1、1.核小体结构？2.核糖体活性位点？3.DNA 二级结构？4.维持 DNA 双螺旋稳定性因素？5.原核生物中的 DNA 聚合酶(大肠杆菌）6.真核生物的 RNA 聚合酶的启动子结构特点？7.转座发生的机制、类型、遗传学效应8.证明遗传物质是核酸的实验依据是什么？9.设计实验证明 DNA 的半保留复制？10 有何机制确保 DNA 复制的忠实性？11.原核生物（以大肠杆菌为例）DNA 复制起始的步骤？12.简述原核生物转录起始的过程？13.大肠杆菌有两种类型的终止子（原核生物转录终止的两种机制）14.比较原核真核转录的差异？15.真核生物转录后加工？16.原核生物翻译起始过程？17.真核生物翻译后
2、加工18.细菌与真核生物 RNA 翻译的机理的异同19.延伸因子的种类及作用机制？20.蛋白质合成的延伸步骤有21.蛋白质后加工22.简述真核生物核基因 mRNA 剪接的机制？23.真核生物基因表达调控的主要控制点有哪些？24.原核生物的基因表达调控分为几个层次25.真核生物基因表达调控的层次与方式26.真核生物和原核生物在基因表达调控上有以下几点不同27.什么是原核生物的正调控和负调控28.正调控和负调控的主要不同29.大肠杆菌链前导链和滞后链的协同合成30.启动子的作用是什么，原核生物启动子的结构特征31.TBP 在三种真核 RNA 聚合酶的转录起始中的机制32.为什么说 RNA 编辑是中
3、心法则的例外33.为什么说 因子的更替可对转录进行调控？34.Trapoxin 是组蛋白去乙酰化酶的抑制剂。你认为该抑制剂对转录的影响是什么，为什么？35.可变剪接调控机制？36.反式作用因子与顺式作用元件的相互作用存在于基因表达的各个水平上。请分别举例说明：DNA 复制起始转录起始和翻译起始过程中二者的相互作用。37.真核生物反式作用因子的功能域及其与 DNA 结合基序有哪些？38.真核生物的顺式作用因子和反式作用因子如何相互作用来调控基因的转录39.弱化子的作用机理？40.以色氨酸操纵子为例，论述原核生物基因表达的阻抑作用和弱化作用的机制（见上题）41.以大肠杆菌为例，说明色氨酸操纵子的特
4、点和机制及乳糖操纵子的机制42.葡萄糖代谢是如何调控乳糖操纵子表达的？43.DNA 的复制过程1. 核小体的结构？由核心颗粒和连接区构成；核心颗粒包括由 8 个组蛋白分子（H2A，H2B，H3，H4 各两个）构成的组蛋白核心和包绕在核心表面的 DNA 分子；包绕在组蛋白核心表面的 DNA 长 140bp，环绕 1 圈；连接区由 DNA 分子和 H1 组蛋白分子构成，长度不定；2. 核糖体活性位点？mRNA 结合位点：结合 mRNA 和 IF 因子P 位点：结合 fMet-tRNA 和肽基-tRNAA 位点：结合氨酰基-tRNAE位点：结合脱酰tRNA肽酰基转移酶：将肽链转移到氨基酰-tRNA上
5、EF-Tu结合位点：氨基酰-tRNA的进入EF-G结合位点：移位3.DNA的二级结构？1953年，Watson和Crick提出DNA的反向平行右手双螺旋结构模型。要点:主链：脱氧核糖和磷酸通过3,5磷酸二酯键交互连接，成为螺旋链的骨架。两条链方向以反向平行的方式组成右手双螺旋。碱基对：只有A和T配对，G和C配对才能满足正常螺旋（直径20 ）的要求和chargaff的当量规律。螺旋参数：每个螺距为34 ，其中含有10个核苷酸。大沟和小沟:对于遗传上有重要功能的蛋白质识别DNA双螺旋结构上的特定信息是非常重要的。氢键配对碱基之间能够形成氢键，而同一条链中的相邻碱基形成一种碱基堆积力。两种力量的协同
