1.阐述基因概念和你对基因定义的诠释。(GR)
答: 基因是遗传的基本单元，是DNA或RNA分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列。基因通过复制把遗传信息传递给下一代，使后代出现与亲代相似的性状。也通过突变改变这自身的缔合特性，储存着生命孕育、生长、凋亡过程的全部信息，通过复制、转录、表达，完成生命繁衍、细胞分裂和蛋白质合成等重要生理过程。生物体的生、长、病、老、死等一切生命现象都与基因有关。它也是决定生命健康的内在因素。因此，基因具有双重属性：物质性（存在方式）和信息性（根本属性）。
人们对基因的认识是不断发展的，19世纪60年代，孟德尔就提出了生物的性状是由遗传因子控制的观点，但这仅仅是一种逻辑推理的产物。20世纪初期，遗传学家摩尔根通过果蝇的遗传实验，认识到基因存在于染色体上，并且在染色体上是呈线性排列，从而得出了染色体是基因载体的结论。
20世纪50年代以后，随着分子遗传学的发展，尤其是沃森和克里克提出DNA双螺旋结构以后，人们进一步认识了基因的本质，即基因是具有遗传效应的DNA片断。研究结果还表明，每条染色体只含有1~2个DNA分子，每个DNA分子上有多个基因，每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。自从RNA病毒发现之后，基因的存在方式不仅仅只存在于DNA上，还存在于RNA上。由于不同基因的核糖核苷酸的排列顺序不同，因此，不同的基因就含有不同的遗传信息。
现代对基因的理解表现在如下方面：
操纵子：乳糖操纵子模型的提出，大大扩大了人们关于基因功能的视野，有些操纵子不起合成蛋白质模板的作用，只起调节或操纵作用。
（2）移动基因移动基因指DNA 能在有机体的染色体组内从1 个地方跳到另一个地方, 基因的跳动能够产生突变和染色体重排, 进而影响其他基因的表达。移动基因的发现动摇了基因在染色体上有一固定位置的传统观念。
断裂基因过去人们一直认为, 基因的遗传密码子是连续不断地并列在一起, 形成 1 条没有间隔的完整基因实体。但后来通过对真核蛋白质编码基因结构的分析发现, 在它们的核苷酸序列中间插入有与编码无关的DNA 间隔区, 使 1 个基因分隔成不连续的若干区段。这种编码序列不连续的间断基因被称为断裂基因。
（4）假基因这是一种核苷酸序列同其相应的正常功能基因基本相同, 但却不能合成出功能蛋白质的失活基因。
（5）重叠基因长期以来, 在人们的观念中一直认为同一段DNA 序列内, 是不可能存在重叠的读码结构的。但是, 随着DNA 核苷酸序列测定技术的发展, 人们已经在一些噬菌体和动物病毒中发现, 不同基因的核苷酸序列有时是可以共用的。它修正了关于各个基因的多核苷酸链是彼此分立、互不重叠的传统观念。
（6）染色体外基因这类基因存在于染色体外，它们的传递不符合孟德尔的分离和自由组合定律。如线粒体基因、叶绿体基因等。它们的基因编码细胞其专一的蛋白质并自我复制。
由此可见, 随着生物科学的不断发展, 人们对基因概念的理解也不断深入。在世界科学技术日新月异的今天, 生物科学将会有更多新的突破性进展, 基因的概念不可避免的将会被赋予新的内容。
2. 举例解释蛋白质二级结构、超二级结构（MOTIF）、三级结构、DOMAIN和四级结构。
答：蛋白质的二级结构：指多肽链借助氢键排列成自己特有的规则结构。如，α螺旋。它是蛋白质中常见的一种二级结构，肽链主链绕假想的中心轴盘绕成螺旋状，一般都是右手螺旋结构，螺旋是靠链内氢键维持的。每个氨基酸残基（第n个）的羰基氧与多肽链C端方向的第4个残基（第n+4个）的酰胺氮形成氢键。在典型的右手α-螺旋结构中，螺距为0.54nm，每一圈含有3.6个氨基酸残基，每个残基沿着螺旋的长轴上升0.15nm。
超二级结构：是指在球状蛋白质分子的一级结构的基础上，相邻的二级结构单位（α螺旋β折叠等）在三维折叠中相互靠近，形成种类不多的、有规则的二级结构组合，在蛋白质中充当三级结构的构件。
αα：这是一种α螺旋束，它经常是由两股平行或者反平行的右手螺旋段互相缠绕而成的左手卷曲螺旋。卷曲螺旋是纤维状蛋白和原肌球蛋白的主要结构元件。氨基酸序列分析表明，这些多肽链中存在七残基重复序列，由2个疏水残基，2个极性残基，3个电荷残基组成。这是卷曲螺旋的结构特征。
三级结构：一条肽链的所有原子的空间排列。三级结构是在二级结构、超二级结构、结构域的基础上由疏水作用和侧链相互作用形成的。如肌红蛋白的三级结构有8段α-螺旋区，每个螺旋区含7-23个氨基酸残基，C端有5个氨基酸残基的非螺旋区内部存在一个口袋行的空穴，血红素居于此空穴中。
结构域：指蛋白质多肽链在二级结构的基础上进一步卷曲折叠成几个相对独立的近似球形的组装体。最普遍的结构是α/β型结构，它含有一个由α-螺旋包围着的平行或混合β-回折的核。由环区域形成结合裂缝，这些区域虽对结构的稳定无作用，但通常参与结合和催化作用。
四级结构：由三级结构形成的，同一单体的或者多种单体形成聚合体。组成单体的亚基表面之间有范德华力的作用。如红细胞内的血红蛋白是由4个亚基聚合而成的，两两相同，即含二个α亚基和二个β亚基。在一定的条件下，这种蛋白质分子可以解聚成单个亚基，亚基在聚合或解聚时对某些蛋白质具有调节活性的作用。
3．简述Proteasomes结构与功能。(pss)
Proteasomes结构：
蛋白酶体的组分通常根据它们的斯维德伯格沉降系数（以“S”来标记）来命名。最普遍的蛋白酶体的形式是26S蛋白酶体，其分子量约为2000kDa，包含有一个20S核心颗粒和两个19S调节颗粒。
20S核心颗粒蛋白酶体为中空结构，由外部两个环的α亚基和构成中间两个环的β亚基构成。所有的20S颗粒都由四个堆积的七元环所组成，环结构存在七次轴对称，这些环结构则是由两种不同的亚基构成：α亚基为结构性蛋白，而β亚基则发挥主要的催化作用。外部的两个环，每个环都含有七个α亚基，一方面作为调节颗粒的结合部，另一方面发挥“门”的作用，阻止蛋白质不受调控地进入核心颗粒的内部。内部的两个环，每个环都含有七个β亚基，且包含蛋白酶活性位点，用于蛋白质水解反应。
19S调节颗粒，真核生物中的19S颗粒是由19个蛋白质组成的，并可以被分成两个部分：一个由10个蛋白质组成的可以与20S核心颗粒上的α环直接结合的基底，和一个由9个蛋白质组成的结合多泛素链的盖子。其中，10个基底蛋白质中的6个具有ATP酶活性。19S和20S颗粒的结合需要ATP先结合到19S颗粒上的ATP结合位点。
20S核心颗粒也可以与第二种调节颗粒，即11S颗粒相结合。11S调节颗粒又被称为PA28或REG。它是七聚体结构，不包含任何ATP酶，能够促进短肽而不是完整的蛋白质的降解。11S颗粒的调控机制与19S颗粒的机制类似，是通过其亚基的C末端结合核心颗粒，并诱发α环发生构象变化，从而打开20S核心颗粒的“门”，使得底物蛋白质可以进入核心颗粒。
proteasomes功能：
蛋白酶体直接参与了适应性免疫系统的运作，并在其中扮演着关键角色。肽类抗原是由主要组织相容性复合物（MHC）类型I蛋白传递到抗原呈递细胞表面。这些肽段是来自被蛋白酶体降解的侵入机体的病原体。虽然一般的蛋白酶体就可以参与这一进程，但实际上起主要作用的是一种特殊的复合物，其可以生成合适大小和成分的降解片断以供MHC结合。这种复合物的组成蛋白的表达是由γ干扰素所诱导；当免疫反应发生时，这些蛋白质，包括11S调节颗粒（主要作用为调节MHC的结合肽段的产生）和特殊的β亚基（β1i、β2i、β5i，具有不同的底物特异性）的表达就会增加。这种由特殊的β亚基参与形成的复合物就被称为“免疫蛋白酶体”。另一种有所变化的β5亚基，β5t，在胸腺中表达，能够形成胸腺独有的“胸腺蛋白酶体”（"thymoproteasome"），参与T细胞的发育调控。
MHC类型I蛋白的配基结合强度取决于配基C末端的组成，因为肽段配基是通过氢键和与MHC表面的"B pocket"近接触来结合的。许多MHC类型I蛋白趋向于结合疏水性残基，而免疫蛋白酶体复合物就可以更多地生成具有疏水性C末端的肽段。
由于蛋白酶体参与生成活性形势的NF-κB（一种抗凋亡和促炎症调控因子，调控细胞因子的表达），因此，蛋白酶体被认为与炎症反应和自身免疫性疾病相关。蛋白酶体活性水平的提高与包括红斑性狼疮和类风湿性关节炎在内的自身免疫性疾病相关。
4．简述泛素化蛋白降解途径
泛素是一类低分子量的蛋白质，泛素化是指泛素分子在一系列特殊的酶作用下，将细胞内的蛋白质分类，从中选出靶蛋白分子，并对靶蛋白进行特异性修饰的过程。这些特殊的酶包括泛素激活酶，结合酶、连结酶和降解酶等。泛素化在蛋白质的定位、代谢、功能、调节和降解中都起着十分重要的作用。同时，它也参与了细胞周期、增殖、凋亡、分化、转移、基因表达、转录调节、信号传递、损伤修复、炎症免疫等几乎一切生命活动的调控。
泛素化修饰涉及泛素激活酶E1、泛素结合酶E2和泛素连接酶E3的一系列反应：首先在ATP供能的情况下酶E1粘附在泛素分子尾部的Cys残基上，Cys突变为Ala，激活泛素,接着,E1将激活的泛素分子转移到E2酶上，随后,E2酶和一些种类不同的E3酶共同识别靶蛋白,对其进行泛素化修饰。
根据E3与靶蛋白的相对比例可以将靶蛋白单泛素化修饰和多聚泛素化修饰。E3酶的外形就像一个
夹子,靶蛋白连接在中间的空隙内。酶的左侧结构域决定靶蛋白的特异性识别，右侧结构域定位E2酶以转移泛素分子。蛋白质泛素化的结果是使得被标记的蛋白质被蛋白酶分解为较小的多肽、氨基酸以及可以重复使用的泛素。
泛素-蛋白酶体途径是先发现的，也是较普遍的一种内源蛋白降解方式。需要降解的蛋白先被泛素化修饰，然后被蛋白酶体降解。但并非所有泛素化修饰都会导致降解。有些泛素化会改变蛋白的活性，导致其他的生物效应。蛋白质泛素化作用是后翻译修饰的一种常见形式，该过程能够调节不同细胞途径中各式各样的蛋白质。
5．何谓Long Interspersed Nuclear Elements，你认为该序列的进化起源是什么？ (HL) 答：长散在重复序列(long interspersed nuclear elements，LINE)，意为散在分布的长细胞核因子，是散在分布在哺乳动物基因中的一类重复序列。LINE是可以自主转座的一类反转录转座子，来源于RNA聚合酶Ⅱ的转录产物；L1是LINE中的一种重复序列，长约6 500bp，哺乳动物基因组中的拷贝数可多达10万份，主要集中在AT富集区。L1以及由L1编码的反转录酶作用于其他非自主反转录转座子以后所生成的DNA序列，加起来至少占人类基因组全长的四分之一。LINE不同成员之间的序 ,列有较大差别，但是同一物种中的LINE的不同成员仍有较大的同源性。LINE有分别长1 137bp和3 900bp的可读框，这两种可读框有14bp的重叠序列。从LINE的结构分析，它并不具有反转录病毒特有的LTR，因此曾把LINE归于非病毒超家族。测序的结果发现LINE L1的一个可读框同反转录酶是同源的，这提示LINE 可能来源于能够编码转座所需的酶进行自主转座的可动元件，所以现在在分类时被归人病毒超家族。L1插入片段的全长原初元件可能是哺乳动物中有活性的反转录转座子的来源。L1被认为是人类基因组中主要的可动因子，它不仅能自主转座，而且它的蛋白质产物可促使非自主转座因子的反转录转座。同时L1还能十分有效地将位于L1 3’端的侧序一起转座到新的位置，这种作用称为3"转导(3"transduction)，其结果是将宿主基因组中原先不连锁的两个DNA片段排列在一起。许多真核细胞中都发生3"转导作用。当L1本身的转录终止信号较弱而3"侧序中有很强的转录终止信号时，RNA聚合酶进行L1转录时就会发生“连读”(read-through)，而将11’和 3"侧序一起转录，其结果是包含L1和3"侧序的嵌合片段一起插入染色体新的位置，这对新基因的形成和基因组的进化都有重要作用.
