第九章一、名词解释
1.复制子
2.引发前体
3.DNA复制体
4.冈崎片段
5.cDNA;
6.内含子
7.启动子
8.端粒酶
9.终止子和终止因子
10.抗终止因子
11.SOS反应
12.基因工程
13、DNA克隆
14.质粒
15.黏性末端
16.oligo(dT)
17.PCR反应
18.多核苷酸磷酸化酶
二、填 空:
1.DNA复制的一般原理是( ),DNA复制中的一股链是不连续的,在合成长链DNA只能沿着( )。
2.冈崎片段合成的子链称为( ),连续合成的子链称为( )。
3.与DNA复制相关的酶有( ),( )和( )。
4.1967年发现了DNA连接酶,它能使DNA链的3/羟基与另一条DNA链的5/端磷酸基形成( )。
5.PCR的中文名称为( ),是一种快速的DNA特定片段体外合成扩增方法。
6.基因的转录是由( )催化的,转化时需要的条件是( ),( ),( )。
7.大肠杆菌的lac操纵子受到两方向的调控:一是对RNA聚合酶.结合到( )上去的调控,二是对( )的调控。
8.分子生物学技术是在发现( )和( )具有遗传功能后,以DNA和RNA的体外操作为核心逐步建立起来的一系列技术。
9.DNA复制出现的RNA片段由一种特异的RNA聚合酶合成,此酶称为( )。
10.拓扑异构酶能够使DNA产生拓扑学上的种种变化,最常见产生( )。
11.紫外线引起的DNA分子中同一条链上相邻的两个嘧啶核苷酸以( )连接形成。
12.丁烷结构即( )。
13.暗修复通过三种不同的机理来外呈完成修复,即( ),( )和( )。
14.RNA指导的DNA聚合酶又称为( )。
15.PCR反应的两个循环要经过( ),( )和( )三个阶段。
16.DNA顺序测定技术最适用的方法为( )。
17.( )允许子链DNA复制合成时越过亲链受损伤的片段而不形成缺口。
18.DNA中有些基因是重复的称为( )。
19.把基因中不编码的序列称为( ),把被间隔的编码蛋白质的基因部分称为( )。
20.基因有一股链被转录,把被转录的一股链称为( ),不被转录的称为( )。
21.大肠杆菌的RNA聚合酶的亚基组成是( )没有б亚基的RNA聚合酶称为( )。
22.原核生物的启动子顺序存在两个共同顺序,即( )和( )。
23.细菌及病毒的DNA转录的终止顺序有两个特点:其一是富含GC,转录产物极易形成( ),其二是紧接GC之后有一串( )。
24.从大肠杆菌中获得的RNA聚合酶在转录时要有二价金属离子,主要是( ),( )。
25.转录合成的RNA第一个核苷酸常常是( )和( )。
26.以m RNA为模板合成蛋白质的过程称为( ),或称为( )。
27.原核生物完整的核糖体为( )S,由一个( )和一个( )两个亚基组成。
28.蛋白质合成的肽链延长阶段包括:进位,肽键形成和( )三步。
29.将m RNA的AGGAGGU区域称为( )序列。
30.当代基因工程中一种生物的基因能在另一种生物中表达的基础是( )。
31.每个t RNA的碱基顺序都能排列折叠成一个( )的构象。
32.操纵子包括调节基因,启动基因,( )和( )。
33.转录调控蛋白都有独立结合DNA的结构阈,这种结构阈中与DNA接触的亚结构的结构单元有( ),( )。
34.转录调控蛋白有与蛋白质结合的结构阈,此结构含有的结构单元有( ),( )。
35.某些基因仅特异的在某种细胞中表达,称为细胞特异性或( )表达。
36.真核生物m RNA5’端( )序列可与30S中16Sr RNA3’端的序列 互补。
37.DNA复制方向是从( )端到( )端展开。
38.大肠杆菌在DNA复制过程中切除RNA引物酶是( ),而真核生物复制过程中切除RNA引物的酶是( )。
39.大肠杆菌染色体DNA复制起示区被称为( ),酵母细胞染色体DNA复制的起始区被称为( ),两者富含( )碱基对,这将有利于( )过程。
40.( )和( )酶的缺乏可导致大肠杆菌体内冈崎片段的堆积。
41.体内DNA复制主要使用( )作为引物,而在体外进行PCR扩增时使用( )作为引物。
42.使用( )酶或( )酶可将大肠杆菌DNA聚合酶I水解为大小两个片段,其中大片段被称为( )酶,它保留( )和( )酶的活性,小片段则保留( )的活性。
43.光复活的辅基是( )和( ),它能直接修复( )。
44.完成碱基切除修复至少需要( ),( ),( )和( )几种酶。
45.维持DNA复制高度忠实性的机制主要有( ),( ),和( )。
46.DNA重组主要分为( )和( )两种形式,他们的主要差别是( )。
47.新生霉素和四环双萜分别是( )酶和( )酶的抑制剂。
48.端聚酶由( )和( )两个部分组成,它的生理功能是( )。
49.( )病毒是研究真核细胞DNA复制的最好材料。
50.原核细胞DNA复制时形成的冈崎片段比真核细胞DNA复制时形成的冈崎片段( )。
51.基因转录的方向是从( )到( )端。
52.大肠杆菌RNA聚合酶由( )和( )因子组成,其中前者由( )亚基,( )亚基和( )亚基组成,活性中心位于( )亚基上。
53.使用( )可将真核细胞的三种RNA聚合酶区别开来。
54.第一个被转录的核苷酸一般是( )。
55.原核细胞启动子-10序列通常被称为( ),其一致序列是( )。
56.tRNA基因的启动子最重要的特征是( )。
57.真核细胞转录因子的功能是( )和( )。
58.逆转录酶通常以( )为引物,具有( ),( )和( )三种酶的活性。
59.原核细胞基因转录的终止有两种机制,一种是( ),另一种是( )。
60.核不均一RNA实际上就是( )。
61.真核细胞三种RNA实际上就是( )。
62.RNA病毒的进化速度远高于它的宿主细胞是因为( )。
63.SnRNA即是( ),它的功能主要是( )。
64.SnoRNA即是( ),它的主要功能是( )。
65.同一种基因在肝细胞中表达的终产物是ApoB-100,而在小肠上皮细胞中表达的终产物是相对分子量较小的ApoB-100,这种差别是通过( )机制实现的。
66.参与DNA复制的主要酶和蛋白质包括( )、( )、( )、( )、( )、( )和( )。
67.大肠杆菌DNA连接酶使用( )能源物质,T4噬菌体DNA连接酶使用( )作为能源物质。
68.参与大肠杆菌DNA复制的主要聚合酶是( ),该酶在复制体上组装成( )二聚体,分别负责( )链和( )链的合成,已有证据表明后随链的模板在复制中不断形成( )结构。
69.DNA拓扑异构酶1能够切开DNA的( )条链,而DNA拓扑异构酶H能同时切开DNA的( )链,在切开DNA链以后,磷酸M酯键中的磷酸根被固定在它的( )残基上。
70.DNA损伤可分为( )和( )两种类型,造成DNA损伤的因素有( )和( )。
71.真核细胞DNA的损伤可诱导抗癌基因( )表达量提高,该抗癌基因的产物可( )细胞周期的进行;当损伤过于严重的时候,可诱导( )。
72.同源重组可分成两步反应:第一步反应是( );第二步反应是( )。
73.E.coli参与错配修复的DNA聚合酶是( )。
74.基因转录的方向是从( )端到( )端。
75.所有真核细胞的RNA聚合酶Ⅱ的最大亚基的C端都含有一段高度保守的重复序列,这段重复序列是( ),它的功能可能是( )。
76.真核细胞Pre-mRNA的后加工方式主要( )、( )、( )、( )和( )5种。
77.大肠杆菌 RNase P由( )和( )组成,其中( )能独立完成催化,该酶参与( )的后加工。
78.四膜虫Pre-RNA的剪接需要( )作为辅助因子。
79.存在于真核细胞Pre-mRNA上的加尾信号是( ),剪接信号是( )。
80.使用( )技术可以确定一个蛋白质基因是不是断裂基因。
81.所有的反转录病毒的基因组都含有( )、( )和( )三种基因。
82.HIV的宿主细胞是( )。
83.LTR即是( ),其中含有( )序列和( )序列,由它控制反转录病毒的基因转录。
84.gRNA(guide RNA)的功能是( )。
85.使用( )方法可以确定真核细胞基因转录的起始点。
86.hnRNA是( )前体。
87.DNA复制时,碱基配对受到双重校对,是由( )和( )完成的。
88.真核生物RNA聚合酶中对鹅膏覃碱敏感的酶是( )和( )。
89.DNA二级结构三叶草模型是由( )、( )、( )、( )组成。
90.原核生物DNA连接酶( )分别要求( )和( )提供能量。
91.在DNA复制叉处,解旋酶的移动方向是( ),reP蛋白移动方向是( )。
92.真核生物染色体DNA复制有( )个起点,因此是( ),原核生物DNA复制有( )个起点是( )。
93.大肠杆菌DNA聚合酶I是一种多功能酶,其主要功能是( )、( )、( )。
94.大肠杆菌RNA聚合酶全酶由5种亚基组成,各亚基的功能是,a( )、B( )、B’( ),δ( )、ω( )。
95.列出3种能抑制核酸生物合成的抗生素( )、( )、(  )。
96.mRNA转录后加工,一般包括4个方面内容①( )②( )③( )④( )。
97.DNA复制时,与解链有关的酶和蛋白因子有( )、( )、( )
98.在RNA转录起点上游大约-10处,有TATATA保守序列,称为( )。
99.举出3种能消除DNA模板功能的抑制剂①( )、②( )、③( )。
100.利链霉素可与RNA聚合酶的( )结合抑制转录进行。
101.真核生物DNA聚合酶有5种,其中( )与修复作用有关。
102.外源DNA引人真核细胞的方法有①( )②( )③( )④( )。
103.举出5个在DNA体外重组中常用的有不同功能的酶:( )、( )、( )、( )、( )。
104.在DNA重组中,最常见的噬菌体载体为( ),最常用的细菌质粒为( ),单链DNA克隆的载体是( )。
105.PBR322 DNA分子中有两个抗生素基因是( )和( )。
三、选择题:
1.顺反子是指( )
a,整个DNA分子
b,DNA分子中的一种或几种蛋白质的全部AA编码的核苷酸顺序
c.内含自序列
d.DNA分子的特定转录顺序
2.编码链是指( )
a.基因中转录的一股 DNA链
b.基因中不转录的一股DNA链
c.为蛋白质编码的mRNA
d.DNA互补的双链
3.真核生物m RNA帽子结构功能是( )
a.可能增加m RNA的稳定性
b.有利于反转录生成DNA
c.保护m RNA免受核苷酸降解
d.用于蛋白质合成
4.下列何者是DNA复制的产物( )
a.ATP
b.UTP
c.d TTP
d.d GDP
e.d AMP
5.下列何者是DNA的基本单位( )
a.ATP
b.UTP
c.d TTP
d.d GDP
e.d AMP.
6.下列有关DNA聚合酶Ⅲ的论述,哪一项是正确的( )
a.是复制酶
b.有5’—3’聚合活性
c.有3’—5’外切活性
d.有5’—3’外切酶活性,
e.没有5’—3’外切酶活性
7.下列有关引物酶的论述,那些是正确的( )
a.引物酶可以单独催化引物合成
b.引物酶需要引发前体护送才能催化引物合成
c.引物酶的底物是d NMP
d.引物酶的底物是d NTP
e.引物酶催化合成的引物约有1000个和核苷酸组成
8.下列有关DNA复制的叙述正确的是( )
a.DNA复制是全保留复制
b.新链合成的方向与复制叉前进的方向相反者称为前导链
c.新链合成的方向与复制叉前进方向相同者
d.前导链是不连续合成的
e.后随链是连续合成的.
