第七章
一、名詞解釋
1.轉錄：是指以DNA為模板，合成RNA的信息傳遞過(guò)程。除了某些RNA病毒的基因組之外，所有的RNA都是轉錄產(chǎn)物。
2.反義鏈：在基因的DNA雙鏈中，轉錄時(shí)作為mRNA合成模板的那條單鏈叫做模板鏈或反義鏈。
3.上游順式作用元件：在真核基因中存在著(zhù)很多的位于轉錄起始點(diǎn)上游的順式調控序列，這些DNA序列稱(chēng)之為上游順式作用元件。是指與結構基因表達調控相關(guān)、能夠被調控蛋白特異性識別和結合的DNA序列，包括啟動(dòng)子、上游啟動(dòng)子元件等，它們是通過(guò)與反式作用因子的相互作用來(lái)調節基因轉錄活性。
4.啟動(dòng)子：是基因DNA中一段特定的核苷酸序列，是與啟動(dòng)機因表達相關(guān)的順式作用元件，式RNA聚合酶在轉錄起始時(shí)對模板DNA的識別位點(diǎn)和結合位點(diǎn)，是基因轉錄的開(kāi)始部位,也即是轉錄是否能起始的決定位點(diǎn)。
5.終止子：促進(jìn)轉錄終止的DNA序列，在RNA水平上通過(guò)轉錄出的終止子序列形成莖-環(huán)結構而起作用。又可分為依賴(lài)于ρ因子的終止子和不依賴(lài)于ρ因子的終止子兩類(lèi)。
二、思考題
1.原核生物和真核生物基因轉錄的異同？
①相同點(diǎn):轉錄過(guò)程是相似的,都是以DNA的一條鏈為模板,4種NTP為底物,經(jīng)過(guò)起始、延伸和終止三個(gè)階段，以5′→3′方向合成RNA。
②不同點(diǎn)：
| 原核生物 | 真核生物 |
| 只有一種RNA聚合酶合成所有的RNA | 三種RNA聚合酶分別合成不同的RNA |
| 不同的啟動(dòng)子間有相當大的同源性 | 各種不同啟動(dòng)子間差異很大 |
| 聚合酶直接同啟動(dòng)子結合， 不需要另外的蛋白質(zhì)成分 | 聚合酶通過(guò)同轉錄因子的相互作用進(jìn)行轉錄 |
| 無(wú)增強子 | 有增強子序列對轉錄進(jìn)行調控 |
| 啟動(dòng)子一般位于結構基因之前 | 聚合酶Ⅲ的啟動(dòng)子位于被轉錄的序列之中 |
2.熟悉原核生物啟動(dòng)子的結構與功能、其中的－35區、－10區等的結構？
①域中的基序并與之結合，啟動(dòng)轉錄的起始。一般將DNA上的轉錄位點(diǎn)定位+1來(lái)排序，其下游（右側）為正值，其上游（左側）為負值。原核生物不同基因的啟動(dòng)子雖然結構也有一定的差異，但明顯具有共同的特點(diǎn)?！艚Y構典型，都含有識別（R），結合（B）和起始（I）三個(gè)位點(diǎn)；◆序列保守，如-35序列，-10序列結構都十分保守；◆位置和距離都比較恒定；◆直接和多聚酶相結合；◆常和操縱子相鄰；◆都在其控制基因的5′端；◆決定轉錄的啟動(dòng)和方向。
②-35序列又稱(chēng)為Sextama盒,其保守序列為T(mén)TGACA，與-10序列相隔16～19bp。其功能是：◆為RNA 聚合酶的識別位點(diǎn)。RNA 聚合酶的核心酶只能起到和模板結合和催化的功能，并不能識別-35序列，只有σ亞基才能識別-35序列，為轉錄選擇模板鏈?！?35序列和-10序列的距離是相當穩定的，過(guò)大或過(guò)小都會(huì )降低轉錄活性。這可能是因為RNA 聚合酶本身的大小和空間結構有關(guān)。
③-10序列也稱(chēng)為Pribnow框盒,其保守序列為T(mén)ATAAT，位于-10bp左右，其中3′端的“T”十分保守。A,T較豐富，易于解鏈。它和轉錄起始位點(diǎn)“I”一般相距5bp。其功能是：◆與 RNA聚合酶緊密結合；◆形成開(kāi)放啟動(dòng)復合體；◆使RNA聚合酶定向轉錄。
