1、1 闡述你對(duì)基因概念的理解和詮釋。 基因是編碼蛋白質(zhì)或RNA等具有特定功能產(chǎn)物的遺傳信息的基本單位，是染色體或基因組的一段DNA序列（對(duì)以RNA作為遺傳信息載體的病毒而言則是），包活編碼序列（外顯子）、編碼區(qū)前后對(duì)于基因表達(dá)具有調(diào)控功能的序列和單個(gè)編碼序列間的間隔序列（內(nèi)含子）?；蚴巧矬w傳遞和表達(dá)遺傳信息的基本單位，基因通過復(fù)制把遺傳信息傳遞給下一代，使后代出現(xiàn)與親代相似的性狀。）染色體水平上的基因概念：孟德爾的豌豆雜交試驗(yàn)總結(jié)出生物的遺傳性狀是由遺傳因子控制的，肯定遺傳的物質(zhì)性?；蛞辉~由丹麥生物學(xué)家約翰遜提出。著名遺傳學(xué)家摩爾根對(duì)基因做出定義：基因在染色體上呈直線排列，基因是遺傳物質(zhì)的

2、基因單位和突變單位，基因是控制性狀的功能單位，它能產(chǎn)生對(duì)立的表現(xiàn)型，這意味基因是染色體上的一個(gè)特定區(qū)域。）代謝水平上的基因概念：比德爾和塔特姆提出“一個(gè)基因一個(gè)酶”學(xué)說，只適用于同源多聚體構(gòu)成的酶類。本柔進(jìn)行了經(jīng)典的基因精細(xì)結(jié)構(gòu)分析，將比德爾提出的學(xué)說發(fā)展為“一個(gè)基因一條多肽鏈”的概念，把遺傳功能單位稱為順反子。3）DNA分子水平的基因概念：Avery的細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中指出：攜帶遺傳信息的是DNA而非蛋白質(zhì)，Hershey和Chase對(duì)T4噬菌體感染大腸桿菌證實(shí)遺傳的分子基礎(chǔ)是核酸，Waltson和Crick提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，從分子水平揭示了基因的結(jié)構(gòu)。Blake進(jìn)一步提出可能每一個(gè)外顯

3、子相當(dāng)于蛋白質(zhì)的一個(gè)結(jié)構(gòu)單位，“一個(gè)外顯子，一個(gè)結(jié)構(gòu)域”的精細(xì)表達(dá)。分子生物學(xué)的發(fā)展進(jìn)一步擴(kuò)展了基因的概念，證明了基因不僅可以重疊，而且可被分離，有的基因并不被轉(zhuǎn)錄或不完全轉(zhuǎn)錄，而作為一個(gè)單位轉(zhuǎn)錄的也往往不是一個(gè)基因。以前認(rèn)為基因是在染色體上成直線排列的獨(dú)立單元，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)一些相關(guān)的基因在染色體上的排列并不是隨意的，而是由相關(guān)功能的基因構(gòu)成一個(gè)小的“家族”或基因群。隨分子水平上基因結(jié)構(gòu)與功能的研究，發(fā)現(xiàn)了移動(dòng)基因、斷裂基因、假基因、重疊基因等。DNA分子上有遺傳效應(yīng)的節(jié)段可以分兩類：一類能轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生RNA分子，稱為轉(zhuǎn)錄基因；另一類不能轉(zhuǎn)錄，但對(duì)轉(zhuǎn)錄能起調(diào)節(jié)控制作用，稱為操縱基因。轉(zhuǎn)錄基因有mRN

4、A基因、tRNA基因、rRNA基因和調(diào)節(jié)基因。其中mRNA基因通過轉(zhuǎn)錄和翻譯，能產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的蛋白質(zhì)，這種蛋白是細(xì)胞中重要的結(jié)構(gòu)和功能物質(zhì)，mRNA基因稱為結(jié)構(gòu)基因。調(diào)節(jié)基因通過轉(zhuǎn)錄和翻譯也能產(chǎn)生對(duì)應(yīng)蛋白，對(duì)轉(zhuǎn)錄基因有調(diào)節(jié)作用。tRNA基因、rRNA基因能轉(zhuǎn)錄，但不能翻譯成對(duì)應(yīng)的蛋白，只能在合成蛋白的過程中發(fā)揮特定作用，如果沒有tRNA基因、rRNA基因，蛋白質(zhì)的合成是不能進(jìn)行的。啟動(dòng)基因是RNA轉(zhuǎn)錄酶識(shí)別盒結(jié)合的序列，操縱基因是阻遏蛋白結(jié)合的序列，他們雖不能轉(zhuǎn)錄、翻譯成多肽，但這兩種特定的核苷酸序列發(fā)生改變，就會(huì)改變相應(yīng)結(jié)構(gòu)極影的活性，就此意義上講，他們也具有特定的遺傳效應(yīng)，所以也稱為基因。2

5、舉例解釋蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)、超二級(jí)結(jié)構(gòu)（MOTIF）、三級(jí)結(jié)構(gòu)、DOMAIN和四級(jí)結(jié)構(gòu)。 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)（secondary structure of protein）指它的多肽鏈中有規(guī)則重復(fù)的構(gòu)象，限于主鏈原子的局部空間排列，不包括與肽鏈其他區(qū)段的相互關(guān)系及側(cè)鏈構(gòu)象。二級(jí)結(jié)構(gòu)主要有-螺旋、-折疊、-轉(zhuǎn)角。常見的二級(jí)結(jié)構(gòu)有-螺旋和-折疊。二級(jí)結(jié)構(gòu)是通過骨架上的羰基和酰胺基團(tuán)之間形成的氫鍵維持的，氫鍵是穩(wěn)定二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要作用力。-螺旋(-helix)：蛋白質(zhì)中常見的一種二級(jí)結(jié)構(gòu)，肽鏈主鏈繞假想的中心軸盤繞成螺旋狀，一般都是右手螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋是靠鏈內(nèi)氫鍵維持的。每個(gè)氨基酸殘基（第n個(gè)）的羰基氧與多肽鏈

6、C端方向的第4個(gè)殘基（第n+4個(gè)）的酰胺氮形成氫鍵。在典型的右手-螺旋結(jié)構(gòu)中，螺距為0.54nm，每一圈含有3.6個(gè)氨基酸殘基，每個(gè)殘基沿著螺旋的長軸上升0.15nm。螺旋的半徑為0.23nm。-折疊(-sheet)是蛋白質(zhì)中的常見的二級(jí)結(jié)構(gòu)，是由伸展的多肽鏈組成的。折疊片的構(gòu)象是通過一個(gè)肽鍵的羰基氧和位于同一個(gè)肽鏈或相鄰肽鏈的另一個(gè)酰胺氫之間形成的氫鍵維持的。氫鍵幾乎都垂直伸展的肽鏈，這些肽鏈可以是平行排列（走向都是由N到C方向）；或者是反平行排列（肽鏈反向排列）。超二級(jí)結(jié)構(gòu)也稱之基元（motif）。是指在球狀蛋白質(zhì)分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，相鄰的二級(jí)結(jié)構(gòu)單位（螺旋折疊等）在三維折疊中相互靠近

7、，彼此作用，在局部形成規(guī)則的二級(jí)結(jié)構(gòu)組合體，這種組合體就是超二級(jí)結(jié)構(gòu)。組合形式：若干二級(jí)結(jié)構(gòu)可以特殊的幾何組合出現(xiàn)在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中，這些組合起來的結(jié)構(gòu)單元稱作超二級(jí)結(jié)構(gòu)或花樣。超二級(jí)結(jié)構(gòu)可與某些特殊的生物功能相聯(lián)系，也可僅作為結(jié)構(gòu)的組裝塊。-環(huán)-花樣是含有兩個(gè)-螺旋，并以一個(gè)環(huán)區(qū)域相連接的具有特殊功能的超二級(jí)結(jié)構(gòu)。在已知的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中觀察到兩種這樣的花樣，一種是 DNA結(jié)合花樣，另一種是鈣結(jié)合花樣又稱EF手，每種都有自己的幾何形狀和所需的氨基酸殘基序列。EF手出現(xiàn)在來自肌肉的蛋白Parvalbumin，troponin以及calmodulin等結(jié)構(gòu)中，它們通過結(jié)合鈣來調(diào)節(jié)細(xì)胞功能的變化。EF手提