6．简述大肠杆菌DNA聚合酶III各亚基的功能。
答：DNA pol Ⅲ是是多亚基组成的蛋白质,是合成DNA新链的主要复制酶，它在细胞中含量很少,但是催化效率高，异二聚体，全酶由α、β、γ、δ、ε、θ、η、δ’、χ、ψ 10个亚基组成。
其核心酶含有α，ε和θ三个亚基。
α亚基具有5'→3'方向合成DNA的催化活性，每秒可以合成8个核苷酸
ε亚基具有3'→5'外切酶的功能，起到校正的作用，可提高聚合酶Ⅲ复制DNA的保真性。ε亚基常与α亚基形成一个紧密的1:l复合物,协同发挥功能。
θ亚基使核心酶相互连接，组装核心酶的功能。
η亚基：促使核心酶二聚化，与模板连接，具有ATP酶活性。
β亚基的功能犹如夹子，两个β亚基夹住DNA分子并可向前滑动，使聚合酶在完成复制前不再脱离DNA，从而提高了酶的持续合成能力。
γ，δ，δ′，χ和ψ亚基组成γ复合体，其功能是帮助β亚基夹住DNA，故称为夹子装置器。β二聚体自己并不能组装到DNA 上 ,它是通过γ复合物与ATP协同作用催化ATP的水解而组装到DNA 上的。
7.阐明端粒结构与端粒酶的功能。(HJ)
答：端粒是真核细胞染色体末端的特殊结构，由端粒DNA和端粒DNA特异结合蛋白组成的核蛋白复合物。
端粒结构：由连续的重复序列组成，大约1000个拷贝。不同种类的细胞的重复序列不同。在人中这个重复序列是TTAGGG，在模式生物纤毛虫中是TTGGGG。在酵母中是TG1-3/C1-3A。该重复序列通常一条链上富含G，另一条链上富含C，TG链比AC链更长，形成3’单链末端。
端粒酶功能：端粒酶是一种RNA指导的DNA聚合酶，并且是一种逆转录酶。端粒酶的主要生物学功能是作为端粒串联重复序列拷贝合成的模板，通过其逆转录酶活性复制和延长端粒DNA来稳定染色体DNA 的长度。
8．概述引起倾向性突变的修复系统
答：①BER（碱基切除）：碱基被烷化或者脱氨后，被特殊的DNA糖基化酶从DNA上移除。首先由
DNA糖基化酶家族在碱基上滑动来识别特异性的核苷酸。核苷酸的每一种修饰都有一种对应的DNA糖基化酶，可以把修饰核苷酸的碱基切除，在DNA上形成脱嘌呤或者是脱嘧啶位点。这些位点可以被AP内切酶所识别，然后切除主链上的核糖磷酸。切除后所形成的缺口能够被DNA聚合酶I和DNA链接酶修复。
②NER（核苷酸切除）：移除一段在DNA双螺旋中已经变异的核苷酸链。包括由嘧啶二聚体引起的变异。这项修复途径需要uvrABC编码的内切酶，uvrD编码的解旋酶以及DNA聚合酶I。
UvrA:有ATP酶活性，是一种可以和DNA结合的蛋白质(包含了锌指结构)。以二聚体的形式发挥作用，识别并结合受损失的DNA。UvrA的作用是引导UvrB结合到损伤位点。
UvrB：一种内切酶，有ATP酶活性。ATP酶活性不强，只有在和UvrA结合的情况下才有活性。
UvrC:与UvrB结合。这个复合体与受损伤DNA两侧都结合。UvrC与受损部位5' 端的7个核苷酸相结合，UvrC与受损部位3' 的4个核苷酸相结合。
UvrD:UvrD解旋酶与这个区域相结合并解开双链。这样可以把含有受损伤位点的单链移除。一个大约有12-13个核苷酸的区域被移除。被移除的区域由DNA聚合酶I 和DNA连接酶修复。
③DNA错配修复（DNA-Mismatch repair）：在DNA复制时期来修复发生错配的DNA链。DNA错配修复系统可以识别合成链中的新链，因为新合成链没有甲基化，而亲本链被甲基化。一条链甲基化，另一条链没有甲基化，这样的双链DNA分子被成为半甲基化DNA。DNA的甲基化是因为dam甲基化酶可以使腺苷酸碱基甲基化。错配修复系统能够从远处对错配位点进行修复，即使是离半甲基化位点有1000个碱基也能被修复。修复需要mutS、mutL、mutH基因的产物。通常以复合体的形式发挥作用。这些基因也被称为突变子基因。这些基因的突变会导致修复系统的缺陷，细胞将会比平常有更高的自发突变率。
MutS:识别并且结合在碱基错配位点。
MutH:结合在半甲基化的GATC序列上，并切开非甲基化链。
MutL:连接MutS和MutL,组成一个复合体。
位于MutH切口和错配位点切口之间的DNA序列被内切酶I 或者
VII移除。UvrD解旋酶也参与其中。留下的缺口被DNA聚合酶III 和DNA连接酶修复。
④NHEJ（非同源性末端接合修复）：通常修复双链的断裂。KU异二聚体能够识别断裂双链，并与DNA-PK结合。Mre11复合体把DNA裂口末端连到一起，并进行加工。DNA连接酶IV和XRCC4把DNA末端修复。
在非同源性末端接合修复中，DNA连接酶IV，是一种特异化的DNA连接酶，和辅因子XRCC4一起形成复合体，可以之间把两个末端连起来。为了指导精确修复，非同源性末端结合修复依赖于一段很短的同源序列，称之为微同源序列，一般出现在被连接的DNA末端。如果这段序列可以被很好结合，修复通常是精确的。非同源性末端结合修复在修复是可能导致突变，许多被损伤的核苷酸会被切除，不配对的核苷酸被连接上来。非同源性末端结合修复在细胞开始复制DNA之前是非常重要的，因为同源重组没有模板来进行修复。
⑤SOS修复：在细菌DNA在受到很大伤害或者DNA修复被抑制时才发挥作用。有超过20种基因参与了修复。最重要的两种是lexA和recA。
LexA:一种阻遏物能够调节其他SOS修复基因的表达，包括recA。也能够调节自身的合成。RecA蛋白是一种多功能蛋白，有ATP酶活性和单链DNA结合活性。当它和单链DNA结合时，就成为一种辅蛋白水解酶。细胞受到伤害或者严重逆境能产生单链DNA，激活辅助蛋白水解酶活性。RecA辅助蛋白水解酶活性可以激活LexA蛋白的蛋白水解酶活性。所以，LexA不能再阻遏转录，SOS修复基因被诱导表达。被诱导表达的修复基因包括uvrABC ，uvrD, UmuC,UmuD。UmuD被RecA辅助水解蛋白切开，成为UmuD', 与UmuC组成DNA聚合酶V。DNA聚合酶V需要DNA聚合酶III的亚基b,g来得到最佳酶活性。DNA合成由DNA聚合酶V完成，担有修复出现错误的倾向。
⑥TLR：当细胞不能修复一些损伤时，可以用跨损伤DNA合成进行修复。
跨损伤合成由特殊的DNA聚合酶催化，能够直接跨过损伤位点进行DNA合成。跨损伤合成是SOS修复的一个部分。在缺少DNA聚合酶III的情况下发生。
原理：a、复制被损伤的部位所阻止。
b、RecA蛋白和模板链结合，形成RecA-DNA片段。
c、聚合酶V与复制的起始端结合。β亚基作为滑动装置在DNA链上滑动。
d、损伤部位被通过后，再由DNA聚合酶III指导DNA的复制。
9．阐述原核生物DNA修复的BER, NER, DNA-Mismatch repair system, NHEJ, SOS Repair, TLR机制。(LF)
答：BER（碱基切除）：碱基被烷化或者脱氨后，被特殊的DNA糖基化酶从DNA上移除。首先由DNA 糖基化酶家族在碱基上滑动来识别特异性的核苷酸。核苷酸的每一种修饰都有一种对应的DNA糖基化酶，可以把修饰核苷酸的碱基切除，在DNA上形成脱嘌呤或者是脱嘧啶位点。这些位点可以被AP内切酶所识别，然后切除主链上的核糖磷酸。切除后所形成的缺口能够被DNA聚合酶I和DNA链接酶修复。
NER（核苷酸切除）：移除一段在DNA双螺旋中已经变异的核苷酸链。包括由嘧啶二聚体引起的变异。这项修复途径需要uvrABC编码的内切酶，uvrD编码的解旋酶以及DNA聚合酶I。
UvrA:有ATP酶活性，是一种可以和DNA结合的蛋白质(包含了锌指结构)。以二聚体的形式发挥作用，识别并结合受损失的DNA。UvrA的作用是引导UvrB结合到损伤位点。
UvrB：一种内切酶，有ATP酶活性。ATP酶活性不强，只有在和UvrA结合的情况下才有活性。
UvrC:与UvrB结合。这个复合体与受损伤DNA两侧都结合。UvrC与受损部位5' 端的7个核苷酸相结合，UvrC与受损部位3' 的4个核苷酸相结合。
UvrD:UvrD解旋酶与这个区域相结合并解开双链。这样可以把含有受损伤位点的单链移除。一个大约有12-13个核苷酸的区域被移除。被移除的区域由DNA聚合酶I 和DNA连接酶修复。
DNA错配修复（DNA-Mismatch repair）：在DNA复制时期来修复发生错配的DNA链。DNA错配修复系统可以识别合成链中的新链，因为新合成链没有甲基化，而亲本链被甲基化。一条链甲基化，另一条链没有甲基化，这样的双链DNA分子被成为半甲基化DNA。DNA的甲基化是因为dam甲基化酶可以使腺苷酸碱基甲基化。错配修复系统能够从远处对错配位点进行修复，即使是离半甲基化位点有1000个碱基也能被修复。修复需要mutS、mutL、mutH基因的产物。通常以复合体的形式发挥作用。这些基因也被称为突变子基因。这些基因的突变会导致修复系统的缺陷，细胞将会比平常有更高的自发突变率。
MutS:识别并且结合在碱基错配位点。
MutH:结合在半甲基化的GATC序列上，并切开非甲基化链。
MutL:连接MutS和MutL,组成一个复合体。
位于MutH切口和错配位点切口之间的DNA序列被内切酶I 或者
VII移除。UvrD解旋酶也参与其中。留下的缺口被DNA聚合酶III 和DNA连接酶修复。
NHEJ（非同源性末端接合修复）：通常修复双链的断裂。KU异二聚体能够识别断裂双链，并与DNA-PK 结合。Mre11复合体把DNA裂口末端连到一起，并进行加工。DNA连接酶IV和XRCC4把DNA末端修复。
在非同源性末端接合修复中，DNA连接酶IV，是一种特异化的DNA连接酶，和辅因子XRCC4一起形成复合体，可以之间把两个末端连起来。为了指导精确修复，非同源性末端结合修复依赖于一段很短的同源序列，称之为微同源序列，一般出现在被连接的DNA末端。如果这段序列可以被很好结合，修复通常是精确的。非同源性末端结合修复在修复是可能导致突变，许多被损伤的核苷酸会被切除，不配对的核苷酸被连接上来。非同源性末端结合修复在细胞开始复制DNA之前是非常重要的，因为同源重组没有模板来进行修复。
SOS修复：在细菌DNA在受到很大伤害或者DNA修复被抑制时才发挥作用。有超过20种基因参与了修复。最重要的两种是lexA和recA。
LexA:一种阻遏物能够调节其他SOS修复基因的表达，包括recA。也能够调节自身的合成。RecA蛋白是一种多功能蛋白，有ATP酶活性和单链DNA结合活性。当它和单链DNA结合时，就成为一种辅蛋白水解酶。细胞受到伤害或者严重逆境能产生单链DNA，激活辅助蛋白水解酶活性。RecA辅助蛋白水解酶活性可以激活LexA蛋白的蛋白水解酶活性。所以，LexA不能再阻遏转录，SOS修复基因被诱导表达。被诱导表达的修复基因包括uvrABC ，uvrD, UmuC,UmuD。UmuD被RecA辅助水解蛋白切开，成为UmuD', 与UmuC组成DNA聚合酶V。DNA聚合酶V需要DNA聚合酶III的亚基b,g来得到最佳酶活性。DNA合成由DNA聚合酶V完成，担有修复出现错误的倾向。
TLR：当细胞不能修复一些损伤时，可以用跨损伤DNA合成进行修复。
跨损伤合成由特殊的DNA聚合酶催化，能够直接跨过损伤位点进行DNA合成。跨损伤合成是SOS修复的一个部分。在缺少DNA聚合酶III的情况下发生。
原理：a、复制被损伤的部位所阻止。
b、RecA蛋白和模板链结合，形成RecA-DNA片段。
c、聚合酶V与复制的起始端结合。β亚基作为滑动装置在DNA链上滑动。
d、损伤部位被通过后，再由DNA聚合酶III指导DNA的复制。
10．什么是silent mutations？你认为是否一定对生物功能无影响，为什么？
silent mutations（沉默突变）:突变后形成的密码子编码相同或者不同的氨基酸，但不改变所编码蛋白的生物学功能。
分为两类：一类是虽有DNA的碱基变化，但不影响相应蛋白质的氨基酸变化（密码子简并性）；另一类DNA的碱基改变虽然导致氨基酸变化，但不影响相应蛋白质的活性（突变的是无关紧要的位置），称为中性替代（neutral substitution）。
沉默突变不影响氨基酸顺序可能是因为蛋白质是由三个核苷酸编码的，每个核苷酸都负责在蛋白质链上加一个特定的氨基酸。突变的核苷酸也可能依然添加上同样的氨基酸。因此氨基酸组成和蛋白质结构也被认为不会变化。然而，每隔一段时间，就会有一些数据不符合这个假设。比如一种叫做多药物排斥-1(MDR-1)的基因。该基因已经被发现在人类癌细胞中频繁地发生特殊的沉默突变。MDR-1编码的蛋白P-gp可以把化学疗法的药物排出癌细胞，从而使药物失效。一项生化测试显示，突变的P-gp的三维结构略有不同。
沉默突变也许发生在细胞不常使用的三联体核苷酸上，这些三联体核苷酸可以减缓细胞的蛋白质制造机制。类似Silly String牌喷彩摩丝以不同速度喷射出去的设计，氨基酸链三维结构的折叠也是由速度决定的，较慢的折叠可以导致蛋白质最终形式的改变。细胞可能可以弥补一次沉默突变，但对那些多重的极少使用的三联体密码子则不行。故沉默突变不一定随生物功能无影响。
11．阐述DNA重组HOLLIIDAY模型中蛋白的作用。（XLX）
答：主要蛋白：RecA, RecBCD, RuvA, RuvB and RuvC。
RecA：是多功能的动力蛋白。链交换ATP酶活性，蛋白酶活性，有352个氨基酸残基，分子量为38kDa。在大肠杆菌的DNA重组中是必不可少的。RecA蛋白与单链DNA结合，每一个RecA蛋白可与4-6个核苷酸结合。蛋白质与核苷酸形成的复合体由5-3运动。这个复合体是相当稳定的，半衰期为30min，并且有促进链交换的活性。每个蛋白单体通过N末端alpha螺旋与相邻的单体结合，形成一个六聚体。
只要有以下条件RecA就可以促进DNA链的交换：两个DNA分子都必须有可以使RecA结合的单链区。两个分子必须有同源区，DNA链的长度不小于50pb。同源区必须有自由末端，这能够成为链交换的起始点。
RecBCD:由recb、c、d基因分别编码而成。
RecBCD有五种酶活性：核酸外切酶，解旋酶，核酸内切酶，ATP酶，单链DNA核酸外切酶活性。
解旋酶活性解旋DNA缠绕比缠绕生成更快。能使单链DNA成环。
与双链DNA结合并且自然地分开两条链。当RecBCD碰到Chi序列时，活性发生改变。RecD亚单位被释放出来，RecBC作为解旋酶酶在ATP依赖的反应中解开DNA。
生成的单链DNA可以用作链交换和重组反应。
RuvA:四聚体，识别Holliday连接，协助RuvB解旋酶促进分支移动。可以调节链交换。
RuvB:一种解旋酶可以催化HJ分支的移动。但本身却不能和DNA有效结合。与RuvA连结发生作用。
与其他解旋酶一样，RuvB是一个六聚体，但与其他解旋酶不同的是，RuvB只与双链结合不与单链结合。有ATP酶活性。
RuvC:用于切开Holliday中间体。可以把四条链中的两条链切开。由于结合是对称的，RuvC可以和链以两种等同的方式结合。所以Holliday中间体可以被两种不一样却等同的方式切开。识别HJ的位点为（A/T)TT (G/C)。
12．阐述易位因子概念和易位机制。
答：易位因子的概念：是一种可以由染色体的一个位置转移到另外位置的遗传因子，也就是一段可以发生转座的DNA,又称为转座子。
细菌的易位因子有两大类：一类是插入序列（IS）,是简单的转座子，除转座所需的基因外不携带任何基因，检测比较复杂。另一类是复杂转座子，除转座酶基因外还携带各种标记基因，易于检测。
真核生物中根据转座子“跳跃”方式的不同分为Ⅰ型和Ⅱ型转座子。Ⅰ型转座子转座中间体是RNA。该型转座子先被转录为RNA ,再经转录成为DNA，才插入到目标位点中。Ⅱ型转座中间体是DNA 。该类型转座子在结构上有其特点，其两端是两段直接重复序列，随后连接的是反向重复序列，中间为插入序列。
转座子的机制：转座子插入到一个新的部位的通常步骤是：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。交错末端的产生和填充解释了在插入部位产生靶DNA正向重复的原因。链的切口之间的交错决定了正向重复的长度。
三种不同类型的转座。（1）复制型转座（replicative transposition）：作为自身移动的一个部
分，转座子被复制，一个拷贝仍然保留在原来的位置上，而另一个则插入到一个新的部位，这样转座过程伴随着转座子拷贝数的增加。（2）非复制型转座：转座元件作为一个物理实体直接由一个部位转移到另一个部位。（3）保守型转座：保守型转座是另一种非复制型的转座过程，该过程中转座元件从供体部位被切除并通过一系列的过程插入到靶部位，在该过程中每个核苷键皆被保留。该转座过程与λ的整合机制类似，并且转座酶与λ整合酶家族有关。
13．原核生物启动子所组成的保守序列和终止子特异序列是什么？如何分析大肠杆菌启动子保守序列的重要性？（ZT）
答：原核生物中绝大部分的启动子都存在位于-10bp处的TATAAT区和-35bp处的TTGACA区。这两个区是相当保守的序列，是RNA聚合酶与启动子的结合位点，能与s因子相互识别而具有很高的亲和力。在-35区和-10区之间的距离17±1bp。保持启动子这二段的序列以及它们之间的距离是很重要的，否则会改变它所控制的基因的表达水平。UP 元件，位于启动子上游-57 和-47 富含A/T 。(5'-AAAATTATTTT-3').
