[转载]分子生物学复习题答案（万闰兰）

原文地址：分子生物学复习题答案（万闰兰）作者：10级硕士13班党支

我总结的是朴老师的那部分复习题答案（剪切的图片传不上），希望对大家有所帮助，有不足之处，请指正；同时也期望大家互帮互助，将自己的学习所获分享分享！

概念题

1.  Promoter（启动子）:是处于转录序列上游的与RNA聚合酶结合的特殊起始序列。

2.  Housekeeping genes(看家基因):即组成型表达基因，在真核生物细胞中只有部分的基因在表达，在这些表达基因中大约90%在某些细胞类型甚至所有细胞中都是表达的，这样的基因被称作看家基因。

3.  Inducer（诱导物）: 是指通过改变抑制子的的形状使之失活，从而促进乳糖基因表达的一种分子。

4.  Attenuator（衰减子）: 衰减发生处的一种内部终止子序列。

5.  增强子（Enhancer）：真核生物中通过启动子来增强转录的一种远端遗传性控制元件，可存在5端、3端，也可以存在于内含子区具有组织或细胞学特性。

6.  Silencer（沉默子）:是抑制基因转录的顺式元件，能引起染色质弯曲缠绕，使转录因子无法与邻近基因启动子相结合，从而使基因处于关闭沉默状态。

7.  Activators（激活子）：是特异性识别短共有序列元件的转录因子，结合于启动子或增强子位点上增强转录活性。

8.  隔离子（Insulators）:是可以将增强子和沉默子与目标基因隔开，使其不能再激活或抑制启动子转录的DNA元件。

9.  Signal Transduction Pathways（信号转导途径）: 是指一种信号分子（如生长因子）与细胞表面的受体接触，将信号送达细胞的生化过程。

10.Spliceosome Cycle （剪接体循环）：装配起始于U1与剪接底物形成保证复合物（保证内含子剪除的基本单位）；接着U2与该复合体结合，其他因子再结合上去（U2的结合需要ATP）；继而U6从U4上脱离，并在5，剪接位点取代U1，这一步依赖于ATP，并激活剪接体，允许U1和U4的释放。

11.RNA splicing（RNA剪接）: 从DNA模板链转录出的最初转录产物中除去内含子，并将外显子连接起来形成一个连续的RNA分子的过程。

12.Pseudogenes（假基因）:重复基因发生较大的结构变化而失去了表达功能的基因称为假基因。

13.RNA干扰（RNA interference）:通过向细胞中插入双链RNA使得特异mRNA降解来调控基因表达。/由RNA介导的通过核酸序列特异性相互作用抑制同源基因表达的现象叫做基因沉默，它在真核生物中普遍存在，其中在动物中叫做RNA干扰。

14.Assembly factor（组合因子）:在启动子区域能够识别DNA结合位点的蛋白质。

简答题及论述

15.Histone modification and its effects on gene expression（组蛋白修饰及对基因表达的影响）?

组蛋白的多种修饰可以改变染色质蛋白的状态，对基因表达的影响也多种多样：

（1）K9组蛋白H3和 H4的乙酰化，促进基因表达

（2）K9组蛋白H3的甲基化，抑制基因表达

（3）K4组蛋白H3的甲基化，促进基因表达

（4）组蛋白苏氨酸10位点的磷酸化，促进基因表达

（5）泛素化以及染色质重组复合体的辅助，都对基因表达产生影响

16.Draw the common structure of Class II Promoters in eukaryote（画出真核生物中II类基因启动子的一般结构.

描述：

1)      该启动子被RNA聚合酶II所识别

2)      它由一个上游启动子和包含四种不同元件的一个核心启动子组成。

⑴     转录起始位点的起始区域：PyPyAN（T/A）PyPy

⑵     下游启动子元件（DPE）：转录起始位点的30bp下游区域，G（A/T）CG

⑶     25-30bp上游区域的TATA框：TATAAAA

⑷     TFIIB识别元件（BRE）：仅在TATA框的上游区域

⑸     可缺乏这些元件中的至少一个

⑹     上游启动子元件：上游的远端区域

17.顺式作用元件的结构特点（Features of cis-acting elements）：

順式作用元件：即转录元件，DNA上存在的对基因转录效率有影响的DNA序列。包括启动子、终止子、增强子、沉默子及隔离子。

（1）       启动子：是指与RNA聚合酶结合并启动转录的DNA序列。分为两个部分：

a 核心启动子元件：在真核生物中，指转录起始区域的TATA框；原核生物中，指-10区。

b 近端启动子元件：由上游启动元件和上游激活元件组成；在真核生物中是指CAAT-框和GC-框；在原核生物中指-35区。

（2）       终止子：作为阻止转录信号，为RNA聚合酶所识别的DNA序列，它位于基因编码区域的下游。

（3）       增强子：一段加速基因转录的调节性DNA序列。它的位置不固定，可在基因5^，端的上游，也可在3^，端的下游，还可在内含子内；它的序列较长，可达上百个碱基对，内部常含有一个核心序列（G）TGAGA/TA/TA/T(G)；它的作用距离较远。

