2019分子作业 2

发布 2020-02-20 04:35:28 阅读 3815

2、简述真核生物染色体dna序列的类型及特征。

答:①不重复序列,每基因组一个或者几个拷贝,多数结构基因存在于此类序列中;②中度重复序列,每基因组10~104拷贝,alu family、rdna、tdna、histone gene cluster都是中度重复序列;③高度重复序列,一般位于异染色质区,每基因组重复次数>l05,可作为dna指纹用于个体鉴别和亲缘关系的确认。

3、简述基因的存在形式。

答:①断裂基因:基因的编码序列是断裂状态,转录后须经剪接形成连续分布的编码序列,主要存在于真核体系,原核体系也有此类基因;

重叠基因:两个或更多的基因共用同一区段的现象,在小基因组体系如病毒、噬菌体中较为常见,能提高基因组遗传信息的编码能力;

重复基因:也称为基因重复,是生物进化的动力之一,由于不均等交换、染色体倍增等机制导致基因拷贝数的增加,进而由于突变使得同一个基因组内存在2个或者2个以上拷贝的同源基因序列。

跳跃基因:即转座子,能在基因组内发生位置移动的序列,可分为dna转座子、病毒型返座子、肺非病毒型返座子,也是物种形成的因素之一。

假基因:是与正常基因结构类似但由于突变或者返座等原因不再具备信息表达功能的dna序列,是dna进化的遗迹。

6、什么是线性dna末端短缩问题?

答:dna聚合酶需要引物提供游离的3’-羟基作为复制起点,而细胞内一般的引物是rna,在dna复制完成后会被水解去除。那么在dna的3’末端由rna引物引发dna复制并水解该引物,由于没有额外的羟基帮助dna聚合酶填补引物去除后的单链区,下一轮复制中dna将由于末端的不完全复制而出现短缩。

2、简述环状dna复制方式。

答:θ复制:实质是环状dna的单起点双向复制,每起始一轮复制产生2个拷贝的dna,以rna为引物;

滚环复制:也称为共价延伸,环状dna发生切刻后,由dna聚合酶以切刻的3’-羟基起始复制并置换5’序列,聚合酶可在环状dna模板上滚动复制形成共价连接的多拷贝复制产物,其实一次可产生多个拷贝的复制体,引物为dna的3’-羟基;

d-loop复制:实质是每条dna链都以单起点单链连续复制的方式进行的dna复制,其中一条链先起始单链连续复制,产生置换环(displacement loop, d-loop),进而触发另一条链的单链连续复制。

3、请按照复制的阶段,简述原核生物复制各阶段的酶和蛋白质及其功能。

答:①起始:实质是复制起点识别、解链及引物合成的过程。

解旋酶:解开双螺旋。

ssb:单链结合蛋白,维持dna的解链状态。

拓扑异构酶:消除快速解链造成的正超螺旋。

引发酶:合成引物。

dna聚合酶ⅲ:以引物为起点进行先导链的连续性合成。

延伸:半不连续复制。

解旋酶:在复制叉处解螺旋。

ssb:单链结合蛋白,维持dna的解链状态。

拓扑异构酶:消除快速解链造成的正超螺旋。

引发酶:每隔一个区段合成一段后随链引物。

dna聚合酶ⅲ:先导链的连续性合成,利用引发酶产生的引物合成冈崎片段。

dna聚合酶ⅰ:去除冈崎片段的引物,并聚合dntp填补缺口。

dna连接酶:连接冈崎片段,形成完整的后随链子链。

终止:复制体的解体。

tus:识别ter位点,使复制体停顿。

拓扑异构酶:解开缠绕的子代dna

通过dna修复的方式填补并释放子代dsdna

5、简述 dnapoliii全酶的结构。

答:①催化核心(catalytic core): 包含1个α亚基个ε 亚基(3'→5'核酸外切酶校正活性)和θ亚基(剌激核酸外切酶)。

②τ二聚体:连接2个催化核心;

③β夹子(clamp):结合dna并使dnapol催化核心把保持持续催化的能力 (通过改变dna与催化核心的亲和能力);

④夹钳装载机 (clamp loader):γ及其余5种蛋白质使具有前进能力的亚基 β 结合到dna 上。

6、简述大肠杆菌cole1质粒复制的调控机理。

答:实质是通过引物rna形成的控制来调节cole1质粒的复制。

质粒cile1复制起始需要rna引物,该引物是由复制起点上游的一个转录产物(rna2)在复制起点处切割产生的。

但是该质粒还存在与引物rna反方向转录的rna1,与rna2配对后可导致rnaseh无法切割rna2产生引物,进而调节cole1质粒的复制。

7、简述大肠杆菌细胞内存在的修复系统及各修复机制的特点。

答:①错配修复系统:修复复制过程中的错配,通过识别dna上半甲基化的gatc位点实现“修正子链,保存母链”的原则;

②碱基切除修复:识别和去除异常碱基,通过n-糖苷酶识别异常碱基并将其切离产生ap位点(无碱基位点),进一步由ap核酸内切酶切割该位点并替换上正确的碱基。如dutp的掺入(u-n-糖苷酶系统识别和修正)

