基础分子生物学(生物科学专业用)

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根底分子生物学

三、选择题

1、RNA 合成的底物是------ ---------。

A dATP, dTTP , dGTP , d CTP BATP, TTP , GTP , CTP C ATP ,GTP, CTP,UTP D 、GTP, CTP,UTP，TTP

2．模板DNA的碱基序列是3′—TGCAGT—5′，其转录出RNA碱基序列是： A．5′—AGGUCA—3′ B．5′—ACGUCA—3′ C．5′—UCGUCU—3′ D．5′—ACGTCA—3′ E．5′—ACGUGT—3′

3、转录终止必需 。

A、终止子 B、ρ因子 C、DNA和RNA的弱相互作用 D上述三种

4、在转录的终止过程中，有时依赖于蛋白辅因子才能实现终止作用，这种蛋白辅因子称为---- -----。

A σ 因子 B ρ因子 C θ因子 D IF因子 5．识别RNA转转录终止的因子是：

A．α因子 B．β因子 C．σ因子 D．ρ因子 E．γ因子

6．DNA复制和转录过程有许多异同点,以下DNA复制和转录的描述中错误的选项是： A．在体内以一条DNA链为模板转录，而以两条DNA链为模板复制 B．在这两个过程中合成方向都为5′→3′ C．复制的产物通常情况下大于转录的产物 D．两过程均需RNA引物

E．DNA聚合酶和RNA聚合酶都需要Mg2+ 7、核基因mRNA 的内元拼接点序列为 。

A、AG……GU B、GA……UG C、GU……AG D、UG……GA

8、真核生物mRNA分子转录后必须经过加工，切除---------，将分隔开的编码序列连接在一起，使其成为蛋白质翻译的模板，这个过程叫做RNA的拼接。 A 外显子 B 启动子 C 起始因子 D 内含子

9、在真核生物RNA polⅡ的羧基端含有一段7个氨基酸的序列，这个7肽序列为Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser ,被称作 。 A C末端构造域 B 帽子构造 C Poly(A)尾巴 D 终止子 10．真核生物RNA的拼接需要多种snRNP的协助，其中能识别左端〔5’〕拼接点共有序列的snRNP是：

A．U1 snRNP B．U2 snRNP C．U5 snRNP E．U2 snRNP+ U5 snRNP

四、是非题

1、所有的启动子都位于转录起始位点的上游。〔 X 〕

2、RNA分子也能像蛋白酶一样，以其分子的空间构型产生链的断裂和和合成所必须的微环境。 〔 对 〕

3、真核生物的mRNA中的poly A 尾巴是由DNA编码，经过转录形成的。〔 X 〕 4、在大肠杆菌RNA聚合酶中，β亚基的主要功能是识别启动子。〔 X 〕 5、所有起催化作用的酶都是蛋白质。〔 X 〕

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五、问答题

1. 简述转录的根本过程?

答：⑴全酶与启动子结合的封闭型启动子复合物的形成〔 R位点被σ因子发现并结合 〕

⑵开放型启动子复合物的形成：

①RNApol的一个适合位点到达－10序列区域，诱导富含A·T的Pribnow 框的“熔解〞， 形成12－17bp的泡状物，同时酶分子向－10序列转移并与之结实结合 ②开放型启动子复合物使RNApol聚合酶定向 ③两种复合物均为二元复合物〔全酶和DNA 〕

⑶在开放型的启动子复合物中，RNApol的I位点和E位点的核苷酸前体间形成第一个磷酸二酯键 〔β亚基〕；三元复合物形成； +1位多为CAT模式,位于离开保守T 6~9 个核苷酸处

⑷σ因子解离 →核心酶与DNA的亲和力下降起始过程完毕→核心酶移动进入延伸过程

2.试比拟原核和真核细胞的mRNA的异同. ⑴原核生物

①原核生物mRNA 的半衰期短。

②许多原核生物mRNA以多顺反子形式存在。

③其5’端无帽子构造，3’端没有或只有较短的poly(A)。 ④原核细胞mRNA〔包括病毒〕有时可以编码几个多肽。 ⑤原核生物常以AUG〔有时GUG，甚至UUG〕作为起始密码子 ⑵真核生物：

①其5’端存在帽子构造。

②绝大多数真核生物mRNA具有poly(A)尾巴。 ③其RNA最多只能编码一个多肽。 ④真核生物几乎永远以AUG为起始密码子。

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3. 以E.coli为例，说出Prok.启动子构造及各局部功能。 答：启动子由两个局部组成：

上游局部 — CAP-cAMP结合位点〔基因表达的正控制位点〕 CAP：降解物基因活化蛋白，环腺苷酸〔cAMP〕的受体蛋白

下游局部 — RNApol的进入〔结合〕位点 ，－35 ~ －10，包括识别位点和结合位点 1〕 Sextama 框：-35序列，位于复制起点上游35个核苷酸处的6核苷酸序列，能被RNA聚合酶全酶识别并结合。其中，σ亚基在识别中起关键作用。

2〕 Pribonow 框：-10序列，位于-10处的6核苷酸序列〔TATAAT〕，能使RNA聚合酶识别DNA双链中的反义链，确保转录的链和方向无误。

4．真核生物的RNA聚合酶是如何区分的?有几类? 分别转录哪些RNA? 根据对 α - 鹅膏蕈碱的敏感性不同而分三类：

RNApolⅠ：最不敏感〔动、植、昆〕 RNApol Ⅱ：最敏感 RNApol Ⅲ：不同种类的敏感性不同 转录产物：

RNApolⅠ：核仁 活性所占比例最大 转录rRNA〔5.8S、18S、 28S〕 RNApolⅡ：核质 主要负责 hnRNA、snRNA 的转录

hnRNA〔mRNA 前体，核不均一RNA〕 snRNA〔核内小分子 RNA 〕 RNApol Ⅲ：核质 负责 tRNA、5S rRNA、Alu序列和局部 snRNA

5．真核生物-25 ~ -35区、-70 ~ -80区的保守序列分别是什么？ Sextama框 (Sextama Box),-35序列, 大多数启动子有序列为TTGACA

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CAAT框〔CAAT box〕：其一致顺序为GGGTCAATCT，是真核生物基因常有的调节区，位于转录起始点上游约-80-100bp处，可能也是RNA聚合酶的一个结合处，控制着转录起始的频率。

6．真核生物有几种启动子?

