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简答及问答题

2024-06-19 来源:星星旅游
简答及问答题

1、原核生物基因组有何特点?

①为一条环状双链DNA;②只有一个复制起点;③具有操纵子结构;④绝大部分为单拷贝;⑤可表达基因约50%,大于真核生物小于病毒;⑥基因一般是连续的,无内含子;⑦重复序列很少。 2、真核生物基因组各有何特点?

①真核生物基因组远大于原核生物基因组,结构复杂,基因数庞大,具有多个复制起点;②基因组DNA与蛋白质结合成染色体,储存于细胞核内;③真核基因为单顺反子,而细菌和病毒的结构基因多为多顺反子;④基因组中非编码区多于编码区;⑤真核基因多为不连续的断裂基因,由外显子和内含子镶嵌而成;⑥存在大量的重复序列;⑦功能相关的基因构成各种基因家族;⑧存在可移动的遗传因素

3、简述DNA的C值和C值矛盾?

生物体的一个特征是一个单倍体基因组的全部DNA含量总是相对恒定的。通常称为该物种的C值。真核生物基因组的C值:是指生物单倍体基因组中DNA的含量,以pg表示。

C值和生物结构或组成的复杂性不一致的现象。要表现为:C值不随生物的进化程度和复杂性而增加;亲缘关系密切的生物C值相差很大;高等真核生物具有比用于遗传高得多的C值。 4、以大肠杆菌为例叙述转录全过程?

起始:核心酶在σ因子的参与下与模板的DNA接触,生成非专一的,不稳定的复合物在模板上移动。起始识别:全酶与模板的启动子结合,产生封闭的“酶-启动子二元复合物” 。酶紧密地结合在启动子的-10序列处,模板DNA局部变性,形成“开放性起始复合体” ,暴露模板链。三元复合物形成,酶在起始位点开始聚合最初几个核苷酸。

延伸:延伸的时候,酶后端边缘的分界线也可作为RNA链延伸的末端处。即酶的后端向前每移动1bp,RNA延伸的末端也就加上了一个rNTP,但酶的前端并没有移动,仍保持原来的位置,只不过酶整体收缩了1bp的长度。酶内部所覆盖的DNA双链的开放区及RNA的生长点(3′端)都向前移动了1个bp。当RNA

链已延伸到多个nt时,酶的前端突然向前一下子延伸7-8bp。延伸时RNA 聚合酶以稳定收缩和突然伸展的方式在DNA上“爬行”,稳定的收缩是指RNA聚合酶从35bp长连续地收缩到28bp,然后前端又突然向前伸展8bp,RNA聚合酶又恢复到35 bp长。

终止:原核生物转录的终止处有特殊结构的存在,称为终止子,RNA Pol能识别t位点在此处停止,然后释放RNA,最终RNA聚合酶也脱离模板,终止了转录。在原核细胞中有两种不同的终止子,一种是强终止子,另一种是弱终止子。强终止子在体外实验中,无需其他任何因子的帮助就可以终止核心酶,这种终止子被称为内部终止子。弱终止子需要在一种蛋白质因子ρ(rho factor)的帮助一才能终止,所以又称为ρ依赖性终止子。

5、简述真核生物DNA复制与原核生物DNA复制的区别?

①真核生物每条染色体上可以有多处复制起点,而原核生物只有一处复制起点。

②真核生物的染色体全部完成复制之前,各个起点上的DNA复制不能开始,而在快速生长的原核生物中,复制起点上可以连接开始新的DNA复制,表现为只有一个复制单元,但可有多个复制叉。

真核生物有多个复制子,而原核生物只有一个复制子。

④真核生物复制所需的酶及蛋白与原核生物有所不同,真核生物DNA聚合酶为α、β、γ、δ、ε,而原核生物的聚合酶为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。

⑤真核细胞内DNA引物和DNA聚合酶α紧密偶联,而原核细胞内引发酶和解旋酶偶联在一起,形成复制体的一部分。

6、分别说出6种以上RNA并说明其生物学功能? 转运RNA(tRNA):转运氨基酸

核蛋白体RNA(rRNA):核蛋白体组成成分 信使RNA(mRNA):蛋白质合成模板 不均一核RNA(hnRNA):成熟mRNA的前体 小核RNA(snRNA):参与hnRNA的剪接

小胞浆RNA(scRNA/7SL-RNA):蛋白质内质网定位合成的信号识别体的组成成分

反义RNA(anRNA/micRNA):对基因表达起调节作用 核酶(RibozymeRNA):有酶活性的RNA

7、真核生物基因组DNA按照重复程度可以分为几类,并加以说明?

