生化大题汇总※参与DNA复制的主要酶和蛋白因子有哪些?各有什么功能?拓扑异构酶:松解DNA的超螺旋。
解链酶:打开DNA的双链。
引物酶:在DNA复制起始处以DNA为模板,催化合成互补的RNA短片断。
DNA聚合酶:以DNA为模板、dNTP为原料,合成互补的DNA新链。
连接酶:连接DNA片断。
DNA结合蛋白:结合在打开的DNA单链上,稳定单链。
※DNA复制有何主要特点?半保留复制,半不连续合成、需RNA引物,以dNTP(A,T,C,G)为原料,新链合成方向总是5’->3’,依赖DNA的DNA聚合酶(DDDP)※DNA复制的高保真性主要取决于哪些因素?DNA复制的高保真性取决于三个方面:1、DNA双链碱基的严格配对与DNA聚合酶对配对碱基的严格选择性;2、5’->3’外切核酸酶的即时校读作用;3、对DNA分子中的错误或损伤的修复机制。
※真核生物DNA复制在何处进行?如何进行?在细胞核内。
复制分为以下几个阶段:1、起始阶段(DNA解旋解链及引物合成):DNa拓扑异构酶、解链酶分别使DNA 解旋、解链,形成复制叉,在起始点由引物酶催化合成RNA引物;2、DNA合成阶段:以DNA的两条链分别作为模板,dNTP为原料按碱基互补原则(A-T,C-G)在RNa引物引导下,由DNA聚合酶催化合成DNA新链(分前导链和随从链);3、终止阶段:水解RNa引物(polI),填补空缺(polI),连接DNA片断(连接酶)。
※何谓反转录?在哪些情况下发生反转录?写出主要酶促反应过程。
以RNA为模板在反转录酶的作用下合成DNA的过程叫做反转录。
反转录可发生于:1、在RNA病毒感染宿主细胞甚至致癌过程中;2、在基因工程中,以mRNA为模板合成cDNA。
病毒RNA(反转录酶dNTP)->RNA-DNA杂化链(RNA酶活性)->cDNA单链(DNA聚合酶活性)->cDNA 双链※概述DNA的生物合成。
DNA的生物合成包括DNA半保留复制,DNA损伤后的修复合成和反转录DNA复制是以DNa的两条链分别作为模板,以dNTP为原料,在DNA聚合酶作用下按照碱基配对原则合成互补新链,这样形成的两个子代DNA分子与原来DNa分子完全相同,一条链来自亲代,另一条链是新合成的,故称为半保留复制。
在某些梨花、生物学因素作用下DNa链发生碱基突变、缺失、交联或链的断裂等损伤后,可进行修复。
修复方式有光修复、切除修复、重组修复与SOS修复等。
切除修复:1、核酸内切酶从损伤处的5’端切开,出现正常的3’端;2、核酸外切酶水解已打开的损伤DNA段;3DNA聚合酶以互补的DNA链为模板,dNTP为原料,5’->3’方向合成新的DNa片段;4、连接酶连接形成完整的DNA链。
以RNA为模板在反转录酶的作用下合成DNA的过程叫做反转录。
反转录在病毒致癌过程中起重要作用;在基因工程中可用于以mRNA为模板合成cDNA的实验。
※催化磷酸二酯键形成的酶有哪些?比较各自不同特点。
有DNA聚合酶、RNA聚合酶、引物酶、反转录酶、连接酶和拓扑异构酶。
酶反应时限底物反应结果DNA聚合酶DNA复制或修复合成模板DNA、引物、dNTP 合成互补DNA新链RNA聚合酶转录或RNA复制DNA/RNA模板、NTP 合成RNA新链引物酶复制起始阶段起始点DNA模板、NTP 合成RNA引物反转录酶反转录RNA模板、dNTP 合成互补DNA连接酶DNa复制或修复合成双链DNA中相邻片段合成DNA长链拓扑异构酶DNA复制起始超螺旋DNA 解旋DNA复制后松弛态DNA 重新形成螺旋※比较复制与转录的异同模板均为DNA,都需要聚合酶催化反应,聚合过程都是在核苷酸之间形成3’,5’-磷酸二酯键,合成方向都是5’->3’,都遵从碱基配对规则。