真核生物中有三种不同的RNA聚合酶，因此也有三种不同的启动子：RNA polⅠ启动子、RNA polⅡ启动子、RNA polⅢ启动子。

7．说明poly(A)在分子生物学实验中的应用价值。

a) 可将 oligo (dT) 与载体相连，从总体RNA中别离纯化mRNA b) 用寡聚dT〔oligo (dT)〕为引物，反转录合成 cDNA

8．Euk.mRNA帽子的种类。

帽子0 〔Cap-0〕 m7GpppXpYp-------〔共有〕m7G N7—甲基鸟苷

帽子1 〔Cap-1〕 m7GpppXmpYp--------第一个核苷酸的 2’-O 位上产生甲基化 〔A N6 位甲基化〕

帽子2〔Cap-2〕 m7GpppXmpYmp第二个核苷酸的 2’-O 位上产生甲基化〔A、G、C、U〕

9．真核生物mRNA的3‘poly(A)的编码情况及其准确生成的机制为何？ 大多数真核生物的mRNA 3'末端都有由100~200个A组成的Poly〔A〕尾巴。 生成：a、 RNA末端腺苷酸转移酶〔poly(A) 聚合酶〕催化前体－－ATP 反响如下： Mg++ 或 Mn++

多聚核糖核酸+nATP ————>多聚核糖核酸(A)n + nPPi

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b、添加位点

内切酶(360KDa)切除一段序列———> 由poly(A) 聚合酶催化添加poly(A) 内切酶的识别位点〔有其它因子参与〕

切点上游 13－20bp处的AAUAAA， 切点下游的 GUGUGUG 〔单细胞Euk.除外〕

10．增强子最早在哪里发现?简述它的5个作用特点。

SV40的两个正向重复研究得最清楚〔DR〕,-107~ -178 、-179 ~ -250 ; 各 72bp . 该增强子的特点如下：

⑴对依赖于TATA框的转录的增强效应高于不依赖的情况 ⑵距离效应: 离72bp越近的容易起始转录 ⑶转录方向离开72bp的起始序列优先转录 ⑷细胞类型的选择：不同类型中作用有差异

11．剪接体由哪些成分组成？试述剪接过程中各组分的组装过程及其剪接机制。

剪接体：是以五个不同的小核核糖核酸以及不下于一百个蛋白质所组成的大型核糖核酸蛋白质复合物，称为小核核糖蛋白。

剪接体剪接及自剪接涉及两个步骤的生物化学过程。两个步骤均需要在RNA间进展转酯反响。但是tRNA剪接那么没有交醋化/转酯化过程。

剪接体及自剪接交酯化反响的发生有特定的次序。首先，一个在内含子的特定“剪接分支位点〞核苷酸会与这个内含子的第一个核苷酸产生转酯化反响，形成两个RNA分子，一个是“内含子套索〞另一个那么是内含子前的外显子。第二，第一个外显子最后的核苷酸会与第二个外显子

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的首个核苷酸产生转酯化反响，连接外显子并释放内含子套索。

12．真核生物mRNA前体内含子剪接的信号序列特征是什么？

mRNA前体中内含子的两端边界存在共同的序列，这些序列可能是产生mRNA前体剪接的信号。多数细胞核mRNA前体中内含子的5’边界序列为GU，3‘边界为AG。

13．剪接分支位点核苷酸是什么？ 腺嘌呤核糖核苷酸

14．什么是选择性剪接？说明选择性剪接在果蝇性别决定中的作用机制。

选择性剪接是指透过对同一个基因转录的一样pre-mRNA使用不同的剪接选择，产生不同的mRNA异构物，最后产生多种相似却又独特的蛋白质，或是产生出稳定性低的mRNA产物以到达调节基因表现的目的。

15.I型内含子发生改变后，可以产生其他酶的活性吗?如果可以，是哪些活性?这意味着I型内含子的催化中心有什么特点？

答：可以。这些活性包括：RNA聚合酶、内切核酸酶、磷酸酶、连接酶的活性。将I 型内含子转变成这些酶的能力说明它能结合于RNA的糖—磷酸骨架并能催化在它前后的几个不同反响。例如，连接是剪切的相反反响。

16.转录涉及模板链和编码链的别离，解释在转录中单链DNA是怎样被保护的。

答： 转录过程中控板与编码链别离时，聚合酶覆盖了整个转录泡——从解旋位点到螺旋重新形成位点，因此单链的DNA被保护起来。与复制不同，转录不需要单链结合蛋白的参与。

17.哪三个序列对原核生物mRNA的准确转录是必不可少的?

答： -35(RNA聚合酶结合位点)、-10(RNA荣合酶起始位点)启动子序列和终止子；

18．原核生物与真核生物启动子的主要差异？ 原核生物

TTGACA --- TATAAT------起始位点 -35 -10

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真核生物

增强子---GC ---CAAT----TATAA—5mGpp—起始位点 -110 -70 -25

19．一双链DNA分子如以下图所示，在体内它编码五个氨基酸残基的多肽： 3’TAC ATG ATC ATT TCA CGG AAT TTC TAG CAT GTA5’ 5’ATG TAC TAG TAA AGT GCC TTA AAG ATC GTA CAT3’ 试问：〔1〕．哪条链是转录的模板链？

5’ATG TAC TAG TAA AGT GCC TTA AAG ATC GTA CAT3’ 〔2〕．写出该五个氨基酸残基的多肽。 AUG CUA GAA AUU CCG (UGA)