6、作用维持了双螺旋结构的稳定性。4.维持DNA双螺旋稳定性的因素？氢键GC之间有三条氢键，AT之间有两条氢键，这是DNA双螺旋结构的重要特征之一，DNA的许多物理性质如变性、复性以及Tm值等都与此有关。碱基堆积力碱基堆积作用对维持DNA的二级结构起着主要作用，它是碱基对之间在垂直方向上的相互作用。它包括：疏水作用、范德华力等。带负电荷的磷酸基的静电斥力DNA溶液中的离子浓度降低时，阳离子在磷酸基周围形成的屏蔽作用减弱，使得磷酸基地静电斥力增大，因而Tm值随之降低。所以纯蒸馏水中的DNA在室温下就会变性。碱基分子内能温度升高，碱基分子内能增加时，碱基的定向排列遭受破坏，削弱了碱基的氢键结合力和碱基
7、的堆集力，会使DNA的双螺旋结构受到破坏。总之，氢键和碱基堆集力有利于DNA维持双螺旋结构，而静电斥力和碱基分子内能则不利于DNA维持双螺旋结构。5.原核生物中的DNA聚合酶(大肠杆菌）DNA聚合酶是一个多功能酶，它可以催化以下的反应：DNA链沿53方向的延长（DNA聚合酶活性）。从3端水解 DNA 链（3 5外切核酸酶活性） 。从 5端水解 DNA 链（ 5 3外切核酸酶活性） 。功能：主要是对 DNA 损伤的修复；以及在DNA 复制时切除 RNA 引物并填补其留下的空隙。 DNA 聚合酶活性很低，只有 DNA 聚合酶的 5。也以 4 种脱氧核糖核苷酸为底物，从 5-3方向合成 DNA 具有
8、 3-5外切核酸酶活性，但无 5-3外切酶活性。功能：修复紫外光引起的 DNA 损伤DNA 聚合酶真正负责大肠杆菌细胞内合成 DNA 的复制酶。是多亚基组成的蛋白质。至少含有 3 种重要的酶活性。即 5-3 DNA 聚合酶活性、3-5 外切核酸酶活性和依赖 DNA 的 ATP 酶活性。不具有 5-3外切核酸酶活性。功能：DNA 复制的主要聚合酶，还具有 3-5 外切酶的校对功能，提高 DNA 复制的保真性。6.真核生物的 RNA 聚合酶的启动子结构特点？RNA聚合酶的启动子位于转录起始点的上游，由多个短的序列元件组成，主要有三个保守序列：帽子位点，又称转录起始位点，其碱基大多数为 A，这与原核
9、生物相似。TATA 框， 位于30 处，又称 Hogness 框。一致序列 TATAA（T ）AA（T） 。有些 TATA 框的突变不影响转录的起始，但可以改变转录起始位点。说明TATA 框具有定位转录起始点的功能。CAAT 框，位于75 处，一致序列为 GGC（T）CATCT 。CAAT 框内的突变对转录起始的影响很大，决定了启动子起始转录的效率及频率。另外还有 GC框（GC box） 、八聚核苷酸元件（octamer element）等元件。7.转座发生的（1）机制：在靶 DNA 上制造一个交错的切口，然后转座子与突出的单链末端相连接，并填充切口。（2）类型：复制型转座、非复制型转座、保守
10、型转座（3）遗传学效应：转座引起插入突变转座产生新的基因转座产生染色体畸变转座引起生物进化。8.证明遗传物质是核酸的实验依据是什么？1928 年，英国细菌学家 Frederick Griffith 肺炎链球菌转化实验表明活的无毒R 型细菌从死去的有毒 S 型菌得到了一些什么东西从而使无毒的 R 型转化成有毒的 S 型肺炎球菌。 1944 年，Avery 等体外转化实验用有机溶剂去除蛋白、用胰蛋白酶（trypsin）和胰凝乳蛋白酶（chymo-trypsin）消化蛋白对转化没有影响，但 DNA 酶消化使转化作用不能发生。说明转化源是 DNA。1952 年，美国冷泉港实验室 Hershey 和 C
