期中考试试题2012 分子生物学(2009133104)

期中考试试题

一、 名词解释（每小题4分，共10题） 1.断裂基因 : 真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因 2.RNA编辑 : 一：在初级转录物上增加、删除或取代某些核苷酸而改变遗传信息的过程。是一种遗传信息在RNA水平发生改变的过程，可使RNA序列不同于基因组模板DNA序列。 二：RNA分子加工时出现的修饰现象。mRNA因核苷酸的插入、缺失或替换而改变了源自DNA模板的遗传信息，翻译出不同于基因编码的氨基酸序列。 3. 转座子：转座因子中的一种。除含与转座有关的基因外，还含抗药基因、抗重金属基因和接合转移基因等，可赋予受体细胞一定的表型特征。 4. 顺式作用元件 ：DNA、RNA或者蛋白质中的一些特殊的核酸或氨基酸残基序列，只作用于与其连接在一起的靶，而不作用于不与其相连的靶。 5. 同工tRNA：能接受和携带相同氨基酸、但分子结构上有差异的转移核糖核酸(tRNA)。对应一种氨基酸的同工tRNA数目不等，有的可多至5～6种。

6. 核酶：是具有催化功能的RNA分子,是生物催化剂。核酶又称核酸类酶、酶RNA、 核酶类酶RNA。 它的发现打破了酶是蛋白质的传统观念。 7. SD序列 ：mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列。SD序列在细菌mRNA起始密码子AUG上游10个碱基左右处，有一段富含嘌呤的碱基序列，能与细菌16SrRNA3’端识别，帮助从起始AUG处开始翻译。

8. 移码突变 ：在基因编码区，核苷酸插入或缺失导致三联体密码子阅读方式的改变，从而使该基因的相应编码序列发生改变。

9. 顺反子：编码单条多肽链的一个遗传功能单位，即转录单位

10. 分子伴侣：一组从细菌到人广泛存在的蛋白质，非共价地与新生肽链和解折叠的蛋白质肽链结合，并帮助它们折叠和转运，通常不参与靶蛋白的生理功能。主要有三大类：伴侣蛋白、热激蛋白70家族和热激蛋白90家族。

二、 简答题（每小题6分，共5题） 1.原核、真核基因组的特点（不确定）

答：原核生物的DNA的编码区是连续的,真核生物DNA的编码区是间断的,即真核生物的DNA的编码区有内含子和外显子,复制时同时复制内含子和外显子,但翻译的最终结果是成熟的mRNA只携带外显子的遗传信息,内含子的遗传信息被切除.原核生物的DNA的编码区没有内含子和外显子一说,全部是有遗传意义的片断,是完全翻译

1.真核生物基因组指一个物种的单倍体染色体组(1n)所含有的一整套基因。还包括叶绿体、线粒体的基因组。

原核生物一般只有一个环状的DNA分子，其上所含有的基因为一个基因组。

2、原核生物的染色体分子量较小，基因组含有大量单一顺序（unique-sequences），DNA仅有少量的重复顺序和基因。

真核生物基因组存在大量的非编码序列。包括：.内含子和外显子、.基因家族和假基因、重复DNA序列。真核生物的基因组的重复顺序不但大量，而且存在复杂谱系。

3、原核生物的细胞中除了主染色体以外，还含有各种质粒和转座因子。质粒常为双链环状DNA，可独立复制，有的既可以游离于细胞质中，也可以整合到染色体上。转座因子一般都是整合在基因组中。

真核生物除了核染色体以外，还存在细胞器DNA，如线粒体和叶绿体的DNA，为双链环状，可自主复制。有的真核细胞中也存在质粒，如酵母和植物。 4、原核生物的DNA位于细胞的中央，称为类核（nucleoid）。

