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分子生物学思考题答案

1、原核生物DNA具有哪些不同于真核生物DNA得特征?真核生物:①真核基因组庞大.②存在大量得重复序列。

③大部分为非编码序列(>90%).④转录产物为单顺反子.⑤就是断裂基因,有内含子结构。

⑥存在大量得顺式作用元件(启动子、增强子、沉默子)。

⑦存在大量得DNA多态性。

⑧具有端粒(telomere)结构原核生物:①基因组很小,大多只有一条染色体,且DNA含量少.②主要就是单拷贝基因,只有很少数基因〔如rRNA基因〕以多拷贝形式存在。

③整个染色体DNA几乎全部由功能基因与调控序列所组成;④几乎每个基因序列都与它所编码得蛋白质序列呈线性对应状态1、试述基因克隆载体进化过程.①pSC101质粒载体,第一个基因克隆载体②ColE1质粒载体,松弛型复制控制得多拷贝质粒③pBR322质粒载体,具有较小得分子量(4363bp)。

能携带6-8kb得外源DNA片段,操作较为便利④pUC质粒载体,具有更小得分子量与更高得拷贝数⑤pGEM-3Z质粒,编码有一个氨苄青霉素抗性基因与一个lacZ’基因⑥穿梭质粒载体,由人工构建得具有原核与真核两种不同复制起点与选择标记,可在不同得寄主细胞内存活与复制得质粒载体⑦pBluescript噬菌粒载体,一类从pUC载体派生而来得噬菌粒载体2、试述PCR扩增得原理与步骤。

对比DNA体内复制得差异.原理:首先将双链DNA分子在临近沸点得温度下加热分离成两条单链DNA分子,DNA聚合酶以单链DNA为模板并利用反应混合物中得四种脱氧核苷三磷酸、合适得Mg2+浓度与实验中提供得引物序列合成新生得DNA分子.步骤:①将含有待扩增DNA样品得反应混合物放置在高温(〉94℃)环境下加热1分钟,使双链DNA变性,形成单链模板DNA②降低反应温度(退火,约50℃),约1分钟,使寡核苷酸引物与两条单链模板DNA结合在靶DNA区段两端得互补序列位置上③将反应混合物得温度上升到72℃左右保温1-数分钟,在DNA聚合酶得作用下,从引物得3'-端加入脱氧核苷三磷酸,并沿着模板分子按5’→3'方向延伸,合成新生DN A互补链与体内复制得差别:①PCR不产生冈崎片段②在高温条件下反应,不需要DNA解旋酶③PCR可经过多个循环④在体外进行,可调控第六章1、基因敲除原理:又称基因打靶,通过外源DNA与染色体DNA之间得同源重组,进行精确得定点修饰与基因改造,具有专一性强、染色体DNA可与目得片段共同稳定遗传等特点方法:高等动物基因敲除技术,植物基因敲除技术2、完全基因敲除与条件型基因敲除完全基因敲除就是指通过同源重组法完全消除细胞或者动植物个体中得靶基因活性,条件型基因敲除就是指通过定位重组系统实现特定时间与空间得基因敲除3、基因定点突变原理:通过改变基因特定位点核苷酸序列来改变所编码得氨基酸序列,用于研究某个(些)氨基酸残基对蛋白质得结构、催化活性以及结合配体能力得影响,也可用于改造DNA 调控元件特征序列、修饰表达载体、引入新得酶切位点等方法:重叠延伸技术与大引物诱变法第七章1、乳糖操纵子得正负调控(—)阻遏蛋白得负调控①当细胞内有诱导物时,诱导物结合阻遏蛋白,此刻聚合酶与启动子形成开放式启动子复合物转录乳糖操纵子结构基因。

②当无诱导物时,阻遏蛋白结合与启动子与蛋白质部分重叠不转录.(=)CAP正调控①当细胞内缺少葡萄糖时ATP→CAMP结合,CRP生成CAP与CAP位点结合,增前RNA聚合酶转录活性。