11、haseT2 噬菌体侵染实验确证了 DNA 是遗传物质。他们用32P 和 35S 分别标记噬菌体的 DNA 和蛋白质，发现只有 DNA 进入宿主细菌内，而蛋白质则没有。1956 年 A.Gierer 和 G.Schraman 烟草花叶病毒 TMV 重建实验证明 RNA 也是遗传物质。 酰甲硫氨酸的去除：成熟蛋白质的 N 末端大部分不是甲硫氨酸，故必须切去一个或几个 AA信号肽的切除肽链的折叠前体中功能不必需肽段的切除：在蛋白质前体分子中有一些肽段是功能不需要的，这些肽段是在位点专一性的蛋白质水解酶的作用下切除的二硫键的形成多肽链 N 端和 C 端的修饰：真核生物细胞中有半数以上的蛋白质 N 端
12、被乙酰化。乙酰化受 N-乙酰转移酶催化，具有调节蛋白质稳定的作用，多数多肽的 C 端被酰胺化，特别是多肽激素。酰胺化能保护多肽免受外切酶的水解。18.比较并指出细菌与真核生物 RNA 翻译的机理的异同？相同点：分为起始、延伸、终止三个阶段需蛋白质因子的帮助翻译在核糖体上进行都存在翻译调控。不同点：细菌翻译起始时，小亚基先与 mRNA 结合再与起始 tRNA 结合，真核生物小亚基先与 tRNA 结合再与 mRNA 结合细菌起始密码子为 AUG、GUG 等。真核生物起始密码子为 AUG细菌起始 tRNA 为 fMet-tRNAf-GTP,真核生物起始为 Met-tRNAi-GTP细菌起始密码子 A
13、UG 由起始 tRNA 识别，真核生物为小亚基中的 eIF-2细菌中的 mRNA 与小亚基结合，需要 mRNA 与 16srRNAS的碱基配对，真核生物中 mRNA 与小亚基结合，需要 5端帽子结合蛋白的帮助 延伸：细菌中存在 EF-T 循环，完成 tRNA 替换，真核中存在 eEF-1 中 、 亚基的循环终止：原核生物有两种终止因子，真核生物仅有一种。19.原核生物蛋白质生物合成过程中，延伸因子的种类及作用机制？原核的延伸因子 EF-Tu、EF-Ts 和 EF-G。EF-Tu 帮助氨酰-tRNA 进入核糖体的A 位点；另一因子 EF-Ts 的功能是帮助无活性的 EF-TuGDP 再生为有活性
14、的EF-TuGDP；EF-G 和 GTP 参与核糖体沿 mRNA5向 mRNA3方向的移位。20.蛋白质合成的延伸步骤有：后续 AA-tRNA 与核糖体的结合（进位）：氨酰-tRNA 与 A 位点的结合，延伸因子（EF-Tu 和 EF-Ts）参与结合反应的循环过程。肽键的生成转肽：肽键的形成（23s rRNA 催化） 。移位：肽基-tRNA 从 A 位转移到 P 位（转肽酶） ，无负载 tRNA 释放。mRNA上下一个密码子进入 A 位，移位需要 GTP 供能和 EF-G 因子的参与。21.蛋白质后加工包括哪些方面？对于大多数蛋白质来说多肽链翻译后还要进行下列不同方式的加工修饰才具有生理功能。
15、氨基端和羧基端的修饰：在原核生物中几乎所有蛋白质都是从 N-甲酰蛋氨酸开始，真核生物从蛋氨酸开始。甲酰基经酶水介而除去，蛋氨酸或者氨基端的一些氨基酸残基常由氨肽酶催化而水介除去。包括除去信号肽序列。因此，成熟的蛋白质分子 N-端没有甲酰基，或没有蛋氨酸。同时，某些蛋白质分子氨基端要进行乙酰化在羧基端也要进行修饰。共价修饰：许多的蛋白质可以进行不同的类型化学基团的共价修饰，修后可以表现为激活状态，也可以表现为失活状态。主要有磷酸化，糖基化，羟基化，二硫键的形成和亚基的聚合等等。22.简述真核生物核基因 mRNA 剪接的机制？第一阶段，内含子的 5端切开，形成游离的左侧外显子和右侧的内含子和外显子