核苷酸切除修复:针对损伤碱基或者嘧啶二聚体,通过识别并切除损伤碱基或者嘧啶二聚体,进而填补缺口。

重组修复:针对因损伤(如嘧啶二聚体等)使得dna不能作为复制模板使用的情况。dna聚合酶iii无法识别损伤dna,出现复制中断,可通过同源重组的方式以同源序列填补缺口,实质上没有对损伤进行修复。

也称为复制后修复。

跨损伤修复:针对因损伤(如嘧啶二聚体等)使得dna不能作为复制模板使用的情况。如果此类情况太多将导致复制的失败,此时可采用保真性较差的聚合酶以不依赖于模板的方式聚合dntp,此类修复变异性较高。

3、简述转座作用的遗传学效应。

答:①引起插入突变:失活、极性突变或者为基因组的某些序列提供转录起始的顺式元件。

引起染色体畸变:染色体的断裂、缺失和倒位。

生物进化的动力:引入新的基因、造成外显子的移动和改组。

4、简述人体内核苷酸切除修复类型及其差异。

答:类型:①全基因组修复 (global genomic repair,ggr) :修复整个基因组内的损伤,其效率取决于损伤的化学特性、损伤部位的dna序列和染色质结构。

转录偶联修复(trancsription-coupled repair,tcr):特异地修复基因组中具有转录活性(即表达)的基因的被转录dna链上的损伤,该途径的特点是依赖rna聚合酶ii催化的转录,其中的一些蛋白是普通转录因子tfiih 的亚基。

差异:损伤识别的机制不同,ggr是由xpc蛋白识别损伤的,不存在选择性;tcr是由rnap在转录过程中识别损伤的,能特异性的针对活跃转录序列上的损伤进行识别和修复。

5、简述dna转座子类型及其特点。

答:①插入序列(insertional sequence,is ):最简单的转座子,两端为ir,中间编码转座酶。

复合转座子(composite transposon,tn):中部为抗药性基因或其他宿主基因,两侧是相同或者高度同源的is序列(同向或者反向排列),两侧is序列可能都有功能或者是一侧具备功能。

tna家族:长约5kb,两端为ir,中部编码tnpa、tnpr、ampr

6、从转座因子(transposible element)的组织形式及转座机制的角度简述转座因子的类型及其基本特征。

答:①dna转座子:两端是倒转重复序列,内部编码有转座酶,能以dna的形式直接在基因组内发生位移;

病毒型返座子:结构与反转录病毒同源,两端是长末端重复序列,内部编码有反转录酶和整合酶,也称为ltr型返座子。

非病毒型返座子:末端带有polya,编码有rna结合蛋白(orf1)和具有反转录及核酸内切活性的酶(orf2),也称为polya型返座子。

7、dna转座子的转座机制如何?

答:①非复制型转座(nonreplicative transposition)——cut and paste”: 转座元件作为实体,直接从一个位点转移到另一个位点,并引起供体dna的断裂,非复制型转座只需要转座酶,如is、tn。

复制型转座(repl icative transposition)——copy-and-paste:在复制型转座反应中,转座子被复制,发生转座的实体是原转座子的一个拷贝,如tna。

复制型转座涉及两类酶活性:一是转座酶,它在原转座子的末端起作用;另一种为解离酶(resolvase) ,它对复制拷贝起作用。

另外:一些比较特殊的非复制型转座可不造成dna的断裂,称为保守型转座(conservative transposition)。

2、以大肠杆菌为例,简述原核生物rnapol的构成成分及各部分的功能。

答:详见下表。

3、以大肠杆菌为例,简述原核生物一般性启动子的结构。

答:①-10区:也称为pribnow区,富含at碱基,利于双链打开,共有序列为tataat;

-35区:共有序列为ttgaca

转录起点:与新生rna链第一个核甘酸相对应dna链上的碱基。通常是嘌呤(a或者g)

4、简述三类真核生物启动子的结构及其特点。

答:①i类启动子:启动子区富含gc,包括上游启动序列(决定启动效率)和核心启动子区(决定精确转录起点)两部分;

ii类启动子:被rna聚合酶ii识别和结合的启动子,转录结构基因。

核心启动子区:包括tata box、bre等元件,可被通用转录因子引导rna聚合酶结合;

上游启动元件:包括gc box、caat box等,决定转录效率。

增强子:远距离增强转录的dna元件。

iii类启动子:rna聚合酶iii识别的启动子,转录小分子rna,经典的iii类启动子是位于转录单元内部的启动子。

5、简述原核生物终止子的种类,说明intrinsic terminator的结构及各部分的功能。

答:原核生物终止子有内在终止子(intrinsic terminator)和依赖于ρ因子的终止子两种。

内在终止子(intrinsic terminator)转录后能产生茎环结构,且茎环结构的下游紧接着polyu。

茎环结构:增强转录终止效率。

polyu:导致转录停顿,决定转录终止——与课本(p90)有出入,可不看。

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