1、1 SD 序列：起始密码子 AUG 上游 5-10 个核苷酸处，有一段可与核糖体 16S rRNA 配对结合的、富含嘌呤的 3-9 个核苷酸的共同序列，一般为 AGGA(也有说是 AGGAGG)，此序列称 SD 序列(Shine-Dalgarno sequence)2 顺式作用元件：cis-acting element 是指对基因表达有调控活性的 DNA 序列，其活性只影响与其自身同处于一个 DNA分子上的基因3 核小体 nucleosome 构成真核染色质的一种重复珠状结构，是由大约 200 bp 的 DNA 区段和多个组蛋白组成的大分子复合体。其中大约 146 bp 的 DNA 区段与八聚
2、体(H2A、H2B 、H3 和 H4 各两分子) 的组蛋白组成核小体的核心颗粒，核心颗粒间通过一个组蛋白 H1 的连接区 DNA 彼此相连。基因产生一条多肽链或功能 RNA 所必需的全部核苷酸序列。冈崎片段 Okazaki fragment 在 DNA 不连续复制过程中，沿着后随链的模板链合成的新 DNA 片段，模板链 DNA 双链中其序列与编码链或信使核糖核酸互补的那条链。在 DNA 复制或转录过程中，作为模板指导新核苷酸链合成的亲代核苷酸链。基因家族真核生物的基因组中有很多来源相同、结构相似、功能相关的基因，将这些基因称为基因家族蛋白质内含子其 DNA 序列与外显子一起转录和翻译，产生一条
3、多肽链，然后从肽链中切除与内含子对应的 aa 序列，再把与外显子对应的氨基酸序列连接起来，成为有功能的蛋白质。翻译内含子 mRNA 中存在与内含子对应的核苷酸序列，在翻译过程中这一序列被“跳跃”过去，因此产生的多肽链不含有内含子对应的氨基酸序列Northern blot 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Sorthern blot蛋白激酶 C protein kinase 丝氨酸/苏氨酸激酶的家族成员。在多种免疫受体介导的信号
4、转导中可被二酰甘油和钙离子所激活。原癌基因 proto-oncogene 调控细胞生长和增殖的正常细胞基因。突变后转化成为致癌的癌基因。多顺反子 mRNA 两个以上相关基因串在一起转录所得到的信使核糖核酸(mRNA)。多顺反子 mRNA 一般可同步翻译产生功能相关的多个蛋白质或酶。Alternative splicing 在高等真核生物中，内含子通常是有序或组成型地从 mRNA 前体分子中被剪接，然而，在个体发育或细胞分化时，可以有选择地越过某些外显子或某个剪接点进行变位剪接，产生出组织或发育阶段特异性 mRNA，成为内含子的可变剪接。端粒酶 端粒酶是一种含 RNA 链的逆转录酶，通过识别并结
5、合于富含 G 的端粒末端，以所含的 RNA 为模板，逆转录合成端粒。X 染色体失活人和鼠的 Xist（ Xi-specific transcript）基因只在失活的 X 染色体上表达，编码一功能性 RNA 分子，此分子能与 Xic 位点相互作用，引起后者构象变化，更容易与各种蛋白因子相结合，最终导致 X 染色体失活锌指结构指 的 是 在 很 多 蛋 白 中 存 在 的 一 类 具 有 指 状 结 构 的 结 构 域 ， 这 些 具 有 锌 指 结 构 的 蛋 白 大 多 都 是 与 基 因 表 达的 调 控 有 关 的 功 能 蛋 白 由 一 个 含 有 大 约 30 个 氨 基 酸 的 环
6、和 一 个 与 环 上 的 4 个 Cys 或 2 个 Cys 和 2 个 His 配 位的 Zn 构 成 ，反式作用因子 trans-acting factor 是 指 能 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 。染色质 chromatin chromosome指间期细胞核内由 DNA、组蛋白、非组蛋白及少量 RNA 组成的线性复合结构, 是间期细胞遗传物质存在的形式。所谓 C 值，通常是指一种生物单倍体基因组 DNA 的总量。一般高等生物的 C 值均大于低等生物,但某些植
