现代分子生物学 Modern molecular biology 问答题
① 什么是转座子？转座子有哪几种类型？ ② 什么叫做Ds-Ac因子？
③ 错配修复和切除修复的机制。
第三章 生物信息的传递（上）
——从DNA到RNA
1. 基本概况 编码链与模板链:
与mRNA序列相同的那条DNA链称为编码链（有意义链、正(+)链 ） ；将另一条根据碱基互补原则指导mRNA合成的DNA链称为模板链（无意义链、负(-)链）。 结构基因： DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因。 转录单元: 一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列。 RNA合成的基本特征：
1) 5’→3’ 方向；
2) 底物三磷酸核苷酸（NTP）
3) 不对称转录，以单链DNA为模板。 4) 不需要引物，合成是连续的。 5) 对一个基因组来说，转录只发生在一部分基因，且每个基因的转录都受到相对独立
的控制。
2. 转录的基本过程 1）模板识别 :
与原核生物的不同，真核生物的RNA聚合酶不能直接识别基因的启动子区，需要一些被称为转录调控因子的辅助蛋白质按特定顺序结合于启动子上，RNA聚合酶才能与之相结合并形成复杂的前起始复合物，以保证有效地起始转录。 2)转录起始
3)转录延伸：即是RNA聚合酶释放σ因子离开启动子后，核心酶沿着模板DNA移动并使新生RNA链不断伸长的过程。 4)转录终止
3. 转录机器的主要成分
转录酶:原核生物的RNA聚合酶、真核生物的RNA聚合酶(RNA polⅠ、RNA polⅡ、RNA pol Ⅲ)
转录复合物 思考：
RNA聚合酶如何找到DNA上需要转录的那个基因的特异性启动子？ ? 因子功能特点
（1） σ 因子负责模板链的选择和转录的起始 （2）提高RNA聚合酶对启动子区的亲和力
（3）σ 因子不参与转录延伸过程，在转录起始后RNA聚合酶上释放出来
? 只有全酶才能在正确位置起始转录。核心酶能在DNA模板上合成RNA，但不能在
正确位置起始转录。
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现代分子生物学 Modern molecular biology 核心酶和全酶的区别：核心酶没有σ因子 4. 启动子与转录过程
1）原核生物的启动子结构特点：
转录起始点: 常见序列为CAT，A为起始点 -10区:
结构特点：保守序列：TATAAT A.T较丰富，易于解链。
功能：(1) RNA pol结合位点 ；(2) 形成开放启动复合体；(3) 使RNA pol定向转录。 -35区： 结构特点：
其保守序列 TTGACA 与-10序列，相隔16-19bp 功能：
(1) RNA pol的识别位点。(2) 不同σ亚基识别不同启动子，调控不同基因的转录起始。 增强子 ：具有增加启动子的作用。 增强子的特点：
? 远距离效应。
? 无方向性。可位于靶基因的上游、下游或内部。 ? 顺式调节。只调节位于同一染色体上的靶基因。
? 无物种和基因特异性。可连接到异源基因上发挥作用 ? 有组织特异性。需要特定的蛋白因子参与。 ? 有相位性。其作用与DNA的构象有关。
2)真核生物的启动子
? 核心启动子：保证RNA聚合酶Ⅱ转录正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括转
录起始位点及转录起始位点上游TATA区。作用：选择正确的转录起始位点，保证精确起始
? 上游启动子元件：控制转录效率、频率
? 其他元件：八碱基区域、KB元件 、ATF元件
思考：
? RNA聚合酶如何找到DNA上的一个特异性的启动子？ ? 原核生物启动子的结构特点？ ? 真核生物启动子的结构特点？
转录因子：凡是转录起始过程必需的蛋白质，只要它不是聚合酶的组成成分，就可将其定义为转录因子（transcription factor, TF).
抗终止作用：ρ因子的作用被抵消，使得RNA聚合酶通过终止子继续转录后面的基因 5. 原核生物与真核生物mRNA的特征比较 原核生物mRNA的特征
● mRNA转录产物是成熟的，不需修饰即可 直接进行翻译； ● 半衰期短
● 多以多顺反子的形式存在
●5’ 端无“帽子”结构， 3’ 端没有或只有较短的poly（A）结构。无内含子，mRNA是连续的
●S – D 序列：使 rRNA正确定位于起始密码子 真核生物mRNA的特征 ● 5’ 端存在―帽子‖结构
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现代分子生物学 Modern molecular biology ● 多数mRNA 3’ 端具有poly（A）尾巴（组蛋白除外） ● 以单顺反子的形式存在
● 前体mRNA有内含子，是断裂基因。 注意：
单顺反子mRNA：只编码一个蛋白质的mRNA。多顺反子mRNA：编码多个蛋白质的mRNA。 5’端帽子结构的功能：a. 翻译起始的必要结构，b. 增加mRNA的稳定性c. 有助于mRNA越过核膜
polyA尾巴的功能: 与mRNA从细胞核转送到细胞质有关。稳定mRNA结构，保持生物半衰期。与真核mRNA的翻译效率有关：
6. 内含子的剪接、编辑、再编码及化学修饰
核酶(ribozyme) (核糖核酸酯酶)：具有催化功能的RNA分子。 作用特点：核酶既是催化剂又是底物，随着反应最终消失。