8、供了一個(gè)維持鈣配基的支架用于結(jié)合和釋放鈣，這是人們?cè)诘鞍踪|(zhì)結(jié)構(gòu)中首先認(rèn)識(shí)的功能花樣之一。組合形式：發(fā)夾或-環(huán)-花樣是兩條反平行的-鏈，通過一個(gè)環(huán)相連接構(gòu)成的超二級(jí)結(jié)構(gòu)，在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中頻繁出現(xiàn)。-回折中相鄰近的兩條鏈易形成這種發(fā)夾 花樣。兩條鏈之間的環(huán)的長度不等，一般為2-5個(gè)殘基。與-環(huán)-花樣不同的是，發(fā)夾花樣無特殊的功能。蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是指球狀蛋白質(zhì)的多肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上相互配置而形成特定的構(gòu)象。螺旋、折疊、轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲等二級(jí)結(jié)構(gòu)通過側(cè)鏈基團(tuán)的相互作用進(jìn)一步卷曲、折疊，借助次級(jí)鍵的維系形成三級(jí)結(jié)構(gòu)，三級(jí)結(jié)構(gòu)的形成使肽鏈中所有的原子都達(dá)到空間上的重新排布，它是建立在二級(jí)結(jié)構(gòu)、超二級(jí)結(jié)

9、構(gòu)和結(jié)構(gòu)域基礎(chǔ)上的球狀蛋白質(zhì)的高級(jí)空間結(jié)構(gòu)。1.含多種二級(jí)結(jié)構(gòu)單元；2.有明顯的折疊層次；3.為緊密的球狀或橢球狀實(shí)體；4.分子表面有一空穴（活性部位）；5.疏水側(cè)鏈埋藏在分子內(nèi)部，親水側(cè)鏈暴露在分子表面；在蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)內(nèi)的獨(dú)立折疊單元。結(jié)構(gòu)域通常都是幾個(gè)超二級(jí)結(jié)構(gòu)單元的組合。結(jié)構(gòu)域：指蛋白質(zhì)多肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步卷曲折疊成幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的近似球形的組裝體。結(jié)構(gòu)域（Structural Domain）是介于二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)之間的另一種結(jié)構(gòu)層次。所謂結(jié)構(gòu)域是指蛋白質(zhì)亞基結(jié)構(gòu)中明顯分開的緊密球狀結(jié)構(gòu)區(qū)域，又稱為轄區(qū)。多肽鏈?zhǔn)紫仁窃谀承﹨^(qū)域相鄰的氨基酸殘基形成有規(guī)則的二級(jí)結(jié)構(gòu)，然后，又由相鄰的

10、二級(jí)結(jié)構(gòu)片段集裝在一起形成超二級(jí)結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上多肽鏈折疊成近似于球狀的三級(jí)結(jié)構(gòu)。對(duì)于較大的蛋白質(zhì)分子或亞基，多肽鏈往往由兩個(gè)或多個(gè)在空間上可明顯區(qū)分的、相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域性結(jié)構(gòu)締合而成三級(jí)結(jié)構(gòu)，這種相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域性結(jié)構(gòu)就稱為結(jié)構(gòu)域。對(duì)于較小的蛋白質(zhì)分子或亞基來說，結(jié)構(gòu)域和它的三級(jí)結(jié)構(gòu)往往是一個(gè)意思，也就是說這些蛋白質(zhì)或亞基是單結(jié)構(gòu)域。結(jié)構(gòu)域自身是緊密裝配的，但結(jié)構(gòu)域與結(jié)構(gòu)域之間關(guān)系松懈。大分子蛋白質(zhì)常由多條多肽鏈所組成，每條多肽鏈各具獨(dú)立的三級(jí)結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)是指幾個(gè)各具獨(dú)立三級(jí)結(jié)構(gòu)之多肽鏈的相互結(jié)集、以特定的方式接觸、排列形成更高層次的大分子蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象。在蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)中，每個(gè)各具

11、獨(dú)立三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈稱為亞基。組成蛋白質(zhì)的亞基數(shù)多為偶數(shù)，可以是同種或不同種的亞基，不同種的亞基一般都用、命名，酶調(diào)節(jié)與催化亞基多用R、C表示。在具有四級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子中，亞基單獨(dú)存在不具有生物活性，但并不是所有蛋白質(zhì)分子都具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的，大多數(shù)蛋白質(zhì)只具三級(jí)結(jié)構(gòu)已有生物活性，只有分子更大的蛋白質(zhì)才具有四級(jí)結(jié)構(gòu)。3 簡述Proteasomes結(jié)構(gòu)與功能。 蛋白質(zhì)泛素依賴特異性降解的場所26S蛋白酶體。蛋白酶體廣泛分布于真核生物的細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)，負(fù)責(zé)細(xì)胞內(nèi)絕大多數(shù)蛋白的降解，他是一種巨大的依賴于泛素的具有多種蛋白水解酶活性的復(fù)合蛋白酶。蛋白酶體由幾十個(gè)亞基組成，蛋白水解活性封閉在一個(gè)筒形的空腔中

12、，同時(shí)阻止正常折疊的蛋白進(jìn)入降解腔。26S蛋白酶體由20S核心復(fù)合物和19S調(diào)節(jié)復(fù)合物組成。20S核心顆粒是一種不依賴ATP和泛素的蛋白酶，由4個(gè)同軸的7亞基組成的七聚體環(huán)壘疊形成開口的筒狀中空結(jié)構(gòu)，切割蛋白的活性位點(diǎn)位于腔內(nèi)，即蛋白水解室。核心顆粒兩端各連接一個(gè)19S調(diào)節(jié)顆粒，這含有多個(gè)ATP酶活性位點(diǎn)和泛素結(jié)合位點(diǎn)。該顆粒作用是識(shí)別多聚泛素化降解信號(hào)，介導(dǎo)底物的去折疊反應(yīng)，并使待降解底物進(jìn)入20S水解腔內(nèi)被降解為小肽。20S筒狀核心顆粒由4個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)的垛疊成具有兩端開口的筒狀中空結(jié)構(gòu)，中部2個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)分別由7種亞基組成，上下兩端環(huán)狀結(jié)構(gòu)由7種a亞基組成。位于筒狀外側(cè)的a環(huán)作用：控制底物的進(jìn)

13、入和降解產(chǎn)物的釋放，防止細(xì)胞內(nèi)非降解蛋白誤入降解腔，容納相當(dāng)數(shù)量的待降解底物和部分降解產(chǎn)物，介導(dǎo)19S調(diào)節(jié)復(fù)合物與核心復(fù)合物的結(jié)合。19S調(diào)節(jié)顆粒由17個(gè)不同亞基組成分為基底復(fù)合物和蓋復(fù)合物兩部分?；子?個(gè)亞基組成，與20S蛋白酶體的a環(huán)相連，由6個(gè)具有ATP酶活性的亞基（RPT）和4個(gè)非ATP酶活性亞基（RPN）組成。在蛋白降解過程中，RPT亞基在ATP水解產(chǎn)生能量的條件下開啟20S核心復(fù)合物降解腔，幫助降解底物的去折疊以及降解底物和產(chǎn)物進(jìn)出降解腔。4個(gè)RPN亞基可能具有與不同底物蛋白結(jié)合的位點(diǎn)，使底物蛋白和26S蛋白酶體結(jié)合。4 簡述泛素化蛋白降解途徑。 泛素蛋白酶體途徑依賴于ATP和泛