7、物或两栖动物的 C 值比人高出几十倍,这种 C 值与进化复杂性不一致的现象称为 C 值反常现象或称为 C 值矛盾（C-value paradox）断裂基因或不连续基因（interrupted/discontinuous genes）所谓断裂基因就是基因的编码序列在 DNA 分子上是不连续的，为不编码的序列所隔开。编码的序列称为外显子（exon） ，不编码的序列称为内含子（intron ） 。寡核苷酸（oligonucleotide）：一般是指二至十个核苷酸残基以磷酸二酯键连接而成的线性多核苷酸片段。回文序列是指沿同一方向(如 53)序列相同的结构，即碱基序列的反向重复(inverted rep
8、eats)核酸的变性：是指核酸双螺旋区的氢键断裂， DNA 分子由稳定的双螺旋结构松解为无规则线性结构的现象变性的 DNA 在适当的条件下，两条彼此互补的 DNA 单链可以重新缔合形成双螺旋结构，这个过程称之为复性DNA 复制时每个子代 DNA 分子的一条链来自亲代 DNA，另一条链是新合成的，这种复制方式称半保留复制（semiconservative replication DNA 复制时，一条链是连续的，另一条链是不连续的，因此称半不连续复制（semidiscontinuous replication） 。复制起点（Origin of replication 碱基切除修复（Base-exc
9、ision repair 复制叉（replication fork错配修复（mismatch repair）核苷酸切除修复（ nucleotide-excision repair）转座子（transposon ,transposable element转座 (transposition) 是由可移位因子介导的遗传物质重排现象转录(transcription)是指在 RNA 聚合酶的作用下，拷贝出一条与 DNA 链序列完全相同（除了 TU）的 RNA 单链的过程启动子（promoter 是指 DNA 分子上被 RNA 聚合酶识别并结合形成起始转录复合物的区域终止子(terminator RNA
10、聚合酶 （RNA polymerase）基础转录因子或普通转录因子(general transcription factor)剪切（cleaving ） 、修剪（clipping） 、剪接（splicing翻译（translation）：以 mRNA 为模板，按照 mRNA 分子上的三个核苷酸决定一种氨基酸的规则（三联体密码）合成具有特定氨基酸顺序的蛋白质。开放阅读框（Open Reading Frame, ORF）：mRNA 沿 5至 3方向，从起始密码子 AUG 开始，连续读取密码子，一直到终止密码子，即为编码区，如果这段密码子序列编码一条有功能活性的多肽链，就称为 ORF。分子伴侣（mo
11、lecular chaperones）是一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质，它们在细胞内帮助其他多肽的结构完成正确的组装，而且在组装完毕后与之分离，不构成这些蛋白质结构执行功能时的组份”，如热休克蛋白(信号肽（signal peptide）导肽(Leader peptide 大肠杆菌 DNA 聚合酶 I 大片段（ Klenow 基因工程也叫 DNA 重组，指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其他载体分子中，构成遗传物质的重新组合，使之进入原先没有这类分子的寄住细胞内并持续稳定的繁殖和表达的过程载体（vector）：是携带外源 DNA 进入宿主细胞进行扩增和表达的 DNA，他们一般是通过改
