序。

分子标记包括:限制性片段长度多态性(RFLP),随机扩增多态性(RAPD),扩增片段长度多态性(AFLP),单核苷酸多态性(SNP)。

DNA修复包括:错配修复(母链甲基化,修正子链的错配),切除修复(碱基&核苷酸),重组修复(以同源母链上位模板,修补母链空缺),直接修复

SOS修复系统RecA蛋白引起LexA阻遏蛋白的降解,解除对DNA损伤修复相关基因的转录抑制。

核苷酸之间的连接方式是3-5磷酸二酯键。套锁状结构通过2-5磷酸二酯键

A-DNA和B-DNA右螺旋,Z-DNA左螺旋。

变性DNA,紫外吸收增加,比旋值下降,黏度下降,浮力密度升高。苯丙氨酸,氨酸,氨酸带有芳香侧链,紫外吸收峰在280nm最大。OD260/280在1.6~1.8之间为正常DNA,于此范围表明蛋白质含量超标,高于此范围表明样品中含有RNA

碱性磷酸酶防止线性质粒自链接。

先导链和后随链的引物都是RNA。

甲基化的位点是CpG岛上的C的5位。起作用的酶为甲基转移酶,甲基供位为SAM。甲基化是一种表观遗传修饰。能抑制基因表达,维持染色体结构,X染色体失活,基因印迹,肿瘤发生有关。CpG岛是启动子及附近存在一些富含CG区域,且绝大多数都被甲基化,位于结构基因启动子的核心序列和转录起始点,参与基因表达调控影响并染色质结构。

按照DNA的复性动力学中和生物DNA序列,可分为三类:不重复序列中度重复序列(有种属特异性,分为LINES和SINES),高度重复序列(卫星DNA)。

质粒的复制类型有两种:严谨型复制(受宿主蛋白合成的严格控制)和松弛型复制(不受宿主蛋白合成的严格控制)。

线粒体DNA的复制方式是D型单向复制。ΦX174环状DNA的复制方式为滚环型单向复制。大肠杆菌质粒DNA的复制方式为θ型双向复制。

转座作用可能引起的突变类型包括:重复缺失倒位。转座途径有两种:复制转座(先复制后拷贝)和非复制转座(插入到新的位置)。转座元件分为两类:原核转座子(插入序列,类转座子,复合转座子,TnA转座子家族)&真核转座子(转座子,反转录转座子)

DNA拓扑异构酶是催化同一DNA分子不同超螺旋状态之间转变的酶。拓扑异构酶Ⅰ(松弛化)催化瞬时的单链的断裂和连接,不需要能量。拓扑异构酶Ⅱ(负超螺旋化)能同时断裂并连接双股DNA链,需要能量。

真核生物核心启动子(TATA),包括基本启动子起始位点应答元件。 CAAT和GC组成上游启动元件。

启动子突变(细菌中-10区),分为上升突变和下降突变。原核生物启动子结构是不对称的,决定了转录方向。主要由4个区域组成:-35区(识别),-10区(结合),转录起点-10区和-35区间的距离

转录辅助因子:TFⅡD(TATA盒),CTF家族和核因子NF-1(CAAT框),SP1(GC框),Oct1/2(八聚体)。

真核生物基因mRNA前体剪接机制,遵循GU-AG法则。5种snRNA(U1,U2,U4,U5,U6)和一些剪接因子(SF),在RNA剪接位点上逐步装配形成剪接体。 RNA的选择性剪接可分为几类:外显子遗漏性剪接5选择性剪接3选择性剪接相互排斥剪接内含子保留剪接。剪接分为:组成型剪接(初级转录产物经过精确拼接只产生一种成熟mRNA),选择性剪接(不同的简洁方式产生不同的mRNA)。

剪接分为分子内拼接分子间拼接。分子内的拼接可分为:类型1的自我拼接,类型2的自我拼接,hnRNA拼接体的拼接,核内tRNA前体的酶促拼接。分子间的拼接有:反式拼接和选择拼接。拼接有利于生物进化,基因表达调控,模块装配,有益重组,有些内含子可编码。

DNA序列中的突变:无义突变(转变为终止密码子UAA赭石,UAG琥珀,UGA蛋白石),中性突变(不影响蛋白功能),移码突变(插入或删除一个核苷酸的点突变),错义突变(转变为另一种氨基酸)。

tRNA识别由反密码子的第1位碱基决定。第1位为AC时识别一种密码子,为GU时可识别两种密码子,为I(配对AUC)时可识别三种密码子。副密码子决定tRNA上所带氨基酸种类。其二级结构包含:氨基酸臂(携带),反密码子环(识别), TΨC臂,D环。tRNA包括:起始延伸同功校正(无义&错义)。