思考题 名词解释：
转录单位、转录起点、启动子、终止子 简答题：
1、简述? 因子在转录起始中的作用 2、简述原核生物基因启动子的结构 3、简述原核生物转录终止的两种机制
4. RNA聚合酶II的启动子有哪些基本元件，各元件的作用是什么？
5.碱基替换编辑、插入编辑与点突变（碱基替换、碱基增加）有何不同？ 6.真核生物转录和原核生物转录的差异？
7.转录和复制都是合成的过程，二者有何不同？ 8.内含子的“功能”及其在生物进化中的地位。 9.核酶的意义和应用有哪些？ 10.RNA在生物进化中的地位？
第四章 生物信息的传递---从mRNA到蛋白质
? 遗传密码——三联子 1 遗传密码
? 遗传密码（genetic code）： mRNA中蕴藏遗传信息的碱基顺序。 2 遗传密码的性质 ? （1）密码的连续性 （2）密码的简并性
（3）密码的通用性和特殊性 （4）密码子的摆动性 密码子和tRNA数量
? 如果有几个密码子同时编码一个氨基酸，凡是第一、二位碱基不同的密码子都对应
于各自独立的tRNA。
? 第一、二位碱基相同的密码子，则共用一种tRNA。
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现代分子生物学 Modern molecular biology ? tRNA的结构、功能与种类 1.tRNA的空间结构
（1） 三叶草的二级结构
a、氨基酸接受臂:功能：负责携带氨基酸。
b、TψC臂:功能：负责和核糖体上的rRNA 识别结合；
c、 反密码子臂:功能：负责对mRNA上的密码子的识别与配对。 d、D环:功能：起连接作用
e、额外环:功能：在tRNA三维结构中连接两个区域（D环-反密码子环和TψC-受体臂）。 f、 含丰富的稀有碱基:每个tRNA分子至少含有2个稀有碱基，最多有19个 （2） “ L”形三级结构 2 tRNA的功能
1) 解读mRNA的遗传信息 2) 运输的工具，运载氨基酸
3 tRNA的种类:起始tRNA和延伸tRNA; 同工tRNA; 校正tRNA AA-tRNA合成酶的功能：
1) 能识别tRNA。
2) 能识别氨基酸，它对两者都具有高度的专一性。 ? 核糖体的结构与功能
核糖体发挥生物学功能的5个活性位点 ① mRNA结合位点；
② 结合AA-tRNA位点（A位）； ③ 结合肽基 tRNA位点（P位）； ④ 空载tRNA移出位点（E位）； ⑤ 形成肽键的位点 (转肽酶中心) 。 核糖体的功能
小亚基: 负责对模板mRNA进行序列特异性识别 大亚基: 负责携带AA-tRNA、肽键的形成等 ? 蛋白质合成的过程 1) 氨基酸的活化
氨基酸 ＋ATP —→ 氨基酰-AMP ＋ PPi 氨基酰-AMP＋tRNA —→氨基酰-tRNA ＋AMP 2) 翻译的起始
a) 核糖体大小亚基分离
b) 30S小亚基通过SD序列与mRNA模板相结合。 c) 起始 tRNA 的结合 d) 70S 起始复合物形成
起始因子 IF-1 IF-2 IF-3
生物学活性 防止tRNA过早与核糖体A位点结合。 帮助fMet-tRNAfmet与30S小亚基结合 与30S小亚基结合，防止过早与50S亚基结合 促进fMet-tRNAfmet向P位点迁移 9
现代分子生物学 Modern molecular biology 3) 肽链的延伸
AA-tRNA与核糖体结合(进位): 主要是密码子-反密码子的识别；需要消耗GTP，并需EF-Tu、EF-Ts两种延伸因子 肽键的生成:
移位。核糖体向mRNA3’端方向移动一个密码子。需要消耗GTP，并需EF-G延伸因子。
4) 肽链的终止：肽链释放， tRNA逐出，核糖体与mRNA解聚。 mRNA的信息阅读：5’端向3’端，肽链延伸：从N端到C端。 真核与原核蛋白质合成的异同 真核 原核 核糖体 80S 70S 含蛋白数量 多于80 少于60 起始tRNA tRNA met tRNAfmet 启动 eIF十多种 IF三种 小亚基先与tRNA结合 先与mRNA结合 延长 EF1,EF2 EF-Tu EF-Ts EF-G 终止 RF RF1，RF2，RF3
5) 蛋白质前体的加工
N-端f-Met或Met的切除 二硫键的形成
特定氨基酸的化学修饰
切除新生肽链中的非功能片段 蛋白质的空间折叠
分子伴侣：能在细胞内辅助新生肽链正确折叠的一类蛋白质。分为两类：热休克蛋白家族、伴侣素家族
? 蛋白质的运转机制
翻译运转同步机制：分泌蛋白质大多是以同步机制运输的。
翻译后运转机制：由细胞质进入细胞器的蛋白质大多是以翻译后运转机制运输的。
第五、六章 分子生物学研究法(略)
第七章 基因表达与调控（上） ——原核基因表达调控模式
? 绪论
1 基因表达的方式
永久性表达：指不大受环境变动而变化的一类基因表达。维持细胞最低限度功能所不可少的基因。
适应性表达：指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因表达。 应环境条件变化基因表达水平增高的现象，这类基因被称为可诱导的基因； 随环境条件变化而基因表达水平降低的现象相应的基因被称为可阻遏的基因。 2 基因表达调控的生物学意义
? 适应环境、维持生长和增殖（原核、真核） ? 维持个体发育与分化（真核 ）
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