不依赖于rho因子的终止子：终止位点上游一般都存在一个富含GC碱基的二重对称区，由这段DNA 转录产生的RNA容易形成发卡式结构。在终止位点前面有一段由6-8个A组成的序列，所以转录产物的3`端为寡聚U，这种结构特征的存在决定了转录的终止。依赖于rho因子的终止子：依赖rho因子的转录终止区DNA序列缺乏共性。Rho因子是一个相对分子量为2.0×105的六聚体蛋白，是一种NTP酶，通过催化NTP的水解促使新生RNA链从三元转录复合物中解离出来，从而终止转录。RNA合成起始以后，rho因子即吸附在新生的RNA链上，靠ATP水解产生的能量，沿5`→3`方向朝RNA聚合酶移动，到达RNA 的3`-OH端后取代了暂停在终止位点上的RNA聚合酶，使之从模板DNA上释放mRNA ，完成转录过程。
大肠杆菌启动子保守序列的重要性：
a、-10bp处的TATAAT区和-35bp处的TTGACA区是RNA聚合酶与启动子的结合位点，能与ζ因子相互识别而具有很高的亲和力。
b、两个保守序列之间的距离是16-19bp，小于15bp或者大于20bp都会降低启动子的活性，改变启动子所控制基因的表达水平。
d、如果突变使启动子与保守序列的吻合度降低，则启动子变弱。如果突变使启动子与保守序列吻合度上升，则启动子变强。
e、通过突变改变启动子的保守序列，可以形成不同的启动子。不同的启动子，不同的启动子和不同的RNA聚合酶结合，达到调控转录的目的。
14．RNA聚合酶I识别的启动子包含有哪两个部分？分别由什么蛋白因子识别？
答：RNA聚合酶Ⅰ只转录编码核糖体RNA的基因，转录产物经切割和加工后生成各种成熟rRNA，RNA 聚合酶I 的转录单位有两段起始调控序列，核心启动子(Core promoter)和-187 到 -107 bp 处的上游启动元件upstream promoter element(UPE)。核心启动子(Core promoter)位于起始位点周围，从-31 延伸到+6，它本身就足以起始转录。但是，其效率可被位于-187 到-107 的上游启动元件（UPE)显著提高。与一般启动子相比，这两个区域都有不寻常的组成，富含G?C碱基对，而且它们约有85%是一致的。RNA 聚合酶Ⅰ需要UBF1和SL1两个辅助因子。UBF1 是一个单链多肽，它先后与UPE和核心启动子上富含G?C 区结合。UBF1是一种组装因子。SL1 因子与UBF1结合，是一个四聚体蛋白，其中一个单体蛋白是TATA-盒结合蛋白（TBP）。TBP在组装转录复合物时是必须的。SL1是一种定位因子，可以把RNA 聚合酶定位到启动子，所以转录可以在正确的地方开始。两个因子形成复合体后， RNA 聚合酶Ⅰ就与核心启动子结合起始转录。
15．RNA聚合酶III识别的启动子有哪几类？其定位因子是什么？（XQX）
答：RNA聚合酶III识别的启动子可以分为以下三类：
a、5S rRNA 启动子：大约120bp的长度，位于起始位点下游+41—+87的位置。在C box和A box 两个保守序列内形成。
b、tRNA的启动子也位于起始位点的下游，有两个高度保守的序列A box，B box。A box，B box可以编码tRNA的D环和T C-环。所以，tRNA中高度保守的序列也可以编码DNA中的保守序列。
位于启动子下游需要的转录因子有：
定位因子：TFIIIA：5S rRNA转录特异性因子，含有一条多肽。多肽上有锌指DNA结合元件。对于部分第三级启动子是必须的。
TFIIIB：这个因子含有3个亚单位，其中一个就是TBP，一种可以和TATA-box结合的蛋白质。
TFIIIC:由6个亚基组成。作为组装因子，对于第三级的启动子来说是必须的。
TFIIIA与启动区域的保守序列位点结合，TFIIIC再与之结合形成一个稳定的复合体，并且覆盖启动子所有的基因。TFIIIB能够与自己在转录起始点附近的位点结合，最后RNA polymerase III 与之结合，转录开始。
c、snRNA的启动子位于转录起始位点的上游，有Oct，PSE,TATA三个保守序列。
定位因子：SNAPc,与PSE结合。使TFIIIB结合到TATA-box上。TFIIIB可以使RNA polymerase III 结合转录起始位点上。
16．列出你所知的RNA聚合酶II识别的启动子顺式作用因子。
答：eg1：initiator ，启动子中最常见的原件。上面有TFIID识别位点，可以和TFIID结合。TFII-I 和 YY1 因子也可以和initiator结合。
eg2: TATA box通常位于起始位点上游约25bp处，它组成唯一的上游启动子元件，此元件距起始位点有相对固定的位置。它可以在所有真核生物中找到。TATA盒倾向于被富含G*C对的序列环绕，可能是TATA盒起作用的一个因子。具有选择定位转录点的功能，作为定位因子起作用。
eg3: DEP(上游核心启动子元件)：上游TFIID识别序列，对转录活性很重要。与Inr协同作用，DEP 和Inr之间的区域对优化转录很重要。
eg4: MET:类似于DPE，MET也可以和Inr协同作用，但要求有严格的Inr-MET区域。当TATA-box 和DPE突变导致转录活性降低时，MET起到了补充做作用。
eg5: DCE （下游核心元件），一般与TATA-box一起出现，与DPE不同的是，DCE由三个元件组成：CTTC,CTGT,AGC。与TAF1靠得很近。
eg 6：XCPE1 通常与NRF1, NF-1, 和 Sp1结合。是CpG 岛上的元件家族的成员，有链特异性活化子来引发转录的起始。
17．从“Mix and match”的观点来讨论真核生物RNA聚合酶II启动子元件与功能的关系。(LYH) 答：RNA聚合酶II启动子典型结构从构成来看可以分为核心启动子和上游启动子元件。核心启动子又包括5个较小的元件：Inr、TATA框、BRE、UPE和DPE。
1、Inr是具有基因最适表达所需要的保守序列。
2、TATA框不仅与基因转录的调节有关系，也具有定位转录起始点的功能。结合转录因子TFⅡD。TFⅡD结合上来以后形成的复合物可保护－45～－10的区域
3、BRE TFIIB转录因子识别元件，促进TFIIB与DNA结合。
4、UPE 能表现出细胞类型的特异性，能提高转录效率和特异性，
5、DPE 可以补偿因TATA框缺失造成的转录抑制，能与通用转录因子TFIID结合。DPE与Inr的间距对最佳转录至关重要。
还有MTE，可以弥补由基础转录发生后TATA框或者DPE突变的损伤，协同DPE和TATA框的作用；CPE1，与CPG islangd发生作用，决定转录的方向。
另外在哺乳动物启动子还有GC框、CAAT框和以不同拷贝数、不同位置、不同方向存在于类型II启动子八聚体序列。它们的存在主要是增加转录效率。
从保守序列分可以分为三类主要有三个保守序列：（1）帽子位点，又称转录起始位点，其碱基大多数为A，这与原核生物相似。（2）TATA框，位于－30处，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。（3）CAAT框，位于－75处， 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。
在不同的启动子中，这些元件的组合情况是不同的。各种元件将相应的蛋白因子结合到启动子上，而这些蛋白因子共同组合成起始复合物。
18．从“COMBINATORIAL CONTROL”的观点来讨论多蛋白作用于真核生物转录的作用。
答：转录的起始是RNA聚合酶识别启动子并与之结合从而启动RNA合成的过程。转录的起始过程十分复杂，特别是真核生物，需要多种辅助因子参与。也就是多蛋白作用于真核生物转录。
在真核生物的转录过程中设计三种聚合酶，分别是I、II、III。
在类型I基因启动子负责rRNA前体基因转录过程中个，出RNApolI外还有两类转录子：1、核心结合因子，在人类称SL-1，在其他生物称TIF-IB。其对RNApolI结合启动子是必须的。2、UPF结合因子，辅助SL-1结合启动子。
在类型III基因转录过程中，需要TFIIIA、TFIIIB和TFIIIC。
TFIIIA是一种锌指结构，可以使酶停靠在DNA扇上；TFIIIC促使TFIIIB以其TBP结合于A框上游并与TFIIIC作用；TFIIIB促使RNApolIII结合到正确的碱基序列
成TFIIIB-TFIIIC-DNA复合物。
对于类型II基因的转录，其序列的多样，单靠RNApolII无法完成庞大的转录工作，主要依赖9中转录因子协助形成转录复合体。
RNAPolⅡ，依赖模板合成RNA
TFⅡA 稳定TFⅡD和DNA的结合，激活TBP亚基
TFⅡB 结合模板链（-10～+10），起始PolⅡ结合，和TFⅡE/F相互作用
TFⅡD TBP亚基识别TATA，将聚合酶组入复合体中，TAFs识别特殊启动子
TFⅡE 结合在PolⅡ的前部，使复合体的保护区延伸到下游
TFⅡF 大亚基具解旋酶活性（RAP74）,小亚基和PolⅡ结合，介导其加入复合体
TFⅡH 具激酶活性，可以磷酸化PolⅡC端的CTD，使PolⅡ逸出，延伸
TFⅡI 识别Inr，起始TFⅡF/D结合
TFⅡJ 在TFⅡF后加入复合体，不改变DNA的结合方式
TFⅡS RNA合成延伸
以下为文字简介除了最后一段外，可以不看
TBP作为第一个和DNA接触的因子被看成是一种RNA pol Ⅱ结合的因子，使启动子转录，它起到介导的作用。由于TATA框离转录起始位点的距离是固定的，识别它对RNA聚合酶来说是重要的。TBP在启动上对各种聚合酶所起的一个相同的作用是将它们组入转录复合体中。
TFⅡA含有几个亚基，当它加入复合体中时，TFⅡD所保护的DNA区域就延伸更上游的区域。它可能通过解除TAFs的阻遏作用而激活TBP，它的参与使TFⅡD和TATA框结合得更稳定
TFⅡB它在起始点邻近区域，从-10到+10可以部分地保护模板链在TATA框下游与DNA松散结合。形成复合物，和DNA双链结合是不对称的，它还可以使TFⅡE/ⅡF相互作用。
TFⅡF含有2个亚基，大亚基RAP74，具有ATP依赖性DNA解旋酶活性，它和起始时DNA链的熔解有关。它的小亚基是RAP38，和细菌的ζ因子有部分同源，紧密地和RNA pol Ⅱ结合。介导polⅡ和其它蛋白结合转录成复合体。TFⅡF-polⅡ和复合体连接时，与TFⅡB的相互作用是重要的。RNA PolⅡ结合位点在模板链上达到下游+15，在非模板链上达到+20，其长度贯穿了整个复合体，上游也被其保护了。
TRⅡE结合在pol的前部，使复合体的保护区延伸到下游双链的+30处。
TRⅡH和 TRⅡJ在TRⅡF之后也加入复合体中，但并不改变DNA的结合方式。TFⅡH具有激酶活性，可以磷酸化RNA pol Ⅱ尾巴上的CTD，CTD的磷酸化使polⅡ从转录因子中释放出来，这样就能离开启动子开始延伸。
在没有TATA框的启动子上起始何发生呢？这种起始同样需要一些基本的转录因子，其中也包括TF ⅡD。TFⅡD可能带有一个或多个TAFs来直接识别Inr，并与之结合。Inr序列可能作为一种位置元件，让转录因子结合于其上，且锚这种复合体。TFⅡD看来必须以某种其它方式进入复合体而不结合在TATA 框上。在这些启动子上TBP的功能很象在pol的启动子上和polⅢ的内部启动子上。
很多的基本因子含有多种亚基，可能涉及到约20多种肽，从此可以看出RNA Pol的起始是涉及到非常大的复合体。真核的polⅡ只有在起始因子和DNA结合后才和启动子结合。这些因子的作用类似ζ因子，使聚合酶识别启动子上的特殊序列。
19．请阐述RNA EDITING和 RNA HOMING概念(GTT)
答：RNA编辑：通过改变碱基的组成来改变RNA分子所包含的信息。这种改变已经在真核生物的tRNA,rRNA ,mRNA和microRNA中被发现，但在原核生物中却未见报道。RNA编辑通常发生在细胞核，细胞液，线粒体和质体中。
RNA归巢：一些内含子可以插入到目标DNA中。这是单目标链的特异性反应。组群1内含子的归巢由DNA介导的机制进行调节，组群2内含子的归巢由RNA介导的机制调节。
20．请阐述RNA剪切中具有催化功能的RNA分子（核酶）的作用及应用的研究进展答：核酶的作用：核酶是一类具有催化功能的RNA分子，通过催化靶位点RNA链中磷酸二酯键的断裂，特异性的剪切底物RNA分子，从而阻断基因的表达。不同的核酶有不同的催化功能，可以分为剪切型核酶和剪接型核酶两大类。剪切型核酶只剪不接，能够催化自身RNA或者不同的RNA分子，切下特异性的核苷酸序列。剪接型核酶有序列的内切核酸酶，RNA连接酶等多种酶活性。它既能切割RNA分子，
也能通过转酯反应形成新的磷酸二酯键，连接切割以后的RNA分子。
应用的研究进展：20世纪80年代初期，Cech等在研究核糖核酸（RNA）时，发现一类具有酶活性的RNA分子能催化磷酸二酯键水解和形成，将其命名为核酶。它的发现使人们重新从结构和功能上认识RNA，并由此展开了对其催化机制和催化反应类型的深入研究。2000年研究证明核糖体也是核酶，具有肽基转移酶的功能。核酶的催化种类和反应类型与蛋白酶相比是极其有限的，一般局限于核酸底物的水解和连接。核酸与反义药物不同，其具有催化活性，即一个核酶可以裂解多个靶RNA能够避免反义RNA 在活性浓度时导致的诸多毒副作用。加之核酶不编码蛋白质而不产生免疫源性，在应用上有很大的潜力，广泛应用于基因治疗和研究的各个领域，近几年逐渐开始了动物水平的评价，已经有核酸在抗HIV和癌症方面获得批准进行临床试验。比如，在抗HIV病毒，肝炎病毒抑制，抗感冒病毒的研究中都取得了一定的成果。针对肿瘤基因的研究，核酶用于肿瘤治疗的机制主要是裂解癌基因。核酶和其他核酸类药物一样，在细胞内活性要低于细胞外活性，体外实验结果要优于体内试验结果。这是由于核酸分子特殊的结构和性质及靶RNA的接近性和核酶与靶分子是否结合等因素决定的，因此要实现核酶在体内的实际应用价值需要针对以上问题进行改进，优化核酶作为药物所涉及的各个环节。另外安全问题也是必须研究的，鉴于目前试验研究还基本局限于细胞水平和少量的整体动物研究，对核酸的安全性没有足够的认识。但核酸的优势是催化性能和不产生免疫源性。在发展了合适的转运和高表达方法后，核酶将是基因治疗方法的最佳选择之一，尤其是普适性脱氧核酸酶的活动为核酸走向实际应用提供了一个更好的选择。21．请阐述核内RNA剪切与其他RNA分子成熟机制之间的关系？(YYK)
mRNA的转录后加工
真核生物DNA转录生成的原始转录产物mRNA前体是核不均一RNA（heterogeneous nuclear RNA，hnRNA），即mRNA初级产物中含有不编码任何氨基酸的插入序列，该序列由内含子（intron）编码，这种内含子将编码序列外显子（exon）隔开，所以前体mRNA分子一般比成熟mRNA大4～10倍，必须经过加工修饰才能作为蛋白质翻译的模板。其加工修饰主要包括5′端加“帽”（capping）和甲基化修饰、3′端加polyA “尾”（tailing）和剪去内含子拼接外显子等。
(一)5’端帽子的生成
mRNA的帽子结构（GpppmG—）是在5’-端形成的。转录产物第一个核苷酸往往是5’-三磷酸鸟苷pppG。mRNA成熟过程中，先由磷酸酶把5’-pppG—水解，生成5’-ppG或5’-pG—。然后， 5’-端与另一三磷酸鸟苷（pppG）反应，生成三磷酸双鸟苷。在甲基化酶的作用下，第一或第二个鸟嘌呤碱基发生甲基化，形成帽子结构。
帽子结构是前体mRNA在细胞核内的稳定因素，也是mRNA在细胞质内的稳定因素，没有帽子结构的转录产物很快被核酸酶水解。
帽子结构可以促进蛋白质生物合成起始复合物的生成，因此提高了翻译强度。
(二)3’末端多聚A尾的生成
真核生物的成熟的mRNA 3’-端通常都有100~200个腺苷酸残基，构成多聚腺苷酸（polyA）尾巴。加尾过程是在核内进行的。加工过程先由核酸外切酶切去3’-末端一些过剩的核苷酸，然后由多聚腺苷酸酶催化，以ATP为底物，在mRNA 3’-末端逐个加入腺苷酸，形成poly尾。3’-末端切除信号是3’-端一段保守序列AAUAAA。
polyA尾巴的功能： mRNA由细胞核进入细胞质所必需的形式，大大提高了mRNA在细胞质中的稳定性。
(三)剪接修饰
1.剪接核内出现的转录初级产物，分子量往往比在胞浆内出现的成熟mRNA大几倍，甚至数十倍，核内的初级mRNA称为杂化核RNA既hnRNA （hetero-nuclear RNA, hnRNA）。真核生物的结构基因往往是断裂基因(splitegene)。即由若干个编码序列被若干个非编码序列分隔，连续镶嵌为一体，为一个由连续氨基酸组成的完整蛋白质编码。其中不编码的序列，称为内含子(intron)，编码序列即外显子(exon)。例如：鸡的卵清蛋白基因全长7．7kb(kilobase pairs，千碱基对)有8个外显子，即先导序列L和外显子1至7，编码该蛋白的386个氨基酸，如图11—13所示。图中A至G为7个内含子，把外显子相隔开。
2．剪接体 mRNA剪接是在剪接体(spliceosome)上进行的
在转录时，外显子和内含子均转录到同一hnRNA中，转录后把hnRNA中的内含子除去，把外显子连接起来，这就是RNA的剪接作用(splicing)。
snRNA，核内的小型RNA。碱基数在100~300bp范围。snRNA和核内的蛋白质组成核糖核酸蛋白体，
称为并接体（splicesome），并接体结合在hnRNA的内含子区段，并把内含子弯曲使两端（ 5’和3’端相互靠近），利于剪接过程的进行。
并接体和hnRNA的结合，并接体上的U1-snRNA和U2-snRNA分别靠碱基互补关系去辨认及结合内含子的5’和3’端。
3．mRNA前体的剪接机制 (套索的形成及剪接)在剪接过程中，UlsnRNP能识别结合内含子5，末端剪接点，并与其互补而结合，U2snRNP识别并结合于A序列的分支点，形成U：—mRNA前体U：—复合物，U5snRNP能识别并互补结合于内含子3’末端剪接点，U：、U，、U。snRNP形成复合物与上一复合物结合形成剪接体(splicesome)。在这一剪接体催化下，mRNA前体的剪接过程分两步进行。第一步反应是由内含子分支点中的腺苷酸(A)的2，—羟基，攻击内含子5，末端与外显子1之间连接的磷酸二酯键，从而使内含子分支点与内含子5，末端二者彼此相连，并形成一个套索(1ariat)形式的中间产物。第二步反应是由被剪下的外显子1的3，端羟基，攻击内含子3’端与外显子2之间连接的磷酸二酯键，使该键断裂，内含子以套索形式被剪切下来，同时使外显子1与外显子2连接起来。
剪接反应中，既无水解作用的发生，又无磷酸二酯键数目的改变，因此，它们实质上是两次磷酸酯键的位置转移，称二次转酯反应。
(四)甲基化作用
真核生物mRNA链中含有甲基化的核苷酸，除了5’端帽子结构中含有1～3个甲基化核苷酸外，在mRNA分子内部还有甲基化的核苷酸，主要在嘌呤环6位上甲基化，即m6A，m6A的生成是在hnRNA的剪接作用之前发生的。
二、tRNA转录后加工
真核tRNA前体由RNApol Ⅲ催化生成，其加工包括5’末端及3’末端处切除多余的
核苷酸；去除内含子进行剪接作用；3’-端加CCA以及碱基的修饰。
1．剪接作用 tRNA的剪接是酶促反应的切除过程。在RNA酶P的作用下，于tRNA前体的5’端切除多余的核苷酸。tRNA前体中包含的内含子，可通过核酸内切酶催化切除内含子，再通过连接酶将外显子部分连接起来。
2．稀有碱基的生成 tRNA中含有多种稀有碱基，是在tRNA前体加工过程中通过化学修饰作用形成的，tRNA前体中约10％核苷酸经酶促修饰，其修饰的方式有：
(1)甲基化反应：在tRNA甲基转移酶催化下，使某些嘌呤生成甲基嘌呤，如A→mA，G→mG。
(2)还原反应：某些尿嘧啶还原为双氢尿嘧啶(DHU)。
(3)脱氢反应：某些腺苷酸脱氢成为次黄嘌呤核苷酸(1)
(4)碱基转位反应：尿嘧啶核苷酸转化为假尿嘧啶核苷酸(U一吵)。
3．CCA—OH 3’末端的形成在核苷酸转移酶的作用下，由RNA酶D切除tRNA前体3’多余的U，加上CCA—OH末端，完成tRNA柄部结构。
三、rRNA的转录后加工
染色体DNA中rRNA基因是多拷贝的，例如细菌的基因中rRNA基因有5—10个拷贝。真核生物中rRNA 基因的拷贝数极多，这些rRNA基因位于核仁中，在DNA分子中以前后纵向串联方式重复排列，属于高度重复序列。在这些重复单位之间，由非转录的间隔区(spacer)将它们被此隔开。每个重复单位(即rRNA 基因)首先转录出的产物为原始rRNA前体。
大多数真核生物核内为一种45S的原始转录产物，它是18SrRNA，5．8SrRNA及28SrRNA三种rRNA 的共同前体。45SrRNA经剪接后，先分出属于核蛋白体小亚基的18SrRNA，余下的部分再剪切产生成5．8S 及28SrRNA。rRNA在成熟过程中还需进行甲基化修饰的过程，主要是在28S及18S中，甲基化作用多发生在核糖上，较少在碱基上。、
真核生物5SrRNA的基因也是丰富基因组。5SrRNA的转录产物，无需加工就转移到核仁，和28SrRNA、5．8SrRNA及多种蛋白质装配成大亚基，18SrRNA与蛋白质装配成小亚基，共同组成核蛋白体由核内转运到胞液中。是真核生物rRNA前体的加工过程。
22．Alternative Splicing 的类型，功能和机制举例?
