第二章染色体和DNA思考题:(1)Replicons(复制子), Origins (复制原点)and termini?Replicons(复制子):生物体的复制单位称为复制子。
Origins (复制原点):是DNA链上独特的具有起始DNA复制功能的碱基顺序。
Termini(终止点):复制子中控制复制终止的位点(2)如何证明DNA为半保留复制?(P43)1、大肠杆菌在含15N(NH4CL形态)的培养基中繁殖多代,使嘧啶和嘌呤碱基中的14N全被置换成15N。
2、收集大肠杆菌,分离其中的DNA,然后用CsCl平衡密度梯度离心,这时DNA形成一单独的,浮力密度为1.724g/ml的条带。
和对照(浮力密度为1.710g/ml)相比,DNA浮力密度(buoyant density)的这种增加是由于15N置换了14N。
3、在15N氮源中培养的大肠杆菌转移到含14N的培养基中传代,每隔一定时间取样,分离其DNA并进行密度梯度离心。
这时,由浮力密度不同所产生的DNA条带显示了规律性变化(图5-2)。
4、这种规律性变化只能由DNA的半保留复制得到解释。
(3)如何证明DNA的半不连续复制?1、用[3H]胸腺嘧啶脱氧核苷脉冲标记大肠杆菌培养物,这时优先标记的是新合成的DNA。
2、沉降分析证明新合成的大多是一些约含1000核苷酸的短片段。
3、如以培养物再在非放射性培养基中保温,标记就进入高分手量DNA中。
(4)DNA复制过程中的酶或蛋白质有哪些,DNA复制的过程?DNA解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、引物合成酶、DNA拓扑异构酶、SSB蛋白和滑动DNA夹蛋白。
DNA的复制过程:DNA复制过程大致可以分为复制的引发,DNA链的延伸和DNA复制的终止三个阶段。
(5)leading and lagging strand ?Leading strand(前导链):随着亲代双链DNA的解开而连续进行复制。
lagging strand(后随链):一段亲本DNA单链首先暴露出来,然后以与复制叉移动相反的方向按照5’→3’方向合成一系列的冈崎片段,然后再把它们连接成完整的后随链。
(6)大肠杆菌具有DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,它们的活性、功能及特点?(7)画出DNA聚合酶Ⅰ的结构及功能?(1)DNA聚合酶Ⅰ的结构域:DNA聚合Ⅰ酶的作用:①聚合酶活力。
②3’-5’核酸外切酶活力具有修复错配核苷酸的作用,保证DNA复制的准确性。
③5’-3’核酸外切酶活力使具切口的双链DNA的5’端DNA降解,在体内可切除嘧啶二聚体。
在体外可用于标记探针。
(8)切口平移标记探针的原理?1、在DNA酶1的作用下,双链DNA产生缺口。
2、在DNA聚合聚合酶的作用下,以缺口的3’端OH为引物合成DNA。
3、将同位素标记的核苷酸掺入到DNA中,使DNA成为探针。
(9)DNA聚合酶Ⅲ结构的特点,其中α、β和ε的作用?1、DNA聚合酶Ⅲ结构的特点:包含7种不同的亚单位和9个亚基,生物活性形式为二聚体。
他即使5’ →3’方向聚合酶活性,也有3’ →5’核酸外切酶活性。
该酶的活性较强,为DNA聚合酶Ⅰ的15倍,DNA聚合酶Ⅱ的300倍。
它能在引物的3’-OH以上每分钟约5万个核苷酸的速率延长新生的DNA链,是大肠杆菌DNA复制中链延长反应的主导聚合酶。
2、α作用:由ε水解双链DNA需要α;β作用:β亚基具有滑动夹子的功能;ε作用:ε亚基具有外切核酸酶活性。
(10)大肠杆菌染色体的结构及组成?大肠杆菌的染色体结构:它的染色体是由50-100个独立的负超螺旋组成的环状结构RNA蛋白质结合在上面,以保持其结构的稳定性。
组成:大肠杆菌的染色体DNA除与蛋白质结合外,还结合有RNA。
(11)真核生物染色质的结构?真核生物染色质的结构:呈纤细的丝状结构,由核小体和连接丝组成。
核小体: 由H2A、H2B、H3和H4 4种组蛋白构成。
连接丝: DNA双链+ H1组蛋白。
(12)组蛋白的种类?根据其凝胶电泳性质可以把组蛋白分为H1、H2A、H2B、H3、H4(13)Genome、C-value、C-value paradox ?Genome(基因组):一个细胞或病毒所携带的全部遗传信息或者整套基因。
C-value(C值):一种生物单倍体基因组DNA的总量。
C-value paradox (C只反常现象):C只往往与种系进化的复杂程度不一致,某些低等生物却具有较大的C值。
(14)根据基因的拷贝数的多少可将DNA序列分为哪两种?中度重复序列和高度重复序列(15)Satellite DNASatellite DNA(卫星DNA):真核细胞DNA的一部分是不被转录的异染色质成分,是高度串联重复的DNA。
(16)autonomously replicating sequences (ARSs)autonomously replicating sequences,ARS(自主复制序列):酵母的复制起始点(17)转座子类型结构?类型:插入序列和复合型转座子所有转座子都有两个结构特征:(1)两端有20~40bp的反向重复序列(2)具有编码转座酶的基因第三章生物信息的传递(上)思考题(1)Coding strand, template strand, Sense strand, Antisense strandCoding strand(编码链):指DNA双链中与mRNA序列(除T/U替换外)和方向相同的那条DNA链,又称为有义链(Sense strand)。
