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分子生物学问答题O

分子生物学问答题1什么是中心法则?答:是指遗传信息从DNA传递给RNA,再从RNA传递给蛋白质的转录和翻译的过程,以及遗传信息从DNA 传递给DNA的复制过程。

这是所有有细胞结构的生物所遵循的法则。

在某些病毒中的RNA自我复制和在某些病毒中能以RNA为模板逆转录成DNA的过程是对中心法则的补充。

2什么是分子生物学?答:广义——在分子水平研究生命的现象与规律的学科。

狭义——核酸化学(DNA,RNA)。

在分子水平上研究生命现象的科学。

研究生物大分子(核酸、蛋白质)的结构、功能和生物合成等方面来阐明各种生命现象的本质。

3试举出20世纪三例分子生物学发展中的重大发现答:1950 Chargaff提出Chargaff法则:A+G=T+C1953 Waston&Crick提出:DNA双螺旋模型1954 Crick提出:中心法则1958 Meselson等提出:DNA的半保留复制1961 Brener等提出三联体密码假说1961 Jacob&Monod提出操纵子模型1972 Berg第一次实现体外DNA的重组第二章1、简述DNA复制的基本法则及复制过程中涉及的酶和蛋白质(以E.coli为例)。

答:1)○1DNA的半保留复制:DNA复制是产生的新链中一条单链来自母链(模板链),另一条是新合成的(新生链有一半的母链被保留下来)即半保留复制;○2DNA复制的半不连续性:DNA复制时其中一条单链(3’—5’)先复制,是连续的,即先导链,另一条链的复制滞后一步且是先合成一段段的冈崎片段,通过连接酶形成完整子代单链。

2)酶和蛋白质:DNApol包括DNApolI、DNApolII、DNApolIII三类TopI,解旋酶、SSB、RNA聚合酶、引发酶、DNA连接酶。

2、基因有哪些存在形式、真核生物DNA序列有哪些种类?答:1)割裂基因,重叠基因,跳跃基因,假基因,重组基因等;2)高度重复序列,中度重复序列,单拷贝序列。

3、DNA超螺旋的计算(如果一段400bp的环状dsDNA,经测定其螺旋数为32,有没有超螺旋结构,如果有,超螺旋数是多少?)。

答:L=T+W(定)T:双链DNA的缠绕数,即DNA螺旋应有的螺旋数(变)L:双链DNA的交叉数,即DNA螺旋改变后的螺旋数W:超螺旋数(负值或正值)4、简述线性和环状双链DNA复制的方式。

答:○1环状DNA复制:a、θ复制如E.coli Oric起始复制b、滚环复制如F质粒λphagec、D—环复制mtDNA(动物线粒体DNA)○2线状DNA的复制:DNA复制需RNA引物提供3’-OH才能起始。

5、试说明DNA损伤的类型及其修复机制。

答:1)○1细胞内源性的损伤—复制错误,碱基脱氨氧化;○2环境因素造成的损伤—辐射(TT)致癌物质(烷化剂、EB亚硝酸等)如碱基的损伤、错配,碱基的缺失,碱基的交联等。

2)○1错配修复系统恢复错配;○2碱基切除修复系统切除突变碱基;○3核苷酸切除修复系统修复被破坏的DNA;○4DNA直接修复系统修复嘧啶二聚体或甲基化DNA。

6、DNA重组的种类、同源重组的基本过程、相关的酶及其功能。

答:1)同源重组:重组酶同源序列;位点特异性重组:特异性位点,特异性位点的核酸内切酶;转座重组:转座元—返座元—转座酶、区域性;异常重组:不需同源序列和重组酶。

2)配对→切刻→交换(单链从5向3侵入同源DNA中)→分枝迁移→Holiday拆分→重组DNA;3)重组酶:○1RecBCD 具有解螺旋核酸内切酶活性,能拆分Holiday结构;○2RecA 能促进同源DNA单链的结合,具有单链、双链结合活性,NTP酶活性。