选择性剪接（也叫可变剪接）是指从一个mRNA前体中通过不同的剪接方式（选择不同的剪接位点组合）产生不同的mRNA剪接异构体的过程，而最终的蛋白产物会表现出不同或者是相互拮抗的功能和结构特性，或者，在相同的细胞中由于表达水平的不同而导致不同的表型。
真核基因中内含子的存在是可变剪接的分子基础。若可变剪接产生的mRNA差异仅在5‘和3’非翻
译区，因此产生的蛋白相同，差异区对翻译起调控作用。
若可变剪接产生的mRNA编码框不同：a.可在同一细胞中产生多种蛋白质。b.在不同细胞中有不同的剪接方式，表现出组织特异性。c.在不同发育时期或不同条件下采取不同剪接方式，表达不同蛋白。例如在大鼠中，降钙素基因可以通过选择性剪切分别产生降钙素和降钙素基因相关钙。
23. tRNA氨酰合成酶以怎样的方式保证正确的tRNA-RR的合成(GHJ)
氨酰tRNA合成酶（aminoacyl tRNA synthetase，通常简写为aaRS）是一类催化特定氨基酸或其前体与对应tRNA发生酯化反应而形成氨酰tRNA的酶。氨酰tRNA的酶对tRNA及其携带的氨基酸非常专一，其相应序列被称为“第二遗传密码”。在翻译过程中，每种tRNA分子都需要与相应的氨基酸结合，然后将这些氨基酸运送到核糖体进行蛋白质合成。这种结合是在一系列氨酰tRNA合成酶的作用下完成的，这些酶通过酯化反应将正确的氨基酸与对应的tRNA分子相连接。连接反应的第一步是在合成酶作用下，
）。然ATP分子和对应的氨基酸（或其前体）结合形成氨酰-AMP（腺苷酸），并释放出无机焦磷酸（PP
i
后，酶与氨酰-AMP复合物再与正确的tRNA分子结合，催化氨基酸从氨酰-AMP转移到tRNA的3'端最后一个碱基的2'-或3'-羟基上。一些合成酶还具有校对功能以确保tRNA结合的正确性：如果tRNA被发现与错误的氨基酸相连接，那么所形成氨酰tRNA会通过水解重新被打开。
合成酶利用一种双筛机制避免产生带有错误氨基酸的tRNA。第一次筛选由酶的活化位点来完成，该位点拒绝太大的底物，而像氨基酸这样的小底物恰好能进入活化位点并活化为氨酰腺苷酸形式，有时直接形成氨酰tRNA。第二次筛选被称为校正或编辑，在编辑位点被识别为不正确的就会被降解。
24.讨论原核生物和真核生物在蛋白质合成起始机制的异同。
原核生物（以细菌为例）起始特征：
在RRF和EF-G的影响下，70S核糖体解离为50S和30S亚基。IF3对30S亚基的结合抑制了核糖体亚基的再结合。IF1和IF2-GTP结合在IF3旁边。mRNA与fMet-tRNA结合形成30S起始复合物，这两个组分的结合不分先后，但IF2激发fMet-tRNA结合，IF3激发mRNA的结合，其他起始因子对这两种情况都提供协助。50S亚基的结合使IF1与IF3解离。伴随GTP的同步水解，IF2从复合物上解离，产物是70S起始复合物，可以开始延伸。
真核生物：
真核生物的起始有几个特征与原核生物不同：其一，真核生物的起始是从甲硫氨酸，而不是从N-甲酰甲硫氨酸开始。其二，真核生物的mRNA没有Shine-Dalgarno序列来指示核糖体从哪儿开始翻译，大多数真核生物mRNA的5＇端具有帽结构。其三，真核生物通常具有单顺反子结构，而原核生物却有较多的多顺反子结构。
真核生物和原核生物的翻译都需要起始因子，但是，真核系统要比原核系统复杂的多。
25.如何实现真核生物一蛋白基因在大肠杆菌细胞中受控、稳定、分泌和高效表达。（ZN）
大肠杆菌是高效表达异源蛋白最常用的原核表达系统。由于每种基因都有其独特的结构、mRNA的稳定性和翻译效率、蛋白质折叠的难易程度，修主细胞蛋白酶对蛋白质的降解等等原因，因此并非每一种基因都能在大肠杆菌中有效表达。下面浅谈一下实现真核生物一蛋白基因在大肠杆菌细胞中受控、稳定、分泌和高效表达的策略。
首先，要构建有效的表达载体，一种高效的原核表达载体需要包括一个强大并且可以严紧调节的启动子；一位于翻译起始密码子5’端大约9bp的SD序列；位于目的基因3’末端的一个高效转录终止子。除此之外，载体还需要一个复制起点，筛选标记和利于对启动子活性进行严紧调节的基因。这种调节元件可以插入载体自身，也可以插入宿主的染色体。其他的元件包括转录和翻译增强子等。这些元件的作用往往具有基因特异性，因此要根据不同的情况加以取舍。构建表达载体，需要仔细考虑多种元件的组合，以保证最高水平的蛋白质合成。
a，提高转录水平调控的策略（1）选择的启动子要具有适合高水平蛋白质合成的某些特性。首先启动子的作用要强；第二，它必须表现最低水平的基础转录活性。若要求高效的基因表达，最好选用高密度培养细胞和表现最低活性的可诱导和非抑制启动子。（2）现在已鉴定了一些在E.coli中显著增强异源基因表达的序列，有可能利用增强子来达到超量表达蛋白质的目的（3）虽然转录终止子在表达质粒的构建过程中常被忽略，但有效的转录终止子是表达载体必不可少的元件。
b，提高翻译水平调控的策略（1）mRNA5’末端的独特结构是mRNA翻译起始效率的最主要决定因素，因此找到通用的有效起始翻译的共同序列能高效起始外源蛋白的翻译。（2）SD与起始密码子间的距离约为5-13bp，这一距离影响翻译起始的效率，因此在设计载体中要控制好这段距离。（3）在mRNA
的翻译起始区的二级结构在决定基因表达效率方面具有重要作用，使用一些策略使mRNA形成二级结构的可能性最小。（3）mRNA的快速降解势必影响蛋白质的产生，比如可以通过选用缺乏某些特定RNase 如RNaseII或PNPase的宿主菌来提高基因的表达，这将在E.coli高效表达外源基因中有很大作用。（4）在mRNA中存在终止信号是翻译终止过程必不可少的，在设计表达载体时，通常插入三个终止密码子以防止核糖体的跳跃，在E.coli中偏向于使用UAA密码子。
C,维护真核生物蛋白基因在大肠杆菌细胞稳定性和减少E.coli中重组蛋白裂解的策略（1）将蛋白质靶向细胞周质或培养基（2）在较低的温度下培养细菌；（3）选用蛋白酶缺陷的菌株；（4）构建N-末端或C-末端融合蛋白；融合系统能够产生大量的可溶性的融合蛋白，为E.coli中高效表达和纯化重组蛋白提供了极大方便。（5）将目的基因多拷贝串联；（6）与分子伴侣共表达（7）替换特定的氨基酸残基以消除蛋白酶裂解位点；（8）改善蛋白质的亲水性；（9）优化培养条件，E.coli中的蛋白质产量可以通过高细胞密度培养系统而获得显著提高，
D,提高真核生物蛋白基因在大肠杆菌细胞分泌的策略（1）将蛋白质分泌到细胞外是人们最期望的一种策略。因为这样容易纯化目的蛋白质，减少细菌的蛋白酶对目的蛋白质的裂解。但是，E.coli在正常情况下只有很少量的蛋白质分泌到细胞外。在大肠杆菌表达系统中，金黄色葡萄球菌A蛋白的信号肽能引导带有E结构域的A蛋白片段或融合产物从细胞质外泌到培养基中，如果能利用可控的强启动子进行A蛋白信号肽引导的基因表达，则有望在蛋白质外泌方面有所突破。（2）对培养基的特殊操作能明显提高蛋白质释放到培养基中。例如，在培养基中添加甘氨酸能增强外周质蛋白释放到培养基中，且不引起明显的细菌裂解。
质粒的构建，SD序列，信号肽，糖基化，启动子
26．解释小分子效应物在原核生物中基因表达调控的作用和机制（举3例）。
答：半乳糖操作子。
包括三个结构基因：异构酶（galE），半乳糖-磷酸尿嘧啶核苷转移酶（galT）,半乳糖激酶（galK）。
这3个酶的作用使半乳糖变成葡糖-1-磷酸。半乳糖操作子有两个启动子，PG
1和PG
2
。两个RNA聚合酶结
合位点S
1和 S
2
（转录起始点），mRNA可以从不同的起始点开始转录。它有两个O区，一个在P区上游
-67~-73，而不是在P区与结构基因之间，另一个O区在结构基因galE内部。
作用机制：从S
1起始的转录只有当培养基中无葡萄糖时才能进行。从 S
2
起始的转录要依赖于葡萄
糖，高水平的CAP能够抑制从S
2起始的转录。当有CAP时，转录从从S
1
起始，无CAP时，转录从S
2
起始。
半乳糖对细菌有双重作用，一方面可以作为碳源供细胞生长，另一方面又是细胞壁的成分。所以需要一
个不依赖于CAP的启动子（S
2
）进行本底水平的永久型合成。同时以半乳糖作为碳源供细胞生长，需要
一个依赖CAP的启动子（S
1
）对高水平合成进行调节。
色氨酸操纵子。
合成色氨酸所需酶类的基因E、D、C、B、A，受其上游调控蛋白R的调控。R并没有与O结合的活性，只有当环境能提供足够浓度的色氨酸时，R与色氨酸结合后而活化，能够与O结合，阻遏结构基因的转录，操纵子由开到关。
当色氨酸达到一定浓度，但还没有高到能够活化R使其起阻遏作用的程度时，产生色氨酸合成酶类的量已经明显降低，而且产生的酶量与色氨酸浓度呈负相关。这种调控现象与色氨酸操纵子特殊的结构有关。O与结构基因trpE之间有140bp的一段先导序列。当Trp浓度升高，能够阻止RNA聚合酶的转录。先导序列含有3对反向重复序列，在被转录生成mRNA时都能够形成发夹式结构，使转录终止。
阻遏步骤：
A. 当色氨酸浓度低时，生成的tRNA trp量就少，使核糖体沿mRNA翻译移动的速度慢，赶不上RNA聚合酶沿DNA移动转录的速度，这时核糖体占据1位的机会较多，使1、2不能配对，2、3配对，阻止了
3、4生成终止信号的结构，trp操纵元处于开放状态。
B. 当色氨酸浓度增高时，核糖体沿mRNA翻译移动的速度加快，占据到2段的机会增加，2、3配对的机会减少，3、4形成终止结构的机会增多，转录减弱。
C. 当所有氨基酸都不足时，核糖体翻译移动的速度就更慢，甚至不能占据1的序列，结果有利于1、2和3、4发夹结构的形成，于是转录停止。
阿拉伯糖操纵子。
阿拉伯糖操的降解需要三个基因：araB、araA、araD。形成一个基因簇araBAD。它们分别编码三个酶：核酮糖激酶，L-阿拉伯糖异构酶，L-核酮糖-5-磷酸-4-差向异构酶。在这个操纵子中阿拉伯糖的代
、谢顺序是以araA，araB，araD的序列进行。与araBAD相邻的是一个复合的启动子区域、两个操纵区（O
1
O
）和一个调节基因araC。AraC蛋白同时显示正、负调节因子的功能。
2
启动子起始araC基因转录。
调控机制：a、当细胞内没有araC蛋白时，由P
C
以及以及araI诱导
b、当体系中葡萄糖的水平较高时，阿拉伯糖水平较低时，AraC蛋白与操纵区O
2
因子结合区上半区相结合，形成DNA回转结构，araBAD基因不表达。
c、当体系中有阿拉伯糖但无葡萄糖存在时，AraC蛋白与阿拉伯糖相结合，改变构象成为激活蛋白，
和araI结合，DNA回转结构被破坏，RNA聚合酶在AraC蛋白和CRP-cAMP AraC蛋白同源二聚体分别与ara O
1
所调控的结构基因的表达。
的共同作用下起始P
BAD
27.举例介绍真核生物在不同水平上实现蛋白基因调控表达的机制。（GHJ）
真核生物基因表达受到多级调控系统的调节，可以包括：转录前水平调节、转录水平调节、转录后水平调节、翻译水平调节、翻译后水平调节等。转录前水平的调节主要指染色体DNA的断裂、删除、扩增、重排、修饰和异染色质化等改变基因结构和活性的过程。转录水平的调节包括染色质的活化和基因的活化。转录后水平的调节包括转录产物的嘉禾和转运的调节；通过不同方式的拼接可产生不同的mRNA。翻译水平的调节主要是控制mRNA的稳定性和有选择的进行翻译。翻译后水平的调节主要控制多肽链的加工和折叠；通过不同方式的加工可产生不同的活性多肽。e.g.1. 染色体丢失：某些低等真核生物，如蛔虫，在其发育早期卵裂阶段，所有分裂细胞出一个外，均将异染色质部分删除掉，从而使染色质减少约一半。而保持完整基因组的细胞则成为下一代的生殖细胞。推测所删除的DNA仅对生殖细胞是必需的。在此加工过程中DNA必定发生切除并重新连接。e.g.2 真核生物可以通过异染色质化而关闭某些基因的表达。如雌性哺乳动物细胞有两个x染色体，其中一个高度异染色质化而永久失去活性。e.g.3 顺式作用元件：如增强子，存在于真核细胞中，能显著加强转录活性，由比较集中的保守序列组成，它与启动子的相对位置无关，也无方向性。无论在启动子的上游下游，都对其有作用，同时具有组织特异性，往往优先或只能在某种类型的细胞中发挥作用。e.g.4 顺式作用元件: 如绝缘子: 在染色体结构域的边界,可阻止增强子对区域外启动子的影响。e.g.5 mRNA前体通过不同的拼接途径可产生不同的mRNA。如抗体基因的准连转录产物经过不同的拼接方式可以经翻译形成两种抗体分子：分泌型和膜结合型抗体
28.讨论RNA分子参与的基因调控机制。
基因表达的主要过程是基因的转录和信使核糖核酸(mRNA）的翻译。基因调控主要发生在三个水平上，即①DNA水平上的调控、转录控制和翻译控制；②微生物通过基因调控可以改变代谢方式以适应环境的变化，这类基因调控一般是短暂的和可逆的；③多细胞生物的基因调控是细胞分化、形态发生和个体发育的基础，这类调控一般是长期的，而且往往是不可逆的。基因调控的研究有广泛的生物学意义，是发生遗传学和分子遗传学的重要研究领域。RNA主要参与了转录后水平基因调控。RNA是由4种核糖核苷酸组成的多核苷酸分子，在细胞内的RNA按结构与功能可分为若干类，最基础的是mRNA、rRNA、tRNA。此外还有一些小RNA分子。
1.mRNA
mRNA加工过程中的调控真核生物的mRNA加工过程主要包括三个步骤：①在新生mRNA的5′端加上一个甲基化的鸟嘌呤核苷酸，形成一个所谓的帽子（cap）即m7GpppN（m7G是7-甲基鸟嘌呤核苷，P是磷酸,N是 RNA的5′端第一个核苷酸）这一过程通常发生在新生链完成之前。②在转录后的mRNA 的3′部位上加上多聚腺嘌呤核苷酸（多聚A）尾部。这种加尾作用一般不直接发生在转录初产物的3′末端上，而另外需要核酸内切酶的作用产生一个新的3′末端，然后再加上多聚A。③对于具有内含子的那部分RNA顺序必须被切除，接着两边的外显子再重新连起来，这一过程称为拼接。拼接是个十分精确的过程，它的机制还没有阐明，但几乎所有的内含子在5′边界处都有CT顺序，在3′边界处都有AG 顺序。多聚A加尾作用一般发生在拼接之前，但不总是如此。还不清楚影响这个过程的各种因素，但已经知道同一种基因的转录产物前体mRNA可以被加工成几种不同的mRNA。
mRNA的稳定性翻译控制真核生物的翻译控制的主要形式是控制mRNA的稳定性。 mRNA的5′端的加帽作用以及它的3′端的多聚A的加尾作用都有助于 mRNA分子的稳定。在某些真核生物中mRNA进入细胞质以后并不立即作为模板进行蛋白质合成，而是与一些蛋白质结合形成RNA蛋白质(RNP)颗粒，在这种状态的mRNA半衰期可以延长。家蚕的丝芯蛋白基因是单拷贝的，可是在几天内一个细胞中可以合成多至10个丝芯蛋白分子。这便是因为它的mRNA分子和蛋白质结合成为 RNP颗粒而延长了寿命的结果。据估计，一个丝芯蛋白基因在几天内可产生10个mRNA分子，因此每个mRNA分子作为模板可以合成10个蛋白质分子。
2.反义RNA 能与mRNA中特定序列配对并改变所配对mRNA分子的构想导致翻译过程被开启或关闭，也可能导致目标mRNA分子的快速降解。根据反义RNA的作用机制可将其分为3类：Ⅰ类反义RNA直接作用于靶mRNA的S D序列和（或）部分编码区，直接抑制翻译，或与靶mRNA结合形成双链RNA，从而易被RNA酶Ⅲ降解；Ⅱ类反义RNA与mRNA的非编码区结合，引起mRNA构象变化，抑制翻译；Ⅲ类反义RNA则直接抑制靶mRNA的转录。通过反义RNA控制mRNA的翻译是原核生物基因表达调控的一种方式，最早是在E.coli 的产肠杆菌素的Col E1质粒中发现的，许多实验证明在真核生物中也存在反义RNA。
3.RNA干扰（RNAi）
