分子生物学考试复习题 名词解释 简答题

来，外含子相连接。

(3)剪接体的形成 剪接体（spliceosome）是由几种非特异小核核糖核蛋白（UsnRNP）与mRNA前体结合而成。UsnRNP是一族snRNA,参与剪接作用的有多种UsnRNP。

23．何谓RNA编辑？RNA编辑生物学意义如何?

RNA编辑：指基因转录产生的mRNA分子中，由于核苷酸的缺失，插入或置换，基因转录物的序列不与基因编码序列互补，使翻译生成的蛋白质的氨基酸组成，不同于基因序列中的编码信息现象。 RNA编辑具有重要的生物学意义：. 校正作用；调控翻译；扩充遗传信息

1）形成/删除AUG, UAA, UAG, UGA? 2）改变codon信息

3）扩大编码的遗传信息量较大程度地改变了DNA的遗传信息，使该基因的DNA序列仅是一串简略意义模糊的序列或称为隐秘基因、模糊基因 4）中心法则的发展

第五章

? 名词解释

1．翻译: 以mRNA为模板，氨酰-tRNA为原料直接供体，在多种蛋白质因子和酶的参与下，在核糖体上将mRNA分子上的核苷酸顺序表达为有特定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 2．密码子: mRNA中碱基顺序与蛋白质中氨基酸顺序的对应关系是通过密码实现的， mRNA中每三个相邻的碱基决定一个氨基酸，这三个相邻的碱基称为一个密码子。 3．密码的简并性: —个氨基酸具有两个以上密码子的现象。

4．同义密码子: 为同—种氨基酸编码的各个密码子，称为同义密码了。

5．变偶假说: 指反密码子的前两个碱基(3’-端)按照标准与密码子的前两个碱基(5’-端)配对，而反密码子中的第三个碱墓则有某种程度的变动，使其有可能与几种不同的碱基配对。

6．移码突变: 在mRNA中，若插入或删去一个核苷酸，就会使读码发错误，称为移码，由于移码而造成的突变、称移码突变。

7．同功受体: 转运同一种氨基酸的几种tRNA称为同功受体。

8．Anticodon: 指tRNA反密码子环中的三个核苷酸的序列，在蛋白质合成过程中通过碱基配对，识别并结合到mRNA的特殊密码上。 9．多核糖体: mRNA同时与若干个核糖体结合形成的念珠状结构，称为多核糖体。

10．Paracodon: tRNA 分子上决定其携带氨基酸分子的区域称副密码子。

11．Signal peptide: 某种分泌蛋白质及细胞膜蛋白质

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等，以前体物质多肽的形式合成，其N末端含有作为通过膜时之信号的氨基酸序列，这种氨基酸序列称信号肽或信号序列（signal sequence）。

? 问答题

1．参与蛋白质生物合成体系的组分有哪些?它们具有什么功能?

①mRNA：蛋白质合成的模板；

②tRNA：蛋白质合成的氨基酸运载工具； ③核糖体：蛋白质合成的场所； ④辅助因子：

(a)起始因子—--参与蛋白质合成起始复合物形成； (b)延长因子—--肽链的延伸作用；

(c)释放因子一--终止肽链合成并从核糖体上释放出来。

2．遗传密码是如何破译的?

(1) 在体外无细胞蛋白质合成体系中加入人工合成的polyＵ 开创了破译遗传密码的先河；

(2) 混合共聚物(mixed copolymers)实验对密码子中碱基组成的测定；

(3) aa-tRNA与确定的三核苷酸序列(密码子)结合。

3．遗传密码有什么特点?

(1)密码无标点：从起始密码始到终止密码止，需连续阅读，不可中断。增加或删除某个核苷酸会发生移码突变。 (2)密码不重叠：组成一个密码的三个核苷酸只代表一个氨基酸，只使用一次，不重叠使用。

(3)密码的简并性：在密码子表中，除Met、Trp各对应一个密码外，其余氨基酸均有两个以上的密码，对保持生物遗传的稳定性具有重要意义。

(4)变偶假说：密码的专一性主要由头两位碱基决定，第三位碱基重要性不大，因此在与反密码子的相互作用中具有一定的灵活性。

(5)通用性及例外：地球上的一切生物都使用同一套遗传密码，但近年来已发现某些个别例外现象，如某些哺乳动物线粒体中的UGA不是终止密码而是色氨酸密码子。 (6)起始密码子AUG，同时也代表Met，终止密码子UAA、UAG、UGA使用频率不同。