12、造质粒、噬菌体或病毒等构建的。某些基因在一个个体的几乎所有细胞中持续表达，通常被称为管家基因(housekeeping gene)应环境条件变化基因表达水平增高的现象称为诱导(induction)，这类基因被称为可诱导的基因(inducible gene)；相反，随环境条件变化而基因表达水平降低的现象称为阻遏(repression)，相应的基因被称为可阻遏的基因(repressible gene)。时间特异性（temporal specificity）空间特异性(spatial specificity 弱化子（attenuator调节蛋白(regulatory protein)是一些特殊蛋白质
13、, 它们决定着其他蛋白质何时可以合成。有两种基本类型:即正调节蛋白(positive regulator)及负调节蛋白(negative regulator)。激活蛋白(activator), 它的存在对合成所调节的酶是需要的, 因此,激活蛋白存在时被控制的基因即表达。负调节蛋白或称阻遏蛋白（Repressor）,会使其靶蛋白的合成受到抑制,即不表达一些化学合成的乳糖类似物，不受 -半乳糖苷酶的催化分解，却也能与 R 特异性结合，使 R 构象变化，诱导 1ac操纵元的开放。例如异丙基硫代半乳糖苷(isopropylthiogalactoside, IPTG)就是很强的诱导剂，不被细胞代谢而十分
14、稳定。此类诱导物成为安慰诱导物（gratuitous inducer） 。能 高 效 诱 导 酶 的 合 成 ， 但 又 不 被 所 诱 导 的 酶 分 解 的 分 子分解代谢激活蛋白(catabolite activator protein, CAP)也称为 cAMP 受体蛋白(cyclic AMP receptor protein, CRP)：葡萄糖降解物抑制腺苷酸环化酶活性，cAMP-CRP 对细菌糖代谢发挥正调控作用外显子(Exon) ：真核细胞基因 DNA 中的编码序列，这些序列被转录成 RNA 并进而翻译为蛋白质。内含子(Intron) ：真核细胞基因 DNA 中的间插序列，这些序
15、列被转录成 RNA，但随即被剪除而不翻译。组成型剪接：一个基因的转录产物通过剪接只能产生一种成熟的 mRNA。选择性剪接：同一基因的转录产物由于不同的剪接方式形成不同 mRNA。 基因丢失（gene elimination 基因扩增(gene amplification) 基因重排(gene rearrangement)通过基因的转座，DNA 的断裂错接而使正常基因顺序发生改变，这些序列的重排不仅可形成新的基因，还可调节基因的表达活性盒子（active cassette）沉默盒子（silent cassettes）沉默子（ silencers）剂量补偿 动物多为雌雄异体，雌性个体含有 2 条
16、X 染色体，而雄性只含有一条。当细胞以一定的机制检测到X 染色体“剂量”的差别后，会以一定的方式调节 X 染色体上基因的表达水平，使雌雄个体中 X 染色体上基因的表达产物相当，这就是所谓的“剂量补偿”。X 染色体失活中心：（X-chromosome inactivation center， Xic）螺旋-转折-螺旋（Helix-turn-helix，H-T-H ）锌指结构（zinc finger）碱性-亮氨酸拉链（basic - leucine zipper）碱性-螺旋-环-螺旋（basic helix /loop /helix，bHLH）同源结构域（homeodomain，HD ）酸性 -螺