不同点包括:复制使子代保留亲代的全部遗传信息,方式为半保留不连续复制;转录只是按照生存的需要表达部分遗传信息,方式为不对称转录。
聚合酶分别是DNApol和RNApol,原料分别是dNTP和NTP,碱基配对RNA将A->T改为A->U,复制产物分别为DNA和RNA。
※何谓不对称转录?用实验证明之在双链DNA中只有一股单链作为模板;另外在同一条单链上可以交错出现模板链或编码链。
用核酸杂交方法:用热变性将DNA双链打开,并分离成两股单链分别与转录产物RNA杂交,由此鉴定出哪条链上的特异区段是转录模板。
另外可以进行核酸序列测定。
※试比较原核生物与真核生物RNA聚合酶有何异同?※举例说明转录后加工的主要类型。
mRNA中主要有:1、剪接-去除内含子拼接外显子;2、末端添加核苷酸:5’端加7甲基鸟嘌呤核苷三磷酸,3’端加多聚腺苷酸尾;3、化学修饰:甲基化;4、RNA编辑:某些mRNA转录后还进行插入、删除和取代一些核苷酸残基方能生成具有正确翻译功能的模板。
※讨论原核生物RNA聚合酶各亚基的功能和在转录中的作用。
原核生物RNApol有α、β、β’、σ、ω亚基,还有一个ρ因子。
σ亚基和ρ因子分别是起始和终止因子;α亚基决定哪些基因转录;β亚基在转录过程中起催化作用;β’亚基结合DNA模板起开链作用。
转录起始时需全酶结合模板,这种结合十分稳定。
转录延长只要核心酶,且与模板结合较松弛以利于酶向模板下游移动。
※参与原核RNA转录的成分有哪些?它们的作用?四种核糖核苷酸:RNA合成的原料。
σ因子:辨认DNA上转录起始点。
RNA聚合酶核心酶:以DNA为模板,催化四种核糖核苷酸按碱基互补配对原则形成磷酸二酯键。
ρ因子识别某些RNA上转录终止部位。
※蛋白质生物合成体系由哪些物质组成,各起何作用?蛋白质合成过程就是mRNA翻译的过程,需要mRNA作模板,氨基酸为原料,tRNA作搬运氨基酸的特异工具,核糖体作装配机。
核糖体大亚基具有转肽酶活性,可催化肽键形成。
这一合成体系还需各种氨基酰tRNA合成酶对氨基酸进行活化;起始因子、肽链延长因子、终止因子RF等多种蛋白质因子参与核糖体循环;ATP、GTP供给能量;Mg、K等无机离子参与合成。
※何谓遗传密码?哪些密码子不代表氨基酸?在mRNA任何部位的AUG是否都代表起始信号?mRNA分子内,每三个相互邻近的氨基酸构成的三联体,按其特定排列顺序,在蛋白质生物合成中可被体现为氨基酸或肽链合成的终止信号者,统称遗传密码。
其单个密码字,称为密码子。
密码子共有六十四个,六十一个密码子分别代表各种氨基酸。
另有三个密码子(UAA、UAG、UGA)为肽链合成的终止信号,不代表任何氨基酸。
密码子AUG不仅代表蛋氨酸,而且位于mRNA起始部位的AUG,有事肽链合成的起始信号。
作为起始信号的AUG,位于5’端,其周围核苷酸序列有一定特点,可使得AUG容易被核糖体接触,免受碱基配对区的封闭。
※起始作用的tRNA与一般的蛋氨酸tRNA有何差别?真核生物的tRNA与原核生物的有何不同?起始tRNA与普通蛋氨酸tRNA不同,是一种特殊蛋氨酸tRNA,用甲基化标志f来表示。
起始tRNA能特异识别作为起始信号的密码子AUG。
在原核生物和真核生物,此tRNA首先都携带Met形成Met-tRNA。
然后原核生物的该复合物在转甲基酰基酶作用下甲酰化,称为甲酰蛋氨酰tRNA后,才发挥功能。