蛋白合成抑制剂:抗菌素(氯霉素阻止mRNA与核糖体结合,四环素阻止AA-tRNA与核糖体结合),链霉素(干扰 原核起始tRNA与核糖体结合),嘌呤酶素(AA-tRNA的结构类似物)。卡那霉素青霉素四环素红霉素只与原核作用。放线菌酮只与真核作用。氯霉素链霉素蓖麻霉素嘌呤霉素可以和两种结合。

分泌蛋白质大都以翻译-转运同步机制进行。

蛋白质翻译后的修饰包括:氨基酸侧链的共价修饰(乙酰化,磷酸化,糖基化),蛋白质前体的切割和成熟

核糖体至少包括5个活性中心:氨酰-tRNA结合部位(A位),肽酰-tRNA结合部位mRNA结合部位转肽酶活性中心肽基转移部位(P位)。

蛋白质的折叠机制:成核,结构充实,最后重排。蛋白质翻译后的加工:非功能片段的切除(信号肽,Met),二硫键形成蛋白质的折叠特定氨基酸的修饰(磷酸化,甲基化,糖基化,羧基化,乙酰化)。

操纵子和启动子是反是隐性和顺式显性的,而编码阻遏蛋白的基因既是反式显性和顺式显性的。

原核基因表达机制有:负控诱导(阻遏蛋白不与效应物结合,不转录),负控阻遏(阻遏蛋白与效应物结合,不转录),正控诱导(有效应物,激活蛋白有活性,转录),正控阻遏(有效应物,激活蛋白无活性,不转录)。

聚合酶链式反应PCR,一种体外扩增DNA的方法:高温变性,低温退火,中温延伸。

核酸的凝胶电泳迁移速率与电场强度净电荷数成正比,由负极向正极移动。 SDS凝胶电泳中SDS蛋白质复合体(阴离子)向正极移动。

重组DNA的主要步骤为:目的基因的获得,载体构建,体外连接形成重组体,导入寄主细胞,克隆的筛选鉴别。

载体是携带外源DNA进入宿主细胞进行扩增和表达的DNA,一般是通过改造质粒(自我复制,稳定性,抗性基因,多克隆位点,启动子,前导序列,加尾信号),噬菌体病毒构建的。

基因定点突变的方法有:重叠延伸技术,大引物诱变法,酶切诱变,PCR,寡核苷酸诱变。

限制性核酸内切酶的切割方式有:对称轴5侧切割,对称轴3侧切割,对称轴处切割。第1个被发现的限制性核酸内切酶是HindⅡ

常用的DNA测序法是:Sanger双脱氧链终止法(ddNTP没有3-OH,导致复制终止),化学修饰法,杂交测序法。

总RNA提取:LiCl法,CTAB法,TriZol法(异硫氰酸胍分离蛋白质,氯仿抽提苯酚,酸性苯酚使RNA溶于无色水相)。

PCR荧光染料有:TaqMan(报告荧光基团,淬灭荧光基团,完整时后者吸收荧光),SYBR(一种荧光,渗入DNA才发射荧光)

蛋白质质谱法:基质辅助的激光解析电离-飞行时间质谱,电喷雾质谱。

检测相对分子质量的方法:凝胶电泳,双向电泳,质谱分析。


二.名词解释(每题5分,共40分)

基因组:生物有机体单倍体细胞中的所有DNA,包括染色体DNA,线粒体叶绿体等亚细胞器中的DNA。

复制子:单独复制一个DNA单元被称为一个复制子,它是一个可移动的单位。

冈崎片段:在DNA半不连续复制中,后随链产生长度为1kb~2kb的短的DNA片段,能被连接酶形成一条完整的DNA。

半保留复制:DNA复制中,每条链分别作为模板合成星链产生互补的两链,这样新形成的两条DNA与原来DNA碱基序列完全一致。

半不连续复制:DNA复制中,前导链(与复制叉运动方向相同)的复制是连续的,而后随链(与复制叉运动方向相反)的复制是中断的不连续的。(引物酶作用先合成RNA引物,DNA聚合酶Ⅲ在引物3端合成一段1kb~2kb的冈崎片段,由聚合酶Ⅰ切除引物,相邻冈崎片段之间由连接酶封闭)