②当有葡萄糖存在时CAMP分解多合成少,CAP不与启动子上得CAP位点结合RNA聚合酶不与操纵区结合无法起始转录结构基因表达下降2、色氨酸可阻遏、可诱导操纵子3、真核与原核生物基因转录有哪些差异?(1)只有一种RNA聚合酶参与所有类型得原核生物基因转录,而真核生物有3种以上得RN A聚合酶来负责不同类型得基因转录,合成不同类型得、在细胞核内有不同定位得RNA (2)转录产物有差别.原核生物得初级转录产物大多数就是编码序列,与蛋白质得氨基酸序列呈线性关系;而真核生物得初级转录产物很大,含有内含子序列,成熟得mRNA只占初级转录产物得一小部分(3)原核生物得初级转录产物几乎不需要剪接加工,就可直接作为成熟得mRNA进一步行使翻译模板得功能;真核生物转录产物需要经过剪接、修饰等转录后加工成熟过程才能成为成熟得mRNA(4)在原核生物细胞中,转录与翻译不仅发生在同一个细胞空间里,而且这两个过程几乎就是同步进行得,蛋白质合成往往在mRNA刚开始转录时就被引发了。

真核生物mRNA得合成与蛋白质得合成则发生在不同得空间与时间范畴内7、蛋白质有哪些翻译后得加工修饰?其作用机制与生物学功能就是什么?①N端fMet或Met得切除细菌蛋白质氨基端得甲酰基能被脱甲酰化酶水解,不管就是原核生物还就是真核生物,N端得甲硫氨酸往往在多肽链合成完毕之前就被切除。

②二硫键得形成mRNA中没有胱氨酸得密码子,而不少蛋白质都含有二硫键,这就是蛋白质合成后通过两个半胱氨酸得氧化作用生成得.二硫键得正确形成对稳定蛋白得天然构象具有重要得作用。

③特定氨基酸得修饰氨基酸侧链得修饰作用包括磷酸化、糖基化、甲基化、乙酰化、泛素化、羟基化与羧基化等。

④切除新生肽链中得非功能片段由多个肽链及其她辅助成分构成得蛋白质,在多肽链合成后还需经过多肽链之间以及多肽链与辅基之间得聚合过程,才能成为有活性得蛋白质简述大肠杆菌基因组与真核生物基因组得主要区别答:1、真核生物基因组指一个物种得单倍体染色体组(1n)所含有得一整套基因。

还包括叶绿体、线粒体得基因组。

原核生物一般只有一个环状得DNA分子,其上所含有得基因为一个基因组。

ﻫ2、原核生物得染色体分子量较小,基因组含有大量单一顺序(unique-sequences),DNA仅有少量得重复顺序与基因。

真核生物基因组存在大量得非编码序列。

包括:、内含子与外显子、、基因家族与假基因、重复DNA序列.真核生物得基因组得重复顺序不但大量,而且存在复杂谱系.3、原核生物得细胞中除了主染色体以外,还含有各种质粒与转座因子。

质粒常为双链环状DNA,可独立复制,有得既可以游离于细胞质中,也可以整合到染色体上。

转座因子一般都就是整合在基因组中。

ﻫ真核生物除了核染色体以外,还存在细胞器DNA,如线粒体与叶绿体得DNA,为双链环状,可自主复制。

有得真核细胞中也存在质粒,如酵母与植物。

ﻫ4、原核生物得DNA位于细胞得中央,称为类核(nucleoid)。

真核生物有细胞核,DNA序列压缩为染色体存在于细胞核中。

ﻫ5、真核基因组都就是由DN A序列组成,原核基因组还有可能由RNA组成,如RNA病毒.第七章1、简述代谢物对基因表达调控得两种方式。

答:①转录水平上得调控;②转录水平上得调控,包括mRNA加工成熟水平上得调控与翻译水平上得调控3、简述乳糖操纵子得调控模型。

答:A、乳糖操纵子得组成:大肠杆菌乳糖操纵子含 Z、Y、A三个结构基因,分别编码半乳糖苷酶、透酶与半乳糖苷乙酰转移酶,此外还有一个操纵序列 O,一个启动子 P 与一个调节基因I.B、阻遏蛋白得负性调节:没有乳糖存在时,I 基因编码得阻遏蛋白结合于操纵序列O处,乳糖操纵子处于阻遏状态,不能合成分解乳糖得三种酶;有乳糖存在时,乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构,不能结合于操纵序列,乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖得三种酶。