指短的双连RNA可以降解内源的同源mRNA，而使相应基因表达沉默的一种现象。属于转录后基因沉默。RNAi发生于除原核生物以外的所有真核生物细胞内。作用机制可分为起始和效应两个阶段。在起始阶段，加入小分子RNA或者内源产生的dsRNA被切割为21-23个核苷酸长度的小分子干扰RNA（siRNA）。在效应阶段，SiRNA双链首先与一个和酶复合物结合形成RNA诱导的沉默复合物（RISC），随后，消耗ATP能量将双链SiRNA解链为单链的小分子RNA。RISC具有核酸酶的功能，被激活的RISC可以催化多轮剪切反应，使得靶mRNA被完全降解。
4.小RNA（microRNAs，miRNAs）
miRNAs可以通过碱基互补配对的方式，与目标基因mRNA的3’UTP或编码区域结合，进而抑制基因表达的作用。
5. 调节性小RNA(smallmodulatoryRNA,smRNA)
有人在成体海马回的神经干细胞中发现一种双链的微小 RNA- NRSE RNA , 其长度为 21 bp , 它能够与一种 NRSF / RE S T 蛋白发生相互作用, 通过影响 D NA 的甲基化、组蛋白的乙酰化及基因重组等过程, 从而解除神经干细胞分化相关基因启动子中调控序列 NRSE / RE 1
的抑制, 促使分化相关基因表达, 促进神经干细胞向星形胶质细胞、少突细胞等神经分化细胞转化。
长非编码RNA(large noncoding RNA,lncRNA)lncRNA可以通过影响mRNA的转录、拼接、转运、稳定性和翻译等过程,从而调节蛋白质基因的表达。lncRNA 可在不同水平调节基因表达。lncRNA 可以通过多种方式调节基因的转录，如调节转录因子的结合与装配，竞争蛋白质编码基因的转录因子，与 DNA 形成三链复合物，调节 RNA 聚合酶 II 的活性和转录干扰等。lncRNA 在转录后水平可以通过和互补的mRNA形成 dsRNA ，影响 mRNA 的加工、剪接、转运、翻译和降解等过程，从而调节基因的表达。lncRNA 对基因组表观遗传的调节。
1．阐述你对基因概念的理解和诠释。
基因是编码蛋白质或RNA等具有特定功能产物的遗传信息的基本单位，是染色体或基因组的一段DNA序列（对以RNA作为遗传信息载体的ＲＮＡ病毒而言则是ＲＮＡ），包活编码序列（外显子）、编码区前后对于基因表达具有调控功能的序列和单个编码序列间的间隔序列（内含子）。基因是生物体传递和表达遗传信息的基本单位，基因通过复制把遗传信息传递给下一代，使后代出现与亲代相似的性状。１）染色体水平上的基因概念：孟德尔的豌豆杂交试验总结出生物的遗传性状是由遗传因子控制的，肯定遗传的物质性。基因一词由丹麦生物学家约翰逊提出。著名遗传学家摩尔根对基因做出定义：基因在染色体上呈直线排列，基因是遗传物质的基因单位和突变单位，基因是控制性状的功能单位，它能产生对立的表现型，这意味基因是染色体上的一个特定区域。２）代谢水平上的基因概念：比德尔和塔特姆提出“一个基因一个酶”学说，只适用于同源多聚体构成的酶类。本柔进行了经典的基因精细结构分析，将比德尔提出的学说发展为“一个基因一条多肽链”的概念，把遗传功能单位称为顺反子。3）DNA分子水平的基因概念：Avery的细菌转化实验中指出：携带遗传信息的是DNA而非蛋白质，Hershey和Chase对T4噬菌体感染大肠杆菌证实遗传的分子基础是核酸，Waltson和Crick提出DNA 双螺旋结构模型，从分子水平揭示了基因的结构。Blake进一步提出可能每一个外显子相当于蛋白质的一个结构单位，“一个外显子，一个结构域”的精细表达。分子生物学的发展进一步扩展了基因的概念，证明了基因不仅可以重叠，而且可被分离，有的基因并不被转录或不完全转录，而作为一个单位转录的也往往不是一个基因。以前认为基因是在染色体上成直线排列的独立单元，现已发现一些相关的基因在染色体上的排列并不是随意的，而是由相关功能的基因构成一个小的“家族”或基因群。随分子水平上基因结构与功能的研究，发现了移动基因、断裂基因、假基因、重叠基因等。
DNA分子上有遗传效应的节段可以分两类：一类能转录，产生RNA分子，称为转录基因；另一类不能转录，但对转录能起调节控制作用，称为操纵基因。转录基因有mRNA基因、tRNA基因、rRNA基因和调节基因。其中mRNA基因通过转录和翻译，能产生对应的蛋白质，这种蛋白是细胞中重要的结构和功能物质，mRNA基因称为结构基因。调节基因通过转录和翻译也能产生对应蛋白，对转录基因有调节作用。tRNA基因、rRNA基因能转录，但不能翻译成对应的蛋白，只能在合成蛋白的过程中发挥特定作用，如果没有tRNA基因、rRNA基因，蛋白质的合成是不能进行的。启动基因是RNA转录酶识别盒结合的序列，操纵基因是阻遏蛋白结合的序列，他们虽不能转录、翻译成多肽，但这两种特定的核苷酸序列发生改变，就会改变相应结构极影的活性，就此意义上讲，他们也具有特定的遗传效应，所以也称为基因。
2．举例解释蛋白质二级结构、超二级结构（MOTIF）、三级结构、DOMAIN和四级结构。
蛋白质二级结构（secondary structure of protein）指它的多肽链中有规则重复的构象，限于主链原子的局部空间排列，不包括与肽链其他区段的相互关系及侧链构象。二级结构主要有α-螺旋、β-折叠、β-转角。常见的二级结构有α-螺旋和β-折叠。二级结构是通过骨架上的羰基和酰胺基团之间形成的氢键维持的，氢键是稳定二级结构的主要作用力。α-螺旋(α-helix)：蛋白质中常见的一种二级结构，肽链主链绕假想的中心轴盘绕成螺旋状，一般都是右手螺旋结构，螺旋是靠链内氢键维持的。每个氨基酸残基（第n 个）的羰基氧与多肽链C端方向的第4个残基（第n+4个）的酰胺氮形成氢键。在典型的右手α-螺旋结构中，螺距为0.54nm，每一圈含有3.6个氨基酸残基，每个残基沿着螺旋的长轴上升0.15nm。螺旋的半径为0.23nm。β-折叠(β-sheet)是蛋白质中的常见的二级结构，是由伸展的多肽链组成的。折叠片的构象是通过一个肽键的羰基氧和位于同一个肽链或相邻肽链的另一个酰胺氢之间形成的氢键维持的。氢键几乎都垂直伸展的肽链，这些肽链可以是平行排列（走向都是由N到C方向）；或者是反平行排列（肽链反向排列）。
超二级结构也称之基元（motif）。是指在球状蛋白质分子的一级结构的基础上，相邻的二级结构单位（α螺旋β折叠等）在三维折叠中相互靠近，彼此作用，在局部形成规则的二级结构组合体，这种组合体就是超二级结构。αα组合形式：若干二级结构可以特殊的几何组合出现在蛋白质结构中，这些组合起来的结构单元称作超二级结构或花样。超二级结构可与某些特殊的生物功能相联系，也可仅作为结构的组装块。α-环-α花样是含有两个α-螺旋，并以一个环区域相连接的具有特殊功能的超二级结构。在已知的蛋白质结构中观察到两种这样的花样，一种是 DNA结合花样，另一种是钙结合花样又称EF手，每种都有自己的几何形状和所需的氨基酸残基序列。EF手出现在来自肌肉的蛋白Parvalbumin，troponin以及calmodulin等结构中，它们通过结合钙来调节细胞功能的变化。EF手提供了一个维持钙配基的支架用于结合和释放钙，这是人们在蛋白质结构中首先认识的功能花样之一。ββ组合形式：发夹β或β-环-β花样是两条反平行的β-链，通过一个环相连接构成的超二级结构，在蛋白质结构中频繁出现。Β-回折中相邻近的两条β链易形成这种发夹β花样。两条β链之间的环的长度不等，一般为2-5个残基。与α-环-α花样不同的是，发夹β花样无特殊的功能。
蛋白质的三级结构是指球状蛋白质的多肽链在二级结构的基础上相互配置而形成特定的构象。α螺旋、β折叠、β转角和无规则卷曲等二级结构通过侧链基团的相互作用进一步卷曲、折叠，借助次级键的维系形成三级结构，三级结构的形成使肽链中所有的原子都达到空间上的重新排布，它是建立在二级结构、超二级结构和结构域基础上的球状蛋白质的高级空间结构。1.含多种二级结构单元；2.有明显的折叠层次；3.为紧密的球状或椭球状实体；4.分子表面有一空穴（活性部位）；5.疏水侧链埋藏在分子内部，亲水侧链暴露在分子表面；
在蛋白质三级结构内的独立折叠单元。结构域通常都是几个超二级结构单元的组合。结构域：指蛋白质多肽链在二级结构的基础上进一步卷曲折叠成几个相对独立的近似球形的组装体。结构域（Structural Domain）是介于二级和三级结构之间的另一种结构层次。所谓结构域是指蛋白质亚基结构中明显分开的紧密球状结构区域，又称为辖区。多肽链首先是在某些区域相邻的氨基酸残基形成有规则的二级结构，然后，又由相邻的二级结构片段集装在一起形成超二级结构，在此基础上多肽链折叠成近似于球状的三级结构。对于较大的蛋白质分子或亚基，多肽链往往由两个或多个在空间上可明显区分的、相对独立的区域性结构缔合而成三级结构，这种相对独立的区域性结构就称为结构域。对于较小的蛋白质分子或亚基来说，结构域和它的三级结构往往是一个意思，也就是说这些蛋白质或亚基是单结构域。结构域自身是紧密装配的，但结构域与结构域之间关系松懈。
大分子蛋白质常由多条多肽链所组成，每条多肽链各具独立的三级结构。蛋白质的四级结构是指几个各具独立三级结构之多肽链的相互结集、以特定的方式接触、排列形成更高层次的大分子蛋白质的空间构象。在蛋白质四级结构中，每个各具独立三级结构的多肽链称为亚基。组成蛋白质的亚基数多为偶数，可以是同种或不同种的亚基，不同种的亚基一般都用α、β命名，酶调节与催化亚基多用R、C表示。在具有四级结构蛋白质分子中，亚基单独存在不具有生物活性，但并不是所有蛋白质分子都具有四级结构的，大多数蛋白质只具三级结构已有生物活性，只有分子更大的蛋白质才具有四级结构。
3．简述Proteasomes结构与功能。
蛋白质泛素依赖特异性降解的场所—26S蛋白酶体。蛋白酶体广泛分布于真核生物的细胞核和细胞质，负责细胞内绝大多数蛋白的降解，他是一种巨大的依赖于泛素的具有多种蛋白水解酶活性的复合蛋白酶。蛋白酶体由几十个亚基组成，蛋白水解活性封闭在一个筒形的空腔中，同时阻止正常折叠的蛋白进入降解腔。26S蛋白酶体由20S核心复合物和19S调节复合物组成。20S核心颗粒是一种不依赖ATP和泛素的蛋白酶，由4个同轴的7亚基组成的七聚体环垒叠形成开口的筒状中空结构，切割蛋白的活性位点位于腔内，即蛋白水解室。核心颗粒两端各连接一个19S调节颗粒，这含有多个ATP酶活性位点和泛素结合位点。该颗粒作用是识别多聚泛素化降解信号，介导底物的去折叠反应，并使待降解底物进入20S水解腔内被降解为小肽。
20S筒状核心颗粒由4个环状结构的垛叠成具有两端开口的筒状中空结构，中部2个环状结构分别由7种β亚基组成，上下两端环状结构由7种a亚基组成。位于筒状外侧的a环作用：控制底物的进入和降解产物的释放，防止细胞内非降解蛋白误入β降解腔，容纳相当数量的待降解底物和部分降解产物，介导19S调节复合物与核心复合物的结合。
19S调节颗粒由17个不同亚基组成分为基底复合物和盖复合物两部分。基底由9个亚基组成，与20S蛋白酶体的a环相连，由6个具有ATP酶活性的亚基（RPT）和4个非ATP酶活性亚基（RPN）组成。在蛋白降解过程中，RPT亚基在ATP水解产生能量的条件下开启20S 核心复合物降解腔，帮助降解底物的去折叠以及降解底物和产物进出降解腔。4个RPN亚基可能具有与不同底物蛋白结合的位点，使底物蛋白和26S蛋白酶体结合。
4．简述泛素化蛋白降解途径。
泛素—蛋白酶体途径依赖于ATP和泛素，能高度选择性地进行细胞内胞质和胞核蛋白质的降解。这一通路包活泛素、泛素激活酶（E1）、泛素结合酶（E2）、泛素连接酶（E3）、去泛素化酶（DUB）和蛋白酶体（Proteasomes），这条通路包活5步：1）泛素激活酶（E1）在ATP 存在的条件下，催化游离泛素活化，形成过渡复合物泛素—AMP，然后，E1以硫羟酸酯键与泛素的C端结合，形成泛素—E1复合物。2)泛素结合酶（E2）取代泛素—E1复合物中的E1，形成泛素—E2复合物，E1离开泛素。3）泛素连接酶（E3）与E2协同作用，将泛素的C末端羧基与底物蛋白的赖氨酸残基以共价键结合，使底物蛋白连上一个泛素标记；随后，底物蛋白泛素链的LYS残基在E3的催化下与泛素—E2复合物作用，再连接一个泛素，该过程重复多次，从而使靶蛋白多聚泛素化。4）多聚泛素化的蛋白被蛋白酶体识别并降解成短的小肽。5）同时在去泛素化酶（DUB）的催化下，泛素链从底物蛋白上脱落，分解成单个游离的泛素。游离的泛素在参与其他底物蛋白的泛素化过程。
5．何谓Long Interspersed Nuclear Elements，你认为该序列的进化起源是什么？
答：
散在重复序列：散在方式分布于基因组内的重复序列。这类DNA序列一般都是中度重复序列。根据重复序列的长度可以分为4类：长散在重复序列(LINE)、短分散重复序列(SINE)、长末端重复序列、DNA转座子。
Long interspersed nuclear elements:
目的基因组测序发现,在哺乳动物的基因组中,单拷贝基因内和基因之间散布着大量的转座子,这些转座子曾经被认为是无用的“垃圾序列”。这些转座子中最有代表性的就是LINE-1(long interspersed nuclear elements 1,长散布重复序列1,简称L1)。L1是人类基因组中含量最多的自主性逆转录转座子,约占人类基因组DNA的17%。哺乳动物基因组中约1/3的成分都直接或间接跟L1逆转
录转座有关。L1有2个开放读码框(opened reading frame),编码2种蛋白质:ORF1——编码的蛋白有RNA结合活性,ORF2——编码的蛋白有核酸内切酶和逆转录酶两种活性,2种蛋白都是L1转座所必需的。迄今为止已发现L1与多种生物学现象关联,包括基因突变, X染色体失活,基因重排,基因表达沉默,肿瘤发生,生物进化等。在机体免疫系统中,T细胞和B细胞抗原受体等位基因排斥,IL-2、IL-4的基因表达都与L1有关。最近,已有研究表明:L1序列能够下调基因的表达——Han将L1/2的ORF2(L1重复序列的一部分)和LacZ分别插入到GFP报告基因下游。与插入LacZ的序列比较,。。
LINE是可以自主转座的一类反转录转座子，来源于RNA聚合酶Ⅱ的转录产物。L1是LINE中的一种重复序列，长约6 500bp，哺乳动物基因组中的拷贝数可多达10万份，主要集中在AT富集区。从LINE的结构分析，它并不具有反转录病毒特有的LTR，因此曾把LINE归于非病毒超家族。测序的结果发现LINE L1的一个可读框同反转录酶是同源的，这提示LINE可能来源于能够编码转座所需的酶进行自主转座的可动元件，所以现在在分类时被归为人病毒超家族。L1插入片段的全长原初元件可能是哺乳动物中有活性的反转录转座子的来源。L1被认为是人类基因组中主要的可动因子，它不仅能自主转座，而且它的蛋白质产物可促使非自主转座因子的反转录转座。
6．简述大肠杆菌DNA聚合酶III各亚基的功能。
答：DNA聚合酶Ⅲ是在大肠杆菌中主要的复制聚合酶。DNA pol Ⅲ是一种多亚基的蛋白。在DNA新链的从
头合成（de novo）中起复制酶的作用。DNA聚合酶Ⅲ主要由2个部分组成：核心酶和全酶
DNA聚合酶III是多亚基组成的蛋白质,它在细胞中含量很少,在每个细胞中只有10～20个拷贝的全酶，Pol III全酶由α,β,γ,δ,ε,θ,η,δ',χ,ψ10种不同的亚基组成
核心酶主要负责基本的酶活性，由α, ε，θ组成。
α亚基由polC 基因编码，具有5'→3'方向合成DNA的催化活性,每秒可以合成8个核苷酸，但不具有校正功能。
ε亚基由dnaQ基因编码，具有3'→5'外切核酸酶的校对功能,在体内其基本功能是控制复制的忠实性,ε亚基常与α亚基形成一个紧密的1:l复合物,协同发挥功能.
