一、名词解释
1、RNA干扰（RNA interference，RNAi）：是指在生物体细胞内，双链RNA(dsRNA)引起同源mRNA的特异性降解，因而抑制相应基因表达的过程。 2、基因组：对一般二倍体高等生物而言，能维持配子或配子体正常功能的最低数目的一套染色体DNA，构成一个基因组。基因组中包含一整套基因。
3、功能基因组：由表达基因构成的基因组。（cDNA） 4、C 值：是一种生物单倍体基因组DNA 的总量。 5、C 值反常：真核细胞基因组的最大特点是它含有大量的重复序列，而且功能DNA 序列大多被不编码蛋白的DNA 所隔开。这就是C 值反常现象
6、DNA 的转座：是由可移位因子介导的遗传物质重排现象。根据转座作用机制的不同，可分为复制性转座和非复制性转座。
7、 基因工程：是指在体外将核酸分子插入到病毒、质粒或是其它载体分子，构成遗传物质的新组合，使之进入原先没有这类分子的寄主细胞中。进行持续稳定的繁殖和表达。 8、 分子克隆的载体（vector）：具有自主复制能力的DNA 分子。 1.基因表达：包括转录(transcription)和翻译(translation)两个阶段。转录是指拷贝出一条与DNA链序列完全相同(U替换T)的RNA单链的过程，是基因表达的核心步骤；翻译是指以新生的mRNA为模板，把核苷酸三联遗传密码子翻译成氨基酸序列、合成多肽链的过程，是基因表达的最终目的。
2.编码链(有意义链)：与mRNA序列相同的那条DNA链。（指不作模板的DNA单链） 模板链(反义链)：另一条根据碱基互补原则指导mRNA合成的 DNA链。（指作为模板进行RNA转录的链）
二、判断对错，为什么？(每题3 分，共计6 分)：
1. 在研究 mRNA 所包含的功能基因信息时，一般将其反转录成的cDNA，再插入到可以自我复制的载体中。 正确
由于mRNA 十分敏感和脆弱，在自然状态下难以被扩增，故将其反转录成结构稳定的双链DNA 就是cDNA，然后再插入到可以自我复制的载体中。构建cDNA 文库。
2. 一个生物体内能产生百万种以上的 Ig 分子，是源自于相应数目的基因。 不正确 生物体内能产生百万种以上的Ig 分子，是由于组成Ig 分子的重链和轻链的基因片段发生重排的结果。
三、填空（每空0.5 分，共计20 分）
1. 核小体 是染色质的基本结构单位，由 200 bp DNA 和 组蛋白八聚体 组成。DNA 在中期染色体中压缩 10，000 倍。
2．蛋白质合成时 UAA 、 UGA 和 UAG 三个暗码通常不代表任何氨基酸，它们代表 终止密码子 。
4．在大肠杆菌中，许多蛋白质的降解是通过一个 依赖于ATP 的蛋白酶（con） 来实现的。真核蛋白的降解依赖于一个只有76 个氨基酸残基、其序列高度保守的 泛素 。
5．PCR 技术是体外快速扩增特定基因或DNA 序列最常用的方法。整个反应包括 DNA 解链（变性） 、引物与模板结合（退火） 、 DNA 合成（延伸） 三步，此三步可以被不断重复。经多次循环之后，反应混合物中所含有的双链DNA 分子数，理论上的最高值应是2n。 6. SNP（单核苷酸多态性） 指基因组DNA 序列中由于单个核苷酸（A，T，C 和G）的突变而引起的多态性。
7. 基因敲除 又称 基因打靶 ，该技术通过外源DNA 与染色体DNA 之间的同源重组，进行精确的定点修饰和基因改造，具有专一性强、染色体DNA 可与目的片段共同稳定遗传等
特点。
12. 原位杂交 是用标记的核酸探针，经放射自显影或非放射检测体系，在组织、细胞、间期核及染色体上对核酸进行定位和相对定量研究的一种手段。 13. 定点突变 通过改变基因特定位点核苷酸序列来改变所编码的氨基酸序列。 14. RNA 干涉 技术利用双链小RNA 高效、特异性降解细胞内同源mRNA，从而阻断体内靶基因表达，使细胞出现靶基因缺失的表型。
15. 蛋白质组学研究某一物种、个体、器官、组织或细胞在特定条件、特定时间所表达的全部蛋白质图谱。通常采用 双向电泳 方法将蛋白质分离, 然后采用 质谱 技术进行鉴定. 15、受体酪氨酸激酶： [A、E]
A、有一个胞质激酶区；B、其配体一般是甾类物质；