非组蛋白:染色体中除了组蛋白之外的结构蛋白,与DNA或组蛋白结合。

重叠基因:具有部分共用核苷酸序列的基因,即同一片段DNA携带了两种或两种以上不同蛋白质的编码信息,常见于病毒和噬菌体基因中。

断裂基因:真核基因由于大量含有非蛋白编码序列,将外显子隔开,因而呈现一种断裂结构。

单核苷酸多态性SNP:不同个体的DNA序列上单个碱基的差异。

基因转座:遗传信息从一个基因转移到另一个基因的现象。是可移位因子介导的遗传物质重排。参与转座子( DNA上可自主复制和位移的基本单位)易位及DNA链整合的酶称为转座酶。可引起插入突变与生物进化,产生新基因和染色体畸变。

端粒:真核细胞线性染色体末端的一组串联重复DNA序列,能防止染色体重组和末端降解酶的作用,维持染色体的稳定。端粒随细胞分裂次数的增加而逐渐缩短,其维持程度依赖于端粒酶(一种蛋白质-RNA复合物,类似逆转录酶)。

启动子:与经表达启动相关的顺序作用元件。以段位于转录起始点5端上游100~200bp以内的具有独立功能的DNA序列。可以活化RNA聚合酶,使之与模板DNA准确结合并起始转录。

增强子:能提高转录器是效率的元件。增强效益明显,与位置取向无关,大多为重复序列,具有组织或细胞特异性,没有基因特异性,还受外部信号调控。

终止子:在一个基因末端往往有一段特定的序列,它具有转录终止的功能。在转录终止点之前有一段长约7~20bp的回文序列(旋转对称结构)。

顺式作用元件:存在于基因旁侧序列中能够影响基因表达的序列。包括启动子,增强子,调控序列和可诱导元件等。本身不编码蛋白仅仅是一个作用位点,与反式作用因子(能直接或间接地识别或结合各类顺式元件的核心序列上,参与调控靶基因转录效率的蛋白质)相互作用参与基因表达调控。

mRNA帽子:真核细胞中mRNA5端的特殊结构。由甲基化G经焦磷酸与mRNA的5端核苷酸相连。有三种类型(末端核苷酸核糖甲基化数量):O型,Ⅰ型,Ⅱ型。帽子结构有抗5核苷酸外切酶的降解作用,有助于核糖体对mRNA的识别和结合。

polyA尾巴:真核生物mRNA的3端通常有20~200个A残基。是聚合酶Ⅱ的转录产物hnRNA3端切断,然后多聚腺苷酸化。除组蛋白基因外,真核mRNA都有polyA尾巴。

RNA编辑:某些RNA特别是mRNA的一种加工方式。如插入,删除或取代一些核苷酸残基,导致DNA所编码的遗传信息发生改变。包括特异性位点脱氨基U插入与删除。有校正作用,调控翻译,扩充遗传信息的作用。RNA再编码是指RNA编码读码方式的改变。

RNA加工:将一个RNA原初转录产物,加工成成熟的RNA分子的过程。包括前体剪接(内含子产生套索RNA,形成剪接体),5端加帽(使之稳定,增加翻译效率,对于剪接是必须的),3端加尾(有利于通过核孔,增加稳定性,增强翻译效率),RNA编辑(插入,缺失,替换),共价修饰(甲基化等)。使转入后的初产物变成成熟的有功能的RNA,甚至可以改变RNA遗传信息,有利于生物进化,是对中心法则的校正和补充。

SD序列:存在于原核生物起始密码子AUG上游7~12bp的一种4~7bp的保守片段。与16SrRNA3端反向互补,可以促进起始翻译作用。

分子伴侣:一类能够识别并结合到不完全折叠或装配的蛋白质上,以帮助这些多肽正确折叠转运,防止它们聚集的蛋白质,其本身不参与终产物形成。分为热休克蛋白伴侣素

信号肽:一种定位信息,在起始密码后有一段编码疏水性氨基酸序列的RNA区域(常位于蛋白质的氨基末端),与膜上的信号识别蛋白SRP相互作用,负责把蛋白质引导到细胞内不同膜结构的亚细胞器内。