分析：

5UAC AUG AUC AUU UCA CGG AAU UUC UAG CAU GUA3 3AUG UAC UAG UAA AGU GCC UUA AAG AUC GUA CAU5

7．试证明一个基因中只有一条DNA链作为模板被转录。

答：假设基因两条链均被转录，而RNA聚合酶只能以5’→3’方向合成，所以两条DNA链会以相反方向转录。两信使携带着彼此互补的反向核苷酸序列，编码不同的多肽。虽然某些DNA顺序能被双方向转录，但这不是常见现象。最早的明确证据是通过研究噬菌体SP8感染枯草杆菌(Bacillus subtilis)得到的。 SP8的DNA很特别：一条链(重链)富含嘌呤，另一链(轻链)那么富含嘧啶。假设把双链DNA温和加热，两条链别离(即DNA变性)，可用密度梯度离心别离两条链。 1963年，Julius Marmur和Paul Doty用SP8感染枯草杆菌细胞后提取RNA，发现它只能与噬菌体DNA的“重〞链杂交(即互补配对形成DNA-RNA杂合分子)。而不会与轻链杂交。显而易见，信使只可以与一条DNA链(重链)互补，因而DNA双链中只有一条链作为转录的模板(图A7.8)。 Marmur和Doty很幸运地选用SP8做实验，因为它的全部基因都是同一条DNA链中转录而来。而另一些噬菌体，包括T4和λ噬菌体，局部基因由一条链转录而其他基因那么由另一条链转录；因此假设用这些噬菌体而不是SP8做实验，那么不能成功地说明问题。

8．有一个被认为是mRNA的核苷酸序列，长300个碱基，你怎样才能： (1)证明此RNA是mRNA而不是tRNA或rRNA。 (2)确定它是真核还是原核mRNA。

答：根据序列组成进展判断： (1)此序列太长不可能是tRNA。如果它是rRNA，应该含有许多特殊元件，如：假 尿嘧啶和5—甲基胞嘧啶； 同时应具有可以形成发夹环的反向重复序列。如果 是mRNA那么应有AUG起始密码子、一段相应的氨基酸密码子和一个相应的终止密码子构成的可读框。 (2)所有的真核生物mRNA在5’端都含有一个7—甲基鸟苷，而且大多数还在3’端 有一个长的po1yA尾巴。这些都是原核生物mRNA所不具有的，但是原核生物mRNA靠近5’端有l—个核糖体结合序列(SD序列)。

22、详述怎样加工才能使真核生物mRNA 成熟 一、首、尾修饰

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1、5’端加帽 成熟真核生物mRNA,其构造5’端形成-m7GpppmXpYp-帽子构造 2、3’端加尾 多数真核生物mRNA3’端都有多聚〔A)尾，长约100－200个核甘酸。 二、真核生物mRNA的剪接

剪接就是在细胞核中，除去 hnRNA中的内含子，并在连接酶的作用下，将外显子各局部连接起来的过程。此过程有如下特点：

(1)mRNA前体的剪切部位是在内含子末端的特定部位。已发现大多数内含子都以GU为5'端的起始，而其末端那么为AG-OH-3’。因此把5'GU.....AG-OH-3'称为剪接接口(splicing junction)或边界序列。剪接后，GU或AG不一定被剪除掉。

(2)套索构造的形成及剪接 剪接过程分两步反响进展。A、 按A Klessing的模式，内含子弯曲成套索状，形成 套索RNA〔larial RNA〕。B、内含子以套索形式被剪切下来，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；翻译；扩大遗传信息 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序列仅是一串简单意义模糊的序列或称为隐秘基因、模糊基因

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4〕中心法那么的开展 第五章 一、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那么有某种程度的变动，使其有可能与几种不同的碱基配对。

6．移码突变: 在mRNA中，假设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同时与假设干个核糖体结合形成的念珠状构造，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〕。

二、填空题

1．蛋白质的生物合成是以mRNA为模板，以氨酰-tRNA为原料直接供体，以核糖体为合成杨所。

2．生物界共有个密码子，其中61个为氨基酸编码，起始密码子为AUG；终止密码子为UAA UAG UGA。

3．原核生物的起始tRNA以tRNAf表示，真核生物的起始tRNA以tRNAi表示，延伸中的甲硫氨酰tRNA以tRNAm表示。

4．植物细胞中蛋白质生物合成可在核糖体、线粒体和叶绿体三种细胞器内进展。

5．延长因子T由Tu和Ts两个亚基组成，Tu为对热不稳定蛋白质，Ts为对热稳定蛋白质。 6．原核生物中的释放因子有三种，其中RF-1识别终止密码子UAA、UAG；RF-2识别UAA、UGA；真核中的释放因子只有RF一种。

7．氨酰-tRNA合成酶对氨基酸和相应的tRNA有高度的选择性。

8．原核细胞的起始氨基酸是甲酰甲硫氨酸，起始氨酰-tRNA是甲酰甲硫氨酰-tRNA。 9．原核细胞核糖体的小亚基上的16SrRNA协助识别起始密码子。

l0．每形成一个肽键要消耗4个高能磷酸键，但在合成起始时还需多消耗1个高能磷酸键。

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11．肽基转移酶在蛋白质生物合成中的作用是催化肽键形成和肽酰-tRNA的水解。

12．肽链合成终止时，终止因子进人“A〞位，识别出终止密码子，同时终止因子使肽基转移酶的催化作用转变为水解作用。

13．原核生物的核糖体由30S小亚基和50S大亚基组成，真核生物核糖体由40S小亚基和60S大亚基组成。

14. 蛋白质中可进展磷酸化修饰的氨基酸残基主要为Ser、Thr、Tyr。 15. 同一氨基酸具有多个密码子，编码同一氨基酸的密码子称为同义密码。

16. 蛋白质的跨膜需要信号肽的引导，蛋白伴侣的作用是辅助肽链折叠成天然构象的蛋白质。 17. 信号识别颗粒〔SRP〕可以分为信号识别构造域和延伸作用制动构造域两个构造域，其主要作用为在翻译过程中它能够识别信号序列，指导核糖体到转运通道。