3.原核生物轉錄的起始分幾個(gè)階段？
①核心酶在σ因子參與下接觸到DNA上，形成特異性結合；
②起始識別，RNA聚合酶與啟動(dòng)子結合，形成封閉性起始復合物；
③從封閉性轉變?yōu)殚_(kāi)放形起始復合物，酶結合在－10序列，啟動(dòng)子活化，并解開(kāi)雙鏈結構，暴露模板鏈；
④形成DNA－酶－底物NTP的三元起始復合物，酶移動(dòng)到轉錄起始位點(diǎn)，在起始位點(diǎn)加上開(kāi)頭的幾個(gè)核苷三磷酸。
4.真核生物基因類(lèi)型II啟動(dòng)子的結構與功能？
①轉錄起始位點(diǎn)：是RNA合成的開(kāi)始位置；
②基本啟動(dòng)子：和Inr一起構成核心啟動(dòng)子；
③轉錄起始位點(diǎn)下游元件：
④轉錄起始位點(diǎn)上游元件：
5.真核生物基因轉錄的一般規律？
①典型的真核基因轉錄單元為單順?lè )醋?，原核為多順?lè )醋印?/p>
②真核生物的RNA聚合酶高度分工。
③轉錄的正常進(jìn)行，除了需要RNA聚合酶以外，還需要許多蛋白質(zhì)因子的參與。
④真核基因DNA的順式作用元件要比原核基因復雜得多。
⑤真核基因的轉錄調控以正調控為主。
第八章 轉錄后加工
一、名詞解釋
1.轉錄后加工：在轉錄中新合成的RNA往往是較大的前體分子，需要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的加工修飾，才轉變?yōu)榫哂猩飳W(xué)活性的、成熟的RNA分子，這一過(guò)程稱(chēng)為轉錄后加工。
2.多順?lè )醋樱?/strong>在原核細胞中，通常是幾種不同的mRNA連在一起，相互之問(wèn)由一段短的不編碼蛋白質(zhì)的間隔序列所隔開(kāi)，這種mRNA叫做多順?lè )醋觤RNA。
3.RNA編輯：某些mRNA的核苷酸序列，在生成轉錄產(chǎn)物后還需插入、刪除或取代一些核苷酸殘基，方能生成具有正確翻譯功能的模板，遺傳信息在mRNA水平上的改變過(guò)程，稱(chēng)為RNA編輯。
二、思考題
1、內含子RNA剪接的三種方式？
第一類(lèi)：自我剪切。由于內含子的特殊結構而能自發(fā)地進(jìn)行剪切。
第二類(lèi)：蛋白質(zhì)參與剪切的內含子，主要在tRNA前體中發(fā)現。剪切在一系列酶催化下進(jìn)行。
第三類(lèi)：內含子是snRNP參與剪接的內含子。
2、原核生物tRNA前體以幾種方式存在？
①多個(gè)相同tRNA串聯(lián)排列在一起；
②不同的tRNA串聯(lián)排列；
③tRNA與rRNA混合串聯(lián)排列在一起。因而RNA前體必須經(jīng)歷加工，在tRNA與一些RNA片段之間先切斷，完成此任務(wù)的似乎是RNaseⅢ。然后，RNA片段再進(jìn)行5’端、3’端加工，某些堿基進(jìn)行修飾
3、真核生物RNA前體的加工過(guò)程包括？
真核生物tRNA和rRNA前體的加工包括轉最初始產(chǎn)物中間隔序列的除去、內含子的剪接、5’和3’端修飾、堿基的修飾等。這些過(guò)程需要酶和蛋白質(zhì)的參與。
4、RNA前體的剪切過(guò)程要通過(guò)4個(gè)步驟：
①首先在5’端切除非編碼的序列，生成41S中間物；
②41S的RNA切成32S和20S兩段，分別含有28S rRNA和18S rRNA，32S中還含有5.8S rRNA；
③20S剪切成18S；
④32S剪切成28S rRNA和5.8S rRNA，它們相互進(jìn)行堿基配對。
