因子等。
(3)无论是原核生物还是真核生物,其转录都受反式调节因子的调节,这类调节可在两个水平上进行;一是通过调节因子的生物合成(即对其种类和数量的调节);二是通过对它们进行构象转变或共价修饰(即对其活性的调节)。原核生物通常以负调节为主,其调节因子的活性主要受变构效应的调节;真核生物以正调节为主,调节因子主要以共价修饰为主。
(4)真核生物具有染色质结构,基因活化首先需要改变染色质的状态,使转录因子能够接触并作用于启动子,此过程称为染色质改型(chromatin remodeling)。 上游调节因子,包括激活因子和阻遏因子,均属于反式作用因子,它们与顺式元件中的上游激活序列(元件)、应答元件、增强子(enhancer)和沉默子(silencer)等特异性结合,对真核生物的转录分别起促进和阻遏作用。上游调节因子通常都有三个结构域,即DNA结合结构域(DNA-binding domain)、转录激活结构域(transcription activation domain)和二聚化结构域(dimerization domain)。 2.简述内含子的功能
(1)内含子的存在使同源重组的两个DNA分子间链的断裂和再连接可发生在内含子处,从而促进重组,并且避免了在重组过程中由于错位而造成的基因失活; (2)内含子的存在增加了基因组的复杂性,可成为新的编码序列,尤其是当基因内由突变产生新的5‘或3‘剪接点时,旧的剪接点依然存在,使生物机体不因突变而失去蛋白质。
(3)基因组中外显子和内含子是相对的,有些内含子具有编码序列,产生蛋白质或功能RNA;
(4)许多核仁小RNA是由内含子产生的,这些内含子在表达时就成了外显子;
(5)许多内含子对基因表达有一定影响,即它们编码了某些基因表达的调控信息。
3.试述真核生物mRNA的主要的转录后加工过程。 (1)rRNA前体的加工
真核生物rRNA的甲基化程度比原核生物的高。rRNA在成熟过程中,甲基化位置在核糖2'-羟基上。 (2)tRNA前体的加工
前体分子在tRNA的5‘和3‘端都有附加序列,需由内切核酸酶和外切酶加以去除。 (3)mRNA前体的一般加工
真核生物编码蛋白质的基因以单个基因作为转录单位,转录产物为单顺反子mRNA。mRNA的原初转录物是相对分子质量极大的前体,在核内加工过程中形成分子大小不等的中间物,称为核内不均一RNA(heterogeneous nuclear RNA,hnRNA),这种分子能部分地转变为细胞质中的成熟mRNA 。 hnRNA转变成mRNA的加工过程包括: a.5‘端形成特殊的帽子结构;
b.在链的3‘端切断并加上多聚腺苷酸(polyA); c.通过剪接除去由内含子转录而来的序列;
d.链内部的核苷酸被甲基化:起着被特异分子识别的作用。 帽子结构功能:
a.在翻译过程中起识别作用;
b.稳定mRNA,, 保护其免受5‘端外切核酸酶的降解。 (4)RNA的剪接、编辑和再编码
断裂基因的转录产物通过剪接,去除内含子,使外显子即编码区连接成连续的序列,有些内含子可催化自体剪接(self-splicing);有些需在剪接体(spliceosome)作用下才能剪接;RNA编码序列的改变称为编辑(editing);RNA编码和读码方式的改变称为再编码(recoding)。由于细胞内的RNA存在着选择性剪接(alterative splicing)、编码和再编码等过程,使得一个基因可以产生多种蛋白质。 选择性剪接有多种方式,主要归纳为以下4种:(1)剪接产物缺失一个或几个外显子;(2)剪接产物保留一个或几个内含子作为外显子的编码序列;(3)在外显子中存在5′剪接点或3 ′剪接点,使该外显子部分缺失;(4)内含子中也存在5 ′剪接点或3 ′剪接点,从而使部分内含子变为编码序列。 4.举例说明影响真核生物DNA甲基化的环境因素
第七章 DNA损伤与修复 Chapter 7 DNA Damage and Repair
一 名词解释