4．简述三种RNA在蛋白质生物合成中的作用。 (1)mRNA：DNA的遗传信息通过转录作用传递给mRNA，mRNA作为蛋白质合成模板，传递遗传信息，指导蛋白质合成。 (2)tRNA：蛋白质合成中氨基酸运载工具，tRNA的反密码子与mRNA上的密码子相互作用，使分子中的遗传信息转换成蛋白质的氨基酸顺序是遗传信息的转换器。 (3)rRNA 核糖体的组分，在形成核糖体的结构和功能上起重要作用，它与核糖体中蛋白质以及其它辅助因子一起提供了翻译过程所需的全部酶活性。

5．氨基酸在蛋白质合成过程中是怎样被活化的?

催化氨基酸活化的酶称氨酰-tRNA合成酶，形成氨酰-tRNA，反应分两步进行：

(1)活化 需Mg2+和Mn2+，由ATP供能，由合成酶催化，生成氨基酸-AMP-酶复合物。 ，

(2)转移 在合成酶催化下将氨基酸从氨基酸—AMP—酶复合物上转移到相应的tRNA上，形成氨酰-tRNA。

6．简述蛋白质生物合成过程。

(1)氨基酸的活化：游离的氨基酸必须经过活化以获得能量才能参与蛋白质合成，由氨酰-tRNA合成酶催化，消耗1分子ATP，形成氨酰-tRNA。

(2)肽链合成的起始：由起始因子参与，mRNA与30S小亚基、50S大亚基及起始甲酰甲硫氨酰-tRNA(fMet-tRNAt)形成70S起始复合物，整个过程需GTP水解提供能量。 (3)肽链的延长：起始复合物形成后肽链即开始延长。首先氨酰-tRNA结合到核糖体的A位，然后，由肽酰转移酶催化与P位的起始氨基酸或肽酰基形成肽键，tRNAf或空载tRNA仍留在P位．最后核糖体沿mRNA5’→3’方向移动一个密码子距离，A位上的延长一个氨基酸单位的肽酰-tRNA转移到P位，全部过程需延伸因子EF-Tu、EF-Ts，能量由GTP提供。

(4)肽链合成终止，当核糖体移至终止密码UAA、UAG或UGA时，终止因子RF-1、RF-2识别终止密码，并使肽酰转移酶活性转为水解作用，将P位肽酰-tRNA水解，释放肽链，合成终止。

7．蛋白质合成中如何保证其翻译的正确性?

(1)氨基酸与tRNA的专一结合，保证了tRNA携带正确的氨基酸；

(2)携带氨基酸的tRNA对mRNA的识别，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子的相互识别，保证了遗传信息准确无误地转译；

(3)起始因子及延长因子的作用，起始因子保证了只有起始氨酰-tRNA能进入核糖体P位与起始密码子结合，延伸因子的高度专一性，保证了起始tRNA携带的fMet不进入肽链内部；

(4)核糖体三位点模型的E位与A位的相互影响，可以防止不正确的氨酰-tRNA进入A位，从而提高翻译的正确性； (5)校正作用：氨酰-tRNA合成酶和tRNA的校正作用；对占据核糖体A位的氨酰-tRNA的校对；变异校对即基因内校对与基因间校对等多种校正作用可以保证翻译的正确。

8．原核细胞和真核细胞在合成蛋白质的起始过程有什么区别。

(1)起始因子不同：原核为IF-1，IF-2，IF-2，真核起始因子达十几种。

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(2)起始氨酰-tRNA不同：原核为fMet-tRNAf，真核Met-tRNAi

(3)核糖体不同：原核为70S核粒体，可分为30S和50S两种亚基，真核为80S核糖体，分40S和60S两种亚基

9．蛋白质合成后的加工修饰有哪些内容? (1)水解修饰；

(2)肽键中氨基酸残基侧链的修饰； (3)二硫键的形成；

(4)辅基的连接及亚基的聚合

10．真核细胞与原核细胞核糖体组成有什么不同?如何证明核糖体是蛋白质的合成场所?

