1、醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)習(xí)題集醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)習(xí)題集 （參考答案）（參考答案） 第二章第二章 基因與基因組基因與基因組 一、名詞解釋 1. 基因 (gene)：是核酸中儲(chǔ)存有功能的蛋白質(zhì)多肽鏈或 RNA 序列信息及表達(dá)這些信息 所必需的全部核苷酸序列。 2. 斷裂基因 (split gene)：真核生物基因在編碼區(qū)內(nèi)含有非編碼的插入序列，結(jié)構(gòu)基因不 連續(xù)，稱為斷裂基因。 3. 結(jié)構(gòu)基因 (structural gene)：基因中用于編碼 RNA 或蛋白質(zhì)的 DNA 序列為結(jié)構(gòu)基因。 4. 非結(jié)構(gòu)基因 (non-structural gene)：結(jié)構(gòu)基因兩側(cè)一段不編碼的 DNA 片段，含有基因 調(diào)控序列。

2、5. 內(nèi)含子 (intron)：真核生物結(jié)構(gòu)基因內(nèi)非編碼的插入序列。 6. 外顯子 (exon)：真核生物基因內(nèi)的編碼序列。 7. 基因間 DNA (intergenic DNA)：基因之間不具有編碼功能及調(diào)控作用的序列。 8. GT-AG 法則 (GT-AG law)： 真核生物基因的內(nèi)含子 5端大多數(shù)是以 GT 開(kāi)始， 3 端大多數(shù)是以 AG 結(jié)束，構(gòu)成 RNA 剪接的識(shí)別信號(hào)。 9. 啟動(dòng)子 (promoter)：RNA 聚合酶特異識(shí)別結(jié)合和啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄的 DNA 序列。 10. 上游啟動(dòng)子元件 (upstream promoter element )： TATA合上游的一些特定的DNA序列

3、， 反式作用因子，可與這些元件結(jié)合，調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄的效率。 11. 反應(yīng)元件 (response element)：與被激活的信息分子受體結(jié)合，并能調(diào)控基因表達(dá)的特 異 DNA 序列。 12. poly(A)加尾信號(hào) (poly(A) signal) ：結(jié)構(gòu)基因末端保守的 AATAAA 順序及下游 GT 或 T 富含區(qū)，被多聚腺苷酸化特異因子識(shí)別，在 mRNA 3端加約 200 個(gè) A。 13. 基因組 (genome)：細(xì)胞或生物體一套完整單倍體的遺傳物質(zhì)的總稱。 14. 操縱子 (operon)：多個(gè)功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因成簇串聯(lián)排列，與上游共同的調(diào)控區(qū)和下 游轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)組成的基因表達(dá)單位。

4、15. 單順?lè)醋?(monocistron)：一個(gè)結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄生成一個(gè) mRNA 分子。 16. 多順?lè)醋?(polycistron)：原核生物的一個(gè) mRNA 分子帶有幾個(gè)結(jié)構(gòu)基因的遺傳信息， 利用共同的啟動(dòng)子及終止信號(hào)，組成操縱子的基因表達(dá)調(diào)控單元。 1 17. 轉(zhuǎn)座因子 (transposable element)：能夠在一個(gè) DNA 分子內(nèi)部或兩個(gè) DNA 分子之間移 動(dòng)的 DNA 片段。 18. 轉(zhuǎn)座子 (transposon)：轉(zhuǎn)座因子的一種類型，大小通常為 2-20kb，常帶有抗性基因等 其它基因。 19. 基因家族 (gene family)：是指一組有類似功能，核苷酸序列又有

5、同源性的基因。 20. 基因超家族 (gene superfamily)：由多基因家族及單基因組成，成員間有不同程度的同 源，但它們的功能不一定相同。 21. 假基因 (pseudogene)：基因家族中與有功能的基因相似，不表達(dá)有功能的基因產(chǎn)物。 22. 自私 DNA (selfish DNA)：在哺乳動(dòng)物和人類基因組中的沒(méi)有特定功能的非編碼序列。 23. 反向重復(fù) (inverted repeat) ：兩個(gè)相同序列的互補(bǔ)拷貝在同一 DNA 鏈上反向排列。 24. 串聯(lián)重復(fù) (tandem repeat) ： 具有相同核心序列的高度重復(fù)序列， 在基因組中成串排列。 25. 衛(wèi)星 DNA (s

6、atellite DNA)：通過(guò) CsCl 密度梯度離心后，在主帶 DNA 之外的 DNA， 為具有相同核心序列的高度重復(fù)的串聯(lián)重復(fù)序列。 26. 大衛(wèi)星 DNA (macro-satellite DNA)：衛(wèi)星 DNA 中重復(fù)單位為 5-10bp 的 DNA 序列，在 群體中多態(tài)性不顯著。 27. 小衛(wèi)星 DNA (mini-satellite DNA)：衛(wèi)星 DNA 中重復(fù)單位為 9-24bp 的 DNA 序列， 呈高度多態(tài)性。 28. 微衛(wèi)星 DNA (micro-satellite DNA)：衛(wèi)星 DNA 中重復(fù)單位為 2-6bp 的 DNA 序列，常 見(jiàn)為(AC)n 和(TG)n，高

7、度多態(tài)性，可作遺傳標(biāo)記。 29. 可變數(shù)目串聯(lián)重復(fù) (variable number of tandem repeat)： 衛(wèi)星 DNA 中重復(fù)單位為 9-24bp 的 DNA 序列，重復(fù)次數(shù)變化很大。 30. 短串聯(lián)重復(fù)(short tandem repeat)：衛(wèi)星 DNA 中重復(fù)單位為 2-6bp 的 DNA 序列，常見(jiàn) 為(AC)n 和(TG)n，重復(fù)次數(shù) 10-60 次，總長(zhǎng)度小于 150bp，高度多態(tài)性，可作遺傳標(biāo) 記。 31. 基因組學(xué) (genomics)：闡明基因組結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系以及基因與基因之間相互 作用的一門科學(xué)。 32. 物理圖譜 (physical map)：

8、 確定染色體上諸如限制性內(nèi)切核酸酶識(shí)別位點(diǎn)， 或序列標(biāo)志 位點(diǎn)等的位置圖。 33. 遺傳圖譜 (genetic map)：確定標(biāo)志位點(diǎn)在一條染色體上的線性排列順序。標(biāo)志位點(diǎn)間 的圖距以遺傳學(xué)距離表示，單位為分摩爾根（cM） 。 2 34. 轉(zhuǎn)錄圖譜 (transcriptional map)：以表達(dá)序列標(biāo)簽為位標(biāo)制作的 cDNA 圖或表達(dá)序列圖 35. 序列圖譜 (sequence map)：測(cè)定人類 24 條染色體的、由 3X109 個(gè)核苷酸組成的全部 DNA 序列，繪制人類基因組圖譜。 36. 結(jié)構(gòu)基因組學(xué)(structural genomics)：通過(guò)對(duì)整個(gè)基因組的遺傳制圖、物理制圖及

