当前位置:文档之家› 分子生物学的概念

分子生物学的概念

1.分子生物学的概念:广义:蛋白质和核酸狭义:偏重于核酸(基因);主要研究基因或DNA2.用你现有的知识解释DNA为什么是遗传信息的载体。

(分子生物学发展过程中几个重要的实验-名称、原理)解释分子生物学是如何建立的?(不要求生物简史)3.举例说明诺贝尔奖获得者的伟大科学发现。

▲(选择、是非题)第一、二章:DNA的结构1.名词解释:▲基因组(genome):是指细胞或生物体的全套遗传物质,即生物体维持配子或配子体正常功能的全套染色体所含的全部基因(DNA)。

9对碱基,编码3-4万个蛋白质分子▲引申——人的基因组的全长大约是3×106大肠杆菌的基因组约为4.6×10人类与E.coli编码基因数目的比较研究E.coli. 4 X 106bp DAN 约编码3000种基因人类29 X 108 bp 的DNA 是大肠杆菌的700多倍C-值:通常是指一种生物单倍体基因组DNA的总量。

C-值矛盾:形态学的复杂程度与C-值的不一致。

割裂基因:编码某一DNA的基因中有些序列并不出现在成熟的DNA序列中,成熟RNA的序列在基因中被其他基因隔开。

Intron 内含子:DNA与成熟RNA之间的非对应区域。

—非编码序列。

Exon 外显子:—编码序列。

持家基因:在所有细胞类型中都必须表达,即这些基因的功能为所有细胞所必须。

奢侈基因:仅在某种特定类型的细胞中表达的基因。

(了解)卫星DNA:将DNA切成数百个碱基对的片段进行超速离心时,由于富含AT的简单高度重复序列区段浮力密度较小,因而很容易和总体DNA分开,即常会在主要的DNA带的上面有一个次要的带相伴随。

2.简答题1、何为C值矛盾,其表现在哪些方面。

▲答:C-值矛盾是指形态学的复杂程度与C-值的不一致。

表现在:①低等真核生物中与形态学复杂程度相关,但高等真核生物中变化很大。

②与预期的编码蛋白质的基因的数量相比,基因组的DNA含量过多2、E.coli的基因结构有何特点?(掌握)⑴功能相关的几个结构基因以操纵元(operon)的形式存在,其中保括共同的调节基因,启动子(promoter)、操纵子(opertor),在基因转录时协同合作。

⑵包括功能相关的RNA基因也串联在一起。

⑶蛋白质基因通常以单拷贝的形式存在。

⑷RNA基因多拷贝。

3、以E.coli为例说明原核生物基因组织的特点。

答:(1)染色体DNA对数生长期的E.coli (2~4个类核)--丰富的基因组DNA①类核中,染色体DNA成分占80%,其余为RNA和蛋白质②4.6 x 106bp的基因组DNA 与多种DNA结合蛋白质组装成E.coli的染色体③基因组DNA为双链环状,总长度为1100~1400μm,1400个基因都已定位(2)质粒DNA细菌中另一类遗传物质环状DNA,存在于染色体之外,能自我复制。

质粒也携带许多基因,如:抗生素抗性基因。

4、真核、原核生物的结构基因的主要组织特点。

第三章.DNA的复制——最多出选择题生物界DNA复制的特点。

单链DNA的复制:噬菌体M13的复制机制。

DNA的反转录合成及意义,反转录酶,线形DNA复制末端问题的解决,端粒及端粒酶。

RNA的复制。

第四章.RNA的生物合成——转录1.名词解释:转录:以DNA为模板,在依赖于DNA的RNA聚合酶的催化下,以4种rRNA为原料合成RNA的过程。

(课件:转录是指拷贝出一条与DNA链序列完全相同(除了T→U之外)的RNA单链的过程,是基因表达的核心步骤。

)启动子:指DNA分子上被RNA聚合酶识别并结合形成转录复合物的区域,它包括了一些调节因子的结合位点。

转录终止子:在转录过程中,提供转录终止信号的RNA序列真正起终止作用的RNA序列。

2.简答题1、说明RNApol全酶各个亚基的主要功能。

▲(选择、是非)答:①δ因子:可重复使用;主要用于修饰RNApol构型;使全酶识别启动子Sextama Box(-35区),并通过δ与模板链特异性结合;不同δ因子识别不同的启动子。