18、高等哺乳动物和大肠杆菌的基因中使用一样的终止密码子UAG和UGA。人类线粒体基因使用的终止密码子为UAA、UAG、AGA和AGG。

19、开放的阅读框是指新测DNA序列中，由计算机识别出的可能编码区域，它是从起始密码子起到终止密码子止的一段连续的密码子区域。

20. tRNA的反密码子为UGC,它识别的密码子为ACG。

21. 新生肽链每增加一个氨基酸单位都需要经过进位,转肽,移位三步反响,其中，在进位和移位反响中各需要一分子的GTP提供能量。

三、选择题

1．蛋白质生物合成的方向是( D )。

A.从C→N端 B.定点双向进展 C.从N端、C端同时进展 D.从N→C端 2．不能合成蛋白质的细胞器是( C )。 A.线粒体 B.叶绿体 C.高尔基体 D.核糖体 3．真核生物的延伸因子是( D )。

A.EF—Tu B.EF一2 C.EF--G D.EF一1 4．真核生物的释放因子是( A )。 A.RF B.RF一1 C.RF一2 D.RF一3

5．能与tRNA反密码子中的I碱基配对的是( D )。 A.A、G B.C、U C.U D.U、C、A 6．蛋白质合成所需能量来自( C )。 A.ATP B.GTP C.ATP、GTP D.GTP 7．tRNA的作用是( B )。

A.将一个氨基酸连接到另一个氨基酸上 B.把氨基酸带到mRNA位置上 C.将mRNA接到核糖体上 D.增加氨基酸的有效浓度 8．关于核糖体的移位，表达正确的选项是( C )。

A.空载tRNA的脱落发生在“A〞位上 B.核糖体沿mRNA的3’→5’方向相对移动 C.核糖体沿mRNA的5’→3’方向相对移动

D.核糖体在mRNA上一次移动的距离相当于二个核苷酸的长度 9．在蛋白质合成中，以下哪一步不需要消耗高能磷酸键( A )。 A.肽基转移酶形成肽键 B.氨酰一tRNA与核糖体的“A，’位点结合 C.核糖体沿mRNA移动

D.fMet—tRNAf与mRNA的起始密码子结合以及与大、小亚基的结合 10．在真核细胞中肽链合成的终止原因是( D )。

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A.已到达mRNA分子的尽头 B.具有特异的tRNA识别终止密码子 C.终止密码子本身具有酯酶作用，可水解肽酰与tRNA之是的酯键 D.终止密码子被终止因子(RF)所识别

11．蛋白质生物合成中的终止密码是( A D E )。 A.UAA B.UAU C.UAC D.UAG E.UGA

12．根据摆动假说，当tRNA反密码子第1位碱基是I时，能够识别哪几种密码子( A B E ) A.A B.C C.G D.T E.U

13．以下哪些因子是真核生物蛋白质合成的起始因子( C D E )。 A.IF1 B.IF2 C.eIF2 D.eIF4 E.elF4A

14．蛋白质生物合成具有以下哪些特征( A B C E )。

A.氨基酸必须活化 B.需要消耗能量 C.每延长一个氨基酸必须经过进位、转肽、移位、税落四个步骤 D.合成肽链由C端向N端不断延长 E.新生肽链需加工才能成为活性蛋白质 15．以下哪些内容属于蛋白质合成后的加工、修饰( B C D E )。

A.切除内含子，连接外显子 B.切除信号肽 C.切除N-端Met D.形成二硫键 E.氨的侧链修饰

16．蛋白质生物合成过程中，以下哪些步骤需要消耗能量( A B C E )。

A.氨基酸分子的活化 B.70S起始复合物的形成 C.氨酰tRNA进入核糖体A位 D.肽键形成 E.核糖体移位

17．原核生物的肽链延伸过程有以下哪些物质参与( A B C E )。

A.肽基转移酶 B.鸟苷三磷酸 C.mRNA D.甲酰甲硫氨酰-tRNA E.EF-Tu、EF-Ts、 EF-G

18.Shine-Dalgarno顺序(SD-顺序)是指： ( A )

A.在mRNA分子的起始码上游8-13个核苷酸处的顺序 B.在DNA分子上转录起始点前8-13个核苷酸处的顺序

C.16srRNA3'端富含嘧啶的互补顺序 D.启动基因的顺序特征 E.以上都正确 19. 在研究蛋白合成中,可利用嘌呤霉素,这是因为它： ( B )

A.使大小亚基解聚 B.使肽链提前释放 C.抑制氨基酰-tRNA合成酶活性 D.防止多核糖体形成 E.以上都正确 20. 氨基酸活化酶：( D )

A.活化氨基酸的氨基 B.利用GTP作为活化氨基酸的能量来源 C.催化在tRNA的5’磷酸与相应氨基酸间形成酯键

D.每一种酶特异地作用于一种氨基酸及相应的tRNA E.以上都不正确 21、核糖体是制造D的工厂。 A 核酸 B 糖类 C 纤维素 D 蛋白质

22、mRNA上B个连续核苷酸决定一个特定的氨基酸。 A 2 B. 3 C. 4 D . 5

23、大局部原核生物起始密码子为D。 A GUA B UAG C AGU D AUG

24、核糖体包含两种成分，即A。 A 蛋白质和rRNA B DNA和RNA C 多糖和rRNA D DNA和蛋白质

25、携带氨基酸一样而B不同的一组tRNA称为同功tRNA。 A 密码子 B 反密码子 C 终止子 D 内含子

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26、在真核生物中，核糖体的大亚基是60S， 小亚基是40S , 整个核糖体为A。 A 80S B 100S C 70S D 50S

27．对于终止密码子UAA、UAG和UGA来说： C

A．氨酰tRNA仅识别UAA B．氨酰tRNA仅识别UAG C．氨酰tRNA可识别所有终止密码子 D．氨酰tRNA均不识别 E．氨酰tRNA仅识别UGA

28、在原核生物mRNA起始密码子AUG上游的8-13个核苷酸有一段可受核糖体结合、保护和富含嘌呤的3-9个核苷酸的共同序列，一般为5’AGGAGGU3’, 称为A序列。 A S-D B Hogness D sextama D pribnow 29、细菌蛋白质合成的起始因子有D。