原核细胞：70S核糖体由30S和50S两个亚基组成； 真核细胞：80S核糖体由40S和60S两个亚基组成。 利用放射性同位素标记法，通过核糖体的分离证明之。

11. 已知一种突变的噬菌体蛋白是由于单个核苷酸插入引起的移码突变的，将正常的蛋白质和突变体蛋白质用胰蛋白酶消化后，进行指纹图分析。结果发现只有一个肽段的差异，测得其基酸顺序如下： 正常肽段 Met-Val-Cys-Val-Arg

突变体肽段 Met-Ala-Met-Arg

（1）什么核苷酸插入到什么地方导致了氨基酸顺序的改变？

（2）推导出编码正常肽段和突变体肽段的核苷酸序列. 提示：有关氨基酸的简并密码分别为

Val： GUU GUC GUA GUG Arg： CGU CGC CGA CG AGA AGG

Cys： UGU UGC Ala： GCU GCC GCA CGC

(1)在正常肽段的第一个Val的密码GUA的G后插入了一个C ；(2) 正常肽段的核苷酸序列为：AUG GUA UGC GU? CG?；突变体肽段的核苷酸序列为：AUG GCU AUG CGU 。

12. 试比较原核生物与真核生物的翻译。

原核生物与真核生物的翻译比较如下：仅述真核生物的，原核生物与此相反。

（1）起始Met不需甲酰化；

（2）无SD序列，但需要一个扫描过程； （3）tRNA先于mRNA与核糖体小亚基结合； （4）起始因子比较多； （5）只一个终止释放因子。

第六章

? 名词解释

1、顺式作用组件: 具有调节功能的特定DNA序列，只能影响同一分子中相关基因的表达，位于受调控的DNA编码区段的上、下游。与基因表达调控有关的顺式作用元件主要有启动子、增强子和沉默子。

2、反式作用因子: 是指能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上参与调控靶基因转录效率的蛋白质，当发生突变时，将影响不同染色体上等位基因的表达。 3、结构基因: 是决定合成某一种蛋白质分子结构相应的一段DNA。结构基因的功能是把携带的遗传信息转录给mRNA（信使核糖核酸）,再以mRNA为模板合成具有特定氨基酸序列的蛋白质。 4、调节基因: 是调节蛋白质合成的基因。它能使结构基因在需要某种酶时就合成某种酶,不需要时,则停止合成，它对不同染色体上的结构基因有调节作用。 5、操纵基因: 位于结构基因的一端，是操纵结构基因的基因。当操作基因“开动”时,处于同一染色体上的，由它所控制的结构基因就开始转录、翻译和合成蛋白质。当“关闭”时，结构基因就停止转录与、翻译。操作基因与一系列受它操纵的结构基因合起来就形成一个操纵子。 6、阻遏蛋白: 阻遏蛋白是基于某种调节基因所制成的一种控制蛋白质，在原核生物中具有抑制特定基因（群）产生特征蛋白质的作用。 7、操纵子: 指包含结构基因、操纵基因以及启动基因的一些相邻基因组成的DNA片段，其中结构基因的表达受到操纵基因的调控。

8、辅阻遏物: 在可阻遏系统中，产生阻遏作用的小分子物质则叫做辅阻遏物

9、组成型表达: 指在一个生物生命的全过程中以及一个个体的所有细胞类型中均持续表达，很少受环境因素影响的基因，通常还把他们称为“管家基因”。

10、诱导型表达: 指某些基因的表达极易受环境变化的影响，在特定环境信号的刺激下，有的基因表达开放或增强；有的基因表达关闭或下降。

11、IPTG、效应物: 异丙基-β-D-硫代半乳糖苷，是β–半乳糖苷酶的活性诱导物质，常用于蓝白斑筛选。 12、CAP: 环腺苷酸（cAMP）受体蛋白CRP（cAMP receptor protein ），cAMP与CRP结合后所形成的复合物称激活蛋白CAP（cAMP activated protein ） 13、cAMP-CAP: 操纵子都是由cAMP-CAP调节的。cAMP-CAP复合物是一个不同于阻遏物的正调控因子

14、多顺反子: 一个mRNA分子编码多个多肽链。这些多肽链对应的DNA片断则位于同一转录单位内，享用同一对起点和终点。

15、单顺反子: 真核基因转录产物为单顺反子，即一种基因编码一种多肽链或RNA链，每个基因转录有各自的调节元件。 16、Attenuator弱化子: 当trp操纵子的mRNA合成起始以后，除非培养基中完全没有色氨酸，转录总是仅产生—个140个核苷酸的RNA分子即终止。这个区域称为衰减子或弱化子。