17、旋(acidic -helix)谷氨酰胺丰富区(glutamine-rich domain 脯氨酸丰富区(proline-rich domain)细胞间信息物质是由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质的统称，又称作第一信使生长因子、细胞因子、胰岛素第二信使(secondary messenger 在细胞内传递信息的小分子物质，Ca2+、IP3、DAG 、cAMP、cGMP受体是细胞膜上或细胞内能特别识别生物活性分子并与之结合的成分。它能把识别和接受的信号正确无误地放大并传递到细胞内部，进而引起生物学效应的特殊蛋白质，个别是糖脂能与受体呈特异性结合的生物活性分子则称 配体(ligand)膜受体
18、(membrane receptor： 1.离子通道耦联受体 2.具有催化功能的受体 3.与 G 蛋白耦联的受体激素G 蛋白耦联受体G 蛋白腺苷酸环化酶cAMP 依赖 cAMP 的蛋白激酶 A基因调控蛋白基因转录G 蛋白(guanylate binding protein)是一类和 GTP 或 GDP 相结合、位于细胞膜胞浆面的外周蛋白，由 、 三个亚基组成金属硫蛋白（metallothionein ，MT核激素受体 Nuclear hormone receptors 热休克蛋白（heat shock protein） 。应答元件：现代分子生物学上把能与某个（类）专一蛋白因子结合，从而控制基因
19、特异表达的 DNA 上游序列称为应答元件（response element） 。4 cDNA 与 cccDNA：cDNA 是由 mRNA 通过反转录酶合成的双链 DNA；cccDNA 是游离于染色体之外的质粒双链闭合环形DNA。5 CAP：环腺苷酸（cAMP）受体蛋白 CRP（cAMP receptor protein ） ，cAMP 与 CRP 结合后所形成的复合物称激活蛋白 CAP（cAMP activated protein ）6 回文序列：DNA 片段上的一段所具有的反向互补序列，常是限制性酶切位点。7 弱化子：在操纵区与结构基因之间的一段可以终止转录作用的核苷酸序列。8 信号肽：在蛋
20、白质合成过程中 N 端有 1536 个氨基酸残基的肽段，引导蛋白质的跨膜。9 考斯质粒：是经过人工构建的一种外源 DNA 载体，保留噬菌体两端的 COS 区，与质粒连接构成。1、 何为 DNA 的变性和复性？举出至少 4 种以上在实验操作中的用途。答：变性是指核酸双螺旋区的氢键断裂， DNA 分子由稳定的双螺旋结构松解为无规则线性结构的现象，它并不涉及共价键的断裂。复性是指变性的 DNA 在适当的条件下，两条彼此互补的 DNA 单链可以重新缔合形成双螺旋结构的过程。举例：PCR、核酸分子杂交、增色效应、计算 DNAtm 值。2、 不依赖 P 因子的终止子的终止机制。答：不依赖 因子的终止子有两
21、个特征:1DNA 顺序有双重对称(dyad)，位于 RNA3端之前 15-20 核苷酸处，和2DNA 模板链中有一串约6 个 A，转录为 RNA3端的 U。发夹的茎的前半部过早地和 RNA-DNA 杂交双链中的后半部分退火，仅剩下多聚 U 序列和模板链杂交。因为这样一个由几个 U 和几个 dA 形成的 RNA-DNA 杂交双链是很不稳定的，于是新生 RNA 链将很快自 DNA 双链中被排除出来。3、 简述真核生物 mRNA 的一级结构。答：1mRNA 的 3-未端有一段含 30200 个核苷酸残基组成的多聚腺苷酸（polyA） 。此段 polyA 不是直接从 DNA 转录而来，而是转录后逐个添
22、加上去的。 2mRNA 的 5-未端有一个 7-甲基鸟嘌呤核苷三磷酸（m7Gppp）的“帽”式结构。此结构在蛋白质的生物合成过程中可促进核蛋白体与 mRNA 的结合，加速翻译起始速度，并增强 mRNA 的稳定性，防止 mRNA 从头水解。4、简述 RNA 的种类和功能答：三种常见的 RNA mRNA：5% ，蛋白质合成的模板。tRNA：15%，运送氨基酸到核糖体参与多肽合成病毒 RNA 逆转录的引物还可校正 mRNA 的突变rRNA：80%，核糖体的主要组分，构成翻译场所在翻译过程中起着重要的催化作用。1.mRNA 信使 RNA 功能：蛋白质合成的直接模板2.tRNA 转运 RNA 功能：氨基