14、素，能高度選擇性地進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)胞質(zhì)和胞核蛋白質(zhì)的降解。這一通路包活泛素、泛素激活酶（E1）、泛素結(jié)合酶（E2）、泛素連接酶（E3）、去泛素化酶（DUB）和蛋白酶體（Proteasomes），這條通路包活5步：1）泛素激活酶（E1）在ATP存在的條件下，催化游離泛素活化，形成過渡復(fù)合物泛素AMP，然后，E1以硫羥酸酯鍵與泛素的C端結(jié)合，形成泛素E1復(fù)合物。2)泛素結(jié)合酶（E2）取代泛素E1復(fù)合物中的E1，形成泛素E2復(fù)合物，E1離開泛素。3）泛素連接酶（E3）與E2協(xié)同作用，將泛素的C末端羧基與底物蛋白的賴氨酸殘基以共價(jià)鍵結(jié)合，使底物蛋白連上一個(gè)泛素標(biāo)記；隨后，底物蛋白泛素鏈的LYS殘基在E3的催

15、化下與泛素E2復(fù)合物作用，再連接一個(gè)泛素，該過程重復(fù)多次，從而使靶蛋白多聚泛素化。4）多聚泛素化的蛋白被蛋白酶體識(shí)別并降解成短的小肽。5）同時(shí)在去泛素化酶（DUB）的催化下，泛素鏈從底物蛋白上脫落，分解成單個(gè)游離的泛素。游離的泛素在參與其他底物蛋白的泛素化過程。5 何謂Long Interspersed Nuclear Elements，你認(rèn)為該序列的進(jìn)化起源是什么？答： 散在重復(fù)序列：散在方式分布于基因組內(nèi)的重復(fù)序列。這類DNA序列一般都是中度重復(fù)序列。根據(jù)重復(fù)序列的長度可以分為4類：長散在重復(fù)序列(LINE)、短分散重復(fù)序列(SINE)、長末端重復(fù)序列、DNA轉(zhuǎn)座子。Long inters

16、persed nuclear elements:目的基因組測(cè)序發(fā)現(xiàn),在哺乳動(dòng)物的基因組中,單拷貝基因內(nèi)和基因之間散布著大量的轉(zhuǎn)座子,這些轉(zhuǎn)座子曾經(jīng)被認(rèn)為是無用的“垃圾序列”。這些轉(zhuǎn)座子中最有代表性的就是LINE-1(long interspersed nuclear elements 1,長散布重復(fù)序列1,簡稱L1)。L1是人類基因組中含量最多的自主性逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子,約占人類基因組DNA的17%。哺乳動(dòng)物基因組中約1/3的成分都直接或間接跟L1逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座有關(guān)。L1有2個(gè)開放讀碼框(opened reading frame),編碼2種蛋白質(zhì):ORF1編碼的蛋白有RNA結(jié)合活性,ORF2編碼的蛋白有

17、核酸內(nèi)切酶和逆轉(zhuǎn)錄酶兩種活性,2種蛋白都是L1轉(zhuǎn)座所必需的。迄今為止已發(fā)現(xiàn)L1與多種生物學(xué)現(xiàn)象關(guān)聯(lián),包括基因突變, X染色體失活,基因重排,基因表達(dá)沉默,腫瘤發(fā)生,生物進(jìn)化等。在機(jī)體免疫系統(tǒng)中,T細(xì)胞和B細(xì)胞抗原受體等位基因排斥,IL-2、IL-4的基因表達(dá)都與L1有關(guān)。 最近,已有研究表明:L1序列能夠下調(diào)基因的表達(dá)Han將L1/2的ORF2(L1重復(fù)序列的一部分)和LacZ分別插入到GFP報(bào)告基因下游。與插入LacZ的序列比較,。 LINE是可以自主轉(zhuǎn)座的一類反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子，來源于RNA聚合酶的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。L1是LINE中的一種重復(fù)序列，長約6 500bp，哺乳動(dòng)物基因組中的拷貝數(shù)可多達(dá)10萬

18、份，主要集中在AT富集區(qū)。從LINE的結(jié)構(gòu)分析，它并不具有反轉(zhuǎn)錄病毒特有的LTR，因此曾把LINE歸于非病毒超家族。測(cè)序的結(jié)果發(fā)現(xiàn)LINE L1的一個(gè)可讀框同反轉(zhuǎn)錄酶是同源的，這提示LINE可能來源于能夠編碼轉(zhuǎn)座所需的酶進(jìn)行自主轉(zhuǎn)座的可動(dòng)元件，所以現(xiàn)在在分類時(shí)被歸為人病毒超家族。L1插入片段的全長原初元件可能是哺乳動(dòng)物中有活性的反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的來源。L1被認(rèn)為是人類基因組中主要的可動(dòng)因子，它不僅能自主轉(zhuǎn)座，而且它的蛋白質(zhì)產(chǎn)物可促使非自主轉(zhuǎn)座因子的反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座。6 簡述大腸桿菌DNA聚合酶III各亞基的功能。答：DNA聚合酶是在大腸桿菌中主要的復(fù)制聚合酶。DNA pol 是一種多亞基的蛋白。在DNA

19、新鏈的從頭合成（de novo）中起復(fù)制酶的作用。DNA聚合酶主要由2個(gè)部分組成：核心酶和全酶DNA聚合酶III是多亞基組成的蛋白質(zhì),它在細(xì)胞中含量很少,在每個(gè)細(xì)胞中只有1020個(gè)拷貝的全酶，Pol III全酶由,',10種不同的亞基組成核心酶主要負(fù)責(zé)基本的酶活性，由, ，組成。亞基由polC 基因編碼，具有5'3'方向合成DNA的催化活性,每秒可以合成8個(gè)核苷酸，但不具有校正功能。亞基由dnaQ基因編碼，具有3'5'外切核酸酶的校對(duì)功能,在體內(nèi)其基本功能是控制復(fù)制的忠實(shí)性,亞基常與亞基形成一個(gè)緊密的1:l復(fù)合物,協(xié)同發(fā)揮功能.亞基由holE基因編碼，使

20、核心酶相互連接全酶是dna聚合酶iii中功能部分，包含所有必要的行使酶功能的亞基。亞基使核心酶形成二聚體，與模板連接，具有ATP活性。亞基是以二聚體的形式存在的.在復(fù)制過程中二聚體環(huán)繞著DNA,并能在DNA上自由滑動(dòng),構(gòu)成一個(gè)滑動(dòng)鉗.滑動(dòng)鉗可把全酶束縛在模板DNA上,從而保證高度的進(jìn)行性和聚合反應(yīng)速度。復(fù)合物是滑動(dòng)鉗的載體,可幫助滑動(dòng)鉗結(jié)合到DNA上. 復(fù)合物含有5個(gè)不同的亞基,形成一種化學(xué)計(jì)量為21'111的結(jié)構(gòu). 二聚體自己并不能組裝到DNA 上 ,它是通過復(fù)合物與ATP協(xié)同作用催化ATP的水解而組裝到DNA上的.7 闡明端粒結(jié)構(gòu)與端粒酶的功能。答：端粒是真核細(xì)胞染色體末端的特殊結(jié)

21、構(gòu)，是由端粒DNA和與端粒DNA特異結(jié)合的端粒結(jié)合蛋白組成的核糖核酸的蛋白質(zhì)復(fù)合物，DNA 由簡單的串聯(lián)重復(fù)序列組成.它的合成由一個(gè)特殊的具有反轉(zhuǎn)錄活性的核糖核蛋白端粒酶完成.端粒對(duì)染色體、整個(gè)生物基因組,甚至對(duì)細(xì)胞的穩(wěn)定都具有重要意義.在真核生物包括原蟲、真菌、纖毛蟲、植物和哺乳動(dòng)物中都存在。端粒 DNA 由非編碼的重復(fù)序列組成，不同物種的DNA 重復(fù)序列的重復(fù)數(shù)不同，如人與其他脊椎動(dòng)物約為2 000 個(gè)，例如在人中，端粒的重復(fù)系列是TTAGGG，而在纖毛蟲中是TTGGGG。端粒高度的保守性表明端粒具有非常重要的作用其主要功能包括：(1) 保護(hù)染色體末端25真核生物的端粒DNA 如帽子一般保