7、简述原核及真核生物转座元的种类及其结构。

答:1)原核生物转座元○1插入序列(IS)长约1kb,存在ORF,编码转座酶○2复合转座元(Tn):由抗性基因与两侧的IS或类IS构成;○3TnA家族:无IS两端为IR序列,含有转座酶和抗性基因编码区。

2)真核生物的转座子:○1玉米的转座因子:结构类似IS,转座方可造成DR,成对出现;○2果蝇的可转移因子:A、的Copia元件和酵母中的Ty元件:结构类似反转录病毒结构,Copia末端存在长末端倒转重复序列;Ty元件:其tyA和tyB存在重叠序列,两端存在短的正向重复序列;B、果蝇的PC元件。

8、果蝇杂种败育的机理是什么。

答:果蝇中有很多转座子,P因子可非复制型转座插入W位点,引起杂种败育.在生殖细胞中,内含子1、2、3都被剪接掉,所形成的mRNA翻译成转座酶,导致P因子转座,插入W位点引起配子败育。

在转座子切离时可以是准确的,也可能不准确,准确的切离,导致插入位点所在基因的回复突变,即恢复功能。

不准确的切离,导致插入位点基因的突变,由此发生的突变有白眼、焦刚毛、黄体等。

9、转座元的应用及其遗传学效应。

答:1)○1通过转座子标签定位和克隆功能基因;○2利用转座子的IR结构作为基因转移载体。

2)○1引起插入失活;○2引起染色体畸变、缺失和倒位;○3生物进化的动力:引入新的基因。

10、生理状态下DNA有哪些二级结构,其特点如何?答:1)B—DNA:相对湿度在92%时DNA的存在形式,右手螺旋;C—DNA:相对湿度小于75%时DNA的存在形式,右手螺旋;A—DNA:相对湿度在75%时DNA的存在形式,右手螺旋;Z—DNA:左手螺旋,比B—DNA更细、无小沟。

第三章1转录的基本原则:以D. S. DNA中的一条单链作为转录的模板,某一基因只以一条单链DNA 为模板进行转录(不对称转录)按A =U,C= G配对的原则合成RNA分子,模板单链DNA的极性方向为3→5’,而非模板单链DNA的极性方向与RNA 链相同,均为5'→3’。

转录复制的比较:转录模板是dna当中的一条链,复制的时候两条链都是模板。

转录不需要引物,复制时需要引物。

转录用rna聚合酶,复制时有专门的复制酶体系。

转录底物是核糖核酸,复制是脱氧核糖核酸。

产物当然不一样了,转录的产物是rna,复制的产物是dna。

2转录的基本概况——过程:模板识别→转录起始→延伸→终止,模板识别:RNApol与启动子相互识别并结合的过程,转录起始:启动子区解链,转录起始(封闭的二元复合物→开放的二元复合物→三元复合物),终止:在终止子(terminator)处停止转录。

3 promoter基本结构原核生物1)RNApol识别位点(R 位点)2)RNApol结合位点(B 位点)3)转录起始位点(initiator、I位点)真核生物1)RNApolⅠ:启动子分为两部分——远启动子区(决定转录频率);近启动子区(决定转录的精确起点)2)RNApolⅢ:内部启动子(位于编码序列内部)3)RNApolⅡ:核基因的转录。

4终止子的种类结构:不依赖ρ因子的终止子,包括茎环结构区和poly(U)序列;依赖ρ因子的终止子,茎环结构区G/C%减少,3’紧接着poly(U)结构减少或缺失。

抗终止作用:ρ因子的作用可以被抗终止因子所抵消,这样,RNA聚合酶便可通过终止子(依赖于ρ因子的)继续转录后面的基因。

极性效应:基因突变对同一转录单元的下游基因表达所产生的效应,发生的基础—无义突变:编码aa的密码子突变形成终止密码;原核生物转录和翻译的同步进行。

5真核生物RNA Pol种类及各自转录产物:Pol Ⅰ,28s,18s,5.8s rRNAs;Pol Ⅱ,hnRNA,mRNA,某些SnRNAs;Pol Ⅲ,tRNA,5SrRNA,某些SnRNAs。

