第十章 复制
名词解释：
半保留复制：DNA复制是以DNA的两条链为模板，以dNTP为原料，在DNA聚合酶的作用下按照碱基配对规律合成新的互补连，这样形成的两个子代DNA分子与原来的DNA分子完全相同，故称之为复制。又因子代DNA分子的双链其中一条来自亲代，另一条是新合成的，故名半保留复制。
冈崎片段：DNA复制时，随从链复制中的不连续片段，命名为冈崎片段。
端粒：是真核生物染色体线性DNA分子末端的结构。形态学上，DNA末端与它的结合蛋白质紧密结合，像两顶帽子那样盖在染色体两端，使染色体DNA末端膨大成粒状。 框移突变：指三联体密码的阅读方式改变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变，其后果是翻译出的蛋白质可能完全不同。
切除修复：细胞内最重要的修复机制，主要是DNA聚合酶Ⅰ及连接酶执行。
反转录：以RNA为模板在反转录酶作用下合成DNA的过程叫做反转录。反转录在病毒致癌过程中起着重要作用；在基因工程中，可用于mRNA为模板合成cDNA的实验中。 引发体：是复制起始时形成的，原核生物DnaB（解螺旋酶）、DnaC、DnaG（引物酶）等蛋白质结合到DNA复制起始区域形成的复合结构，称为引发体。
Klenow片段：是原核生物DNA-polI经特异的蛋白质酶水解后产生的大片段，具有3’?5’核酸外切酶活性和聚合活性，实验室合成DNA及分子生物学研究上，常用Klenow片段代替DNA聚合酶。
1. 试述参与原核生物DNA复制过程所需的物质及其作用
①双链DNA：解开成单链的两条链都作为模板指导DNA的合成；
②dNTP：复制的原料；
③DNA聚合酶：即依赖于DNA的DNA聚合酶，合成子链；原核生物中DNA-polⅢ是真正的复制酶，DNA-polⅠ的作用是切除引物、填补空隙和修复。 ④引物：一小段RNA，提供游离的3’-OH。
⑤其他的一些酶和蛋白因子：解链酶，解开DNA双链；DNA拓扑异构酶Ⅰ、Ⅱ，松弛DNA超螺旋，理顺打结的DNA链；引物酶，合成RNA引物；单链DNA结合蛋白（SSB），结合并稳定解开的单链；DNA连接酶，连接随从链中两个相邻的DNA片段。 2. 原核生物复制起始的相关蛋白质有哪些？各有何功能？ 蛋白质（基因） 通用名 DnaA（dnaA） DnaB（dnaB） DnaC（dnaC） DnaG（dnaG）
SSB
拓扑异构酶（gyrA，B）
3. 端粒酶的分子组成有何特点？有什么功能？
端粒酶是一种由RNA和蛋白质组成的反转录酶，它能在没有DNA模板的情况下，以自身的RNA为模板，通过反转录作用，延伸端粒3’-末端的寡聚脱氧核苷酸片段，催化合成端粒DNA，保证染色体复制的完整性。
4.简述反转录的基本过程，反转录现象的发现在生命科学研究中有何重大研究价值？ 过程：（1）以RNA为模板，在反转录酶催化下合成RNA-DNA杂化双链； （2）由RnaseH水解RNA-DNA杂化双链中的RNA链。合成的DNA称cDNA；
解螺旋酶
引物酶
单链DNA结合蛋白
功能
辨认起始点 解开DNA双链 运送和协同DnaB 催化RNA引物生成 稳定已解开的单链 理顺DNA链
（3）以新合成的cDNA链为模板，由反转录酶催化合成cDNA双链。 意义（1）补充并完善了中心法则；
（2）反转录病毒中有致癌病毒，人类免疫缺陷病毒（HIV）等；其研究关系到严重危害人类健康的某些疾病发病机制、诊断、治疗。
（3）反转录病毒是分子生物学研究的重要工具，广泛应用于真核基因表达，基因转染等重要研究方法上，是一种基因治疗的重要基因载体。 5. 复制和转录过程异同点（2004）
模板 原料 配对 聚合酶 产物
复制 2 股链均复制 dNTP
A-T；G-C DNA聚合酶 半保留复制
相 异
转录 模板链转录 NTP
A-U；T-A；G-C
相同或相似
