2008年分子生物学硕士生复习题这是我整理的，一些还不全面1.@阐述基因概念和你对基因定义的了解。

基因这一概念在过去几年中有很人的变化，根据3前所掌握的知识，从分子生物学的角度，可以把基因定义为“能够表达出一个有功能的多肽链或功能RNA分子的核酸序列”。

这里,“RNA分子”是指rRNA 和tRNA。

“核酸序列”主要指DNA，对于RNA摘毐来说则指染色体RNA。

这个定义较确切地表述了基因的本质和功能，已经被绝大多数学者所接受。

基因（g（mc）足约翰逊在1909年提fli來的。

他川基因这一名词來表示遗传的独立单位，相当于孟德尔在豌豆试验中提出的遗传因子。

这只是提出了遗传因子的符号，没有提出基因的物质概念。

摩尔根对果蝇的研宂结果农明，1条染色体上有很多基因，一些性状的遗传行为之所以不符合孟徳尔的独立分配定律，就是因为代表这些性状的基因位于同一条染色体上，彼此连锁而不易分离。

这样，代表特定性状的特定基因与某一条特定染色体上的特定位罝联系起來。

基因不再是抽象的符号，而是在染色体上占冇一定空间的实体，从而赋予基因以物质的内涵。

早期的基因概念足把基因作为决定性状的最小单位、突变的最小单位和重组的最小单位，后来，这种“三位一体”的概念不断受到新发现的挑战。

1953年在沃森和兑里兑提出DNA的双螺旋结构以后，人们普遍认为棊因是DNA的片段，确定了基因的化学木质。

1957年，木泽尔以T4噬蘭体为材料，在DNA分子水平上研究基因内部的精细结构，提出了顺反子概念。

顺反子是1个遗传功能单位，1 个顺反子决定1条多肽链，顺反子此时也就是基因的同义词。

现代对基因的理解表现在如下方面：（1）操纵子从分子水平来看，基因就是DNA分子上的一个个片段，经过转录和翻译能合成1条完幣的多肽链。

可是近年來的研宂，认为这个结论并不全而，因为有些基因，如rRNA和tRNA基因只有转录功能而没宥翻译功能。

另外，还宥一类基因，K本身并不进行转录，但可以对邻近的结构基因的表达起控制作用，如启动基因和操纵基因。

从功能上讲，能编码多肽链的S因称力结构基因；启动基因、操纵基因和编码阻遏蛋白、激活蛋白的调节基因属于调控基因。

操纵基因与其控制下的-•系列结构基因组成1个功能单位，称为操纵子。

（2）移动基因移动基因指DNA能在有机体的染色体组内从1个地方跳到另一个地方，它们能从1 个位点切除，然后插入同一或不同染色体上的另一个位置。

基因的跳动能够产生突变和染色体熏排，进而影响其他基因的表达。

移动基因的发现动摇了基因在染色体上冇一阆定位罝的传统观念。

（3）断裂基因过去人们一直认力，基因的遗传密码子是连续不断地并列在一起，形成1条没冇间隔的完狹基因实体。

但后来通过对真核蛋白质编码基因结构的分析发现，在仑们的核杆酸序列中间插入有与编码无关的DNA间隔区，使1个基因分隔成不连续的若千区段。

这种编码序列不连续的闽断基因被称为断裂基因。

断裂基因先转录为核内不均一RNA，然后经过删除和连接，除去无关的DNA间隔序列的转录物，便形成丫成熟的inRNA 分子。

（4）假基因这足一种核苷酸序列同其相应的正常功能基因基木相同，但却不能合成出功能蛋白质的失活基因。

（5）熏叠基因长期以来，在人们的观念中-直认为同一段DNA序列内，是不可能存在東叠的读码结构的。

但是，随着DNA核苷酸序列测定技术的发展，人们己经在一些噬菌体和动物病毐屮发现，不同基因的核苷酸序列冇时是讨以共川的。