16、分子。左侧的外显子呈线状，而右侧的内含子和外显子并不呈线状。与在距内含子的 3端约 30 个碱基处有一个高度保守的 A，称为分支位点。内含子游离的 5端以 5-2磷酸二酯键与 A 相连，形成一个套索结构。第二个阶段，内含子的 3剪接点被切断而内含子以套索状释放，与此同时右侧外显子与左侧外显子连接在一起。第三个阶段，内含子的套索被切断，形成线状并很快被降解。23.真核生物基因表达调控的主要控制点有哪些？基因结构的激活（基因的活化）处于活化状态基因的转录由转录起始阶段控制。转录过程中的调控转录产物的后加工：除了加帽、加尾、去除内含子和连接外显子以外，在核 RNA 水平上，真核生物还可以通过改变剪接
17、类型实现调控蛋白质产物的类型。胞浆中一个特定的 mRNA 是否被翻译仍被调控。24.原核生物的基因表达调控分为几个层次？ 转录水平的调控-操纵子为主要调控功能单位 转录后加工的调控-经 mRNA 切割进行的调控和细菌 rRNA 前体切割形成rRNA翻译水平的调控-翻译过程中的自体调控和 mRNA 二级结构对翻译的调控，基因表达装置蛋白质合成的自体25.真核生物基因表达调控的层次与方式？转录前基因表达调控DNA 分子的碱基修饰基因的扩增、重排与缺失可移动成分的转座 转录水平基因的表达调控染色体结构，包括组蛋白的修饰和染色体的节段性结构顺式调控元件（启动子、增强子和抑制子）RNAP反式调控因子（各
18、种转录因子和激素）初级转录物的加工差别剪接转录后水平基因表达调控RNA 沉默新生肽的加工与转运mRNA 的选择性转运mRNA 的降解调控。26.真核生物和原核生物在基因表达调控上有以下几点不同： 真核生物的转录激活总是伴随着转录区染色质结构的变化。 基因表达调控一般以正调控为主。 真核生物的转录和翻译在时间和空间上是分离的，调控的环节更多，复杂性更高。真核生物基本上是采取逐个基因调控表达的形式。27.什么是原核生物的正调控和负调控，请举例说明。负调控在没有调节蛋白质存在时基因是表达的，加入某种调节蛋白质后基因活性就被关闭，这样的控制系统就叫做负控系统。其调节蛋白质叫做阻遏蛋白，加入后基因的表达
19、活性关闭。两种类型：负控诱导和负控阻遏。正调控在没有调节蛋白质存在时基因是关闭的，加入某种调节蛋白质后基因活性就被开启，这样的控制系统就叫做正控系统。其调节蛋白质叫做无辅基诱导蛋白（激活蛋白)，加入后是基因的表达活性开启。两种类型:正控诱导和正控阻遏系统。28.正调控和负调控的主要不同？原核生物以负调控为主，真核生物以正调控为主在负控系统中，调节因子的蛋白质产物是基因活性的一种阻遏物，若没有调节蛋白，则转录进行正调控中，调节基因的产物是一种激活物，常在转录中进行。例子：负调控：乳糖操纵子调节产物是阻遏蛋白、色氨酸操纵子调解产物是阻遏蛋白。正调控：cAMP 29.大肠杆菌链前导链和滞后链的协同合
20、成？当全酶随着复制叉沿前导链的合成方向移动时，滞后链的模板被甩出来，产生一个环。随着复制叉的移动，这一环不断扩大，并向复制叉前进的方向回折。新合成的岗崎片段也向相同的方向（复制叉前进的方向）甩出，这相当于滞后链的核心酶相对滞后链向与复制叉前进相反的方向移动。DNA 聚合酶将岗崎片段切断并填补缺口，在 DNA 连接酶的作用下。将冈崎片段连接成滞后链，在此过程中前导链也合成完成30.启动子的作用是什么，原核生物启动子的结构特征？启动子具有使得相应的聚合酶识别、结合及在合适的起始位点起始转录的作用，如果没有启动子的存在，聚合酶就无法正确的结合到合适的 DNA 序列上进行转录。原核生物启动子的结构特征