A EF-G,EF-Ts,EF-Tu B eIF-1,eIF-2,eIF-3 C eEF-G,eEF-Ts,eEF-Tu D IF-1, IF-2, IF-3

30、氨酰基tRNA进入核糖体A位点和肽链形成的关键是B。

A、GTP的存在 B、GTP的水解 C、ATP的存在 D、ATP的水解 四、是非题

1．DNA不仅决定遗传性状，而且还直接表现遗传性状。( × ) 2．密码子在mRNA上的阅读方向为5’→ 3’。( √ ) 3．每—种氨基酸都有两种以上密码子。( × ) 4．一种tRNA只能识别一种密码子。( × )

5．线粒体和叶绿体的核糖体的亚基组成与原核生物类似。( √ )

6．大肠杆菌的核糖体的小亚基必须在大亚基存在时，才能与mRNA结合。( × ) 7．大肠杆菌的核糖体的大亚基必须在小亚存在时，才能与mRNA结合。( √ ) 8．在大肠杆菌中，一种氨基酸只对应于一种氨酰-tRNA合成酶。( √ )

9．氨基酸活化时，在氨酰-tRNA合成酶的催化下，由ATP供能，消耗—个高能磷酸键。( × ) 10．线粒体和叶绿体内的蛋白质生物合成起始与原核生物一样。( √ ) 11．每种氨基酸只能有一种特定的tRNA与之对应。( × )

12．AUG既可作为fMet-tRNAf和Met-tRNAi的密码子，又可作为肽链内部Met的密码子。( √ )

13．构成密码子和反密码子的碱基都只是A、U、C、G。( × ) 14．核糖体大小亚基的结合和别离与Mg2+，的浓度有关。( √ ) 15．核糖体的活性中心“A〞位和“P〞位都主要在大亚基上。( × )

16. E.coli中，DnaA与复制起始区DNA结合，决定复制的起始。( × ) 17. 反密码子不同的tRNA总是携带不同的氨基酸。〔 × 〕 18. 在蛋白质合成过程中，氨基酸需要活化才能进展蛋白质合成。〔 〕

19. 蛋白质合成是一个非常迅速的过程，但真核生物蛋白质合成的速度要比大肠杆菌慢一些。 〔 〕

20. 真核生物tRNA 3’端的CCA是由tDNA基因编码经过转录而形成的。〔 × 〕 21. 在大肠杆菌中，mRNA的密码子为GUU，那么tRNA反密码子序列可能为AAC。〔 × 〕 22. 密码子使用的频率随不同的细胞也不一样，高等真核生物的差异比大肠杆菌要大。〔 × 〕 23. SRP 〔信号识别颗粒〕能够与ribosome 结合并使肽链的起始暂时受阻，所以是翻译的负因子。 〔 〕

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五、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参加人工合成的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

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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，在形成核糖体的构造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，反响分两步进展：

(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场延长。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，

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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。 (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，通过核糖体的别离证明之。

11. 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，进展指纹图分析。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

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(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. 试比拟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拟如下：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〕起始因子比拟多；

〔5〕只一个终止释放因子。 第六章

一、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，位于受的DNA编码区段的上、下游。与基因表达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、构造基因: 是决定合成某一种蛋白质分子构造相应的一段DNA。构造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。它能使构造基因在需要某种酶时就合成某种酶,不需要时,那么停顿合成，它对不同染色体上的构造基因有调节作用。

5、操纵基因: 位于构造基因的一端，是操纵构造基因的基因。当操作基因“开动〞时,处于同一染色体上的，由它所控制的构造基因就开场转录、翻译和合成蛋白质。当“关闭〞时，构造基因就停顿转录与、翻译。操作基因与一系列受它操纵的构造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: 指包含构造基因、操纵基因以及启动基因的一些相邻基因组成的DNA片段，其中构造基因的表达受到操纵基因的。

8、辅阻遏物: 在可阻遏系统中，产生阻遏作用的小分子物质那么叫做辅阻遏物

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。

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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片断那么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：核心启动子元件和上游启动子元件

2. 因表达正系统中，参加调节蛋白后，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。在负系统中，参加调节蛋白后，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进展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对高水平合成进展调节。有G时转录从S2开场，无G时转录从S1开场。

三、选择题

1、如果在没有D存在时基因是表达的，参加这种D后，基因的活性被关闭，这种控制系统叫做负系统。

A 构造基因 B 启动子 C 操纵基因 D 调节蛋白质 2、cAMP的受体蛋白为D。 A ATP B ADP C UTP D CAP

3、对于终产物为RNA的基因，只要进展A和A后的处理，就完成了基因表达的全过程。 A 转录…………转录 B 转录…………翻译 C 复制…………转录 D 复制…………翻译

四、是非题

1、操纵子是细菌基因和表达的一个完整单元。 〔 × 〕 2. 细菌中衰减子的作用方式是用翻译的手段来控制转录. 〔 √ 〕

五、简答题

1、乳糖操纵子的作用机制？

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⑴乳糖操纵子的组成：大肠杆菌乳糖操纵子含Z、Y、A三个构造基因，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，乳糖操纵子的这种机制为可诱导的负。

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，促进构造基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进构造基因的转录，对乳糖操纵子实行正，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与CAP的正两种机制，互相协调、互相制约。

2、正和负的主要不同是什么？

负时，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的准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结实结合的位点，简称结合位点。在-35区，大局部启动子为TTGACA序列，为RNA Pol的σ亚基识别位点，又称Sextama框。

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⑵编码序列，指导mRNA的合成。

⑶终止子，功能是使RNA的合成停顿在终止点位置，RNA Pol停顿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机制 ⑴阻遏蛋白的负

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构造基因。

②当无诱导物时，阻遏蛋白结合与启动子与蛋白质局部重叠不转录。 ⑵CAP正

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构造基因表达下降。

7. 激活蛋白〔CAP〕对转录的正作用？

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严密偶联。RNA聚合酶刚转录出前导肽的局部密码子，核糖体就开场翻译。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。这时核糖体占据了序列１和局部序列２，使序列２和序列