操纵子:原核中由一个或多个相关基因以及转录翻译调控元件组成的基因表达单元。

弱化子(attenuator):原核生物操纵子中能显著减弱甚至终止转录作用的一段核苷酸序列,该区域能形成不同的二级结构,利用转录翻译的偶联机制(核糖体沿mRNA移动速度)对转录进行调节。

前导肽(leader):色氨酸操纵子的前导序列中还有一个有效的核糖体结合位点,并能形成由前导RNA所编码的14个氨基酸的多肽。

严紧反应:细菌处于贫瘠生态环境时,关闭大部分代谢活性,产生严紧反应因子pppGpp等(魔斑),影响一大批操纵子。

基因家族:真核生物基因组中有许多来源相同,结构相似,功能相关的基因,这样的一组基因由一个祖先基因多次重复或变异所产生。

基因簇:同一基因家族中,一些结构功能更为相似基因,彼此靠近成串的排列在一起。

癌基因:存在于正常的细胞基因组中,与细胞癌基因有同源序列,具有促进细胞生长增殖分化发育的生理功能。在正常细胞内未激活时,叫原癌基因,当激活时,能使细胞发生恶性转化。病毒癌基因是存在于病毒基因组中,能使靶细胞发生恶性转化的基因。

假基因:一类不能转入或者转入后生成无功能蛋白质的基因。与功能基因序列相似。可能是进化过程中缺失倒位点突变造成的。

DNA文库:某种生物的基因组DNA切割成一定大小的片段,并与合适的载体重组后导入宿主细胞,进行克隆。这些存在于所有重组体内的基因组DNA片段的集合。

α-互补:lacZ编码α-肽和C端肽链,同时表达才有活性(蓝色)。

RACE:cDNA末端快速扩增。从mRNA开始。5端,cDNA3端加oligo dC尾巴→nestPCR。3端,mRNA配对oligo dT引物→nestPCR。

比较基因组学:对不同物种的同源基因,在基因组水平上进行比较分析,揭示其功能与进化规律。

蛋白质组学:在蛋白质组水平上研究蛋白质的特征。包括蛋白质的表达水平,翻译与修饰,蛋白质间相互作用等。

菌落原位杂交:将细菌从培养平板转移到硝酸纤维素滤膜上,裂解细菌放出DNA。探针杂交烘干固定后的DNA,放置了自显影检测。

GWAS:全金主我相关分析,检测不同个体的相同遗传变体与某一性状之间的相关性。

RNA干扰:利用双链小RNA高效特异性降解细胞内同源mRNA,阻断把基因表达。当dsRNA导入细胞后,Dicer核酸内切酶识别切割成21~25bp的小片段siRNA,有效定位目标mRNA,并替换dsRNA的编码链。Dicer对同样位置的mRNA进行切割,又产生了siRNA,继续沉默mRNA。RNAi可以研究基因功能,信号转导,寻找新的药物靶标,基因治疗,基因敲除,表达调控。包括miRNA,siRNA,反义RNA。

反义RNA:与mRNA互补的RNA分子,与模板DNA序列相同。通过序列互补与特定mRNA结合抑制翻译。可与pre-mRNA结合,与相应的靶RNA结合,直接与起始密码子结合,与SD序列互补。

miRNA:内源性pri-miRNA(几kb茎环结构)通过核酸酶(Droshe)和辅助因子(Pasha)形成pre-miRNA运出核外(70 bp),再经Dicer酶,形成miRNA(22bp)。miRNA有种子区,包括5显性位点和3偿位点。可以降解mRNA,抑制翻译。

siRNA:外源导入的双链RNA,在胞质Dicer将dsDNA切割成siRNA。可以沉默mRNA,影响稳定性,可在任意位点结合,特异性较高。

基因编辑:包括TALEN,ZNF,CRISPR/Cas9。用与已知DNA片段的组合及相关蛋白,与靶DNA结合,同源重组使之不表达。

荧光能量共振转移FRET:距离很近的两个荧光分子间产生一种能量转移的现象。当供体荧光分子发射的光谱与受体荧光分子的吸收光谱重叠,并且两分子距离在10nm以内,就会发生一种非放射性的能量转移,使得供体的荧光强度比他单独存在时要低得多(荧光淬灭),受体发射的荧光却大大增强(敏化荧光)。

免疫共沉淀:在非变性条件下裂解细胞,许多蛋白质间的相互作用被保留下来。用蛋白质X的抗体免疫沉淀X,那么在体内与X结合的蛋白质Y也能被沉淀下来。可以用来确定两种目标蛋白在自然状态下是否在体内结合。但有可能检测不到低亲合力和瞬间作用的蛋白,也检测不到间接作用的蛋白(需第三者桥梁作用),有一定的冒险性。