9、DNA 序列測(cè)定研究基因組結(jié)構(gòu)的科學(xué)。 37. 功能基因組學(xué)(functional genomics)：完成一個(gè)生物體全部基因組測(cè)序后即進(jìn)入后基因 組測(cè)序階段詳盡分析序列，描述基因組所有基因的功能，包括研究基因的表達(dá)及 其調(diào)控模式，這就是功能基因組學(xué)。 38. 比較基因組學(xué)(comparative genomics)：比較不同物種的整個(gè)基因組，增強(qiáng)對(duì)各個(gè)基因 組功能及發(fā)育相關(guān)性認(rèn)識(shí)的科學(xué)。 39. 基因型 (genotype)：逐代傳遞下去的的成對(duì)基因的集合，一個(gè)來(lái)自父本，一個(gè)來(lái)自母 本。 40. 表型 (phenotype)：指一些容易區(qū)分的個(gè)體特征的集合。 41. 重疊基因 (overla

10、pping gene)：同一段 DNA 片段能夠以兩種或兩種以上的方式閱讀，可 編碼兩種或兩種以上的多肽。 42. 分段基因組(segmented genome)：病毒基因組由數(shù)個(gè)不同的核酸分子組成。 43. 逆轉(zhuǎn)錄病毒(retrovirus)：RNA 病毒中的一類，攜帶有逆轉(zhuǎn)錄酶，可把基因組 RNA 逆 轉(zhuǎn)錄為前病毒 DNA。 44. 等基因(isogene)：編碼同工酶的一類結(jié)構(gòu)不完全相同，而功能相同的基因。 45. 同源多聚體 (homomultimer)：由多個(gè)同一種亞單位組成的蛋白質(zhì)。 46. 異源多聚體 (heteromultimer )：由多個(gè)不同的亞單位組成的蛋白質(zhì)。 二、判斷

11、題 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. 3 三、填空題 1. 蛋白質(zhì)多肽鏈 RNA 2.RNA 蛋白質(zhì) 3. 啟動(dòng)子 增強(qiáng)子 沉默子 反應(yīng)元件 加尾信號(hào) 4. 細(xì)胞 生物體 5.逆轉(zhuǎn)錄病毒 6. 細(xì)菌 7. 多肽 8. RNA 逆轉(zhuǎn)錄酶 9. gag pol env 10. 帽子 ploy（A）尾 11. 環(huán)狀雙鏈 DNA 復(fù)制起點(diǎn) 12. 結(jié)構(gòu)基因 調(diào)控區(qū) 轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)

12、 13. 蛋白質(zhì) rRNA 14. 復(fù)制起始區(qū) 復(fù)制終止區(qū) 轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)區(qū) 轉(zhuǎn)錄終止區(qū) 15. DNA 片段 16. 插入序列 轉(zhuǎn)座子 17. 簡(jiǎn)單 復(fù)制性 復(fù)制性 共整合體 18. 結(jié)構(gòu)基因 19. 高度重復(fù)序列 中度重復(fù)序列 20. 假基因 21. 相同 互補(bǔ) 22. 核心序列 串聯(lián) 23. 單個(gè)核苷酸 24 多 單順?lè)醋?25. 插入序列 斷裂 26. GT AG 27. TATA 盒 上 28. AATAA 29. DNA RNA 4 30. 大于 四、單項(xiàng)選擇題 1. C 2. B 3. A 4. B 5. B 6. C 7. C 8. C 9. C 10. D 11. E 12. C

13、13. A 14.B 15.C 16.C 17. C 18. D 19. A 20. A 21. B 22. 23. B 24. E 25. C 26. C 27. E 28. D 29. D 30. B 五、多項(xiàng)選擇題 1. ACE 2. ABCE 3. BC 4. ADE 5. ABDE 6. ABCD 7.AB 8. CE 9.ABCDE 10. BDE 11. ABE 12. ABDE 13. ABCD 14. ABCD 15. AB 16. BC 17. ABCD 18. BDE 19. CDE 20. ABC 六、簡(jiǎn)答題六、簡(jiǎn)答題 1. 什么是轉(zhuǎn)座？ 答：轉(zhuǎn)座因子在基因組不同位置間

14、的移動(dòng)。 2. 病毒基因組有哪些特點(diǎn)？ 答：不同病毒基因組大小相差較大；不同病毒基因組可以是不同結(jié)構(gòu)的核酸；除逆轉(zhuǎn)錄 病毒外，為單倍體基因組；病毒基因組有的是連續(xù)的，有的分節(jié)段；有的基因有內(nèi)含子；病 毒基因組大部分為編碼序列；功能相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄為多順?lè)醋?mRNA；有基因重疊現(xiàn)象。 3. 原核生物基因組有哪些特點(diǎn)？ 答：基因組由一條環(huán)狀雙鏈 DNA 組成；只有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)；大多數(shù)結(jié)構(gòu)基因組成操 縱子結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)基因無(wú)重疊現(xiàn)象；無(wú)內(nèi)含子，轉(zhuǎn)錄后不需要剪接；基因組中編碼區(qū)大于非編 碼區(qū)；重復(fù)基因少，結(jié)構(gòu)基因一般為單拷貝；有編碼同工酶的等基因；基因組中存在可移動(dòng) 的 DNA 序列；非編碼區(qū)主要是調(diào)控序

15、列。 4. 真核生物基因組有哪些特點(diǎn)？ 答：每一種真核生物都有一定的染色體數(shù)目；遠(yuǎn)大于原核基因組，結(jié)構(gòu)復(fù)雜,基因數(shù)龐 大；真核生物基因轉(zhuǎn)錄為單順?lè)醋?；有大量重?fù)序列;真核基因?yàn)閿嗔鸦?非編碼序列多于 5 編碼序列; 功能相關(guān)基因構(gòu)成各種基因家族。 5. 基因重疊有什么意義？ 答：利用有限的核酸貯存更多的遺傳信息，提高自身在進(jìn)化過(guò)程中的適應(yīng)能力。 6. 質(zhì)粒有哪些特性？ 答：在宿主細(xì)胞內(nèi)可自主復(fù)制； 細(xì)胞分裂時(shí)恒定地傳給子代；所攜帶的遺傳信息能賦 予宿主特定的遺傳性狀；質(zhì)?？梢赞D(zhuǎn)移。 7. 什么是順式作用元件？ 答：基因中能影響基因表達(dá)，但不編碼 RNA 和蛋白質(zhì)的 DNA 序列。順式作用元件

16、主 要包括啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、負(fù)調(diào)控元件等。 七、論述題 七、論述題 1.比較真核生物基因組與原核生物基因組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 答：原核基因組由一條環(huán)狀雙鏈 DNA 組成；只有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)；大多數(shù)結(jié)構(gòu)基因組 成操縱子結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)基因無(wú)重疊現(xiàn)象；無(wú)內(nèi)含子，轉(zhuǎn)錄后不需要剪接；基因組中編碼區(qū)大于 非編碼區(qū)；重復(fù)基因少，結(jié)構(gòu)基因一般為單拷貝；有編碼同工酶的等基因；基因組中存在可 移動(dòng)的 DNA 序列；非編碼區(qū)主要是調(diào)控序列。 每一種真核生物都有一定的染色體數(shù)目；遠(yuǎn)大于原核基因組，結(jié)構(gòu)復(fù)雜,基因數(shù)龐大； 真核生物基因轉(zhuǎn)錄為單順?lè)醋?；有大量重?fù)序列;真核基因?yàn)閿嗔鸦?非編碼序列多于編碼 序列; 功能相關(guān)基因構(gòu)成各