17、上游启动子元件: TATA框上游的保守序列称为上游启动子元件或上游激活序列

二、填空题

1．启动子中的元件通常可以分为两种：核心启动子元件

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和上游启动子元件

2. 因表达正调控系统中，加入调节蛋白后，基因表达活性被开启，这种调节蛋白被称为无辅基诱导蛋白。在负调控系统中，加入调节蛋白后，基因表达活性被关闭，这种调节蛋白被称为阻遏蛋白。

3. 糖对细菌有双重作用；一方面可以作为碳源供细胞生长；另一方面它又是细胞壁的成分。所以需要一个不依赖于cAMP—CRP的启动子S2进行本底水平的永久型合成；同时需要一个依赖于cAMP—CRP的启动子S1对高水平合成进行调节。有G时转录从S2开始，无G时转录从S1开始。

? 、简答题

1、乳糖操纵子的作用机制？

⑴乳糖操纵子的组成：大肠杆菌乳糖操纵子含Z、Y、A三个结构基因，分别编码半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶，此外还有一个操纵序列O，一个启动子P和一个调节基因I。

⑵阻遏蛋白的负性调节：没有乳糖存在时，I基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列O处，乳糖操纵子处于阻遏状态，不能合成分解乳糖的三种酶；有乳糖存在时，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵序列，乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶。所以，乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控。

⑶CAP的正性调节：在启动子上游有CAP结合位点，当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时，cAMP浓度升高，与CAP结合，使CAP发生变构，CAP结合于乳糖操纵子启动序列附近的CAP结合位点，激活RNA聚合酶活性，促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。

⑷协调调节：乳糖操纵子中的I基因编码的阻遏蛋白的负调控与CAP的正调控两种机制，互相协调、互相制约。

2、正调控和负调控的主要不同是什么？

负调控时，调节基因的蛋白质产物是基因活性的一种阻遏物，而在正调控时，调节基因的产物是一种激活物。

3、区别(1)启动子增效突变与启动子减效突变；(2)上游序列和下游序列。

(1)启动子内部的突变会增强或降低转录水平。

(2)同启动子有关，下游序列同转录．的方向一致；上游序列同转录方向相反。

4、哪三个序列对原核生物mRNA的精确转录是必不可少的?

⑴启动子（Promotor），在启动子序列-10bp和-35bp处， 有两个由6个核苷酸组成的共有序列（consensus sequence），这些区段的碱基被命名为-10区和-35区。许多启动子的-10区核苷酸序列相似，为

TATAAT，称为TATA box，又叫Pribnow框，为RNA Pol牢固结合的位点，简称结合位点。在-35区，大部分启动子为TTGACA序列，为RNA Pol的σ亚基识别位点，又称Sextama框。

⑵编码序列，指导mRNA的合成。

⑶终止子，功能是使RNA的合成停止在终止点位置，RNA Pol停止RNA，释放mRNA。

5、葡萄糖是如何影响涉及糖代谢的操纵子(葡萄糖敏感型操纵子)的表达?

在缺乏葡萄糖时，cAMP的水平升高，CAP蛋白同每一个葡萄糖敏感操纵子中启动子内的 CAP 位 点结合，转录作用协同起始。如果有葡萄糖，cAMP的．水平下降，CAP蛋白不再结合，转录的速率协同下降。

6. 简述乳糖操纵子的正负调控机制 ⑴阻遏蛋白的负调控

①当细胞内有诱导物时，诱导物结合阻遏蛋白，此刻聚合酶与启动子形成开放式启动子复合物转录乳糖操纵子结构基因。

②当无诱导物时，阻遏蛋白结合与启动子与蛋白质部分重叠不转录。 ⑵CAP正调控

①当细胞内缺少葡萄糖时ATP→CAMP结合，CRP生成CAP与CAP位点结合，增前RNA聚合酶转录活性。

②当有葡萄糖存在时CAMP分解多合成少，CAP不与启动子上的CAP位点结合RNA聚合酶不与操纵区结合无法起始转录结构基因表达下降。

7. 激活蛋白（CAP）对转录的正调控作用？ 环腺苷酸（cAMP）受体蛋白CRP（cAMP receptor protein），cAMP与CRP结合后所形成的复合物称激活蛋白CAP（cAMPactivated protein ）。当大肠杆菌生长在缺乏葡萄糖的培养基中时，CAP合成量增加，CAP具有激活乳糖（Lac）等启动子的功能。一些依赖于CRP的启动子缺乏一般启动子所具有的典型的-35区序列特征（TTGACA）。因此RNA聚合酶难以与其结合。 CAP的存在（功能）：能显著提高酶与启动子结合常数。主要表现以下二方面：

