山东师范大学分子生物学期末考试重点整理

②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
③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：①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。②正调控：cAMP 
31.大肠杆菌链前导链和滞后链的协同合成？
①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。
②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。
③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。
④DNA聚合酶Ⅰ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 
32.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为：
①－35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σ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。
②-10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。
③-10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。   
33.TBP在三种真核RNA聚合酶的转录起始中的机制：
①在RNA聚合酶Ⅰ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Ⅰ的作用。
②在RNA聚合酶Ⅱ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。
③RNA聚合酶Ⅲ的转录起始（包括内部启动子）也需要TBP。RNA聚合酶Ⅲ对其TATA框的识别同样依赖于TBP，但必须有其他RNA聚合酶Ⅲ的辅助因子共同作用，使RNA聚合酶Ⅲ在启动子上正确定位。
34.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：
①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
②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
③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。 
35.为什么说σ因子的更替可对转录进行调控？
①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。
②σ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。
③原核生物RNA聚合酶中的σ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σ因子，进入延伸区。 
36.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”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。 
37.可变剪接调控机制？
①SR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。
②RNP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
③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。
38.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：⑴DNA复制起始⑵转录起始和⑶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。
⑴在DNA复制起始过程中，反式作用因子如DNA聚合酶、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。
⑵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RNA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。
⑶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。 
39.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？
⑴反式作用因子的功能域：
①DNA结合域(DNA binding domain)，多由60－100个氨基酸残基组织的几个亚区组成；
②转录激活域(activating domain)，常由30－100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；③连接区，即连接上两个结构域的部分。不与DNA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。
 ⑵DNA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
：①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。
②螺旋-环-螺旋（HLH）:此基序长40－50个氨基酸残基，其中含两个既亲水又亲脂的α- 螺旋 ，α-螺旋被不同长度的环（连接区）分开。
③亮氨酸拉链:是一个富含亮氨酸残基的结构域，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。④螺旋-转角-螺旋(HTH)⑤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。 
40.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：
① 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。
② 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。
③ 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 
41.弱化子的作用机理？
①弱化子转录终止对色氨酸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。
②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。
③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。 
42.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）。
⑴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，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。
43.以大肠杆菌为例，说明色氨酸操纵子的特点和机制及乳糖操纵子的机制 
⑴ 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。
①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。
②Trp操纵子的衰减作用是独立于启动子-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。 
⑵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β-半乳糖苷（如乳糖）分解代谢所需的三种蛋白质：lacZ编码β-半乳糖苷酶，lacY编码β-半乳糖苷透性酶，lacA编码β-半乳糖苷转乙酰基酶。
①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。
②CAP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。 
44.葡萄糖代谢是如何调控乳糖操纵子表达的？