单拷贝顺序:基因组中只有一个或几个拷贝,占基因组的40%到70%,真核生物基因组中大多数基因是单拷贝的

轻度重复序列:指在基因组中含有2~10个拷贝的序列,如酵母tRNA基因、人和小鼠的珠蛋白基因等。

中度重复序列:长度300-7000bp,数十到十万个拷贝,占总DNA的10%-40%,有编码序列,也有非编码序列;重复单位序列相似,但不完全一样; 散在分布于基因组中;序列的长度和拷贝数非常不均一;中度重复序列一般具有种属特异性,可作为DNA标记.; 中度重复序列可能是转座元件

高度重复序列:在大多数高等真核生物基因组中,重复次数可达106以上 的DNA序列。可分为:卫星DNA序列、小卫星DNA序列、微卫星DNA序列

8、简述原核生物转录终止机制?

原核生物转录的终止处有特殊结构的存在,称为终止子,RNA Pol能识别t位点在此处停止,然后释放RNA,最终RNA聚合酶也脱离模板,终止了转录 。在原核细胞中有两种不同的终止子,一种是强终止子,另一种是弱终止子。强终止子在体外实验中,无需其他任何因子的帮助就可以终止核心酶,这种终止子被称为内部终止子。弱终止子需要在一种蛋白质因子ρ的帮助一才能终止,所以又称为ρ依赖性终止子。

强终止子:回文结构存在。由它转录出mRNA可形成茎环结构,可阻止RNA 聚合酶的前进;茎的区域富内含G-C,使茎环不易解开;强终止子3′端上有6个U,由于它和模板形成的连续U-A配对较易打开,从而便于释放出RNA。

9、真核生物的表达调控与原核有何不同?真核生物的表达调控主要层次包括哪些?

原核细胞的染色体是裸露的DNA,而真核细胞染色质则是由DNA与组蛋白紧密结合形成的核小体。在原核细胞中染色质对基因的表达没有明显的调控作用,而在真核细胞中这种作用十分明显 。调节环节更多。主要是正调控,且一个真核基因通常有多个调控序列,必须有多个激活物同时特异地结合上去并协同作用,才能调节基因的转录。真核生物大都是多细胞生物,基因表达调控要适应不同生长发育和细胞周期的不同需要;真核生物的细胞发生分发,有细胞特异性或组织特异性表达。

真核生物的表达调控主要层次:染色体水平上的调控、染色质水平上的调控、DNA水平上的调控

10、简述真核与原核细胞中翻译起始的主要区别?

原核生物翻译起始复合物形成:核蛋白体大小亚基分离;mRNA在小亚基定位结合;起始氨基酰-tRNA的结合;核蛋白体大亚基结合。

真核生物翻译起始复合物形成:核蛋白体大小亚基分离;起始氨基酰-tRNA结合;mRNA在核蛋白体小亚基就位;核蛋白体大亚基结合。

区别:核蛋白体;真核生物是80S(40S+60S),原核生物是70S(30S+50S);起始因子:真核生物较原核生物起始因子多;真核生物起始的tRNA的Met不需甲酰化;真核生物起始tRNA先与核蛋白体小亚基结合,然后再结合mRNA.

11、真核生物RNA分子内含子的剪接方式都有哪些?

自我剪接 (self-splicing) :内含子的切除不需要酶和蛋白质参与,其形成特殊结构进行自我剪接 ( 核酶剪 ) ,包括 I 型 ( 真核线粒体、四膜虫、叶绿体、噬菌体 RNA) 和 II 型 ( 线粒体、叶绿体 ) 。一些 II 型内含子亦编码蛋白质。

蛋白 ( 酶 ) 剪接 :需要蛋白质 ( 酶 ) 参与, tRNA 前体的剪接; snRNP 剪接 :蛋白质 mRNA 前体的剪接,形成中间套索结构,在剪接

体参与下进行。

12、简述原核生物翻译过程。

13、简述复制体的主要组分及其功能

复制体(replisome)是由解旋酶、引发酶和DNA Pol Ⅲ 全酶组成的复合体。DNA合成时,沿着复制叉的方向移动。 DNA聚合酶:合成子代DNA链 DNA连接酶:负责冈崎片段的链接 解旋酶:打开DNA双链 引发酶:合成RNA引物