9.下列与DNA解链无关的是( )
a.单链DNA结合蛋白
b.DNAhelicase
c.拓扑异构酶Ⅱ,
d.dDNA旋转酶
e.DNA酶
10.下列哪一项属于DNA自发损伤( )
a.DNA复制时碱基错配
b.紫外线照射DNA生成嘧啶二聚体
c.x-射线间接引起DNA断裂
d.亚硝酸盐使胞嘧啶脱氧
e.双功能烷基化剂使DNA交连
11.下列哪一项引起DNA编码突变( )
a.DNA中的腺嘌呤转换为鸟嘌呤
b.DNA中的胞嘧啶转换为尿嘧啶
c.DNA中的鸟嘌呤颠换为胸腺嘧啶
d.DNA中腺嘌呤颠换为胸腺嘧啶
e.DNA链缺失一个核苷酸
12.下列有关反转录哪一项是错误的( )
a.以RNA为模板合成c DNA
b.引物长度约10个核苷酸
c.逆转录酶既催化c DNA的合成又催化模板RNA水解
d.引物不是以病毒RNA为模板合成的
e.合成的双链DNA称为前病毒
13.下列有关真核生核转录的论述哪一项是正确的( )
a.利福霉素及利福平可抑制RNA聚合酶
b.利福平与σ亚基结合
c.不作为转录模板的DNA链称为编码链
d.启动子通常位于结构基因的下游
e.转录终止时一定要ρ因子参加
14.基因表达调控中最重要的调控是( )
a.复制水平的调控
b.转录水平的调控
c.翻译水平的调控
d.基因表达产物降解速度的调控
15.能产生阻遏蛋白的操纵子基因组分为( )
a.启动基因
b.操纵基因
c.结构基因
d.调节基因
16.哪个操纵子中存在衰减的调控( )
a.乳糖操纵子
b.葡萄糖操纵子
c.阿拉伯糖操纵子
d.色氨酸操纵子
17.乳糖操纵子的结构基因不包括( )
a.乳糖水解酶
b.β-半乳糖苷酶
c.半乳糖苷透酶
d.乳糖苷转乙酰激酶
18.CAP/CAMP可促进( )
a.调节基因表达阻遏蛋白
b.RNA聚合酶与启动子结合
c.乳糖诱导阻遏蛋白构象改变
d.RNA聚合酶经操纵基因到达结构基因
19.反义的RNA即( )
a.与DNA互补的RNA分子
b.与mRNA互补的RNA分子
c.与tRNA互补的RNA分子
d.与rRNA互补的RNA分子
20.哺乳类DNA中大约有多少真正蛋白质编码( )
a.0.5%
b.1%
c.2%
d.10%
21.锌指中的Zn2+的结合情况是( )
a.Zn原子与两个lys残基结合
b.Zn与两个His残基结合
c.Zn原子与一个lys残基和一个His残基结合
d.Zn原子与两个lys和His残基结合
22.关于增强子的叙述( )
a.增强子与启动子的位置无关
b.删除增强子会显著降低转录活性
c.增强子具有组织的特异性
d.插入增强子会显著增加转录活性
23.下列有关DNA聚合酶Ⅰ的论述哪一项是错误的( )
a.是复制酶,又是修复酶
b.有模板依赖酶
c.有5’—3’聚合活性
d.没有3’—5’外切活性
e.没有5’—3’外切酶活性
24.参与真核细胞线粒体DNA复制的DNA聚合酶是( )
a.DNA聚合酶α
b.DNA聚合酶β
c.DNA聚合酶γ
d.DNA聚合酶δ
e.DNA聚合酶ε
25.真核细胞中与引发酶通常紧密结合在一起的DNA聚合酶是( )
a.DNA聚合酶α
b.DNA聚合酶β
c.DNA聚合酶γ
d.DNA聚合酶δ
e.DNA聚合酶ε
26.识别大肠杆菌DNA复制起始区的蛋白质是( )
a.Dna A蛋白
b.Dna B蛋白
c.Dna C蛋白
d.Dna E蛋白
e.Dna G蛋白
27.尿嘧啶核苷酶的功能是( )
a.去除嘧啶二聚体
b.切除RNA分子中的尿嘧啶
c.切除DNA分子中的尿嘧啶
d.切除DNA分子中的尿苷酸
e.切除RNA分子中的尿苷酸
28.DNA突变和DNA修复之间的平衡在生物进化中发挥重要的作用。这是因为( )
a.DNA损伤过分严重总是导致物种的灭绝
b.DNA修复需要消耗ATP去纠正DNA的损伤
c.DNA损伤和DNA修复是细胞中互不相关的事件
d.胞嘧啶的脱氨基反应是一件罕见的事件,但却是引起突变的
e.生殖细胞中的DNA如果没有被修复,只可以允许自然选择
29.在大多数DNA修复中,牵涉到四步序列反应,这四步序列反应的次序是( )
a.识别,切除,再合成,再连接
b.再连接,再合成,切除,识别
c.切除,再合成。再连接。再识别
d.识别,再合成,再连接,切除
e.切除,识别,再合成,再连接
30.DNA复制需要一系列蛋白质促进复制叉移动,大肠杆菌DNA在体外复制至少需要哪些蛋白质( )
a.DNA聚合酶I,引发酶,SSB和连接酶
b.SSB,解链酶和拓扑异构酶
c.连接酶,DNA聚合酶Ⅰ和Ⅱ
d.DNA聚合酶Ⅲ,解链酶,SSB和引发酶
e.拓扑异构酶和DNA聚合酶Ⅱ
31.同源重组是产生遗传多样性的一条重要途径。以下关于同源重组机制哪一个是错误的( )
a.分支点的迁移决定交叉的范围
b.DNA的断裂并非同源重组所必需
c.链的侵入需要序列的同源性
d.Holiday连接的分离需要180度的转动
e.重新连接是同源重组的最后一步反应
32.XP(着色性干皮病)是因为什么酶缺失而引起的( )
a.DNA复制
b.转录
c.转录后加工
d.DNA修复
e.翻译
33.萘啶酮酸是大肠杆菌细胞哪一种酶的抑制剂( )
a.DNA聚合酶
b.引发酶
c.连接酶
d.DNA解链酶
e.DNA拓扑异构酶
34.参与直接修复DNA分子上6-甲基鸟嘌呤这种异常碱基的甲基转移酶可直接将鸟嘌呤的甲基转移到它的哪一种氨基酸残基上( )
a.Lys
b.His
c.Cys
d.Pro
e.Met
35.预测下面哪一种基因组在紫外线照射下最容易发生突变( )
a.双链DNA病毒
b.单链DNA病毒
c.线粒体基因组
d.叶绿体基因组
e.细胞核基因组
36.PCNA(分裂细胞核抗原)是真核细胞哪一种DNA聚合酶的辅助蛋白?( )
a.DNA聚合酶a
b.DNA聚合酶p
c.DNA聚合酶y
d.DNA聚合酶8
e.DNA聚合酶g。
37.尿嘧啶核苷酶的功能是( )
a.去除嘧啶二聚体
b.切除RNA分子中的尿嘧啶
c.切除DNA分子中的尿嘧啶
d.切除DNA分子中的尿苷酸
e.切除RNA分子中的尿苷酸
38.RPA是人细胞DNA复制所需要的( )
a.SSB
b.DNA连接酶
c.DNA聚合酶
d.拓扑异构酶
e.引发酶
39.在一个复制叉之中,以下哪一种蛋白质的数量最多?( )
a.DNA聚合酶
b.引发酶
c.SSB
d.DNA解链酶
e.DNA拓扑异构酶
40.参与DNA复制的几种酶的作用次序是( )
a.DNA解链酶一引发酶一DNA聚合酶一DNA连接酶一切除引物的酶
b.DNA解链酶一引发酶一DNA聚合酶 一切除引物的酶一DNA连接酶
c.引发酶一DNA解链酶一DNA聚合酶一DNA连接酶一切除引物的酶
d.DNA解链酶一引发酶一切除引物的酶一DNA连接酶一DNA聚合酶
e.DNA聚合酶一引发酶一DNA解链酶一DNA连接酶一切除引物的酶
41.参与直接修复DNA分子上6-甲基鸟嘌呤这种异常碱基的甲基转移酶可直接将鸟嘌呤上的甲基转移到它的哪一种氨基酸残基上?( )
a.Lys
b.His
c.Cys
d.Pro
e.Met
42.将两段寡聚脱氧核苷酸片段5’-ACCACCTAACGGA-3’和5’-GTTAC-3’与DNA聚合酶一起加到含有dATP、dGTP、dCTP和dTTP的反应混合物之中,预测反应的终产物被掺入的各碱基的比例是( )
a.2C:IT
b.IG:IT
c.3G:2T
d.3G:3T:2C
e.5T:4G:3C:lA
43.使用纤维素一OligO dT分离真核生物的 mRNA时,哪一种条件比较合理?( )
a.在有机溶剂存在下上柱,低盐溶液洗脱
b.低盐条件下上柱,高盐溶液洗脱
c.高盐溶液上柱,低盐溶液洗脱
d.酸性溶液上柱,碱性溶液洗脱
e.碱性溶液上柱,酸性溶液洗脱
44.四种真核mRNA后加工的顺序是( )
a.带帽、运输出细胞核、加尾、剪接
b.带帽、剪接、加尾、运输出细胞核
c.剪接、带帽、加尾、运输出细胞核
d.带帽、加尾、剪接、运输出细胞核
e.运输出细胞核、带帽、剪接、加尾
45.你认为酵母细胞TBP基因的突变为什么是致死型的?( )
a.TBP是转录终止所必需的蛋白质
b.缺乏有功能的TBP的酵母细胞只能转录rRNA基因
c.与TBP相关联的蛋白质因子结合抑制DNA聚合酶a的活性
d.缺乏TBP的酵母细胞对光敏感
e.TBP为RNA聚合酶I、Ⅲ所负责的基因转录必需的转录因子
46.在动物细胞的剪接体中,负责识别3’剪接点的SnRNP是( )
a.UI SnRNP
b.UZ SnRNP
c.U4 SnRNP
d.US SnRNP
e.U6 SnRNP
47.在剪接体中,SnRNP上的蛋白质的功能之一似乎是( )
a.在第一步转酯反应中,充当核酸内切酶
b.保护SnRN免受降解
c.识别剪接点交界处的GU-AG序列
d.促进SnRNA的正确折叠,有利于RNA调节的催化
e.促进已加工的mRNA运输出细胞核
48.具有蛋白质激酶活性的(转录因子)TFll是( )
a.TFllB
b.TfllE
c.TFllF
d.TFllH
e.TFllD
49.转录真核细胞rRNA的酶是( )
a.RNA聚合酶Ⅰ
b.RNA聚合酶Ⅱ
c.RNA聚合酶Ⅲ
d.RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ
e.RNA聚合酶Ⅱ和Ⅲ
50.大肠杆菌RNA聚合酶全酶分子中负责识别启动子的亚基是( )
a.α亚基
b.β亚基
c.β’亚基
d.σ因子
e.ω因子
51.关于DNA的复制( )
a.细胞器DNA复制与核DNA复制同步,因为它们受核DNA控制
b.病毒的基因侵人细胞后,必须整合到核DNA中才能进行复制
c.碱基配对是核酸分子传递信息的结构基础
d.以进化的角度看,DNA是处于不断变异和发展中
e.真核生物染色体DNA是多复制子,病毒是单复制子
52.有关DNA复制的酶( )
a.大肠杆菌DNA聚合酶I的功能比聚合酶Ⅱ及聚合酶的Ⅲ
功能齐全
b.组成大肠杆菌DNA聚酶Ⅲ核心酶的亚基有a、ε、θ,其中θ亚基有提高复制保真性功能
c.真核生物DNA聚合酶有a、β、γ、δ、ε五种,其中DNA聚合酶γ与线粒体DNA复制有关
d.DNA拓扑异构酶通过改变DNA的L值(连环数)即可改变其拓扑结构
e.解螺旋酶的功能是解开DNA双链
53.关于拓扑异构酶( )
a.Top Ⅱ能使 DNA一条链发生断裂和再连接,反应无需能量,TOpI能使 DNA两条链同时发生断裂和再连接
b.原核生物 TOPI只能消除负超螺旋,对正超螺旋无作用,真核生物 TOPI对正负超螺旋均能作用
c.TOpI和 TopⅡ广泛存在于原核生物和真核生物中
d.TOp Ⅱ可引人负超螺旋,消除复制叉前进时出现的扭曲张力,有利于 DNA双链解开
e.TopI主要同转录有关,TOpⅡ同复制有关
54.关于RNA合成( )
a.RNA转录起始由DNA启动子控制,转录终止由终止子控制
b.除U与T外,DNA模板的有意义链的碱基序列与合成的RNA碱基序列相同
c.RNA聚合酶由5种亚基组成,其中a亚基具识别DNA分子中起始信号的作用
d.RNA合成时,必须由DNA解链酶将DNA双链解开
e.RNA聚合酶合成RNA时无需引物存在
55.关于DNA重组( )
a.黏性末端和平末端的连接均可用T4DNA连接酶
b.末端核苷酸转移酶可在DNA末端3’-磷酸基上合成寡聚T或者寡聚A
c.严紧型质粒不宜作DNA重组的载体
d.质粒存在于细菌中但真核生物中也存在
e.在受体细胞中,载体可以独立地进行复制
56.关于基因文库的构建( )
a.RNA病毒的遗传信息可构建cDNA文库保存
b.基因文库中必须包括该生物基因组的全部遗传信息
c.核酸酶S1的特点是专门切除单链DNA及RNA
d,mRNA反转录为cDNA时必须用oligo(dT)作为引物
e.反转录酶具有5’—3’和3’—5’外切核酸酶活力四、判断题
1.细胞内由碱基或核苷建核苷酸的原料主要由肝脏提供。( )
2.DNA修复时首先合成DNA短片段,称为冈崎片段。( )
4.DNA复制时领头链只需1个引物,随从链则需多个引物。( )
5.现在除大肠杆菌外,酵母,真菌,及各种真核细胞,受精卵细胞都成为重组DNA的宿主细胞。( )
6.DNA中与转录启动和调控有关的核苷酸序列称为顺式作用元件。( )
7.限制性内切酶来源于病毒,细菌及真核细胞。( )
8.反转录合成的c DNA时需先在RNA链上游合成短片段的RNA引物。( )
9.RNA转录以DNA为模板合成RNA。( )
10.PCR技术体外扩增的程序包括DNA变性,退火和链的延伸。( )
11.多顺式作用元件和RNA聚合酶相互作用的蛋白质称为反式作用因子。( )
12.原核生物一个m RNA分子只含有一条多肽链的信息。( )
13.PCR技术所用的引物是待扩增的DNA片段3’端的互斥序列。( )
14.单链DNA结合蛋白与DNA结合使其解链。( )