②α因子:属于核心酶的组件因子,促使RNApol与DNA模板链结合。

前端α因子→使模板DNA双链解链为单链尾端α因子→使解链的单链DNA重聚为双链③β因子:促进RNApol+NTP→RNA elongation完成NTP之间的磷酸酯键的连接,与p因子竞争3’-end。

其中β因子有两个位点:I site ,转移性结合ATP 或GTP;E site,对NTP非专一性结合。

④β’因子:参与RNA非模板链结合。

▲2、以E.coli为例,说出Prok.启动子结构及各部分功能。

答:①启动子:指DNA分子上被RNA聚合酶识别并结合形成转录复合物的区域,它包括了一些调节因子的结合位点。

②启动子由两部分组成:上游部分——CAP、AMP结合位点下游部分——RNApol进入位点绝大部分启动子都存在这两段共同序列:-10bp处的TATA区和-35bp处的TTGACA区补:对比真核生物的启动子:真核基因启动子是RNA聚合酶结合位点周围的一组转录控制组件,至少包括一个转录起始点以及一个以上的功能组件。

由上游启动子和核心启动子组成。

3、以Prok.为例简述转录起始过程。

答:①全酶与启动子结合,封闭型启动子复合物形成(R位点被δ因子发现并结合)②开放型启动子复合物的形成。

(RNApol适合位点到达-10序列区,富含AT 序列Prinbonow框,“烷解”形成12-17bp的泡状物,同时酶分子同-10序列转移,并与之牢固结合形成二元闭合复合物(包括全酶和DNA。

)③在开放型启动子复合物中,RNApolI位点和E位点的核苷酸单体形成一个磷酸二酯键(β亚基),形成三元复合物(包括全酶、DNA和新生的RNA)。

④δ因子解离→核心酶与DNA亲和力起始过程结束→核心酶移动进入延伸过程4、终止子和终止密码子有何区别?答:终止子是指在转录的过程中,提供转录终止信号的RNA序列终止密码子:UAA、UGA、UAG。

mRNA上的三个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸,这个氨基酸能使翻译终止,这2个核苷酸就叫终止密码子。

5、试述Prok.中转录终止子的类型及终止机制。

答:原核生物中转录终止子的类型有(1)内在终止子(不依赖ρ因子的终止子)形成一个发夹结构,在发夹结构末端有6-8个连续的U串。

(2)依赖ρ因子的终止子。

同样有发夹结构,但发夹结构没有固定特征(不稳定),没有U串。

其终止机制如下:(1)不依赖ρ因子的终止子①新生RNA链发夹结构形成→与RNApol发生作用→阻止RNA链的释放→造成高度言宕(典型的有60秒左右)②RNA暂停为终止提供了机会,6-8个连续的6 ~ 8个连续的U串可能为RNApol与模板的解离提供了信号,RNA-DNA之间的 rU-dA 结合力较弱,于是RNA-DNA解离→三元复合体解体→RNApol解离→转录终止。

③真正的终止点不固定,在 U串中的任何一处④IR序列和U串同等重要⑤DNA上与U串对应的为富含A/T的区域说明:AT富含区在转录的终止和起始中均起重要的作用(2)依赖ρ因子的终止子①通读(read through):在依赖ρ因子的转录终止过程中, RNApol 转录了 IR 序列之后,虽发生一定时间的延宕,但如果没有ρ因子存在,则RNApol 会继续转录②ρ因子 a、活性形式为六聚体促进转录终止的活性,NTPase 活性b、RNA长度大于50nt时,依赖RNA的NTPase活性最大说明:ρ因子识别和结合的是RNA③ρ因子对终止子的作用a、ρ因子与RNA结合(终止子上游的某一处,RNA的5’端)b、ρ因子沿RNA从5’→3’移动(NTP水解供能)c、ρ因子与 RNApol 相互作用而造成转录的终止④终止反应还需要 RNA 与 DNA 的相互作用,即:需要一定的RNA序列⑤Prok.依赖ρ因子的终止子为基因表达调控提供了一种方式,因为原核生物中转录和翻译偶联。