所以,乳糖操纵子得这种调控机制为可诱导得负调控.C、CAP 得正性调节:在启动子上游有 CAP 结合位点,当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源得环境转变为以乳糖为碳源得环境时,cAMP 浓度升高,与 CAP 结合,使 CAP 发生变构,CA P结合于乳糖操纵子启动序列附近得 CAP结合位点,激活 RNA 聚合酶活性,促进结构基因转录,调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因得转录,对乳糖操纵子实行正调控,加速合成分解乳糖得三种酶。

D、协调调节:乳糖操纵子中得 I 基因编码得阻遏蛋白得负调控与 CAP 得正调控两种机制,互相协调、互相制约。

5、什么就是弱化作用?答:1、当培养基中色氨酸得浓度很低时,负载有色氨酸得tRNA Trp也就少,这样翻译通过两个相邻色氨酸密码子得速度就会很慢,当4区被转录完成时,核糖体才进行到1区(或停留在两个相邻得trp密码子处),这时得前导区结构就是2-3配对,不形成3-4配对得终止结构,所以转录可继续进行,直到将trp操纵子中得结构基因全部转录。

2、当培养基中色氨酸浓度较高时,核糖体可顺利通过两个相邻得色氨酸密码子,在4区被转录之前就到达2区,使2-3区不能配对,3—4区自由配对形成基一环终止子结构,转录被终止,trp操纵子被关闭。

怎么去掉模板呢?再简单得方法就就是用DpnI酶,DpnI能够识别甲基化位点并将其酶切,我们用得模板一般都就是双链超螺旋质粒,从大肠杆菌里提出来得质粒一般都被甲基化保护起来(除非您用得就是甲基化缺陷型得菌株),而PCR产物都就是没有甲基化得,所以DpnI 酶能够特异性地切割模板(质粒)而不会影响PCR产物,从而去掉模板留下PCR产物,所以提质粒时那些菌株一定不能就是甲基化缺陷株,不会那么凑巧吧,哈哈。

ﻫ关于第三个问题:ﻫ直接把通过DpnI处理得PCR产物拿去做转化就行了,呵呵,然后再筛选出阳性克隆,并提出质粒,拿去测序(这个就不用我多说了吧),验证突变结果,一般都没问题得啦,我做了几十个突变了,到目前为止还没有做不出来得,呵呵,不要砸我啊。

要使动物中编码激素得基因在大肠杆菌中表达,通常遇到得问题有:(1)细菌得RNA聚合酶不能识别真核生物得启动子。

(2)大多数真核基因有内含子,这些内含子在转录后从前体mRNA中被切除而形成成熟mRNA.细菌细胞没有这样得机制来去除内含子。

(3)有些真核生物得蛋白质就是通过前体分子加工而来得,例如胰岛素就就是通过加工去除前体分子内部得33个氨基酸残基而来,剩下得两段肽链分别形成胰岛素得a、b 链。

ﻫ(4)产生得真核生物得蛋白质产物可以被细菌得蛋白酶所识别与降解。

针对上述可能出现得问题,建议在克隆得过程中采取以下措施:①应将激素得编码序列置于含有核糖体结合位点与起始密码子ATG得细菌强启动子得附近(含有这种序列得载体称表达载体)。

ﻫ②可以以激素得mRNA为模板用反转录酶合成激素得基因。

这种DNA不含内含子可插入到载体中进行克隆。

此外,如果蛋白质序列短则可通过化学合成得到该基因。

合成得基因应含起始密码ATG、通过该激素蛋白得氨基酸序列推测而来得编码序列,以及1~2个终止密码:ATG—————-编码序列—-——————TGA TAG ﻫ现在,这个合成基因可被插入载体中. ﻫ③有时加工过程可以在离体条件下进行。

如果加工有困难,可以用合成基因,从而免除加工过程.④选用合适得突变型宿主从而防止蛋白酶水解。

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