15.DNA复制的忠实性主要由DNA聚合酶 的3’—5’外切酶的校对来维持。( )
16.大肠杆菌DNA连接酶使用NAD+作为氧化剂。( )
17.滚环复制不需要RNA作引物。( )
18.真核细胞RNA聚合酶α没有3’—5’外切酶活性,因此真核细胞染色体DNA复制的忠实性低于原核细胞。( )
19.SSB能够降低DNA的Tm。( )
20.大肠杆菌DNA复制的延伸速度取决于培养基的营养状况,( )
21.大肠杆菌参与DNA错配修复的DNA聚合酶是DNA聚合酶I。( )
22.人细胞缺乏DNA直接修复功能。( )
23.癌细胞的端聚酶活性较高,而正常分化的细胞的端聚酶活性则很很低( )
24.原核细胞和真核细胞都是以甲基化作为DNA错配,修复过程中识别新链和老链的标志。( )
25.如果以3/-NTP作为DNA复制的原料,DNA复制的方向有可能是从3’—5’。( )
26.DNA的随后链的复制是先合成许多冈崎片段,最后再将它们一起连接起来形成一条连续的链。( )
27.Taq DNA聚合酶无校对功能,因此它所催化的PCR反应,错误机会较大。( )
28.酵母细胞的DNA复制需要转录激活。( )
29.由于真核细胞的DNA比原核细胞的DNA大得多,因此真核细胞DNA在复制过程中复制叉前进的速度大于原核细胞的复制叉前进的速度,这样才保证真核细胞DNA迅速复制好。( )
30.嘧啶二聚体可通过重组修复被彻底清除。( )
31.T7噬菌体可以完全使用宿主细胞的复制机器完成对自身DNA的复制。( )
32.原核细胞和真核细胞的RNA聚合酶都能够直接识别启动子。( )
33.在原核细胞基因转录的过程中,当第一个磷酸二酯键形成以后,δ因子即与核心酶解离。( )
34.大肠杆菌所有的基因转录都由同一种RNA聚合酶催化。( )
35.真核细胞4中rRNA的转录由同一种RNA聚合酶,即RNA聚合酶I催化。( )
36.利福霉素和利链霉素都是原核细胞RNA聚合酶的抑制剂,两者都抑制转录的起始。( )
37.RNA病毒因为不含有DNA基因组,所以根据分子生物学中心法则,它必须先进行反转录,然后才能复制和增殖。( )
38.原核细胞中,构成RNA聚合酶的 δ因子的浓度低于核心酶的浓度。( )
39.到现在为止,还没有在正常的或受病毒感染的原核细胞中发现有反转录现象。( )
40.帽子结构是真核细胞mRNA所特有的结构。( )
41.DNA分子是由两条链组成的,其中一条链作为前导链的模板,另一条链作为后随链的模板。( )
42.端聚酶是一种ribozyme。( )
43.DNA连接酶和拓扑异构酶的催化都属于共价催化。( )
44.滚环复制不需要RNA作为引物。( )
45.DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ都属于多功能酶。( )
46.DNA聚合酶1不是参与大肠杆菌染色体DNA复制的主要聚合酶,因此它的任何突变不可能是致死型突变。( )
47.大肠杆菌DNA聚合酶I只参与修复,并不参与染色体DNA的复制。( )
48.在大肠杆菌 SOS修复之中,Rec A蛋白被激活,作为蛋白酶水解 Lex A蛋白,从而引发sos反应。( )
49.Rec A蛋白对单链DNA的亲和力强于对双链DNA的亲和力。( )
50.大肠杆菌染色体DNA由两条链组成,其中一条链充当模板链,另外一条键充当编码链。( )
51.由于RNA聚合酶缺乏校对能力,因此RNA生物合成的忠实性低于DNA的生物合成。( )
52.所有的RNA聚合酶都需要模板。( )
53.反转录病毒都是肿瘤病毒。( )
54.逆转录病毒的基因组RNA实际上是一种多顺反子mRNA。( )
55.ribozyme只能以RNA作为底物。( )
56.与蛋白质酶不同的是ribozyme的活性不需要有特定的三维结构。( )
57.tRNA的3’端所具有的CCA序列都是通过后加工才加上的。( )
58.线粒体内的RNA聚合酶由细胞核基因编码。( )
59.四膜虫Pre-mRNA的剪接并不需要消耗ATP。( )
60.基因的内含子没有任何功能。( )
61.真核细胞mRNA编码区不含修饰核苷酸。( )
62.有的tRNA的反密码子由四个核着酸组成。( )
63.线粒体内的RNA聚合酶组成与原核细胞的RNA聚合酶相似,也是由几个亚基组成的寡聚酶。( )
64.放线菌素D既可以抑制原核细胞的基因转录,又可以抑制真核细胞的基因转录。( )
65.DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶一般都含有锌离子。( )
66.DNA病毒的生活史中不可能具有反转录事件。( )
67.真核生物DNA聚合酶a催化后随链合成,δ催化前导链合成。( )
68.TopI可减少 DNA分子中的负超螺旋,TOp II可引人负超螺旋,它们协同控制DNA拓扑结构。( )
69.DNA复制时引发体结合在后随链模板上,具有识别起始位点的功能,并可沿模板链3’-5’方向移动。( )
70,DNA polⅢ全酶具有非对称结构的双活性部位,可同时负责前导链和后随链的复制。( )
71.真核生物cDNA在核质中合成,tRNA在核仁中合成。( )
72.真核生物rRNA前体经加工后,产生 28S、18S、5.8S及 5S 4种 rRNA。( )
73.四膜虫 265 rRNA前体能自我切除内含子,无蛋白因子参加。( )
74.RNA复制酶可以任何rnRNA为模板合成新一代RNA。( )
75.通常将具有mRNA功能的RNA链称为正链,它的互补链为负链。( )
76.利福平可抑制细菌的RNA聚合酶和RNA引发酶。( )
77.T4 DNA连接酶不仅能连接双链中的单链缺口,还能进行DNA双链的平接。( )
78.Ti质粒是用于植物基因工程的载体,对所有植物均适合。( )
79.细菌RNA聚合酶不能识别真核生物DNA上的启动子。( )
80.T4 DNA连接酶与DNA连接酶的功能相同,均可用于基因重组。( )
五、问答
1.简要说明四膜虫的核糖体自我剪切过程
2.举出几种活性RNA的例子
3.试述如何决定DNA复制的准确性.
4.试述生物遗传的中心法则
5.核糖核苷酸如何转变为脱氧核糖核苷酸
6.DNA和RNA各有三种合成方式,各由何酶催化新链的合成
7.遗传密码如何编码,有哪些特点
8.原核生物与真核生物基因表达调控有何不同
9.mRNA遗传密码排列顺序翻译成多肽链的氨基排列顺序,保证翻译的关键是什么?
10.如何证明DNA复制延伸的方向是从5’—3’?
11.DNA连接酶在AMP存在的情况下能够解开超螺旋的环型DNA,而在缺失AMP的情况下并不具有这种功能。
(1)试解释这种反应的机制,为什么该反应依赖于AMP?
(2)如何确定一个超螺旋的DNA分子已被解开?
12.已发现大肠杆菌DNA聚合酶I的3’—5’的外切酶活性并不能区分3’端错误配对的核苷酸和正确配对的核苷酸。3’端正确配对的核苷酸和错误配对的核苷酸可被相同的速度切下。你如何解释这种观察到的结果与3’-5’的外切酶活性提高复制的忠实性这一事实不相冲突。
13.请设计一个实验证明野生型的大肠杆菌DNA聚合酶I在催化DNA复制的过程中具有自我校对的能力。
14.试解释为什么像T7噬菌体所具有的线形DNA不能仅被由大肠杆菌编码的复制蛋白催化完成复制反应?
15.简述维持DNA复制高度忠实性的机制。你预计前导复制的忠实性与后随链复制的忠实性会是一样吗?
16.尽管DNA聚合酶催化聚合反应既需要模板又需要引物。但下面的引物却可以直接作为DNA聚合酶I或TaqDNA聚合酶 的有效的底物。试解释其中原因,并写出由这两种DNA聚合酶催化而形成的最终产物结构。
3’-OH-TGGCTCATAGCCGGAGCCCTAACCGTAGACCACGAATAGCATTAGG5/P
17.试比较切除修复和光复活机制是如何清除紫外线诱导形成的嘧啶二聚体?可以用什么方法区别这种机制?
18.某些基因在转录过程中,RNA聚合酶会发生暂停现象,即RNA聚合酶到达某些位点停止转录,你如何检测这种现象?
19.很长一段时间内,人们对乳糖操纵子阻遏蛋白究竟是通过阻止RNA聚合酶与启动子的结合来抑制乳糖操纵子的结构基因转录的,还是允许基因转录的起始但阻止延伸通过与操纵子结合阻遏蛋白而抑制转录并不清楚.如何确定阻遏蛋白是通过哪一种机制抑制乳糖操纵子的结构基因转录的?
为什么抑制大肠杆菌的DNA旋转酶的活性就会抑制受降解物活化的操纵子转录?
21.什么是DNA聚合酶的进行性?如何测定一种DNA聚合酶的进行性?
22.如何证明DNA复制延伸的方向是从5’-3’?
23.在冈崎提出DNA复制的不连续性观点以后,对于DNA复制过程中是两条链都是不连续复制,还是仅仅是后随链才是不连续复制,存在着很大争议。显然前导链的合成不需要不连续复制,但是许多研究者发现经脉冲标记的冈崎片段可以和亲代DNA的两条链杂交,这似乎意味着亲代DNA的两条链都可以作为冈崎片段的模板。试提出一种机制解释前导链的复制也可能产生冈崎片段,并设计一个实验证明你提出的机制。
24.四环双萜(aphidicolin)是DNA聚合酶a的特异性抑制剂,尽管它并不是NTP的类似物,但抑制动力学表现的是竞争性特征。通常对四环双萜呈抗性的细胞突变株是因为DNA聚合酶a结构上的变化而引起的。然而某些对四环双萜呈抗性的突变株细胞的DNA聚合酶的结构并无变化,而核着二磷酸还原酶的结构则发生变化。试解释核苷二磷酸还原酶的结构的变化是如何导致突变的细胞对四环双萜有抗性的?
25.为什么到现在为止还没有得到在所有温度下都缺乏5’一3’的外切酶活性的DNA聚合酶Ⅰ的突变株?
26.大肠杆菌 Dna A蛋白的突变通常是致死型的。对于这种蛋白质功能的研究只能借助于条件致死型突变株。已得到大肠杆菌的一种温度敏感型突变株。这种突变株在18℃能生长的很好,其DNA能正常地进行复制,但在37℃就不能正常地生长,这时候DNA不能进行复制。有两种结果在确定Dna A蛋白的功能中很有用:其一是体外进行的研究表明使用缺刻的 DNA模板不需要 Dna A蛋白;其二是将生长在 18℃下的突变株放在37摄式度下培养,DNA复制会继续进行,直到一轮复制结束,以后DNA复制将停止。你从以上观察中,对 Dna A蛋白的功能有什么结论?
27.大肠杆菌染色体DNA的长度为1.28mm。在最适的条件下,DNA复制一次约需要40min。
(1)在lmin内,一个复制叉前进的距离是多少?
(2)如果复制的DNA以B型DNA存在(10.4bP/turn),则在一个复制叉内,每分钟有多少核苷酸掺人到新合成的链之中?
(3)大肠杆菌细胞分裂的时间大约只需要28min,那么在28min内如何完成子代DNA的复制?
(4)如果人的培养细胞(如 Hela细胞)DNA的总长度为 1.2m,S期持续的时间为5h,而复制叉前进的速度为大肠杆菌复制叉前进速度的1/10,则每一个人细胞中约含有多少个复制起始区?
(5)以上相连的复制区之间的距离有多少千碱基对(kbp)?
(6)什么因素能够保证多个网崎片段之间按照正确的顺序组装在新合成的DNA链上?
28.脊椎动物细胞和植物细胞的DNA上的胞嘧啶经常被甲基化形成5一甲基胞嘧啶。在相同的细胞内,发现有一种专门的能够识别错配GT碱基对并将它们修复为正常的G-C基对的修复系统。你认为这种系统存在于含有 5一甲基胞嘧啶的 DNA的细胞中有什么样的合理性。
29.在大肠杆菌DNA分子进行同源重组的时候,形成的异源双螺旋允许含有某些错配的碱基对。为什么这些错配的碱基对不会被细胞内的错配修复系统排除?
30.dUTPase或DNA连接酶活性有缺陷能够刺激重组的发生。为什么?
31.将四种a[32P]标记的NTP的混合物加人正在进行DNA复制的可掺入的大肠杆菌细胞中,一段时间后,发现DNA有同位素的掺入,掺入量的时间曲线见下图。在10min以后,加人1000倍的非放射性的NTP,其结果也见下图。
试问:
(1)为什么要加人非放射性标记的NTP?
(2)你如何确定放射性标记是以NTP的形式而不是以它的还原形式dNTP掺到DNA链之中的。
(3)该实验告诉你DNA复制过程中发生了什么样的重要事件
32.Mathew Meselson和 Franklin Stahl为了验证DNA复制是半保留复制,设计了一个非常巧妙的实验:将大肠杆菌先放到含有15N的培养基中连续培养15代,以使细胞内的 DNA上的 N原子几乎都是15N,然后将大肠杆菌改放在14N的培养基上继续培养数代。分别分离各代细胞的DNA,再使用CsCI密度梯度离心方法分析各代DNA,并比较各代细胞DNA在离心管中的相对位置。最终确定了DNA复制的确遵循半保留规则。试问:
(1)如果 DNA采取的是全保留复制的原则,则从在14N的培养基上培养的第三代细胞中抽取的DNA在密度梯度离心中,DNA条带所处的位置与半保留复制有何不同?
