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9、核酶:具有催化功能的RNA分子。 10、断裂基因:基因的编码序列被不编码的插入序列分割成几段,这样的基因称为断裂基因。 11、内含子: 大多数真核生物基因的核苷酸顺序不全部反映到蛋白质一级结构上。不编码的插入序列,称内含子
12、外显子:大多数真核生物基因,编码的序列称外显子。
13、拼接: 断裂基因的原初转录产物除去插入部分,使编码区成连续序列的过程。
14、内含子的GT-AG规则:几乎所有编码蛋白质的核基因内含子5’端是GT,而3’末端是AG。 对应于pre-mRNA来说是GU-AG。这种类型的内含子称为主要内含子。少数内含子5’端是AT, 3’末端是 AC。这种类型的内含子称为次要内含子。GT-AG规则不适用于线粒体和叶绿体基因、tRNA和rRNA基因的内含子。
15、拼接体:由U1,U2,U4,U5和U6 snRNP以及一些拼接因子在RNA拼接位点组装而成的复合物。mRNA前体的拼接在拼接体中进行。
16、反式拼接:分子间的拼接,称反式拼接。一个RNA分子的5’拼接点与邻近的另一RNA分子的3’拼接点间发生类似顺式拼接过程,可使前者5’拼接点上游序列与后者3’拼接点下游的序列连在一起。
17、选择性拼接:在高等生物中,一个基因在不同的发育阶段、细胞类型和生理状态下,通过不同的拼接方式,得到不同的mRNA产物,称选择性拼接。
18、外显子洗牌:不同基因中,两个或多个编码不同结构域的外显子彼此连接形成全新编码顺序,称为外显子洗牌。外显子洗牌是基因进化的一种方式。
19、RNA编辑:mRNA分子由于核苷酸的缺失、插入或置换导致序列发生了不同于模板DNA的变化,这种现象称为RNA编辑 二、简答题
1、何谓中心法则?
由克连克首次提出的遗传信息传递规律,该法则阐明了DNA复制、RNA转录以及翻译产生蛋白质在生命过程中的核心地位。
2、简述原核生物RNA聚合酶各亚基组成及各亚基功能。 细菌RNA聚合酶核心酶:a2ββ’ω;全酶a2ββ’ω
a:核心酶组装;DNA双链解开;与调节蛋白相互作用;与启动子识别有关 β: 催化磷酸二酯键形成, 与β’ 一道构成催化中心 β’ 与DNA模板非特异结合
σ :负责模板链的选择,识别启动子,保证转录正确起始 ω : unkown
3、简述原核生物启动子的保守核心序列及其功能。
E. coli中σ70 识别的启动子包含两个保守的核心序列: -10 区 (Pribnow box)中心位于转录起始位点上游10bp处,一致序列(Consensus sequence)为T80A95T45A60A50T96, 所以称-10 区。为RNA聚合酶牢固结合位点。 -35 区 (Sextama box)
中心位于转录起始位点上游35bp处,一致序列为T82T84G78A65C54A45。为RNA聚合酶识别位点。
-35区和-10区是σ70启动子的核心元件,除此之外, 还包括上游元件( UP element )。 上游元件是-35区上游的一段DNA序列,它为RNA 聚合酶提供了另外的作用位点,起增强转录频率的作用, 赋予启动子特异性。 4、简述影响原核生物启动子的因素。
在―10区和-35区之间的序列并不重要,然而两者间的距离却对启动子强度有较大影响。
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-35区与-10区间的距离对σ因子与启动子的结合及转录起始的频率有较大影响。以17bp最强。
5、简述足迹法的原理及用途。
足迹法,用来测定DNA(或RNA)的蛋白结合序列的一种技术。 原理:用核酸酶消化放射性标记的核酸样本,核酸中结合有蛋白的部位受保护不被消化, 没有结合蛋白的部位不被保护,受保护与不受保护的样本的凝胶电泳带不同。 用途:利用该技术可以确定启动子的核苷酸顺序。 6、简述原核生物终止子类型及各自的结构特点。 不依赖于ρ因子和依赖于ρ因子;不依赖于ρ因子结构特点:富含GC的茎-环 (stem -loop)结构;茎-环结构后连续的U。依赖于ρ因子结构特点:必需在ρ因子的存在下才发生终止。其回纹结构不含富G-C区,回纹结构后也无寡聚U。细菌中少见。噬菌体中多见。 7、简述真核生物RNA聚合酶的类型、细胞中的位置及所负责转录的基因。 RNAPⅠ:核仁,rRNA gene(5.8S, 18S, 28S) ,except 5s rRNA gene) RNAP Ⅱ:核质,all protein genes, most snRNA genes
RNAP Ⅲ:核质,5s rRNA gene, tRNA gene,Sn U6RNA, 胞质小RNA(scRNA) 8、图示蛋白质基因启动子元件的组成。
9、简述增强子的特点及其与启动子的区别。
增强子:指增强基因的启动子的活性,促进转录起始的DNA顺式元件。(1)它没有方向性,
