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分子生物学复习题及答案(附带模拟考卷)

来源:用户分享 时间:2025/7/8 19:38:09 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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内主要是这种复制方式;②由RF型双链DNA复制RF型双链DNA,噬菌体基因大量表达。感染后1~20min内是此种方式,约产生60个RF型双链DNA,RF型复制需要噬菌体基因编码的A蛋白;③由RF型DNA分子以滚动环式复制产生噬菌体正链。ФX174噬菌体DNA的基因A在复制调控中起着关键的作用。

真核生物有多种DNA聚合酶。从哺乳动物细胞中分离出了5种,分别为α、β、γ、δ、ε,5-氟脱氧尿苷能抑制胸腺嘧啶核苷酸的合成,是DNA合成的强烈抑制剂。

11.什么是DNA的损伤? DNA结构的改变有哪两种类型? DNA分子碱基自发性化学改变

可造成哪五种因素的损伤?写出其要点.化学因素引起的DNA损伤主要有哪几种? 写出要点.

DNA损伤指在生物体生命过程中DNA双螺旋结构发生的任何改变。DNA结构发生的改变主要分为两种:一是单个碱基的改变,二是双螺旋结构的异常扭曲。

碱基自发性化学改变的这类损伤包括五种因素:碱基之间的互变异构、碱基脱氨基、自发的脱嘌呤和脱嘧啶、活性氧引起的诱变及细胞代谢产物对DNA的损伤等。互变异构指DNA分子中的4种碱基自发地使氢原子改变位置,产生互变异构体,进一步使碱基配对的式发生改变,这样在复制后的子链上就可能出现错误。

碱基的脱氨基作用是指胞嘧啶(C)、(A)和(G)分子结构中都含有环外氨基,氨基有时会自发脱落,结果C变为(U).A变为(I),G变为黄嘌呤(X),当DNA复制时,会在子链中产生错误而导致损伤。自发的脱嘌呤和脱嘧啶作用是指DNA分子在生理条件下可通过自发性水解,使嘌呤碱和嘧啶碱从磷酸脱氧核糖骨架上脱落下来。活性氧为氧分子电子数大于O2的O2。8-oxoG (GO) 是一种氧化碱基(7,8-二氢-8-氧代鸟嘌呤),可与C、A配对,而DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ的校正活性不能校正其错配,造成GC→TA的颠换,这种损伤可以积累。

有些糖分子如葡萄糖和碱基氧化产物6—磷酸葡萄糖能与DNA反应,产生明显的结构上以及生物学方面的变化。

化学因素引起的DNA损伤主要有: 1.

烷化剂对DNA的损伤 烷化剂是一类亲电子的化合物,极容易与生物体中的有机物大分子的亲核位点起反应。当烷化剂和DNA作用时,就可以将烷基加到核酸的碱基上去。

2.

2. 碱基类似物对DNA的损伤 碱基类似物是一类结构与碱基相似的人工合成化合物,由于它们的结构与碱基相似,进入细胞后能替代正常的碱基掺入到DNA链中,干扰DNA的正常合成。

12 .写出细胞对DNA损伤的五种修复系统,SOS应急反应、 SOS反应由什么物引起? 基因突变的概念、类型.

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细胞对DNA损伤的修复系统主要有五种:即切除修复、错配修复、直接修复、重组修复和易错修复。

许多能造成DNA损伤、或抑制DNA复制的过程能引起一系列复杂的诱导效应,这种效应称为应急反应(SOS response)SOS反应包括诱导DNA损伤修复、诱变效应、细胞分裂的抑制以及溶原性细菌释放噬菌体等,细胞癌变也与SOS反应有关。SOS反应诱导的修复系统包括:避免差错的修复(error free repair)和易产生差错的修复(error prone repair)两类。SOS反应由RecA蛋白和LexA阻遏物相互作用引起。

基因突变(mutation)是在基因内的遗传物质发生可遗传的结构和数量的变化,通常产生一定的表型。

广义的突变包括染色体畸变和基因突变。其图变得类型包括基因突变有以下多种类型:碱基对置换DNA错配碱基在复制后被固定下来,由原来的一个碱基对被另一个碱基对所取代,又称为点突变。