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３不能配对，因而序列３和４配对产生终止子的发夹构造，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形成二级构造，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这样的抚慰诱导物诱导，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局部互补， 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构造。 由序列 3和 4 配对形成的茎环构造与 Trp操纵子的终止子根本一样。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。当形成这种衰减子构造时，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展到终止密码 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构造，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，导致核糖体停顿在两个 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 形成茎环构造。这个构造的形成阻止了序列 3 与序列 4形成终止子构造。于是，出现通读，切操纵子的其他局部被继续转录。事实上，是 mRNA 上核糖体所在的位置决定mRNA 的二级构造和衰减作用是否发生。

12、举例说明原核生物基因表达的机理。 在E.coli 乳糖操纵子中，其构造基因为lacZ,lacy,lacA,这三个基因别离编码β-D半乳糖苷酶，β-D半乳糖苷透性酶，β-D半乳糖苷转乙酰酶。其调节基因为lacI,编码阻遏蛋白。启动子为lacP,操纵基因为lacO。负：当细胞内无引诱物时，阻遏蛋白能够与操纵基因联合。因为操纵基因与启动子有一定程度的重叠，是以阻碍了RNA聚合酶在-10序列上形成开放性的启动子复合物。当细胞内有引诱物存在时，引诱物以极高的浓度与阻遏蛋白快速联合，从而改变了阻遏蛋白的构象，使之快速地从操纵基因上解离下来。这样，RNA聚合酶就能与启动子结实联合并形成开放性启动子复合物，从而开场转录lacZYA构造基因。正：cAMP-CAP复合物是乳糖操纵子的正因子。乳糖启动子有两个CAP联合位点，一个是在-70到-50〔位点I〕,另一个是在-50-D-40〔位点II〕。位点I包含一个逆向反复序列，这彷佛是大多数强联合位点的特征。位点

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II是一个很弱的联合位点，但是当cAMP-CAP复合物联合于位点I时，位点II联合cAMP-CAP复合物的能力显著提高。一旦位点II被占领，RNA聚合酶就很快与-35序列联合，然后在于-10序列联合。

13、预测具有以下突变的λ噬菌体感染细菌的表型，并说明原因：〔1〕产生一个抗蛋白酶的λCII蛋白的突变。〔2〕具有阻止蛋白结合结合的λOR2的突变。〔3〕使λ基因失去作用的突变。〔4〕编码λCI蛋白的基因突变。

(1)产生蛋白酶抗性cⅡ蛋白的λ噬菌体突变体会导致溶源(1ysogeny)。λ噬菌体感，染过程中，在N蛋白(从PL的左侧表达)使基因表达不在N基因下游终止前，所有的生理功能都是正常的。抗终止导致c又及cro基因下游的表达，从而cⅡ蛋白合成。由于λcⅡ蛋白的突变体具有蛋白酶抗性，它的活性并不依辞于被感染细胞的状态(XX的或病态的)，而且cⅡ蛋白并不维持cⅡ蛋白的整合。由此导致的高浓度cⅡ蛋白有助于从PRE和P1启动子的转录，因此cI蛋白(阻抑蛋白)、cro反义RNA、和整合酶(λ噬菌体整合所需)被合成。阻抑蛋白占据0R和OL操纵基因，通过自调节促进自身的合成(从PRM表达)，从而防止更多的N蛋白和Cro蛋白的合成。

(2)能够阻止蛋白质结合的0R2突变体会导致裂解。0R2搬突变体能够防止Cro蛋白和阻抑蛋白与之结合。cro基因表达不需要诱导物，因此可以高水平表达。 Cro蛋白也能与OR3进展非协同结合，由于有这种结合以及阻抑基因表达需要自身产物的自诱导，因此不能形成阻抑蛋白。Cro最终会关闭所有早期基因的表达,并通过诱导从PQ开场的表达从而诱发中期和后期基因的表达。综上所述；Cro会摆脱阻抑蛋白的影响。

(3)失活λN基因的突变令导致灭活和降解。N基因的产物是一个抗终止子，是N 和cro基因外的其他基因表达所需的。其结果为大量缺陷的N蛋白和Cro蛋白的合成。因此噬菌体既不能进入溶源状态也不能进入裂解途径，DNA最终被降解。

(4)编码cI蛋白的基因发生突变时会导致快速裂解。产生没有功能的阻抑蛋白不能与0R和OL操纵基因结合，由于没有了竞争，Cro会摆脱阻抑蛋白的影响。 第七章 一、名词解释

1、增强子: 指增加同它连锁的基因转录频率的DNA序列。增强子是通过启动子来增加转录的。有效的增强子可以位于基因的5’端,也可位于基因的3’端,有的还可位于基因的内含子中。 2、基因扩增: 细胞内选择性复制DNA, 产生大量的拷贝。

3、基因重排: 通过基因的转座，DNA的断裂错接而使正常基因顺序发生改变 4、基序: DNA，蛋白质等生物大分子中的保守序列。

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5、沉默子: 与基因表达负的一种元件，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。 6、绝缘子: 长约几百个核苷酸对,是通常位于启动子同正元件(增强子)或负因子(为异染色质)之间的一种序列。绝缘子本身对基因的表达既没有正效应,也没有负效应,其作用只是不让其他元件对基因的活化效应或失活效应发生作用。

7、DNA结合构造域: 肽链或蛋白分子中能结合DNA的一个构造区域，通过与DNA结合发挥作用〔eg.基因表达〕。

8、同源异型盒: 简称同源框，是同源异型基因中一段高度保守的DNA序列。源框由180个碱基对组成的序列，可编码60个氨基酸。同源框普遍存在于果蝇、鼠、人、蛙等生物中。

9、断裂基因: 基因的编码顺序由假设干非编码区域〔间隔序列〕隔开，使阅读框不连续，这种基因称为隔裂基因。

10、应答元件: 是位于基因上游能被转录因子识别和结合,从而基因专一性表达DNA序列。 11、螺旋-环-螺旋基序: 由2个α螺旋间隔一个非螺旋的环(loop)组成．如原癌基因产物C-myc及其结合蛋白Max．