GC box 增强子 CAAT box TATA box 不管其位于启动子上游还是下游,对相邻的启动子起促进作用;将增强子序列倒转,也起作-110 ~ -80 -80 ~ -70 -30 ~ -20 转录起始位点 用。 (2)ATATAA GCCACACCC CCAAT +1 可以远距离发挥作用;(3)要有启动子才能发挥作用,没有启动子存在,增强子
或 Py A Py
不能表现活性。作用:增强基因转录起始的频
GGGCGGG 率,即增强基因的启动子活性。
UPE or UAS
与启动子的区别:都是顺式作用元件。但: a.相对于启动子来说,增强子的位置不固定;而启动子位于基因转录起始位点上游的固定区域内。
b. 可以在很远的范围内发挥作用;而启动子只能在临近的范围起作用。
c. 无方向性:可以在启动子的上游,也可在启动子的下游;将增强子序列倒转,也起作用。 d. 调节元件的密度大 ,排列紧密。
10、何谓核酶?简述其种类及发现的意义。 核酶:具有催化功能的RNA分子。
类型 ① 剪切型 :相当于内切核酸酶 ② 剪接型 :相当于内切核酸酶及连接酶 ③ 其他类型:如核苷酸转移,脱磷酸作用 意义 ① 突破了酶的传统概念; ② 揭示了内含子自我剪接的奥秘,促进了RNA的研究 ; ③为生命的起源和分子进化提供了新的依据;④为治疗破坏有害基因,肿瘤等疾病提供手段。
11、简述真核生物mRNA的加工方式。
5’ 加帽;3’ 加poly A尾巴;拼接;编辑;修饰
12、简述mRNA前体分子中有关内含子拼接所必需的保守序列(图示)。
(1) 5’ splice site (2) 3’ splice site 5’ Exon AG GU Intron AG G 3’ Exon
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Y= pyrimidine R= purine
N=anything AG前18 - 40 nucleotide的位置
YNYRAY
(3) Branch point 13、第一类内含子、第二类内含子和mRNA前体内含子拼接的异同。 相同点: 化学过程的本质都是两次转酯反应。 不同点:group Ⅰ和group II 内含子有自我拼接功能; group III内含子需要拼接体催化。
groupⅠ需游离的鸟苷或鸟苷酸作为辅助因子,鸟苷(酸)3’-OH作为亲核供体;自我催化。 group II内含子中腺苷酸残基2’位羟基作为亲核供体,去除的内含子形成套马索结构;自我催化。
Pre-mRNA内含子:内含子中分枝点序列中的腺苷酸残基2’位羟基作为 亲核供体,去除的内含子也形成套马索结构;需要 在拼接体中完成拼接。 14、试比较原核生物与真核生物转录及转录产物的差异。
在原核生物中,转录、翻译、降解同时进行;就整体而言,寿命较真核生物的短。 多顺反子mRNA :编码多个蛋白质或多肽链的mRNA。
在真核生物中,转录、翻译分时间、分地点进行;寿命也较原核生物的长;原初产物需经过5’加帽、 3’加poly A尾、拼接等加工过程才能形成成熟的mRNA; 单顺反子mRNA:只能编码一条多肽链或蛋白质的mRNA。 三、问答题
举例说明病毒是何以实现早期、中期、晚期基因转录的时序控制的。 噬菌体的一些早期基因是通过宿主的RNA聚合酶转录的,这些早期基因中就有调节蛋白的基因,编码调控下一组噬菌体基因表达的调节蛋白。 调控蛋白的作用有两种基本类型:
作用于噬菌体基因的启动子
抗终止,RNA聚合酶发生通读
第五章
一、名词解释
1、翻译:以氨基酸为原料,以mRNA为模板,以tRNA为运载工具,以核糖体为合成场所起始、
更换sigma因子;
合成病毒特有的RNA聚合酶
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延长、终止各阶段蛋白因子参与, 合成蛋白质的过程。
2、多顺反子:含有多个开放读码框(ORF)的mRNA,或编码不只一条多肽或蛋白的mRNA,称多顺反子mRNA 。
3、SD序列:又称核糖体结合序列(ribosome-binding sequence, RBS)。原核生物mRNA通常含有一段富含嘌呤碱基、能与16S rRNA 3’端的嘧啶碱基互补配对的序列,它通常在起始AUG上游10个碱基左右,在mRNA和核糖体结合以及起始AUG的识别中起重要作用。 4、Kozak序列:真核生物mRNA起始AUG所在的一段保守序列——GCCA/GCCAUGG,是40S核糖体亚基识别起始密码子的位点。这段序列能提高翻译效率。
5、遗传密码子:指核苷酸三联体(triplet)决定氨基酸的对应关系。-共64个遗传密码,三联体= 3个连续的核苷酸组成一个密码子,决定一个氨基酸。 起始密码----AUG终止密码----UAA/UGA/UAG
6、同功tRNA:每种AA都有一种或数种相对应的tRNA;携带相同氨基酸而反密码子不同的一组tRNA称为同功tRNA( cognate tRNA )。
7、密码子的简并性:一个A.A有多个密码子的现象。
8、tRNA副密码子:氨酰tRNA合成酶识别AA和相应tRNA的特异性取决于tRNA的AA接受臂(acceptor arm)和反密码子环的某些位点,这些位点称为副密码子。 二、简答题
1、遗传密码子有何特点?