(2)假如是弥散型复制呢?
(3)如果将本来在14N的培养基上培养的细胞,直接改放在14N的培养基中培养数代,同样抽取各代细胞中的DNA,通过密度梯度法离心分析各代DNA在离心管中的相对位置,那么能否得到类似的结论呢?
33.一端聚酶RNA含有CAACCCCAA序列,这段序列作为序列为(TTGGGG)的端粒DNA复制的模板。如果上述RNA序列突变成CGACCCCAA,你认为将会对端粒DNA的复制有什么影响?
34.写出腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶经历氧化脱氨基反应后生成的产物。机体是如何修复由这种反应造成的DNA损伤的?为什么尿嘧啶一DNA糖苷酶在DNA修复中举足轻重?为什么遗传物质经过长期的进化的产物是含有T的DNA而不是含有U的DNA?
35.预测下列大肠杆菌温度敏感型突变体当将它们转移到在非允许温度下其DNA复制是立刻还是需要经过一段时间以后才能停止?
(1)dna Ats
(2)dna Ets
(3)dna Gts
(4)dna Nts
(5)ligts
(6)dna Bts
36.某一动物病毒DNA复制是从一个起点,进行双向复制,终止于环状基因的180度处。为了研究复制的终止,利用DNA重组技术得到了一系列缺失突变株,每一种突变型的复制终点都可以确定。见下表:
通过以上信息,你能确定野生型和突变型DNA复制的终止是怎样发生的吗?
37.在大肠杆菌中,存在IMP,因为它是源吟核着酸生物合成的中间产物。Kornbers的实验表明如果提供dITP,在原为dGMP的地方,DNA聚合酶也会装配上dIMP,然而在天然的DNA复制中,并没有上述现象发生。试解释为什么。
38.设计一个实验确定体内基因转录的链延伸的平均速率(每一个RNA链每分钟掺人的核苷酸数目)
39.设计一个实验确定一克隆基因在体外进行转录时RNA链延伸的平均速率。
40.怎样证明基因转录的方向是从5’端-3’端。
41.RNA聚合酶对NTP的Km值在起始阶段高于在延伸阶段。你认为这对基因表达的调节有何重要性。
42.假如你想在体外研究一个含有几个基因和几个启动子的DNA上某一基因的转录。你如何在不填加特定的调节蛋白的情况下,刺激你的目的基因的转录,而不影响其他基因的转录。
43.如果你得到一种新的顺式作用元件,你可以使用什么样的方法确定它究竟属于增强子、沉默子还是启动子?
44.如何证明第二类内含子和第三类内含子在剪接反应中,形成套索结构?
45.SnRNP已被发现有多种,你如何证明U;、UZ、U4/U和US才是参与第三类内含子的剪接的SnRNP?
46.到目前为止,已发现有哪几种天然的rihazym?试比较ibozvlxle和蛋白类酶的异同。rifor的发现的意义何在?
47.为什么在野生型的大肠杆菌细胞内得不到fR:NA基因的初级转录物?
48.一种特殊的真核细胞RNA病毒被发现能从一个基因区域编码出一长一短的2个rnRNA转录物。分析它们的翻译产物,发现2条多肽链在它们的N端具有相同的氨基酸序列,但它们的C端并不相同,更令人奇怪的是2条多肽中较长的一条是由短的
mRNA所编码。试对这些现象给予合理的解释。
49.在任何给定的时间内,细菌合成的RNA中约有40%~50%是mRNA,但细胞中的mRNA却只占总RNA的3%左右,为什么?试预测真核生物mRNA占总RNA的比例与原核生物会有什么不同?
50.下面是Miller所拍摄到的显示大肠杆菌正在进行转录和翻译作用的电镜照片的示意简图:
分析上图,回答以下问题:
(1)1,2,3和4分别是什么?
(2)指出DNA的模板链或无意义链的5’端和3’端。
(3)指出mRNA的5’端和3'端。
(4)画出4条合成中的多肽,并表示它们的相对长度。
(5)指出最长的1条多肽链的N端和C端。
(6)用箭头表示RNA聚合酶沿着模板前进的方向。
(7)真核细胞会有以上的结构吗?
51.什么是遗传信息?什么是中心法则?
52.什么是半保留复制?
53.DNA的复制是怎样进行的?
54.什么是反转录’MM
55.什么是DNA复制的0模型、滚环模型和D环模型?
56.什么是DNA的切除修复作用?
57.简述RNA的生物合成。
58.简述RNA转录后加工
59.病毒RNA复制有哪几种方式?
60.核酸生物合成的抑制剂主要有哪些?
61.DNA复制的准确性是怎样实现的?
62.什么是抗代谢物?重要的抗核酸代谢物有哪些?
63.什么是拓扑异构酶?有什么功能?
64.什么是DNA重组技术?包括哪些步骤?
65.什么是基因文库和CDNA基因文库?如何建立cDNA立库?
计算题
1.某酶蛋白相对分子质量 Mr=50 000,计算为酶蛋白编码的 mRNA的相对分子质量是多少?
2.某细菌 DNA相对分子质量为 1.3 X 108(1)若此 DNA分子 90%的碱基用来编码蛋白质,计算它能编多少氨基酸?(2)假定所编码的蛋白质平均相对分子质量为40 000,能编多少个蛋白质分子?
一、名词解释答案
l.基因组能独立进行复制的单位称复制子。每个复制子都有复制起点和终点,真核生物有多个复制起点,称多复制子,原核生物只有一个起点,称单复制子。
2.在DNA复制起始点,引发引物RNA合成的一个装置,由6种蛋白因子dnaB、dna、n、n’、n’’和i组成引发前体。当RNA引物合成酶(引发酶)与其结合后,则称为引发体,引发体可引发RNA引物合成。
3.在DNA复制时,在复制叉处结合着各种与复制有关的酶和辅助因子,如 DNA解旋酶、引发体、DNA聚合酶等,这些酶和因子组成的复合体称复制体。
4.DNA复制中,后随链由许多断断续续的小片段组成,这些小片段由冈崎发现,故命名为冈崎片段。
5.真核生物mRNA分子的3’端有一段POly(A),如果加入寡聚dT,则能互补结合为引物,以mRNA为模板经反转录酶催化,在体外条件下合成与其互补的DNA链称为 cDNA。
6.许多真核生物的基因是不连续的,这些不连续基因中的插入序列称内含子。当基因转录为RNA后,内含子仍在RNA序列中存在,经加工后可除去。
7.在DNA分子上合成RNA的起始处,有一段特殊的富含AT的保守序列称启动子。启动结构可分为三部分:①一35序列提供RNA聚合酶全酶识别信号。②一10序列是酶与DNA紧密结合位点。③RNA合成的起始点。
8.是一种特殊的DNA聚合酶,属反转录酶类,由RNA和蛋白质构成,它以dNTP为底物,以酶分子中的RNA的一段序列为模板,延伸染色体的3’端,解决通常DNA复制时引起的末端隐缩。
9.提供转录终止信号的DNA序列叫终止子。协助RNA聚合酶识别终止信号的因子叫终止因子。原核生物的终止子有两种。①是不依赖于p因子的终止子Z②是依赖P因子的终止子。所有终止子在终止点之前均有一回文结构。不依赖于P的终止子的回文区通常还有一段富含GC的序列,并在终止点前有寡聚尿苷酸序列。
10.抗终止因子是指阻止RNA聚合酶识别终止子,而发生RNA聚合酶沿模板链前进继续转录的因子,它是一种蛋白质。
11.许多能够造成DNA损伤或抑制复制的处理(物理的或化学的)均能引起一系列复杂的诱导效应称为应急反应(SOS反应)。它包括DNA修复和导致变异两个方面。
应急反应能诱导切除修复和重组修复中某些关键酶蛋白质产生,加强了修复能力,是一种属于避免差错的修复。此外,应急反应还能诱导产生缺乏校对功能的DNA聚合酶,它能在DNA损伤部位进行复制而避免了机体死亡,但却带来了高的变异率。应急反应(SOS反应)广泛存在于原核和真核生物中,它是生物在不利环境中求得生存的一种基本功能,可能在生物进化中有重要作用。
12.基因工程是指在体外将不同生物或人工合成的DNA按照设计方案重新组合,并引起特定的受体细胞中,与载体一起随细胞的繁殖而扩增或表达,产生特定的基因产物或新的遗传性状的技术。基因工程也可以称之为遗传工程或DNA重组技术。
13.DNA克隆是指任何外源DNA与载体重组后,转入受体细胞中复制繁殖的过程,DNA克隆的技术与DNA重组技术一致。
14.质粒是一种在细菌染色体以外的遗传因子,由环形双链DNA构成,根据染色体对质粒的复制控制程度严格与否,可将质粒分为松弛型控制质粒和严紧型控制的质粒,前者已选作基因工程的载体。质粒主要存在于原核生物细菌中,在真核生物酵母中也有。
15.DNA片段或质粒在限制性内切核酸酶的切割下,可产生粘性末端,由同一酶切割产生的粘性末端的碱基序列是互补的,在T4DNA连接酶作用下,又可连接起来。
16.oligo(dT)是寡聚脱氧腺苷酸的代号,在建立dJNA文库时,必须用MA为模板合成 dJNA链,mRNA 3’端有 oyu)尾巴,如加上 OI@dT)N与之互补,结合形成RNA引物,可以进行cDNA链的合成。
17.PCR反应叫聚合酶链反应,是一种体外模拟自然DNA复制过程的DNA扩增技术,即无细胞分子克隆技术。它以待扩增的两条DNA链为模板,加入人工合成的寡聚DNA为引物,通过DNA聚合酶促使反应快速体外扩增特异的DNA序列。
18.该酶能使核苷二磷酸的混合物或仅一种核苷M磷酸为底物聚合为RNA,反应无需模板存在。反应产物的碱基组成与介质中底物的相对浓度有关。多核苷酸磷酸化酶在细胞中的功能很可能是分解RNA而不是合成RNA。只存在于细菌中。该酶是一种很有价值的工具酶,利用它可制备具有不同核苷酸序列、不同碱基频率的多种类型的类似RNA聚合物用于研究核酸的结构和性质。
二、填空答案
1.半保留复制; 5’-3’
2,后随链;前导链
3.DNA聚合酶;引物酶;DNA连接酶
4.磷酸二酯键
5.多聚酶链式反应
6.RNA聚合酶;模板;活化的底物;二价金属离子
7.启动子;操纵子
8.DNA;RNA
9.引物酶
10.负超螺旋
11.共价键
12.嘧啶二聚体
13.切除修复;重组修复;SoS修复
14.反转录酶
15.高温变性;低温退火;中温延伸
16.Sanger提出双螺旋
17.SoS
18.重复基因
19.内含子;外显子
20.模板;`编码链
21.核心区 ;核心酶
22.-10顺序;-35顺序
23.二重对称性结构;A
24.Mg2+;Mn2+
25.PPPA;PPPG
26.翻译;蛋白质的生物合成
27.70;30s;50s
28.移位
29.S.D
30.密码的通用性
31.三叶草
32.操纵基因;终止基因
33.锌指单元;螺旋-转角-螺旋单元
34.螺旋-环-螺旋;亮氨酸拉链
35.组织特异性
36.S.D
37.5’;3’
38.DNA聚合酶I;RnaseH;MF1
39.oriC;ARS;A-T;解链
40.DNA聚合酶I;DNA连接酶
41.RNA;人工合成的DNA
42.胰蛋白酶;枯草杆菌蛋白酶;Klenow;3/-5/核酸外切酶;DNA聚合酶;5/-3/核酸外切酶
43.FADH2;蝶呤;脱蛋黄素;嘧啶二聚体
44.DNA核苷酶;AP内切酶;DNA聚合酶;DNA连接酶
45.DNA聚合酶的高度选择性;DNA聚合酶的自我校对;错配修复
46.同源重组;位点特异性重组;位点特异性重组需要特异性的蛋白质识重组位点
47.原核DNA拓扑异构酶;真核DNA聚合酶α
48.RNA;蛋白质;维持端粒DNA的完整
49.SV40
50.长
51..5’;3’
52.核心酶 ;δ;α;β;β/;β
53.α鹅膏覃碱(α-amanitin)
54.嘌呤核苷酸
55.Pribonw box;TATAC
56.基因内启动子
57.将RNA聚合酶引向启动子;调节RNA聚合酶的活性
58.TRNA,依赖于RNA的DNA聚合酶,依赖于DNA的DNA聚合酶,RNase H Oligo d T
59.依赖于终止子;依赖于rho因子
60.不同mRNA后加工的中间产物
61.TBP
62.RNA复制或反转录缺乏自我校对机制
63.小分子的细胞核RNA参与Pre-mRNA的剪接
64.小分子的细胞核仁RNA参与真核细胞Pre-rRNA的后加工(甲基化)
65.编辑
66.DNA聚合酶 引发酶 解链酶 单链结合蛋白 拓扑异构酶DNA连接酶 切除引物的酶
67.NAD+ATP
68.DNA聚合酶111 不对称 前导链 后随链 环(looP)
69.1;2;Tyr
70.碱基损伤;DNA链损伤 ;理化因素; 生物学因素
71.P53; 阻止; 细胞凋亡
72.链的人侵与分支的迁移; 异构化与Holliday连接的分离
73.DNA聚合酶111
74.5’;3’。
75.Thr-Ser-Pro-Tyr-Ser-Pro ;磷酸化位点
76.带帽; 加尾; 内部甲基化 ;剪接; 编辑
77.RNA ;蛋白质; RNA ;Pro-tRNA的5’端
78.鸟苷酸或鸟苷
79.AAUAAA; GU—AG
80.R环技术
81.gag ;pol ;env
82.CD4+-T淋巴细胞
83.长的末端重复序列;增强子; 启动子
84.提供某些mRNA编辑所需要的模板
85.核酸酶S1 mapping
86.mRNA
87.DNA聚合酶对碱基有选择作用和校正作用;3’一5’外切核酸酶的校正作用。
88.RNA聚合酶I;聚合酶II.