碱基对置换有两种类型:即转换 是在两种嘧啶或两种嘌呤之间的互换;颠换发生在嘧啶与嘌呤或嘌呤与嘧啶之间的互换。碱基替换通常仅发生在一个碱基上。

插入突变有两种方式:①拷贝或复制移动,②非拷贝移换。同义突变又称无声突变或中性突变。错义突变是基因突变改变了所编码的氨基酸的种类或位置的突变,能不同程度地影响蛋白质或酶的活性。当氨基酸密码子变为终止密码子时,称为无义突变,它导致翻译提前结束。移码突变是由于一个或多个非三整倍数的核苷酸对插入或缺失,导致编码区该位点后的三联体密码子阅读框架改变,从而使后面的氨基酸都发生错误,使该基因产物完全失活;如出现终止密码子则也可使翻译提前结束。

缺失突变指一个或多个碱基从一段DNA序列中被删除,或较长核苷酸序列丢失引起的突变,这种突变难以被回复。襂漏突变是突变基因的产物尚有部分活性的错义突变,是表型界于野生型与完全突变型之间的某种状态。从突变体又恢复原先野生型表现型的突变过程称为回复突变。

变热点DNA分子上任意位点发生突变的频率并不相等,在某些位点发生突变的频率远远高于其平均数,称为突变热点。

13.写出同源重组、Holliday模型、DNA重组有关的酶、转座子的概念、转座原件最初

在什么生物中发现 ?转座子如何分类?插入序列?复合型转座子与IS元件有何异同?DNA转作引起什么遗传效应?逆转录因子?

同源重组(homologous recombination)又称一般性重组,由两条同源区的DNA分子,通过配对、链断裂和再连接,而产生的片段间交换的过程。

Robin Holliday于1964年提出了同源重组模型(图6—1)。模型中,有四个关键步骤:①两个同源染色体DNA排列整齐;②一个DNA的一条链裂断并与另一个DNA对应的

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链连接,形成的连接分子,称为Holliday中间体;③通过分支移动产生异源双链DNA;④Holliday中间体切开并修复,形成两个双链重组体DNA。根据链裂断切开的方式不同,得到的重组产物也不同。如果切开的链与原来断裂的是同一条链(见Holliday模型左边的产物),重组体含有一段异源双链区,其两侧来自同一亲本DNA,称为片段重组体。但如切开的链并非原来断裂的链(模型右边产物),重组体异源双链区的两侧来自不同亲本DNA,称为拼接重组体。

与重组有关的酶研究最多的还是大肠杆菌的酶。在大肠杆菌中,Rec A蛋白参与重组是最关键的步骤。

Rec A有两个主要的功能:诱发 SOS反应和促进DNA单链的同化。数千Rec A单体协同聚集在单链上,形成螺旋状纤丝(helical filament)。Rec F、Rec O和 Rec R蛋白调节 Rec A纤丝的装配和拆卸。单链 DNA可以由许多途径产生,Rec BCD酶是产生参与重组的 DNA单链主要途径。一旦 Holliday中间体形成,即由 Ruv A和 Ruv B蛋白促进异源双链的形成。同源重组最后由 Ruv C将 Holliday联结体切开,并由 DNA聚合酶和 DNA连接酶进行修复合成。

转座子(transposon)是在基因组中可以移动的一段DNA序列一个转座子由基因组的一个位置转移到另一个位置的过程称为转座。

由转座子引起的转座过程有以下特征:①能从基因组的一个位点转移到另一个位点,从一个复制子转移到另一个复制子;②不以独立的形式存在(如噬菌体或质粒DNA),而是在基因组内由一个部位直接转移到另一部位;③转座子编码其自身的转座酶,每次移动时携带转座必需的基因一起在基因组内跃迁,所以转座子又称跳跃基因;④转座的频率很低,且插入是随机的,不依赖于转座子(供体)和靶位点(受体)之间的任何序列同源性;⑤转座子可插入到一个结构基因或基因调节序列内,引起基因表达内容的改变,例如使该基因失活,如果是重要的基因则可能导致细胞死亡。