21、为：35 区，又称为 Sextama 框盒（Sextama box）：在转录起始点上游35 bp处，有另一个保守序列，称为35 序列。其保守序列为 TTGACA， RNA 聚合酶的 因子可以识别该位点，称为识别位点， RNA 聚合酶首先与识别位点结合，然后与结合位点相互作用。-10 区，在转录起始点的上游有一个 6 bp 的保守序列，保守序列的中心位于转录起始点上游约10 bp 处，这一保守序列又称为10 序列。其一致序列为 TATAAT，又称 Pribnow 框、结合位点，在RNA 聚合酶的作用下首先解链。-10 区与-35 区间的距离：35 区和10 区之间的距离在绝大多数原核生物启动子为
22、 16 到 18 bp。该区域的碱基序列并不重要，但该距离的长短是至关重要的。适宜的距离可以为 RNA 聚合酶提供合适的空间结构，便于转录的起始。31.TBP 在三种真核 RNA 聚合酶的转录起始中的机制：在 RNA 聚合酶识别 rRNA 的启动子并起始转录的过程中，TBP 是 SL1 的组分，起定位 RNA 聚合酶的作用。在 RNA 聚合酶的转录起始过程中，TBP 可以识别 TATA 框，同样起定位 RNA 聚合酶的作用。RNA 聚合酶的转录起始（包括内部启动子）也需要 TBP。RNA 聚合酶对其 TATA 框的识别同样依赖于 TBP，但必须有其他 RNA 聚合酶的辅助因子共同作用，使RNA
23、 聚合酶在启动子上正确定位。32.为什么说 RNA 编辑是中心法则的例外？RNA 编辑（RNA editing）是在 RNA 分子上出现的一种修饰现象。主要指mRNA 在转录后因插入、缺失或核苷酸的替换，改变了 DNA 模板来源的遗传信息，从而翻译出氨基酸序列不同的多种蛋白质。RNA 编辑的生物学意义：校正作用：某些基因在突变过程中丢失的遗传信息可能通过 RNA 编辑得以恢复调控翻译：通过编辑可以构建或去除起始密码子和终止密码在，是基因调控的一种方式扩充遗传信息：能是基因产物获得新的结构和功能。因此，RNA 编辑是中心法则的例外，扩大了遗传信息，也可能是生物适应的一种保护措施。33.为什么说
24、因子的更替可对转录进行调控？菌体细胞中，大部分的 RNA 聚合酶（核心酶）与 DNA 分子松弛结合，形成松弛型复合物，并且核心酶对启动子无特殊的亲和力。 因子与核心酶结合形成全酶以后，对启动子的亲和力大大提高，形成紧密型复合物。原核生物RNA 聚合酶中的 因子起着识别启动子的作用，当 RNA 链形成一个稳定的三元复合物时，释放 因子，进入延伸区。34.Trapoxin 是组蛋白去乙酰化酶的抑制剂。你认为该抑制剂对转录的影响是什么，为什么？该 Trapoxin 是组蛋白去乙酰化酶的抑制剂，也就是该抑制剂促进了乙酰化酶对基因表达的影响。组蛋白 N 端“尾巴”上赖氨酸残基的乙酰化中和了组蛋白“尾巴”
25、的正电荷，降低了它与 DNA 的亲和性，导致核小体构象发生有利于转录调节蛋白与染色体相结合的变化，从而提高了基因转录的活性。35.可变剪接调控机制？SR 蛋白家族的调控：剪接体的形成与多种蛋白质和 RNA 复合体密切相关。在可变剪接上保守的 SR 磷蛋白家族因子的参与起重要作用。 SR 蛋白家族以不同的质的组成与量的差异选择特定的 mRNA 前体剪接位点，不同的 SR 家族蛋白对适当的 mRNA 前体可以诱导出不同选择的剪接方式，在选择剪接上起决定作用。RNP 的调节：hnRNP-A1 在不同组织中的含量变化很大，不参与组成性剪接。在选择 5和 3剪接点时具有可变剪接活性，成为参与可变剪接的调