C、配体结合后不发生二聚化D、配体结合胞质区使受体构型发生改变；E、能够发生自磷酸化而激活。 16、凝胶阻滞法， [B、C]
A、用于研究蛋白质－蛋白质相互作用的方法； B、用于研究蛋白质－DNA 相互作用的方法；
C、其原理是根据复合物大小的改变而发生的电泳速度改变； D、其原理是根据复合物的结构改变而发生的电泳速度改变 17、甾类受体转录因子，[C]
A、都结合于同一激素；B、不以特异性序列模式结合 DNA C、有不同的区域分别用于激活转录，结合 DNA 和激素。 18、细胞凋亡， [A、D] A、是特定细胞的程序性死亡；
B、当 Fas 或TNF 的受体结合了它们的配体后能被诱导； D、一般引起 caspase 的级联反应。
19、下列哪些关于 ras 说法是正确的；[B、C、D] A、ras 蛋白直接结合到胞外配体上； B、基因常发生突变，突变能在 V-ras 或C-ras 发生； C、基因突变可能在结构上活化 Ras，从而不水解GTP;
D、有时可能通过野生型 Ras 蛋白的过量表达而引起肿瘤发生； E、不能介导信号通路。 20、p53 基因， [A、B、D、E]
A、是一个抑癌基因；B、编码一个转录因子；C、一般不发生突变
D、参与细胞周期的调控。E、其表达产物功能可以被某些病毒蛋白抑制 五、问答题 （共计25 分）
2. 解释在DNA 复制过程中，后随链是怎样合成的。（4 分）
因为DNA 聚合酶只能从5’到3’方向合成DNA，后随链不能象先导链那样总是朝着同一方向合成。后随链是以大量的独立的片段的形式（冈崎片段）合成的。每个片段都是按照5’到3’方向合成的。这些片段最后连在一起形成一条连续的多核苷酸链。每个片段都是独立地被引发、聚合和连接。
3. 解释什么是“套索结构”，在内含子套索中的磷酸二酯键有什么特别之处？ （5 分） 当RNA 分子的一端自身回折成环并与其自身的核苷酸形成共价结合时，便形成了一个套索结构。在内含子的套索结构中的磷酸二酯键很少见。因为它是由核苷酸的5’和2’上的碳原子连接起来的。而磷酸二酯键通常是靠相邻的两个核苷酸的5’和3’ 的碳原子连接起来的。
4. 列表说明原核生物与真核生物转录的差异。（7 分） 原核生物 真核生物
1．一种RNA 聚合酶。 1．多种RNA 聚合酶。
2．不同启动子间有相当大的同源性。 2各种不同启动子间的差异很大。
3．聚合酶直接同启动子结合。 3．聚合酶通过同转录因子相互作用进行结合。 4．没有
增强子。 4．有增强子。
5．转录作用的终止由在几个Us 前面形成颈环。 5．转录的终止是靠在转录过程特殊的核酸内切酶切割的序列介导的。
6．启动子通常位于基因的上游。 6．聚合酶III 的启动子位于被转录的序列之中。
7．转录单位常常含有多个基因。 7．转录单位只含有一个基因。 5. 简述真核与原核细胞中翻译起始的主要区别。（5 分）
原核细胞与真核细胞翻译起始的主要区别是来自mRNA 的本质差异以及小亚基与mRNA 起始密码子上游区结合的能力。原核细胞mRNA 较不稳定，而且是多顺反子，在IF-3 介导下。通过
16S rRNA 的3’末端在核糖体结合位点与小亚基直接结合后，原核细胞翻译起始复合物（IF-3，30S， mRNA，IF-2，GTP，fMet-tRNA）就装配起来了。而在真核细胞中，需要几种起始因子（eIF-4，4A，4B）帮助mRNA 启动，起始复合物（SIC，40S亚基，eIF-2，GTP，Met，tRNA）才能结合（在eIF-4 和eIF-3 因子的促使下）到mRNA 帽上。一旦结合，SIC 开始向mRNA 下游区搜索，直到找到第一个AUG 密码子。 3.分子标记的特点：
（1）直接以DNA的形式表现，在生物体的各个组织、各个发育阶段均可检测到，不受季节、环境限制，不存在表达与否等问题；
（2）数量极多，遍布整个基因组，可检测座位几乎无限； （3）多态性高，自然界存在许多等位变异，无须人为创造； （4）表现为中性，不影响目标性状的表达； （5）许多标记表现为共显性的特点，能区别纯合体和杂合体。 4.GT-AG规则：外显子与内含子的连接点尽管非常短但是仍有极端保守的共有序列. 明确了内含子末端是特定的共有序列.在每个保守位点处，下标代表该位置规定碱基出现的百分率。一般内含子中此序列为GT?AG。因为内含子两端剪接点的识别是根据起始点是双核苷酸GT，结束点是AG来确定的，所以剪接点的这种特征又称为GT-AG规则(Rule) (实际上RNA 中的序列是GU-AG)。内含子剪接的分子机制之一。 3.RNA链合成特点：