（4）       沉默子：一段减少或关闭附近基因表达的DN序列。它的作用不受序列方向的影响，也能远距离发挥作用，并可对异源基因的表达起作用。

（5）       隔离子：即绝缘子，一段保护基因表达不被启动子激活或被抑制子阻遏的DNA序列。

18.What is trans-acting factor?  In which way trans-acting factors can control gene expression?（什么是反式作用因子？反式作用因子用哪种方式控制基因的表达？）

反式作用因子：特异性转录因子，是一组范围较广的DNA结合蛋白，它通过与DNA结合使其构象发生变化，介导DNA模板体内外各种信息，从而激活或抑制转录（即通过与順式作用元件结合控制基因表达的蛋白质）。它包括RNA聚合酶和转录因子。

控制基因表达的方式可能为：

a 在特殊的组织中表达

b 在发育过程中的某特殊时期表达

c 为蛋白质修饰所要求

d 被配体结合因子所激活

19. A Model for the participation of general transcription factors in initiation, promoter clearance, and elongation（主要的转录因子在转录的起始、启动子切断及延伸过程中的参与模式）

 

20. How activator actions at a Distance（激活子在远端如何起作用的）

细菌和真核生物的增强子即使位于启动子的远端也能促进转录，以下四种假设可能解释激活子在远端起作用的能力：

（1）   改变拓扑结构：激活子与增强子结合，改变整个DNA双螺旋的拓扑结构或形状，使之成为超螺旋；反过来，使启动子暴露出来，让一般转录因子结合上去。

（2）   滑动：激活子结合到增强子上，沿着DNA序列滑动，直至遇到启动子，这样就借助于与启动子的直接接触来激活转录。

（3）   成环：激活子结合到增强子上，使DNA序列由外向内形成环，然后与启动子上的蛋白质互作，从而激活转录。（这种假设的可信度更高）

（4）   易化追踪：激活子结合到增强子上，并与DNA的下游部分结合，使DNA形成环；通过扩大环，该蛋白质追踪启动子；当它到达启动子位点时就与启动子上的蛋白质互作，激活转录。

21. Mechanism of Insulator Activity（隔离子的作用机制）

隔离子的作用：

（1）   阻碍增强子的激活作用：隔离子位于增强子和启动子之间，阻止启动子被激活。

（2）   屏障作用：隔离子位于启动子和高度浓缩的、被抑制的染色体（被沉默子所诱导）之间，阻止启动子被抑制。

其作用机制有两种模式：

（1）   滑动模型：

a 激活子与增强子和激励器结合，沿着DNA序列，从增强子部位移动到启动子部位。

b 隔离子以与一种蛋白质结合或附在链上的蛋白质结合的方式，阻止信号到达启动子。

（2）   成环模型：

a 增强子的两侧都有隔离子，当两隔离子相互作用连接形成一个环时，增强子就被隔离在了环上。

b 这样，增强子就不能刺激附近的启动子启动基因的转录。

22. Regulation of Transcription Factors（转录因子的调控方式）

(1) 转录因子的泛素化。泛素化是指在蛋白质的Lys残基上添加多拷贝的泛素（一种蛋白小分子）链的过程。转录因子的泛素化，作为转录因子的一种标记，一方面便于蛋白水解作用对它们的破坏，另一方面也有助于激发它们的活性。（以激活子的泛素化为例：强激活子通常倾向于被范素化降解，由此提供一种快速关闭强激活子驱使的基因的高水平表达，从而对基因表达的调控提供转录活性；一些转录激活子能被单体泛素分子激活，但多聚泛素化使之失活。）