89.氨基酸结合臂、二氢尿嘧啶环 TψC环、反密码环、可变环
90.I、ATP、NAD
91.5’一3’、3’一5’
92.多复制子、1、单复制子
93.5’一3’外切核酸酶活性、3’一5’外切核酸酶活性、5’一3’聚合酶活性
94.a与启动子结合、B催化合成磷酸二酯键、B/与模板结合、δ选择起始合成部位、不明。
95.放线菌素D、利福平、利链菌素
96.切去内含子连接外显子、在5’端合成帽子结构、在3’端合成polyA结构、对碱基进行修饰
97.DNA解链酶、单链结合蛋白、拓扑异构酶
98.Pribnow框
99.烷化剂氮芥、放线菌素厂 乙锭
100.B亚基
101.8及ε
102.用Ti质粒作载体、用显微注射、加适量 Ca+2培养细胞、用动物病毒作载体
103.限制性内切核酸酶、T4 DNA连接酶、大肠杆菌DNA聚合酶I、核酸酶S1、反转录酶
104.大肠杆菌λ噬菌,PBR322、噬菌体M13
105.抗氨苄青霉素基因、抗四环素基因三、选择答案:
1.d 2.b 3.a 4.c 5.e
6.d 7.b 8.c 9.e 10.a
11.e 12.b 13.c 14.b 15.d
16.d 17.a 18.b 19.b 20.c
21.d 22.d 23.e 24.c 25.a
26.a 27.c 28.e 29.a 30.d
31.b 32.d 33.e 34.a 35.b
36.d 37.d 38.a 39.c 40.b
41.a 42.c 43.c 44.d 45.e
46.d 47.d 48.d 49.d 50.d
51.b 52.b 53.a 54.d 55.b
56.c
四、判断答案
1.√ 2.× 3.× 4.√ 5.√
6.√ 7.× 8.× 9.× 10.√
11.√ 12.× 13.√ 14.× 15.×
16.× 17.× 18.× 19.× 20.√
21.× 22.× 23.√ 24.× 25.√
26.× 27.√ 28.√ 29.× 30.×
31.× 32.× 33.× 34.√ 35.×
36.× 37.× 38.√ 39.× 40.×
41.× 42.× 43.√ 44.× 45.×
46.× 47.× 48.× 49.√ 50.×
51.× 52.× 53.× 54.√ 55.×
56.× 57.√ 58.× 59.× 60.×
61.√ 62.√ 63.× 64.× 65.√
66.× 67.√ 68.√ 69.× 70.√
71.√ 72.× 73.√ 74.× 75.×
76.√ 77.× 78.√ 79.× 80.√
81.× 82.√ 83.×
五、问答答案:
1.答:反应是由加入的G-5前体RNA结合,即攻击外显子-5内含子结合的5′端,使上游的外显子产生3′-OH末端,此3′-OH紧接着又去攻击下游外显子与内含子的结合部位,使两个外显子连接起来形成成熟的rRNA,完成加工过程,但同时释放出一段414核苷酸内含子。这段核苷酸的3′-OH又攻击临近的5′端形成399核苷酸的环,并释放15个核苷酸的片段,此片段含有反应初期掺入的G。399核苷酸自行打开成线状分子,其3′-OH再攻击自身5′端,释放出4核苷酸的片段,成为395核苷酸的环,最后,这个环自行打开成为线状RNA名为L-19RNA,它是稳定的,但只要有合适的底物即能表现出活性。
2.答:大肠杆菌核苷酸酶,Ribozyme,剪切体,核糖体大亚基中的23Srna
3.答:决定DNA复制的准确性因素有
(1)DNA聚合酶具有模板依赖性,复制时dNTP按A-T,G-C 碱基配对规律对号入座,使子DNA与亲代核苷酸顺序相同,但大约有10-4的错配。
(2)DNA聚合酶Ⅰ,Ⅲ均有3′-5′外切酶活性有纠正错配的作用,使错配减至10-6
(3)再经错配修复机制,使错配减至10-9以下,通过三种机制保证复制的准确性。
4.答:这个法则是1958年crick提出的遗传信息的传递规律,即DNA存在的遗传信息通过复制传给子代DNA,通过转录传给RNA,再通过翻译传给蛋白质,以后发现RNA病毒的RNA可通过反向转录将遗传信息传给cRNA,也可通过RNA复制或RNA转录传给子代RNA,这是中心法则的补充。
5.NDP在核糖核苷酸还原酶的催化下,还原生成dNTP。此酶的辅助因子是还原型硫氧化还原蛋白,反应后转变为氧化型后者又经硫氧化还原蛋白还原酶(和NADPH)催化转变为还原型。
6.DNA和RNA各有三种合成方式、各由答:合成方式 参与合成新链的酶
(1)DNA复制 DNA聚合酶Ⅲ,DNA聚合酶Ⅰ,DNA连接酶
(2)DNA修复合成 DNA聚合酶 DNA连接酶
(3)反向转录合成DNA 逆转录酶
(4)转录 RNA聚合酶
(5)RNA复制 复制酶
(6)RNA转录 RNA转录酶
7.答:MRNA上每3个相邻的核苷酸编成一个密码子,代表某种氨基酸或肽链合成的起始或终止信号(4种核苷酸共组成64个密码子)其特点有1,方向性:编码方向是5’ →3’;2,无标点性,密码子连接排列,既无间隔又无重叠。3,简并性,除了Met和Trp各只有一个密码子之外。其余每种氨基酸都有2-6个密码子。4,通用性,不同生物共用一套密码。5,摆动性,在密码子 与反密码子相互识别过程中密码子的第一个核苷酸起决定性作用,而第二个,尤其是第三个核苷酸能够在一定范围内进行变动。
8.答:保证翻译的准确性关键有二:一是氨基酸与tRNA的特异性结合,依靠氨酰tRNA合成酶特异结合依靠互补碱基配对结合实现,也有依赖于核蛋白体构象正常而实现正常装配功能。
9.答:转录水平操纵子调控模式是原核生物基因表达调控的主要方式,多细胞真核生物至今未发现操纵子,故其调控方式不同于原核生物,真核生物表达的时间性十分明显,而且是多水平的复杂的调控,其中以转录前和转录水平的调控较重要,转录前调控包括染色质及核小体结构的改变,基因扩增和重组,转录水平的调控依靠数目众多的反式作用因子(蛋白质)与RNA聚合酶和DNA的相互作用而实现,这种蛋白质与蛋白质,和蛋白质与DNA的识别与结合则依靠蛋白质分子中各种基因,如锌指,亮氨酸拉链,螺旋-环-螺旋基因实现的
10.答:将双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)加到体外复制体系中,如果能够造成末端终止,则DNA复制方向是5/-3,因为当DNA复制是3/-5/时,ddNTP无法掺入到DNA链的生长端(3/-羟基,不能与前一个核苷酸形成3/,5/-磷酸二酯键),即5/-端,因此不可能造成末端终止。
11.答:
(1)在有高浓度的AMP的存在下,DNA连接酶催化的连接反应会发生逆转,即DNA连接酶催化连接反应的逆反应的发生。在这时DNA链会出现缺口,超螺旋DNA内的张力得以释放,而转变成松弛型DNA。
(2)使用凝胶电泳法可以很容易地区分超螺旋DNA和松弛型DNA。
12.答:已发现DNA聚合酶I在催化错配的碱基的3/端进行的延伸反应的速度低于在正确配对的碱基的3/所进行的延伸反应。因而错配的碱基在3/端暴露的时间就长,这就为3/-5/外切酶切除错配的碱基创造了更大的可能性。
13.答:以人工合成PolydA作为模板,d T将会与模板中的dA正常的配对,而引物中的最后一个核苷酸dC将不会与dA正常的配对。在d TTP存在下,会发现引物中的[32P]标记的d CMP很快的消失,而[3H]标记的dT不仅没有消失,而且还有增加。这说明DNA聚合酶I依靠它的3/-5/外切酶活性去除了错误的dCMP,然后根据模板的要求继续进行复制。
14.答:T7噬菌体的基因组的DNA是线形的,而它的宿主细胞(大肠杆菌)DNA是环型的。线形DNA复制会遇到一个很特殊的问题:在它的DNA复制的过程中,当与两端互补的RNA引物被切除后,由于DNA复制的方向只能是从5/-3/,所以必须有一种机制保证引物切除后留下得空缺能够得以填补,否则它的DNA每复制一次就缩短一段核苷酸序列。因此,如果单靠大肠杆菌编码的复制蛋白是无法完成它的DNA复制的。
15.答:维持DNA复制的高度忠实性的的主要机制包括:(1)DNA聚合酶的高度选择性。(2)DNA聚合酶所具有的3/-5/外切酶活性能够进行自我校对,以切除复制过程中错误掺入的核苷酸。(3)错配修复。(4)使用RNA作为引物也能提高DNA复制的忠实性。因为当DNA刚开始进行复制的时候,由于缺乏协同性,所以错误的机会很大。利用RNA作引物,就可以降低在开始阶段所发生的错误,这是因为最终RNA引物要被切除。如果不使用RNA作为引物,那么后随链的合成忠实性可能要降低于前导链。
16.答:由于单链DNA特殊的碱基组成使得该DNA能够形成以所示的发夹结构:
A-T-A-----CTCGGT3/OH
G
C-C-G-GAGCCCTAACCGTAGACCACGAATAGCATTAGG5/P
DNA聚合酶I或TaqDNA聚合酶都以该结构的3/-OH作为引物,5/-端的序列作为模板而催化聚合反应的进行 但对于DNA聚合酶I来说,在催化反应之前,会通过其3/-5/外切酶活性将末端错配的T水解掉而换上正确G然后再进行延伸反应,最终得到产物是:
A-T-A----CTCGGGATTGGCATCTGGTGCTTATCGTAATCC3/OH
G
C-C-G----GAGCCCTAACCGTAGACCACGAATAGCATTAGG5/P
而对于TaqDNA聚合酶来说,无3/-5/的外切酶活性,因而错配的碱基仍然保留,最终得到的产物应该是:
A-T-A----CTCGGTATTGGCATCTGGTGCTTATCGTAATCC3/OH
G
C-C-G----GAGCCCTAACCGTAGACCACGAATAGCATTAGG5/P
17.答:切除修复需要将嘧啶二聚体切除掉,换上正常的胸苷酸,而光复活机制是通过直接破坏嘧啶二聚体的环丁烷环而修复嘧啶二聚体。可使用[3H]标记的胸苷追踪修复过程,如果[3H]出现在修复后的DNA分子上,则修复的方式切除修复,否则就是光复活机制。
18.答:当RNA聚合酶在催化过程中有暂停现象,则转录的速度将低于无暂停的RNA聚合酶催化转录的速度,这样在相同时间内,转录物的长度比一般转录物长度短.使用放射性标记的NTP标记转录产物,然后进行凝胶电泳和放射自显影,有暂停现象的转录物的条带位置将会超前
19.答:使用足印法:如果阻遏蛋白是通过RNA聚合酶与启动子的.结合来抑制乳糖操纵子的结构基因转录的,则高浓度的阻遏蛋白的存在将会竞争性抑制RNA聚合酶与启动子的结合;如果阻遏蛋白允许基因转录的起始但通过与操纵子结合抑制转录的延伸,则不会出现这种现象.也可以通过相关的基因在体外转录进行确定:观察在无阻遏蛋白情况下,被转录的区域是否包含操纵子序列.