(1)方向性与连续性:连续阅读从mRNA5'--3’,阅读框移位(frame shift),蛋白功能丧失 (2)简并性:一个A.A有多个密码子的现象(简并性);编码同一个氨基酸的一组密码子称为同义密码子。
(3)兼职性:AUG:起始信号和Met的密码子
(4)通用性:从最简单的生物(病毒)到人类,使用同一套遗传密码 2、同工tRNA反密码子的变偶性有何生物学意义?
tRNA的反密码子的变偶碱基(5’第一个碱基)决定了该tRNA能够识别密码子的个数
3、比较原核生物与真核生物翻译的差异(可列表)。 遗传密码 转录与翻译 起始因子 mRNA 真核生物 相同 原核生物 不同 不偶联,mRNA的前体要加工 偶联 多、起始复杂 5’端:帽子 3’端:尾巴 单顺反子 5’端:Kozazk序列 少 无需加工 多顺反子 5’端:SD序列
第六章 一、名词
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1、基因表达:基因转录成RNA再翻译成蛋白质的过程,称基因表达(expression)。对rRNA、tRNA基因来说,其表达即基因的转录。
2、诱导与阻遏:在特定环境信号刺激下,相应的基因被激活,基因表达产物增加,这种基因称为可诱导基因,可诱导基因在特定环境中表达增强的过程,称为诱导(induction)。如果基因对环境信号应答是被抑制,这种基因是可阻遏基因,可阻遏基因表达产物降低或表达关闭的过程称为阻遏( repression )
3、细菌的严谨控制:当处于氨基酸饥饿,无法满足蛋白质的正常合成,细菌关闭大部分的代谢过程,借以渡过难关。这种现象称为严谨控制。
4、降解物阻遏:葡萄糖降解物引起其他糖对应的操纵子关闭,称降解物阻遏
5、操纵子:在原核生物中,若干结构基因可串联在一起,其表达受到同一调控系统的调控,这种基因的组织形式称为操纵子。
6、弱化子:是指原核生物操纵子中能显著减弱甚至终止转录的一段核苷酸序列,该区域能形成不同的二级结构,利用原核生物转录与翻译的偶联机制对转录进行调节。可以理解成“位于操纵子结构基因上游前导区的终止子”。 二、问答题
1、何谓操纵子?举例说明操纵子的组成结构。
操纵子是指在原核生物中,若干结构基因可串联在一起,其表达受到同一调控系统的调控,这种基因的组织形式称为操纵子。 典型的操纵子可分为控制区和信息区两部分。信息区由数个结构基因串联在一起组成;控制区通常由调节基因、启动子序列(promoter,即RNA聚合酶结合区)、操纵序列(operator,即调节蛋白结合位 点)和CAP结合位点构成。 2、试述乳糖操纵子是如何实现基因的正、副调控的?
阻遏蛋白的负(性)调节 :在没有乳糖存在时,乳糖操纵子处于阻遏状态;当有乳糖存在时,乳糖操纵子即可被诱导
CAP的正(性)调节 :葡萄糖存在时 [cAMP]降低,因而[cAMP?CAP]降低, 抑制操纵子转录,只能利用葡萄糖;无葡萄糖而只有乳糖时 [cAMP]高,cAMP?CAP与操纵子的CAP位点,激活转录,细菌利用乳糖。
3、试述色氨酸操纵子的工作原理。 (1)5个合成Trp的结构基因;(2)Trp有限时,这些基因有效地表达; (3)2个水平调节:Trp repressor(转录起始);弱化子(转录终止) 4、原核生物中翻译水平的调控有哪些方式?
(1)核糖体蛋白合成存在反馈抑制;(2)mRNA翻译能力的差异 (3)反义RNA的调控作用 5、举例说明弱化子工作的原理及其生物学意义。
原理:原核生物中,转录和翻译偶连。前导区的转录紧接着前导mRNA的翻译;前导肽mRNA含2个连续的Trp密码子。如果细胞中Trp浓度很低,核糖体就会在此暂停;核糖体的暂停改变前导mRNA的二级结构,2&3配对,不形成内在性终止子结构,转录继续。如果细胞中Trp浓度高,核糖体很快通过2个连续的Trp密码子,3&4配对,形成内在性终止子结构,转录终止。 意义:(1)氨基酸合成中的反馈抑制。经济的原则。(2)细菌利用阻遏和弱化双重机制感受细胞内外Trp的变化,精确调控Trp的合成。反应灵敏。(3)单独的弱化作用的效率很高,其他氨基酸操纵子如His、Leu,没有阻遏蛋白,全靠弱化作用调节。效率高。(4)提供了一条不依靠调节蛋白,只依赖RNA结构的基因表达调控途径。
第七章
一、名词解释
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分子生物学2-7章作业及答案
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