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《基因 7》(GENE VII)问题汇编

2013年01月07日 ⁄ 综合 ⁄ 共 23875字 ⁄ 字号 评论关闭
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第01章
概念题
什么叫做转化?
答:转化:细菌在基因重组作用中,受体细胞染色体内参入了一段提纯的DNA片断。

什么叫做转染?
答:转染(transfection)
在组织培养中,外来DNA导入真核细胞,DNA可以是病毒DNA或其他类型的DNA。

什么是碱基互补配对原则?
答:碱基互补配对原则,在一个双螺旋核酸结构中腺嘌呤必与胸腺嘧啶(或尿嘧啶)形成碱基对,而胞嘧啶必与鸟嘌呤形成碱基对,反之亦然,这一原则广泛适用于DNA--DNA,RNA-RNA和RNA-DNA

什么叫做半保留复制
答:半保留复制:双链DNA的一种复制方式,其亲代链分离,每一子代DNA分子由一条亲代链和一条新合成链组成。是DNA复制的常规模式,每条亲代链均作为合成-新的互补链的模板。

什么叫做抑制?
答:抑制(校正):通过在染色体的不同部位上发生的第二次突变,可部分地或全部的恢复(第一次)突变所丧失的基因功能。

什么叫做突变热点?
答:基因上有些位置可以发生数个突变,有的则不发生。有些位点突变的次数远远高于随机碰撞的预期值,可以比随机碰撞的预期值高出十倍甚至一百倍。这些位点称为“-突变热点”。

什么叫做等位基因间互补作用
答:在野生型细胞中,活性蛋白质有几个相同的亚基组成,但当一个细胞有两个变异的等位基因时它们的产物以两种不同的亚基聚成蛋白质。两种变异可能有补偿作用,即-是单种变异的蛋白质是无活性的。两种变异组成的蛋白质可以是活性的。这种作用叫做等位基因间互补作用。

什么叫做零突变?
答:基因突变导致完全失去基因功能,往往是因为整个基因的缺失,叫零突变。如果这个基因很重要,那么零突变将是致命的。

什么是密码子,阅读框架,移码和抑制因素?
答:与DNA顺序及相应蛋白质顺序密切相关的叫遗传密码
遗传密码中,每三个核苷酸编码一个氨基酸,称为密码子。
如果遗传密码按不重叠的三联体方式解读,那么,把一个核苷酸序列翻译成蛋白质将会有决定于起始位点的三种不同解读方式,称为阅读框架。
插入或缺失一个碱基的突变将改变随后整个序列的阅读框架,这就是所谓的移码。
所有呀啶类试剂诱发的突变可分成两类,用(+)和(-)表示。每一类型的突变自身都导致移码,(+)增加一个碱基,(-)型则除去一个碱基。双突变结合(+ +)-型和(--)仍显示为突变型。但(+-)型或(-+)型的结合则互相抑制,我们称其中一个为另一个的抑制因素。

怎么判断基因和蛋白是共线性的?
答:把一个基因的核苷酸序列和一个蛋白的氨基酸序列来做比较,我们可以直接得出是否这个基因和蛋白是共线性的:是否基因中的核苷酸序列恰好与蛋白质中的氨基酸序-列相符合。

什么是编码区?
答:信使RNA包括一个核苷酸序列,它与蛋白质中的氨基酸序列相对应,这部分核酸叫做编码区。

什么是类病毒,特点是什么?
答:类病毒是在高等植物中造成疾病的传染性物质,它们是很小的RNA颗粒。不象病毒,它的传染性物质由病毒粒子组成,被蛋白所包蚀的基因,病毒RNA也是传染性-物质,病毒粒子只由RNA组成,它的象典型标准的碱基,杆状结构的突变使它减少了感染性。

简答题:
1 简单描述在有胸腺嘧啶相似物溴脲嘧啶(BraU)混入DNA是怎么导致A.T被G.C取代?
答:溴脲嘧啶具有不确定的配对性质,这是因为溴原子使碱基发生酮式与烯醇式间的转换。烯醇式能与鸟嘌呤配对,形成B-G配对,代替了A-T配对。经过一次复制产-生一条G-C配对,而G-C会稳定遗传下去,就使基因产生点突变。

2  已知某一RNA碱基序列为: AGGUAACCGUAGGGGAACCUGCGGUUGGACU
ACCUCCUUA3’请依据碱基互补配对写出一种单链内配对的形式,发卡越少越好。
答:AGGUAACCGUAGGGGAACCUGCGGUU GGACU ACCU CCUUA3’

3  简述区分点突变、插入或缺失突变的方法
答:根据它们的回复性。点突变可以通过重建原序列或在基因的其它部位进行一次互补突变得以回复;插入可以通过缺失插入成分得以回复;缺失不可回复。

4  简单解释A和B等位基因在AO和BO杂合子中的显性
答:零突变O型血没有蛋白质功能,但有功能A型和B
型是等显性的。
O (或H)抗原在任何个体中都产生,由特定的碳水化合物基团与蛋白质结合而成。ABO位点携带密码,生成半乳糖基转移酶,O抗原再加一个糖基。这种酶的特异性决-定了血型。A型等位基因产生辅助因子UDP—N—乙酰半乳糖,产生A抗原。B型UDP—半乳糖,产生B抗原。A和B的转化酶有四个氨基酸不同,所以辅助因子的作-用也不同。O型有一个没有这种功能的变异(一个小的删除),未加工的O型抗原就产生了。
这就解释了A和B等位基因在AO和BO杂合子中的显性,与之相应的转化酶产生了A或B抗原。在AB型杂合子中A和B等位基因等显性。因为两种转化酶都起了作用。-OO纯合子没有功能,所以没有以上两种抗体。

5 简述在大肠杆菌中含5-甲基胞嘧啶的位点G·C怎样转换为A·T对的。
答:含5-甲基胞嘧啶的位点已证实为自发突变的突变热点。每次突变,G·C就转换为A·T对。在大肠杆菌中,不发生甲基化的DNA链就没有突变热点。

突变热点的成因是5-甲基胞嘧啶经常发生脱氨基反应。羰基取代氨基使5-甲基胞嘧啶变成胸腺嘧啶。

胞嘧啶脱氨基生成脲嘧啶,而大肠杆菌含有一种脲嘧啶—DNA—糖苷酶,它能将脲嘧啶残基从 DNA里除去。反应结果留下未配对的G残基,接着,“修复系统”便会将-一个C碱基插入与之配对。反应的最终结果是原DNA的序列将得以保留。也许这套系统正是用来保护DNA以抵抗经常发生的自发的胞嘧啶脱氨基反应。(虽然它没有足-够的活性以抵抗亚硝酸的作用)
但5-甲基胞嘧啶脱氨基留下来了。胸腺嘧啶这个碱基是DNA本身所具有的成分,系统无法识别这样的变化,最终发生了突变。这个转化生成一个误配的G·T对,在随-后的复制中两者分离,产生一个野生型的G·C和突变型的A·T对。

6  “不重叠”和“特定起始位点”各意味着什么?
答:“不重叠”意味这每个密码子包含三个核苷酸,即一个完整的核苷酸三联体表达一个完整的密码子。
“特定起始位点”意味这蛋白质的合成必须由一端顺序进行到另一端,因此不同部分的编码序列不能分别解读。

7 在一个蝗虫的二倍体上,它的基因带有两个不同的突变,分别说明
答:如果在一个等位基因上所有的突变都是顺式,则另一个等位基因没有突变,是原生型的,但是如果突变是反式的,则每一个等位基因上有一个突变,两个等位基因都是-突变体,其作用就在于突变决定了是否有一个功能性的等位基因。