12、螺旋-转角-螺旋基序: 两段螺旋被一短的转角构造分开，其中一段螺旋为DNA识别螺旋。

13、bZIP蛋白: 蛋白的亮氨酸拉链附近存在碱性构造域的蛋白

14、锌指构造: 由肽链的保守序列中的一对组氨酸加一对半胱氨酸(His2／Cys2)或2对半胱氨酸(cys2／cys2)与一个锌离子形成配位键，这些氨基酸对之间的多肤链成环状突出并折迭成指形构造，多个指构造常串联重复。锌指族转录因子以二聚体形式同DNA上的顺式元件结合。

15、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

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16、Gene expression: 是指基因转录为RNA及翻译为蛋白质的过程。其表达产物包括mRNA、tRNA、rRNA、蛋白质与多肽。

17、RNAi: RNA干扰〔RNA interference, RNAi〕是指在进化过程中高度保守的、由双链RNA〔double-stranded RNA，dsRNA〕诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象。

二、填空题

1. 通过基因重排调节基因活性的典型例子是免疫球蛋白构造基因的表达

2．哺乳类RNA聚合酶Ⅱ启动子中常见的元件TATA、GC、CAAT所对应的反式作用蛋白因子分别是TFIID、SP-1和CTF/NF1。

3．RNA聚合酶Ⅱ的根本转录因子有、TFⅡ-A、TFⅡ-B、TFII-D、TFⅡ-E他们的结合顺序是：D、A、B、E

其中TFII-D的功能是与TATA盒结合。

4．与DNA结合的转录因子大多以二聚体形式起作用，转录因子与DNA结合的功能域常见有以下几种螺旋-转角-螺旋、锌指模体、碱性-亮氨酸拉链模体。

5. 典型的锌指蛋白为C2/H2型，即Zn离子与两个Cys残基和两个His残基形成配位键。另一类锌指蛋白为C2/C2型，即Zn离子与四个Cys残基形成配位键。

三、选择题

1. 在真核基因表达中，能促进转录速率的元件是：B A、衰减子 B、增强子 C、repressor D、TATA box 2. 在下述遗传信息的流动过程中，生物大分子参与最多的是C A、复制 B、转录 C、翻译 D、三者差不多

3．真核生物DNA中大约有2-7%的胞嘧啶存在甲基化修饰，绝大多数甲基化发生C二核苷酸对上

A．CC B. CT C. CG D. CA

四、是非题

1. 哺乳动物某一类型细胞中，只有大约10%的mRNA序列是该类型细胞所特有的，这类基因称为持家基因。〔 × 〕

2. 真核生物基因的启动子都位于转录起始点的上游。〔 √ 〕

3. 在DNA复制中，RNA引物只能在双链DNA处合成。 〔 √ 〕

4. 反式作用因子SP1是SV40转录所必须的，它识别的DNA序列是CCAAT。〔 × 〕 5. 增强子对依赖或不依赖于TATA框的转录启动子都有增强效应。〔 √ 〕

6. 组蛋白上某些特定的氨基酸残基上的修饰作用〔乙酰基化、甲基化和磷酸化〕可以降低组蛋白所携带的正电荷。 〔 √ 〕 7. 增强子具有细胞或组织的特异性。〔 √ 〕

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五、简答题

1、简述真核生物转录水平的机制？

真核生物在转录水平的主要是通过反式作用因子、顺式作用元件和RNA聚合酶的相互作用来完成的，主要是反式作用因子结合顺式作用元件后影响转录起始复合物的形成过程。A、转录起始复合物的形成：真核生物RNA聚合酶识别的是由通用转录因子与DNA形成的蛋白质-DNA复合物，只有当一个或多个转录因子结合到DNA上，形成有功能的启动子，才能被RNA聚合酶所识别并结合。转录起始复合物的形成过程为：TFⅡD结合TATA盒；RNA聚合酶识别并结合TFⅡD-DNA复合物形成一个闭合的复合物；其他转录因子与RNA聚合酶结合形成一个开放复合物。在这个过程中，反式作用因子的作用是：促进或抑制TFⅡD与TATA盒结合；促进或抑制RNA聚合酶与TFⅡD-DNA复合物的结合；促进或抑制转录起始复合物的形成。B、反式作用因子：一般具有三个功能域〔DNA识别结合域、转录活性域和结合其他蛋白结合域〕；能识别并结合上游区中的顺式作用元件；对基因的表达有正性或负性作用。3、转录起始的：⑴反式作用因子的活性调节：A.表达式调节——反式作用因子合成出来就具有活性；B.共价修饰——磷酸化和去磷酸化，糖基化；C.配体结合——许多激素受体是反式作用因子；D.蛋白质与蛋白质相互作用——蛋白质与蛋白质复合物的解离与形成。⑵反式作用因子与顺式作用元件的结合：反式作用因子被激活后，即可识别并结合上游启动子元件和增强子中的保守性序列，对基因转录起调节作用。⑶反式作用因子的作用方式——成环、扭曲、滑动、Oozing。⑷反式作用因子的组合式作用：每一种反式作用因子结合顺式作用元件后虽然可以发挥促进或抑制作用，但反式作用因子对基因不是由单一因子完成的而是几种因子组合发挥特定的作用。

2、简述真核生物转录后水平的机制？

⑴5，端加帽和3，端多聚腺苷酸化的意义：5，端加帽和3，端多聚腺苷酸化是保持mRNA稳定的一个重要因素，它至少保证mRNA在转录过程中不被降解。 ⑵mRNA选择性剪接对基因表达的作用 ⑶mRNA运输的控制

3、cAMP信号转导途径？

1、组成：胞外信息分子〔主要是胰高血糖素、肾上腺素和促肾上腺皮质激素〕，受体，G蛋白，AC，cAMP , PKA。2、途径：

信号分子与受体结合，引起受体构象变化 受体活化G蛋白

活化后的G蛋白激活腺苷酸环化酶〔AC〕 AC催化ATP生成cAMP

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cAMP活化PKA，PKA使目标蛋白磷酸化，调节代谢酶的活性或调节基因的表达