26、节因子，在体内与 SR 蛋白共同调节组织特异性的剪接。U5hnRNP 在酵母中参与 5剪接点突变的可变剪接外显子限定模型：真核细胞 mRNA 前体中内含子远远大于外显子，5与 3剪接位点可以跨越数万个核苷酸准确地组合在剪接体中。有证据表明，在前速激肽原 mRNA 前体的可变剪接中，外显子下游的5剪接位点可影响其上游内含子 3的剪接。36.反式作用因子与顺式作用元件的相互作用存在于基因表达的各个水平上。请分别举例说明：DNA 复制起始转录起始和翻译起始过程中二者的相互作用。基因活性的调控主要通过反式作用因子和顺式作用元件相互作用实现的。在 DNA 复制起始过程中，反式作用因子如 DNA 聚合酶、
27、DNA 螺旋霉、拓扑异构酶等与顺式作用元件 DNA 连接酶相互作用，共同完成 DNA 的复制起始。在转录起始过程中，启动子、增强子、沉默基因等顺式作用元件同时都受到反式作用因子 RNA 聚合酶的控制、识别。调节因子的产物是一种蛋白质，是反式作用元件，受到操纵基因顺式作用元件的调控。转录因子是一种反式作用因子，是转录起始过程中 RNA 聚合酶所需要的辅助因子，位于启动子上游附近的顺式作用元件在无转录因子时，RNA 聚合酶不能起始转录。操纵基因是与启动子相邻的顺式作用位点，是阻抑蛋白的靶点。阻抑蛋白是调节基因的产物，与操纵基因的结合可以阻止受调节基因的表达。当阻遏蛋白与操纵基因结合时，就会阻止 R
28、NA 聚合酶启动转录，基因的表达就被关闭，无阻遏蛋白时，RNA聚合酶可以识别受调节基因的启动子，使这种基因得到表达。在翻译起始过程，起始因子 eIF-4 是反式作用因子，5帽子是顺式作用元件。37.真核生物反式作用因子的功能域及其与 DNA 结合基序有哪些？反式作用因子的功能域：DNA 结合域(DNA binding domain)，多由 60100 个氨基酸残基组织的几个亚区组成；转录激活域(activating domain)，常由 30100 氨基酸残基组成，这结构域有富含酸性氨基酸、富含谷氨酰胺、富含脯氨酸等不同种类，以酸性结构域最多见；连接区，即连接上两个结构域的部分。不与 DNA
29、直接结合的转录因子没有DNA 结合域，但能通过转录激活域直接或间接作用于转录复合体而影响转录效率。DNA 结合的功能域（又称基序 motif）典型的有以下几种：与 DNA 结合的转录因子大多以二聚体形式起作用，与 DNA 结合的基序典型的有以下几种：锌指结构基序:是由保守氨基酸的小基团与锌离子结合形成类似手指状的 DNA结合结构域。是 DNA 结合蛋白的一个通用基序，锌指结构通常由相对独立的结构域串连重复排列在一起而形成。螺旋-环- 螺旋（ HLH） :此基序长 4050 个氨基酸残基，其中含两个既亲水又亲脂的 - 螺旋， -螺旋被不同长度的环（连接区）分开。亮氨酸拉链: 是一个富含亮氨酸残基
30、的结构域，参与形成二聚体。在每个拉链蛋白中都有一个与重复的亮氨酸相邻的高碱性区，该区可能含一个 DNA 结合点。螺旋-转角-螺旋(HTH)同源异形框是一种编码由 60 个氨基酸组成的结构域序列。同源（异型）框存在于许多真核生物的 DNA 结合蛋白中，负责与 DNA 结合，其 C 端与原核生物阻抑蛋白的 HTH 基序同源，与发育调控有关。38.真核生物的顺式作用因子和反式作用因子如何相互作用来调控基因的转录真核生物启动子和增强子是由若干可以区分的 DNA 序列组成的，由于它们和特定的功能基因连锁在一起，因此称为顺式作用元件。真核生物转录调控大多是通过顺式作用元件和反式作用因子复杂的相互作用而实现