22、護(hù)染色體末端免于被化學(xué)修飾或被核酶降解，同時(shí)可能還有防止端粒酶對(duì)端粒進(jìn)行進(jìn)一步延伸的作用改變端粒酶的模板序列將導(dǎo)致端粒的改變，從而誘導(dǎo)細(xì)胞衰老和死亡(2) 解決染色體復(fù)制時(shí)末端丟失問題細(xì)胞分裂、染色體進(jìn)行半保留復(fù)制時(shí)存在染色體末端丟失的問題隨著細(xì)胞的不斷分裂，DNA 丟失過多，將導(dǎo)致染色體斷端彼此發(fā)生融合，形成雙中心染色體、環(huán)狀染色體或其他不穩(wěn)定形式端粒的存在可以起到緩沖保護(hù)的作用，從而防止染色體在復(fù)制過程中發(fā)生丟失或形成不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(3) 細(xì)胞的“生命鐘”染色體復(fù)制的上述特點(diǎn)決定了細(xì)胞分裂的次數(shù)是有限的，端粒的長度決定了細(xì)胞的壽命，故而被稱為“生命的時(shí)鐘”(4) 固定作用染色體的末端位于細(xì)胞核

23、邊緣，人類端粒DNA 和核基質(zhì)中的蛋白相互；作用，以TTAGGG 結(jié)構(gòu)附著于細(xì)胞核基質(zhì)補(bǔ)充（只做了解）端粒的復(fù)制：細(xì)胞有絲分裂需要染色體的復(fù)制，按照經(jīng)典的復(fù)制模式，染色體DNA 雙鏈不能完全復(fù)制后續(xù)鏈上的最后幾個(gè)核苷酸，造成子代細(xì)胞中DNA 雙鏈的其中一條鏈(5端)縮短而另一條鏈(3端)形成富G 的突出鏈所以每次細(xì)胞分裂就會(huì)造成端粒相應(yīng)地縮短，這就是所謂的“末端復(fù)制問題”真核生物依靠端粒酶解決染色體的末端復(fù)制問題端粒酶發(fā)揮作用時(shí)，它直接作用于端粒的領(lǐng)先鏈進(jìn)行陣發(fā)式的延伸，而端粒的滯后鏈?zhǔn)怯蒁NA 聚合酶按照常規(guī)的方式合成的，且端粒領(lǐng)先鏈與滯后鏈的合成緊密相關(guān)事實(shí)上，當(dāng)滯后鏈的聚合酶出現(xiàn)某些缺陷

24、時(shí)，端粒酶也不再介導(dǎo)領(lǐng)先鏈的合成如果滯后鏈不伴隨領(lǐng)先鏈的合成而延長的話，端粒酶將在染色體的末端產(chǎn)生一段很長的單鏈片段，這種單鏈片段不僅容易引起染色體的高度重組，而且極容易被視作DNA 損傷的信號(hào)引起細(xì)胞周期檢測(cè)點(diǎn)的抑制因此，領(lǐng)先鏈和滯后鏈的相伴而行對(duì)提高基因組的穩(wěn)定性具有極其重要的意義端粒酶是一種能將真核生物染色體末端DNA端粒DNA 加以延伸的酶它是一種核酸蛋白質(zhì)復(fù)合物目前認(rèn)為端粒酶是由端粒酶RNA 組分(telomerase RNA，TR)，端粒酶相關(guān)蛋白和端粒酶催化亞基(telomerase reverse transcriptase，TERT)三部分組成的蛋白質(zhì)復(fù)合物。它解決染色體的末

25、端問題,歸屬于逆轉(zhuǎn)錄酶家族又和逆轉(zhuǎn)錄酶有一定的差別.端粒酶的過度表達(dá)和細(xì)胞的永生化和癌變直接相關(guān).端粒酶的結(jié)構(gòu)和功能決定了它在腫瘤與癌癥治療等方面具有廣泛的應(yīng)用前景.端粒酶結(jié)構(gòu)中的核酸部分為RNA，又分為模板區(qū)與非模板區(qū)模板區(qū)決定所合成端粒的特異性，非模板區(qū)具有酶與底物的結(jié)合位點(diǎn)模板區(qū)的長度一般為端粒重復(fù)序列長度的11.5 倍不同物種端粒酶RNA 部分的核苷酸組成存在差異端粒酶以RNA 為模板催化合成DNA。端粒酶的主要作用是維持端粒的長度端粒酶不但可以維持已經(jīng)存在的端粒DNA，同時(shí)端粒酶反轉(zhuǎn)錄酶能夠識(shí)別斷裂染色體的末端，重新將端粒重復(fù)序列加到染色體的斷裂末端或非端粒DNA上端粒酶能利用端粒3

26、端單鏈為引物，自身的RNA 為模板合成端粒重復(fù)序列添加到染色體末端，從而延長端粒的長度人的生殖細(xì)胞、造血干細(xì)胞及T，B 淋巴細(xì)胞中端粒酶有不同程度的表達(dá)，而在正常的體細(xì)胞中，端粒酶處于失活狀態(tài)，因此體細(xì)胞隨細(xì)胞分裂次數(shù)的增加端粒逐漸縮短端粒的長度與有絲分裂次數(shù)相關(guān)，所以端粒又有細(xì)胞的“有絲分裂鐘”之稱8 概述引起傾向性突變的修復(fù)系統(tǒng)。 答：SOS修復(fù)是指DNA受到嚴(yán)重?fù)p傷、細(xì)胞處于危急狀態(tài)時(shí)所誘導(dǎo)的一種DNA修復(fù)方式，修復(fù)結(jié)果只是能維持基因組的完整性，提高細(xì)胞的生成率，但留下的錯(cuò)誤較多，故又稱為錯(cuò)誤傾向修復(fù)（error-prone repair），使細(xì)胞有較高的突變率。SOS修復(fù)的定義（補(bǔ)充，

27、可看可不看）一種能夠引起誤差修復(fù)的緊急呼救修復(fù)，是在無模板DNA 情況下合成酶的誘導(dǎo)修復(fù)。正常情況下無活性有關(guān)酶系，DNA受損傷而復(fù)制又受到抑制情況下發(fā)出信號(hào)，激活有關(guān)酶系，對(duì)DNA損傷進(jìn)行修復(fù)，其中DNA多聚酶起重要作用，在無模板情況下，進(jìn)行DNA修復(fù)再合成，并將DNA片段插入受損DNA空隙處。SOS是生物在不利環(huán)境中求得生存的一種基本功能，它主要包括兩個(gè)方面：DNA修復(fù)和導(dǎo)致變異。在一般環(huán)境中突變常是不利的，可是在DNA受到損傷和復(fù)制被抑制的特殊條件下生物發(fā)生突變將有利于它的生存。堿基出現(xiàn)錯(cuò)配時(shí)，DNA聚合酶就會(huì)在原地打轉(zhuǎn)而不前進(jìn)，或脫落下來使DNA復(fù)制合成中止，SOS就會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生DNA聚

28、合酶和，它們不具有3-5核酸外切酶校正功能，于是在DNA鏈的損傷部位即使出現(xiàn)不配對(duì)堿基，復(fù)制仍能繼續(xù)前進(jìn)。在此情況下允許錯(cuò)配增加存活的機(jī)會(huì)。在正常情況下，修復(fù)蛋白的合成 是處于低水平狀態(tài)的，這是由于它們的mRNA合成受到阻遏蛋白LexA的抑制。細(xì)胞中的recA 蛋白也參與了SOS修復(fù)。當(dāng)DNA兩條鏈的都有損傷并且損傷位點(diǎn)鄰近時(shí)，損傷不能被切除修復(fù)或重組修復(fù)，這時(shí)在Restriction Endoneuclease和Exoneuclease的作用下造成損傷處的DNA鏈空缺，再由損傷誘導(dǎo)產(chǎn)生的一整套的特殊DNA聚合酶SOS修復(fù)酶類，催化空缺部位DNA的合成，這時(shí)補(bǔ)上去的核苷酸幾乎是隨機(jī)的，仍然終于