8  什么是顺式型,什么是反式型,以及它们不不同?
答:一个调控点的缺失仅仅影响它所联系的密码区,并不影响其它等位基因的表达,一个仅仅影响邻近
DNA序列性质的突变叫顺式型。正常蛋白的缺失将阻碍所有的等位基因的表达,这种突变则叫做反式。
所不同的是,如果一个突变是反式的,则在一个细胞中作用于多靶细胞的可扩散产物(特别是蛋白)就将产生。但是,如果一个突变是顺式的,则一定是通过临近的DNA
来起作用,就是说它不以RNA或蛋白形式来表达。

问答题

复制,转录,翻译所扮演的角色。
答:从中心法则的观点看:
核酸包括了DNA或者RNA两种遗传材料。细胞只用DNA。一些病毒是用RNA,并且病毒RNA的复制发生在受感染的细胞中。
细胞遗传信息的表达一般是单向的。DNA转录产生RNA分子,这种分子只能被进一步运用来产生蛋白质序列,一般来说,他们不能回复来当作遗传信息重复使用。RN-A翻译到蛋白一般是不可逆的。

;点突变与移码突变的区别,请举例说明。
答:密码的特性预见了两种不同形式的异变物会有不同的影响。如果一个特定的序列被另一个序列解读,比如:
UUU       AAA        GGG         CCC      (密码)
aa1  aa2    aa3    aa4 (氨基酸)
所以,一个突变点只能影响一个氨基酸。举个例子,A用其他的碱基(X)代替,引起了aa2被aa5取代:
UUU       AAX        GGG         CCC
aa1   aa5   aa3    aa4
是因为只是改变了第二个密码。
但是突变要是插入或者删除一个单个的碱基将使它的阅读框架从突变开始所有的序列都发生改变。这种变化被称为移码。一个核苷酸的增加可能是以这种形式发生:
UUU      AAX         AGG         GCC       C
aa1  aa5    aa6    aa7
因为新的三联体顺序已经完全不同于旧的了,蛋白质的所有氨基酸顺序从突变点开始往后都将被改变。所以蛋白质的结构功能很可能全部的丢失。

问题(概念):怎么判断基因和蛋白是共线性的? ...

第02章
问题:
断裂基因是如何演化的?
答:在tRNA中,所有分子有相同的一般结构,但它看上去的似乎不像是通过把两个区域合并在一起演化而来的。因为在结构中不同区域基因参考了相当重要的功能,因-此它的演化可能是由内含子不断插入基因造成的。

酵母和哺乳动物线粒体基因编码了完全相同的蛋白,尽管二者结构上存在很大差别。脊椎动物线粒体基因组相当小,由结构十分紧密的连续基因组成,而酵母的线粒体基因-组却大得多,而且有一些复杂的断裂基因,这两者哪个起源更早些呢?
答:酵母线粒体基因的内含子具有移动性,它们是独立的序列,可以从一个RNA中剪接掉而插入另一个DNA序列,这说明它们的基因通过内含子的不断插入而演化。

外显子截留法的反应机理是什么?
答:首先要有一个包含强起启动子的载体(vector),且只含一个内含子及被它分隔的2个外显子,当这个载体被转染到细胞中后,它的转录产生了大量包含2个外-显子的RNA,在其内含子中存在一个限制性酶切位点,可以在此插入感兴趣的外源基因片段。
如果这个外源基因片段不含外显子,则它的存在不会影响RNA的拼接方式,这样,成熟的RNA和载体亲本RNA有着相同的序列。
若这个外源基因包含一个外显子且两端含有部分内含子,则剪接时切割位点可在于这个外来外显子的任意一侧,且这个外源外显子序列就被插入到了载体两个外显子中间。-可以通过将胞质RNA反转录成cDNA及PCR技术将这个外源外显子扩增。
由于动物细胞中内含子很大,而外显子很小,所以在DNA的随机片段中有很大的可能在所需外显子两侧含有部分内含子,这样外显子就被截留了。

你能归纳一下真核生物基因组的特点吗?
答:1.基因组中有大量低度,中度,高度重复序列;
2.基因大多是不连续的,由编码的外显子与不编码的内含子镶嵌排列而成;
3.非编码区多于编码区;
4.基因不存在操纵子结构,功能相关基因也大多分散在不同的染色体上,即使空间位置相近也分别转录,转录产物为单顺反子;
5.真核生物基因组DNA大多与蛋白质一起构成染色质(单位是核小体)。

什么是限制性酶切图谱?有何用处?
答:所谓限制性酶切图谱,就是指一系列限制酶的特异识别序列在DNA链上的出现频率和它们之间的相对位置。不同限制酶其识别特异性序列不同,因而在同一DNA链-上出现的频率和位置也各不相同;不同来源的DNA分子,其核苷酸序列不同,也各有自己的特异性内切酶图谱。由此可见限制性内切酶图谱实际上就是指限制性内切核酸-酶的特异切点在DNA上的定位,表现出一些部位的线性序列,它是DNA分子结构特性的反应。
分离出一个DNA片段之后,要从分子水平上研究基因的结构,必须绘制基因的限制性内切酶的酶切图谱,以了解各特异性酶的识别序列在基因中的分部位置,然后才能进-行核苷酸的序列分析。

第03章
概念题:
1.    基因组:生物体遗传物质的一套完整的序列,它包括每个染色体的序列及细胞器内所有DNA。
2.    蛋白体:生物体产生的蛋白质的总数。
3.    转录体:细胞、组织或生物体内存在的完整的一套mRNA。
4.    C-值:基因组(一个单倍体染色体组)的DNA含量。
5.    非重复DNA:显示单拷贝序列的预期重组动力学。
6.    重复DNA:重组反应中像许多(相关的或一致的)序列一样存在于一个组分中,允许任意对互补序列重组。
7.    直向基因:指由共同祖先衍生而来的不同物种中存在的同源基因。
8.    丰度:mRNA的丰度是每个细胞分子的平均数。
9.    细胞质遗传:是线粒体或叶绿体中基因的特性。
10.   母性遗传:是描述由一个母本提供的后代遗传标志优先存在。
11.   ctDNA:是叶绿体DNA。
12.   mtDNA:是线粒体DNA。

简答题:
1.    比较基因组的大小和基因组复杂性的不同:
一个基因组有两个序列,一个是A,一个是B,各有2000bp长。其中一个是由400bp的序列重复5次而成,另一个则由50bp的序列重复40次而成,问:⑴-这个基因组的大小怎样?
⑵这个基因组的重复性如何?
【答案】:基因组的大小是指基因组的DNA的总量。复杂性是指基因组中所有单一序列的总长度。
⑴4000bp
⑵450bp
2.    请描述C值矛盾,并举例说明。
【答案】:对高等真核生物而言,生物体基因组的大小与其复杂度并没有直接的联系。亲缘关系相近的生物体的DNA含量可能相差很大。
例如,一些两栖类动物比其他的两栖类动物的DNA含量多上100倍,但它们的进化地位并不因此而更高。
3.哪些细胞器带有自身基因组?为什么这些细胞器带有自身的基因组?
【答案】:线粒体和叶绿体具有自身的基因组。
这两种细胞器都具有不同于细胞质的独特的胞内环境。有一些蛋白质由细胞器基因编码,因为它们需要在这种环境中才能正确折叠。有些需要在细胞器内产生,因为它们不-能穿过细胞器膜。