真核生物有细胞核，DNA序列压缩为染色体存在于细胞核中。

5、真核基因组都是由DNA序列组成，原核基因组还有可能由RNA组成，如RNA病毒。 2.试比较原核和真核细胞的mRNA的异同 答：A．真核生物5‘端有帽子结构大部分成熟没mRNA 还同时具有3’多聚A尾巴，原核一般没有；B．原核的没mRNA 可以编码几个多肽真核只能编码一个。C．原核生物以AUG作为起始密码有时以GUG，UUG作为起始密码，真核几乎永远以AUG作为起始密码。D．原核生物mRNA半衰期短，真核长。E．原核生物以多顺反子的形式存在，真核以单顺反子形式存在。 3.密码子的特点有哪些

答：①. 密码子具有通用性：不同的生物密码子基本相同，即共用一套密码子。

②. 密码子不重叠：两个密码子见没有标点符号，读码必须按照一定的读码框架，从正确的起点开始，一个不漏地一直读到终止信号。

③. 密码子具有简并性：大多数的氨基酸都可以具有几组不同的密码子

④. 密码子阅读与翻译具有一定的方向性：从5'端到3'端.

A代表腺嘌呤，G代表鸟嘌呤，C代表胞嘧啶，U代表尿嘧啶，T代表胸腺嘧啶

4.线性DNA复制子解决末端复制问题的机制有哪些（未查到）

5.在一个克隆基因的分析中发现：—个含有转录位点上游3.8kb DNA的克隆，其 mRNA直接转录活性比仅含有3.1kb上游 DNA的克隆的转录活性大50倍。这表明了什么?（未查到） 三、 问答题（每小题10分，共3题）

1. PCR的基本原理及引物设计的基本要

求（不确定）

答：在大多数情况下，我们都是在知道已知模板序列时进行PCR扩增的。设计的目的是在两个目标间取得平衡：扩增特异性和扩增效率。引物分析软件将试图通过使用每一引物设计变化的预定值在这两个目标间取得平衡。设计引用有一些需要注意的基本原理：

① 引物长度

一般引物长度为18~30碱基。总的说来，决定引物退火温度（Tm值）最重要的因素就是引物的长度。有以下公式可以用于粗略计算引物的退火温度。

在引物长度小于20bp时：[4(G+C)+2(A+T)]-5℃

在引物长度大于20bp时：62.3℃+0.41℃(%G-C)-500/length-5℃

另外有许多软件也可以对退火温度进行计算，其计算原理会各有不同，因此有时计算出的数值可能会有少量差距。为了优化PCR反应，使用确保退火温度不低于54℃的最短的引物可获得最好的效率和特异性。

总的说来，每增加一个核苷酸引物特异性提高4倍，这样，大多数应用的最短引物长度为18个核苷酸。引物长度的上限并不很重要，主要与反应效

率有关。由于熵的原因，引物越长，它退火结合到靶DNA上形成供DNA聚合酶结合的稳定双链模板的速率越小。

② GC含量

一般引物序列中G+C含量一般为40%~60%，一对引物的GC含量和Tm值应该协调。若是引物存在严重的GC倾向或AT倾向则可以在引物5’端加适量的A、T或G、C尾巴。

③ 退火温度

退火温度需要比解链温度低5℃，如果引物碱基数较少，可以适当提高退火温度，这样可以使PCR的特异性增加；如果碱基数较多，那么可以适当减低退火温度，是DNA双链结合。一对引物的退火温度相差4℃～6℃不会影响PCR的产率，但是理想情况下一对引物的退火温度是一样的，可以在55℃～75℃间变化。

④ 避免扩增模板的二级结构区域

选择扩增片段时最好避开模板的二级结构区域。用有关计算机软件可以预测估计目的片段的稳定二级结构，有助于选择模板。实验表明，待扩区域自由能（△G）小于58.6lkJ/mol时，扩增往往不能成功。若不能避开这一区域时，用7-deaza-2’-脱氧GTP取代dGTP对扩增的成功是有帮助的。