17、種基因家族。 2.比較病毒基因組與原核生物基因組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 答：不同病毒基因組大小相差較大；不同病毒基因組可以是不同結(jié)構(gòu)的核酸；除逆轉(zhuǎn) 錄病毒外，為單倍體基因組；病毒基因組有的是連續(xù)的，有的分節(jié)段；有的基因有內(nèi)含子； 病毒基因組大部分為編碼序列；功能相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄為多順?lè)醋?mRNA；有基因重疊現(xiàn)象。 原核基因組由一條環(huán)狀雙鏈 DNA 組成；只有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)；大多數(shù)結(jié)構(gòu)基因組成操 縱子結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)基因無(wú)重疊現(xiàn)象；無(wú)內(nèi)含子，轉(zhuǎn)錄后不需要剪接；基因組中編碼區(qū)大于非編 碼區(qū)；重復(fù)基因少，結(jié)構(gòu)基因一般為單拷貝；有編碼同工酶的等基因；基因組中存在可移動(dòng) 6 的 DNA 序列；非編碼區(qū)主要是調(diào)控序列。 3

18、. 根據(jù)流感病毒基因組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)說(shuō)明流感病毒容易突變的原因。 答：流感病毒基因組：?jiǎn)喂韶?fù)鏈 RNA、8 節(jié)段，每節(jié)段均編碼蛋白質(zhì)， 5端由相同的 13 個(gè)核苷酸組成，3端有 12 個(gè)高度保守的核苷酸序列?；蚪M復(fù)制是以單股負(fù)鏈病毒基 因組 RNA 為模板轉(zhuǎn)錄合成正鏈 RNA，再以正鏈 RNA 為模板復(fù)制出病毒基因組 RNA。原因主要 有： 單鏈 RNA 基因組易變異； 復(fù)制時(shí)錯(cuò)誤率高， 病毒 RNA 聚合酶沒(méi)有 DNA 聚合酶的校正功能。 8 節(jié)段 RNA 分別編碼不同的蛋白質(zhì)，如果兩種流感病毒同時(shí)感染宿主細(xì)胞，容易發(fā)生不同病 毒的 RNA 節(jié)段重組；流感病毒的兩種主要抗原：血凝素（HA)有

19、15 種亞型、神經(jīng)氨酸酶（N） 有 9 種亞型，通過(guò)基因重排（不同的 RNA 節(jié)段重組）可形成各種不同的血清型。 4.根據(jù)逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組結(jié)構(gòu)及病毒復(fù)制特點(diǎn)論述如何抑制逆轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制。 答：逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組為二倍體 RNA 基因組，包括三個(gè)基本的結(jié)構(gòu)基因：gag、pol 和 env。病毒 RNA 在 5端有帽子結(jié)構(gòu)，在 3端有 ploy（A）尾。 逆轉(zhuǎn)錄病毒顆粒識(shí)別細(xì)胞表面受體并與之融合， 釋放基因組 RNA 及逆轉(zhuǎn)錄酶進(jìn)入宿主細(xì) 胞內(nèi)，在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下，以病毒基因組 RNA 為模板合成第一鏈 cDNA，并降解與 cDNA 結(jié)合 的病毒 RNA，然后再合成第二鏈 cDNA，形成前病毒 DNA

20、，被轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核，在整合酶的作用 下整合到宿主細(xì)胞染色體上， 在宿主細(xì)胞 RNA 合成酶的作用下合成病毒 mRNA 及基因組 RNA， 指導(dǎo)合成病毒核衣殼蛋白質(zhì)及逆轉(zhuǎn)錄酶，包裝成病毒核衣殼。同時(shí)合成病毒膜蛋白質(zhì)，在病 毒蛋白質(zhì)水解酶的作用下， 經(jīng)過(guò)加工后包裝成病毒顆粒， 通過(guò)出芽方式釋放出子代病毒顆粒。 在臨床實(shí)踐中分別通過(guò)抑制病毒與細(xì)胞表面受體識(shí)別、 抑制逆轉(zhuǎn)錄酶活性或以核苷類似物 抑制轉(zhuǎn)錄過(guò)程，抑制病毒蛋白水解酶及整合酶等方式抑制逆轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制。 5.轉(zhuǎn)座作用的機(jī)制及其遺傳學(xué)效應(yīng)。 答： 轉(zhuǎn)座作用可分為復(fù)制性轉(zhuǎn)座和簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)座兩種類型， 復(fù)制性轉(zhuǎn)座是轉(zhuǎn)座因子復(fù)制出一 個(gè)新拷貝轉(zhuǎn)移到基因組新的

21、位置，轉(zhuǎn)座可以使供體和受體復(fù)制子融合，形成共整合體，解離 后釋放出兩個(gè)復(fù)制子， 每一個(gè)都帶有一個(gè)轉(zhuǎn)座子。 簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)座是轉(zhuǎn)座因子從原來(lái)位置上切除并 轉(zhuǎn)移到基因組新的位置。 遺傳學(xué)效應(yīng)：引起插入突變，攜帶標(biāo)志基因使受體增添新基因，可形成共整合體，轉(zhuǎn)座 的結(jié)果使靶點(diǎn)序列倍增，促使染色體畸變。 7 第五章第五章 遺傳信息的復(fù)制與表達(dá)遺傳信息的復(fù)制與表達(dá) 一、名詞解釋一、名詞解釋 1基因表達(dá)（gene expression） ：是指原核生物和真核生物基因組中特定的結(jié)構(gòu)基因所攜帶 的遺傳信息，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄、翻譯等一系列過(guò)程，合成具有特定的生物學(xué)功能的各種蛋白質(zhì)，表 現(xiàn)出特定的生物學(xué)效應(yīng)的全過(guò)程。 2 順式作用元

22、件 （cis-acting element） ： 某些能影響基因表達(dá)但不編碼蛋白質(zhì)和 RNA 的 DNA 序列，按照功能分為啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、負(fù)調(diào)控元件-沉默子。 3. 核心啟動(dòng)子（core promoter） ：指足以使 RNA 聚合酶轉(zhuǎn)錄正常起始所必需的、最少的 DNA 序列。包括“轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)”即相當(dāng)于 mRNA 的 CAP 位點(diǎn)及其上游2530 bp 處的 富含 TA 的典型元件“TATA”盒。 核心啟動(dòng)子單獨(dú)起作用時(shí)， 其功能為確定轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)并產(chǎn) 生基礎(chǔ)水平的轉(zhuǎn)錄。 4. 增強(qiáng)子（enhancer） ：指位于啟動(dòng)子上游或下游并通過(guò)啟動(dòng)子增強(qiáng)鄰近基因轉(zhuǎn)錄效率的 DNA 順序，但增強(qiáng)子本

23、身不具備啟動(dòng)子活性。 5. 沉默子（silencer） ：在真核基因內(nèi)能抑制基因轉(zhuǎn)錄的 DNA 序列。它們與反式作用因子相 互結(jié)合而起作用。不受距離和方向的限制，并可對(duì)異源基因的表達(dá)起作用。 6. 反式作用因子（trans-acting factor） ：指能直接或間接地識(shí)別或結(jié)合在各順式作用元件 8 12 bp 核心序列上，參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率的一組蛋白質(zhì)。在結(jié)構(gòu)上含有與 DNA 結(jié)合的 結(jié)構(gòu)域。 7. 轉(zhuǎn)錄因子（transcription factor, TF） ：是 RNA 合成起始所必需的因子，TF 不依賴 RNA 聚 合酶而獨(dú)立地結(jié)合 DNA，并且在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中促使 RNA 聚合酶分