论述题
如何理解生物体的基因“有多少基因被表达,有多少基因是必须的?”这句话。
【答案】:不是所有的基因都被表达,许多高等真核生物的组织中被表达的基因数在10,000—20,000这个范围内。在丰富的种类中基因表达之间确实有不同,-可通过不同组织间的比较得出。例如,在肝脏和输卵管中有大约75%的被表达的序列是相同的。也就是说,大约有12,000个基因在肝脏和输卵管均有表达,另外还-有约5000种基因表达是肝脏特有的,约3000种是输卵管特有的。
可能不是所有的基因都是必须的(当突变时破坏效应的存在来定义致死基因)。非必要基因与必要基因的数目应该是相当的。在酵母菌中,仅仅60%的基因是必要的;在-果蝇(D.melanogaster)中,必要的基因数小于5000。我们不明白非必要基因怎样被维持的;他们可能提供不明显的选择优势。

第04章
题目
(一)    多选题
1.
下列哪些基因以典型的串联形式存在与真核生物基因组?
(b,c)   A:球蛋白基因  B:组蛋白基因   C rRNA基因   D
肌动蛋白基因
2. 非均等交换: (b,c,d,e)  A: 发生在同一染色体内  B:
产生非交互重组染色体
C:改变了基因组织形式,未改变基因总数.
D在染色体不正常配对时发生
E降低一个基因簇的基因数,同时增加另一个激磁的基因数.
3. 微卫星重复序列  (abc)
A:每一簇含的重复序列的数目比卫星重复的少
B:有一个10-15个核苷酸的核心重复序列
C:在群体的个体间重复簇的大小经常发生变化
D:在DNA重组时,不具有活性.
(二)   名词解释
卫星DNA:
将DNA切成数百个碱基对的片段进行超离心,常会在主DNA带上有一条次要的DNA带相伴随,即卫星DNA.
(三)判断
1. 假基因通常与它们相似的基因位于同一染色体上

2.  卫星DNA在强选择压力下存在.                     错
3. 40%以上的Drosophila
cirilis基因组是由简单的7bp的序列重复数百万次组成.
    正确
(四)简答
非转录间隔区与转录间隔区分别位于rRNA的什么位置?转录间隔区与内含子有什么区别?
答: rRNA的非转录间隔区位于串联转录单位之间,而转录间隔区位于转录单位的18sRNA基因和28SrRNA基因之间.内含子位于基因的编码区域.相反, 转-录间隔区不间断基因,而是存在于一个转录单位的基因之间.内含子通过剪接加工过程而去除,转录间隔区通过一系列细胞内核酸酶作用而去除.

第05章
习题:
1.    DNA聚合酶和RNA聚合酶所催化的反映是否相同?如果不同,试说明他们的差别。
答:两种反应是相同的,也就是核苷-5’-三磷酸与一个核苷酸的3’-OH末端反应形成一个5’-3’二核苷酸。底物则不同,DNA聚合酶聚合脱氧核苷酸,RN-A聚合酶聚合核糖核苷酸。
2.    试解释两类启动基因突变。
答:启动基因增强突变:产生一个新的启动基因或使缩在启动子底活性增强;启动基因衰减突变:使天然启动基因的活性降低。
3.    开放启动复合体和关闭启动复合体之间有什么不同。
答:开放启动复合物,RNA聚合酶和启动基因间的复合物,起始作用能在其中开始:关闭启动复合物,其实作用不能在其中开始复合物。在开放启动复合物中可能有较多-的碱基对的断裂。
4.    在mRNA分子上进行翻译通过金花已有的特定的极性。具有与此方向相反的极性会有什么样的缺点?
答:蛋白质的合成只能等到mRNA分子合成完了之后,在现有的系统中,蛋白质的合成能够发生在mRNA正在从DNA拷贝出来的过程中。因此蛋白质的合成的起始能-早于逆向极性中可能的起始,以及mRNA对核酸酶的攻击较有抵抗力。
5.青霉素,四环素,红霉素,氯霉素和嘌呤霉素都是细菌生长的强抑止剂。但是只有档前三种抗生素用于治疗人体疾病,而且只有在所有其它抗生素都无效的情况下才使-用氯霉素,试根据微生物和哺乳动物蛋白质的合成解释这些事实。
答:青霉素干扰细菌细胞壁的合成,因而对真核生物没有影响。放线菌素对细菌和哺乳动物的转录都有影响,因而临床没有使用价值。其余的抗生素影响翻译,但是四环素-和红霉素不抑止哺乳动物细胞的翻译,因此这两种药物用于抗感染。嘌呤霉素和氯霉素对于细菌和哺乳动物的核糖体都有作用。可是,当感染严重时,也可以用氯霉素,但-是需要用其它的方法来处理毒素效应。
6.解释起始因子,延伸因子和终止因子的作用。
答:起始因子用以阻止核糖体亚基的相互作用,把tRNA结合到核糖体的结合部位;
延伸因子用以把tRNA从一个核糖体的结合部位转移到下一个部位;
终止因子用以从核糖体上释放出合成完了的多肽链和释放mRNA。
7.因为无义抑制基因是突变体的tRNA分子,通过这种突变失去这种必须的tRNA,细胞如何成活?
答:有两种可能:(1)突变前的tRNA有两个基因,其中只有一个基因发生突变。(2)天然的链终止顺序也许往往存在两个或者多个不同的终止密码子。无意义抑制-只能抑制一个,而链终止仍旧能够出现。此两种可能性都存在。

第06章
一.  简答
1.      从DNA到蛋白质的遗传信息传递过程可以分成几个阶段。(或是:遗传学中心法则是什么?)
Key:
j 贮存遗传信息DNA的复制,双链DNA被复制出相同拷贝;kDNA作为模板合成RNA,将遗传信息转录到mRNA分子上;l以新生的mRNA为模板,将其核苷-酸序列转译成氨基酸序列,合成多肽链。这3个阶段构成了遗传学中心法则,它阐明了遗传信息的传递方向是DNA—RNA—蛋白质。但在研究致癌性逆转录病毒(RN-A病毒)中发现了转录酶,该酶催化以RNA为模板合成DNA的反应,此过程称为逆转录(reverse
transcription)。虽然存在RNA的逆转录,但遗传信息从RNA向蛋白质的传递总是不可逆的。

2.      简述蛋白质合成的几个阶段。
Key: j起始
涉及在蛋白质前两个氨基酸之间肽键形成之前发生的反应。要求核糖体与mRNA结合形成一个含有第一个氨酰tRNA的起始复合体。在蛋白质合成中这是一个比较慢的-步骤,通常决定mRNA被转移的速率
    k延伸
包括从第一个太键合成,到加上最后一个氨基酸的所有反应。氨基酸是一次一个加到链上的;加氨基酸是蛋白质合成中最快的步骤。
l终止
包括释放已合成完毕的肽链所需的步骤;与此同时,核糖体同mRNA解离。
不同组的辅助因子,在每个阶段协助核糖体。在不同阶段通过GTP水解供给能量。

   3. 真核生物的翻译起始,通过形成一个含有Met-
TrnaI、eIF-2和GTP的三元复合物进行。复合物分哪两个阶段形成?
Key:首先GTP结合至eIF-2;而GTP同eIF-2的结合提高了eIF-2对Met-
tRNAi的亲和力,然后同其结合。

4.蛋白质合成中的起始因子eIF4E是一个管理的部位,它是通过什么来激活与失活的?
Key:eIF4E是一个管理的部位,它通过磷酸化被激活,,当蛋白质合成增加时,刺激它开始磷酸化,蛋白质合成被阻碍时,刺激它停止磷酸化。eIF4F包括一-个使eIF4E磷酸化的激酶亚基(叫Mnk1).
eIF4E的获得也由连接到它(叫4EBP1,2,3)的蛋白所控制,来阻止它在起始时起作用。