也就是说，它们的核苷酸汴列是彼此巫叠的，这样的2个基因被称为ffi 叠蕋因。

它修正了关于各个基因的多核苷酸链是彼此分立、互不重脅的传统观念。

（6）染色体外基因这类基因存在于染色体外，它们的传递不符合孟德尔的分离和自由组合定律，如线粒体基因、叶绿体基因等。

它们的基因编码细胞其专一的蛋白质并自我父制。

由此可见，随着生物科学的不断发展，人们对基因概念的理解也不断深入。

在世界科学技术日新月异的今天，生物科学将会冇更多新的突破性进展，基因的概念不可避免的将会被赋予新的内容。

2.举例解释蛋白质二级结构、超二级结构（MOTIF）、三级结构、DOMAIN和叫级结蛋白质二级结构：一条多肽链丄链原子局部的空间排列。

蛋白质上链的折叠产生山氢键维系的冇规则的构象。

a-螺旋：肽链的某段局部盘曲成螺旋形结构。

螺旋的特征足：①一般为右手螺旋；②每螺旋包含3.6个氨基酸残基，每个残:基跨距为0.15mn,螺旋上升1圈的距离（螺距）为3.6X0.15“0.54nm;③螺旋之间通过肽键上的＞C = O 和-NH-间形成氢键以保持螺旋结构的稳定；④影响a -螺旋形成的主耍因尜楚氨基酸侧链的大小、形状及所带电荷等性质。

超二级结构：在蛋白质分子屮特别是在球状蛋白质分子屮经常可以看到由若干相邻的二级结构元件组合在一起，彼此相互作川，形成种类不多的、冇规则的二级结构组合，在多种蛋白质中充当三级结构的构件，称为超二级结构。

3种基本组合形式：a a , 0 a 0和0 0。

a a常是由2股平行或反向平行的右手螺旋相互缠绕而成的左乎卷曲螺旋。

Domain结构域：多肽链在二级结构或超二级结构的基础上形成三级结构的局部折S区，它是相对独立的紧密球状实体，称为结构域。

最普遍的结构是u / P型结构，它含冇一个由U-螺旋包围若的平行或混合P -回折的核。

所冇的糖酵解酶都足a / P型结构，许多其他的酶以及结合运输蛋白也足这种结构。

在《/ 0 型结构中，由环区域形成结合裂缝，这些区域虽对结构的稳定无作用，但通常参与结合和催化活性。

MOTIF:就是在许多转录因子的序列中，存在的负贵与DNA结合的共同基序.这些基序通常都很短，仅含•一小部分蛋白质结构，还通过与转录复合体的蛋白质之间的相互作用激活转录.如锌指基序，亮氨酸拉链等都是MOTIF。

三级结构：一条肽链的所冇原子的空间排列。

三级结构足在二级结构的基础上由疏水作用和侧链相互作用形成的。

如肌红蛋白的三级结构有8段a-螺旋区每个a-螺旋区含7〜24个氨基酸残基，有1〜8个螺旋间区肽链拐角处为非螺旋区（亦称螺旋间区），包拈N端有2个氨基酸残基，C端有5个氨基酸残基的非螺旋区内部存在一U袋形空穴，血红索居于此空穴屮。

四级结构：儿个亚基在三级结构的基础上相互作用所形成的空间结构。

如红细胞内的血红蛋白是凼4个亚基聚合而成的，4个亚基两两相同，即含两个u亚基和两个P亚基。

在一定条件下，这种蛋白质分子可以解聚成单个亚基，亚基在聚合或解聚吋对某些蛋白质具有调节活性的作用。

3.@解释DNA聚合酶III各亚基的功能。

3 3.33 示W 梅 III 格亲斤宅壶的o < +-=DNA聚合酶III是合成DNA新链的主要复制酶，全酶含儿种组分如丁:一个催化核心，包括a亚基：一个二聚体成分（，二聚体）与两个核心相连：具冇进行性（保衍在同一模板链而不解离的能力）的成分（P ），保持聚合酶在DNA上；还冇一个装载钳（Y ），它将进行性的亚基P结合到DNA上。