24、子與啟動(dòng)子結(jié)合。 8. 鋅指結(jié)構(gòu)（zinc finger structure） ：是 DNA 識(shí)別結(jié)合域模型的一種，指含有一段保守氨基 酸順序的蛋白質(zhì)與該蛋白的輔基鋅螫合而形成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)， 它們的共同特點(diǎn)是以鋅作為活性 結(jié)構(gòu)的一部分。 9. 同源結(jié)構(gòu)域（homeodomain, HD） ：同源盒基因家族各基因間具有一相同的保守序列，稱 為同源結(jié)構(gòu)域。在它所含的至少兩個(gè) 螺旋中，其間由短氨基酸殘基形成“轉(zhuǎn)折”，第三個(gè) 螺旋與 DNA 大溝相互作用是同源盒蛋白與 DNA 結(jié)合的主要力量。 10. 堿性亮氨酸拉鏈（basic leucine zipper, bLZ） ：有些反式作用因子肽鏈 C 末端

25、有一段 30 個(gè)氨基酸序列以 -螺旋構(gòu)型出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)單元，其中每間隔 6 個(gè)氨基酸便出現(xiàn)一個(gè)亮氨酸殘 8 基，能形成兩性 -螺旋, 帶電荷的親水性氨基酸位于一側(cè)，而具有疏水性的亮氨酸殘基位于 另一側(cè)，其側(cè)鏈向外伸出，構(gòu)成狀如齒形排列的半拉鏈。兩個(gè)具有這種結(jié)構(gòu)的因子接觸后可 借助側(cè)鏈?zhǔn)杷越诲e(cuò)對(duì)插， 象拉拉鏈一樣將兩個(gè)反式作用因子連在一起， 形成具有穩(wěn)定卷曲 螺旋結(jié)構(gòu)的二聚體，即亮氨酸拉鏈。 11. 轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域（transcription activation domain） ：是反式作用因子中惟一必須具備的結(jié) 構(gòu)基礎(chǔ)，通常是依賴于 DNA 結(jié)合結(jié)構(gòu)域以外的 30100 個(gè)氨基酸殘基。轉(zhuǎn)錄因子

26、通常具有 一個(gè)以上的轉(zhuǎn)錄活化區(qū)。 12. 選擇性剪接（alternative splicing） ：在高等真核細(xì)胞中，某個(gè)內(nèi)含子 5的供點(diǎn)可以在特定 條件下與另一個(gè)內(nèi)含子 3受點(diǎn)進(jìn)行剪接，同時(shí)刪除這兩個(gè)內(nèi)含子及其中間的全部外顯子或 內(nèi)含子，即一個(gè)外顯子或內(nèi)含子是否出現(xiàn)在成熟的 mRNA 中是可以選擇的，這種剪接方式 稱為選擇性剪接。 13. 核不均一性RNA（heterogeneous nuclear RNA, hnRNA） ：從DNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的原始轉(zhuǎn)錄產(chǎn) 物稱為核內(nèi)不均一RNA，真核生物mRNA通常都有相應(yīng)的前體。 14管家基因（housekeeping gene） ：在生命的全過(guò)程都是必需

27、的，在一個(gè)生物體的幾乎 所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)的基因。 15組成性表達(dá) (constitutive expression)：管家基因在個(gè)體生長(zhǎng)階段的幾乎全部組織中持 續(xù)表達(dá)或變化很小。 16協(xié)調(diào)表達(dá)(coordinance expression)：在一定機(jī)制下，功能相關(guān)的一組基因，協(xié)調(diào)一致， 共同表達(dá)。 17SD 序列（Shine-Dalgarno sequence） ：在起始密碼 AUG 上游 413 個(gè)堿基之前有一 段富含嘌呤的序列，其一致序列為 AGGAGG，能與核糖體 30S 亞基中 16S rRNA 3端富 含嘧啶的序列結(jié)合，與蛋白質(zhì)合成過(guò)程中起始復(fù)合物生成有關(guān)。 18衰減子（dehan

28、cer） ：真核基因內(nèi)能抑制基因轉(zhuǎn)錄的 DNA 序列，與反式作用因子相 互結(jié)合而起作用。不受距離和方向的限制，并可對(duì)異源基因的表達(dá)起作用。 19誘導(dǎo)表達(dá)(induction expression)：在特定環(huán)境信號(hào)刺激下，有些基因的表達(dá)表現(xiàn)為開(kāi) 放或增強(qiáng)。 20阻遏表達(dá)(repression expression)：在特定環(huán)境信號(hào)刺激下，有些基因的表達(dá)表現(xiàn)為關(guān) 閉或下降。 21終止子（terminator） ：在模板DNA分子的 5端有轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)，稱終止子，通常具 有poly A 尾的基因終止信號(hào)為G/T簇。 9 22啟動(dòng)子（promoter） ： 見(jiàn)第二章 23多順?lè)醋樱╬olycistro

29、n） ：見(jiàn)第二章 24操縱子（operon） ：見(jiàn)第二章 25單順?lè)醋樱╩onocistron） ：見(jiàn)第二章 26. 上游啟動(dòng)子元件（upstream promoter element, UPE） ：見(jiàn)第二章 二、判斷題： 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 三、填空題： 1. 結(jié)構(gòu)基因 轉(zhuǎn)錄 翻譯 2. 蛋白質(zhì) 小分子 RNA 3. 操縱子 4. 內(nèi)含子 5. 結(jié)構(gòu)基因 多順?lè)醋?6. 啟動(dòng)子調(diào)控

30、衰減子調(diào)控 7. 負(fù)調(diào)控因子 正調(diào)控因子 8. 2 2 因子 9. 多順?lè)醋?結(jié)構(gòu)基因 調(diào)控序列 10. 操縱子 11. 乳糖操縱子 12. 依賴 因子 不依賴 因子 核糖體 13. RNA 片段 反義基因 14. 戴帽 加 polyA 尾 切除內(nèi)含子 拼接外顯子 15. 單順?lè)醋?10 16. 反比 愈高 降低 17. 反式作用因子 順式作用元件 RNA 聚合酶 18. 通用轉(zhuǎn)錄因子 DNA 蛋白質(zhì)-DNA 19. TATA 盒結(jié)合因子 轉(zhuǎn)錄復(fù)合物 20. 順式作用元件 啟動(dòng)子 增強(qiáng)子 負(fù)調(diào)控元件/沉默子 21. 起始位點(diǎn)(+1) DNA 序列 22. 啟動(dòng)子 DNA 序列 啟動(dòng)子活性 23

31、. DNA 序列 沉默子 衰減子 24. 順式作用元件 蛋白質(zhì) 25. 通用轉(zhuǎn)錄因子 組織特異性轉(zhuǎn)錄因子 誘導(dǎo)性反式作用因子 26. DNA 識(shí)別結(jié)合域 轉(zhuǎn)錄活化域 調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域 四、單項(xiàng)選擇題 1. A 2. C 3C 4E 5D 6. C 7. B 8. C 9. B 10. E 11D 12. B 13. D 14. C 15. E 16. C 17C 18C 19. E 20D 21. C 22. A 23. B 24. D 25. C 26. B 27A 28. E 29B 30. D 31B 32C 33. C 34. A 35E 36. A 37. C 38. A 39E 40B