补:原核生物转录的基本过程:(真核-P74图3-8)①模板识别——主要是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——见上面3.③转录的延伸——酶与产物RNA不解离;底物NTP不断加到DNA链结构的3’-OH端;形成一个磷酸二酯键后,核心酶向前滑动;延伸位点不断接受新的NTP、RNA链不断延伸;始终保持三元复合物的结构。

④转录的终止——见上面5。

▲在真核生物中涉及到RNA转录的酶的种类?分类依据?转录产物?在细胞核中的位置不同,负责转录的基因不同,对a-鹅膏覃碱的敏感性也不同。

酶细胞内定位转录产物对a-鹅膏覃碱的敏感程度RNA聚合酶Ⅰ核仁 rRNA 不敏感RNA聚合酶Ⅱ核质 hnRNA 敏感RNA聚合酶Ⅲ核质 t RNA 存在物种特异性第五章.蛋白质的生物合成(RNA的翻译)1.名词解释翻译是指以新生的mRNA为模板,把核苷酸三联子遗传密码翻译成氨基酸序列、合成蛋白质多肽链的过程,是基因表达的最终目的。

单顺反子mRNA:一个编码基因转录生成一个mRNA分子,经翻译生成一条多肽链。

S-D序列:同工tRNA :代表相同氨基酸的tRNA称为同工tRNA同义密码子:对应于同一氨基酸的密码子信号肽:该序列常位于蛋白质的氨基末端,长度一般在13-36个残基之间。

有以下特点:一般带有10-15个疏水氨基酸;在靠近该序列N端常常有1个或数个带正电荷的氨基酸;在其C-末端靠近蛋白酶切割位点处常常带有数个极性氨基酸,离切割位点最近的那个氨基酸往往带有很短的侧链(丙氨酸或甘氨酸)。

2.简答题1、说出Prok.蛋白质翻译过程中的起始因子、延伸因子、终止因子及各自功能。

P122答:翻译起始因子有3个:IF-1、IF-2、IF-3。

翻译延伸因子有3个:EF-Tu、EF-Ts、EF-G。

翻译终止因子RF1、RF2、RF3。

(——识别终止子):RF1识别UAA、UAG,RF2识别UAA、UGA,RF3促进识别2、简述Prok.延伸过程中的主要事件答:①后续AA-tRNA与核糖体结合②肽键的生成③移位3、以Prok.为例,说明蛋白质翻译终止的机制补:RNA翻译的基本过程:①氨基酸的活化②肽链的起始——核糖体与m RNA结合,并与氨基酸-t RNA形成起始复合物③肽链的延伸——核糖体沿m RNA5’-3’移动,导致N 端→C端点多肽合成④肽链的终止——核糖体从m RNA解离⑤折叠和加工以上步骤需要消耗能量:3种RNA以及其在翻译中的功能:信使RNA (m RNA)——蛋白质合成的模板转移RNA(t RNA)——模板和氨基酸间的接合体核糖体——蛋白质合成的场所第六章.原核生物的基因表达1.名词解释:操纵子:能被调控蛋白特异结合的一段DNA序列诱导物:凡能引起诱导发生的分子称为诱导剂阻遏物:能导致阻遏发生的分子称为阻遏剂弱化子:在trp mRNA 5’端trpE基因的起始密码前有一个长162bp的mRNA片段被称为前导区,这个区域就是弱化子。

相关主题