  5.核糖体的A-,P-,E-位点分别是什么意思?真核细胞和细菌去负荷tRNA的过程相同吗?
解:A-位点是氨酰tRNA,P-位点是肽酰tRNA,E-位点是去负荷tRNA.
在细菌中,去负荷tRNA经过另一个位点-E位点离开核糖体。在真核生物中,去负荷tRNA被直接非至胞质溶胶中。

二.  论述题
1.    AUG与GUG密码子的前后关系,应如何解释呢?
Key:在一个起始复合物中,小亚单位以一种令起始密码子位于亚单位携带的部分P位点的方式,停留在mRNA上。这个可以变成起始复合物一部的,唯一的氨酰tR-NA就是起始tRNA。其独一无二的特点是能直接进入部分位点而识别相应密码子。
当大亚基单位加入复合物时,起始fMet- tRNA
f位于现已完整的P位点,而A位点适于同基因的第二个密码子互补的氨酰tRNA的进入。于是在起始与下一个氨酰tRNA之间形成了第一个肽键。
在一个AUG(或GUG)密码子位于一个核糖体结合位点之中时,起始之所以占优势,是由于当30S亚单位从头结合到mRNA时,只有起始tRNA才能进入产生的-部分P位点。当密码子同继续转译一个mRNA的核糖体相遇时,由于只有规则的氨酰tRNA才能进入完全的A位点,因此内部的译读占优势。

2.以细菌为例,说明延伸因子(在细菌中为EF-Tu)作用于核糖体的相关过程。
Key: EF-Tu这个因子,仅在其负责氨酰tRNA进入期间方与核糖体缔合。一旦氨酰tRNA处于适当位置,EF-Tu便离开核糖体,再与另一个氨酰tRNA- 一起运行。因此,EF-Tu同核糖体周期性缔合与解离,显示其作用为辅助因子的标志特性。EF-Tu携带一个鸟嘌呤核苷酸。该因子提供了其活性由鸟嘌呤核苷酸状-态控制的蛋白质的另一个例证:①当GTP存在时,该因子处于活性状态。②当GTP水解为GDP时,该因子失活。③当GDP被GTP取代时,活性被恢复。每个细菌-约有70000个EF-Tu分子(约占细菌总蛋白的5%),接近氨酰tRNA分子的数量。这表明大多数氨酰tRNA可能以三元复合物氨酰 tRNA.
EF-Tu·GTP形式存在。每个细胞只有10000个EF-Ts分子,与核糖体处于相同的数量级。

三.  思考题

在mRNA分子上进行翻译通过进化已有了特定的极性,具有与此方向相反的极性会有什么缺点?

Key:蛋白质合成只能等到mRNA分子合成完以后。在现有系统中,蛋白质的合成能够发生在mRNA正在从DNA拷贝出来的过程中。因此蛋白质合成的起始能早于-逆向极性中可能的起始,以及mRNA对核酸酶的攻击较有抵抗力。

第07章
问题1:蛋白质合成的三个中止密码子是什么?
参考答案:
UAA,UGA和UAG
问题2:请叙述摆动假说、产生原因以及对配对产生的影响。
参考答案:
摆动假说:在密码子与反密码子的配对过程中,密码子的前两个位置按照一般规则进行配对,但是例外的“摆动”出现在第3个位置上。
原因:“摆动”的出现是由于tRNA反密码子上的结构使反密码子的第一个碱基具有一定的灵活性。
影响:因为摆动,密码子上第3个碱基的识别规则承认G和U的配对。A在密码子中不再只具有唯一的意义,因为U能识别A也能识别G。C也不再只有唯一的意义,因为-G能识别C也能识别U。当且仅当第3个碱基是G或U时,识别唯一的密码子是可能的。
问题3:氨基酸进入蛋白合成途径都要通过氨酰-tRNA合成酶。这种酶提供了一个与核酸相连结的分界面。所有的合成酶都按照两步的机理进行工作。请简述这两个步-骤。
参考答案:
首先,氨基酸与ATP反应生成氨酰-腺苷酸,释放出焦磷酸。反应所需要的能量是通过打开ATP的高能酸酐键而获得的。
然后,被激活的氨基酸被转移到tRNA上,释放出AMP。
问题4: 核糖体是如何影响翻译的精确性的?
参考答案:
校正过程是通过检查A位置的氨酰—tRNA。大多数的错误是因为A位点上氨酰tRNA的错误识别造成的。配错的氨基—tRNA比与之竞争的正确氨基—tRNA更-快的游离。
因此在A位点的停留时间有利于配错的氨基—tRNA避免缩氨酸的形成。
这一动力学的校正方法提高了正确氨基—tRNA的利用率。
这一效果可能是核糖体精确翻译在缩氨酸形成速度上体现的间接结果。
问题5:简述几种延伸因子.
参考答案:
延伸因子包括原核生物的EF-Tu, EF-Ts,
EF-G和真核生物的EF-1, EF-2.
其中,EF-Tu的功能是按照mRNA上的序列靶AA-tRNA带入大亚基A位.
EF-Ts的功能是使EF-Tu*GDP再生为EF-Tu*GTP继续参加肽链的延伸.
EF-G负责延伸机制中的移位过成. EF-1相当于EF-Tu,
EF-2相当于EF-G.

第08章
思考题:
1.      简述核孔复合体对于不同大小的物质进入的主动和被动机制。
2.      简述蛋白酶降解蛋白的过程。

第09章
问题:
1什么是极性效应?
答:一个转录单位中的一个无意突变能抑制转录单位中随后基因的转录。

2.PN的抗终止作用是如何实现的?
答:两种可能a.阻止RNA聚合酶暂停,从而使rho因子无法追上聚合酶b.直接减低rho释放转录产物的能力。

3.Rho依赖型终止子具有什么特点?
答:终止子前有一段富含C缺少G的序列。

4.转录终止的两种主要机制是什么?
答:a.在某一位点不需要其他因子协助仅依赖于内在终止子的终止机制。B.依赖于rho
因子的终止机制。

5.为什么在细菌终止中很少涉及到rho因子?
答:原核生物中,转录与翻译同时进行,即核糖体追赶RNA聚合酶。而rho因子也是顺着转录的方向追赶RNA聚合酶,若核糖体正好防碍了它的前进,则依赖rho-的终止反应不会发生。

6.怎样能阻止转录的终止?
答:最常见的机制是抗终止。抗终止子是一种能识别终止序列上游的抗终止序列的的蛋白质,它帮助抗终止子所利用的底物与依赖DNA的RNA聚合酶的相互作用,通读-下游的终止子序列。

第10章
1.      自体控制(autogenous control):
一个基因产物阻遏(正自动基因控制)或激活(反自动基因控制)该基因的表达的行为。
2.      严禁型反应(stringent response):
细菌在生长环境差的情况下停止大部分生命活动(主要是停止tRNA和核糖体的合成)的能力。
3.      超阻遏:突变型基因中,不能被诱导的状态。
4.      正面控制的基因和反面控制的基因如何被诱导?

答:正面控制的基因:诱导物激活无活性的活化因子使它活化,活化因子协助RNA合成酶,进行转录。
反面控制基因:
诱导物与阻遏子结合,使阻遏子失活,RNA合成酶就可以进行转录。
5.      正面控制的基因和反面控制的基因如何被阻遏?