32、41C 42B 43D 44. C 45. A 46. A 47A 48. D 49C 50C 51. E 52. B 53B 54. C 55. D 56.D 57. A 58. E 59. A 60E 61A 62D 63B 64B 65C 66. C 五、多項(xiàng)選擇題 五、多項(xiàng)選擇題 1. AD 2. ABE 3. BCE 4. BC 5. ABCDE 6. ABC 7. BCDE 8. ABCE 9. ACD 10. ABCD 11. ACDE 12. ABCD 13. ABCE 14. ABCDE 15. ABC 16. AB 17. ABCDE 18. AB 19. CE 20. B

33、D 21. CD 22. AD 23. CE 24. CD 25. BD 26. BCDE 27. ACDE 28. ABDE 29. BCD 30. ACDE 31. ABCD 32. CDE 33. ACD 34. BCDE 六、簡(jiǎn)答題六、簡(jiǎn)答題 11 1.簡(jiǎn)述原核基因表達(dá)的特點(diǎn)。 答： （1）只有一種 RNA 聚合酶。 （2）原核生物的基因表達(dá)以操縱子為基本單位。 （3）轉(zhuǎn)錄和翻譯是偶聯(lián)進(jìn)行的。 （4）mRNA 翻譯起始部位有特殊的堿基序列SD 序列。 （5）原核生物基因表達(dá)的調(diào)控主要在轉(zhuǎn)錄水平，即對(duì) RNA 合成的調(diào)控。 2.簡(jiǎn)述 因子在原核基因表達(dá)調(diào)控中的意義。 答： （1） 因子含

34、有識(shí)別啟動(dòng)區(qū)的結(jié)構(gòu)域，調(diào)控 RNA 聚合酶與 DNA 結(jié)合，確保 RNA 聚合 酶與特異啟動(dòng)區(qū)而不是其他位點(diǎn)的穩(wěn)定結(jié)合。 （2） 因子使得 RNA 聚合酶選擇一套特定啟動(dòng)區(qū)起始轉(zhuǎn)錄。一旦一種 因子被另一種 代替，即引起原來(lái)一套基因轉(zhuǎn)錄的關(guān)閉和新的一套基因轉(zhuǎn)錄的開(kāi)啟。 3.在有乳糖而無(wú)葡萄糖的條件下，乳糖操縱子是如何調(diào)控轉(zhuǎn)錄起始的？ 答： 有乳糖而無(wú)葡萄糖時(shí)， 阻遏蛋白不與操縱基因結(jié)合， cAMP 處于高水平， 形成 cAMP-CAP 復(fù)合物并與 CAP 位點(diǎn)結(jié)合，cAMP-CAP 復(fù)合物與 lac、阿拉伯糖操縱子的調(diào)控元件結(jié)合后， 促進(jìn)結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄。 4.簡(jiǎn)述乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)。 答：編碼 -

35、半乳糖苷酶、半乳糖苷通透酶和硫代半乳糖苷轉(zhuǎn)乙?；傅幕?Z、Y、A 稱為 結(jié)構(gòu)基因，結(jié)構(gòu)基因加上調(diào)控元件：?jiǎn)?dòng)子和操縱基因，即構(gòu)成乳糖操縱子。 5.原核生物可以通過(guò)哪幾個(gè)層次的表達(dá)調(diào)控以適應(yīng)環(huán)境的改變？ 答： （1）轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)控： 因子調(diào)控轉(zhuǎn)錄起始； 轉(zhuǎn)錄起始的負(fù)調(diào)控； 轉(zhuǎn)錄起始的正調(diào)控； 轉(zhuǎn)錄起始的復(fù)合調(diào)控。 （2）轉(zhuǎn)錄終止的調(diào)控： 依賴 因子的終止調(diào)控，通過(guò) 因子的作用使轉(zhuǎn)錄終止； 12 不依賴 因子的終止調(diào)控； 核糖體調(diào)控轉(zhuǎn)錄終止。 （3）翻譯水平的調(diào)控： 反義 RNA 的調(diào)控作用； RNA的穩(wěn)定性； 蛋白質(zhì)合成中的自身調(diào)控。 6.簡(jiǎn)述真核基因表達(dá)的特點(diǎn)。 答： （1）細(xì)胞的全能性：

36、所謂全能性是指同一種生物的所有細(xì)胞都含有相同的基因組 DNA。 （2）基因表達(dá)的時(shí)間性和空間性：高等生物的各種不同細(xì)胞具有相同的基因組，但在個(gè) 體發(fā)育的不同階段，基因表達(dá)的種類和數(shù)量是不同的，在不同組織和器官中，基因表達(dá)的種 類和數(shù)量不同。 （3）轉(zhuǎn)錄和翻譯分開(kāi)進(jìn)行：在核中轉(zhuǎn)錄生成 mRNA，穿過(guò)核膜至胞質(zhì)指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成。 （4）初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物要經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄后加工修飾。 （5）不存在超基因式操縱子結(jié)構(gòu)：真核生物基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順?lè)醋樱粭l mRNA 只翻 譯一種蛋白質(zhì)。 （6）部分基因多拷貝。 7.真核生物基因組水平的表達(dá)調(diào)控包括哪幾種方式？ 答： （1）染色質(zhì)的丟失； （2）基因擴(kuò)增； （3）基因

37、重排； （4）基因的甲基化修飾； （5）染色質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控作用。 8.列舉幾種真核基因的順式作用元件。 答： （1）啟動(dòng)子：Hogness 盒，CAAT 盒； （2）增強(qiáng)子：SV40 病毒中，位于早期啟動(dòng)子 5上游約 200 bp，內(nèi)含 2 個(gè) 72 bp 的重復(fù)序 列，其核心序列為 GGTGTGGAAAG； （3）沉默子：SV40 中的 AGGTTTTTT 序列為終止轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件。 13 9.簡(jiǎn)述反式作用因子的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 答：一個(gè)完整的反式作用因子通常含有三個(gè)主要功能結(jié)構(gòu)域，分別為 DNA 識(shí)別結(jié)合域、轉(zhuǎn) 錄活化域和結(jié)合其他蛋白質(zhì)的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域。 這些結(jié)構(gòu)域含有幾十到幾百個(gè)氨基酸殘

38、基。 不同 的結(jié)構(gòu)域有自己的特征性結(jié)構(gòu)。 （1）DNA 識(shí)別結(jié)合域：鋅指結(jié)構(gòu)、堿性亮氨酸拉鏈、同源結(jié)構(gòu)域、螺旋-環(huán)-螺旋結(jié)構(gòu)、 堿性 -螺旋。 （2)轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域：酸性 -螺旋、富含谷氨酰胺的結(jié)構(gòu)域、富含脯氨酸結(jié)構(gòu)域。 10.簡(jiǎn)述真核生物轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控機(jī)制。 答：主要通過(guò)反式作用因子與順式作用元件和 RNA 聚合酶（RNA polymerase, RNA pol）的 相互作用完成。 （1） 順式作用元件(cis-acting element)指某些能影響基因表達(dá)但不編碼新的蛋白質(zhì)和 RNA 的 DNA 序列，按照功能分為啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、負(fù)調(diào)控元件（沉默子等） 。 （2）反式作用因子(tran