⑤ 与靶DNA的错配

当被扩增的靶DNA序列较大的时候，一个引物就有可能与靶DNA的多个地方结合，造成结果中有多个条带出现。这个时候有必要先使用BLAST软件进行检测

⑥ 引物末端

引物3’端是延伸开始的地方，因此要防止错配就从这里开始。3’端不应超过3个连续的G或C，因这样会使引物在G+C富集序列区错误引发。3′端也不能有形成任何二级结构可能，除在特殊的PCR（AS-PCR）反应中，引物3′端不能发生错配。如扩增编码区域，引物3′端不要终止于密码子的第3位，因密码子的第3位易发生简并，会影响扩增特异性与效率。

⑦ 引物的二级结构

引物自身不应存在互补序列，否则引物自身会折叠成发夹状结构，这种二级结构会因空间位阻而影响引物与模板的复性结合。若用人工判断，引物自身连续互补碱基不能大于3bp。两引物之间不应该存在互补性，尤应避免3′端的互补重叠以防引物

二聚体的形成。一般情况下，一对引物间不应多于4个连续碱基的同源性或互补性。

⑧ 为了下一步操作而产生的不完全匹配 5’端对扩增特异性影响不大，因此，可以被修饰而不影响扩增的特异性。引物5′端修饰包括：加酶切位点；标记生物素、荧光、地高辛、Eu3+等；答：最为常见的机制是抗终止(参见噬菌体遗传学)。抗终止于是一种能识别终止序列上游抗终止序列(例如λ噬菌体的nut位点)的蛋白质，它帮助抗终止子所利用的底物(如λ噬菌体基因表达中的Nus蛋白)与依赖DNA的RNA聚合酶的相互作用，通读引入蛋白质结合DNA序列；引入突变位点、插入与缺失突变序列和引入一启动子序列等。额外的碱基或多或少会影响扩增的效率，还加大引物二聚体形成的几率，但是为了下一步的操作就要作出适当的“牺牲”。

如果要加入额外的碱基总是或多或少会影响到整个PCR反应，一对引物间退火温度相差不宜太远。因此上面提到许多设计原则在实际应用中往往难以做到都符合。在碰到这些情况的时候，我们只能秉着“实践是检验真理的唯一标准”这一原则，要试一试才能知道能否行得通了。 2.阐述原核生物的转录终止。 (1)转录终止的两种主要的机制是什么?

答：原核生物转录的终止有两种机制。一是需要蛋白质因子ρ（Rho）的参与，ρ因子能与转录中的RNA结合，启动ρ因子ATP酶活性，并向RNA的3’端滑动，划至RNA附近时，RNA聚合酶暂停聚合活动，使RNA:DNA解链分离转录的RNA释放种植转录。

另一是在立体系统中发现的，纯化的的RNA聚合酶不需要其他蛋白质因子的参与，可使转录终止，即不依赖ρ因子的转录终止机制，模板DAN在转录终止点附近有特殊核苷酸序列可以形成颈环结构影响RNA聚合酶的构象使转录暂停，DAN与RNA双链不稳定分离，转录终止。

(2)为什么在细菌转录终止中很少涉及到ρ因子?

答：在原核生物中、转录与翻译是同时进行的，意味着核糖体追赶着DNA指导的 RNA聚合酶。Rho因子是一个依赖于RNA的ATP水解酶，能够在转录过程中将在转录泡中的RNA-DNA杂合体分开。因此它顺着转录的方向(5’→3’)追赶DNA指导的RNA聚合酶。若核糖体正好妨碍了它的前进，则依赖于肋σ因子的终止反应不会发生 (3)怎样能阻止转录的终止?

下游的终止子序列。

2.用英文简述蛋白质翻译的基本过程。 答：RRNA discharged through the nuclear pore into the

cytoplasm, and then combined by theribosome and rRNA the first translation of the DNA in the nucleus, then tRNA

andcorresponding amino acid in the cytoplasm, and then the tRNA

and rRNA pairingcorresponding to amino acids brought

to the ribosome atenzyme in ribosomeprocessing, and tRNA from the amino

acids in the peptide chain connected to thesynthesis of the peptide chain is completed and then be sent to the endoplasmic reticulum processing to form the protein