答:正面控制的基因:辅助阻物与活性活化因子结合,使它失活,使RNA合成酶无法进行转录

反面控制的基因:辅助阻物激活无活性阻遏子,活化了的阻遏子阻止转录过程。
6.      弱化子:位于转录单元起始位置的内部终止子。
弱化作用:一种通过读完一个弱化子来控制RNA聚合酶能力的机制。
7.      trp操纵子是如何调控的?
答:trp操纵子由两种独立的机制调控。抑制表达由结合到靠近启动子的操纵基因的阻遏蛋白(由分开的trpR基因编码)实现。弱化作用通过调节终止是否在第一个-结构基因前的位点发生来控制RNA聚合酶在操纵子上的进程。
8.      调节子RNA起作用的一般机制是什么?
答:(1)与目标核苷酸形成双链区,通过形成或隔离一段特定位点直接阻止其起作用。(2)在目标分子一个区域形成双链区而改变了另一区的构象,因此间接影响其功-能。这两种用RNA干预的调节的一个共同特点是通过改变目标二级结构而控制它的活性。RNA调节子与阻遏操纵子的蛋白质之间的一个不同点是RNA没有别构性质;-它不能响应于其他小分子来改变识别其目标的能力。它能通过控制其基因转录而被开启,也能通过酶降解RNA调节子产物而被关闭。
9.      反义RNA被用作调节子的三种情况是什么?
答:一个反义RNA可能与一个RNA结合而封闭了核糖体结合的位点从而阻止蛋白质合成的开始;反义RNA也可以与目标mRNA结合形成限制性内切酶目标双链区,-直接使其不稳定;反义RNA可能通过与转录物结合,模仿终止子使转录过早终止来影响基因表达。

判断正误:
1.      诱导物与阻遏子结合后,操纵基因的特异性降低 (T)
2.      DNA中,阻遏子只能与操纵基因结合   (F)
3.      诱导过程中,诱导物与阻遏子结合,并释放自由的阻遏子,从而完成诱导(F)
4.      细菌在缺少氨基酸的环境中,可以通过减少rRNA和tRNA的生产,只进行最少的生命活动来维持生活   (T)
5.      一个阻遏蛋白只能在一个操纵子上起作用  (F)
6.      自发调控的一个特征是,每个调控的相互作用都是独一无二的,蛋白质只作用在负责其自身合成的mRNA上。     (T)
7.      弱化作用的普遍特征是一些内部因素控制着内部终止所需发卡结构的构象。(F)
8.      反式作用调节子只能是蛋白质。             (F)

第11章
1.简述裂解过程
裂解过程是通过产生噬菌体的基因和蛋白颗粒进而组装成子代噬菌体来进行的,通过一个调控着的级联方式运作。裂解感染一般可以分为三个时期。在第一个时期,数目很-小的一部分噬菌体的基因由宿主RNA聚合酶进行转录。在这些基因之中,有一个或多个是表达调节蛋白的,负责调控下一时期所需表达的那组基因的表达。在第二个时期-也出现相似的情况,一个或多个基因表达第三个时期基因表达所必须的调节蛋白。前两个时期的基因编码了复制噬菌体DNA
所需要的酶;最后一个时期的基因编码噬菌体颗粒的结构组成。

2.T4噬菌体的裂解级联反应各阶段所表达的基因的功能
早期和准晚期的功能与 DNA的合成以及基因的表达有关,晚期的功能与噬菌体颗粒的装配有关。其中早期基因由宿主RNA聚合酶进行转录。中期基因也由宿主RNA聚-合酶转录,但还需要两个由噬菌体基因编码的产物:MotA及AsiA。中期基因的启动子缺乏一个30个基因的共同序列,而由一个Mot
A的结合序列代替。噬菌体蛋白质是一个活化子,它通过协助宿主RNA聚合酶键合来弥补启动子的缺乏。早期及中期基因实质上包含了所有的噬菌体功能,这些功能分别-与DNA合成、细胞结构修饰及噬菌体基因的转录和翻译相关。

3.  简述裂解级联反应环路
λ噬菌体裂解级联反应与溶源性的环路是互锁在一起的。裂解过程的级联反应本身是直线进行的,它由两个调控因子来控制此过程的连续阶段,因此裂解周期的这条环路是-与建立溶源性的环路互锁在一起的,当λ噬菌体DNA进入一个新的宿主细胞后,裂解途径和溶源途径以相同的方式启动,两者都需要立即早期及延迟早期基因的表达。但-接下来它们就以各自的路线去发展:如果晚期基因表达,则将按裂解路线发展;如果合成了抑制子,则溶源继而发生。

4. 简述通过空斑类型区分野生型和剧毒λ突变型
当一个细菌培养平板感染一种噬菌体病毒后,细胞将裂解产生名叫空斑的在平板上可见的一小块无菌区域。若使用野生型噬菌体,形成的空斑呈混浊状或云雾状,因为它们-含有一些已建立起了溶源性而不发生裂解的细胞。CI变异的作用是阻碍溶源性,于是空斑只含有裂解的细胞,这样的感染只产生清晰的空斑,有三个基因(CⅠ、CⅡ、-CⅢ)因为它们在这种表现型中的作用而得名。

5. 简述如何保持溶源性与裂解周期间的平衡
当抑制子处于完好状态时,C端域的二聚化保证当抑制子与DNA
结合时,它的两个N端域同时与DNA
接触。但是分解使C端域与N端域分离,这意味着N端域将不能再二聚化,使得单体与二聚体间的平衡被破坏。因此,抑制子从DNA
上脱离下来,使得裂解感染开始了。因此溶源性与裂解周期间的平衡依赖着抑制子的浓度。在溶源性细胞中,完整的抑制子保持着足够的浓度来保证对操纵子的结合。但如-果抑制子被裂解,该浓度就将不足,因为独立的N端域对操纵子的亲合性较低。过高的抑制子浓度使得不可能利用这种方法诱导产生裂解周期,当然抑制子的浓度过低则不-可能支持溶源性。对抑制子浓度的依赖很大程度上受到抑制子行为的影响。入抑制子仅以二聚体形式与DNA
结合。单体与二聚体的平衡依赖于蛋白质的浓度。平衡的结果是抑制子在低浓度时以单体形式存在而在高浓度时以二聚体形式存在(有效的DNA
结合方式)。因此,与操纵子的结合速率正比于单体浓度的平方,就是说遵循一个二级平衡。

6. 简单描述helix-turn-helix的接触模型
对于一个独立的单体,α -螺旋-3由9个氨基酸组成,
与前面的由7个氨基酸组成的α
-螺旋-2区域成一个角度。在二聚体中,两个相对的,螺旋-
3区域距离34 埃 , 这使它们合适地嵌入相邻的DNA
大沟。而helix-2区则以一定角度排列而使之越过大沟。helix-3与DNA的结合依靠氨基酸侧链与碱基对暴露的位置间的氢键。这个螺旋负责识别特异性的-目标DNA序列,并因此而被称为识别螺旋,负责与操纵基因上的碱基对的特异性联接,helix-2则在helix-3的定位中起了作用;同时在 PRM处,它也与-RNA聚合酶相作用。C端域则是抑制子二聚反应中所必需的。诱导的产生是由于N端域与C端域发生了断裂,它阻止
DNA 结合区以二聚体形式起作用。由此降低了他们对DNA
的亲和力而使之不能维持溶源性。helix-2与DNA的结合则采取与磷酸骨架有关的氢键的形成。这种作用对于联结来说是必需的。但并不控制目标识别的特异性。-际了这些接触作用之外,与DNA反应的很大一部分能量来自于离子与磷酸骨架的相互作用。抑制子—操纵基因的连接是协同地,因而一旦一个二聚体与第一个位点结合,-第二个二聚体将更容易地与相邻位点结合。
Helix-turn-helix模片同时也出现在其他结合DNA
的蛋白质中,这其中包括λCro,它与相同的操纵基因结合,但与独立的操纵基因位点的亲和力不同,这是由helx-3的序列决定的。