23、酸的运载体3.rRNA 核糖体 RNA 功能：核糖体的组成成分，蛋白质的合成场所。其他小分子 RNA：1.hnRNA 核内不均一 RNA，成熟 mRNA 的前提，没有特异的功能。2.snRNA 核内小 RNA ，参与 hnRNA 的剪接与转运5、简述保证蛋白质翻译过程中忠实性的分子机制。 （碱基序列与氨基酸序列的之间的对应关系） 。答：（1）氨基酸活化成为氨基酰-tRNA 的过程由氨基酰-tRNA 合成酶催化，该酶对底物氨基酸和 tRNA 都有高度特异性，此外还有校正活性即将任何错误的氨基酰-AMP-E 或氨基酰-tRNA 的酯键水解，再换上与密码子相对应的氨基酸。这样使氨基酰 -tRNA 分
24、子中 tRNA 的反密码子通过碱基配对识别 mRNA 分子上的密码子，使氨基酸按 mRNA 信息的指导“对号入座” ，保证了从核酸到蛋白质的遗传信息传递的准确性。 （2）核糖体对氨基酰 -tRNA 的进位有校正作用。只有正确的氨基酰 -tRNA 能发生反密码子 - 密码子适当配对而进入 A 位。反之，错误的氨基酰-tRNA 因反密码子 -密码子配对不能及时发生而从 A 位解离。这是维持蛋白质生物合成的高度保真性的另一重要机制。6、简要叙述糖皮质激素参与基因转录调控模型。答：靶细胞具有专一的细胞质受体，可与糖皮质激素形成复合物。导致三维结构改变，经修饰受体与激素复合物进入细胞核，结合在增强子序列
25、上，使糖皮质激素的调节基因活化，促进激素效应基因的转录。7、简述切除修复机制。答：碱基切除修复：所有细胞中都带有能识别受损核酸位点的不同糖苷水解酶，能特异性切除受损核苷酸上的 N- 糖苷键，形成去嘌呤或去嘧啶位点，统称 AP 位点。DNA 分子中一旦产生了 AP 位点，内切酶就会把受损核苷酸的糖苷-磷酸键切开，移去 AP 位点附近小片段DNA，并由 DNA 聚合酶和 DNA 连接酶共同完成修复。核苷酸切除修复：损伤发生后，首先由 DNA 切割酶在已损伤的核苷酸 5和 3位置分别切开磷酸糖苷键，产生一个由 12-13 个核苷酸（原核生物）或 27-29 个核苷酸（人或其他高等真核生物）的小片段，
26、移去小片段后由 DNA 聚合酶（原核）或 （真核）合成新的片断，并由 DNA 连接酶完成修复中的最后一道工序。8、试述酵母双杂交系统的原理、构建及基本用途。答：基本原理：酵母的转录活化因子 GLA4 含有两个功能结构域：氨基端的 DNA 结合结构域（BD）和羧基端的转录激活结构域（AD） 。它们彼此分开时，各自仍具有各自的功能。Fields 根据此特征设计了双杂交系统。构建过程：构建两个重组质粒：一个表达 BD，另一个表达 AD。如果在 BD 基因上再接上一个蛋白 X 基因，在 AD 基因上接上一个 Y 基因，将这两个质粒导入酵母菌中。这样，如果 X、Y 蛋白在酵母核内发生交互作用，则相当于将
27、 GAL4 蛋白的 BD 和 AD 又重新连在一起，可以激活转录下游报告基因 GAL1-lacZ 的表达。通过测定 -半乳糖苷酶的活性来检测蛋白交互作用的发生。应用：检测蛋白与蛋白之间的相互作用。9、真核生物蛋白质的翻译后加工有哪些，并举例说明这些修饰的作用。答：后加工有切除加工，包括切除 N-端甲硫氨酸、信号肽序列和切除部分肽段（内含子） ，以及二硫键的形成、磷酸化、糖基化、乙酰化、甲基化、羟基化等。作用：一、磷酸化的作用：蛋白磷酸化可以参与代谢调控和信号转导以及蛋白与蛋白之间的相互作用。二、糖基化作用：糖基化增加蛋白质的稳定性，影响蛋白质分子的生物活性，影响蛋白质的转运等作用。三、甲基化作