31、的，下面介绍的是与顺式作用成分专一性结合的一些转录因子。一般认为，如果某个蛋白是体外转录系统中起始 RNA 合成所必需的，它就是转录复合体的一部分。根据各个蛋白质成分在转录中的作用，能将整个复合体分为 3 部分：参与所有或某些转录阶段的 RNA 聚合酶亚基，不具有基因特异性。与转录的起始或终止有关的辅助因子，也不具有基因特异性。与特异调控序列结合的转录因子。它们中有些被认为是转录复合体的一部分，因为所有或大部分基因的启动子区含有这一特异序列，如TATA 区和 TFIID，更多的则是基因或启动子特异性结合调控蛋白，它们是起始某个（类）基因转录所必需的39.弱化子的作用机理？弱化子转录终止对色氨酸
32、含量做出应答的机制可能和前导序列有关。前导序列含有一个核糖体结合位点，其 AUG 密码子后有一短的编码序列，它含有两个连续的色氨酸密码子。细胞中有色氨酸存在时，核糖体顺利地译出整个前导肽而在终止密码子 UGA 处停下来。终止子发夹结构能够形成，实现了转录的终止。当细胞中的色氨酸用尽时，核糖体停顿在两个色氨酸密码子上，不能形成带有发夹结构的终止子，于是转录继续进行下去。40.以色氨酸操纵子为例，论述原核生物基因表达的阻抑作用和弱化作用的机制（见上题） 。色氨酸操纵子包括一个启动子（P） ，操纵基因（O ） ，还有五个连续的结构基因 E、D 、C、B、A。在操纵子上游有一调节基因 -trpR 基因
33、，其表达产物为无活性的阻抑蛋白，结构基因表达正常。当有辅阻抑物色氨酸存在时，Trp 与无活性的阻抑蛋白结合，产生了有活性的阻抑蛋白。结合到操纵子基因上，使基因表达活性关闭，结构基因不能转录不能产生合成 Trp 的酶。色氨酸操纵子的阻抑蛋白通过结合多个操纵基因，控制散在分布的、三套不相连的结构基因：第一套基因是结构基因簇 tryEDCBA，控制从分支酸合成色氨酸的酶的合成。第二套是 aroH 基因，aroH 基因编码在芳香族氨基酸生物合成共同通路中催化起始反应的三种酶中的一种。第三套基因是 trpR 调节基因，trpR 调节基因被自身产物阻抑蛋白阻抑，阻抑会降低自身的合成。41.以大肠杆菌为例，
34、说明色氨酸操纵子的特点和机制及乳糖操纵子的机制色氨酸合成代谢相关的 5 个结构基因组成一个结构基因簇，与操纵基因、启动子组成色氨酸操纵子。另外，在操纵基因与第一个结构基因的编码区之间有一前导区，为弱化子区。负阻遏系统：色氨酸操纵子是合成 Trp 的一个操纵子。操纵子通常是开放的，它的调控仅仅是根据培养基中有无 Trp 来实现。当无 Trp 时，操纵子被开启，有 Trp 时，它与游离的阻遏蛋白结合，该操纵子关闭，这种作用称为阻遏型的负调控。可阻遏型的负调控是某些氨基酸等生物合成酶类有关基因表达调控的基本形式。Trp 操纵子的转录调控除了负阻遏系统外，还有衰减调控系统。Trp 操纵子的衰减作用是独
35、立于启动子-操纵基因的调控系统，是基因转录与翻译之间的一种联系。衰减调控作用涉及前导肽翻译、核糖体的运转以及 RNA二级结构的转换；通过 mRNA 二级结构的转换形成转录的终止信号，使操纵子处于关闭状态。衰减作用的信号不只是 Trp 分子，而是负载 Trp 的tRNA，tRNA(Trp)的数量又取决于细胞中 Trp 的水平，tRNA(Trp) 作为负调控的辅阻遏物，作用于 mRNA 的前导序列。衰减作用发生的必要条件是：1）翻译产生前导肽2）转录和翻译是偶联的。乳糖操纵子：乳糖操纵子（lactose operon，lac ）的三个结构基因成簇排列，编码参与 -半乳糖苷（如乳糖）分解代谢所需的三