7. 简述CI、cII、cIII
抑制蛋白由CI基因编码,cII-cIII这对调控子是启动抑制子合成所必需的。cII
和cIII
基因同cI基因拥有同样的性质即在它们中的变异会形成清楚的噬菌斑,但cI
中的突变既不会产生也不会维持溶源过程。cII
或cIII变异子在确立溶原过程上也有困难,但一旦建立起溶原过程,它们通过cI
的自生循环就可以维持它。CⅡ蛋白直接作用于基因的表达,cⅡ蛋白在体内是非常不稳定的,因为在一种宿主蛋白HfA的活性作用下它将被分解。cⅢ的作用则在于保-持cⅡ蛋白不致水解。

8.简述cro基因的作用
cro编码阻抑蛋白,Cro则负责阻碍合成阻抑蛋白,这种作用关闭了建立溶源性的入口。cro突变体通常将进入溶源状态而不进入裂解循环,因为它们没有关闭抑制-子的表达的能力。Cro形成了一个小二聚体,该二聚体(每个亚基有9kD)在免疫区起作用,它有两个作用:阻碍通过维持路径合成抑制子,也就是说,它阻碍通过P-RM的进行的转录;阻碍从PL和PR 处进行早期基因的表达,这意味着:当一个噬菌体进入裂解旁路后,Cro同时负责阻碍启动子的合成和(继发地)关闭早期基因的-表达。Cro的功能是通过结合操纵基因来实现的,这些基因与(cI)抑制蛋白结合的操纵基因是同样的。Cro有一个区具有与抑制子相同的通用结构:一个heli-x-2与识别 helix-3之间互补地以一定角度放置。(其余结构是不同的,说明螺旋-转角-螺旋(helix-turn-helix)模板在各种序列中都可能-起作用。)与其它抑制子一样,Cro对称地与操纵基因结合。Cro单独与操纵基因位点结合,以OR3为起始,但不以协同方式进行。Cro对于裂解周期的进行是必-须的。它与OR的结合首先阻断了从PRM处合成抑制子,然后阻止早期基因的持续表达,在它与OL的结合时也有同样的效果。

9.简述有关溶源性与裂解性的选择
建立溶源性的初始化是抑制子在OL1和OR1 上的结合,在第一个位点的结合之后紧跟着是另一个抑制子二聚体协同地与OL2和OR2结合,这将关闭Cro的合成,-而开始通过PRM合成抑制子。进入裂解循环的初始事件是Cro与OR3的结合,这停止了从PRM开始的溶源性的支持路线。然后Cro必须与OR1或OR2和OL-1或OL2结合,从而关闭早期基因的表达。停止CⅡ和CⅢ的合成之后,这一动作又使得通过PRE的抑制子合成停止。抑制子的建构过程的关闭则发生在CⅡ和CⅢ的-降解之后。CⅡ对于溶源性与裂解性的切换有重要的影响。如果CⅡ有活性,通过建成路径启动子进行的抑制子合成是有效的;并且抑制子因此获得了对操纵基因的占领。-如果CⅡ没有活性,抑制子合成失败,那么Cro与操纵基因结合。在溶源性和裂解性之间的选择依赖于某次特定的感染后是抑制蛋白还是Cro占据了操纵基因。在被感-染的细胞中,CⅡ蛋白的稳定性是决定最终结局的关键因素。

10.请预测具有下列突变的λ噬菌体感染细菌的表型。并说明原因:
 1)具有阻止蛋白结合的λOR2的突变
 2)使λN基因失去作用的突变
 3)编码λcI蛋白的基因突变。

答:1)能够阻止蛋白结合的λOR2的突变体会导致裂解。OR2突变体能够防止Cro蛋白和阻抑蛋白与之结合。Cro基因表达不需要诱引物,因此可以高水平表达-。Cro蛋白也能与OR3进行非协同结合,由于有这种结合以及阻抑基因表达需要自身产物的自诱导,因此不能形成阻抑蛋白。Cro最终会关闭所有早期基因的表达,-并通过诱导从PQ开始的表达从而诱发中期和后期基因的表达。综上所述, Cro会摆脱阻抑蛋白的影响。

2)失活λN基因的突变会导致失活和降解。N基因的产物是一个抗终止子,是N和Cro基因外的其它基因表达所需的。其结果为大量缺陷的N蛋白和Cro蛋白的合成-。因此噬菌体既不能进入溶源状态也不能进入裂解途径,DNA最终被降解。

3)编码cI蛋白的基因发生突变时会导致快速裂解。产生没有功能的阻抑蛋白不能与OR和OL操纵基因结合,由于没有了竞争,Cro会摆脱阻抑蛋白的影响。

第12章
名词解释:
1.    复制子
答:任何在细胞里包含复制起始位点的DNA片段都可看成复制子。

2.    单复制
答:每个单倍体生物只有一个染色体,这种类型的复制就叫做单复制。

3.    D-loop结构
环状双链DNA的复制起始于一个特殊的位点。但最初仅一条母链(哺乳动物线立体DNA的H链)用作新链合成的模板。合成仅进行一小段距离,置换出保持单链的初始-互补链(L链)。这种结构称为D-loop结构。

4.    单拷贝控制系统
答:类似于细菌染色体在每次细胞分裂中只复制一次。单拷贝质粒能有效维持其与细菌染色体间的等量性。

5.    多拷贝控制系统
答:充许每个细胞循环中多次复制启始,导致每个细菌中有多个质粒拷贝。每个细菌染色体中多拷贝质粒都有典型数量(10—20个)

6.    逆转录
答:象RNAI那样和在同一区域被编码的RNA有互补功能,能够以DNA为模版进行转录的转录功能。

问答题
1.如何区分一个复制叉是单方向的还是双方向的?
答:1)对于有限的线性分子,我们使用电子显微镜测量在不同时刻“复制眼”的两端与DNA末端的距离的变化情况,如果复制是单向的,那么
“眼睛”只有一端能够移动,另一端是固定的;如果复制是双向的,则两边都移动,起始位点是两端的中间位置。
2)对于大型基因的不确定区域,可以用两次连续脉冲标记复制叉的运动,并能通过自动放射自显影照像区分出标记强度区分出;单向复制两端具有不同类型的标记,而双-向复制两端具有同一种类型的标记。这种方法常用来观察真核染色体的复制。
满足复制线性DNA末端的需要几种解决方案:

2.为确保细胞分裂正常进行,细菌复制子应发挥哪些作用?
答:1)起始复制循环。
    2)控制起始发生的频率。
    3) 将复制后的染色体分配到子细胞中。

3.细胞分裂中的复制有什么特征?
答:不管是原核生物还是真核生物,在一次细胞分裂过程中,基因组中的所有复制子都要被复制一次,而且只能复制一次。

4.简述滚动环式复制的机制
答:滚动环是环状DNA分子复制的形式之一。一个起始点上打开缺口而形成引物端,DNA的一条链由此端合成,取代了原先的伴随链并像尾巴一样挤出来,环继续滚动-,将形成多基因组。

5.细菌的复制和细胞的生长的两个联系:
答:1、复制循环的起始频率通过调整与细胞的生长相适应。
2、复制循环的完成与细胞的分裂相结合。

6.复制循环按两个常量形式定义
答:1、复制完全的细菌染色体时间约40min,这个固定时间被定义为C。
2、D是固定的20min,代表在复制完成一轮和它连接的细胞分裂之间的时间。

7.大肠杆菌E.coli染色体图谱的标准描绘原理
答:细菌染色体被转移的可能性主要依赖其与质粒F的oriT区的距离。离F整合因子位点近(在转化方向上)的细菌基因先进入受体菌,并且比那些距离远的后进入受-体菌的基因表现出较大的转移频率。这样就形成从F整合因子起递减的围绕染色体的转移频率的梯度。供体菌染色体的标记位置能够按转移发生的时间顺序被检测。