29、保持了DNA雙鏈的完整性，使細(xì)胞得以生存。但這種修復(fù)帶給細(xì)胞很高的突變率。9 闡述原核生物DNA修復(fù)的BER, NER, DNA-Mismatch repair system, NHEJ, SOS Repair, TLR機(jī)制。答：BER（堿基切除）：堿基被烷化或者脫氨后，被特殊的DNA糖基化酶從DNA上移除。首先由DNA糖基化酶家族在堿基上滑動(dòng)來識(shí)別特異性的核苷酸。核苷酸的每一種修飾都有一種對(duì)應(yīng)的DNA糖基化酶，可以把修飾核苷酸的堿基切除，在DNA上形成脫嘌呤或者是脫嘧啶位點(diǎn)。這些位點(diǎn)可以被AP內(nèi)切酶所識(shí)別，然后切除主鏈上的核糖磷酸。切除后所形成的缺口能夠被DNA聚合酶I和DNA鏈接酶修復(fù)。N

30、ER（核苷酸切除）：移除一段在DNA雙螺旋中已經(jīng)變異的核苷酸鏈。包括由嘧啶二聚體引起的變異。這項(xiàng)修復(fù)途徑需要uvrABC編碼的內(nèi)切酶，uvrD編碼的解旋酶以及DNA聚合酶I。UvrA:有ATP酶活性，是一種可以和DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)(包含了鋅指結(jié)構(gòu))。以二聚體的形式發(fā)揮作用，識(shí)別并結(jié)合受損失的DNA。UvrA的作用是引導(dǎo)UvrB結(jié)合到損傷位點(diǎn)。UvrB：一種內(nèi)切酶，有ATP酶活性。ATP酶活性不強(qiáng)，只有在和UvrA結(jié)合的情況下才有活性。UvrC:與UvrB結(jié)合。這個(gè)復(fù)合體與受損傷DNA兩側(cè)都結(jié)合。UvrC與受損部位5' 端的7個(gè)核苷酸相結(jié)合，UvrC與受損部位3' 的4個(gè)核苷酸相

31、結(jié)合。UvrD:UvrD解旋酶與這個(gè)區(qū)域相結(jié)合并解開雙鏈。這樣可以把含有受損傷位點(diǎn)的單鏈移除。一個(gè)大約有12-13個(gè)核苷酸的區(qū)域被移除。被移除的區(qū)域由DNA聚合酶I 和DNA連接酶修復(fù)。DNA錯(cuò)配修復(fù)（DNA-Mismatch repair）：在DNA復(fù)制時(shí)期來修復(fù)發(fā)生錯(cuò)配的DNA鏈。DNA錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)可以識(shí)別合成鏈中的新鏈，因?yàn)樾潞铣涉湜]有甲基化，而親本鏈被甲基化。一條鏈甲基化，另一條鏈沒有甲基化，這樣的雙鏈DNA分子被成為半甲基化DNA。DNA的甲基化是因?yàn)閐am甲基化酶可以使腺苷酸堿基甲基化。錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)能夠從遠(yuǎn)處對(duì)錯(cuò)配位點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)，即使是離半甲基化位點(diǎn)有1000個(gè)堿基也能被修復(fù)。修復(fù)需

32、要mutS、mutL、mutH基因的產(chǎn)物。通常以復(fù)合體的形式發(fā)揮作用。這些基因也被稱為突變子基因。這些基因的突變會(huì)導(dǎo)致修復(fù)系統(tǒng)的缺陷，細(xì)胞將會(huì)比平常有更高的自發(fā)突變率。MutS:識(shí)別并且結(jié)合在堿基錯(cuò)配位點(diǎn)。MutH:結(jié)合在半甲基化的GATC序列上，并切開非甲基化鏈。MutL:連接MutS和MutL,組成一個(gè)復(fù)合體。位于MutH切口和錯(cuò)配位點(diǎn)切口之間的DNA序列被內(nèi)切酶I 或者VII移除。UvrD解旋酶也參與其中。留下的缺口被DNA聚合酶III 和DNA連接酶修復(fù)。NHEJ（非同源性末端接合修復(fù)）：通常修復(fù)雙鏈的斷裂。KU異二聚體能夠識(shí)別斷裂雙鏈，并與DNA-PK結(jié)合。Mre11復(fù)合體把DNA裂

33、口末端連到一起，并進(jìn)行加工。DNA連接酶IV和XRCC4把DNA末端修復(fù)。在非同源性末端接合修復(fù)中，DNA連接酶IV，是一種特異化的DNA連接酶，和輔因子XRCC4一起形成復(fù)合體，可以之間把兩個(gè)末端連起來。為了指導(dǎo)精確修復(fù)，非同源性末端結(jié)合修復(fù)依賴于一段很短的同源序列，稱之為微同源序列，一般出現(xiàn)在被連接的DNA末端。如果這段序列可以被很好結(jié)合，修復(fù)通常是精確的。非同源性末端結(jié)合修復(fù)在修復(fù)是可能導(dǎo)致突變，許多被損傷的核苷酸會(huì)被切除，不配對(duì)的核苷酸被連接上來。非同源性末端結(jié)合修復(fù)在細(xì)胞開始復(fù)制DNA之前是非常重要的，因?yàn)橥粗亟M沒有模板來進(jìn)行修復(fù)。SOS修復(fù)：在細(xì)菌DNA在受到很大傷害或者DNA修

34、復(fù)被抑制時(shí)才發(fā)揮作用。有超過20種基因參與了修復(fù)。最重要的兩種是lexA和recA。LexA:一種阻遏物能夠調(diào)節(jié)其他SOS修復(fù)基因的表達(dá)，包括recA。也能夠調(diào)節(jié)自身的合成。RecA蛋白是一種多功能蛋白，有ATP酶活性和單鏈DNA結(jié)合活性。當(dāng)它和單鏈DNA結(jié)合時(shí)，就成為一種輔蛋白水解酶。細(xì)胞受到傷害或者嚴(yán)重逆境能產(chǎn)生單鏈DNA，激活輔助蛋白水解酶活性。RecA輔助蛋白水解酶活性可以激活LexA蛋白的蛋白水解酶活性。所以，LexA不能再阻遏轉(zhuǎn)錄，SOS修復(fù)基因被誘導(dǎo)表達(dá)。被誘導(dǎo)表達(dá)的修復(fù)基因包括uvrABC ，uvrD, UmuC,UmuD。UmuD被RecA輔助水解蛋白切開，成為UmuD

35、9;, 與UmuC組成DNA聚合酶V。DNA聚合酶V需要DNA聚合酶III的亞基b,g來得到最佳酶活性。DNA合成由DNA聚合酶V完成，擔(dān)有修復(fù)出現(xiàn)錯(cuò)誤的傾向。TLR：當(dāng)細(xì)胞不能修復(fù)一些損傷時(shí)，可以用跨損傷DNA合成進(jìn)行修復(fù)?？鐡p傷合成由特殊的DNA聚合酶催化，能夠直接跨過損傷位點(diǎn)進(jìn)行DNA合成。跨損傷合成是SOS修復(fù)的一個(gè)部分。在缺少DNA聚合酶III的情況下發(fā)生。原理：a、復(fù)制被損傷的部位所阻止。 b、RecA蛋白和模板鏈結(jié)合，形成RecA-DNA片段。 c、聚合酶V與復(fù)制的起始端結(jié)合。亞基作為滑動(dòng)裝置在DNA鏈上滑動(dòng)。 d、損傷部位被通過后，再由DNA聚合酶III指導(dǎo)DNA的復(fù)制10 什