噬菌体展示技术:编码诱饵蛋白的DNA片段,插入噬菌体基因组的外壳蛋白编码基因内,利用重组噬菌体侵染宿主细胞,复制形成带有大量杂合外壳蛋白的噬菌体颗粒,捕获cDNA表达文库中与诱饵蛋白相互作用的蛋白质。


三.简答题(每题6分,共30分)

1.组蛋白种类,修饰和意义。

组蛋白是真核生物染色体的结构蛋白,它与DNA组成核小体。分为H1(富含赖氨酸),H2A,H2B,H3H4(富含精氨酸)。修饰作用包括甲基化(基因激活沉默),乙酰化(增强表达),磷酸化(基因转录修复,细胞凋亡,染色体浓缩),糖基化,泛素化(X染色体失活)。

2.DNA Pol的作用特点。

(1)原核DNA Pol

Ⅰ(切除引物)Ⅱ(修复校正DNA)Ⅲ(合成先导链及冈崎片段)

(2)真核DNA Pol

α(引物合成)β(修复DNA)δ(DNA复制)γ(线粒体复制)ε(后随链合成)

3.原核生物和真核生物DNA复制的比较。

(1)相同

半保留复制。多种酶和蛋白质协同参与(DNA Pol,解链酶拓扑异构酶单链结合蛋白,引发酶,连接酶)。双向等速复制。半不连续复制。

(2)不同

真核:多个复制起点。两次复制不同时进行。只能在分裂期复制。复制起点为自主复制序列(ARS)。复制叉移动慢。聚合酶有15种以上。

原核:只有一个复制起点。可连续开始新的复制。整个细胞周期都能复制。复制起点OriC。复制叉移动快。聚合酶目前发现5种。

4.原核真核基因组结构特点。

(1)真核

基因组庞大,大量重复序列,非编码序列(冗余),单顺反子,断裂基因(内含子),顺势作用原件,大量DNA多态性,断裂结构。

(2)原核

结构简练,多顺反子,重叠基因。

5.RNA Pol的作用特点。

无需引物,也无校对功能。

(1)原核RNA Pol

全酶(六聚体+2Zn)=核心酶(2αββ'ω,负责转录延伸)+σ(帮助聚合酶专一性识别结合模板链上的启动子,起始基因转录)

(2)真核RNA Pol

Ⅰ(rRNA),Ⅱ(hnRNA,SnRNA),Ⅲ(tRNA,5SrRNA,scRNA,识别基因内启动子)

6.tRNA前体加工过程。

核酸内切酶切断两端。核酸外切酶5端切除。核苷酸转移酶催化3端加CCA-OH。核酸内切酶剪掉内含子,连接酶连接外显子,部分碱基共价修饰。

7.真核反式作用因子(转录因子)的特点。

可分为基本转录因子和特异性转录因子。三种聚合酶分别有相应的转录因子。

(1)DNA结合域。锌指结构域,碱性α螺旋,碱性亮氨酸拉链,碱性螺旋-环-螺旋,同源域。

(2)转录激活域。酸性激活域,谷氨酰胺富含区,脯氨酸富含区。

(3)介导二聚化的结构域。与亮氨酸拉链,螺旋-环-螺旋结构有关。

8.真核原核基因表达mRNA的差异。

(1)真核:有5端帽子,有3端尾巴,单顺反子,半衰期长。转录翻译不偶联。以AUG为起始密码。聚合酶有三种以上(都需要转录起始因子参与)。需要加工(存在大量内含子)。

(2)原核:没有5端帽子,没有3端尾巴,多顺反子,半衰期短。转录翻译偶联(胞质)。以AUG,GUG等作为起始密码。聚合酶有一种。不需要加工(大多为编码序列)。

9.RNA转录的基本过程。

模板识别。σ因子识别转录起始点(-35区),促使核心酶结合(-10区)成全酶复合物。形成封闭复合物(DNA仍为双链)。形成转录前起始复合物(PIC,TFⅡD,ABEFH)。