20.大肠杆菌内受降解物活化的操纵子的转录与CAP(降解物激活蛋白)和cAMP形成的复合物与相关基因上游的特殊序列之间的结合有关.CAP不同于阻遏蛋白,它是一种二聚体的激活蛋白,当它结合了cAMP以后,其构像发生变化从而能够与DNA上的一段长为30bp的特殊的呈回文排列的碱基序列结合.当它结合上以后,会诱导这段DNA环绕其上,并弯曲约90度的角.这种弯曲在刺激RNA聚合酶活性方面起着重要作用.作为大肠杆菌细胞内的拓扑异构酶Ⅱ,即旋转酶可能参与调节此处DNA的弯曲.因此抑制它的DNA旋转酶的活性就会抑制受降解物活化的操纵子转录。
21.答:DNA聚合酶的进行性是指某一种DNA聚合酶在催化聚合反应中,从酶与模板结合到与模板解离的这段时间内,催化了多少核苷酸的掺入。测定某一种DNA聚合酶的进行性,可先让酶与模板结合并进行聚合反应,然后迅速加人大量的非特异性DNA,当DNA聚合酶从模板上解离下来以后,由于大量的非特异性DNA稀释了原来的DNA模板,使得DNA聚合酶很难再与原来的模板结合,这样就得到了新合成的DNA片段,通过凝胶电泳可大概知道片段的长度。
22.答:将双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)加到体外复制体系中,如果能够造成末端终止,则DNA复制的方向是5’-3’,因为当DNA复制是3’-5’时,ddNTP无法掺入到DNA链的生长端(无3”一羟基,不能与前一个核着酸形成3’,5’一磷酸M酯键),即5’一端,因此不可能造成末端终止。
23.答:前导链似乎也形成小的片段、是因为在一个细胞中,含有微量的dUTP,它在DNA复制过程中,有可能代替dTT掺人到新合成的子链之中,由于脱氧尿苷酸不是DNA分子中的正常核苷酸,所以体内的修复系统会将它去除。去除的机制先是尿嘧啶糖苷酶切除DNA链上的尿嘧啶,然后AP内切酶在被切除碱基的地方,将DNA链切开,外切酶切除一段包括错误的尿苷酸在内的核苷酸序列,再由DNA聚合酶和连接酶完成剩下的修复工作。AP内切酶的作用必然导致前导链形成小的DNA片段(类似于冈崎片段)。筛选AP内切酶缺失的大肠杆菌突变株,观察以上现象是否还能发生。
24.答:既然四环双萜对DNA聚合酶a活性的抑制表现出竞争性特征,那么当它的底物(dNTP)浓度激增的情况下,抑制作用就应该被解除。核苷M磷酸还原酶是催化NDodND的酶,它的活性通常受到严格的调控(主要是反馈机制),以维持细胞内dNTP在一个比较合适的浓度。如果此酶发生突变引起酶的活性调节机制失灵的话,则dNT的量可能过分地产生。而过分生成的dNT必然解除四环双萜对DNA聚合酶a的抑制。
25.答:大肠杆菌DNA复制过程中合成的RNA引物由DNA聚合酶1所具有的5’一3’外切酶负责切除。当DNA聚合酶1丧失其内在的5’一3’的外切酶活性以后,DNA复制中合成的RNA引物就不能被有效地切除,这必然导致冈崎片段的积累,新合成的DNA无法形成连续的链。这样的突变株是无法繁殖生存的,所以到现在为止,还没有得到在所有温度下都缺乏5’一3’的外切酶活性的DNA聚合酶1的突变株。
26.答:Dna A蛋白的功能参与 DNA复制的起始,负责识别复制起始区。在体外使用缺刻的DNA模板不需要DnaA蛋白,这是因为缺刻DNA很容易解链,缺刻处可直接作为复制起始区使用;将生长在 18℃下的 Dna A蛋白的突变株放在 37℃下培养,DNA复制会继续进行,直到一轮复制结束,以后DNA复制将停止。这是因为在18℃下,Dna A蛋白具有活性,DNA复制能够正常地起始。当将细胞改放在37℃下培养,原来与已完成起始步骤的DNA可继续复制直到结束。然而却不能进行新一轮的复制,因为在 37℃下,Dna A蛋白没有活性。
27.答:
(1)1.28/40/2=0.016mm.
(2)9.748 X 104核苷酸。
(3)因为在原核细胞内,第一轮DNA复制还没有完成以前就可以从复制起始区进行第二轮复制。
(4)1250复制起始区(2 500个复制叉)。
(5)2 927千碱基对。
(6)后随链在合成过程中,相连的冈崎片段不断地连接起来,而不会发生与模板解离的现象。这就保证多个冈崎片段之间按照正确的顺序组装在新合成的DNA上。
28.答:5一甲基胞嘧啶可自发地发生脱氨基作用而转变成T。如果这种情况在细胞中发生,则原来正常的G-C碱基对就变成了错配的G-T碱基对。假如这种错配的碱基对得不到纠正,则经过一轮DNA复制,原来的G-C碱基对有可能转变为A-T碱基对。如果细胞内有一种专门的能够识别错配G-T碱基对并将它们修复为正常的G-C碱基对的修复系统,则可以避免上述情况的发生。
29.答:大肠杆菌在进行错配修复的时候,根据老链和新链的甲基化程度不同而识别出新链上错配的碱基,再将新链上错误的碱基切除,而不会切掉老链上正确的碱基。在DNA进行同源重组的时候,形成的异源双螺旋尽管会含有某些错配的碱基对,但异源双螺旋的两条DNA链上都是高度甲基化的,因此这些错配的碱基对不会被细胞内的错配修复系统排除。
30.答:DNA重组首先需要DNA链发生断裂。如细胞内的dUTPase活性有缺陷,则细胞内的dUTP的浓度就比较高,在DNA进行复制的时候,dUTP代替dTTP掺入到子链中的可能性就大大提高,而细胞内碱基切除修复系统会识别错误掺人的尿苷酸,在切除修复的时候,需要将DNA链切开。显然dUTP掺人的机会越大,DNA链断裂的机会就越大,因而重组的可能性就提高。如果DNA连接酶活性有缺陷,同样会使DNA链断裂的机会提高,所以同样能够刺激重组的发生。
31.答:
(1)排除放射性同位素标记的核苷酸进一步的掺入。
(2)如果放射性同位素是以NTP的形式掺入到新合成的DNA链之中的,则被标记的产物对碱处理是敏感的;如果放射性同位素是以dNTP的形式掺入到新合成的DNA链之中的,则标记的产物对碱处理是稳定的。
(3)RNA引物在代谢上是非常不稳定的;它们在DNA复制的过程中很快地被降解,降解后留下的空缺被脱氧核苷酸取代。
32.答:
(1)略。
(2)略。
(3)不能。这是因为DNA老链是高度甲基化的,而新链甲基化程度较低,或者还没有来得及甲基化,如果直接将大肠杆菌从15N培养基该放在14N的培养基上培养则子链的DNA会因为15N的掺人,浮力密度会提高,但原来的老链因为甲基化,其密度会比未甲基化的DNA高,两种因素作用正好抵消,使得不同代数的DNA不容易分开34.至少包括一段自主复制序列元件(ARS autonomously replicating sequence element)和在其3’侧的一段序列,其中ARS的一致序列是(A/T)TTT(A/G)TTT(A/T),以上序列可以被由6个蛋白质组成的复合物识别,从而启动DNA复制。
33.答:端粒DNA序列将会发生改变,端粒DNA序列将会从原来的(TTGGGG)n变成(TCGGGG)n。此外由于突变了的端聚酶RNA序列不能有效地和端粒DNA重复序列配对,这将导致端粒DNA复制能力的减弱。
34.答:次黄嘌呤、黄嘌呤和尿嘧啶。机体通常使用碱基切除机制修复这种损伤:先是特殊的DNA糖苷酶切除以上突变的碱基,形成AP位点,再由AP内切酶切除一段核苷酸序列,然后再由DNA聚合酶填补空缺,最后由DNA连接酶连接缺口。其中尿嘧啶DNA糖苷酶不仅可以修复胞嘧啶氧化脱氨基作用产生的错误的U,也可以修复DNA在复制中错误掺人的U,因此它在DNA修复中举足轻重。便于尿嘧啶-DNA糖苷酶识别突变产生的U。
35.答:
(1)dna A编码的蛋白质参与 DNA复制的起始,因而不影响已进入延伸阶段的 DNA复制,所以这种突变体在非允许温度下,DNA复制需要经过一段时间以后才能停止。
(2)dna E编码的是 DNA聚合酶Ill的一个亚基,因此这种突变体在非允许温度下,DNA复制会立刻停止。
(3)dna G编码的引发酶,它与合成 RNA引物直接相关,因此这种突变体在非允许温度下,DNA复制会立刻停止。
(4)dna N编码的DNA聚合酶皿的另一个亚基(提高进行性),因此这种突变体在非允许温度下,DNA复制会立刻停止。
(5)lig 编码的是DNA连接酶,并不是DNA复制直接需要的,因此这种突变体在非允许温度下,DNA复制会立刻停止。
(6)dna B编码的蛋白质也是参与DNA复制的起始,所以这种突变体在非允许温度下,DNA复制也需要经过一段时间以后才能停止。
36.答:与复制的起始不同,病毒DNA复制的终止并不需要特定的序列。很显然,野生型和突变型病毒DNA复制的终止都发生在相对移动的两个复制叉的交汇处。
37.答:虽然细胞内含有dIMP,但并没有催化dIMP形成dITP的激酶,所以细胞内并无dITP。
38.答:用放射性标记的NTP(如 a-32P-NTP)脉冲标记细胞,然后杀死细胞,提取其RNA,再使用弱碱水解。细胞在脉冲标记时间内每一条RNA链上被掺入的核苷酸数目即为水解物中被标记的核苷酸pIDOles除以核苷酸的总的pmole.
39.答:首先确定好反应的条件,以保证只有你所需要的克隆基因的才能够转录。然后将模板、RNA聚合酶和三种NTP混合,注意控制模板的量不要太多,以使转录的基因数大约等于模板数。最后在反应混合物中加人第四种NTP,然后开始记时,一段时间后终止反应,进行凝胶电泳,确定被合成的RNA的长度。
40.答:将cordcenin(冬虫夏草素,3’一脱氧腺劳)加到细胞内,在细胞内它将通过核苷酸合成的补救途径生成相应的3’一脱氧腺苷三磷酸。如果它能够造成末端终止,则转录的方向是5’一3’,因为当RNA转录的方向是3’一5’时,3’一脱氧腺苷酸无法掺人到RNA链的生长端(无3’一羟基,不能与前一个核苷酸形成3’,5’一磷酸二酯键),即5’端,因此不可能造成末端终止。
41.答:RNA聚合酶对NTP的Km值在起始阶段高于在延伸阶段意味着RNA聚合酶在延伸阶段对NTP的亲和力高于起始阶段RNA聚合酶对NTP的亲和力,在NTP的浓度不高的情况下,不多的NTP优先与催化延伸反应的RNA聚合酶结合。当细胞内的NTP浓度较低的时候,这显然可以保证已进人延伸阶段的转录反应能够最终完成,这时新的基因转录的起始受到限制。
42.答:人工合成与你想刺激转录的目的基因的模板链的前二个核苷酸互补的二聚核苷酸,将此二聚核苷酸加到体外转录系统之中,这时二聚核苷酸将与你的目的基因编码链的前二个核苷酸互补结合,RNA聚合酶在启动转录以后,将不需要合成这两个核苷酸,而是直接掺入第三个核苷酸,当反应混合物中的NTP浓度不高的情况下,目的基因却能有效地进行转录。
43.答:根据增强子、沉默子和启动子的不同性质进行确定。增强子和沉默子与启动子的主要差别是启动子与它所控制转录的基因之间在方向和距离上有严格的要求,而增强子和启动子与距离、方向无关。这样可以通过改变未知功能的顺式作用元件与报告基因(代以血er g6ne)的距离和方向,观察报告基因的表达所发生的变化来确定新发现的顺式作用元件究竟属于那一类。
44.答:首先通过电泳得到第二类内含子或第三类内含子剪接的中间物,然后割下怀疑为套索结构的条带,回收并纯化凝胶带中的RNA,将得到的RNA与3’d’核酸外切酶一起保温。假如该RNA呈套索结构,则3’-5’核酸外切酶不可能将它彻底地水解,当水解到一定阶段,肯定会留下一段能够抵抗外切酶作用的序列。
45.答:制备U1、UZ、U4/u6或U5 SnRNp的单克隆抗体,将各单克隆抗体加到特定的剪接系统之中。如果上述几种SnRNP的确参与剪接,则相应的单抗必定会影响剪接反应。也可以合成与各SnRNP复合体中的SnRNp互补的DNA片段,然后将它们混合,加人的DNA将会与相应的 SnRNp配对,随后加人RNase H,RNase H将会水解SnRNp,如果某种 SnRNP参与剪接,则当它的 RNA被 RNase H水解以后,剪接反应将会受到影响。
46.答:核酶即是具有催化活性的RNA分子。已发现的天然核酶包括:第一类内含子,第二类内含子,具有锤头结构的核酶(如某些类病毒的基因组RNA和病毒相关的卫星RNA),原核细胞的 235 rRNA,3肝炎病毒 RNA,RNase P以及苯丙氨酸tRNA等。与蛋白类酶一样,核酶功能的正常发挥也需要正确的三维结构的存在,但是核酶通常使用RNA作为底物,催化的反应一般是水解反应,而且,有的核酶在无蛋白质存在的情况下,催化效率不高,这些都是和蛋白类酶不同的地方。关于核酶的催化机理,尚不十分清楚。核酶的发现意义重大,它不仅改变人们对酶都是蛋白质的传统观念,而且对探索生命的起源很有启发。很可能在细胞出现之前,曾有过所谓的“RNA世界”,这个阶段的RNA不仅充当遗传物质,而且具有催化功能。
47.答:大肠杆菌rRNA后加工并非绝对发生在转录以后,一些后加工反应在转录还没有完成的时候就已经开始,其中包括某些剪切反应,因此在野生型大肠杆菌体内,等转录结束后得到的并不是原始的初级转录物。只有当大肠杆菌某些参与后加工的酶有缺 陷以后,才有可能得到真正的初级转录物。
48.答:只是通过选择性剪接产生的。在长的转录物中,一含有终止密码子的内含子没有被去除,仍然保留在成熟的mRNA之中。当它作为模板被翻译的时候,会提前遇到终止密码子,因而翻译的终产物的肽段要短;而在短的转录物中,含有终止密码子的内含子已被去除。当它作为模板被翻译的时候,不会提前结束,因而翻译出来的产物反而比长转录物翻译出来的产物长。
49.答:在给定的时间内,尽管细菌合成的RNA中约有40%~50%是mRNA,但转录出来的mRNA很容易水解,甚至在其3’端还没有合成好,5’端就开始水解。因而它的半寿期极短,在细胞中不容易积累,只占细胞总RNA的很小的一部分。然而,虽然tRNA和rRNA转录的效率低,但是稳定性高于mRNA,所以它们在细胞中容易堆积,占细胞总RNA的比例反而大。与原核生物的 mRNA相比,真核生物 mRNA的 5’端有帽子结构,3'端有 Poly A尾巴的保护,因而其稳定性要比原核生物mRNA高得多。因此它占细胞中总DNA的比例应高于原核生物。
50.答:
(1)1、2、3和4分别表示DNA的模板链、RNA聚合酶、mRNA和核糖体。
(2)DNA的模板链或无意义链的5’端和3’端分别对应于图上的右端和左端。
(3)(4)(5)(6)见下图:
真核生物不可能具有这样的结构图,这是因为真核生物的转录与翻译不存在偶联关系。
51.答:所谓遗传信息就是指决定生物体结构、性状和代谢类型的特殊生物指令,它保证了生物物种、代谢类型及其他各种生物学特征在世代交替中保持相对的稳定性。从分子生物学角度来说对NA是遗传信息的载体,遗传信息贮存在DNA分子(对某些病毒来说是RNA)的一级结构中,DNA(或RNA)的一级结构中的核苷酸排列顺序不同,所携带的遗传信息也就不同。从这个意义上说,遗传信息就是DNA(或RNA)中核苷酸的排列顺序。
中心法则是Crick在20世纪50年代末提出来的,这个法则指出了生物体遗传信息的传递途径,这个传递途径是:
DNA--转录--RNA--翻译--蛋白质
即遗传信息可从DNA传递到RNA,又从RNA传递到蛋白质。蛋白质的合成是遗传信息的表达。
上述途径只适用于一般细胞中遗传信息传递途径,对于某些RNA病毒就不适用了,因为它们有其特殊的贮存、传递和表达遗传信息的方式。如 RNA肿瘤病毒,遗传信息的载体是RNA,这种病毒有一种反转录酶,能将病毒RNA反转录为DNA分子,然后由DNA转录为RNA,再翻译为蛋白质。考虑到病毒的特殊情况,CriCk于1971年将遗传信息传递的中心法则重新描述上图。图 中。
52.答:什么是半保留复制?图中实线表示已证实的途径;DNA的复制,是以DN A分子本身为模板进行DNA生物合成的过程。复制保证了遗传信息准确无误地传给后代。复制时,亲代DNA分子双螺旋先行解开,然后以每一条链为模板,按照碱基互补配对的原则,在两条亲代链上各自合成一条互补的新链(子链)。这样,原来的双螺旋DNA链经过复制,变成了两条双螺旋DNA链,在每一条双螺旋DNA中都有一条链是老的,它来自亲代,另一条链则是新合成的,这种DNA复制方式,称之为半保留复制。用同位素实验证明,动物。植物、微生物及病毒中的DNA复制都是以半保留方式进行的。
53.答:DNA的复制是怎样进行的?
