发布时间 : 星期日 文章高级分子遗传学复习提纲更新完毕开始阅读
6、真核染色体是一种分离装置 ，请说明染色体的三级结构、凝缩以及端粒结构的维持机制。
（1）30nm纤维的螺线管模型。核小体与连接DNA构成串珠状的染色质丝。在有丝分裂过程中，串珠状的染色质丝进一步螺旋化和折叠成直径30nm的螺线管状结构，每圈螺旋有6个核小体组成。H1组蛋白在核小体与连接DNA的会合点处，维持核小体的稳定和高级结构。
（2）凝缩蛋白引发染色体浓缩。染色体的整体结构受SMC(structure maintenance of chromosomes)相互作用的影响。它们是ATPases，可分为两个功能组，即凝缩蛋白(condensin)和聚缩蛋白(cohesin)。凝缩蛋白涉及染色体的整体结构并负责在有丝分裂时使染色体凝缩；聚缩蛋白连接两个姊妹染色单体，必须在有丝分裂时释放。凝缩蛋白和聚缩蛋白都是SMC蛋白的二聚体，凝缩蛋白是由SMC2-SMC4核心和其它蛋白组成的复合体；聚缩蛋白由SMC1-SMC3核心和其它蛋白组成的复合体。SMC蛋白通过反平行相互作用二聚化，每个亚单位的末端都含有ATP和DNA结合基序。
（3）端粒是保证染色体稳定的自然末端结构。 所有染色体中另一个必需的特征是端粒(telomere)，它封闭了染色体的末端。端粒一定具有某种特殊结构，因为通过断裂产生的染色体末端，会与其它染色体发生作用，然而天然染色体是稳定的。
7、何为组蛋白折叠(histone fold)？染色体复制时组蛋白八聚体发生变化吗？
核小体包含200bp DNA，缠绕在分别由两个H2A、H2B和H3、H4组成的组蛋白八聚体上，这些蛋白质称为核心组蛋白。H3和H4形成四聚体(H32·H42)。H2A和H2B形成各种复合物，是一种特殊的二聚体(H2A·H2B)。H32-H42四聚体处于对称结构的中心，上下各有一个H2A-H2B二聚体。组蛋白并非被组织成单个球形蛋白质，而是H3与H4，H2A与H2B相互交错结合。每一个组蛋白类型的位置与绕过核小体的另一个相关。四个核心组蛋白表现相同的结构类型，三个α螺旋被两个环连接称为组蛋白折叠。
染色体复制需要核小体组装：复制需要核小体解聚和再组装。复制时不保留组蛋白八聚体，但保留H2A-H2B二具体和2H3-2H4四聚体。复制叉经过时需要从DNA置换组蛋白八聚体。组蛋白八聚体解聚为H3-H4四聚体和H2A-H2B二聚体；新合成的组蛋白组装成H3-H4四聚体和H2A-H2B二聚体。在CAF-1装配蛋白的帮助下，旧的和新合成的H3-H4四聚体和H2A-H2B二聚体在复制叉后随机组装成组蛋白八聚体。
8、简述DNA复制时前导链和后随链合成的“拉环”协同模式(looping cooperative model)。 DNApolyaseIII催化核心分别与每一个DNA模板链结合。对于先导链，全酶连续地沿着模板链移动；将后随链的模板“拉过”(pulled through)，使DNA形成一个环。DnaB建立一个解旋点，并且沿着DNA“向前”推移(在后随链的模板上沿5?-3?方向移动)。DnaB与DNA聚合酶的τ亚基(们)接触。这就在解旋酶-引发酶复合体与聚合酶自身之间建立了一种直接的连接。这种连接有两个作用，一是通过提高DNA聚合酶核心的移动速率来增加DNA合成的速度。二是防止先导链上的核心酶滑落，即增加其进行性。在先导链上，核心酶持续合成是因为β滑动钳始终与DNA保持结合；
9、何为复制子？简述复制子的主要的类型和复制方式。
基因组中DNA复制的单位，一个复制子包含一个复制原点。复制子可以是线性的，也可以是环状的。（1）细菌基因组为单个环形复制子：复制发生的位点称为复制叉，复制过程中复制叉沿着DNA远离原点移动，在环状DNA复制过程中，通过终止子形成的复制叉陷阱终止复制，从而防止过度复制。 （2）真核生物染色体含有多个复制子：多个复制子，与细菌基因组类似但是有证据表明，染色体的复制子不存在使复制叉终止和解聚的终止位点(termini)。似乎是复制叉从原点继续移动直至与前方相邻复制子的复制叉相遇。