θ亚基由holE基因编码，使核心酶相互连接
全酶是dna聚合酶iii中功能部分，包含所有必要的行使酶功能的亚基。
η亚基使核心酶形成二聚体，与模板连接，具有ATP活性。
β亚基是以二聚体的形式存在的.在复制过程中β二聚体环绕着DNA,并能在DNA上自由滑动,构成一个滑动钳.滑动钳可把全酶束缚在模板DNA上,从而保证高度的进行性和聚合反应速度。
γ复合物是β滑动钳的载体,可帮助β滑动钳结合到DNA上. γ复合物含有5个不同的亚基,形成一种化学计量为γ2δ1δ'1χ1ψ1的结构. β二聚体自己并不能组装到DNA 上 ,它是通过γ复合物与ATP协同作用催化ATP的水解而组装到DNA上的.
7．阐明端粒结构与端粒酶的功能。
答：端粒是真核细胞染色体末端的特殊结构，是由端粒DNA和与端粒DNA特异结合的端粒结合蛋白组成的核糖核酸的蛋白质复合物，DNA 由简单的串联重复序列组成.它的合成由一个特殊的具有反转录活性的核糖核蛋白端粒酶完成.端粒对染色体、整个生物基因组,甚至对细胞的稳定都具有重要意义.在真核生物包括原虫、真菌、纤毛虫、植物和哺乳动物中都存在。端粒 DNA 由非编码的重复序列组成，不同物种的DNA 重复序列的重复数不同，如人与其他脊椎动物约为2 000 个，例如在人中，端粒的重复系列是TTAGGG，而在纤毛虫中是TTGGGG。
端粒高度的保守性表明端粒具有非常重要的作用．其主要功能包括：(1) 保护染色体末端[25]．真核生物的端粒DNA 如帽子一般保护染色体末端免于被化学修饰或被核酶降解，同时可能还有防止端粒酶对端粒进行进一步延伸的作用．改变端粒酶的模板序列将导致端粒的改变，从而诱导细胞衰老和死亡．(2) 解决染色体复制时末端丢失问题．细胞分裂、染色体进行半保留复制时存在染色体末端丢失的问题．随着细胞的不断分裂，DNA 丢失过多，将导致染色体断端彼此发生融合，形成双中心染色体、环状染色体或其他不稳定形式．端粒的存在可以起到缓冲保护的作用，从而防止染色体在复制过程中发生丢失或形成不稳定结构．(3) 细胞的“生命钟”．染色体复制的上述特点决定了细胞分裂的次数是有限的，端粒的长度决定了细胞的寿命，故而被称为“生命的时钟”．(4) 固定作用．染色体的末端位于细胞核边缘，人类端粒DNA 和核基质中的蛋白相互；作用，以TTAGGG 结构附着于细胞核基质．
补充（只做了解）端粒的复制：
细胞有丝分裂需要染色体的复制，按照经典的复制模式，染色体DNA 双链不能完全复制后续链上的最后几个核苷酸，造成子代细胞中DNA 双链的其中一条链(5′端)缩短而另一条链(3′端)形成富G 的突出链．所以每次细胞分裂就会造成端粒相应地缩短，这就是所谓的“末端复制问题”．真核生物依靠端粒酶解决染色体的末端复制问题．端粒酶发挥作用时，它直接作用于端粒的领先链进行阵发式的延伸，而端粒的滞后链是由DNA 聚合酶按照常规的方式合成的，且端粒领先链与滞后链的合成紧密相关．事实上，当滞后链的聚合酶出现某些缺陷时，端粒酶也不再介导领先链的合成．如果滞后链不伴随领先链的合成而延长的话，端粒酶将在染色体的末端产生一段很长的单链片段，这种单链片段不仅容易引起染色体的高度重组，而且极容易被视作DNA 损伤的信号引起细胞周期检测点的抑制．因此，领先链和滞后链的相伴而行对提高基因
组的稳定性具有极其重要的意义
端粒酶是一种能将真核生物染色体末端DNA端粒DNA 加以延伸的酶．它是一种核酸蛋白质复合物．目前认为端粒酶是由端粒酶RNA 组分(telomerase RNA，TR)，端粒酶相关蛋白和端粒酶催化亚基(telomerase reverse transcriptase，TERT)三部分组成的蛋白质复合物。它解决染色体的末端问题,归属于逆转录酶家族又和逆转录酶有一定的差别.端粒酶的过度表达和细胞的永生化和癌变直接相关.端粒酶的结构和功能决定了它在肿瘤与癌症治疗等方面具有广泛的应用前景.
端粒酶结构中的核酸部分为RNA，又分为模板区与非模板区．模板区决定所合成端粒的特异性，非模板区具有酶与底物的结合位点．模板区的长度一般为端粒重复序列长度的1~1.5 倍．不同物种端粒酶RNA 部分的核苷酸组成存在差异．端粒酶以RNA 为模板催化合成DNA。
端粒酶的主要作用是维持端粒的长度．端粒酶不但可以维持已经存在的端粒DNA，同时端粒酶反转录酶能够识别断裂染色体的末端，重新将端粒重复序列加到染色体的断裂末端或非端粒DNA上．端粒酶能利用端粒3′端单链为引物，自身的RNA 为模板合成端粒重复序列添加到染色体末端，从而延长端粒的长度．人的生殖细胞、造血干
细胞及T，B 淋巴细胞中端粒酶有不同程度的表达，而在正常的体细胞中，端粒酶处于失活状态，因此体细胞随细胞分裂次数的增加端粒逐渐缩短．端粒的长度与有丝分裂次数相关，所以端粒又有细胞的“有丝分裂钟”之称[
8．概述引起倾向性突变的修复系统。
答：SOS修复是指DNA受到严重损伤、细胞处于危急状态时所诱导的一种DNA修复方式，修复结果只是能维持基因组的完整性，提高细胞的生成率，但留下的错误较多，故又称为错误倾向修复（error-prone repair），使细胞有较高的突变率。
SOS修复的定义（补充，可看可不看）
一种能够引起误差修复的紧急呼救修复，是在无模板DNA 情况下合成酶的诱导修复。正常情况下无活性有关酶系，DNA受损伤而复制又受到抑制情况下发出信号，激活有关酶系，对DNA损伤进行修复，其中DNA多聚酶起重要作用，在无模板情况下，进行DNA修复再合成，并将DNA片段插入受损DNA空隙处。
SOS是生物在不利环境中求得生存的一种基本功能，它主要包括两个方面：DNA修复和导致变异。在一般环境中突变常是不利的，可是在DNA受到损伤和复制被抑制的特殊条件下生物发生突变将有利于它的生存。碱基出现错配时，DNA聚合酶就会在原地打转而不前进，或脱落下来使DNA复制合成中止，SOS就会诱导产生DNA聚合酶Ⅳ和Ⅴ，它们不具有3’-5’核酸外切酶校正功能，于是在DNA链的损伤部位即使出现不配对碱基，复制仍能继续前进。在此情况下允许错配增加存活的机会。
在正常情况下，修复蛋白的合成是处于低水平状态的，这是由于它们的mRNA合成受到阻遏蛋白LexA的抑制。细胞中的recA 蛋白也参与了SOS修复。当DNA两条链的都有损伤并且损伤位点邻近时，损伤不能被切除修复或重组修复，这时在Restriction Endoneuclease和Exoneuclease的作用下造成损伤处的DNA链空缺，再由损伤诱导产生的一整套的特殊DNA聚合酶－SOS修复酶类，催化空缺部位DNA的合成，这时补上去的核苷酸几乎是随机的，仍然终于保持了DNA双链的完整性，使细胞得以生存。但这种修复带给细胞很高的突变率。
9．阐述原核生物DNA修复的BER, NER, DNA-Mismatch repair system, NHEJ, SOS Repair, TLR机制。
答：BER（碱基切除）：碱基被烷化或者脱氨后，被特殊的DNA糖基化酶从DNA上移除。首先由DNA糖基化酶家族在碱基上滑动来识别特异性的核苷酸。核苷酸的每一种修饰都有一种对应的DNA糖基化酶，可以把修饰核苷酸的碱基切除，在DNA上形成脱嘌呤或者是脱嘧啶位点。这些位点可以被AP内切酶所识别，然后切除主链上的核糖磷酸。切除后所形成的缺口能够被DNA聚合酶I和DNA链接酶修复。
NER（核苷酸切除）：移除一段在DNA双螺旋中已经变异的核苷酸链。包括由嘧啶二聚体引起的变异。这项修复途径需要uvrABC编码的内切酶，uvrD编码的解旋酶以及DNA聚合酶I。
UvrA:有ATP酶活性，是一种可以和DNA结合的蛋白质(包含了锌指结构)。以二聚体的形式发挥作用，识别并结合受损失的DNA。UvrA 的作用是引导UvrB结合到损伤位点。
《分子生物学检验技术》教学大纲 第二版 《分子生物学检验技术》教学大纲是依据梵绮诗主编的《分子生物学检验技术》第一版的内容，结合临床实验室的具体应用和我校教学的具体条件制定的。重点突出与临床分子诊断应用密切相关的分子生物学技术和知识点的介绍和讲解。本学科教学总时数为32学时，其中包括26学时理论，6学时实验课和国庆放假4学时。 第一章 临床分子诊断绪论 [目的要求] 了解 课程设置；分子诊断在临床中的应用 [教学时数] 讲授4学时。 [讲授内容] 分子诊断在临床中的应用和发展 第二章 生物大分子的分离纯化 [目的要求] 掌握 基因组DNA分离的常用方法，如酚抽提法；RNA分离纯化方法，如酸性异硫氰酸胍-酚-氯仿一步法；质粒DNA分离纯化方法，如加热法和碱裂解法；固相支持物吸附法 了解 核酸的一般理化性质；核酸进一步纯化的方法 [教学时数] 讲授4学时。 [讲授内容] 核酸的理化性质；核酸分离纯化的原则；核酸分离纯化的设计；基因组（高分子量） DNA的分离纯化；质粒DNA的分离纯化；RNA的分离纯化;磁性硅胶吸附技术 [自学内容] 蛋白质分离纯化的一般方法
第三章 聚合酶链反应技术 [目的要求] 掌握 PCR的概念和基本原理；PCR反应体系的组成；实时荧光定量PCR 的概念、原理和荧光示踪方法；外标定量法的原理 了解 PCR及有关技术的发展演变历史；PCR产物的检测方法；PCR技术的发展变化和PCR相关的扩增技术；临床PCR 实验室的标准化和质量控制 [教学时数] 讲授6学时 [讲授内容] PCR及有关技术的发展历史；PCR的概念和基本原理；PCR反应体系的组成和各组分介绍；PCR扩增产物的检测；实时荧光定量PCR概念和各种荧光示踪方法的介绍；实时荧光定量PCR定量理论和基本知识；外标定量法的原理及其优缺点；PCR 技术的变化和发展及PCR相关的扩增技术；PCR实验室的标准化和实验室的质量控制 [自学内容] PCR 反应条件的优化；PCR 产物的克隆 第四章 核酸分子杂交技术 [目的要求] 掌握 分子杂交的基本原理；核酸探针的设计；固相杂交方法的适用范围；Southen/Northen印迹杂交。 了解 探针的检测核酸探针的标记；探针的纯化；其他杂交技术；限制性内切酶多态；SNP；chips [教学时数] 讲授4学时 [讲授内容] 核酸变性定义，Tm值定义，影响因素；核酸复性； 分子杂交的概念，同源性；核酸探针定义；核酸探针的种类，制备，优缺点；核酸探针的标记，缺口平移，
现代分子生物学 复习提纲 第一章绪论 第一节分子生物学的基本含义及主要研究内容 1 分子生物学Molecular Biology的基本含义 ?广义的分子生物学：以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究 对象，从分子水平阐明生命现象和生物学规律。 ?狭义的分子生物学：偏重于核酸（基因）的分子生物学，主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调控 等过程，也涉及与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。 1.1 分子生物学的三大原则 1) 构成生物大分子的单体是相同的 2) 生物遗传信息表达的中心法则相同 3) 生物大分子单体的排列（核苷酸、氨基酸）的不同 1.3 分子生物学的研究内容 ●DNA重组技术（基因工程） ●基因的表达调控 ●生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学） ●基因组、功能基因组与生物信息学研究 第二节分子生物学发展简史 1 准备和酝酿阶段 ?时间：19世纪后期到20世纪50年代初。 ?确定了生物遗传的物质基础是DNA。 DNA是遗传物质的证明实验一：肺炎双球菌转化实验 DNA是遗传物质的证明实验二：噬菌体感染大肠杆菌实验 RNA也是重要的遗传物质-----烟草花叶病毒的感染和繁殖过程 2 建立和发展阶段 ?1953年Watson和Crick的DNA双螺旋结构模型作为现代分子生物学诞生的里程碑。 ?主要进展包括： ?遗传信息传递中心法则的建立 3 发展阶段 ?基因工程技术作为新的里程碑，标志着人类深入认识生命本质并能动改造生命的新时期开始。 ? 第三节分子生物学与其他学科的关系 思考 ?证明DNA是遗传物质的实验有哪些？ ?分子生物学的主要研究内容。 ?列举5～10位获诺贝尔奖的科学家，简要说明其贡献。
结合着下载的资料复习吧~~~~ 绪论 分子生物学的发展简史 Schleiden和Schwann提出“细胞学说” 孟德尔提出了“遗传因子”的概念、分离定律、独立分配规律 Miescher首次从莱茵河鲑鱼精子中分离出DNA Morgan基因存在于染色体上、连锁遗传规律 Avery证明基因就是DNA分子，提出DNA是遗传信息的载体 McClintock首次提出转座子或跳跃基因概念 Watson和Crick提出DNA双螺旋模型 Crick提出了“中心法则” Meselson与Stah用N重同位素证明了DNA复制是一种半保留复制 Jacob和Monod提出了著名的乳糖操纵子模型 Arber首次发现DNA限制性内切酶的存在 Temin和Baltimore发现在病毒中存在以RNA为模板，逆转录成DNA的逆转录酶 哪几种经典实验证明了DNA是遗传物质? (Avery等进行的肺炎双球菌转化实验、Hershey 利用放射性同位素35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质外壳和DNA) 第二章染色体与DNA 第一节染色体 一、真核细胞染色体的组成 DNA：组蛋白：非组蛋白：RNA = 1：1：(1-1.5)：0.05 （一）蛋白质（组蛋白、非组蛋白） （1）组蛋白：H1、H2A、H2B、H3、H4 功能：①核小体组蛋白（H2A、H2B、H3、H4）作用是将DNA分子盘绕成核小体
②不参加核小体组建的组蛋白H1，在构成核小体时起连接作用 （2）非组蛋白：包括以DNA为底物的酶、作用于组蛋白的酶、RNA聚合酶等。常见的有（HMG蛋白、DNA结合蛋白） 二、染色质 染色体：分裂期由染色质聚缩形成。 染色质：线性复合结构，间期遗传物质存在形式。 常染色质（着色浅） 具间期染色质形态特征和着色特征染色质 异染色质（着色深） 结构性异染色质兼性异染色质 （在整个细胞周期内都处于凝集状态）（特定时期处于凝集状态）三、核小体 由H2A、H2B、H3、H4各2 分子组成的八聚体和绕在八聚体外的DNA、一分 子H1组成。八聚体在中央，DNA分子盘绕在外，由此形成核心颗粒。,H1结合在核心颗粒外侧DNA双链的进出口端，如搭扣将绕在八聚体外DNA链固定，核心颗粒之间的连接部分为连接DNA。 核小体的定位对转录有促进作用
1、分子生物学检验技术：是以核酸或蛋白质为分析材料，通过分析基因的结构、表达的变化和由此而导致的基因功能的改变，为疾病的研究和诊断提供更准确、更科学的信息和依据的一门学科。 2、请说明分子生物学检验技术在临床试验诊断中的应用。（1）感染性微生物的检测。如：用PCR技术进行甲型肝炎病毒的检测、乙型肝炎病毒的检测和解脲脲原体的检测等。（2）基因突变的检测。如：用PCR一限制性片段长度多态性（RFLP)技术检测地中海贫血基因突变。 （3）法医学检测。如：用PCR微卫星检测技术进行亲子关系的鉴定和个体识别。 （4）基因异常表达的检测。如：用cDNA表达的芯片技术进行基因异常表达的检测。 （5）基因定位。如：用原位杂交技术进行组织与细胞中基因表达的定位。 3、基因组：是一个细胞或一种生物体的整套遗传物质。 4、基因：是基因组中一个功能单位，是贮存有功能的蛋白质多肽链信息或RNA序列信息及表达这些信息所必需的全部核苷酸序列。 5、原核生物：是细菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体、放线菌和蓝绿藻等原始生物的总称，是最简单的细胞生物体。
6、操纵子结构：是原核生物基因组的功能单位。 7、质粒：是指细菌细胞染色体外，能独立复制并稳定遗传的共价闭合环状分子。 8、转座因子：又称为转座元件，是一类在细菌染色体、质粒和噬菌体之间自行移动并具有转位特性的独立的DNA序列。 9、原核生物基因组的结构特征： （1）原核生物基因组通常仅由一个DNA分子构成，基因组中只有一个复制起点，具有类核结构。 （2）具有操纵子结构，模板mRNA为多顺反子mRNA。编码区远远大于真核生物基因组，但又远远小于病毒基因组。在基因组中存在多功能的识别区域，如复制起始区、转录启动区和终止区等，这些区域常常含有反向重复序列。 （3）结构基因通常为单拷贝基因，编码顺序一般不重叠。（4）具有编码同工酶的基因。 （5)含有可移动的DNA序列。 10、病毒基因组的结构特点： （1）与细菌和真核生物基因组相比，病毒基因组结构简单，基因数少，所含信息量也少。 （2）病毒基因组的核酸类型较多，有双链DNA、单链DNA、双链RNA和单链RNA；有环状分子，也有线性分子。但无论是哪种核酸类型，一种病毒颗粒中核酸成分只能为一种，或
分子生物学笔记 ? ?第一章基因的结构第一节基因和基因组 一、基因(gene) 是合成一种功能蛋白或RNA分子所必须的全部DNA序列． 一个典型的真核基因包括 ①编码序列—外显子(exon) ②插入外显子之间的非编码序列—内合子(intron) ③5'-端和3'-端非翻译区(UTR) ④调控序列(可位于上述三种序列中) 绝大多数真核基因是断裂基因(split-gene)，外显子不连续。 二、基因组(genome) 一特定生物体的整套(单倍体)遗传物质的总和， 基因组的大小用全部DNA的碱基对总数表示。 人基因组3X1 09(30亿bp)，共编码约10万个基因。 每种真核生物的单倍体基因组中的全部DNA量称为C值，与进化的复杂性并不一致(C-value Paradox)。 人类基因组计划（human genome project, HGP） 基因组学（genomics）,结构基因组学（structural genomics）和功能基因组学（functional genomics）。蛋白质组（proteome）和蛋白质组学（proteomics）