39、s-acting factor)指能直接或間接地識(shí)別或結(jié)合在各順式作用元件 812bp 核心序列上，參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率的一組蛋白質(zhì)，也稱序列特異性 DNA 結(jié)合 蛋白(sequence specific DNA binding protein，SDBP)，這是一類細(xì)胞核內(nèi)蛋白質(zhì)因子。在結(jié)構(gòu) 上含有與 DNA 結(jié)合的結(jié)構(gòu)域。 （3）反式作用因子的調(diào)控機(jī)制 反式作用因子的活性調(diào)節(jié)： 真核基因轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)節(jié)， 首先表現(xiàn)為反式作用因子的功 能調(diào)節(jié)，即特定的反式作用因子被激活后，可以啟動(dòng)特定基因的轉(zhuǎn)錄。 反式作用因子的激活方式如下:表達(dá)式調(diào)節(jié)；共價(jià)修飾；配體結(jié)合；蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相 互作用 反式作用因

40、子作用方式：成環(huán)；扭曲；滑動(dòng)；Oozing 反式作用因子的組合式調(diào)控： 基因表達(dá)的調(diào)控不是由單一的反式作用因子完成而是幾 種因子組合，發(fā)揮特定的作用。 11.簡(jiǎn)述基因表達(dá)調(diào)控的意義及基本調(diào)節(jié)層次。 答： （1）在同一機(jī)體的各種細(xì)胞中雖然含有相同的遺傳信息即相同的結(jié)構(gòu)基因，但它們并非 在所有細(xì)胞中都同時(shí)表達(dá)， 而必須根據(jù)機(jī)體的不同發(fā)育階段、 不同的組織細(xì)胞及不同的功能 狀態(tài)， 選擇性、 程序性地表達(dá)特定數(shù)量的特定基因。 通常情況下， 真核生物細(xì)胞只有 2%15% 的基因處于有轉(zhuǎn)錄活性的狀態(tài)。 為了適應(yīng)環(huán)境的變化， 生物體需要不斷地調(diào)節(jié)和控制各種基 14 因的表達(dá)。 （2）基因表達(dá)的調(diào)控是一個(gè)十分

41、復(fù)雜的過(guò)程。從 DNA 上的遺傳信息到蛋白質(zhì)功能發(fā)揮 的整個(gè)過(guò)程中，存在著基因組、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后、翻譯及翻譯后多個(gè)水平的調(diào)控環(huán)節(jié)。 12.舉例說(shuō)明什么是管家基因及其基因表達(dá)特點(diǎn)。 答： （1）管家基因（house-keeping genes）是指所有細(xì)胞中均要表達(dá)的一類基因，其產(chǎn)物是 維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必需的。如微管蛋白基因、糖酵解酶系基因與核糖體蛋白基因等。 （2）管家基因表達(dá)水平受環(huán)境因素影響較小，在個(gè)體各個(gè)生長(zhǎng)階段的大多數(shù)、或幾乎全 部組織中持續(xù)表達(dá)，或變化很小。它的表達(dá)只受啟動(dòng)序列或啟動(dòng)子與 RNA 聚合酶相互作用 的影響，而不受其他機(jī)制調(diào)節(jié)。調(diào)控區(qū)多呈低甲基化。 13.簡(jiǎn)述真核生物

42、在翻譯水平上的調(diào)控。 答： （1）翻譯起始的調(diào)控： 翻譯起始因子的功能調(diào)控：eIF-2 是蛋白質(zhì)合成過(guò)程中重要的起始因子。有些物質(zhì)可以 影響 eIF-2 的活性，調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成的速度。培養(yǎng)的真核細(xì)胞處于營(yíng)養(yǎng)不足（“饑餓”）時(shí)， eIF-2 失活，最終導(dǎo)致肽鏈合成起始效率降低。 阻遏蛋白的調(diào)節(jié)作用： 所有進(jìn)入胞漿的 mRNA 分子并不是都可以立即與核糖體結(jié)合翻 譯成蛋白質(zhì)。由于存在一些特定的翻譯抑制蛋白可以與一些 mRNA 的 5端結(jié)合，從而抑制 了蛋白質(zhì)翻譯。 5AUG 對(duì)翻譯的調(diào)節(jié)作用： 以真核 mRNA 為模板的翻譯開(kāi)始于最靠近其 5端的第一個(gè) AUG。 90%以上的真核 mRNA 符合第

43、一 AUG 規(guī)律。 但在有些 mRNA 中， 在起始密碼子 AUG 的上游（5端）非編碼區(qū)有一個(gè)或數(shù)個(gè) AUG，稱為 5AUG。5AUG 的閱讀框通常與正常編 碼區(qū)的閱讀框不一致，不是正常的開(kāi)放閱讀框。如果從 5AUG 開(kāi)始翻譯，很快就會(huì)遇到終 止密碼子。因此，若從 5AUG 開(kāi)始翻譯，就會(huì)翻譯出無(wú)活性的短肽。 mRNA 5端非編碼區(qū)長(zhǎng)度對(duì)翻譯的影響： 起始密碼 AUG 上游非編碼區(qū)的長(zhǎng)度可以影響 翻譯水平。當(dāng)?shù)谝粋€(gè) AUG 密碼子離 5端帽子的位置太近時(shí)，不容易被 40S 亞基識(shí)別。當(dāng)?shù)?一個(gè) AUG 密碼子距 5端帽子結(jié)構(gòu)的距離在 12 個(gè)核苷酸以內(nèi)時(shí)，有一半以上的核糖體 40S 亞基會(huì)滑

44、過(guò)第一個(gè) AUG。當(dāng) 5端非編碼區(qū)的長(zhǎng)度在 1780 核苷酸之間時(shí)，體外翻譯效率與 其長(zhǎng)度成正比。所以，第一個(gè) AUG 至 5端之間的長(zhǎng)度同樣影響翻譯起始效率和翻譯起始的 準(zhǔn)確性。 15 （2）mRNA 穩(wěn)定性調(diào)節(jié)：mRNA 的穩(wěn)定性是翻譯水平調(diào)控的重要因素，是由于 mRNA 是翻譯蛋白質(zhì)的模板，其量的多少直接影響蛋白質(zhì)合成的量。mRNA 半衰期越長(zhǎng)，翻譯效 率越高，在細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的量愈多。 （3）小分子 RNA 對(duì)翻譯的調(diào)控作用：如 lin-4 RNA 由 lin-4 基因編碼，可阻抑 lin-14 蛋 白質(zhì)(一種核蛋白)，從而調(diào)控生長(zhǎng)發(fā)育的時(shí)間選擇。 14.簡(jiǎn)述真核基因轉(zhuǎn)錄因子分類及功