(2) 小分子类泛素修饰蛋白化（SUMO化）

是指在目标蛋白的Lys残基上添加一个或多个SUMO多聚肽（101个氨基酸），使得转录因子被稳定地间隔在细胞核内，不能与相应靶基因序列相结合，使之失去活性。

(3) 乙酰化

以激活子的乙酰化为例：

a 非组蛋白转录激活子和阻抑物均可由组蛋白乙酰化转移酶（HAT）进行乙酰化，这种乙酰化具有双重的调控作用；

b 组蛋白Lys残基德乙酰化可以减弱组蛋白的阻抑活性。

(4) DNA甲基化

a DNA甲基化可调节基因转录活性，主要表现为抑制转录活性，甲基化大都发生在CpG上

b 可能的机制：甲基化DNA对专一阻遏物亲和，从而阻遏基因转录。

23. RNA processing control regulates mRNA production from precursor-mRNAs.（由mRNA前体合成mRNA的加工调控）

（1）   存在选择性加工：a 选择性多腺苷酸化  b 选择性剪接。

（2）   选择性多腺苷酸化和剪接各自独立作用，在各个组织中的活性也有所不同。

（3）   依靠调控信号产生特异性产物。选择性多腺苷酸化和剪接可诱导同一基因编码产生不同结构和功能的蛋白（蛋白亚型）

24.Role of the RNA Polymerase II CTD（RNA聚合酶II CTD的作用有哪些？）

（1）       RNA聚合酶II的Rpb1亚基的C端结构域诱导用于外显子限定的链的剪接；外显子或内含子限定使给定前体mRNA的剪接方式得到确立。

a 外显子限定：剪接因子识别外显子末端，并将所识别外显子之间内含子剪除。

b 内含子限定：内含子末端能被识别，而外显子却不能。

（2）       它在用内含子限定来准备剪接中并无应用

（3）       CTD与剪接因子结合并在外显子的尾部装配这些因子，然后将外显子挑选出来进行剪接

（4）       CTD参与外显子限定的模式：

a 所有的外显子必须是完整的

b 哪些是外显子，哪些不是，是很清楚的

c 如果有一到多个外显子不能确定，那内含子限定就会起作用

 

25. The functions of Caps and polyA（加帽和多聚腺苷酸化的作用）.

加帽：大多真核生物和病毒在mRNA的5，端发生甲基化现象。

作用：

（1）   保护5^，端免受核酸酶攻击,防止mRNA的降解。

（2）   增强mRNA的可译性

（3）   有利于mRNA由核仁中向外转移到细胞质中

（4）   促进前体mRNA的剪接。

多聚腺苷酸化：大多真核生物的mRNA及前体在3^，端有近250nt长的AMP链，由Poly（A）聚合酶催化加入A

作用：

（1）   通过在Poly（A）连接上Poly（A）结合蛋白I，可延长mRNA的寿命，增强mRNA可译性。

（2）   可以募集mRNA到多核糖体上，利于mRNA的反译

26.Types of Alternative Splicing（选择性剪接的类型）

从选择性启动子处开始转录，一些被忽略的外显子会被删除，这与选择性剪切有关。选择性剪接主要有以下几种情况：

（1）   5’端的选择性剪接位点能导致外显子的删除或包含

（2）   3’端的选择性剪接位点能导致外显子的删除或包含

（3）   如果mRNA中保留性内含子没有被识别，那么就会被保留

（4）   多聚腺苷酸化导致前体mRNA的切断和下游外显子的损失

（5）   因而，最终会产生64种选择性剪接类型。

27.Model of Formation of the DABPolF Complex（DABPolF复合体的形成模式）.

 

 描述：

（1）   TFIID帮助TFIIA结合到TATA框上以形成DA复合体.

（2）   TFIIB再结合上去，从而形成DAB复合体。

（3）   TFIIF有助于RNA聚合酶结合到-34~+17区 ,这样就形成了DABPolF复合体。

（4）   最后TFIIE 和TFIIH先后结合上去，形成完整的转录起始复合体：DABPolFEH.

（5）   在体外，TFIIA的参与是可选择性的。

28.Diagram the preinitiation complexes with all three classes of TATA-less promoters. Identify the assembly factors in each cases.（图示含有三类TATA-缺乏型启动子转录起始复合体模式图，并明确在每种情况下都有哪些组合因子参与）

 

描述：

（1）   组合因子首先连接到启动子上UBF、Sp1和TFIIIC 分别为三类启动子的组合因子

（2）   其他因子和TBP再结合上去: SL1、TFIID和TFIIIB分别连接到三类启动子上

（3）   这样形成的复合体就可以接受RNA聚合酶（除了II类复合体外）

29.How do signal transduction pathways amplify their signals? Present an example（信号转导途径是如何放大信号的，并举例说明）.