t 在依赖DNA的RNA聚合酶作用下进行转录 t A＝U、C≡G 合成RNA分子
t 转录合成RNA链的方向为5’→3’，模板单链DNA的极性方向为3’→5’， 而非模 板单链的极性方向与RNA链相同，均为5’→3’。（书写）
t 基因转录方式为不对称转录(一条单链DNA 为模板,RNA聚合酶的结合)
6.转录的基本过程：无论是原核还是真核细胞，转录的基本过程都包括:模板识别、转录起始、通过启动子及转录的延伸和终止。
? 模板识别：RNA聚合酶与启动子DNA作用并与之结合。在DNA形成转录泡
? 转录起始：从启动子到终止子称为转录单位 (转录起始点)；转录起点即转录原点记 为＋1，其上游记为负值，下游记为正值。
? 通过启动子：转录起始后直到9个核苷酸短链 ? 转录延伸：RNA聚合酶离开启动子，沿DNA链移动并产生新RNA链伸长。
? 终止：不再形成磷酸二酯键，RNA－DNA分离，转录泡瓦解，DNA恢复双链。
8.原核生物的RNA聚合酶：大肠杆菌的RNA聚合酶：全酶由5种亚基2个α、β、β’、σ组成，σ因子与其它部分的结合不是十分紧密，它易于与β’、β、2个α分离，没有σ的酶称为核心酶——只催化链的延长，对起始无作用。 五种亚基的功能分别为： α亚基：与启动子结合功能。
β亚基：含催化部位，起催化作用，催化形成磷酸二酯键。 β’亚基：与DNA模板结合功能。 σ亚基：识别起始位点。 9.σ因子控制酶与DNA 的结合
? 全酶(α2ββ’σ)可被分为两部分：核心酶(α2ββ’)和σ因子(sigma 因子，σ多肽)。
? 只有全酶才能起始转录。σ因子能够保证细菌RNA 聚合酶稳定地结合到某个特异的、唯一的DNA启动子上。RNA链合成达8~9个碱基时，σ因子释放，离开核心酶，由后者负责延伸。核心酶能在DNA模板上合成RNA，但不能在正确的位点起始转录。 ? 核心酶对DNA 有一定亲和性，在这种结合反应中，核心酶所结合的某段DNA变为疏松结合位点，聚合酶从DNA上解离的半衰期大约为60 分。
? 核心酶不能区别启动子和其它DNA 序列。 14.ρ因子如何行使功能？
ρ因子是E. coli 的一种基本蛋白质，只在终止阶段发挥作用。其分子量约46kD，活性形式为六聚体(275kD)，作为RNA聚合酶的辅助因子行使功能。ρ 因子沿着RNA 追赶聚合酶，当聚合酶在依赖于ρ因子的终止子处作短暂停顿时将其捕获，从而导致转录终止。 15.RNA的编辑（RNA editing）是某些RNA，特别是mRNA的一种加工方式，它导致了DNA所编码的遗传信息的改变，因为经过编辑的mRNA序列发生了不同于模板DNA的变化。RNA编辑的另一种形式是尿苷酸的缺失和添加。 16.RNA的化学修饰：除了RNA的编辑之外，有些RNA，特别是前体rRNA和tRNA，还可能有特异性化学修饰。研究证实，仅人细胞内rRNA分子上就存在106种甲基化和95种假尿嘧啶产物，虽然尚未发现特征性保守序列，但有实验证据表明，RNA的化学修饰可能具有位点特异性。有实验表明，分子量只有70-100个核苷酸的核仁RNA（snoRNAs）参与RNA的化学修饰，因为这些RNA能通过碱基配对的方式，把rRNA分子上需要修饰的位点找出来。 第四章 原核基因表达调控模式
1.基因表达调控：随着生物个体的发育，DNA分子能有序地将其所承载的遗传信息，通过密码子-反密码子系统转变成蛋白质，执行各种生理生化功能。科学家把从DNA到蛋白质的过程称为基因表达，对这个过程的调节就称为基因表达调控。 2.基因表达调控主要表现在以下二方面：
? 转录水平上的调控(transcriptional regulation)；
? 转录后水平上的调控(post-transcriptional regulation)，包括: （1）mRNA加工成熟水平调控（differential processing of RNA transcrpt）； （2）翻译水平调控（differential translation of mRNA）