转座元件最初由Barbara McClintock于上个世纪40年代在玉米的遗传学研究中发现的,当时称为控制元件(controlling element)。

到目前为止,已对多种不同类型的转座元件进行了鉴定。最简单的转座子称为插入序列(insertion sequence IS),简称IS因子。

另一类是复合转座子,以Tn表示。根据结构不同分为两种类型:I型:其两个末端由相同的IS序列构成,IS序列有正向和反向两种排列方式;Ⅱ型:其两末端由38 bp的反向重复序列组成,如TnA族转座子。

复合型转座子具有转位因子的三个共性:①末端反向重复序列,为转座酶所必需;②中间的开放阅读框架(ORF)作为标记基因;③转位后,靶位点成为正向重复序列。其不同点是:。IS因子是一种较小的转座因子,只含有与转座有关的酶基因,不含抗药性等其

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它基因。其本身不具有表型效应,只有当它转座到某一基因附近或插入某一基因内部后,引起该基因失活或产生极性效应时,才能判断其存在。而Tn除了有转座酶基因外,还带有药物抗性基因(或其相关基因)标志,因结构较大而复杂。

转座因子首先是因其可导致突变而被认识的。当它插入靶基因后,使基因突变失活,这是转座子的最直接效应;当转座因子自发插入细菌的操纵子时,即可阻止它所在基因的转录和翻译,并且由于转座因子带有终止子,其插入影响操纵子下游基因的表达,从而表现出极性(方向性),由此产生的突变只能在转座子被切除后才能恢复;转座因子的存在一般能引起宿主染色体DNA重组,造成染色体断裂、重复、缺失、倒位及易位等,是基因突变和重排的重要原因;转座因子也可通过干扰宿主基因与其调控元件之间的关系或转座子本身的作用而影响邻近基因的表达,从而改变宿主的表型。归纳以上,转座子引起的遗传学效应可有以下几个方面:

① 10-10 频率转座,引起插入突变; ② ②插入位置染色体DNA重排而出现新基因; ③ ③影响插入位置邻近基因的表达,使宿主表型改变; ④ ④转座子插入染色体后引起两侧染色体畸变。

将从DNA→DNA的转移过程称转座,从DNA→RNA→DNA的转移过程叫反转录转座。后者是经RNA介导的转座过程。

经RNA中间体介导的转座是真核生物所特有的过程。逆转录病毒能够将RNA病毒基因组中的DNA拷贝(原病毒)整合到宿主细胞染色体中。

14.细菌RNA聚合酶的组成、结构、催化特点如何?真核生物的RNA聚合酶是如何区分的?有几类?几种不同真核生物的RNA聚合酶分别转录哪些RNA?

已从大肠杆菌等细菌中纯化了RNA聚合酶。全酶(holoenzyme)相对分子质量465 000,至少由五个亚基(α2ββ′ω)和ζ亚基组成,无ζ亚基的酶称为 核心酶(core enzyme) 核心酶不具有起始聚合酶活性,只能使已经开始合成的RNA链延长。即开始合成RNA链时必需有ζ亚基参与作用,因此称ζ亚基为起始亚基。α亚基由rpoA基因编码,它对核心酶的组装和识别启动子必需的。β亚基由rpo B基因编码,是RNA聚合酶的催化中心。β亚基有两个结构域,分别负责转录的起始和延伸。β'亚基是一个碱性蛋白,由rpoC基因编码。与DNA之间借静电引力相结合;β'亚基可结合两个Zn,后者与RNA聚合酶的催化作用有关。ζ亚基的功能是引导RNA聚合酶稳定结合到启动子上。ζ因子在识别启动子时起关键作用,但对延伸并不重要。它是通过将核心酶对非特异序列的亲和力降低10倍,同时增加其对特异序列的亲和力作为起始亚基的。许多原核生物有多种ζ因子。

真核生物的基因组比原核生物大,RNA聚合酶结构更复杂。相对分子质量大都在500 000左右,有8~14个亚基,并含有Zn。

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