信号转导途径：是指一种信号分子（如生长因子）与细胞表面的受体接触，将信号送达细胞的生化过程。

a信号转导路径起始于信号分子与受体在细胞表面的反应，

b 这个反应把信号传递到细胞，通常要依靠蛋白质磷酸化把信号从一个蛋白传递到另一个蛋白，从而引起信号的逐级放大，

c 信号最终激活转录因子改变基因或基因群表达，当转录因子激活终止时，信号终止。

30.Present a torpedo model for transcription termination in eukaryotes（表述在真核生物中转录终止的鱼雷型模式）.

31.Differences between siRNA and miRNA（siRNA和miRNA的区别）

（1）   siRNA长度为21~26nt的双链RNA分子（dsRNA），它是由Dicer酶切割dsRNA分子而成，这两条链中至少有一条是外源的；而miRNA是长度约为22nt的单链分子，为内源产物，它的前体是长约70nt具有茎环结构的RNA分子。

（2）   siRNA沉默基因是通过诱导目标mRNA降解实现的，而miRNA是通过干扰目标mRNA蛋白质产物积累实现的，若动物中的miRNA和mRNA配对完好，将导致目标mRNA的断裂。

（3）   siRNA会与目标mRNA碱基完全配对，而miRNA与目标mRNA不完全配对。

32.How Long dsRNA is processed into siRNA（长链dsRNA如何转变为siRNA的？）

长链dsRNA被引入到非哺乳动物的细胞中，在细胞质中Dicer酶将其转变为siRNA，其过程为：

（1）   Dicer酶的PAZ功能域结合在dsRNA末端上，特异性地识别3，端突出部分

（2）   从dsRNA的一端开始，Dicer程序性地切除21~25bp片段。

（3）   这样形成的siRNA，其3，端突出部分为双核苷酸链，其5，端被磷酸化。

（4）   双链的siRNA与Dicer及Dicer相关蛋白R2D2（鉴别siRNA）结合就形成了B复合体

33.简述转录后的几种调控方式。

真核生物转录后的调控方式：

（1）       选择性剪接。基因转录合成前体mRNA后调节的第一步就是对此转录本的加工剪接；选择性剪接（ a lterna tive sp lic ing ）是指同一种 hnRNA由于加工不同 ，而产生出不同的 mRNA和蛋白质，，使得一个基因所携带的遗传信息在转录后有所扩展 。

（2）       反式剪接。反式剪接是把分别处在两条甚至3条前体 mRNA上的外显子经过剪接，连接成为一条成熟mRNA。反式剪接这样一种特殊的剪接方式也具有多种形式 ，可以用于克服基因所携带信息量的限制 ，提高遗传信息的使用率 。

（3）       RNA编辑。是指对转录后的 mRNA编码区进行碱基插入 、删除或替换 ，以改变来源于 DNA模板的遗传信息 ，翻译出不同于基因原编码的氨基酸序列的蛋白质；RNA编辑的结果不仅扩大了遗传信息 ，还可能是生物适应中的一种保护措施 。

34.转录激活子的调控与基因表达的关系。

转录激活子：与增强子（或激活子结合区域）结合并能激活附近的启动子转录的一种蛋白。

基因表达：是指基因通过转录和翻译最终产生蛋白质的过程。

转录激活子的调控与基因表达存在密切联系：

(1) 激活子泛素化

泛素化是指在蛋白质的Lys残基上添加多拷贝的泛素（一种蛋白小分子）链的过程

a 有时由于激活子活性的破坏，已经被激活的基因也会失去表达活性，强激活子通常倾向于被范素化降解，由此提供一种快速关闭强激活子驱使的基因的高水平表达，从而对基因表达的调控提供转录活性；

b 一些转录激活子的泛素化（特别是单泛肽化），使之激活素，但多聚泛素化使之失活；

c 而蛋白酶体的16S的调节颗粒可以激活基因的转录。

(2) 激活子的SUMO化

SUMO化：即小分子类泛素修饰蛋白化，指是在目标蛋白的Lys残基上添加一个或多个SUMO多聚肽（101个氨基酸）。

a 激活子SUMO化的作用机制与泛素化类似，但结果不同的是，激活因子被稳定地间隔在细胞核内，不能与相应靶基因序列相结合，使之失去活性。

(3) 激活子的乙酰化

a 非组蛋白转录激活子和阻抑物均可由组蛋白乙酰化转移酶（HAT）进行乙酰化，这种乙酰化具有双重的调控作用。例：辅激活因子p300乙酰化p53（肿瘤抑制蛋白，一种激活子），使p53的活性增加，从而促进了该激活子的目标基因的转录；p300乙酰化BCL6（一种抑制子），使其活性丧失，从而导致在激活子激活作用下基因得到转录。

 

b 另外，组蛋白Lys残基的乙酰化可以减弱组蛋白的阻抑活性。