36、种蛋白质：lacZ 编码 -半乳糖苷酶，lacY 编码 -半乳糖苷透性酶，lacA 编码 半乳糖苷转乙酰基酶。阻遏蛋白的负性调控：没有乳糖存在时，调节基因 I 编码的阻遏蛋白结合于操纵序列 O 处，乳糖操纵子处于阻遏状态，不能合成分解乳糖的三种酶；有乳糖存在时，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白别构，不能结合于操纵序列，操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶。所以乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控。CAP 的正性调节：在启动子上游有 CAP 结合位点，当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时，cAMP 浓度升高，与 CAP 结合，使 CAP 发生别构，cAMP-CAP 结合于乳糖
37、操纵子启动序列附近的 CAP 结合位点，激活 RNA 聚合酶活性，促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。42.葡萄糖代谢是如何调控乳糖操纵子表达的？在缺乏葡萄糖时，cAMP 水平增高，cAMP 与 CRP 结合成复合物结合在 DNA的启动子区域（RNA 聚合酶结合位点的上游） ，提高了 RNA 聚合酶与启动子结合的效率，使乳糖操纵子达到高水平的转录活性。如果有葡萄糖，cAMP 水平下降，CRP 因没有配体结合而不能形成复合物与启动子区结合，降低了转录效率。43.DNA 的复制过程双链的解开。复制有特定的起始位点，叫做复制原
38、点。ori(或 o） 、富含 A、T的区段。从复制原点到终点，组成一个复制单位，叫复制子。复制时，解链酶等先将 DNA 的一段双链解开，形成复制点，这个复制点的形状象一个叉子，故称为复制叉。双链解开、复制起始，大约 20 个 DnaA 蛋白在 ATP 的作用下与 oriC 处的 4 个 9bp 保守序列相结合，在 HU 蛋白和 ATP 的共同作用下,Dna复制起始复合物使 3 个 13bp 直接重复序列变性,形成开链；解链酶六体分别与单链 DNA 相结合(需 DnaC 帮助), 进一步解开 DNA 双链RNA 引物的合成。DnaB 蛋白活化引物合成酶，引发 RNA 引物的合成。引物长度约为几个
39、至 10 个核苷酸，DNA 链的延伸。DNA 的半不连续复制（semi-discontinuous replication)：DNA 复制时其中一条子链的合成是连续的，而另一条子链的合成是不连续的，故称半不连续复制。在 DNA 复制时，合成方向与复制叉移动的方向一致并连续合成的链为前导链；合成方向与复制叉移动的方向相反，形成许多不连续的片段，最后再连成一条完整的 DNA 链为滞后链。在 DNA 复制过程中，前导链能连续合成，而滞后链只能是断续的合成 53 的多个短片段，这些不连续的小片段称为冈崎片段。切除 RNA 引物，填补缺口，连接相邻的 DNA 片段（复制终止） 。当复制叉遇到约 22 个碱基的重复性终止子序列（Ter ）时， Ter-Tus 蛋白复合物能使DnaB 不再将 DNA 解链，阻挡复制叉继续前移。在 DNA 聚合酶催化下切除RNA 引物；留下的空隙由 DNA 聚合酶催化合成一段 DNA 填补上；在 DNA连接酶作用下，连接相邻的 DNA 链。