转录起始。全酶促使局部双链解开,催化ATP或GTP与另一个三磷酸核苷酸聚合形成第一个二指键。形成开放复合物(一小段双链被解开,形成转录泡)。

转录延伸。σ因子从全酶上脱离,核心酶继续沿DNA移动。

转录终止。依赖ρ因子参与的终止:ρ因子催化NTP水解,促进RNA链从三元复合物(包括聚合酶,DNA和新生RNA)中解离出来终止转录。不依赖ρ因子参与的终止:DNA上存在终止转录信号终止子,终止位点上游一般都存在一个富含GC的二重对称区,其RNA易形成发卡式结构,而导致聚合酶暂停。终止位点前有一段由4~8个A组成的序列,其RNA3端为寡聚U,而使之出现不稳定的rU-dA区域。

10.RNA的种类和功能。

核不均一RNA(hn)是成熟mRNA的前体。小核RNA(sn)参与hnRNA的剪接。小胞浆RNA(sc)内置网定位识别体的组成。反义RNA(micro)调节基因表达。circRNA存在IRES序列启动翻译。长链非编码RNA(lnc)参与过程调控。

11.遗传密码的特点。

无逗号(连续阅读)。三联密码子。通用性与特殊性。密码子与反密码子的相互作用(反向配对)。简并性(除AUGMet和UGGTry以外)。方向性。摆动现象。

12.翻译的基本过程。

(1)氨基酸的活化(胞质)与搬运。

AA-tRNA合成酶催化活化,起始因子IF2-GTP(延伸因子EFTu-GTP)与活化氨基酸结合,密码子配对,tRNA进入P位(A位)

(2)活化氨基酸的缩合。(ATP供能,核蛋白体循环)

①起始。

原核。30S+IF1/3(起始因子),通过SD序列结合模板mRNA。IF2和GTP使fMet-tRNA进入P位,密码子配对。复合物与50S结合, GDP水解并释放IF。

②延伸。(后续AA-tRNA与核糖体结合,肽键的生成,移位)

原核。需要三个延伸因子(均具有GTP酶活性)。EF-Tu与起始tRNA以外的tRNA及GTP作用,生成AA-tRNA·EF-Tu·GTP复合物(A位)。EF-Ts参与GDP再生。EF-G是移位所需的蛋白质因子,在GTP下使tRNA从A位移动到P位。

真核, EF1(EF-Tu,EF-Ts,促进AA-tRNA进入A位),EF2(EF-G,促进移位和卸载tRNA)

③终止。终止密码子出现在A位时,没有相应的tRNA结合。释放因子(RF,具有GTP酶活性,原核中有三种RF1用于UAA和UAG,RF2用于UAA和UGA,RF3,真核中只有一种)识别这些密码子并与之结合,水解P位多肽链与tRNA之间的二酯键。

抗终止蛋白和nut位点(终止子上游)结合,修饰聚合酶,拮抗ρ因子。

13.原核和真核蛋白翻译过程的比较。

起始密码子和tRNA不同(是否甲酰化)。起始机制不同(原核SD序列,真核5端帽子扫描到RBS)。起始复合物形成(原核30S+mRNA再+tRNA,真核40S+tRNA再+mRNA)。起始,延伸,释放因子。起始是否消耗ATP(原核不消耗,真核消耗)。

14.Northern,Southern,Western的区别。

Northern,RNA印迹杂交,甲醛变性。

Southern,DNA印迹杂交。内切DNA,电泳分离,碱变性为单链后转移到纤维素膜上,标记探针杂交(预杂交→加入探针→杂交→洗膜),放射自显影,找到目标DNA片段。

Western,蛋白质检测技术。用于目的基因表达产物的鉴别和定量,也可检测细胞中某个蛋白的表达水平。

15.酵母杂交体系的应用。

(1)双:真核生物转录因子大都有两个结构上分开功能上独立的结构组成。GAL4的N端是DNA结合域(BD,锌指结构),C端是转录激活域(AD)。BD能与效应基因启动子上有特定DNA区段结合,AD则推动了转录的起始。利用基因工程的方法,将AD和BD分别克隆到不同的载体上,导入同一细胞中表达,可以把来自不同质粒的AD和BD连成一个功能转录因子,而报告基因表达。可以用于蛋白之间性功能的发现,抗原抗体的相互作用,药物的作用位点,构建基因组蛋白连锁图。在活细胞内省去蛋白纯化步骤,但分析蛋白相互作用定位于核内(未经修饰),容易出现假阳性。