14、简述原核生物启动子的典型结构。

-10序列;几乎所有原核基因的启动子中,在转录开始位点上游-10区域都有一个典型的6bp, TATAAT序列,称为Pribnow框或-10序列。 -10序列是DNA分子与RNA聚合酶核心酶紧密结合的序列,是结合部位,突变不影响RNA聚合酶与启动子结合的速度,但降低解链的速度。 - 35序列:其保守序列为TTGACA 与-10序列相隔16~19bp。 功能:为RNA 聚合酶的识别位点。RNA 聚合酶的核心酶只能起到和模板结合和催化的功能,并不能识别-35序列,只有σ亚基才能识别-35序列,为转录选择模板链。-35序列和-10序列的距离是相当稳定的,过大或过小都会降低转录活性。这可能是因为RNA 聚合酶本身的大小和空间结构有关。

15、试解释大肠杆菌在葡萄糖和乳糖同时存在时,只利用葡萄糖作为糖原,而不利用乳糖,只有在没有葡萄糖存在时,才利用乳糖作为糖原这一现象的分子机制。 大肠杆菌利用乳糖的三种酶的合成受乳糖操纵子的调控。 乳糖操纵子的正调节机制:大肠杆菌优先利用葡萄糖作为碳源,抑制其他糖类代谢的操纵子表达,如果有葡萄糖存在,即使有乳糖等其它诱导物碳源的存在,也优先利于葡萄糖。

当培养基中有葡萄糖存在时,cAMP浓度较低,cAMP与CAP蛋白不能

形成复合物,也就不能结合到CAP位点,lac基因的转录水平较低。由此可见,对lac操纵子来说CAP是正性调节因素,lac阻遏蛋白是负性调节因素。lac操纵子强的诱导作用既需要乳糖又需缺乏葡萄糖

16、试述在有色氨酸存在时,大肠杆菌利用外界提供的色氨酸,而快速关闭体内色氨酸合成途径,无色氨酸时,编码合成色氨酸有关酶的机制,

在色氨酸浓度未达到能起阻遏作用时,从trpP起始转录,RNA聚合酶沿DNA转录合成mRNA,同时,核糖体就结合到新生成的mRNA核糖体结合位点上,开始翻译。当色氨酸浓度低时,tRNA trp-色氨酸量就少,使核糖体沿mRNA翻译移动的速度慢,赶不上RNA聚合酶沿DNA移动转录的速度,这时核糖体占据前导序列1区域,使不能生成发夹结构A ,于是2和3区域配对就形成发夹结构B ,阻止了C生成终止信号的结构,RNA聚合酶得以沿DNA前进,继续去转录,trp操纵元就处于开放状态。当色氨酸浓度增高时,tRNA trp-色氨酸浓度随之升高,核糖体沿mRNA翻译移动的速度加快,占据1和2区域,1和2、2和3配对的机会减少,3和4配对就形成具有终止结构C茎环,RNA聚合酶终止转录,于是已经开始的转录就减弱。色氨酸浓度低时,tRNA trp-色氨酸量就少,使核糖体沿mRNA翻译移动的速度慢,赶不上RNA聚合酶沿DNA移动转录的速度,这时核糖体占据前导序列1区域,使不能生成发夹结构A ,于是2和3区域配对就形成发夹结构B ,阻止了C生成终止信号的结构,RNA聚合酶得以沿DNA前进,继续去转录,trp操纵元就处于开放状态。

大肠杆菌其他氨基酸合成系统的许多操纵子(如组氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸等操纵子)中也有类似的衰减子存在。

阻遏蛋白的负调控作用只能使转录不起始,对于已经开始了的转录,则只能通过衰减作用使基因的表达停顿下来。

17、简述端粒酶的作用机理和功能。

是一种特殊的反转录酶。由酶和含重复序列的RNA分子组成,它以自身的RNA分子为模板从随从链的3′端合成端粒的重复序列,使随从链延长,以防止随从链在每次复制时被缩短。

功能:复制终止时,染色体线性DNA末端确有可能缩短,但通过端粒酶的作用,可以补偿这种由除去引物引起的末端缩短。

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