6原核生物RNA Pol基本构成及各亚基的功能:1) 构成:核心酶αββ’2)全酶(holoenzyme)2αββ’σα:核心酶组建因子,启动子识别;β:RNA合成的活性中心;β’:与β共同构成活性中心;σ:识别启动子,增加酶与DNA的亲和力;ρ:参与转录终止。

7真和生物原核生物mRNA的异同:原核生物没有内含子,DNA复制和转录相对较容易也比较简单,调控几乎完全由基因上游的RNA聚合酶结合位点控制;而真核生物由于内含子的存在,有了“可变剪接”的可能,内含子也可以调控部分DNA合成的问题,比如针对环境变化调整转录出的蛋白质的结构、组成等;另外,真核原核生物的核糖体也是不一样的,其中蛋白质和核糖体RNA都有显著的区别。

原核生物在拟核区发生转录,而真核生物则在细胞核内。

8 hnRNA的加工:5’加帽,加尾(切除3‘部分序列然后加上poly(A)),剪接(去除内含子),编辑(某些碱基的添加、删除或替换),修饰(甲基化)。

rRNA的加工:切除5'末端的前导序列,从41S的中间产物切下18S的片段,部分退火,修正。

tRNA的加工:"斩头"形成5‘末端,去尾形成3'-OH末端,前体tRNA一些专一部位的碱基需要通过修饰成为特殊的碱基。

第四章1.遗传密码的特性:答:(1) 遗传密码是三联体密码;(2)遗传密码无逗号(连续排列)(3)遗传密码是不重迭的;(4)遗传密码具有通用性(某些体系如mt.例外);(5)遗传密码具有简并性(degeneracy ,synonyms);(6) 密码子有起始密码子和终止密码子:起始密码子:AUG(有时也可是GUG或UUG),终止密码(标点密码子、无意义密码子):UAA(赭石密码子),UAG (琥珀密码子),UGA (乳石密码子)(7) 反密码子中的“摆动”(wobble)。

2.蛋白质中稀有氨基酸的形成方式有哪些?答:硒半胱氨酸是Cys结合tRNA后再加以修饰后直接通过核糖体进入多肽,更多的稀有氨基酸则是通过多肽合成后的修饰加工产生的。

3.叙述发生在氨酰tRNA合成酶上的两个反应。

答:在ATP存在下使氨基酸活化,并与tRNA的CCA末端结合。

4.叙述蛋白质合成三个阶段的主要事件答:1 翻译的起始:核糖体与mRNA结合并与氨酰—tRNA生成起始复合物;2 肽链的延伸:(进位、转位、移位)在EF的作用下合成多肽(核糖体由mRNA5’向3’移动,多肽由N向C合成);3 终止:在RF(release factor 释放因子)作用下识别终止密码,使核糖体解体,并终止多肽合成。

5.试比较真核生物、原核生物翻译过程中的异同(起始方式、涉及的蛋白质因子的作用、起始氨酰tRNA等)答:1、起始因子不同;2、翻译过程(肽链延伸)因子不同;3、终止因子不同。

6.判断下列过程发生在蛋白质合成的哪个阶段/A核糖体亚基与mRNA结合起始B多肽被正确合成终止?C核糖体沿着mRNA移动延伸D核糖体解离成亚基终止7.估计一下原核生物中合成200个AA需要多少个A TP和GTP?答:合成二肽需10个高能键,其后每加一个a.a需4个高能键。

例:合成200个a.a残基的多肽:10+198×4=802(4n+2)=4×200+2=8028翻译因子中GTP的作用答:1)EF-Tu结合GTP和氨酰tRNA并进入核糖体A位点,然后水解释放;2) 促使转位(形成肽键);3) EF-G 结合GTP并进入核糖体,水解GTP释放能量使核糖体向mRNA3’移动,空载tRNA退出核糖体.注:消耗2GTP ——形成一个新的肽键需要消耗ATP和GTP各两个。

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