中国农业大学分子生物学复习.docx

分子生物学复习Part1 绪论1. 什么是分子生物学？是一门在分子水平上研究生命现象及其本质的学科主要研究 DNA、RNA 与蛋白质等生命大分子的结构和功能，以及它们在生命过程中的作用它所关心的主要是核酸在细胞生命过程中的作用，包括核酸本身的复制、保存以及基因的表达与调控规律2. 分子生物学的研究内容有哪些？生物大分子的结构与功能-结构分子生物学基因的表达调控-核酸生物学DNA 重组技术-基因工程基因组结构和功能-生物信息学Part2 染色体与 DNA1. 简述染色体的基本构成DNA：组蛋白：非组蛋白：RNA=1：1：(1-1.5)：0.05（DNA、蛋白质、RNA）2. 简述核小体的结构和基本功能四种组蛋白(H2A、H2B、H3、H4)各 2 分子组成八聚体的小圆盘H1 起连接作用核小体是染色体的基本单位，其功能与染色质的浓缩有关，且能够进行自装配3. 简述染色体的螺旋化过程DNA→核小体→螺线管→超螺线管→染色体一个核小体 200bpDNA螺线管的每一螺旋包含 6 个核小体4.根据染色体在分裂期与间期的染色不同,将染色质分为异染色质和常染色质间期染色深的是异染色质,染色浅的是常染色质。

结构性异染色质（指各种类型细胞中在整个细胞周期内都处于凝集状态的染色质，即永久性的呈现异固缩的染色质） 兼性异染色质（指在一定的细胞类型或一定的发育阶段呈现凝集状态的异染色质） 5.分述 DNA 一级结构、二级结构和三级结构的特点DNA 的一级结构是由数量极其庞大的四种脱氧核糖核苷酸(dAMP、dGMP、dCMP、dTMP） ，通过 3',5'-磷酸二酯键连接起来的直线形或环形多聚体DNA 的二级结构—双螺旋结构模型：两条多核苷酸链反向平行盘绕所形成的双螺旋结构嘌呤与嘧啶互补配对：腺嘌呤 A : 胸腺嘧啶 T鸟嘌呤 G : 胞嘧啶 CDNA 的三级结构指 DNA 双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构包括线状 DNA 形成的纽结、超螺旋和多重螺旋以及环状 DNA 形成的结、超螺旋和连环等多种类型其中超螺旋是 DNA 高级结构的主要形式6.什么是 Tm？影响变性和复性速度的因素有哪些？熔解温度：通常将核酸加热变性过程中，紫外光吸收值达到最大值的 50%时的温度称为核酸的解链温度影响因素：① DNA 碱基组成（GC 多，高） ②DNA 的均一性 ③溶液的离子强度（正比） ④pH（5-9 变化不明显）影响 DNA 复性因素：温度和时间、DNA 浓度、DNA 顺序的复杂性、DNA 片段的大小、盐的浓度。

7.简述碱基组成的 Chargaff 定则1)同一生物的不同组织的 DNA 碱基组成相同；(2)一种生物 DNA 碱基组成不随生物体的年龄、营养状态或者环境变化而改变；(3)几乎所有 DNA，无论种属来源如何，其腺嘌呤摩尔含量与胸腺嘧啶摩尔含量相同([A]=[T])，鸟嘌呤摩尔含量与胞嘧啶摩尔含量相同([G]=[C])，总的嘌呤摩尔含量与总的嘧啶摩尔含量相同([A＋G]=[C＋T])4)不同生物来源的 DNA 碱基组成不同，表现在 A＋T/G＋C 比值的不同；8.简述 DNA 的主要序列类型1）高度重复序列（卫星 DNA、分散高度重复序列）（2）中度重复序列（成簇存在、分散存在）（3）轻度重复序列（60-65%）（4）反向重复序列或回文结构9.表观遗传学是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表达了可遗传的变化的一门遗传学分支学科表观遗传的现象很多，已知的有 DNA 甲基化、基因组印记、母体效应、基因沉默、核仁显性、休眠转座子激活和 RNA 编辑等10.一般约定，碱基序列的书写是由左向右书写，左侧是 5′末端，右侧为 3′末端(5′→3′)11.二级结构：B-DNA（most）：右手螺旋，每个螺旋 10.5 对碱基；A-DNA：右手螺旋，螺体较宽而短；Z-DNA：左手螺旋，每个螺旋 12 对碱基。