5、5’端帽子結構具有如下3個(gè)功能。
①對mRNA的保護作用，保護mRNA免受RNase從5’端開(kāi)始的攻擊。
②5’端帽子結構使mRNA具有可翻譯能力。
③5’端帽子有利于成熟的mRNA從細胞核輸送到細胞質(zhì)，只有成熟的mRNA才能進(jìn)行輸送。
第九章
一、名詞解釋
1.tRNA荷載作用：翻譯起始之前不斷地供應各種氨基酰-tRNA，也就是氨基酸必須被活化，共價(jià)連接在tRNA上，即為tRNA荷載作用。
2.開(kāi)放閱讀框架：從mRNA 5’端起始密碼子AUG到3’端終止密碼子之間的核苷酸序列，各個(gè)三聯(lián)體密碼連續排列編碼一個(gè)蛋白質(zhì)多肽鏈，稱(chēng)為開(kāi)放閱讀框架(ORF)。
3.肽鏈合成的延伸：是指第二個(gè)和以后的密碼子編碼的氨基酸不斷進(jìn)入核糖體，并形成肽鍵的過(guò)程。
4.核定位信號：是另一種形式的信號肽, 可位于多肽序列的任何部分。一般含有 4～8個(gè)氨基酸, 且沒(méi)有專(zhuān)一性, 作用是幫助親核蛋白進(jìn)入細胞核。
5.共翻譯轉動(dòng)機制：
6.分子伴侶和分子伴素：分子伴侶專(zhuān)指一類(lèi)多功能蛋白，它能通過(guò)阻止諸如聚合作用這樣的副反應來(lái)促使其他蛋白質(zhì)按正確的方式進(jìn)行折疊，而它本身卻不是最終形成的功能蛋白的部分。分子伴素是指不對共價(jià)連接的蛋白質(zhì)能特異性地幫助折疊，而是非特異性地幫助蛋白質(zhì)折疊，建立起他的正確結構。
7.遺傳密碼的特點(diǎn)：①三聯(lián)密碼；②無(wú)標點(diǎn)符號；③不重疊；④通用性和變異性，其中通用性是指各種生物共用一套遺傳密碼；⑤簡(jiǎn)并性；⑥起始密碼子和終止密碼子。
8.擺動(dòng)假設要點(diǎn)：①密碼子和反密碼子之間的堿基配對中，密碼子的5´端前兩位堿基必須嚴格地按照堿基配對原則同反密碼子配對。②密碼子的第3個(gè)核苷酸為A時(shí)，由于受到立體化學(xué)因素的影響，將產(chǎn)生與G,U和C配對的一組特異構象。
9.滑動(dòng)搜索模型：是闡述核糖體在帶有5´帽子結構地真核生物mRNA上如何啟動(dòng)翻譯的起始反應。
10.三位點(diǎn)模型：現在認為核糖體結合tRNA有三個(gè)位點(diǎn)，即P位點(diǎn)，A位點(diǎn)和E位點(diǎn)。在早期，普遍認為核糖體只有兩個(gè)結合tRNA的位點(diǎn)，即P位點(diǎn)和A位點(diǎn)，后來(lái)發(fā)現還有E位點(diǎn)。因而提出三位點(diǎn)模型。
11.信號肽和導肽的特點(diǎn)：
①信號肽：◆幾乎所有的信號肽整體上都是疏水的?！粜盘栯囊话阄挥诘鞍踪|(zhì)的N端，進(jìn)入膜后被信號肽酶水解，真核細胞信號肽酶位于ER膜，原核細胞位于質(zhì)膜內側?！粜盘栯闹胁砍３Ｓ?2～14個(gè)殘基構成疏水性酸，稱(chēng)為信號肽疏水酸?！粜盘栯氖浅跎鞍踪|(zhì)穿過(guò)膜所必須的疏水性肽段，位于蛋白質(zhì)分子的各個(gè)部位?！粜盘栯膸缀鯖](méi)有嚴格的專(zhuān)一性?！粜盘栯目赡懿皇且砸恢本€(xiàn)通過(guò)雙脂層膜，而是一種環(huán)狀結構。
②導肽的共性：◆帶正電荷的堿性氨基酸（特別是Arg）含量較豐富?！舨缓蚧旧喜缓瑤в胸撾姾傻乃嵝园被??！袅u基氨基酸（特別是Ser）含量較高◆有形成兩親的а螺旋結構的傾向。
二、思考題
1.核糖體的組分和立體結構？
2.原核和真核生物翻譯的起始？?jì)烧咂鹗挤磻谋容^？