8. 简述满足复制一个末端的需要的四种途径
答:(1)将复制子变成一个环形分子,如T4或λ噬菌体。
(2)DNA形成异常结构,例如末端形成发夹结构从而没有自由末端,Paramecium的线形线粒体DNA复制时产生交联。
(3)末端可以变化,而不是精确的确定。真核染色体可能采用这种方案,染色体DNA末端的短重复序列的拷贝数不固定。增加或减少重复单位的机制使得不必恰好从最-末端开始复制。
(4)A蛋白质干扰使复制在真正的末端开始。几种病毒线形核酸有与5’末端碱基共价相连的蛋白。如腺病毒DNA,噬菌体φ29和脊髓灰质炎RNA病毒。

9.      简述fts 突变的意义
答:表明一种温度敏感的线状细菌。通常细胞形成无横隔的线状,多核规则地沿细胞长向分配。这表明缺陷在于细胞分裂过程本身。

10. 简述par (分裂)突变的意义
答:展示突变缺失位于染色体分裂,这是由于染色体DNA在细胞中的异常分配,无核细胞因此形成。这种缺陷可能位于DNA的操作。

11.简述trans突变(翻译突变)的意义
答:用于编码一种蛋白质,这种蛋白能引发细胞分裂,其中可能包含着可能与DNA结合的蛋白或着控制DNA可能外膜结合位点的活性。(已经发现两种类型的突变在质-粒分裂系统中对其负责。仅有翻译突变功能在细菌染色体中被发现)。

第13章
1  Some temperature-sensitive bacterial mutants stop replication
immediately following elevation of temperature, whereas others continue
to replicate their DNA for a period of time before they cease this
activity, and still others continue until a round of replication is
completed. How might these three types of mutants differ?
2  Draw a partially double-stranded DNA molecule that would not serve
as a template for DNA     synthesis by DNA polymerase I.
3  E.coli chromosome contains 4639221 base pairs. How many turns of the
double helix must be   unwound during replication of the E.coli
chromosome.How many okazaki fragments would be   formed,and how are
they assembled in the correct order?
4  What factors promote the fiedelity of replication duing the
synthesis of the leading strand of DNA? Would the lagging strand to be
made with the same fidelity as that of leading strand?

选择题
1 Base deamination can cause single base pair mutations because

a. Deaminated G structurally resembles U.
b. Deaminated G can base pair with U.
c. Deaminated C structurally resembles A.
d. Deaminated C can base pair with A.

2 In E. coli, parental DNA strands are distinguishable from newly
synthesized daughter DNA strands because

a. Parental strands are methylated and daughter strands are
unmethylated.
b. Parental strands are unmethylated and daughter strands are
methylated.
c. Parental strands are depurinated and daughter strands are not.
d. Parental strands contain point mutations and daughter strands
contain deletions.

3  A bacterial strain containing a mutant MutS protein that binds
equally well to methylated and unmethylated DNA would be expected to

a. Repair a single-base mismatch predominantly to the wild-type
nucleotide.
b. Repair a single-base mismatch predominantly to the mutant
nucleotide.
c. Repair a single-base mismatch half of the time to the wild type and
half of the time to the mutant nucleotide.
d. Be unable to correct a base pair mismatch.

4   Which of the following enzymatic activities does not play a role in
mismatch repair:

a. Helicase.
b. Single-stranded exonuclease.
c. DNA ligase.
d. Primase.

5  Which of the following enzymatic activities is not required for the
double-strand break repair model:

a. DNA endonuclease.
b. 5→ 3 exonuclease.
c. 3 → 5 exonuclease.
d. DNA synthesis.

第14章
Q1:
基因重组的大致类型及其特点?
A1:
同源重组发生在同源DNA序列间,其重要特征是相关的酶可以以任何的同源序列以为底物。
专一性位点重组发生在噬菌体和细菌的特定的有一定同源性的DNA序列中。这个过程中的酶只对特定的目标序列起作用。
还有一类重组允许一个DNA序列插入到另一段序列中,而不需要具有同源性。比如转座。
基因拷贝选择被RNA病毒采用,在合成RAN的过程中聚合酶由一个模板转移至另一个模板,使得一个新的合成产物联接了两个亲代的序列信息。

Q2
为什么说双链DNA交换的结果总能产生一段异源DNA,但交换不一定伴随着侧翼区域的重组?
A2
由链交换产生的连接分子必须分解成两独立的双链分子。分解的过程需要另一个切口。反应的结果决定于切口发生在哪一条链上。
如果切口发生在最初没有切口的两条链上,那么来自亲代一方的DNA双链与来自亲代另一方的DNA双链通过一段异源DNA共价连接。在位于异源DNA双螺旋区域的-一点上的记号两侧都可能发生重组事件。(接合重组)
如果开始被切割的两条链再被切割,另外的两条链将保持不变。这个切割释放最初的亲代双链分子,除了有一段异源双链DNA显示发生过重组,其它的部分保持不变。(-拼凑重组)

Q3
重组模型的单链侵入模型与双链断裂模型之间的异同?
A3
相同之处:均形成了异源DNA杂合体
不同之处:

单链侵入——起始染色体作为遗传信息的提供者,只有一处断裂,不伴随遗传信息的永久性丢失;

双链断裂——起始染色体作为遗传信息的受体,并在两处断裂,伴随有遗传信息的永久性丢失;

Q4
联会复合物是不是重组的原因?
A4
联会丝复合物并非引起重组的原因,因为一些缺少正常联会丝复合物的突变型也能产生重组。然而,那些不能发生重组的突变也不能产生联会丝复合物,这表明,联会丝复-合物的形成只是染色体配对重组的结果

Q5
Chi位点的作用?
A5
这些位点有恒定的不对称8bp序列:
5’GCTGGTGG  3’3’CGACCACC  5’
Chi序列刺激它周围地区发生重组,即在至多10kb的范围内。Chi位点可被一个断裂双链所激活,断裂点距离一个特定点几kb,并且对方位有依赖性。

Q6
简述E.coli中Rec系统的功能
A6
RecBCD 核酸酶在一侧接近chi.序列,沿双链向前移动并解开双链。在chi位点,内切核酸酶切断一单链,RecD释放,RecBC继续解旋。RecA缚着-在单链上而成为细丝,于是双链便合并,可能形成一些三链结构的种类。部分双链与完全双链分子之间的反应导致了链交换。

Q7
简述E.coli中Ruv系统的作用
A7
在大肠杆菌内重组后期有三种酶参与作用,ruvA与ruvB的产物增加了异性双链结构的形成,
RuvA辨认连合结构,RuvB是一个ATP解旋酶,,RuvC编码了一个核酸内切酶,它能确精地辨认出Holliday结合处,并能在体外将重组的中间产物分-开。

Q8
细胞内修复系统的分类
A8
直接修复
切除修复
错配修复
容许系统
挽回系统

Q9
Uvr 系统简述
A9
首先,uvrA与uvrB结合成一个UvrAB,它可以识别嘌呤二聚体和其他一些较大的病变区。之后,UvrA与UvrB分离(需ATP参与),UvrC与Uv-rB结合。UvrBC结合体从被损坏链的5’端切割掉7个核苷酸,从3’端切割掉3-4个核苷酸,这一过程也需要ATP参与。UvrD是一个解旋酶,它促使DN-A双链解开,从而将被切掉的单链从两切点间去除。将损坏链去除的酶可能是DNA合成酶I。

Q10
SOS反应简述
A10
反应初始是Rec蛋白被损坏 DNA激活,而RecA的激活会引起lexA产物的蛋白酶剪切。这样就会钝化lexA的阻遏功能,同时诱导它的所有操纵子。受lex-A阻遏的许多基因都有修复功能。当诱导信号去除时,RecA失去了使LexA剪切的能力。这时,LexA被大量表达。由于缺乏有活性的RexA,LexA蛋白迅-速积累并关闭了sos基因。