36、么是silent mutations？你認(rèn)為是否一定對(duì)生物功能無影響，為什么？silent mutations（沉默突變）:突變后形成的密碼子編碼相同或者不同的氨基酸，但不改變所編碼蛋白的生物學(xué)功能。分為兩類：一類是雖有DNA的堿基變化，但不影響相應(yīng)蛋白質(zhì)的氨基酸變化（密碼子簡并性）；另一類DNA的堿基改變雖然導(dǎo)致氨基酸變化，但不影響相應(yīng)蛋白質(zhì)的活性（突變的是無關(guān)緊要的位置），稱為中性替代（neutral substitution）。沉默突變不影響氨基酸順序可能是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)是由三個(gè)核苷酸編碼的，每個(gè)核苷酸都負(fù)責(zé)在蛋白質(zhì)鏈上加一個(gè)特定的氨基酸。突變的核苷酸也可能依然添加上同樣的氨基酸。因此氨基酸

37、組成和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)也被認(rèn)為不會(huì)變化。然而，每隔一段時(shí)間，就會(huì)有一些數(shù)據(jù)不符合這個(gè)假設(shè)。比如一種叫做多藥物排斥-1(MDR-1)的基因。該基因已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)在人類癌細(xì)胞中頻繁地發(fā)生特殊的沉默突變。MDR-1編碼的蛋白P-gp可以把化學(xué)療法的藥物排出癌細(xì)胞，從而使藥物失效。一項(xiàng)生化測(cè)試顯示，突變的P-gp的三維結(jié)構(gòu)略有不同。沉默突變也許發(fā)生在細(xì)胞不常使用的三聯(lián)體核苷酸上，這些三聯(lián)體核苷酸可以減緩細(xì)胞的蛋白質(zhì)制造機(jī)制。類似Silly String牌噴彩摩絲以不同速度噴射出去的設(shè)計(jì)，氨基酸鏈三維結(jié)構(gòu)的折疊也是由速度決定的，較慢的折疊可以導(dǎo)致蛋白質(zhì)最終形式的改變。細(xì)胞可能可以彌補(bǔ)一次沉默突變，但對(duì)那些多重的極

38、少使用的三聯(lián)體密碼子則不行。故沉默突變不一定隨生物功能無影響。11 闡述DNA重組HOLLIIDAY模型中蛋白的作用。答：主要蛋白：RecA, RecBCD, RuvA, RuvB and RuvC。RecA：是多功能的動(dòng)力蛋白。鏈交換ATP酶活性，蛋白酶活性，有352個(gè)氨基酸殘基，分子量為38kDa。在大腸桿菌的DNA重組中是必不可少的。RecA蛋白與單鏈DNA結(jié)合，每一個(gè)RecA蛋白可與4-6個(gè)核苷酸結(jié)合。蛋白質(zhì)與核苷酸形成的復(fù)合體由5-3運(yùn)動(dòng)。這個(gè)復(fù)合體是相當(dāng)穩(wěn)定的，半衰期為30min，并且有促進(jìn)鏈交換的活性。每個(gè)蛋白單體通過N末端alpha螺旋與相鄰的單體結(jié)合，形成一個(gè)六聚體。只要有以

39、下條件RecA就可以促進(jìn)DNA鏈的交換：兩個(gè)DNA分子都必須有可以使RecA結(jié)合的單鏈區(qū)。兩個(gè)分子必須有同源區(qū)，DNA鏈的長度不小于50pb。同源區(qū)必須有自由末端，這能夠成為鏈交換的起始點(diǎn)。 RecBCD:由recb、c、d基因分別編碼而成。RecBCD有五種酶活性：核酸外切酶，解旋酶，核酸內(nèi)切酶，ATP酶，單鏈DNA核酸外切酶活性。解旋酶活性解旋DNA纏繞比纏繞生成更快。能使單鏈DNA成環(huán)。 與雙鏈DNA結(jié)合并且自然地分開兩條鏈。當(dāng)RecBCD碰到Chi序列時(shí)，活性發(fā)生改變。RecD亞單位被釋放出來，RecBC作為解旋酶酶在ATP依賴的反應(yīng)中解開DNA。生成的單鏈DNA可以用作鏈交換和重組反

40、應(yīng)。RuvA:四聚體，識(shí)別Holliday連接，協(xié)助RuvB解旋酶促進(jìn)分支移動(dòng)?？梢哉{(diào)節(jié)鏈交換。 RuvB:一種解旋酶可以催化HJ分支的移動(dòng)。但本身卻不能和DNA有效結(jié)合。與RuvA連結(jié)發(fā)生作用。與其他解旋酶一樣，RuvB是一個(gè)六聚體，但與其他解旋酶不同的是，RuvB只與雙鏈結(jié)合不與單鏈結(jié)合。有ATP酶活性。RuvC:用于切開Holliday中間體?？梢园阉臈l鏈中的兩條鏈切開。由于結(jié)合是對(duì)稱的，RuvC可以和鏈以兩種等同的方式結(jié)合。所以Holliday中間體可以被兩種不一樣卻等同的方式切開。識(shí)別HJ的位點(diǎn)為（A/T)TT (G/C)。12 闡述易位因子概念和易位機(jī)制。答：易位因子的概念：是一種

41、可以由染色體的一個(gè)位置轉(zhuǎn)移到另外位置的遺傳因子，也就是一段可以發(fā)生轉(zhuǎn)座的DNA,又稱為轉(zhuǎn)座子。細(xì)菌的易位因子有兩大類：一類是插入序列（IS）,是簡單的轉(zhuǎn)座子，除轉(zhuǎn)座所需的基因外不攜帶任何基因，檢測(cè)比較復(fù)雜。另一類是復(fù)雜轉(zhuǎn)座子，除轉(zhuǎn)座酶基因外還攜帶各種標(biāo)記基因，易于檢測(cè)。 真核生物中根據(jù)轉(zhuǎn)座子“跳躍”方式的不同分為型和型轉(zhuǎn)座子。型轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座中間體是RNA。該型轉(zhuǎn)座子先被轉(zhuǎn)錄為RNA ,再經(jīng)轉(zhuǎn)錄成為DNA，才插入到目標(biāo)位點(diǎn)中。型轉(zhuǎn)座中間體是DNA 。該類型轉(zhuǎn)座子在結(jié)構(gòu)上有其特點(diǎn)，其兩端是兩段直接重復(fù)序列，隨后連接的是反向重復(fù)序列，中間為插入序列。轉(zhuǎn)座子的機(jī)制：轉(zhuǎn)座子插入到一個(gè)新的部位的通常步驟是：

42、在靶DNA上制造一個(gè)交錯(cuò)的切口，然后轉(zhuǎn)座子與突出的單鏈末端相連接，并填充切口。交錯(cuò)末端的產(chǎn)生和填充解釋了在插入部位產(chǎn)生靶DNA正向重復(fù)的原因。鏈的切口之間的交錯(cuò)決定了正向重復(fù)的長度。三種不同類型的轉(zhuǎn)座。（1）復(fù)制型轉(zhuǎn)座（replicative transposition）：作為自身移動(dòng)的一個(gè)部分，轉(zhuǎn)座子被復(fù)制，一個(gè)拷貝仍然保留在原來的位置上，而另一個(gè)則插入到一個(gè)新的部位，這樣轉(zhuǎn)座過程伴隨著轉(zhuǎn)座子拷貝數(shù)的增加。（2） 非復(fù)制型轉(zhuǎn)座：轉(zhuǎn)座元件作為一個(gè)物理實(shí)體直接由一個(gè)部位轉(zhuǎn)移到另一個(gè)部位。（3）保守型轉(zhuǎn)座：保守型轉(zhuǎn)座是另一種非復(fù)制型的轉(zhuǎn)座過程，該過程中轉(zhuǎn)座元件從供體部位被切除并通過一系列的過程插入