①起始階段一樣：◆只在核糖體小亞基上結合荷載的起始tRNA；◆在mRNA上必須找到合適的起始密碼子；◆在已經(jīng)形成有小亞基，mRNA和起始tRNA的起始復合物之后，大亞基參與形成完整的起始復合物。
②差異：◆原核細胞中，mRAN首先與小亞基結合，再有起始tRNA加入形成起始復合物。而真核細胞中，起始tRNA首先結合于小亞基，形成四元復合物，然后在多種因子參與下結合mRNA，才形成起始復合物?！粜喕鹗紡秃衔镌趍RNA上尋找起始密碼子的方式不同。
3.翻譯延伸和終止的過(guò)程？
①延伸反應：◆進(jìn)位反映是延伸的開(kāi)始步驟；◆轉位和肽鍵的合成；◆移位反應。
②終止的過(guò)程：◆終止密碼子；◆終止密碼的校正；◆釋放因子。
4.蛋白質(zhì)轉運的3種機制？
①核孔對特定大分子起選擇性通道的作用，核孔以其充分折疊的構象轉運蛋白質(zhì)；
②分泌蛋白的邊翻譯邊轉運機制；
③翻譯后轉運機制。
5.蛋白質(zhì)前體的共價(jià)修飾類(lèi)型，蛋白質(zhì)的剪切形式，內含肽的剪切過(guò)程？
①共價(jià)修飾類(lèi)型：◆肽鏈N端殘基fMet或Met的切除；◆二硫鍵的形成；◆氨基酸側鏈的共價(jià)修飾。
②蛋白質(zhì)的剪切形式：前胰島素原，胰凝乳蛋白酶原，凝血酶原的活化，及蛋白質(zhì)內含子，外顯子和自我剪切。
③內含肽的剪切過(guò)程：內含肽的切除相應于hnRNA中內含子的剪切。內含肽是蛋白質(zhì)的內部片段，翻譯后很快被剪切，兩個(gè)外顯肽連接到一起。內含肽的長(cháng)度一般在300～ 600個(gè)氨基酸之間。內含肽的剪接位點(diǎn)的序列非常相似，第一個(gè)氨基酸通常是半胱氨酸，有時(shí)為絲氨酸，最后兩個(gè)氨基酸的序列一般總是組氨酸和天冬氨酸。下游外顯肽的第一個(gè)氨基酸是半胱氨酸、絲氨酸或蘇氨酸。剪接是由內含肽自我催化的，具體機制不詳。
6.蛋白質(zhì)折疊的意義和過(guò)程及自動(dòng)裝配原則？
①雙重意義：結構上，這個(gè)過(guò)程使伸展的肽鍵成為特定的三維結構；功能上，它使無(wú)活性的分子具有特定生物學(xué)功能的蛋白質(zhì)分子。
②自動(dòng)裝配原則：蛋白質(zhì)在離體就已具有自發(fā)裝配的能力，并且不需要外加能量。自裝配原則只適用于小分子的蛋白質(zhì)。
第十一章
1、名詞解釋
1.操縱子：原核生物基因表達和調空的單位，包括功能相關(guān)的幾個(gè)結構基因和能被調空基因產(chǎn)物識別的DNA 控制元件。
2.結構基因：是指一類(lèi)編碼細胞結構和基本代謝活動(dòng)所必要的RNA、蛋白質(zhì)或酶。一般來(lái)說(shuō)，它們不是調控因子。
3.調控基因：是指那些編碼那些控制其他基因表達的RNA或蛋白質(zhì)的基因。調控基因的表達產(chǎn)物是調控因子。調控基因也是結構基因，只是它的編碼蛋白質(zhì)具有基因調控的功能，是在基因水平上而不是蛋白質(zhì)水平上的控制。
4.反式作用因子：指真核細胞內含有的大量可以通過(guò)直接或間接結合順式作用元件而調節基因轉錄活性的蛋白質(zhì)因子?！?/p>
5.誘導作用：原核生物以及低等真核生物中廣泛存在著(zhù)一種機制，某些酶或一組酶的合成是對特定物質(zhì)作出的反應，即所謂誘導作用。
6.正調控：與缺乏調控因子時(shí)作為比較，若調控因子使靶基因的表達水平上升，這種調控方式稱(chēng)為正調控。
7.負調控：與缺乏調控因子時(shí)作為比較，若調控因子使靶基因的表達水平下降，甚至關(guān)閉，這種調控作用稱(chēng)為負調控。