第二节真核生物基因组 一、真核生物基因组的特点：， ①真核基因组DNA在细胞核内处于以核小体为基本单位的染色体结构中． ②真核基因组中，编码序列只占整个基因组的很小部分(2—3％)， 二、真核基因组中DNA序列的分类？ (一)高度重复序列(重复次数>lO5) 卫星DNA(Satellite DNA) (二)中度重复序列 1．中度重复序列的特点 ①重复单位序列相似，但不完全一样， ②散在分布于基因组中． ③序列的长度和拷贝数非常不均一， ④中度重复序列一般具有种属特异性，可作为DNA标记． ⑤中度重复序列可能是转座元件(返座子)， 2．中度重复序列的分类 ①长散在重复序列(long interspersed repeated segments．)LINES ②短散在重复序列(Short interspersed repeated segments)SINES SINES：长度<500bp，拷贝数>105．如人Alu序列 LINEs：长度>1000bp(可达7Kb),拷贝数104-105，如人LINEl (三)单拷贝序列(Unique Sequence) 包括大多数编码蛋白质的结构基因和基因间间隔序列， 三、基因家族(gene family)
Section A 细胞与大分子 简述复杂大分子的生物学功能及与人类健康的关系。 Section C 核酸的性质 1.DNA的超螺旋结构的特点有哪些？ A 发生在闭环双链DNA分子上 B DNA双链轴线高卷曲，与简单的环状相比，连接数发生变化 C 当DNA扭曲方向与双螺旋方向相同时，DNA变得紧绷，为正超螺旋，反之变得松弛为负超螺旋。自然界几乎所有DNA分子超螺旋都为负的，因为能量最低。 2.简述核酸的性质。 A 核酸的稳定性：由于核酸中碱基对的疏水效应以及电荷偶极作用而趋于稳定 B 酸效应：在强酸和高温条件下，核酸完全水解，而在稀酸条件下，DNA的核苷键被选择性地断裂生成脱嘌呤核酸 C 碱效应：当PH超出生理范围时（7-8），碱基的互变异构态发生变化 D 化学变性：一些化学物质如尿素，甲酰胺能破坏DNA和RNA二级结构中的 而使核酸变性。 E 粘性：DNA的粘性是由其形态决定的，DNA分子细长，称为高轴比，可被机械力和超声波剪切而粘性下降。 F 浮力密度：1.7g/cm^3,因此可利用高浓度分子质量的盐溶液进行纯化和分析 G 紫外线吸收：核酸中的芳香族碱基在269nm 处有最大光吸收 H 减色性，热变性，复性。 思考题：提取细菌的质粒依据是核酸的哪些性质？ 质粒是抗性基因，，在基因组或者质粒DNA中用碱提取法。 Sectio C 课前提问 1.在1.5mL的离心管中有500μL，取出10 μL稀释至1000 μL后进行检测，测得A260=0.15。 问（1）：试管中的DNA浓度是多少？ 问（2）：如果测得A280=0.078, .A260/A280=？说明什么问题？ (1)稀释前的浓度：0.15/20=0.0075 稀释后的浓度：0.0075/100=0.75ug/ml （2）0.15/0.078=1.92〉1.8，说明DNA中混有RNA样品。 2.解释以下两幅图
医学检验本班《分子生物学检验技术》试卷 一. 选择题（在备选答案中选择一个最佳答案,每题2分,共20分）: 1. 在核酸提取时,常需要使用氯化钠,醋酸钠等盐溶液,真正的目的是（） A. 中和核酸的负离子,使其易于沉淀 B. 调节PH值 C. 保持核算的完整性 D. 提高核酸的浓度 E. 无特定目的 2. 在一个DNA分子中,如G所占摩尔比为17.2%,则A所占摩尔比为（） A. 82.8% B. 32.8% C. 17.2% D. 65.6% E. 无法计算 3.下列那项不是扩增反应所必需的?（） A. 引物和模板 B. dNTP C. Mg++ D .DNase E. 缓冲液 4. 下列那项是分子生物学技术形成的理论基础?（） A. 基因结构与功能的关系 B. 基因结构变异与疾病的关系 C. 病原微生物的基因结构特征 D. 基因的表达.调控与疾病的关系 E. 以上皆是 5. 分子生物学检验技术主要包括那些技术?（） A. 核酸分子杂交技术 B. DNA测序技术 C. PCR技术 D. DNA重组技术 E. 以上全是 6. 下列哪项检测需应用分子生物学检验技术?（） A. 肝功能检测 B.乙肝两对半检测 C. 乙肝病毒DNA(HBV-DNA)检测 D. 肿瘤细胞培养 E. 病原微生物培养 7. 在核酸的分离纯化过程中,为保证其一级结构的完整性,应采取（） A. 尽量简化分离步骤,缩短提取时间 B. 适当延长提取时间 C. 在37摄氏度条件下进行 D. 加入Mg++,Ca++等二价金属离子 E. 以上全是 8. 有一核酸样品,测得A260/A280=2.0,请问该样品属于哪类核酸样品?（） A. DNA B. RNA C. 是DNA,但有蛋白质污染 D. 是RNA,但有蛋白质污染 E. DNA和RNA 9. 在RNA提取和纯化过程中,为避免Rnase污染而导致RNA的降解,应采取（）
分子生物学笔记第一章基因的结构 第一节基因和基因组 一、基因(gene)是合成一种功能蛋白或RNA分子所必须的全部DNA序列. 一个典型的真核基因包括 ①编码序列—外显子(exon)②插入外显子之间的非编码序列—内合子(intron)③5'-端和3'-端非翻译区(UTR) ④调控 序列(可位于上述三种序列中) 绝大多数真核基因是断裂基因(split-gene) ，外显子不连续。 二、基因组(genome) 一特定生物体的整套(单倍体)遗传物质的总和，基因组的大小用全部DNA的碱基对总数表示。人基因组3X1 09(30亿bp)，共编码约10万个基因。 每种真核生物的单倍体基因组中的全部DNA量称为C值，与进化的复杂性并不一致(C-value Paradox)。 人类基因组计划( human genome project, HGP ) 基因组学( genomics ),结构基因组学( structural genomics )和功能基因组学( functional genomics )。 蛋白质组( proteome )和蛋白质组学( proteomics ) 第二节真核生物基因组 一、真核生物基因组的特点：， ①真核基因组DNA在细胞核内处于以核小体为基本单位的染色体结构中. ②真核基因组中，编码序列只占整个基因组的很小部分(2 —>% ), 三、基因家族(gene family) 一组功能相似且核苷酸序列具有同源性的基因. 可能由某一共同祖先基因(ancestral gene) 经重复(duplication) 和突变产生。 基因家族的特点： ①基因家族的成员可以串联排列在一起，形成基因簇(gene cluster)或串联重复基因(tandemly repeated genes)，如 rRNA、tRNA和组蛋白的基因；②有些基因家族的成员也可位于不同的染色体上，如珠蛋白基因；③有些成员不产生 有功能的基因产物，这种基因称为假基因(Pseudogene) . ￥ a1表示与a1相似的假基因. 四、超基因家族(Supergene family ，Superfamily) 由基因家族和单基因组成的大基因家族，结构上有程度不等的同源性，但功能不同． 第四节细菌和病毒基因组 一、细菌基因组的特点。 1 ．功能相关的几个结构基因往往串联在—起，受它们上游的共同调控区控制，形成操纵子结构，2．结构基因中没有内含子，也无重叠现象。 3 .细菌DNA大部分为编码序列。 二、病毒基因组的特点 1 .每种病毒只有一种核酸，或者DNA，或者RNA ; 2 .病毒核酸大小差别很大，3X10 3 一3X106bp ; 3.除逆病毒外，所有病毒基因都是单拷贝的。 4 .大部份病毒核酸是由一条双链或单链分子(RNA或DNA)，仅少数RNA病毒由几个核酸片段组成. 5. 真核病毒基因有内含子，而噬菌体(感染细菌的病毒)基因中无内含子. 6. 有重叠基因. 第五节染色质和染色体 (二)组蛋白(histone): 一类小的带有丰富正电荷<富含Lys，Arg)的核蛋白，与DNA有高亲和力. (二).端粒(telomere) ：真核生物线状染色体分子末端的DNA 区域端粒DNA的特点： 1、由富含G的简单串联重复序列组成(长达数kb). 人的端粒DNA重复序列：TTAGGC。
现代分子生物学总结(朱玉贤、最新版)
一、绪论 两个经典实验 1、肺炎球菌在老鼠体内的毒性实验：先将光滑型致病菌（S型）烧煮杀活性以后、以及活的粗糙型细菌（R型）分别侵染小鼠发现这些细菌自然丧失了治病能力；当他们将经烧煮杀死的S型细菌和活的R型细菌混合再感染小鼠时，实验小鼠每次都死亡。解剖死鼠，发现有大量活的S型细菌。实验表明，死细菌DNA 进行了可遗传的转化，从而导致小鼠死亡。 2、T2噬菌体感染大肠杆菌：当细菌培养基中分别带有35S或32P标记的氨基酸或核苷酸，子代噬菌体就相应含有35S标记的蛋白质或32P标记的核酸。分别用这些噬菌体感染没有放射性标记的细菌，经过1~2个噬菌体DNA 复制周期后进行检测，子代噬菌体中几乎不含带35S标记的蛋白质，但含30%以上的32P 标记。说明在噬菌体传代过程中发挥作用的可能是DNA而不是蛋白质。 基因的概念：基因是产生一条多肽链或功能RNA分子所必需的全部核苷酸序列。
二、染色体与DNA 嘌呤嘧啶 腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶 染色体 性质：1、分子结构相对稳定；2、能够自我复制，使亲、子代之间保持连续性；3、能指导蛋白质的合成，从而控制生命过程；4、能产生可遗传的变异。 组蛋白一般特性：1、进化上极端保守，特别是H3、H4；2、无组织特异性；3、肽链上氨基酸分布的不对称性；4、存在较普遍的修饰作用；5、富含赖氨酸的组蛋白H5 非组蛋白：HMG蛋白；DNA结合蛋白；A24非组蛋白
真核生物基因组DNA 真核细胞基因组最大特点是它含有大量的重复序列，而且功能DNA序列大多被不编码蛋白质的非功能蛋白质所隔开。人们把一种生物单倍体基因组DNA的总量称为C值，在真核生物中C 值一般是随着生物进化而增加的，高等生物的C 值一般大于低等动物，但某些两栖类的C值甚至比哺乳动物还大，这就是著名的C值反常现象。真核细胞DNA序列可被分为3类：不重复序列、中度重复序列、高度重复序列。 真核生物基因组的特点：1、真核生物基因组庞大，一般都远大于原核生物的基因组；2、真核基因组存在大量的的重复序列；3、真核基因组的大部分为非编码序列，占整个基因组序列的90%以上，这是真核生物与细菌和病毒之间的最主要的区别；4、真核基因组的转录产物为单顺反之；5、真核基因组是断裂基因，有内含子结构；6、真核基因组存在大量的顺式元件，包括启动子、增强子、沉默子等；7、真核基因组中存在大量的DNA多态性；8、真核基因组具有端粒结构。
分子生物学 第一章绪论 分子生物学研究内容有哪些方面？ 1、结构分子生物学； 2、基因表达的调节与控制； 3、DNA重组技术及其应用； 4、结构基因组学、功能基因组学、生物信息学、系统生物学 第二章DNA and Chromosome 1、DNA的变性：在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程。 2、DNA复性：变性DNA在适当条件下，分开的两条单链分子按照碱基互补原则重新恢复天然的双螺旋构象的现象。 3、Tm(熔链温度)：DNA加热变性时，紫外吸收达到最大值的一半时的温度，即DNA分子内50%的双链结构被解开成单链分子时的温度） 4、退火：热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，称为退火 5、假基因：基因组中存在的一段与正常基因非常相似但不能表达的DNA序列。以Ψ来表示。 6、C值矛盾或C值悖论:C值的大小与生物的复杂度和进化的地位并不一致，称为C值矛盾或C值悖论(C-Value Paradox)。 7、转座：可移动因子介导的遗传物质的重排现象。 8、转座子：染色体、质粒或噬菌体上可以转移位置的遗传成分 9、DNA二级结构的特点：1）DNA分子是由两条相互平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成；2）DNA分子中的脱氧核苷酸和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架，碱基排列在外侧；3）DNA分子表面有大沟和小沟；4）两条链间存在碱基互补，通过氢键连系，且A=T、G ≡ C（碱基互补原则）；5）螺旋的螺距为3.4nm，直径为2nm，相邻两个碱基对之间的垂直距离为0.34nm，每圈螺旋包含10个碱基对；6）碱基平面与螺旋纵轴接近垂直，糖环平面接近平行 10、真核生物基因组结构：编码蛋白质或RNA的编码序列和非编码序列，包括编码区两侧的调控序列和编码序列间的间隔序列。 特点：1）真核基因组结构庞大哺乳类生物大于2X109bp；2）单顺反子（单顺反子：一个基因单独转录，一个基因一条mRNA，翻译成一条多肽链；）3）基因不连续性断裂基因（interrupted gene）、内含子(intron)、外显子(exon)；4）非编码区较多，多于编码序列(9:1) 5）含有大量重复序列 11、Histon(组蛋白)特点：极端保守性、无组织特异性、氨基酸分布的不对称性、可修饰作用、富含Lys的H5 12、核小体组成：由组蛋白和200bp DNA组成 13、转座的机制：转座时发生的插入作用有一个普遍的特征，那就是受体分子中有一段很短的被称为靶序列的DNA会被复制，使插入的转座子位于两个重复的靶序列之间。 复制型转座：整个转座子被复制，所移动和转位的仅为原转座子的拷贝。 非复制型转座：原始转座子作为一个可移动的实体直接被移位。 第三章DNA Replication and repair 1、半保留复制：DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模板(template)按碱
分子生物学检验技术 _______期日______ _名___签__任__主__室__研_教名课姓任_ _ ____________名__签__员_教号题学出_ ________________员__教_课次任班学__教_ _ _ _ _ _ ______________次__班_核别考队______数人核考湖北医药学院2011-2012学年第二学期《分子生物学检验技术》期末考试试卷湖北医药学院 A、内含子 B、外显子 C、DNA D、质粒 E、重叠基因 … ………《分子生物学检验技术》期末考试试卷(C卷)8、对染色体端粒进行的显带称为 A、C显带 B、D显带 C、G显带 D、Q显带 E、T显带 ……… 9、染色质和染色体是 ……题目一二三四五总分核分人复查人A、同一物质在细胞中的不同时期的两种不同的存在形式B、不同物质在细胞中的不同时期 ……得分的两种不同的存在形式C、同一物质在细胞的同一时期的不同表现D、不同物质在细胞的… 同一时期的不同表现E、染色质是染色体的前体物质 ……… 10、物理图是以什么作为图距 线…评卷人得分 A、摩尔 B、摩尔根 C、纳米 D、重组频率 E、kb …… 一、A型题（40小题，每小题1分，共40分） …11、下列哪一项不属于真核生物基因组的特点 … ……1、A、重复序列B、断裂基因C、单拷贝序列D、DNA多态性E、多顺反子结构
HTLV基因组中tax基因编码的蛋白是 …12、据调查，糖尿病的单卵双生同病率为84％，双卵双生同病率为37％，根据遗传病研究的 ……A、对病毒的结构蛋白的表达有调节作用B、对病毒的调节蛋白的表达有调控作用C、一种…反式激活因子D、激活细胞的IL-6基因E、激活细胞的IL-2基因双生子法，可以计算出糖尿病的遗传率为 …封…2、A、100％B、75％C、60％D、50％E、25％ 腺病毒基因组不正确的是 …13、两条非同源染色体同时发生断裂，断片交换位置后重接，结果造成 …A、腺病毒基因组是环状双链DNA B、两条链分别称为轻链和重链C、每条链的5’端都…与蛋白质结合D、腺病毒DNA采用半保留复制方式E、腺病毒可引起人类许多急性感染 A、缺失 B、倒位 C、重复 D、插入 E、易位 ………3、基因图是指 14、线粒体基因组DNA的结构一般认为类似于 ……A、EST B、STS C、STR D、YAC E、STR A、原核生物 B、大肠埃希菌 C、质粒 D、病毒 E、真核生物 ………4、α -卫星DNA可由哪种限制性内切酶消化获得 15、发生基因点突变的结、直肠癌中约80％的突变位于 密…A、Alu B、HindⅢC、HinfI D、KpnI E、EcoRI A、K-ras12位密码子突变 B、K-ras13位密码子突变 C、K-ras61位密码子突变 D、H-ras12…位密码子突变 E、N-ras61位密码子突变 ……5、下列哪项不属于Alu家族的特点 …16、与遗传性高发乳腺癌相关的基因是 …A、属于短分散重复片段B、有AGCT序列C、能被AluI切割D、无种属差异E、有调…控作用 A、APC B、BRCA C、DCC D、FHIT E、Rb