第15章
基本概念:
转座子:指能将自身插入基因组中一个在序列上无关的新位点的DNA序列。病毒、细菌、和真核细胞的质粒或基因组中含有转座子。多数转座子在插入新位点的过程中依-赖其特异的插入序列去完成。转座子插入后可影响所在位置的基因的表达。
插入序列:转座子最初以自发形式插入细菌操纵系统。这样一个插入阻止了已经
插入了的基因的转录和翻译。许多不同类型的转座子已经被辨别。这样简单的转座子被称为插入序列
简答:
换位因子如何促进基因组的重排?
答:能够直接或间接地促进基因组的重排:
移码活动本身可以导致缺失,倒置,或者致使一个多重序列移动到一个新的位置。转座子还可作为一种可以重组细胞系统同源性轻便区域的酶作用物;不同位置的转座子的-两个拷贝(甚至在不同的染色体上)可以为互补重组提供位点。这样互换导致了缺失,插入,倒置,或是易位。

简述复制与非复制机理中的转座机制?
答:在复制转座作用中,因子在反应中被复制,以致转座的实体是最初因子的拷贝。在非复制转座作用中,转座因子像物理实体那样直接地从一个位点移动到另一个位点,-而且被保存。

综合题:
绘制出具有重复臂的复合转座子的结构?
答:两个臂进由相同或(更经常的)相反方向的相似序列组成。

Arm L   Central Region  Arm R

如果是相反方向,则结构是:

Arm L   Central Region  Arm R

箭头示两臂的取向,它由左向右按转座子的遗传图被标为(人为的)左和右。

1.    复制型转座和非复制型转座有什么特点?
答:两者(包括一部分非复制型转座)都有交叉结构的形成:转座子和靶部位的两端都被切割,然后它们的末端结合起来形成交叉结构。
但是,在复制型转座中,交叉结构的3’末端为引物开始复制,使得一个结构中有两个转座子,形成了共同体,即在两个复制子的交界处,有两个转座子。
而非复制转座中,由于切割使得交叉结构分离,这时,转座子插入到目标DNA中,两端是目标DNA的正向重复序列,而供体中的空白被修复。

2.    Mu 转座子工作的机理?
答:包括三个阶段:1,MuA转座酶结合到转座子两个末端,形成一个四聚体,并使Mu的两个末端接触;2,转座酶以反式作用方式切割DNA的两个末端(结合在左-末端的切割右末端),3,链转移,MuB协助,同样以反式作用,使得转座子切割的两个末端与靶部位的两个末端相连接。

3.    TnA转座的过程?
答:TnA转座子有反向末端重复,一个内部解离 res位点,和三个已知基因,分别编码转座酶,解离酶和抗性蛋白,转座酶识别转座子的末端,并切割靶部位的两个末-端;解离酶有两种功能,可以抑止基因地表达,还可以充当解离酶的功能。解离酶的四个亚单位,分别结合到重组的res位点上,分别切割一个单链,然后四个亚单位的-相对重排就移动了DNA链,然后切口被结合起来。

4.    Tn10转座中的几种调控方式?
答:A, 多拷贝抑止:OUT RNA的启动子比IN
RNA要强,而且OUT RNA要比IN RNA稳定,所以OUT RNA要比IN
RNA要多,使得后者大部分被前者结合而得不到表达,从而抑止了转座酶基因的翻译。
B,
顺式倾向:酶只能有效的作用于它转录和翻译的模板
C,dam甲基化修饰系统:通过与两个位点的甲基化,来抑止了转座频率;
这些使得当细菌中转座子数量增多时,并未导致过多的转座发生。

5.      果蝇中有哪种转座子会诱发杂种不育?说明一下它导致杂种不育的过程。
答:果蝇中的P转座子会诱发杂种不育。P转座子原初转录产物有4个外含子和3个内含子。在体细胞中,只有前两个内含子被切除,产生的mRNA翻译产物包含一个转-座阻遏蛋白,它阻止了P转座子的转座。而在卵细胞中,第3个内含子也被切除,P转座子就具有了转座的活性,从而能够插入基因组W位点引起杂种不育。

6.      玉米中的控制因子分为哪两类,它们的功能分别是什么?
答:玉米中的控制因子分为自主性因子和非自主性因子。自主性因子具有自主剪接和转座的功能。非自主性因子单独存在时是稳定的,不能转座,只有当基因组中存在与此-非自主性因子同家族的自主性因子时,才具有与自主性因子相同的功能。

7.      转座作用的遗传学效应是什么,最少说出3点。
答:转座引起插入突变。转座产生新的基因。转座产生染色体变化。转座引起生物进化。

8.      Dspm因子和spm因子的关系是什么?spm因子中的转录区中有哪些主要的功能区?
答:Dspm即为defective Spm,是功能型Spm的缺失突变体。
主要有tnpA和tnpB。前者基因产物的主要功能是切割转座子序列。后者可提供能直接与转座子两端13bp倒转重复区相结合,引起DNA切割和转移。

第16章
概念题
反转录因子指以RNA为介导通过反转录来移动,以cDNA形式整合到基因组中的遗传因子。这些因子是真核生物所特有的,并是可转移DNA的主要形式。
反转录因子可分为两类主要的家族。病毒家族包括反转录病毒和在结构和转座机制上类似于反转录病毒的的非病毒转座子(它们被称为反转录转座子)。非病毒家族包括与-反转录病毒的结构和转座机制不同的自由转座子(它们被称为反转座子)和因得到外来的反转录酶的反式作用而发生偶然移动的DNA序列,这些序列称为反转录序列,细-胞mRNA中与之对应的是反转录基因。
反转录病毒
一种必须整合到寄主基因组才能复制,且复制以RNA为中间体的病毒,其特征是两侧具有LTRs和三个开放阅读框gag,pol,env。其中pol编码反转录酶-,它只在真核生物中发现。
反转录转座子
一种有反转录病毒特征但缺少形成感染粒子能力的移动因子,
反转座子 .
与反转录病毒的结构和转座机制不同,但可编码反转录酶的自由转座子。
反转录序列
结构与反转录子相似,但失去了反转录酶整合酶功能的移动因子,其需反式提供。
简答题
1.    列出转染病毒正链RNA掺入到宿主双链DNA的详细过程。
答:
(1)病毒颗粒将正链RNA基因组携带到宿主细胞中。
(2)宿主tRNA与病毒RNA下游的US区域进行退火。
(3)反转录酶以tRNA作为引物开始合成负链DNA。
(4)反转录酶终止在模板的末端,形成强终止负链DNA。
(5)反转录酶的RNA酶H活性消化对应于R区的模板RNA的5`末端(RNA酶H能降解DNA与RNA杂合双链中的RNA链)。
(6)强终止负链DNA与病毒3`末端的R区退火。
(7)反转录酶催化强终止负链DNA延伸成一长负链DNA,而且其5`末端仍保留tRNA引物。
(8)切除tRNA引物。
 (9)大部分病毒RNA被降解。
    (
10)由剩下的病毒RNA引发强终止正链DNA的合成,注意这一过程同样是由反转录酶以DNA作为模板催化完成。
    ( 11)强终止正链DNA与长负链DNA
3`末端的US区退火配对。
    ( 12)正链不断延伸直至全部合成。
        ( 13)负链合成以5`端 U3元件的3`末端合成。
2.    描述酵母Ty元件的结构。它与反转录病毒有何相似之处?为什么它不形成感染粒子?
答:
Ty元件的每一端均是一

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