(2)单:将已知顺式作用元件(DNA)构建到基本启动子的上游,把报告基因连接到其下游。将编码待测转录因子(蛋白质)的cDNA与已知酵母AD融合表达载体导入酵母细胞,该经产物,如果能够与顺式作用元件结合就能激活基本启动子,使报告基因表达。主要用于确定已知DNA-蛋白质之间是否存在相互作用。

16.DNA与蛋白质作用方法。

(1)凝胶滞缓实验。电泳时,与蛋白质结合的探针,比没有蛋白质结合的探针,在凝胶中的涌动速度慢。

(2)DNA足迹实验。结合蛋白质的DNA不被酶水解破坏。

(3)染色质免疫共沉淀ChIP。在活细胞状态下固定蛋白质-DNA复合物,并将其随机切断为一定长度的染色质小片段,然后通过免疫学方法沉淀此复合体,特异性的富集目的蛋白结合的DNA片段,通过对目的基因片段的转化与检测获得真实完整的反应,蛋白质与DNA相互作用的信息。

(4)CUT&Tag。在抗体引导下,ChiTag酶只在目的蛋白结合处的DNA局部片段化,同时添加测序接头,释放到细胞外。步骤简单,不需要繁琐补平加接头,耗时短,有更好的信噪比,所用细胞少。

17.乳糖操纵子(负控诱导)。

包括一个调节基因(I),一个启动基因(P),一个操纵序列(O),三个结构基因(Z酶,Y透过酶,A乙酰转移酶)。

负调控:I编码阻遏蛋白,占据O后,聚合酶不能结合到P。乳糖可与阻遏蛋白结合引起失活,引起转录。

正调控(降解物阻抑):葡萄糖存在时,cAMP含量降低,正控蛋白CAP不能活化(cAMP-CAP减少,结合聚合酶),结构基因转录下降。

18.色氨酸操纵子(负控阻遏)。

阻遏机制:无色氨酸时,辅佐蛋白不能结合O,操纵子开放转录。存在色氨酸时,辅阻遏蛋白与色氨酸结合后,可结合O,阻遏基因转录。

弱化机制:色氨酸操纵子第1个结构基因与启动基因之间存在弱化区域,该区域有4个调节区,3-4配对形成茎环终止结构前导肽与1区部分重叠,含有两个连续的Trp密码子。色氨酸浓度高时,核糖体移动快,2-3不配对,3-4配对终止结构,转录终止。4氨酸浓度低时核糖体移动慢,2-3配对,3-4不配对,转录进行。

19.原核转录后调控(经济,微调)。

(1)mRNA自身元件。SD与AUG之间的距离。

(2)mRNA稳定性。3-5外切酶降解。RNA二级结构和反向重复序列IR可防止降解。

(3)蛋白质调控。mRNA编码的蛋白质本身对mRNA翻译产生调节。

(4)反义RNA。与模板DNA序列相同。

(5)稀有密码子。稀有密码的tRNA。

(6)重叠基因。偶联翻译可保证两个基因产物数量上相等。

(7)翻译阻遏。复制酶可阻遏翻译。

(8)魔斑核苷酸。缺乏氨基酸时产生魔斑核苷酸,进行应急反应。

20.真核基因表达调控水平。

(1)转录前水平。染色质丢失,基因扩增,基因重排,异染色质化(在间期,高度卷曲紧缩为块状结构,不具有转录活性,紧密结合高度螺旋缠绕折叠,功能处于静止状态)。

(2)转录水平。①染色质的活化(具有转录活性,松散聚集,功能活跃)。②启动子增强子顺式元件。③反式作用因子活性调节(表达调节,共价修饰调节,配体激活,蛋白作用)

(3)转录后水平。剪接,戴帽,加尾。

(4)翻译水平。控制mRNA稳定性。

(5)翻译后水平(最终决定蛋白寿命)。去除起始Met和信号序列,形成二硫键,氨基酸修饰。

21.原核真核表达调控的异同。

(1)原核

①σ因子决定聚合酶识别特异性。②操纵子模型具有普遍性。③阻遏蛋白与阻遏机制(负调控)的普遍性。

(2)真核

①聚合酶分别负责三种RNA转录。

②活性染色质结构变化(核酸酶敏感,DNA拓扑结构变化,碱基修饰变化,组蛋白变化)。

③正性调节占主导。④转录与翻译分隔进行。⑤转录后修饰加工。


四.问答题(三题,共40分)

原核70=50(5,23)+30(16)

真核80=60(5,28,5.8)+40(18)

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