1.DNA的损伤:指在生物体生命过程中DNA双螺旋结构发生的任何改变。 2.同义突变:基因突变导致mRNA密码子第三位碱基的改变但不引起密码子意义的改变,其翻译产物中的氨基酸残基顺序不变,但有时可引起翻译效率降低。 3.移码突变:基因突变导致mRNA密码子碱基被置换,引起突变点之后的氨基酸残基顺序全部发生改变。
4.无义突变:是编码某一氨基酸的三联体密码经碱基替换后,变成不编码任何氨基酸的终止密码UAA、UAG或UGA。虽然无义突变并不引起氨基酸编码的错误,但由于终止密码出现在一条mRNA的中间部位,就使翻译时多肽链的终止
就此终止,形成一条不完整的多肽链。
5.错义突变:是编码某种氨基酸的密码子经碱基替换以后,变成编码另一种氨基酸的密码子,从而使多肽链的氨基酸种类和序列发生改变。错义突变的结果通常能使多肽链丧失原有功能,许多蛋白质的异常就是由错义突变引起的。 6.photoreactivation: cyclobutane pyrimidine dimers can be monomerized again by DNA photolyases(photoreactivating enzymes) in the presence of visible light. 7.zinc finger: 锌指,锌螯合在氨基酸链中形成锌的指状结构。锌是某些酶的活性辅助因子,也是某些蛋白质,包括RNA聚合酶的转录因子,如TFIIIA(transcription factor III,Asubtype)、类固醇受体等能结合脱氧核糖核酸(DNA)的蛋白质亦含有锌。以TFIIIA为例,锌以四个配价键和四个半胱氨酸(Cys;C)残基或半胱氨酸、组氨酸残基(His,H各两个相结合)。每个―指‖含12~13个其他氨基酸。整个蛋白质分子可有2~9个这样的锌指重复单位。一个单位又以其指部伸入DNA双螺旋的深沟,接触5个核苷酸。此结构的功能就是为了适用于生物大分子之间相互结合或吻合的蛋白分子上局部结构形式,即基元(motif)之一,是配合生物的基因转录和调控的结构上保证因素之一。
8.基因突变:是在基因内的遗传物质发生可遗传的结构和数量的变化。 9.point mutation:点突变,原来是指可与多数变异体重组的基因内的微小部分所谓点的一种突变。现在则用于作为一般碱基对置换和移码所造成的突变的总称。 10.translocation:染色体易位,是染色体的一部分因断裂脱离,并与其它染色体联结的重排过程
11.Oncogene: 原癌基因,是细胞的正常基因,其表达产物对细胞的生理功能极其重要,只有当原癌基因发生结构改变或过度表达时,才有可能导致细胞癌变。
12.tumor suppressor gene: 抑癌基因,是指由于其存在和表达而抑制细胞癌变的基因。
13.细胞转化基因:细胞转化基因实质上就是由一类原癌基因突变而来 。当原癌基因在某些外界因素(如放射线、化学致癌物等)的作用下,发生数量和结构上的微细变化,形成了致癌性的细胞转化基因,从而使正常细胞转化为肿瘤细胞。 14.基因领域:基因与基因之间的间隔距离。
15.基因领域效应:同一DNA链上两个具有相同转录方向的基因间隔小于一定长度时,影响有效转录所必需的染色质结构的形成,从而使这两个基因中的一个或两个均不能转录或转录活性显著降低。 二 简答与论述
1. 简述光复活作用的机制
光复活(light repairing)是一种广泛存在的修复作用。光复活能够修复任何嘧啶二聚体的损伤。其修复过程为:光复活酶(photo-lyase)识别嘧啶二聚体并与之结合形成复合物→在300~600nm可见光照射下,酶获得能量,将嘧啶二聚体的丁酰环打开,使之完全修复→光复活酶从DNA上解离。 2.如何区分肿瘤细胞与正常细胞 肿瘤细胞基本生物学特征
⑴细胞生长与分裂失去控制,具有无限增殖能力,成为―永生‖细胞。 ⑵具有扩散性
癌细胞的细胞间粘着性下降,具有侵润性和扩散性,这是癌细胞的基本特征。 在分化程度上癌细胞低于良性肿瘤细胞,且失去了许多原组织细胞的结构和功能