DNA
核苷三磷酸 遵从碱基配对
RNA聚合酶 依赖DNA的聚合酶 mRNA，tRNA，rRNA 多核苷链
6.讨论复制保真性的机制
复制的保真性可由以下三种机制保证：①子链DNA链依照母链模板按碱基配对规律生成，保证子代DNA与母链DNA双链在碱基序列上的一致性，从而保留了亲代的全部遗传信息。这是最基本的机制。②碱基选择功能：DNA-polⅢ能依据碱基的化学构型表现不同的亲和力，实现正确的碱基选择，保证了在各种底物都存在下，能选择正确配对的碱基合成子链；③复制中如出现错配，DNA-polⅠ有即时校读功能，切除错配碱基，使正确配对的碱基掺入子链。 7.什么是冈崎片段？合成结束时，冈崎片段是如何连接的？
冈崎片段是随从链上不连续合成的片段，原核生物长度约1000-2000个核苷酸，真核生物较短，约数百个核苷酸，其合成方向也是5’?3’，每个冈崎片段都带有1个RNA引物。 复制终止时冈崎片段的连接需要以下三个步骤：①RNA酶水解引物；②留下的空缺由DNApolI填补；③DNA连接酶连接缺口。
第十一章转录
练习题
名词解释：
转录启动子：位于转录起始5’上游端，由RNA-pol识别并结合的DNA序列。 不对称转录：转录以基因的一条链为模板，另一条链为编码链（不转录）；染色体DNA的各种基因转录并不都在同一条链上，故称为不对称转录。
编码链：转录中与模板链互补的DNA链，因其碱基序列、走行方向与转录产物RNA一致，仅T换为U而已，故名为编码链。
内含子：DNA及hnRNA分子中的能转录而不能编码氨基酸的序列。 外显子：DNA及hnRNA分子中的能转录又能编码氨基酸的序列。
真核转录因子：RNA聚合酶Ⅱ启动转录时，需要一些称为转录因子的蛋白质，才能形成有
活性的转录复合体。所有的RNA聚合酶Ⅱ都需要通用转录因子（general transcription factors），这些通用转录因子有TFⅡA、TFⅡB、TFⅡD、TFⅡE、TFⅡF、TFⅡH，在真核生物进化中高度保守。
mRNA splicing：取出初级转录产物上的内含子，把外显子连接成为成熟的RNA，称为剪接。 核酶（ribozyme）：是一类特殊构型的RNA，具有酶的特性，能自我催化分解。 TATA盒：大肠杆菌RNA聚合酶与DNA结合的范围是从转录起始点的上游约70bp至转录起始点下游约30bp处，也就是某基因的启动子的区域是该基因的-70至+30.分析比较了许多种细菌由最常见的RNA聚合酶全酶（具有δ亚基）识别结合的启动子序列发现：这些启
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动子在-10和-35区域的短序列相似，这种短序列对δ亚基和启动子的识别与结合十分重要。-10区域的共有序列（congsensus sequence）是TATAAT，此序列称为pribnow box。 羧基末端结构域（carboxyl-terminal domain,CTD）：RNA聚合酶Ⅱ最大亚基的羧基末端有一段共有序列为Tyr（酪）-Ser-Pro-Thr（苏）-Ser-Pro（脯）-Ser（丝）的重复片段，称为羧基末端结构域。RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ没有CTD。所有真核生物的RNA聚合酶Ⅱ都具有CTD，只是7个氨基酸共有序列的重复程度不同。 问答题：
1.简述原核生物的转录过程
①起始阶段：RNA聚合酶在相关因子协助下，识别并结合于转录起始位点，DNA局部形成转录空泡。
②延长阶段：RNA-pol的核心酶催化为主，使RNA5’?3’延伸。
③终止阶段：在ρ因子作用下或DNA模板转录终止区有特殊序列RNA3’端易形成茎环状及出现polyU而促使RNA合成终止与DNA分离。