①CAP通过改变启动子的构象以及与酶的相互作用帮助酶分子正确定向,以便与-10区结合，起到取代-35区功能的作用。

②CAP还能抑制RNA聚合酶与DNA中其它位点的结合，从而提高与其特定启动子结合的概率。

8. 简述衰减子的作用机理。

大肠杆菌中，衰减作用依赖于转录和翻译的紧密偶联。RNA聚合酶刚转录出前导肽的部分密码子，核糖体就开始翻译。当细胞中有色氨酸时，核糖体能够顺利地翻译出整个前导肽而在终止密码子ＵＧＡ（＋７０）处停下来。

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这时核糖体占据了序列１和部分序列２，使序列２和序列３不能配对，因而序列３和４配对产生终止子的发夹结构，实现转录的终止。当出现色氨酸饥饿时，核糖体停顿两个trp密码子上，这时，核糖体占据了序列１，而留下完整的序列２以便于和转录出或即将转录出的序列３形成二级结构，这样当序列４转录出来后仍是单链状态，即终止子不能形成，于是转录继续下去。

9、当lacZ-或lacY-突变体生长在含乳糖的培养基上时，lac操纵子中剩余的基因没有被诱导，解释是何原因。 异乳糖是乳糖操纵子的天然诱导物，它是乳糖经过末诱导细胞中的少量 β-半乳糖苷酶代谢产生的。在 lac突变中完全不存在 β-半乳糖苷酶，乳糖不能被代谢，在 lacZ-中完全没有透性酶，因此乳糖不能进入细胞。这样，两种突变体中都不能产生异乳糖，因此操纵子中的其余基因都不能被培养基中的乳糖诱导表达。但是其它的基因能被像 IPTG这样的安慰诱导物诱导，因为 IPTG既能作为诱导物，又不需透性酶的帮助就能进入细胞。

10、衰减作用如何调控E.coli中色氨酸操纵子的表达? 衰减作用根据 tRNATrp的数量去调节 Trp操纵子的表达，而 tRNATrp的数量又取决于细胞中 Trp的水平.Trp操纵子 mRNA前导序列很长，包括了编码一个长 14个氨基酸的多肽所需的全部遗传信息(包括一个 AUG起始密码和一个 UGA 终止密码)。这个多肽含有两个相邻的 Trp残基，因此色氨酰-tRNA对前导肽的翻译是必不可少的。衰减作用发生的必要条件是：(1)翻译产生前导多肽；(2)转录和翻译的偶联。这样，当 RNA聚合酶转录前导序列的同时核糖体就紧接着结合到新生的 mRNA上翻译产生前导肽。mRNA 的前导序列包括两对相似的反向重复序列。序列 2与序列 1和 3部分互补， 这样 1+2或 2+3或 3+4或 1+2和 3+4 都能通过碱基配对形成茎环结构。 由序列 3和 4 配对形成的茎环结构与 Trp操纵子的终止子基本相同。和终止子一样， 在其茎的 3’一侧具有 7 个连续的 U 形成的尾巴。当形成这种衰减子结构时，它就能像终止子一样使转录终止。注意到两个 Trp密码位于序列 1 内，而且前导肽的终止密码在序列 l 和 2之间。这样，如果色氨酸的量是充足的，那么，tRNATrp的含量也能够使前导肽的翻译进行到终止密码 UGA。 结合的核糖体覆盖了 l和 2两个区域，这样 1 和 2、2和 3 两个序列就不能形成茎环结构，这就使 3，4两个序列形成衰减子环并起到终止子的作用，导致 RNA聚合酶分子脱离 DNA模板。另一方面，如果色氨酸缺乏，那么存在的色氨酰-tRNA也很少，导致核糖体停止在两个 Trp密码之前，这样核糖体仅盖住区域 l，并在序列 4 被转录之前，序列 2 和序列 3 形成茎环结构。这个结构的形成阻止了序列 3 与序列 4形成终止子结构。于是，出现通读，切操纵子的其他部分被继续转录。事实上，是 mRNA 上核糖体所在的位置决定mRNA 的二级结构和衰减作用是否发生。

12、举例说明原核生物基因表达调控的机理。 在E.coli 乳糖操纵子中，其结构基因为lacZ,lacy,lacA,