12.纯度估计: (A260/A280)：dsDNA:1.8/pure RNA:2.0/protein:0.5 DNA 和 RNA 都是在 260nm 处有最大吸收值13.White 方程：： L(连接数)=T(双链盘绕数)+W(超螺旋数)迁移率：超螺旋 DNA > 线性 DNA > 开环 DNA14.什么是半保留复制？什么是半不连续性复制？半保留复制有什么生物学意义？半保留复制：每个子代分子的一条链来自亲代 DNA，另一条链则是新合成的这种复制方式半不连续复制：DNA 复制时，一条链是连续的，另一条链是不连续的DNA 半保留复制保证了所有的体细胞都携带相同的遗传信息，并可以将遗传信息稳定地传递给下一代15.简述 DNA 复制的几种方式及其特点1）线性 DNA 双链的复制a 单起点单向（腺病毒）b 单起点双向（T7 噬菌体）双向：复制眼c 多起点双向（真核生物）（2）环状 DNA 双链的复制a ϴ 型（细菌、病毒）b 滚环型（噬菌体）c 噜噗滚环复制（噬菌体 φX174）d D-噜噗复制（线粒体、叶绿体）16.简述 DNA 复制的过程及涉及到的关键的酶或蛋白质1）亲代 DNA 分子超螺旋构象的松弛和螺旋的解旋，复制模板展露（解旋解链酶类）（2）复制的引发：起始点被识别，引发体合成引物（复制起始蛋白、引物酶和引发体）（3）复制的延伸：新 DNA 链沿 5’-3’被合成（DNA 聚合酶、DNA 连接酶）（4）复制的终止：复制子的末端，Ter、Tus 等蛋白因子参与解旋解链酶类：DNA 拓扑异构酶、解螺旋酶、单链 DNA 结合蛋白（SSBP）大肠杆菌 DNA 复制的基本过程（小结）E. coli 基因组的复制以双链环状 DNA 分子的形式存在，复制从起始点 oriC 开始，以双向等速的方式进行，复制的中间产物形成 θ 形。

1）复制的起始：涉及双链的解旋和松开，形成两个方向相反的复制叉在拓扑异构酶 I 的作用下解开负超螺旋，在解链酶的作用下解开双链，有 SSB 蛋白稳定解开的单链复制原点 oriC 的核酸序列被转录生成短 RNA 链，作为先导链起始复制的引物2）复制的延伸：以半不连续复制的方式进行：在延伸过程中，先导链可以随着复制叉不断向前移动而连续合成在后随链上，当复制叉进一步打开时，RNA 引物与 DNA 单链结合，在 DNA 聚合酶Ⅲ作用下以 DNA 单链为模板合成短的单链片断（冈崎片段） ，然后由 DNA 连接酶将它们连接起来，形成一条连续的单链3)复制的终止：当复制叉前移遇到重复性终止子序列（Ter）时，Ter-Tus 复合物阻止复制叉前移，等到相反方向复制叉到达时，在拓扑异构酶Ⅳ的作用下复制叉解体，释放子链17.简述端粒酶的作用机制及端粒复制的生物学意义端粒酶利用自身携带的 RNA 链作为模板，以 dNTP 为原料，以反转录的方式催化合成模板后随链 5’端 DNA 片段或外加重复单位端粒复制的生物学意义：（1）维持染色体的完成性，决定细胞的寿命；（2）维持染色体的独立性，若无端粒，两个染色体末端很可能融合到一起；（3）解决末端复制问题，端粒酶能与端粒作用，延伸其长度。

18.名词解释：复制叉：正在发生复制的位点复制子：染色体上能独立进行复制的单位前导链和滞后链：前导链：DNA 合成过程中，在新合成的两条单链中，有一条可以随着复制叉不断向前移动而连续合成，这条链叫前导链后随链：而另一条链合成时，则是先合成一段短的单链片断，然后由 DNA 连接酶将它们连接起来，形成一条连续的单链，因此，这条链叫后随链冈崎片段：在 DNA 复制时，后随链上不连续合成的 DNA 片断DNA 聚合酶：催化 dNTP 聚合到核酸链上，是 DNA 复制的主要酶19. 真核生物和原核生物 DNA 复制的异同点相同点1. 具有 3’→5’校对活性2. 底物成分：亲代 DNA 分子为模板，四种脱氧三磷酸核苷(dNTP)为底物，多种酶及蛋白质 ：DNA 拓扑异构酶、DNA 解链酶、单链结合蛋白、引物酶、 DNA 聚合酶、RNA 酶以及 DNA 连接酶等；3. 过程：分为起始、延伸、终止三个过程；4. 聚合方向：5'→3'；5. 化学键： 3'，5'磷酸二酯键；6. 遵从碱基互补配对规律；7. 一般为双向复制、半保留复制、半不连续复制不同点1. 细菌染色体复制：θ 型（双向） ；真核生物染色体复制：多起点、双向、线形。