全酶在DNA上的组装分三个吋期：（1）3二聚体+Y岌合体识别引物模板，形成一个前起始复合体。

在此反应中，y复合体水解ATP并0亚基转到已引发的模板上。

两个［3亚基形成一个“滑动钳”与周围的DNA结合并保证进行性。

Y复合体是一个“滑动钳载体”，用水解ATP來催动0与DNA的结合。

(2) 与DNA的结合改变了在3与Y复合体结合位置的构象，结果使其对核心酶具有更髙的亲合力。

这保证了核心酶的结合，并通过这种改变将核心酶带到DNA上。

核心酶包栝a亚基、e亚基和0亚基。

c(亚基具宥基本的DNA合成能力，e亚基宥3’-5’外切核酸酶校正活性，e亚基可能是组装所需的(核心酶闩身的进行性讨能很低，但P滑动钳保证其在DNA上的持续功能)。

(3) T二聚体与核心酶结合，提供与兄一个核心酶结合的二聚化功能(与一P钳联合)。

全酶是不对称的，因为它只有一个y复合体。

丫复合体负责在每一个亲链DNA加一对13滑动钳。

全酶的每个核心复合体合成一条DNA 新链。

滑动钳载体丫是从DNA上卸下13 IX合体所需要的，Y义合体与合成后随链的核心酶结合，使W个核心酶在从DNA解离卜来的能力不同。

这与合成一个先导链(聚合酶与模板保持结合状态) 和一个不连续的后随链(聚合酶反复的结合与分开)的需耍是一致的。

丫复合体在单个岗崎片段的合成屮起了关键作用。

4.阐明Rolling Circle Replication«滚环式复制(rolling circle replication)是一种复制力‘式，复制叉沿环形模板复制一定次数，每个反应中新合成的链将前一反应中合成的链抛出，形成与环状模板链互补的一系列线性序列。

这个过程。

这个过程存在于某些噬菌体的营养复制过程和结合质粒的转移复制过程。

滚环式复制是噬菌体中常见的DNA复制方式。

M13滚环复制过程包括：(1)M13在宿主内复制形成复制型双链DNA，新合成单链称为负链。

一个由噬菌体基因组编码的蛋白质——A蛋白，在双链DNA正链的特定位点即复制原点产生缺U。

(2)切除原点后，A蛋白质仍与它产生的5’端连接，宿主DNA聚合酶以3’端作为引物，以负链为模板合成新的正链。

(3)运用滚环机制，此刻的3’ 一0H端延伸为一个新链。

新链围绕着环状负链模板延伸，直到到达原点并代替原点。

(4)在这里A蛋白质与滚环和替代链尾部5’端相连，又转冋原点的生长点附近。

(5)A蛋白又能识别原点并进行切割，连接在新切割产生的末端，继续循环。

(6)完成切割后，被替代的正链以环化状态释放。

A蛋白与环化有关。

正链产物3’端和5’ 端的连接由A蛋白完成，这是每个制循环末尾A蛋白释放反应的一部分，接着乂开始下一个循环。

滚环复制的特点：(1)是单方向和不对称的半保留复制。

(2)产物是单链，但是可通过互补链的合成转变成双链。

(3)子代分子可能是连环的，即对应于每个单位基因组的相同DNA分子头尾相连。

(4)连环DNA随后被切成于每一单位基因组相对应的小片断。

(5)负链通常保持环状，因而保留有一套完整的遗传信息。

滚环式复制(rolling circle replication)是噬菌体中常见的DNA复制方式。

滚环式复制的一个特点是以一条环状单链DNA为模板，进行新的DNA环状分子合成。

噬菌体的双链DNA环状分子先在一条单链的复制起点上产生一个切口，然后以另一条单链为模板不断地合成新的单链。

释放出的新合成的单链或是先复制成双链DNA，被酶切割成单位长度后，再形成环状双链DNA 分子；或是释放出的新合成的单链DNA,先被酶切割成单位长度形成单链环状DNA分子后再复制成双链环状DNA分子。

质粒的滚环式复制有2个步骤：第一步是前导链的合成。

质粒编码的复制蛋白(Rep)起始子与超螺旋DNA的正起点结合，并提供链特异性及位点特异性缺口。