template strand(模板链):指DNA双链中能作为转录模板通过碱基互补原则指导mRNA 前体合成的DNA链,又称反义链(Antisense strand)。
(2)Transcription unit, Promoter, RNA TerminatorTranscription unit(转录单位):是一段可被RNA聚合酶转录成一条连续mRNA链的DNA。
RNA Terminator(RNA终止子):用来终止mRNA合成的序列(3)大肠杆菌RNA聚合酶的组成及功能?(4)聚合酶的种类及功能,DNA聚合酶合成DNA的速度为多少,RNA聚合酶合成RNA 的速度为多少?DNA聚合酶功能:DNA复制时把核苷酸添加到新链上。
RNA聚合酶功能:转录时,把核苷酸添加到mRNA链上。
(5)大肠杆菌RNA聚合酶各亚基的作用?α亚基:核心酶组装,启动子识别β亚基β’亚基:β和β’共同形成RNA合成的催化中心。
ω亚基:未知σ亚基:存在多种σ因子,用于识别不同的启动子。
(6)大肠杆菌启动子的结构?(7)大肠杆菌转录终止的方式有哪两种?1、不依赖ρ因子的终止方式有两个明显的特点:①在DNA上有一个富含GC碱基的二重对称性(dyad symmetry)结构,容易形成发卡式结构。
②在终止位点前有一串大约为4-8 个A的碱基,它们转录为RNA末端的一连串的U。
2、依赖ρ因子的终止ρ因子是六聚体蛋白,能水解各种核苷酸三磷酸。
没有不依赖ρ因子终止子那样的多聚A序列特征,而且也不一定形成稳定的发夹。
(8)转录的基本过程?1、模板识别:RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程。
2、转录起始:RNA链上第一个核苷酸键的产生。
3、延伸:RNA聚合酶沿DNA链移动并使新生RNA链不断的过程。
4、终止:当RNA聚合酶到转录终止位点时,从DNA链上释放出来,转录泡瓦解。
(9)原核生物与真核生物启动子的差异?原核生物启动子:真核生物启动子:(10)原核生物与真核生物mRNA各自的特征及异同?原核启动子启动区小,TATA区位于-7- -10区,上游-30- -70区为正调控因子结合序列。
+1- -20为负调控因子结合序列。
真核启动子调控区大,TATA区位于-20- -30区,而-40--110区为上游激活区。
TATA区使转录精确起始,CAAT区和GC区主要控制转录频率。
除Pribnow区之外,原核基因启动子上游只有TTGACA(-30- -40区)作为RNA聚合酶的主要结合位点,参与转录调控;真核基因除了含有与之相对应的CAAT区之外,多数基因还拥有GC区和增强子区。
(11)RNA中的内含子类型,RNA的剪接过程?RNA的剪接过程:1、mRNA的剪接:许多相对分子质量较小(106-185bp)的核内RNA(如Ul,U2,U4,U5和U6)以及与这些RNA相结合的核蛋白(被称为snRNPs,ribonucleo-protein particle)参与RNA的剪接。
mRNA链上每个内含子的5’和3’端分别与不同的snRNP相结合,形成RNA和RNP复合物。
2、tRNA的剪接:真核生物核tRNA基因中的内含子很短,11-60个核苷酸。
其5’拼接位点位于反密码子末端一个核苷酸处。
剪切连接处没有保守序列,但内含子包含了与tRNA反密码子相互补的序列。
3、Ⅰ类内含子可以自我拼接:I类内含子分布在酵母和其他真菌的线粒体、一些单细胞真核生物(如四膜虫)细胞核rRNA 基因以及植物细胞器基因中。
I类内含子是核酶(有催化活性的RNA分子)。
4、Ⅰ类内含子的剪接:Ⅰ类内含子存在于真菌线粒体以及植物线粒体和质体的基因中。
内含子序列中反应活性特别强的A作为进攻基团,形成套索结构。
5、变位剪接(可变剪接):个体发育或细胞分化时可以有选择性地越过某些外显子或某个剪接点进行变位剪接,产生出组织或发育阶段特异性的mRNA。
如果蝇与性别相关基因的特异性剪接。
(12)RNA的编辑和化学修饰,举例说明可变剪接的过程?举例说明RNA编辑的过程?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。
例:点突变编辑如哺乳动物载脂蛋白mRNA的编辑。
下图分别是该基因的DNA序列以及在哺乳动物肝脏和肠组织中分离到的mRNA序列。
载脂蛋白基因编码区共有4563个密码子,在所有组织中其DNA序列都相同。
RNA编辑的另一种形式是尿苷酸的缺失和添加。
由指导RNA(即guide RNA)来完成,指导RNA含有与编辑后mRNA相互补的核苷酸序列。
指导RNA与被编辑区及其周围部分核酸序列虽然有相当程度的互补性,但该RNA上存在一些未能配对的腺嘌呤,形成缺口,为插入尿嘧啶提供了模板。
反应完成后,指导RNA从mRNA上解离下来,而mRNA则被用做翻译的模板。
有些RNA,特别是前体rRNA和tRNA,有特异的化学修饰第四章生物信息的传递(下)-从mRNA到蛋白质思考题(1)如何破译遗传密码?①用有机化学的方法合成已知顺序的含3种碱基的共聚物。
将它加入到无细胞体系中。
②加入20种氨基酸,其中一种是同位素标记的。