4、为什么mRNA的翻译起始密码子的上游必须含有不被翻译的核苷酸？

在原核生物mRNA的起始密码子(AUG)附近〔5＇方向上游〕的一小段长短不等的顺序，含有较多的嘌呤核苷酸，被称为SD顺序。它能和核糖体小亚基上的16SrRNA的3＇端富含嘧啶核苷酸的区域配对结合，有助于带有甲酰甲硫氨酸的起始tRNA识别mRNA上的起始密码(AUG)，使肽链合成从此开场。与原核mRNA相似，真核mRNA5＇端不翻译区〔也叫前导顺序〕中常有一段顺序与核糖体小亚基上的18SrRNA的3＇端的一段顺序互补并结合，这种结合与真核mRNA的翻译启动有关。

5、原核生物与真核生物启动子的主要差异？ 原核生物

TTGACA --- TATAAT------起始位点 -35 -10 真核生物

增强子---GC ---CAAT----TATAA—5mGpp—起始位点 -110 -70 -25

6、比拟原核生物与真核生物基因组构造的异同，并指出真核生物细胞的RNA内含子剪接的主要方式。

答案要点：主要从重复序列情况，有无内含子外显子方面论述，剪接的主要方式指GU-AG和 AU-AC类内含子的间接以及错误！未找到引用源。、错误！未找到引用源。类内含子的间接方式。

7、比拟原核生物与真核生物基因表达的异同点。

共同点是两者主要是在转录水平进展；不同点是原核生物转录与翻译偶联，以操纵子

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的现象普遍；真核生物基因表达复杂，转录和翻译是分开的，转录后从细胞核进入细胞质，因此也比拟复杂，在DNA水平、转录水平和翻译水平均存在。

8、简述在真核基因表达中，结合在不同部位的蛋白质之间相互作用的可能方式。 不同基因由不同的上游启动子元件组成，能与不同的转录因子结合，这些转录因子通过与根底的转录复合体作用而影响转录的效率。现在已经发现有许多不同的转录因子，看到的现象是：同一DNA序列可被不同的蛋白因子所识别；能直接结合DNA序列的蛋白因子是少数，但不同的蛋白因子间可以相互作用，因而多数转录因子是通过蛋白质－蛋白质间作用与DNA序列联系并影响转录效率的。转录因子之间或转录因子与DNA的结合都会引起构象的变化，从而影响转录的效率。

作为蛋白质的转录因子从功能上分析其构造可包含有不同区域：

1〕DNA结合域(DNA binding domain)，多由60－100个氨基酸残基组织的几个亚区组成； 2〕转录激活域(activating domain)，常由30－100氨基酸残基组成，这构造域有富含酸性氨基酸、富含谷氨酰胺、富含脯氨酸等不同种类，以酸性构造域最多见；

3〕连接区，即连接上两个构造域的局部。不与DNA直接结合的转录因子没有DNA结合域，但能通过转录激活域直接或间接作用于转录复合体而影响转录效率。

与DNA结合的转录因子大多以二聚体形式起作用，与DNA结合的功能域常见有以下几种： 1〕螺旋-转角-螺旋(helix-turn-helix, HTH)及螺旋-环-螺旋(helix-loop-helix，HLH) 这类构造至少有两个α螺旋，其间由短肽段形成的转角或环连接，两个这样的motif构造以二聚体形式相连，距离正好相当于DNA一个螺距(3.4nm)，两个α螺旋刚好分别嵌入DNA的深沟。

2〕锌指(zinc finger) 其构造如以下图所示，每个重复的“指〞状构造约含23个氨基酸残基，锌以4个配价键与4个半胱氨酸、或2个半胱氨酸和2个组氨酸相结合。整个蛋白质分子可有20个这样的锌指重复单位。每一个单位可以其指部伸入DNA双螺旋的深沟，接触5个核苷酸。例如与GC盒结合的转录因子SP1中就有连续的3个锌指重复构造。

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3〕碱性－亮氨酸拉链(basic leucine zipper, bZIP)，该构造的特点是蛋白质分子的肽链上每隔6个氨基酸就有一个亮氨酸残基，结果就导致这些亮氨酸残基都在α螺旋的同一个方向出现。 两个一样构造的两排亮氨酸残基就能以疏水键结合成二聚体，该二聚体的另一端的肽段富含碱性氨基酸残基，借其正电荷与DNA双螺旋链上带负电荷的磷酸基团结合。假设不形成二聚体那么对DNA的亲和结合力明显降低。在肝脏、小肠上皮、脂肪细胞和某些脑细胞中有称为C/EBP家族的一大类蛋白质能够与CAAT盒和病毒增强子结合，其特征就是能形成bZIP二聚体构造。 从上述可见：转录的实质在于蛋白质与DNA、蛋白质与蛋白质之间的相互作用，构象的变化正是蛋白质和核酸“活〞的表现。但对生物大分子间的识别、相互作用、构造上的变化及其在生命活动中的意义，人们的认识和研究还只在起步阶段，其中许多内容甚至重要的规律我们可能至今还一无所知，有待于努力探索。

9．为什么说转录激活是基因表达的根本环节？

因为基因表达的多级水平的，其中转录起始是基因表达的限速步骤，因为转录激活调节步骤特异性强、涉及面广，包括DNA序列、调节蛋白、DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质之间的相互作用、所有上述因素对RNA聚合酶活性的影响等。 10．为什么真核生物中转录和翻译无法偶联？

真核生物的转录发生细胞核内，而翻译发生在细胞质内。此外，转录初级产物需要多步加工后才能进展翻译。

11．反式作用因子的DNA结合构造域的构造模式有哪几种?分别写出其构造特点。

1)锌指构造

2)同源构造域具有螺旋-回折一螺旋构造。

3)亮氨酸拉链构造使两个单体结合并形成DNA结合域。

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4)螺旋环-螺旋构造易于形成二聚体:螺旋区形成反式作用因子的二聚体,碱性氨基酸区结合DNA。

5)碱性α螺旋含较多的碱性氨基酸:转录复制因子CTF/NF-1的DNA结合区域具有碱性α一螺旋构造 ,并含有高密度的碱性氨基酸,锌指构造、同源构造域及亮氨酸拉链构造。

6〕β折叠

12. 型的真核基因的构造

①编码序列—外显子

②插入外显子之间的非编码序列—内含子 ③5'-端和3'-端非翻译区

④序列(可位于上述三种序列中)

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