2.RNA复制：以RNA为模板合成RNA。反转录病毒以外的RNA病毒在宿主细胞以病毒的单链RNA为模板合成RNA，由RNA依赖的RNA聚合酶RNA- dependent RNA polymerase）催化，常见于病毒。
3.转录产物为5’-ACGUAU-3’，写出与之对应的模板链、编码链（注明其两端） 模板链：5’-ATACGT-3’ 编码链：5’-ACGTAT-3’
4. 试比较DNA聚合酶、RNA聚合酶、反转录酶和RNA复制酶在不同核酸生物合成中的作用有哪些异同？ 酶 模板 底物 dNTP dNTP NTP NTP 引物 RNA tRNA 方向 功用 DNA聚合酶（DDRP） 双链DNA 反转录酶（RDDP） 5’?3’ 复制 5’?3’ 反转录 70
RNA聚合酶（RDRP） 基因DNA中的一条链 NTP RNA 不需要 5’?3’ 转录 RNA复制酶（RDRP） RNA 引物酶 DNA3’端序列 不需要 5’?3’ RNA复制 不需要 5’?3’ 合成引物 5.试述原核RNA的生物合成主要过程 RNA生物合成包括转录与RNA复制。 原核生物的转录过程包括：
（1）起始阶段：RNA聚合酶在相关因子协助下，识别并结合于转录起始位点，DNA局部形成转录空泡。
（2）延长阶段：RNA聚合酶核心酶催化为主，使RNA5’?3’延伸。
（3）终止阶段：在ρ因子作用下或DNA模板转录终止区有特殊序列RNA3’端易形成茎环状及出现polyU而促使RNA合成终止与DNA分离。
RNA复制是以RNA为模板合成RNA。反转录病毒以外的RNA病毒在宿主细胞以病毒的单链RNA为模板合成RNA，由RNA依赖的RNA聚合酶催化，常见于病毒。
6.RNA转录体系中有哪些主要成分，各有何重要功能？
? DNA的完整转录单位-启动子与结构基因（双链DNA中一条链为模板链）； ? NTP:合成RNA的原料；
? RNA-pol：促进转录的起始与延长； ? Ρ因子：促进转录的终止。 7.真核生物RNA转录后如何加工修饰？
mRNA前体：5’端加mGppp“帽”；3’端加polyA尾；去掉内含子，拼接外显子； tRNA前体：（1）剪去5’和3’端多余碱基； （2）3’端加-CCA尾；（3）柄环结构的一些碱基经化学修饰后形成稀有碱基，如嘌呤甲基化为甲基嘌呤；某些尿嘧啶还原为二氢尿嘧啶（DHU）；某些腺嘌呤脱去氨基形成次黄嘌呤核苷酸（I）；尿嘧啶核苷变成假尿嘧啶核苷（Ψ）等。（4）中间剪接除去内含子。
rRNA前体：剪切（如45S?5.8S、18S、28S）与蛋白质结合。
8.预计在真核生物RNA转录物中的5’（AAUAAA）序列发生突变可能造成的影响
5’（AAUAAA）为转录终止修饰点，其变异会引起polyA尾及帽子结构产生异常，会导致RNA降解。
第十二章 蛋白质的生物合成 思考题
1.AUG为异亮氨酸的遗传密码，在tRNA异亮氨酸，其相应的反密码子 A. UAG；B. TAG；C. CAU；D. GAT；E. IAG 2.rRNA
A.属于细胞内最小的一种RNA；B.是蛋白质生物合成的场所； C.与多种蛋白质形成核蛋白体；D.不含有稀有碱基 3.tRNA在发挥其功能时的两个重要部位是
A.氨基酸的臂和反密码子环；B.氨基酸臂和DHU环； C.Ψ环和反密码子环； D.氨基酸臂和Ψ 环； 4.tRNA中携带氨基酸的部位是
A.3’-CCA-OH末端；B.5’-p端；C.DHC环；D.反密码子环. 5.氨基酰-tRNA合成酶的特点是
A.只对氨基酸的识别有专一性；B.存在于细胞核内；
C.只对tRNA的识别有专一性；D.对氨基酸、tRNA的识别有专一性. 6.按照Chargaff规则，下列关于DNA碱基组成的叙述，正确的是 A.A与C的含量相等； B.A+T=G+C；
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