真核生物的Met-tRNA无需甲酰化即可发挥作用。
与起始tRNA不同,普通的蛋氨酸tRNA能够识别密码子AUG,所携蛋氨酰不甲酰化,只能识别非起始信号的AUG,所携的蛋氨酰只形成多肽链内部的氨基酸残基。
※真核生物与原核生物的蛋白质合成体系及过程有何不同?哪些物质可以特异的抑制真核生物的蛋白质合成?真核生物的mRNA有帽有尾,无“SD”序列,为单作用子。
原核生物mRNA无帽无尾,在起始信号的5’存在富含嘌呤的“SD”序列,为多作用子。
真核生物的mRNA代谢慢,原核的代谢快。
真核生物的核糖体(80S)由40S小亚基和60S大亚基构成,比原核由30S和50S组成的70S核糖体大,含rRNA与蛋白质多。
原核生物的大亚基只有两种rRNA(5S,23S),真核有三种(28S,5.8S,5S)。
真核生物中的起始氨基酰tRNA复合体的蛋氨酸不用甲酰化,而原核必需。
原核生物的起始因子有三种,真核有十种以上。
翻译所需要的蛋白质因子,两者也有所不同。
合成过程的起始阶段真核生物额外需要ATP,需要更多的起始因子(如帽结合蛋白)。
肽链延长阶段,真核生物种催化氨基酰tRNA进入受位的肽链延长因子只有一种(EFT1),而原核生物有两种(EFTu与EETs)。
真核生物种促进移位的肽链延长因子EFT2,可被白喉毒素所抑制。
原核生物的相应因子EFG不受白喉毒素影响。
终止阶段,真核生物只需一种终止因子RF,可识别三种终止密码子;原核生物的终止因子有三种。
可抑制蛋白质合成的物质很多,但是只抑制真核生物蛋白质合成的物质不多,包括可与60S亚基结合,破坏28SrRNA的蓖麻蛋白等植物蛋白。
※试述肽链合成的起始、肽链延长及终止的重要步骤。
IF2、IF3与肽链延长因子在其中起何作用?蛋白质合成的全过程包括氨基酸的活化、转运与核糖体循环。
核糖体循环分为起始、延长和终止三个阶段,其中起始阶段为翻译调控的主要环节。
原核生物中情况如下:核糖体循环的起始阶段是起始复合体的形成阶段。
1、核糖体小亚基在起始因子IF3与IF1的促进下与mRNA 的起始部位结合,在起始因子IF2的促进下与起始tRNA以及GTP结合形成亚基、mRNA与起始tRNA共同组成的30S起始复合体。
2、30S起始复合体形成后IF3脱落,50S亚基随之与此复合体结合,GTP分解,IF1、IF2脱落,形成大小亚基、mRNA、fMet-tRNA(给位)共同构成的起始复合体。
真核生物需要更多起始因子,小亚基和mRNA结合需要ATP。
起始阶段,IF3可对抗大小亚基缔合,使核糖体30S亚基不与50S亚基结合而与mRNa结合。
IF2具有促进30S亚基与fMet-tRNA结合的作用,在核糖体存在时有GTP酶活性。
IF1对前两者有辅助作用。
核糖体循环的肽链延长阶段,每增加一个氨基酸,按进位、转肽、脱落、移位四步重复进行。
1、氨基酰tRNA 进入受位。
需要延长因子EFTu、EFTs及GTP、Mg2+;2、50S大亚基存在转肽酶,催化肽键形成,需要Mg2+和K+;3、给位上的脱去氨基酰的tRNA从核糖体脱落;4、核糖体向mRNA的3’端移动一个密码子,同时携肽链的tRNA由受位移到给位,此步需要延长因子EFG、GTP与Mg2+。
原核生物延长因子EFTu和EFTs相当于真核生物的EFT1,为氨基酰tRNA进入受位必需;EFG相当于真核生物的EFT2,促进携由肽链的tRNA移位。
在终止阶段,在与核糖体受位对应的mRNA所在位置,转为终止密码子。