8.乳糖操縱子的結構：E.coli的乳糖操縱子是乳糖分解代謝的3個(gè)基因，lacZ編碼β半乳糖苷酶,lacY編碼β半乳糖透性酶,lacA編碼β半乳糖苷乙酰轉移酶構成的一個(gè)典型的操縱子。
9.色氨酸操縱子的結構：包括結構基因(E、D、C、B、A)：分別編碼合成色氨酸途徑的酶或酶亞基。以及調控區域：阻遏基因（R）、啟動(dòng)子區（P）、操縱區（O）、前導肽編碼區（L），弱化子區（a）。
10.可阻遏型的負調控：調節基因的產(chǎn)物阻遏蛋白使trp操縱子關(guān)閉，這種作用稱(chēng)為可阻遏型的負調控。它是某些氨基酸等生物合成酶類(lèi)有關(guān)基因表達調控的基本形式。
11.弱化作用：是RNA聚合酶從啟動(dòng)子出發(fā)（開(kāi)始轉錄）的轉錄受到衰減子的調控，也稱(chēng)為衰減作用。
12.抗終止作用：抗終止因子pN和pQ依賴(lài)于基因內特殊序列和特殊蛋白銀子的相互作用，影響RNA聚合酶對終止位點(diǎn)的識別功能，使RNA聚合酶在終止位點(diǎn)通讀，形成一個(gè)較長(cháng)的mRNA。pN和NusA蛋白如果作用于nut位點(diǎn)，就能引起抗終止作用。
2、思考題
1.乳糖操縱子的正負調控？
①阻遏蛋白的負調控:◆當細胞內有誘導物時(shí)，誘導物結合阻遏蛋白，此刻聚合酶與啟動(dòng)子形成開(kāi)放式啟動(dòng)子復合物轉錄乳糖操縱子結構基因?！舢敓o(wú)誘導物時(shí)，阻遏蛋白結合與啟動(dòng)子與蛋白質(zhì)部分重疊不轉錄。
②CAP正調控: ◆當細胞內缺少葡萄糖時(shí)ATP→CAMP結合，CRP生成CAP與CAP位點(diǎn)結合，增前RNA聚合酶轉錄活性?！舢斢衅咸烟谴嬖跁r(shí)CAMP分解多合成少，CAP不與啟動(dòng)子上的CAP位點(diǎn)結合RNA聚合酶不與操縱區結合無(wú)法起始轉錄結構基因表達下降。
2.前導肽序列的特點(diǎn)？
①前導序列某些區段富含GC，GC區段之間容易形成莖環(huán)二級結構，接著(zhù)有8個(gè)U的寡聚區段構成一個(gè)不依賴(lài)于ρ因子的終止信號。
②除了這個(gè)終止信號的發(fā)夾結構之外，由1區和2區序列構成第二個(gè)發(fā)夾結構。
③3區也可以與2區互補，形成另一個(gè)由2區和3區組成的發(fā)夾結構。
④前導序列RNA中編碼了一段14個(gè)氨基酸的前導肽，在它的前面有5個(gè)核糖體的強結合位點(diǎn)，在編碼序列之后有一終止密碼子UGA。
⑤前導序列中并列兩個(gè)色氨酸密碼子。
3.原核生物時(shí)序表達在轉錄調控點(diǎn)的3種方式？
①幾種新的蛋白因子代替RNA聚合酶原來(lái)的σ因子，協(xié)助RNA聚合酶的核心酶識別新的啟動(dòng)子。
②合成新的RNA聚合酶，代替原有的酶，開(kāi)動(dòng)一套新的啟動(dòng)子。
③合成新的調控因子，影響RNA聚合酶對轉錄終止信號的行為。
4. λ噬菌體中DNA轉錄的3個(gè)階段？
①早期基因從PL和PR啟動(dòng)子開(kāi)始；
②晚早期基因的轉錄；
③晚期基因的轉錄。
5.溶源化和裂解的命運選擇？
6.CI基因在溶源化過(guò)程中自我調控？
①λ阻遏蛋白低濃度時(shí)，能促進(jìn)它自己的轉錄，產(chǎn)生更多的阻遏蛋白；
②高濃度的阻遏蛋白能抑制，關(guān)閉自己基因的轉錄；
③阻遏蛋白能阻遏Cro基因轉錄。C1阻遏蛋白在低濃度時(shí)，Cro轉錄有某些抑制作用；在高濃度時(shí)，Cro轉錄完全停止；在更高濃度時(shí)，C1嚴重受抑制。
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