列〃一个典型的真核基因包括 ①编码序列—外显子(exon) ②插入外显子之间的非编码序列—内合子(intron) ③5'-端和 3'-端非翻译区(UTR) ④调控序列(可位于上述三种序列中) 绝大多数真核基因是断 裂基因(split-gene)，外显子不连续。二、基因组(genome) 一 特定生物体的整套(单倍体)遗传物质的总和，基因组的大小 用全部 DNA 的碱基对总数表示。 人基因组 3X1 09(30 亿 bp)，共编码约 10 万个基因。 每种真核生物的单倍体基因组中的全部 DNA 量称为 C 值，与进化的复杂性并不一致(C-value Paradox)。 人类基因组计划（human genome project, HGP）基因组学（genomics）,结构基因组学（structural genomics）和功能基因组学（functional genomics）。 蛋白质组（proteome）和蛋白质组学（proteomics） 第二节真核生物基因组一、真核生物基因组的特 点：， ①真核基因组 DNA 在细胞核内处于以核小体为基本单位的染色体结构中〃 ②真核基因组中，编码序列只占整个基因组的很小部分(2—3％)， 二、真核基因组中 DNA 序列的分类 • (一)高度重复序列(重复次数>lO5) 卫星 DNA(Satellite DNA) (二)中度重复序列 1〃中度重复序列的特点
①重复单位序列相似，但不完全一样， ②散在分布于基因组中〃 ③序列的长度和拷贝数非常不均一， ④中度重复序列一般具有种属特异性，可作为 DNA 标记〃 ⑤中度重复序列可能是转座元件(返座子)， 2〃中度重复序列的分类 ①长散在重复序列(long interspersed repeated segments〃) LINES ②短散在重复序列(Short interspersed repeated segments) SINES SINES：长度<500bp，拷贝数>105〃如人 Alu 序列 LINEs：长
分子生物学总结完整版 1、结构分子生物学； 2、基因表达的调节与控制； 3、DNA重组技术及其应用； 4、结构基因组学、功能基因组学、生物信息学、系统生物学 第二章DNA and Chromosome 1、DNA的变性：在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程。 2、 DNA复性：变性DNA在适当条件下，分开的两条单链分子按照碱基互补原则重新恢复天然的双螺旋构象的现象。 3、 Tm(熔链温度)： DNA加热变性时，紫外吸收达到最大值的一半时的温度，即DNA分子内50%的双链结构被解开成单链分子时的温度） 4、退火：热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，称为退火 5、假基因：基因组中存在的一段与正常基因非常相似但不能表达的DNA序列。以Ψ来表示。 6、 C值矛盾或C值悖论:C值的大小与生物的复杂度和进化的地位并不一致，称为C值矛盾或C值悖论(C-Value Paradox)。 7、转座：可移动因子介导的遗传物质的重排现象。 8、转座子：染色体、质粒或噬菌体上可以转移位置的遗传成分
9、 DNA二级结构的特点：1）DNA分子是由两条相互平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成；2）DNA分子中的脱氧核苷酸和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架，碱基排列在外侧；3）DNA分子表面有大沟和小沟；4）两条链间存在碱基互补，通过氢键连系，且A=T、G ≡ C（碱基互补原则）；5）螺旋的螺距为 3、4nm，直径为2nm，相邻两个碱基对之间的垂直距离为0、34nm，每圈螺旋包含10个碱基对；6）碱基平面与螺旋纵轴接近垂直，糖环平面接近平行 10、真核生物基因组结构：编码蛋白质或RNA的编码序列和非编码序列，包括编码区两侧的调控序列和编码序列间的间隔序列。特点：1）真核基因组结构庞大哺乳类生物大于2X109bp；2）单顺反子（单顺反子：一个基因单独转录，一个基因一条mRNA，翻译成一条多肽链；）3）基因不连续性断裂基因（interrupted gene）、内含子(intron)、外显子(exon)；4）非编码区较多，多于编码序列(9:1) 5）含有大量重复序列1 1、Histon(组蛋白)特点：极端保守性、无组织特异性、氨基酸分布的不对称性、可修饰作用、富含Lys的H5 12、核小体组成： 由组蛋白和200bp DNA组成 13、转座的机制：转座时发生的插入作用有一个普遍的特征，那就是受体分子中有一段很短的被称为靶序列的DNA会被复
1病原生物基因组在医学上有何应用？详见书P3 a菌种鉴定b确定病毒感染和病毒载量c病毒分析d细菌耐药监测和分子流行病学调查 2什么是原癌基因，原癌基因有什么特性，原癌基因可以分为哪些种类以及原癌基因常见的激活机制有哪些？ 原癌基因是指人类或其他动物细胞（以及致癌病毒）固有的一类基因，能诱导细胞正常转化并使之获得新生物特征的 基因总称。 特性：进化上高度保守，负责调控正常细胞生命活动，可以转化为癌基因。 功能分类：生长因子，生长因子受体，信号转导蛋白，核调节蛋白，细胞周期调节蛋白，抑制凋亡蛋白 激活机制：插入激活，基因重排，基因点突变，基因扩增，基因转录改变 3试述Down综合征（21三体综合征）的主要临床特征及核型。 临床特征：生长发育障碍，智力低。呆滞面容，又称伸舌样痴呆。40%患者有先天性心脏畸形。肌张力低，50%患者有贯通手，男患者无生育能力，女患者少数有生育能力，遗传风险高。 核型：92.5%患者游离型：核型为47，XX（XY）,+21 2.5%患者为嵌合型：46, XX（XY）/47 ，XX（XY）,+21 5%患者为易位型：46，XX（XY）,-14 ，+t（14q21q） 4简述淋球菌感染的主要传统实验室诊断方法及其主要特点，对比分析分子生物学方法的优势1直接涂片染镜检：敏感度和特异性差，不能用于确诊。 2分离培养法：诊断NG感染的金标准，但是其对标本和培养及营养要求高，培养周期长，出报告慢，难以满足临床要求。 3免疫学法：分泌物标本中的非特异性反应严重以及抗体法间的稳定性和条件限制，推广受限。 分子生物学的优点：敏感，特异，可直接从了临床标本中检出含量很低的病原菌，适应于快速检测 5、在单基因遗传病的分子生物学检验中，点突变检测常用方法有哪些？ 1异源双链分析法（HA）2突变体富集PCR法3变性梯度凝胶电泳法4化学切割错配法5等位基因特异性寡核苷酸分析法 6DNA芯片技术7连接酶链反应8等位基因特异性扩增法9RNA酶A切割法10染色体原位杂交11荧光原位杂交技术 6、简述白假丝酵母菌的分子生物学检验方法 白假丝酵母菌分子生物学检验主要包括白假丝酵母菌特异性核酸（DNA RNA）的检测、基因分型和耐药基因分析 等。 1PCR技术：选择高度特异性的天冬氨酸蛋白酶基因设计引物 PCR—斑点杂交技术：正向杂交和反向杂交，后者可一次检测多种真菌 DNA指纹技术：RFLPRAPD电泳核型分析 AP —PCR技术：定义方法简便，快速，特别适合临床应用 DNA序列分析：可测定rDNA序列也适用于基因突变引起的耐药 基因芯片技术：适用于病原体的耐药研究 7、 F VIII基因倒位导致血友病A，DMD基因外显子缺失导致与杜氏肌营养不良，珠蛋白基因突变导致与珠蛋白合成障碍性贫血。 （第11章，P197，P203，P207。窝觉得大家把题目读三遍就可以了） 答：F VIII基因倒位是导致的血友病A的主要原因（占50%）其它基因突变，如点突变，缺失，插入也会导致血友病A。 同理DMD基因外显子缺失是迪谢内肌营养不良（杜氏肌营养不良）发生的主要原因（60%-70%）。 珠蛋白合成障碍性贫血有六种，主要的两种是a珠蛋白生成障碍性贫血和B珠蛋白生成障碍性贫血，基因突变是主要发病原因。&基因多态性有哪些的临床应用？（P4）
第一章、基因的结构和功能实体及基因组 1、基因定义 基因（遗传因子）是遗传的物质基础，是DNA（脱氧核糖核酸）分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列的总称，携带有遗传信息的DNA序列，是具有遗传效应的DNA分子片段，是控制性状的基本遗传单位，通过指导蛋白质的合成来表达自己所携带的遗传信息，从而控制生物个体的性状表现。 2、DNA修复 DNA修复（DNA repairing）是细胞对DNA受损伤后的一种反应，这种反应可能使DNA结构恢复原样，重新能执行它原来的功能；但有时并非能完全消除DNA的损伤，只是使细胞能够耐受这DNA的损伤而能继续生存。也许这未能完全修复而存留下来的损伤会在适合的条件下显示出来（如细胞的癌变等），但如果细胞不具备这修复功能，就无法对付经常在发生的DNA损伤事件，就不能生存。对不同的DNA损伤，细胞可以有不同的修复反应。3、DNA损伤 DNA损伤是复制过程中发生的DNA核苷酸序列永久性改变，并导致遗传特征改变的现象。情况分为：substitutation （替换）deletion （删除）insertion （插入）exon skipping （外显子跳跃）。 DNA损伤的改变类型：a、点突变：指DNA上单一碱基的变异。嘌呤替代嘌呤（A与G之间的相互替代）、嘧啶替代嘧啶（C与T之间的替代）称为转换（transition）；嘌呤变嘧啶或嘧啶变嘌呤则称为颠换（transvertion）。b、缺失：指DNA链上一个或一段核苷酸的消失。c、插入：指一个或一段核苷酸插入到DNA链中。在为蛋白质编码的序列中如缺失及插入的核苷酸数不是3的整倍数，则发生读框移动（reading frame shift），使其后所译读的氨基酸序列全部混乱，称为移码突变（frame-shift mutaion）。d、倒位或转位：（transposition）指DNA链重组使其中一段核苷酸链方向倒置、或从一处迁移到另一处。 e、双链断裂：对单倍体细胞一个双链断裂就是致死性事件。 4、同源重组 同源重组，（Homologus Recombination)是指发生在姐妹染色单体（sister chromatin) 之间或同一染色体上含有同源序列的DNA分子之间或分子之内的重新组合。同源重组需要一系列的蛋白质催化，如原核生物细胞内的RecA、RecBCD、RecF、RecO、RecR等；以及真核生物细胞内的Rad51、Mre11-Rad50等等。同源重组反应通常根据交叉分子或holiday 结构（Holiday Juncture Structure) 的形成和拆分分为三个阶段，即前联会体阶段、联会体形成和Holiday 结构的拆分。 a、基因敲除 基因敲除（geneknockout），是指对一个结构已知但功能未知的基因，从分子水平上设计实验，将该基因去除，或用其它顺序相近基因取代，然后从整体观察实验动物，推测相应基因的功能。这与早期生理学研究中常用的切除部分-观察整体-推测功能的三部曲思想相似。基因敲除除可中止某一基因的表达外，还包括引入新基因及引入定点突变。既可以是用突变基因或其它基因敲除相应的正常基因，也可以用正常基因敲除相应的突变基因。 b、因转移法 同源重组(homologousrecombination)是将外源基因定位导人受体细胞染色体上的方法，因为在该座位有与导人基因同源的序列，通过单一或双交换，新基因片段可替换有缺陷的基因片段，达到修正缺陷基因的目的。位点特异性重组是发生在两条DNA链特异位点上的重组，重组的发生需一段同源序列即特异性位点(又称附着点；attachmentsite，att)和位点特异性的蛋白因子即重组酶参与催化。重组酶仅能催化特异性位点间的重组，因而重组具有特异性和高度保守性。
分子生物学检测技术简介 分子生物学诊断技术是现代分子生物学与分子遗传学取得巨大进步的结晶，是在人们对基因的结构以及基因的表达和调控等生命本质问题的认识日益加深的基础上产生的。近年来，分子生物学诊断技术的方法学研究取得了很大进展，先后建立了限制性内切酶酶谱分析、核酸分子杂交、限制性片段长度多态性连锁分析等方法。1985年由美国Cetus公司人类遗传学研究室Mullis等创立并随后迅速发展起来的DNA 体外扩增技术（Polymerase Chain Reaction, PCR），以及90年代发展起来的DNA芯片技术（DNA Chip），又将分子生物学诊断技术提高到一个崭新的阶段。 一、核酸分子杂交 （一）概述：具有一定互补序列的核苷酸单链在液相或固相中按碱基互补配对原则缔合成异质双链的过程叫核酸分子杂交。应用该技术可对特定DNA或RNA序列进行定性或定量检测。到目前为止，分子杂交技术在基因诊断中仍占重要地位，它按反应支持物可分为固相杂交和液相杂交两种，前者应用较广，有Southern印迹杂交、点杂交、夹心杂交（三明治杂交）、原位杂交和寡核苷酸探针技术等。核酸分子杂交主要涉及两个方面：待测的DNA 或RNA，以及用于检测的DNA或RNA探针。探针标记的好坏决定检测的敏感性。 1、Southern印迹杂交是最经典和应用最广泛的杂交方法。根据基因探针与待测DNA限制酶酶解片段杂交的带谱，可以直接确定宿主基因的缺陷所在或病原体的存在状态。 2、Northern 印迹杂交基本原理与Southern印迹杂交相同，不同的是它检测mRNA而不是DNA，因此可分析和了解基因的表达状态。由于mRNA比DNA更易受到各种因素的降解，所以整个操作过程须特别小心。 3、斑点杂交将待测DNA或细胞裂解物变性后直接点在硝酸纤维素膜上（无需限制酶酶解），与探针进行杂交反应。该技术对于基因拷贝数多的样品很适合，具有简捷快速的特点，一次可做大批量样品的筛查，适于流行病学调查和感染性疾病外源性致病基因的检测。目前斑点杂交技术在各实验室中得到较普及的应用。该技术可用来分析待测核酸片段中是否存在与探针同源的序列，同时还可半定量反映样品中的模板含量。其原理包括将提取的核酸片段变性后转移并固定于支持膜上，通过预杂交以除去非特异位点，然后以标记探针进行杂交。标记物有多种，以同位素标记的探针杂交后，可通过放射自显影分析结果，而以非同位素(如生物素、地高辛等)标记的探针杂交后，需加入对应的酶标记物(如亲和素、地高辛抗体)，再经过显色反应后，利用光密度扫描仪进行量化检测。本方法特异性可靠，但灵敏度偏低，而且操作复杂，因此大大限制了该技术的普及应用。 4、分支链DNA(bDNA)技术近几年，bDNA作为核酸直接量化检测技术已广泛应用于HBV、HCV和
分子生物学Ⅱ 专题一细胞通讯与细胞信号转导（一）名词解释 （1）信号分子(signal molecule)：是指在细胞间或细胞内进行信息传递的化学物质。 （2）受体（receptor）：是指细胞中能识别信息分子，并与之特异结合、引起相应生物效应的蛋白质。 （3）蛋白激酶（protein kinase）：是指使蛋白质磷酸化的酶。 （二）简答分析 （1）细胞通讯的方式及每种作用方式的特点。 答： （2）膜受体介导的信息传递途径的基本规律。
答：配体→膜受体→第二信使→效应蛋白→效应。（3）试以肾上腺素、干扰素、胰岛素、心纳素为例，阐述其信息转导过程。 答：①肾上腺素：cAMP-PKA途径； 过程：首先肾上腺素与其受体结合，使G蛋白被激活；然后G蛋白与膜上的腺苷酸环化酶相互作用，后者将ATP转化为cAMP；最后cAMP磷酸化PKA，从而产生一系列生物学效应。 ②胰岛素：受体型TPK途径； 过程：胰岛素与其靶细胞上的受体结合后，可使其受体中的TPK激活，随后通过下游的Ras途径继续传递信号，直至发生相应的生物学效应。 ③干扰素：Jak-STAT途径； 过程：首先干扰素与受体结合导致受体二聚化，然后受体使JAK（细胞内TPK）激活，接着JAK将下游的STAT磷酸化形成二聚体，暴露出入核信号，最后STAT进入核内，调节基因表达，产生生物学效应。 ④心钠素：cGMP-PKG途径； 过程：心钠素与其受体结合，由于该受体属于GC型酶偶联受体，具有鸟苷酸环化酶的的活性，因此结合后可直接将GTP转化为cGMP，进而激活下游的PKG，最终产生一系列的生物学效应。
（4）类固醇激素是如何调控基因表达的？ 答：类固醇激素穿膜后与细胞内（或核内）受体结合，使受体变构形成激素受体活性复合物并进入细胞核中，然后以TF的形式作用于特异的DNA序列，从而调控基因表达。 专题二基因分析的策略 （一）名词解释 （1）分子杂交（molecular hybridization）：是指具有一定同源序列的两条核酸单链（DNA或RNA）在一定条件下，按碱基互补配对原则经退火处理，形成异质双链的过程。（2）核酸分子杂交技术：是指采用杂交的手段（方式），用一已知序列的DNA或RNA片段（探针）来测检样品中未知核苷酸顺序。 （3）探针（Probe）：是指用来检测某特定核苷酸序列的标记DNA或RNA片段。 （4）增色效应：是指DNA变性时260nm紫外吸收值增加的现象。 （5）解链温度（Tm）：是指加热DNA溶液，使其对260nm 紫外光的吸光度达到其最大值一半时的温度，即50%DNA 分子发生变性的温度。 （6）转基因：是指是借助基因工程将确定的外源基因导入