DNA的复制过程比较复杂,是在多种酶和多种蛋白因子参与下共同完成的,为了清楚起见,分以下四步叙述
(1)解链 原核生物DNA复制,开始于DNA分子特定部位,这个部位叫复制原点,或叫复制起始点,常用ore表示。原核生物只有1个起始点,真核生物有多个起始点。原核生物的起始点,具有富含AT序列的特点,是引发复制的酶及蛋白因子结合部位,如DNA解旋酶、弓没体、DNA聚合酶等,聚集此处组成了一个复制体。在DNA复制起始点,由解旋酶和rep蛋白解开DNA双链,双链解开后单链结合蛋白(SSB)立即与DNA单链结合,阻止单链再形成双链DNA
(2)RNA引物合成 DNA双链解开后,由引发体中的引发酶在起始点以 DNA为模板,以RNA引物,引物长度为几个至 10个碱基,在引物的 5’端含有 3个磷酸残基,3’端为游离的羟基。在领头链上只需合成1个引物,在后随链上需进行多次引发,合成多个引物n
(3)DNA链的延长 在RNA引物合成之后,在DNA聚合酶m的催化下,按照碱基互补配对原则,以4种dNTP为底物,在引物3’端逐个合成DNA核苷酸序列.
DNA子链延伸方向为5’一3’方向。前导链的合成是连续的,后随链的合成是不连续的,由许多个冈崎片段组成,因此整个DNA分子合成是半不连续的。
(4)链的终止 在环状DNA分子中,单方向复制的终点就是复制原点,双向复制的有的有固定终点,有的没有,没有固定终点的合成,终止在两个复制叉相遇点n
DNA链延长结束后,在 DNA聚合酶 1的作用下切除引物 RNA,并以碱基互补配对方式合成一段DNA填补空缺,然后由DNA连接酶连接相邻的两个DNA片段,形成新一代子链DNA。
54.答:20世纪70年代以来,从鸡、鼠白血病病毒,肉瘤病毒及乳腺癌病毒等30多种致癌的RNA病毒中,发现了一种以RNA为模板的DNA聚合酶,即RNA指导的DNA聚合酶。由于它以RNA为模板合成DNA,是一种反向转录作用,所以该酶又称为反转录酶。
反转录酶催化的反应,也需要小分子RNA作引物(4SRNA),并需要二价阳离子(Mg2+、Mn2+)存在。反应开始时,引物以氢键与病毒单链RNA(+)模板相连,然后从引物3-OH端进行聚合作用(5/一3/方向),合成DNA(一)互补链,这样就产生了RNA-DNA杂交分子。
以后再以RNA DNA杂交分子中的DNA(一)链为模板,在DNA聚合酶的作用下,合成另一条DNA(+)互补链,这时就形成了双链DNA。
这个双链DNA分子以后被整合到寄主细胞基因组中,随着寄主细胞的分裂和13NA的复制,它也同时得到复制、转录和翻译,产生新的子代病毒粒子,同时也引起寄主细胞癌变。由于RNADNA杂交分子所产生的“双链DNA”是引起寄主细胞癌变的因子,所以人们称它为前病毒。
反转录酶是一种多功能酶:①它可以利用RNA作模板合成DNA链,形成杂交分子RNAW,具有RNA指导的DNA聚合酶活性。②以合成的DNA为模板合成另一条DNA互补链,产生双链DNA分子,具有DNA指导的DNA聚合酶活性。③具有核糖核酸酶H的活性,水解RNADNA杂种分子中的RNA。④具有DNA内切酶活性及tRNA结合活性。
55.答:原核生物的DNA分子,大多是环状双链分子,DNA的复制可能是通过两种模式进行的,一是θ型即凯恩斯模型,另一个是滚环模型。
(1)6模型 大肠杆菌DNA复制按a型进行咽12-3),复制从环状双链DNA特定的复制点开始,以正负两链为模板双向进行。这时正链膨大,负链内陷,形成的θ型分子,一条新生子链沿母链
(+)链内侧延长,另一条子链沿母链”一’-e型单向。
(一)链外侧延长,当延长到一定的长度时,由DNA连接酶连接闭环,形成两个子代 DNA分子。
(2)滚环模型 这是一种单向复制的M 特殊形式。N174噬菌体是单链环状DNA,在复制中首先合成一条互补链(负链)人形成环状双链。这种环状双链DNA称复制型(RF型人然后由RF 型通过滚动环复制出许多子代 DNA分子。RF型分子滚动复制过程 RF分子中的正链由内切酶切开,游离出 3,-OH端和 5,一磷酸基,5,端被酶固定在细胞膜上。在DNA聚合酶催化下以逆时针滚动的负链环为模板,以、正链3’-OH为引物。复制出新的正链}在复制正链时,负链环配合正链的复制,、进行逆时针转动是必要的。与此同时,已固定在膜上的亲代正链也作为模板合成出新的负链“,当达到一定长度.时,、正负链被切割下来;经连接酶的作用形成双”链环状分子。DNA环状模型 这也是一种单向复制的特殊形式。真核生物线粒体 DNA复制属负链为模板顺时针进行子代正链的复制,当子一代正链复制到整个环时,又以亲代正链为模板逆时针方向合成子一代负链,复制到一定程度时,正负链分开,两链继续复制并闭环,但正链先于负链完成复制。
56.答:切除修复是指在多种酶协同作用下,修复DNA分子中的受损伤部分,是一种比较普遍的修复方法。参与修复的酶有特异的内切核酸特异的内切酶酶、外切核酸酶、聚合酶和连接酶等。修复的一般程序是先由特异的内切核酸酶识别损伤部位,在其附近将核酸单链切开,然后由DNA聚合酶以互补DNA聚合酶补链为模板进行修复,再由外切核酸酶将损伤链 修复合成切除,最后由DNA连接酶即将新合成的链连接起来,大肠杆菌中有一种糖基化酶可以识别受损伤 切除的或错配的碱基,并可以将其糖苷链水解除去该碱基,碱基除去后,该部位形成了一个空缺,称之I连接酶AP部位(无嘌呤或嘧啶碱基部位),特异的n内连接切酶识别AP部位,切断其与DNA骨架链的连接,而后在外切酶的作用下,切除损伤的部位,并在DNA聚合1的作用下,以未损伤的链为模板按 图紫外光损伤DNA暗修复过程碱基互补配对原则合成新碱基,填补空缺,最后在连接酶的作用下,连接成一条完好的DNA链。
57.答:RNA的生物合成有三种类型:①以DNA为模板转录为RNA;②以RNA为模板进行自我复制;③RNA经过反转录合成DNA后,再以DNA为模板合成RNA下面主要讨论第①种类型。以 DNA为模板的 RNA合成,以大肠杆菌为例;,合成过程可分为4步,见图
(1)起始位点的识别RNA的合成不需要引物,合成开始前由DNA聚合酶全酶与模板结合,这种结合是非特异性,也是低亲和力的,便于全酶在a因子协助下在DNA模板上滑动,搜寻启动子部位。启动子是DNA分子上的起始信号,合成RNA起始部位,通常规定在DNA上开始RNA合成的第1个核苷酸标定为十1,它的万端上游标为(一),3’端下游标为肝火人们发现原核生物的启动子结构是在转录起点上游大约一10处有6个碱基TATAh保守序列。‘称Pribnow框,在一35处序列提供了RNA聚合酶识别的信号,一10序列是酶与DNA的紧密结合位点,是RNA合成起始点。RM聚合酶在.一10位点处解开DNA双链,识别其中的模板链,并转移合成起始点。
(2)合成起始,在起始位点合成的第一个碱基通常是GTP或ATP。第一个碱基合成后,亚基脱离RNA聚合酶。RNA聚合酶叫核心酶。
(3)RNA链的延伸核心酶沿模板移动,以碱基互补配对原则,将核苷三磷酸加到RNA链的 3’-OH端形成磷酸二酯键。RNA合成的方向为5’一3’。当 RNA链不断延伸时,RNA聚合酶继续解开DNA双键,长度约17个碱基对,便于新的 RNA链的不断合成。当RNA链增长到一定的长度后,即脱离DNA模板,这时DNA模板链和另一股DNA链(编码链)又重新形成双螺旋结构。
(4)合成终止 在DNA分子上有终止转录的特殊信号序列叫终止子子,子,它具有终止RN它具有终止RNA聚合酶的合成和释放RNA链的作用。终止信号有的能被RNA聚合酶自身识别即可终止RNA合成,有的需P因子的帮助才能终止RNA合成。不依赖p因子的终止信号的特征是在信号区有一个15~20个核苷酸的二重对称区,可形成富含GC的发夹结构,紧接着还有含6~8个A的碱基序列,这种结构有助于阻止RNA聚合酶前进和促使RNA链从模板脱离。
58.答:从DNA模板转录的RNA分子,大多是较大的前体分子,需要经过剪切和化学修饰转录后加工过程,才能转变为具有生物学活性的成熟的RNA分子。转录后加工过程较复杂,各类RNA分子的加工内容也不相同,现简要分述如下:
(1)mRN的加工 原核生物rnRNA是多顺反子,绝大部分不需加工,可直接作为模板合成多种蛋白质。但也有少数多顺反子,如大肠杆菌、噬菌体D,须通过内切核酸酶分解成较小单位然后进行翻译。真核生物的rnRNA是单顺反子,其前体分子质量大小不一,被称为核内不均一RNA(hnRNA),存在有居间。序列内含子,必需加工切除后方可作为模板合成蛋白质。由hMA转变为TnRNA的加工过程包括:① 5’端合成帽子结构;②3’端合成尾巴;③通过拼接除去内含子序列;④将分子中的某些碱基甲基化。关于帽子结构合成过程请参阅题3-14。
(2)tRNA的加工 原核生物tRNA基因转录单元大多是多基因的,多个tRNA转录在一条RNA链中。有的tRNA还与dtNIA组成转录单元,必须由内切核酸酶切开。有的tRNA前体分子,在5’端和3’均有附加序列,必须由内切酶和外切酶除去。真核生物tRNA前体3’端不含CCA序列,在加工中由核赶苷酸转移酶以CTP和ATP为底物合成。tRNA的修饰成分均由特异的修饰酶催化合成,如果tRNA前体存在有居间序列,则由特异的内切酶和连接酶切除和连接。
(3)dRNA的加工 原核生物中 dRNA基因有的与某些 tRNA、有的与编码蛋白的基因组成混合操纵子,它们在转录为多顺反子后,必须断裂为rRNA前体和tRNA前体及lnRNA前体,然后进一步加工成熟。原核生物fRNA前体为30s,经特异的核糖核酸酶催化,逐步裂解为 16s、23s和SS rRNA,其过程如下:
原核生物中除SS rRNA外,16s和23s rRNA均含有甲基化碱基、这些修饰碱基都是在前体转录和加工过程中产生的。真核生物的rRLNA前体在核仁中合成。哺乳动物的 fR:NA前体较大,为 45s,逐步裂解为 18s、28s。5,SS fDM则是在32s转变为 18s时同时产生。真核的 SS eNA不包含在前体RNA之内,它是由位于核仁之外的染色体DNA产生。rRNA的甲基化修饰也是在前体转录过程中进行的。
59.答:RNA病毒有多种,复制方式也多种多样,概括如下:
(1)含正链RNA的病毒如噬菌体即含单链RNA(+),复制分两个阶段,①侵入大肠杆菌后,其RNA(+)充当rnRNA,利用宿主细胞的条件合成复制酶p亚基及外壳蛋白;②复制酶R亚基和宿主中的a、Y、8亚基组装成RNA复制酶,随后进行RNA复制、合成互补RNA链,然后负链RNA从正链模板上释 放出来,再以负链为模板合成病毒的正链RNA(+),最后由RNA(+)与外壳蛋白装配成新的噬菌体。
(2)含负链RNA的病毒 如狂犬病病毒,含负链RNA,侵入细胞后,借助于病毒带进去的复制酶合成出RNA(+),然后以正链RNA(+)为模板,合成病毒蛋白,同时复制出病毒RNA(一),并组装成病毒粒子。
(3)含双链RNA的病毒如呼肠孤病毒,这类病毒以病毒双链RNA中的RNA(一)为模板,在病毒复制酶的作用下,进行转录,合成出正链RNA(+),同时以RNA(+)为模板合成病毒蛋白和负链RNA(一),最后组装成病毒。
(4)致癌RNA病毒 如白血病病毒和肉瘤病毒,它们的复制由反转录酶催化,需经过DNA前病毒阶段,详细过程见本章12-4题。
60.答:核酸生物合成的抑制剂种类较多,可分为两类:①与DNA模板结合,使DNA失去模板功能,抑制DNA复制和RNA转录②与酶分子结合使酶分子失活。
1.抑制模板功能的抑制剂
(1)烷化剂。如氮芥,它带有活性烷基,能使DNA烷基化,烷基化位置主要发生在鸟嘌呤环的N上,腺嘌呤环的N以及胞嘧啶环的N;也可被烷烷基化的鸟瞟吟容易水解脱落,该处形成无嘌吟的空缺,可干扰DNA的复制或引起错误碱基配对。带有两个活性烷基的烷化剂能同时与DNA两条链作用,使双链间发生交联,失去模板功能。烷化剂也可与磷酸基作用形成磷酸三酯,磷酸三酯很不稳定,容易分解而导致DNA断裂。使复制和转录均不能进行。
(2)放线菌素D。放线菌素D能与DNA形成非共价复合物,使DNA失去模板功能,抑制了复制和转录。另外,色霉素A3、橄榄霉素和神光霉素等抗癌抗生素也能和DNA分子形成非共价复合物使其失去其模板功能。
(3)嵌入染料。如原黄素、啶黄、啶橙等染料,具有扁平芳香族发色基因,能插入双链DNA分子的相邻碱基对之间,使DNA在复制中缺失或增添一个核苷酸,导致移码突变,它们也能抑制RNA链合成起始。溴化乙锭是一种检测核酸的荧光试剂,当与DNA结合后可抑制DNA的复制和转录。
2.酶活力的抑制剂
(1)利福平,是利福霉素的衍生物,是一种广谱抗菌药物,它能特异地抑制细菌的RNA聚合酶活性,阻止RNA的转录,但对RNA引物合成酶无作用。
(2)利链菌素,能与细菌RNA聚合酶B亚基结合,抑制转录中的RNA链的延长。
(3)a一鹅膏章碱,是从毒章中提取出来的一种八肽化合物,它能抑制真核生物的RNA聚酶 Ⅱ及Ⅲ,在高浓度时能抑制RNA聚合酶Ⅲ,低浓度时能抑制聚合酶Ⅱ,对聚合酶I不抑制,对细菌RNA聚合酶的抑制作用很微弱。
61.答:在DNA复制中,保持其复制的准确性因素可能有如下几点:
(1)复制是以亲代DNA链为模板按碱基互补配对方式进行,基本保证了子代DNA与亲代DNA核苷酸序列相同。
(2)DNA聚合酶具有模板依赖性,能根据模板碱基顺序选择相应的碱基配对,万一发生差错,DNA聚合酶皿有3’一5’外切功能,除去错配碱基并改选正确碱基再配,即使如此,仍有10-4的错配率。
(3)参与DNA复制活动的DNA聚合酶1有3’一5’外切酶功能,有纠正错配的校正功能,一旦错配发生,该酶即切除并填上正确碱基使错配率减低至10-6。
(4)再经细胞内错配修复机制,可使错配减少至10-9以下。
62.答:有些人工合成的或天然存在的化合物的结构,与生物体内的一些必需的代谢物很 相似,将其引人生物体后,与体内的必需代谢物会发生特异性的拮抗作用从而影响生物的正常代谢,这些化合物称为抗代谢物。重要的抗核酸代谢物有如下一些:
(1)抗叶酸代谢物 氨蝶呤与氨甲蝶呤的结构与叶酸相似,它们能与叶酸还原酶结合,使酶失去活性,阻碍了四氢叶酸的生成,因而阻碍了核苷酸的生物合成。
(2)嘧啶类与嘌呤类抗代谢物①5一氟尿嘧啶与尿嘧啶相似,能抑制脱氧尿苷酸转变为脱氧胸苷酸,因而阻碍了DNA的生物合成。溴尿嘧啶能掺入DNA中与腺嘌呤配对,造成碱基配对错误,其结果使AT碱基对变成了GC碱基对。5一氯尿嘧啶及5一碘尿嘧啶也能取代胸腺嘧啶掺入到DNA中,造成同样的后果。6-氮尿嘧啶在体内可转变为氮尿嘧啶核苷酸,对乳清苷酸脱羧酶有抑制,其核苷二磷酸能抑制多核苷酸磷化酶,其核苷三磷酸则能抑制RNA聚合酶。②胞嘧啶阿拉伯糖苷,能抑制CDP还原为dCDP,并能抑制DNA合成酶。③6一巯基嘌吟进入体内后转变为巯基瞟吟核苷酸,阻断嘌吟核苷酸的生物合成。8一氮鸟嘌吟转变为核苷酸后,除能抑制嘌吟核苷酸生物合成外,还可掺人到RNA中,影响蛋白质合成。
以上的抗代谢物有的是重要的抗癌药物,如6一巯基嘌呤,临床上用于治疗急性白血病和绒毛膜上皮癌。5一氟尿嘧啶用于治疗直肠和结肠癌及胃癌等。
63.答:能引起DNA拓扑异构反应的酶称为拓扑异构酶。核酸分子的空间结构是一种拓扑结构,拓扑结构的转变与DNA的复制、转录、重组和组装关系密切。
拓扑异构酶广泛存在于各种生物中,可分为两类:拓扑异构酶I(TOPI)和拓扑异构酶 Ⅱ(TOp Ⅱ)。两种酶都有割断 DNA分子中的 磷酸二酯键,并随即又连接起来的功能。TOPI能使DNA的一条链发生断裂和再连接。ToPⅡ能使 DNA的两条链同时发生断裂和再连接。在原核生物中,TopI,过去称为 ω蛋白,由一条多肽链构成,TopⅡ又叫旋转酶(gyrase)由A2B2共四条肽链构成。ToPI只能消除DNA分子的负超螺旋,不需要提供能量,对正超螺无作用。ToPⅡ也能消除负超螺旋,也不需要能量,也不作用于正超螺旋,在有ATP供能的情况下,可向闭环双链DNA中引人负超螺旋,每分钟可引入100个,由于负超螺旋的引入,可消除DNA复制时复制叉前进中出现的扭曲张力,从而促进双链解开。TOpl主要集中在活性转录区,同转录有关,TOpⅡ分布在染色质骨架蛋白和核基质部位,同复制有关,前者减少负超螺旋,后者引入负超螺旋,它们协同作用控制着DNA的拓扑结构。
真核生物中,TOpI可能是单体。TOpⅡ是二聚体,由两种亚基组成。TopI与 TOpⅡ的功能与原核生物基本相同,但TOpⅡ在某种蛋白因子和ATP存在下,能使正超螺旋环状双链DNA转变成负超螺旋。
64.答:DNA重组技术是指将不同的DNA片段(如基因)按人们的设计方案连接,并在特定的受体细胞中与载体一起得到复制与表达,使受体细胞获得新的遗传特性的技术。
DNA重组步骤包括如下三个方面:
一是外源DNA与载体连接,形成重组DNA。连接方式有多种,可根据实际操作情况而选用。①黏性末端连接。有些限制性内切核酸酶在切割DNA时,可在切口两端产生黏性末端,如用同一种酶切割外源DNA和载体就可以通过效性末端部合起来,部合处的裂缝可用噬菌体T4 DNA连接酶连接。②平末端连接。有的限制性内切核酸酶的切割是平末端,也可用T4DNA连接酶连接。③在DNA片段末端加均聚寡核苷酸片段后连接。用末端核苷酸转移酶催化一个DNA片段,在5'-oH末端上形成寡核音酸片段Oligo(dT)。另一个DNA片段3'-OH末端上形成寡聚A片段,这样AT互补配对,两片段就可以连接起来,然后用DNA聚合酶I填补连接处的空缺,最后用T4DNA连接。4用接头连接。这个方法适用于黏性末端DNA及平末端DNA之间的连接,接头可以人工设计合成,用T4 DN A连接酶连接到待插人的DNA片段上然后YU 与载体体连接起来。
二是将重组DNA引入受体细胞。用一定浓度的Ca+2处理细胞.可使细胞比较容易吸收外源DNA。外源DNA进入受体细胞并使细胞获得新的遗传特性的过程称为转化。 最常用的大肠杆菌受体菌是HB 101。带有外源DNA的入噬菌体可通过感染将外源DNA带入受体菌。用动物病毒作载体可将重组 DNA带入动物细胞。用 Ti质粒作载体将重组 DNA带入植物细胞。用微量注射器也可将重组 DNA注入到培养细胞的核内为外用同频电流处理细胞也叫更外源DNA进入细胞。
三是重组筛选。现在常用的筛选方法如下插入失活。此方法用于用质粒作 为载体的DNA重组体的筛选,如pBR322质粒的环形双链DNA上.有一个抗氨苄青霉素基因和一个抗四环素基因,在这些位点上如插人外源DNA片段后.抗菌素基因就被破坏宿主细胞就失去抗菌能力.在含有该种抗菌素的培养基上就不能生长因此很容易将带有外源DNA的重组体筛选出来。①菌落原位杂交是一个灵敏快速的筛选方法大致操作如下:将菌落转移到硝酸纤维滤膜上,用NaOH处理,使菌落溶解和DNA变性变性DNA牢固地吸附在膜上 用P32标记的探针与之杂交,再进行放射自显影。从显影的胶片上可看到爆光黑点,即为杂交上的菌落。按菌落的位置,从培养基上挑出菌落培养,以制备重组质粒 DNA。③免疫学方法。如果插人的外源DNA经表达后能产生表达蛋白质,即用此万法筛选重组体DNA
65.答:利用DNA重组技术,可以将低等和高等的各种生物的全部基因组的遗传信息,贮存在可以长期保存的重组体中,以备需要时应用。这个工作类似将文献资料贮存于图书馆中一样,所以称做基因文库。cDNA文库是指将RNA病毒基因组以及某些mRNA所携带的遗传信息反转录成 cDNA,再用 cDNA建立的文库。
建立cDNA文库的操作简述如下:
(1)合成第一条cDNA链 有许多mRNA链的3’端具有POly(A)结构,如果加上Oligio(dT)与之互补,就可作为引物合成第一条cDNA链,如果有的 mRNA3' 端不带polyA结构,则需用大肠杆菌POlyA聚合酶催化合成。第一条cDNA链的合成用反转录酶催化。
(2)合成第二条 DNA链 用碱除去 mRNA,由 DNA聚合酶I催化,以第一条cDNA为模板合成第二条cDNA链。
(3)切去发夹结构 核酸酶S1;有切除单链DNA的功能,可用它除去双链cDNA分子一端的发夹结构。以上操作参看图。得到双链 cDNA后即可用cDNA来构建cDNA文库,文库构建方法与基因文库构建相同。
五、计算题
1.解:氨基酸的平均相对分子质量为 118。该酶蛋白所含氨基酸数为(50 000/118)=424,编码一个氨基酸是一个三联体密码,含3个核苷酸,因此 mRNA所含核苷酸至少应为:
424 X 3=1272
这个数不包括起始区和终止区核苷酸核苷酸残基平均相对分子质量=320
mRNA的相对分子质量约为:
1272 X 320=407040
2.解:(1)DNA分子所含碱基对数
一个密码子含3个核苷酸,则所编码氨基酸数
(2)氨基酸的平均分子质量为118,则蛋白质分子大小