45、能。 答： （1）反式作用因子指能直接或間接地識(shí)別或結(jié)合在各順式作用元件 812 bp 核心序列 上，參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率的一組蛋白質(zhì)，有時(shí)也稱轉(zhuǎn)錄因子。 （2） 目前發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)錄因子有近百種， 根據(jù)其作用方式的不同分為三類： 通用轉(zhuǎn)錄因子： 系多數(shù)細(xì)胞普遍存在的一類轉(zhuǎn)錄因子， 如 TATA box 結(jié)合因子 TFD 、 GC box 結(jié)合因子 SP1 等；組織特異性轉(zhuǎn)錄因子：在很大程度上，基因表達(dá)的組織特異性取決組織特異性轉(zhuǎn)錄因 子的存在；誘導(dǎo)性反式作用因子：這些反式作用因子的活性能被特異的誘導(dǎo)因子所誘導(dǎo)， 這種活性的誘導(dǎo)可以是新蛋白的合成。 15.簡(jiǎn)述真核和原核基因表達(dá)調(diào)控共同的要素。 答

46、： （1）DNA 元件：具有調(diào)節(jié)功能的 DNA 序列 原核：?jiǎn)?dòng)序列，操縱序列 真核： 順式作用元件，啟動(dòng)子，增強(qiáng)子，抑制子 （2）調(diào)節(jié)蛋白： 原核：阻遏蛋白：負(fù)性調(diào)節(jié)；激活蛋白：正性調(diào)節(jié) 真核：轉(zhuǎn)錄因子基本轉(zhuǎn)錄因子、激活因子、抑制因子 （3）RNA 聚合酶： RNA 聚合酶主要是通過(guò)識(shí)別與結(jié)合啟動(dòng)子，參與基因轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控 16.說(shuō)明阻遏蛋白在原核基因表達(dá)調(diào)控中的普遍意義。 答：阻遏蛋白通常是與基因操縱區(qū)結(jié)合，減弱或阻止其調(diào)控的基因轉(zhuǎn)錄，其介導(dǎo)的調(diào)控方式 為負(fù)調(diào)控。如大腸桿菌乳糖代謝，在沒(méi)有誘導(dǎo)劑時(shí)，與 lac 相鄰（上游端）的調(diào)節(jié)基因 I 的 產(chǎn)物lac 阻遏蛋白，能與操縱子操縱基因 O 特

47、異地結(jié)合，抑制結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄。 16 17.請(qǐng)解釋正性調(diào)節(jié)在真核基因表達(dá)調(diào)控中的普遍意義。 答：在真核細(xì)胞中，RNA 聚合酶對(duì)啟動(dòng)子的親和力很低，基本上不能靠其自身來(lái)起始轉(zhuǎn)錄， 而是需要依賴多種激活蛋白的協(xié)同作用。 真核基因調(diào)控中雖然也發(fā)現(xiàn)有負(fù)性調(diào)控元件， 但其 存在并不普遍； 真核基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)的調(diào)控蛋白也有起阻遏和激活作用或兼有兩種作用者， 但 總的是以激活蛋白的作用為主。 即多數(shù)真核基因在沒(méi)有調(diào)控蛋白作用時(shí)是不轉(zhuǎn)錄的， 需要表 達(dá)時(shí)就要有激活的蛋白質(zhì)來(lái)促進(jìn)轉(zhuǎn)錄。換言之：真核基因表達(dá)以正性調(diào)控為主導(dǎo)。 18簡(jiǎn)述乳糖操縱子在有葡萄糖存在而沒(méi)有乳糖存在時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄起始負(fù)調(diào)控的原理。 答：由于在沒(méi)有

48、乳糖的條件下，lac 阻遏蛋白能與操縱基因特異地結(jié)合，抑制了結(jié)構(gòu)基因的 表達(dá)。 七、論述題 七、論述題 1.從多個(gè)層次論述真核基因的表達(dá)調(diào)控。 答： （1）基因組 DNA 水平的調(diào)控： 基因組水平的調(diào)控即轉(zhuǎn)錄前調(diào)控， 指發(fā)生在基因組水平的基因結(jié)構(gòu)的改變， 這種調(diào)控方 式較穩(wěn)定持久，有時(shí)甚至是不可逆的。真核生物基因表達(dá)在 DNA 水平的調(diào)控主要方式為： 染色質(zhì)的丟失基因擴(kuò)增基因重排基因的甲基化修飾染色質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)基因表達(dá)的調(diào) 控作用 （2）轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控： 轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控主要是通過(guò)反式作用因子與順式作用元件和 RNA 聚合酶（RNA polymerase，RNA pol）的相互作用來(lái)完成的。順式作用

49、元件是一些能影響基因表達(dá)但不編 碼蛋白質(zhì)和 RNA 的 DNA 序列，按照功能分為啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、沉默子。反式作用因子是 指能直接或間接地識(shí)別或結(jié)合在各順式作用元件 812 bp 核心序列上，參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn) 錄效率的一組蛋白質(zhì)。 轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控機(jī)制主要為： 反式作用因子的活性調(diào)節(jié)。特定的反式作用因子被激活后，可以啟動(dòng)特定基因的轉(zhuǎn) 錄。激活方式為：表達(dá)式調(diào)節(jié)，共價(jià)修飾，配體結(jié)合，蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用。 反式作用因子作用方式。反式作用因子與順式元件的結(jié)合位點(diǎn)通常與其所調(diào)控的基 因相距較遠(yuǎn)，其作用方式模式為：成環(huán)，扭曲，滑動(dòng)，Oozing。 反式作用因子的組合式調(diào)控作用。每一種反式作用因子結(jié)合順

50、式元件后雖然可發(fā)揮 17 促進(jìn)或抑制作用， 但反式作用因子對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控不是由單一反式作用因子完成的， 而是 由幾種因子組合，發(fā)揮特定的作用。 （3）轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控： 5端加帽和 3端多聚腺苷酸化 mRNA前體的選擇性剪接 （4）翻譯水平的調(diào)控： 翻譯起始的調(diào)控，包括翻譯起始因子的功能調(diào)控、阻遏蛋白的調(diào)節(jié)作用、5AUG 對(duì)翻譯的調(diào)節(jié)作用、mRNA 5端非編碼區(qū)長(zhǎng)度對(duì)翻譯的影響等。 mRNA穩(wěn)定性調(diào)節(jié) 小分子 RNA 對(duì)翻譯的調(diào)控作用 （5）翻譯后調(diào)控： 指蛋白質(zhì)生物合成之后對(duì)其表現(xiàn)生物活性和特定功能的時(shí)空控制過(guò)程。 主要包括蛋白質(zhì) 分子的折疊(卷曲)、修飾加工、分選和傳送。 2.論述小分子

51、 RNA 在基因表達(dá)調(diào)控中的意義。 答：反義 RNA 是指能與特定 mRNA 互補(bǔ)結(jié)合的 RNA 片段，反義 RNA 由反義基因轉(zhuǎn)錄而 來(lái)。天然的具有功能的反義 RNA 分子一般為 200 個(gè)堿基以下的小分子 RNA。反義 RNA 在 原核生物翻譯水平上有三種作用方式： （1）反義 RNA 根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則與 mRNA 5端非翻譯區(qū)包括 SD 序列相結(jié)合。SD 序列是 mRNA 與核糖體小亞基結(jié)合的部位，反義 RNA 與 SD 序列結(jié)合后，阻止了 mRNA 與核糖體小亞基結(jié)合，直接抑制了翻譯。 （2）反義 RNA 與 mRNA 5端編碼區(qū)起始密碼子 AUG 結(jié)合，從而抑制 mRNA 翻譯起

