名词解释(1)Ori :原核生物基因质粒的复制起始位点,是四个高度保守的19bp组成的正向重复序列,只有ori能被宿主细胞复制蛋白质识别的质粒才能在该种细胞中复制。ARS:自主复制序列,是真核生物DNA复制的起点,包括数个复制起始必须的保守区。不同的ARS序列的共同特征是一个被称为A区的11bp的保守序列。(2)Promoter:启动子,与基因表达启动有关的顺式作用元件,是结构基因的重要成分,它是位于转录起始位点5’端上游区大约100~200bp以内的具有独立功能的DNA序列,能活化RNA 聚合酶,使之与模板DNA准确地相结合并具有转录起始的特异性。(3)-independent termination不依赖因子的终止,指在不依赖因子的终止反应中,没有任何其他因子的参与,核心酶也能在某些位点终止转录。(强终止子)(4)SD sequence:SD序列(核糖体小亚基识别位点),存在于原核生物起始密码AUG上游7~12个核苷酸处的一种4~7个核苷酸的保守片段,它与16SrRNA3’端反向互补,所以可以将mRNA的AUG起始密码子置于核糖体的适当位置以便起始翻译作用。Kozak sequence:存在于真核生物mRNA的一段序列,核糖体能够识别mRNA上的这段序列,并把它作为翻译起始位点。(5)Operator:操纵基因,与一个或者一组结构基因相邻近,并且能够与一些特异的阻遏蛋白相互作用,从而控制邻近的结构基因表达的基因。Operon:操纵子,是指原核生物中由一个或多个相关基因以及转录翻译调控元件组成的基因表达单元。包括操纵基因、结构基因、启动基因。(6)Enhancer:增强子,能强化转录起始的序列的为增强子或强化子Silencer:沉默子,可降低基因启动子转录活性的一段DNA顺式元件。与增强子作用相反。(7)cis-acting element :顺式作用元件,存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列,包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件,本身不编码任何蛋白质,仅仅提供一个作用位点,与反式作用因子相互作用参与基因表达调控。trans-acting factor:反式作用因子,是指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。具有三个功能结构域,即DNA结合域、转录结合域、结合其他结合蛋白的结构域。(8)Open reading frame (ORF):开放式阅读框架,是指一组连续的含有三联密码子的能够被翻译成为多肽链的DNA序列。它由起始密码子开始,到终止密码子结束。(9)Gene:基因,产生一条多肽链或功能RNA所需的全部核苷酸序列。(能转录且具有生物学功能的DNA/RNA的序列。)(10)DNA denaturation:DNA变性,DNA双链的氢键断裂,最后完全变成单链的过程。Hyperchromatic effect:增色效应,在变性过程中,260nm紫外线吸收值先缓慢上升,当达到某一温度时骤然上升,称为增色效应。复性(Renaturation):热变性的DNA缓慢冷却,单链恢复成双链。DNA Melting temperature (Tm):DNA溶解温度,变性过程紫外线吸收值增加的中点称为融解温度。生理条件下为85~95℃。(11) RNA splicing:RNA的剪接,SnRNA形成剪接体,剪接信号为GU(供体)AG(受体)从mRNA前体分子中切除内含子,而使外显子拼接形成成熟mRNA的过程。intron :内含子,存在于原始转录产物或基因组DNA中,但不包括在成熟mRNA、rRNA或tRNA中的那部分核苷酸序列。exon:外显子,基因组DNA中出现在成熟RNA分子上的序列。(12) RNAi:RNA干涉,是利用双链小RNA的高效、特异性降解细胞内同源mRAN,从而阻断体内靶基因表达,使细胞出现靶基因缺失表型的方法。(13) polymerase chain reaction (PCR):聚合酶链式反应,是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法,由高温变性(92~97℃)、低温退火(45~55℃复性)及适温延伸(72℃、Taq酶)等几步反应组成一个周期,循环进行,使目的DNA得以迅速扩增。(14) Southern blot:DNA印迹杂交,指利用具有一定同源性的两条核酸单链在一定的条件下,可按碱基互补的原则形成双链,此杂交过程是高度特异的。由于核酸分子的高度特异性及检测方法的灵敏性,综合凝胶电泳和核酸内切限制酶分析的结果,便可绘制出DNA分子的限制图谱,此即DNA印迹杂交。Northern blot:RNA印迹杂交,首先通过电泳的方法将不同的RNA分子依据其分子量大小加以区分,然后通过与特定基因互补配对的探针杂交来检测目的片段。Western blot:蛋白质印迹。通过特异性抗体对凝胶电泳处理过的细胞或生物组织样品进行着色。通过分析着色的位置和着色深度获得特定蛋白质在所分析的细胞或组织中的表达情况的信息。

3原核生物转录终止是依靠终止子(发夹结构),真核生物是依赖转录信号(AAU、AAG)

⑶蛋白质翻译:

原核生物与真核生物蛋白质翻译的共同特点:

1都分三步进行,即翻译的起始、肽链的延伸、肽链的终止及释放

2遗传密码相同

原核生物与真核生物蛋白质翻译不同的特点:

1翻译起始核糖体识别序列原核是SD序列且有多个,真核是先通过5‘’Cap序列上的帽结合蛋白,找到mRNA,再通过Kozak序列找到翻译起始AUG进入P位。

2原核是转录与翻译相耦联,故翻译也在细胞核内,而真核翻译在细胞核外。

3原核翻译起始tRNA为fMet-tRNAfMet ,真核为Met-tRNAMet。

4真核翻译有复杂的后加工系统,如糖基化、磷酸化-去磷酸化等,原核无。

⑷基因表达调控:

原核生物与真核生物基因表达调控相同的特点:

表达为多层次

原核生物与真核生物基因表达调控不同的特点:

1原核是以操纵子进行转录的调控,真核是受单基因控制。

2原核生物调控在2个水平(转录水平的调控、翻译水平的调控),真核在五个水平(DNA水平的调控、转录水平的调控、转录后水平的调控、翻译水平的调控、翻译后水平的调控)进行基因表达调控。

3真核生物中有选择性剪接,原核没有。

4原核的基因表达主要受环境等调控,真核是受激素等调控。

6.PCR与细胞内DNA复制的异同

相同点:原料都是四种脱氧核苷酸、模板、都需要引物、都是单链DNA,都遵循碱基互补配对原则。

不同点:

PCR技术 DNA生物复制

环境 体外复制, 加热,90摄氏度左右 体内,温和的环境

酶 主要是DNA聚合酶 、 DNA解旋酶,DNA聚合酶, 引物酶 DNA连接酶等各种酶

引物 需要人工合成的引物 自己合成引物成分

步骤 变性--退火--延伸 解旋-起始-延伸-结束

大小 一般只复制引物及以内的片段 整个基因组

起点 由引物决定 原核Ori、真核ARS

7.Southern blot, Northern blot, Western blot三种分子生物学技术差异

答:

8.复制,转录,翻译,调控中的各种保守序列及其功能

⑴复制

Ori:原核生物复制起点

ARS: 真核生物复制起点

⑵转录

启动子:决定转录方向及模板链 、转录效率

操纵子(原核):将转录与翻译相耦联

终止子:终止转录

⑶翻译

SD序列:原核生物翻译起始,SD序列的顺序及位置对翻译都有影响。

Kozak序列:真核生物翻译起始

⑷调控

转录水平调控:

增强子:作用于启动子,提高转录活性

沉默子:作用于启动子,降低转录活性

9.乳糖操纵子和色氨酸操纵子(包括的衰减子)的工作原理

答:⑴乳糖操纵子

乳糖操纵子是个弱启动子,包括3个结构基因:Z、Y和A,以及启动子、控制子和阻遏子等。

乳糖操纵子负控诱导模式:无诱导物时,LacⅠ基因转录产生阻遏物单体,结合形成同源四体,Lac同源四体与操纵区(O区)DNA相结合,阻遏基因转录。基因不表达。当有诱导物时,诱导物使LacⅠ变成不能与O区相结合的非活化形式,RNA聚合酶就可以与Lac启动子区相结合,起始转录基因。mRNA被转录成三个蛋白质,即贝塔-半乳糖苷酶、贝塔-半乳糖苷透过酶、贝塔-半乳糖苷乙酰基转移酶。((图解)乳糖操纵子是个弱启动子,在葡萄糖和乳糖都存在的情况下,大肠杆菌利用葡萄糖,是因为葡萄糖可降低cAMP浓度,阻碍其与CAP结合,而cAMP-CAP是激活Lac的重要组成部分,Lac启动子表达受阻,就没有贝塔-半乳糖苷酶活性。不能利用乳糖。所以说lac操纵子强的诱导作用既需要乳糖又需缺乏葡萄糖)

⑵色氨酸操纵子

色氨酸操纵子调控作用主要有三种方式:阻遏作用、弱化作用以及终产物Trp 对合成酶的反馈抑制作用。

①阻遏作用:trp操纵子转录起始的调控是通过阻遏蛋白实现的。在有高浓度Trp存在时,阻遏蛋白- 色氨酸复合物形成一个同源二聚体,并且与色氨酸操纵子紧密结合,因此可以阻止转录。当Trp 水平低时,阻遏蛋白以一种非活性形式存在,不能结合DNA。在这样的条件下, trp操纵子被RNA聚合酶转录,同时Trp 生物合成途径被激活。

②弱化作用: trp操纵子转录终止的调控。在trp operon,前导区的衰减子有4段特殊的序列,可形成不依赖ρ因子的转录终止信号(衰减子的工作机理:碱基序列(即衰减子)包括4个分别以1、2、3和4表示的片段,能以两种不同的方式进行碱基配对, 1 - 2和3 -4配对,或2 - 3配对, 3 - 4配对区正好位于终止密码子的识别区。前导序列有相邻的两个色氨酸密码子,当培养基中Trp 浓度很低时,负载有Trp 的tR2NATrp也就少,这样翻译通过两个相邻色氨酸密码子的速度就会很慢,当4区被转录完成时,核糖体滞留1区,这时的前导区结构是2 - 3配对,不形成3 - 4配对的终止结构,所以转录可继续进行。反之,核糖体可顺利通过两个相邻的 色氨酸 密码子,在4区被转录之前,核糖体就到达2区,这样使2 - 3不能配对, 3 - 4 区可以配对形成终止子结构, 转录停止。)

③终产物Trp 对合成酶的反馈抑制作用 由于基因表达必然消耗一定的能源和前体物,相对于阻遏和弱化作用,反馈抑制作用更为经济和高效。