28、用：某些蛋白质只有通过甲基化的作用才能具有活性。10、总结本课程中有关 DNA 甲基化涉及到几种分子生物学过程，并简要说明其机制。答：第一，DNA 甲基化调控基因表达。能引起染色质结构、DNA 构象、DNA 稳定性以及 DNA 与蛋白质的相互作用方式的改变，从而控制基因的表达。第二，甲基化抑制基因转录。使 DNA 双螺旋结构稳定性提高，不利于 DNA 的解旋和解链；使基因调控区域结构改变，不利于反式作用因子的结合和作用；甲基化使染色质处于紧密状态，不利于转录。第三，DNA 甲基化与 X 染色体失活。失活的 X 染色体上的 CpG 岛被高度甲基化，以抑制相关基因的表达。第四，DNA 的复制与错配
29、修复。当复制叉通过起始位点，母链就会在 DNA 合成前的几秒至几分钟内被甲基化，当碱基配对出现问题时，系统就会于母链甲基化腺苷酸上游鸟苷酸的 5位置切开子链，再启动特定的修复途径，合成新的子链片断。11 真核生物基因表达调控在 DNA 水平上的表现形式真核生物基因表达的调控环节较多 在 DNA 水平上可以通过染色体丢失、基因扩增、基因重排、DNA 甲基化、染色体结构改变影响基因表达。在转录水平主要通过反式作用因子调控转录因子与 TATA 盒的结合、RNA 聚合酶与转录因子-DNA 复合物的结合及转录起始复合物的形成。在转录后水平主要通过 RNA 修饰、剪接及 mRNA 运输的控制来影响基因表达
30、。在翻译水平有影响起始翻译的阻遏蛋白、5AUG 、5端非编码区长度、 mRNA 的稳定性调节及小分子 RNA14遗传密码有什么特点?(1)密码无标点：从起始密码始到终止密码止，需连续阅读，不可中断。增加或删除某个核苷酸会发生移码突变。(2)密码不重叠：组成一个密码的三个核苷酸只代表一个氨基酸，只使用一次，不重叠使用。(3)密码的简并性：在密码子表中，除 Met、Trp 各对应一个密码外，其余氨基酸均有两个以上的密码，对保持生物遗传的稳定性具有重要意义。(4)变偶假说：密码的专一性主要由头两位碱基决定，第三位碱基重要性不大，因此在与反密码子的相互作用中具有一定的灵活性。(5)通用性及例外：地球上
31、的一切生物都使用同一套遗传密码，但近年来已发现某些个别例外现象，如某些哺乳动物线粒体中的 UGA不是终止密码而是色氨酸密码子。(6)起始密码子 AUG，同时也代表 Met，终止密码子 UAA、UAG 、UGA 使用频率不同。15 简述忠实性机制机制碱基与氨基酸之间关系复制过程中碱基配对受双重核对作用控制：聚合酶的选择作用和 35外切核酸酶的校正作用。第一，通过专一性识别使即将加入的碱基与模板的碱基严格互补，这种方式用来控制合成前的错误。第二，当发现存在着错配碱基时，可切除新加入的碱基，这种方式叫校对控制真核细胞与原核细胞在基因转录、翻译及 DNA 的空间结构方面存在以下几个方面的差异 1. 在
32、真核细胞中，一条成熟的 mRNA 链只能翻译出一条多肽链，很少存在原核生物中常见的多基因操纵子形式。2. 真核细胞 DNA 与组蛋白和大量非组蛋白相结合，只有一小部分 DNA 是裸露的。3. 高等真核细胞 DNA 中很大部分是不转录的，大部分真核细胞的基因中间还存在不被翻译的内含子。 4. 真核生物能够有序地根据生长发育阶段的需要进行 DNA 片段重排，还能在需要时增加细胞内某些基因的拷贝数。5. 在真核生物中，基因转录的调节区相对较大，它们可能远离启动子达几百个甚至上千个碱基对，这些调节区一般通过改变整个所控制基因 5上游区 DNA 构型来影响它与 RNA 聚合酶的结合能力。在原核生物中，转录的调节区都很小，大都位于启动子上游不远处，调控蛋白结合到调节位点上可直接促进或抑制 RNA 聚合酶与它的结合。6. 真核生物的 RNA 在细胞核中合成，只有经转运穿过核膜，到达细胞质后，才能被翻译成蛋白质，原核生物中不存在这样严格的空间间隔。