2. 起点：真核生物为线性 DNA,具有多个复制起始位点，形成多个复制叉，复制子相对较小，移动速度较原核生物慢，不同步；原核生物为一般为环形 DNA，具有单一复制起始位点3. 时期：真核生物 DNA 复制只发生在细胞周期的 S 期，复制一旦启动，在完成本次复制前，不能再启动新的复制；原核复制起始位点可以连续开始新的复制，特别是快速繁殖的细胞4. 聚合酶状态：原核的 DNA 聚合酶 III 复制时形成二聚体复合物，而真核的聚合酶保持分离状态5. DNA 聚合酶：真核生物有多种，没有 5'-3'外切酶活性，需要一种叫 FEN1 的蛋白切除 5'端引物，主要复制酶为 DNA 聚合酶 δ，引物由 DNA 聚合酶 α/引发酶复合体合成；原核生物只有三种，DNA 聚合酶 I 具有 5'-3'外切酶活性主要复制酶为DNA 聚合酶 III，引物由引发酶合成6. 动力：原核生物滑动 DNA 夹增加 DNA 聚合酶的持续合成能力；真核生物 DNA 聚合酶 δ 的前进动力来自于 RF-C 蛋白和 PCNA 蛋白的相互作用7. 末端：真核生物末端靠端粒酶的作用补齐，而原核生物以多联体的形式补齐8. 调控：原核生物细胞内复制叉的多少决定了复制起始频率的高低；真核生物的复制有生活周期，染色体，复制子 3 个水平调控。

1. 哪些因素能引起 DNA 损伤？DNA 损伤类型？DNA 损伤是指正常 DNA 分子的化学结构或物理结构在某些物理因素、化学因素（如射线和化学试剂)以及细胞自发产生的基因毒素等干扰作用下发生改变的现象因素：物理因素、化学因素、细胞自发产生的基因毒素等；类型：影响了 DNA 序列但不改变 DNA 的整体结构、结构扭曲2．生物机体如何修复 DNA 损伤？DNA 修复类型直接修复、错配修复、切除修复、重组修复、SOS 修复3. 生物机体的损伤修复对生物体有何意义？如果基因损伤不断积累，当达到一定的量，就会使细胞不能正常的新陈代谢，进而癌变等DNA 损伤修复的研究有助于了解基因突变的机制，衰老和癌变的原因，还可应用于环境致癌因子的检测4. 何谓突变？突变与细胞癌变有何关系？突变是在 DNA 分子碱基序列水平上所发生的一种永久性、可遗传的变化，它是与遗传保守性既相对立又相统一的自然现象 类型：染色体畸变、基因突变（自发、诱发）a 基因突变能引起细胞癌变，但细胞癌变不是只能由基因突变引起，比如某些病毒也可引起细胞癌变；b 基因突变不一定产生对生物体不利的变化，但的确是“多害少利”性，只有原癌基因或是抑癌基因突变才会引起癌变；c 基因突变需突变多处，并积累才能引起细胞癌变。

DNA 损伤和突变的关系：损伤：DNA 在生理条件下的碱基化学损坏；突变：DNA 碱基序列改变损伤不及时修复会导致基因突变、改变；损伤可以修复，突变不能修复，但可以恢复引起损伤因素与引起突变因素有重叠5. 用图表说明转座的机制交错切口所形成的突出单链末端与转座子两端的反向重复序列相连，然后由 DNA 聚合酶填补缺口，DNA 连接酶封闭切口6. 解释转座是如何引起玉米粒的花色素斑的转座子总结1. 转座子在其末端有反向重复序列，在插入位点产生短的正向重复序列2. IS、复合转座子和 P 转座子采用非复制形式转座，转座子从供体直接转移到受体，即“切除和粘贴”方式3. 玉米中有自主转座子和非自主转座子，非自主转座子由自主转座子缺失产生自主转座子能自己转座，而非自主的转座子的转座需要有自主的转座子提供的trans－acting 。