43、到靶部位，在該過程中每個(gè)核苷鍵皆被保留。該轉(zhuǎn)座過程與的整合機(jī)制類似，并且轉(zhuǎn)座酶與整合酶家族有關(guān)。13 原核生物啟動(dòng)子所組成的保守序列和終止子特異序列是什么？如何分析大腸桿菌啟動(dòng)子保守序列的重要性？ 啟動(dòng)子是指能被RNA聚合酶識(shí)別、結(jié)合并啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列。常位于結(jié)構(gòu)基因的上游，長度20-200bp.原核生物啟動(dòng)子含有兩段共同的保守序列，一個(gè)是位于-10區(qū)的保守序列TATAAT,由D.Pribnow（1975）發(fā)現(xiàn)，故稱Pribnow box；另一個(gè)是-35區(qū)的保守序列TTGACA.-10區(qū)的保守序列是因子的結(jié)合區(qū)，-35區(qū)的保守序列是RNA聚合酶的另一個(gè)結(jié)合區(qū)。啟動(dòng)子也可以結(jié)合其他調(diào)

44、節(jié)蛋白而調(diào)控轉(zhuǎn)錄。終止子是為了RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄提供終止信號(hào)的一段DNA序列。終止子安起作用是否需要蛋白質(zhì)因子的協(xié)助可分成2類： 依賴于rho因子的終止子：必須在rho因子存在時(shí)才發(fā)生終止作用。rho因子具有RNA-DNA雜合鏈的解螺旋酶，可引發(fā)轉(zhuǎn)錄復(fù)合物與模板解離而轉(zhuǎn)錄終止。rho因子是一個(gè)六聚體蛋白，是一種NTP酶，通過催化NTP的水解促使新生RNA鏈從三元轉(zhuǎn)錄復(fù)合物中解離出來，從而終止轉(zhuǎn)錄。RNA合成起始后，rho因子即吸附在新生的RNA鏈上，靠ATP水解產(chǎn)生的能量，沿53方向朝RNA聚合酶移動(dòng)，到達(dá)RNA的3-OH端后取代了暫停在終止位點(diǎn)上的RNA聚合酶，使之從模板DNA上釋放mRNA，

45、完成轉(zhuǎn)錄過程。不依賴于rho因子的終止子：不依賴因子的終止子含有豐富的G:C區(qū)域，其后跟隨6個(gè)或更多的A:T堿基對(duì)。G:C豐富區(qū)域所形成的RNA序列能夠配對(duì)形成一個(gè)發(fā)夾狀結(jié)構(gòu)(hairpin-like structure)這種RNA發(fā)夾狀結(jié)構(gòu)在新生RNA鏈合成后立刻形成，并阻止RNA聚合酶沿DNA分子移動(dòng)。轉(zhuǎn)錄的終止并不只依賴于發(fā)夾結(jié)構(gòu)，新生的RNA中可有多處發(fā)夾結(jié)構(gòu)，RNA聚合酶的暫停只是為轉(zhuǎn)錄的終止提供了機(jī)會(huì)，如果沒有終止子序列，聚合酶可以繼續(xù)轉(zhuǎn)錄，而不發(fā)生轉(zhuǎn)錄的終止。發(fā)夾結(jié)構(gòu)后的多個(gè)連續(xù)的U可能為RNA聚合酶與模板的解離提供信號(hào)。RNA-DNA間的U:A結(jié)合力較弱，有利于RNA和DNA的

46、解離。如果將U串缺失或縮短，盡管RNA聚合酶可以發(fā)生暫停，但不能使轉(zhuǎn)錄終止。DNA上與U串對(duì)應(yīng)的為富含A:T對(duì)的區(qū)域，這說明A:T富含區(qū)在轉(zhuǎn)錄的終止中起著重要的作用。大腸桿菌啟動(dòng)子保守序列的重要性： 對(duì)于大腸桿菌啟動(dòng)子，典型的保守特征有：轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)（TSS),-10區(qū)序列，-35區(qū)序列以及-10區(qū)和-35區(qū)序列的間隔距離。 a、-10bp處的TATAAT區(qū)和-35bp處的TTGACA區(qū)是RNA聚合酶與啟動(dòng)子的結(jié)合位點(diǎn)，能與因子相互識(shí)別而具有很高的親和力。b、兩個(gè)保守序列之間的距離是16-19bp，小于15bp或者大于20bp都會(huì)降低啟動(dòng)子的活性，改變啟動(dòng)子所控制基因的表達(dá)水平。d、如果突變使

47、啟動(dòng)子與保守序列的吻合度降低，則啟動(dòng)子變?nèi)酢Ｈ绻蛔兪箚?dòng)子與保守序列吻合度上升，則啟動(dòng)子變強(qiáng)。e、通過突變改變啟動(dòng)子的保守序列，可以形成不同的啟動(dòng)子。不同的啟動(dòng)子，不同的啟動(dòng)子和不同的RNA聚合酶結(jié)合，達(dá)到調(diào)控轉(zhuǎn)錄的目的。RNA聚合酶I識(shí)別的啟動(dòng)子包含有哪兩個(gè)部分？分別由什么蛋白因子識(shí)別？ RNA聚合酶合成核糖體RNA（rRNA）前體45S，當(dāng)成熟后會(huì)成為28S、18S及5.8S核糖體RNA，是將來核糖體的主要RNA部份 RNA聚合酶只轉(zhuǎn)錄編碼核糖體RNA的基因，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物經(jīng)切割和加工后生成各種成熟rRNARNA 聚合酶I 的轉(zhuǎn)錄單位有兩段起始調(diào)控序列，核心啟動(dòng)子(Core promoter)

48、和與之相距70bp 處的上游啟動(dòng)元件upstream promoter element(UPE) （舊稱上游控制元件(Upstream control element，UCE)）核心啟動(dòng)子(Core promoter)位于起始位點(diǎn)周圍，從-45 延伸到+20，它本身就足以起始轉(zhuǎn)錄。但是，其效率可被位于-180 到-107 的上游啟動(dòng)元件（UPE)顯著提高。與一般啟動(dòng)子相比，這兩個(gè)區(qū)域都有不尋常的組成，富含G·C堿基對(duì)，而且它們約有85%是一致的。RNA 聚合酶需要UBF1和SL1兩個(gè)輔助因子。UBF1 是一個(gè)單鏈多肽，它先后與UPE和核心啟動(dòng)子上富含G·C 區(qū)結(jié)合。SL1

49、因子是一個(gè)四聚體蛋白，其作用類似于細(xì)菌，本身對(duì)于啟動(dòng)子沒有特異性，但一旦UBF1 結(jié)合，SL1 就可以協(xié)同UPE結(jié)合到此覆蓋的DNA 延伸區(qū)域，可能其主要功能是使RNA 聚合酶正確的定位在起始位點(diǎn)。發(fā)生在兩個(gè)部位的結(jié)合因子之間相互作用的詳細(xì)情況尚不清楚。兩個(gè)因子都結(jié)合后， RNA 聚合酶就與核心啟動(dòng)子結(jié)合起始轉(zhuǎn)錄。14 RNA聚合酶I識(shí)別的啟動(dòng)子包含有哪兩個(gè)部分？分別由什么蛋白因子識(shí)別？ RNA聚合酶合成核糖體RNA（rRNA）前體45S，當(dāng)成熟后會(huì)成為28S、18S及5.8S核糖體RNA，是將來核糖體的主要RNA部份 RNA聚合酶只轉(zhuǎn)錄編碼核糖體RNA的基因，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物經(jīng)切割和加工后生成各種成

50、熟rRNARNA 聚合酶I 的轉(zhuǎn)錄單位有兩段起始調(diào)控序列，核心啟動(dòng)子(Core promoter)和與之相距70bp 處的上游啟動(dòng)元件upstream promoter element(UPE) （舊稱上游控制元件(Upstream control element，UCE)）核心啟動(dòng)子(Core promoter)位于起始位點(diǎn)周圍，從-45 延伸到+20，它本身就足以起始轉(zhuǎn)錄。但是，其效率可被位于-180 到-107 的上游啟動(dòng)元件（UPE)顯著提高。與一般啟動(dòng)子相比，這兩個(gè)區(qū)域都有不尋常的組成，富含G·C堿基對(duì)，而且它們約有85%是一致的。RNA 聚合酶需要UBF1和SL1兩個(gè)輔助