4.DNA 序列分成两种类型：编码反式作用因子(trans-acting factor)的序列和功能严格限制在DNA 内部的顺式作用元件(cis-acting element)
基因的活性调控主要通过反式作用因子(通常是蛋白质)和顺式作用元件(通常在DNA 上)的特异性相互作用而实现的。
正调控和负调控的共同点是调控蛋白(Regulatory protein)都是反式作用因子，它通常识别位
于基因上游的顺式作用元件。这种识别的结果是根据调控蛋白的类型决定的，激活 或阻遏基因的表达。
? 原核生物和真核生物的基因的组织形式差异很大，细菌的结构基因一般成簇(Cluster)排列，而真核生物的基因则是独立存在。成簇排列的结构基因能受单一启动子共同控制：结果使整套基因或者表达或者都不表达。
顺式作用元件：真核基因的顺式调控元件是基因周围能与特异转录因子结合而影响转录的DNA序列。其中主要是起正性调控作用的顺式作用元件，包括启动子、增强子、近年又发现起负性调控作用的元件静止子。 反式作用因子：由不同染色体上基因座位编码的、能直接或间接地识别或结合在各顺式作用元件8一12bP核心序列上并参与调控靶基因转录效率的这些结合蛋白．称作反式作用因子。 反式作用因子
（转录因子）一类在真核细胞核中发挥作用的蛋白质因子 识别/结合
反式作用因子 →→→→→ 顺式作用元件中的靶序列→→ 启动转录 5.乳糖操纵子控制模型的主要内容：（双重点）
? 包括结构基因和控制其表达的整个系统形成一个调控单位称为操纵子(Operator)。 ? 操纵子的活性是由调控基因控制的，其蛋白产物和顺式作用调控元件相互作用。 ? 根据对突变的影响来区分结构基因和调控基因。 ? 结构基因突变只引起其编
码的特定蛋白质失活。 ? 调控基因的突变则影响其控制的所有结构基因的表达。 ? 调控基因的突变揭示了调控的类型。
? lacZYA 基因（乳糖结构基因）的转录受lacI 基因（乳糖调控基因）指导合成的调控蛋白控制。
6.下面就以乳糖操纵子为例子说明操纵子的最基本的组成元件（elements）：（重点） ? 结构基因：操纵子中被调控的编码蛋白质的基因。
? 启动子：是指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列。 ? 操纵（序列）基因：是指能被调控蛋白特异性结合的一段DNA序列。 ? 调控基因：是编码能与操纵序列结合的调控蛋白的基因。
? 终止子：是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列。
4.基因扩增：是指某些基因的拷贝数专一性大量增加的现象，它使细胞在短期内产生大量的基因产物以满足生长发育的需要，是基因活性调控的一种方式。 5.基因重排：将一个基因从远离启动子的地方移到距它很近的位点从而启动转录。
7.增强子：一类能增强真核生物启动子功能的顺式作用元件（DNA序列）。是指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序
? 增强子、启动子交错覆盖/连续 没有增强子 → 启动子不表现活性 没有启动子 → 增强子无法发挥作用
? 增强子作用不受序列方向的制约 ? 有组织特异性
8.增强子特性： A、增强效应十分明显。 B、增强效应与其位置和取向无关。 C、大多为重复序列（50bp）。
D、其增强效应有严密的组织和细胞特异性。
E、没有基因专一性，可以在不同的基因组合上表现增强效应。 F、许多增强子还受外部信号的调控。 11.顺式作用元件
? 真核生物DNA序列
? 和被转录的结构基因距离较近
? 包括：启动子（启动子上游近侧序列）、增强子 ? 和转录调控有关 (可影响自身编码基因表达活性)
12.CpG岛（重点）：基因的5’末端调控区存在一段富含成对的胞嘧啶、鸟嘧啶（CpG）的序列。 （去甲基化的CpG岛对转录起始是必需的） 13.真核生物与原核生物的调控差异
西北农林科技大学分子生物学