52、始。 （3）反義 RNA 與 mRNA 的非編碼區(qū)互補(bǔ)結(jié)合，使 mRNA 構(gòu)象改變，影響其與核糖體結(jié) 合，間接抑制了 mRNA 的翻譯。 3.試述色氨酸操縱子的調(diào)節(jié)機(jī)制。 答：色氨酸操縱子表達(dá)的調(diào)控有兩種方式，一種是通過(guò)阻遏蛋白的負(fù)調(diào)控，另一種是通過(guò)衰 減子作用。 （1） 阻遏蛋白對(duì)色氨酸操縱子的調(diào)控： 色氨酸操縱子阻遏蛋白是一種由 2 個(gè)亞基組成的 二聚體蛋白質(zhì)，是色氨酸操縱子 R 基因的產(chǎn)物。無(wú)色氨酸時(shí)，該阻遏蛋白不能與操縱基因 18 結(jié)合，對(duì)轉(zhuǎn)錄無(wú)抑制作用；細(xì)胞內(nèi)有大量的色氨酸時(shí)，阻遏蛋白與色氨酸形成的復(fù)合物能與 操縱基因結(jié)合，抑制轉(zhuǎn)錄。 （2）衰減子對(duì)轉(zhuǎn)錄的調(diào)控：色氨酸操縱子的衰減子位

53、于前導(dǎo)肽編碼基因中，離 E 基因 上游約 3060 個(gè)核苷酸。大腸桿菌在無(wú)色氨酸的環(huán)境下，前導(dǎo)肽編碼基因和 5 個(gè)結(jié)構(gòu)基因 能轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生具有 6 700 個(gè)核苷酸的全長(zhǎng)多順?lè)醋?mRNA。 當(dāng)細(xì)胞內(nèi)色氨酸增多時(shí)， E、 D、 C、 B 和 A 基因轉(zhuǎn)錄受到抑制，但前導(dǎo)肽編碼基因轉(zhuǎn)錄出 140 個(gè)核苷酸 mRNA 引導(dǎo)序列并沒(méi)有 減少，這部分轉(zhuǎn)錄稱為衰減子轉(zhuǎn)錄物。這種現(xiàn)象是由衰減子造成的，而不是由于阻遏蛋白的 作用所致。引導(dǎo)序列由一段 14 氨基酸前導(dǎo)肽編碼區(qū)和一個(gè)衰減子組成，前導(dǎo)肽編碼區(qū)起始 部位有核蛋白體結(jié)合位點(diǎn)，AUG 密碼子后面緊跟 13 個(gè)密碼子，第 10、11 為色氨酸密碼子。 根據(jù)序

54、列特點(diǎn)可將整個(gè) mRNA 引導(dǎo)序列分為四區(qū)，可形成不同的堿基配對(duì)結(jié)構(gòu)；1 區(qū)和 2 區(qū)互補(bǔ)時(shí)， 3 區(qū)和 4 區(qū)可以互補(bǔ)配對(duì)， 形成的發(fā)夾結(jié)構(gòu)及隨后出現(xiàn)的 8 個(gè) U 即構(gòu)成典型的不 依賴 因子終止子；1 區(qū)不能與 2 區(qū)互補(bǔ)時(shí)，2 區(qū)即與 3 區(qū)互補(bǔ)，3 區(qū)不再與 4 區(qū)互補(bǔ)。四 個(gè)區(qū)域以何種形式配對(duì)則取決于核蛋白體翻譯 mRNA 引導(dǎo)序列的速度，后者又受控于色氨 酸的水平。色氨酸豐富時(shí)，核蛋白體可順利沿引導(dǎo)序列移動(dòng)直至達(dá)最后一個(gè)密碼子 UGA， 合成完整的引導(dǎo)肽。UGA 位于 1 區(qū)和 2 區(qū)之間，到達(dá)此處的核蛋白體占據(jù) 2 區(qū)，使 3 區(qū)不 能與 2 區(qū)互補(bǔ)而與 4 區(qū)互補(bǔ)，形成終止子發(fā)

55、夾結(jié)構(gòu)，RNA 聚合酶停止在衰減子部位。色氨 酸缺乏時(shí)，核蛋白體因原料缺乏終止在 1 區(qū) Trp 密碼子部位，2 區(qū)無(wú)法與 1 區(qū)配對(duì)且在 4 區(qū) 被轉(zhuǎn)錄出來(lái)之前與 3 區(qū)互補(bǔ)，致 4 區(qū)處于單鏈狀態(tài)，不能形成終止發(fā)夾，RNA 聚合酶通過(guò) 衰減子而繼續(xù)轉(zhuǎn)錄。 4.真核 mRNA 選擇性剪接的方式有哪些？舉例說(shuō)明其基本生物學(xué)意義是什么？ 答： （1）選擇性剪接的方式有: 外顯子遺漏; 3端剪切位點(diǎn)的變化; 5端剪切位點(diǎn)的變 化； 內(nèi)含子保留。 （2） 轉(zhuǎn)錄后選擇性剪接在高等生物細(xì)胞的高度異質(zhì)性中起重要作用。 由于選擇性剪接的 多樣化，一個(gè)基因在轉(zhuǎn)錄后通過(guò) mRNA 前體（hnRNA）的剪接加工而

56、產(chǎn)生兩個(gè)或更多的蛋 白質(zhì)，不同的蛋白可能發(fā)揮著不同的生物學(xué)效應(yīng)。 （3） 如 bax 基因的編碼產(chǎn)物是與細(xì)胞凋亡有關(guān)的分子。該基因的原始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物經(jīng)過(guò)選擇 性剪接形成幾種（、 等）不同類型的蛋白質(zhì)，其結(jié)構(gòu)上的差異主要源于 mRNA 前體 的選擇性剪接。 19 5說(shuō)明乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)及其正負(fù)性協(xié)調(diào)調(diào)控原理。 答： （1）編碼 -半乳糖苷酶、半乳糖苷通透酶及硫代半乳糖苷轉(zhuǎn)乙酰基酶三種酶蛋白的結(jié) 構(gòu)基因 Z、Y、A，加上調(diào)控元件啟動(dòng)子（promoter，P）和操縱基因（operator，O）即 構(gòu)成乳糖操縱子。 （2）有葡萄糖無(wú)乳糖時(shí)，阻遏蛋白與操縱基因結(jié)合，lac 結(jié)構(gòu)基因不轉(zhuǎn)錄，cAMP 處于低水 平，CAP 蛋白不能與啟動(dòng)子附近的 CAP 位點(diǎn)結(jié)合；葡萄糖和乳糖均存在時(shí)，阻遏蛋白與乳 糖結(jié)合，空間構(gòu)象改變，不再與操縱基因結(jié)合，cAMP 處于低水平，CAP 蛋白不與 CAP 位 點(diǎn)結(jié)合，結(jié)構(gòu)基因有少量表達(dá)；無(wú)葡萄糖有乳糖時(shí)，阻遏蛋白不與操縱基因結(jié)合，cAMP 處 于高水平，形成 cAMP-CAP 復(fù)合物并與 CAP 位點(diǎn)結(jié)合，結(jié)構(gòu)基因大量表達(dá)。 第六章第六章 DNA 損傷與修復(fù)損傷與修復(fù) 一、名詞解釋一、名詞解釋 1DNA 損傷 (DNA damage) ：