51、因子。UBF1 是一個(gè)單鏈多肽，它先后與UPE和核心啟動(dòng)子上富含G·C 區(qū)結(jié)合。SL1 因子是一個(gè)四聚體蛋白，其作用類似于細(xì)菌，本身對(duì)于啟動(dòng)子沒有特異性，但一旦UBF1 結(jié)合，SL1 就可以協(xié)同UPE結(jié)合到此覆蓋的DNA 延伸區(qū)域，可能其主要功能是使RNA 聚合酶正確的定位在起始位點(diǎn)。發(fā)生在兩個(gè)部位的結(jié)合因子之間相互作用的詳細(xì)情況尚不清楚。兩個(gè)因子都結(jié)合后， RNA 聚合酶就與核心啟動(dòng)子結(jié)合起始轉(zhuǎn)錄15 RNA聚合酶III識(shí)別的啟動(dòng)子有哪幾類？其定位因子是什么？答：RNA聚合酶III識(shí)別的啟動(dòng)子可以分為以下三類：a、5S rRNA 啟動(dòng)子：大約120bp的長度，位于起始位點(diǎn)下游+41

52、+87的位置。在C box和A box兩個(gè)保守序列內(nèi)形成。b、tRNA的啟動(dòng)子也位于起始位點(diǎn)的下游，有兩個(gè)高度保守的序列A box，B box。A box，B box可以編碼tRNA的D環(huán)和TyC-環(huán)。所以，tRNA中高度保守的序列也可以編碼DNA中的保守序列。位于啟動(dòng)子下游需要的轉(zhuǎn)錄因子有：定位因子：TFIIIA：5S rRNA轉(zhuǎn)錄特異性因子，含有一條多肽。多肽上有鋅指DNA結(jié)合元件。對(duì)于部分第三級(jí)啟動(dòng)子是必須的。TFIIIB：這個(gè)因子含有3個(gè)亞單位，其中一個(gè)就是TBP，一種可以和TATA-box結(jié)合的蛋白質(zhì)。TFIIIC:由6個(gè)亞基組成。作為組裝因子，對(duì)于第三級(jí)的啟動(dòng)子來說是必須的。TFI

53、IIA與啟動(dòng)區(qū)域的保守序列位點(diǎn)結(jié)合，TFIIIC再與之結(jié)合形成一個(gè)穩(wěn)定的復(fù)合體，并且覆蓋啟動(dòng)子所有的基因。TFIIIB能夠與自己在轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)附近的位點(diǎn)結(jié)合，最后RNA polymerase III 與之結(jié)合，轉(zhuǎn)錄開始。c、snRNA的啟動(dòng)子位于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的上游，有Oct，PSE,TATA三個(gè)保守序列。定位因子：SNAPc,與PSE結(jié)合。使TFIIIB結(jié)合到TATA-box上。TFIIIB可以使RNA polymerase III結(jié)合轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上。16 列出你所知的RNA聚合酶II識(shí)別的啟動(dòng)子順式作用因子。 對(duì)RNA聚合酶II來說，至少有三個(gè)DNA的保守序列與其轉(zhuǎn)錄的起始有關(guān)，第一個(gè)帽子位點(diǎn)

54、（cap site）：轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)；第二個(gè)稱為TATA框（TATA box），具有共有序列TATAAAA，其位置在轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的上游約為25個(gè)核苷酸處，他的作用可能與原核生物中的-10共有序列相識(shí)，與轉(zhuǎn)錄起始位置的確定有關(guān)。第三個(gè)共有序列稱為CCAAT框（GGAAT box），具有共有序列GGCCAATCT,位于轉(zhuǎn)錄起始位置上游約50-500個(gè)核苷酸處。如果該序列缺失會(huì)暨大的降低生物的活體轉(zhuǎn)錄水平。第三個(gè)區(qū)域?yàn)樵鰪?qiáng)子（enhancer），其位置可以在起始位置的上游，也可以在基因的下游或者在基因之內(nèi)。它可能不直接與轉(zhuǎn)錄復(fù)合體結(jié)合，但可以顯著提高轉(zhuǎn)錄效率。第四個(gè)是GC框 （GC box） ， 位于9

55、0附近，較常見的成分，核心序列為GGGCGG，可有多個(gè)拷貝，也可以正反兩方向排列。 17 從“Mix and match”的觀點(diǎn)來討論真核生物RNA聚合酶II啟動(dòng)子元件與功能的關(guān)系。 真核生物被RNA聚合酶II識(shí)別的啟動(dòng)子大致包含核心啟動(dòng)子區(qū)、近端啟動(dòng)子區(qū)和遠(yuǎn)端啟動(dòng)子區(qū)，它們?cè)诨虻霓D(zhuǎn)錄過程中行使不同的功能，調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄的起始與效率。典型的核心啟動(dòng)子元件通常由TATA盒（TATA box）、起始子（Inr）、下游核心啟動(dòng)子元件和轉(zhuǎn)錄因子TFII B識(shí)別元件（BRE)組成。TATA盒是TATA盒結(jié)合蛋白（TBP)識(shí)別并與之結(jié)合的部位，當(dāng)只有TATA盒存在時(shí)，基因只能保持基礎(chǔ)水平的轉(zhuǎn)錄，但需要指出

56、的是并不是所有的基因都具有共同的TATA盒元件。通常認(rèn)為，含有TATA盒的啟動(dòng)子參與調(diào)控組織特異性基因的轉(zhuǎn)錄，而無TATA盒的啟動(dòng)子主要調(diào)控廣泛性存在基因的表達(dá)。起始子可定義為一種包含轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)（TSS)的核心啟動(dòng)子元件，Inr不僅能夠確定無TATA盒啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)，也能夠在一定的位置（與TATA盒距離約25bp）增強(qiáng)基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄水平。在基因轉(zhuǎn)錄的過程中，RNA聚合酶II 和轉(zhuǎn)錄因子TFII D可識(shí)別Inr并與之相互作用，激活轉(zhuǎn)錄。DPE是一種下游核心啟動(dòng)子元件，在無TATA盒的啟動(dòng)子中，它與Inr協(xié)同作用，為轉(zhuǎn)錄因子TFII B提供結(jié)合位點(diǎn)從而激活轉(zhuǎn)錄。大多數(shù)DPE和Inr之間擁有相同的

57、間距，增加或減少一個(gè)核苷酸都能導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄效率及轉(zhuǎn)錄因子TFIID結(jié)合能力的降低。轉(zhuǎn)錄因子TFII B識(shí)別元件（BRE)，緊鄰TATA盒的上游，TFII B以一種序列特異性的方式直接與BRE相結(jié)合并發(fā)揮作用，可增強(qiáng)TFII B-TBP-Promoter復(fù)合物的形成，從而影響基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄的水平?？偟膩碚f，核心啟動(dòng)子的功能主要有以下幾個(gè)方面：提供RNA聚合酶II及轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)，調(diào)節(jié)機(jī)體組織器官的分化；決定基因轉(zhuǎn)錄的起始位點(diǎn)；影響基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄的效率。18 從“COMBINATORIAL CONTROL”的觀點(diǎn)來討論多蛋白作用于真核生物轉(zhuǎn)錄的作用。答：轉(zhuǎn)錄的起始是RNA聚合酶識(shí)別啟動(dòng)子并與之結(jié)合從而啟動(dòng)RNA合成的過程。轉(zhuǎn)錄的起始過程十分復(fù)雜，特別是真核生物，需要多種輔助因子參與。也就是多蛋白作用于真核生物轉(zhuǎn)錄。在真核生物的轉(zhuǎn)錄過程中設(shè)計(jì)三種聚合酶，分別是I、II、III。在類型I基因啟動(dòng)子