（3）真核生物线粒体的D环复制方式：两条母链中只有一条用作模板，合成的新链代替原来的互补链，而原来的互补链还是单链，根据此区域的特征命名为D环。新链合成到大约环三分之二处，另一条链原点暴露开始复制，复制方向与第一条链相反。
（4）病毒基因组的复制：一条新链从一个末端起始合成，代替原来相同的链。当复制叉到达分子的另一端时，被代替的链被释放。接着它被独立的复制。
（5）滚环复制方式：先在一条链上制造一个缺口，产生的3－OH的游离末端被DNA聚合酶延伸，新合成的链代替原来的母链，其生长点可以看作沿着环状模板链滚动。新合成的成分之间共价链接，然后切成单位长度。线形状态可能维持单链或通过合成互补链(与起始滚环中的模板链序列相同)形成双链。 10、
遗传重组可分为几种类型？以大肠杆菌为例说明重组的分子机制。
遗传重组可分为四种类型：
1）同源(homologous recombination)重组：DNA同源序列间发生的重组称为同源重组或非特异性(generalized)。在真核生物中，重组在雄性和雌性中都是在减数分裂时期发生，在雄性中发生在精子发生期，雌性发生在卵子发生期。此时正值减数分裂的“四分体期”，其中只有两条参与重组。
2）位点特异性重组(site-specific recombination)：指在一对特异性序列之间进行重组，
通常在原核生物中发生。
3）转座(transposition)：属异常重组类型，是使一段DNA序列插入到另一段DNA序
列中，而不依赖任何序列同源性。这种使某些元件从一个位置向其它位置移动的方式称为转座。
4）拷贝选择(copy choice)：另一种重组类型是在RNA病毒中使用的，聚合酶可以在
合成RNA时从一条模板链转换到另一条链上。因此，新合成的分子把两个不同亲本中的序列信息融合一起。这种类型的重组机制称为拷贝选择重组。
大肠杆菌中主要是同源重组。首先双链断裂（也有理论认为是单链断裂互换）引发重组起始，通过分枝迁移，形成Holliday中间体，Holliday中间体再次切割，切割的方向决定重组的结果。如果切口发生在当初被切的两条链上，则会释放出原来两条双链，只是带有部分以源双链区。如果切口发生在新两条链上就会生成重组后的DNA。 11、
无论在真核和还是原核生物中，当DNA受到损伤时，正转录的模板链通常优先被修复，即转录通常与修复偶联。请说明转录与修复偶联的机制。（3-4 21） 答：（1）原核转录与修复偶联机制。在大肠杆菌中存在一种转录修复偶联因子——TRCF(transcription repair couple factor)。当DNA损伤导致RNA聚合酶受阻停顿时，TRCF识别阻滞的聚合酶，指导修复受伤的模板链。
Mfd蛋白(TRCF)具有两方面的功能：①将RNA聚合酶复合物从DNA上卸下。②使UvrABC酶结合到受损伤的DNA进行切除修复。在细菌中，修复的活性是由uvr-切除修复系统(excision-repair system)提供。当RNA聚合酶碰到模板链上的DNA损伤时，它被困住，因为它不能利用受损序列作为模板指导互补的碱基配对(非模板链的损伤不阻碍RNA聚合酶的前进)。
（2）真核转录与修复偶联机制。虽然与原核转录与修复偶联机制依赖的成分不同，但机制是类似的。在UV-诱导损伤后，被转录基因的模板链被优先修复。通用转录因子TFⅡH可能与此有关。TFⅡH以不同形式被发现，由和其它亚基结合的一个核心组成。基本转录因子复合体也包括一个修复亚基。使RNA聚合酶CTD磷酸化的此激酶催化亚基属于参与细胞周期调控的一个激酶成员。激酶复合体和修复复合体能互相结合，也能从核心TFⅡH上互相分离。修复功能可能需要RNA聚合酶的修饰或降解。当酶在UV损伤位点停止前进时，RNA聚合酶的大亚基被降解。
12、TCR和免疫球蛋白采用相似的机制产生多样性以识别预先未知的抗原，请说明其多样性产生的机制。
1）数量巨大的可变V基因片段是免疫球蛋白多样性的主要原因之一。但并非所有的多样性都是在基因组中编码的；有些是通过在构建功能基因的过程中基因的改变产生的。 2）V－J和V－D－J重组增加了多样性。
3）重组部位的变异性，重链可变区基因片段除V和J片段外，还有一个D区(diversity, D多样区)，D区序列高度可变。重链可变区基因由V-D-J重组产生，进一步增加多样性。 4）重链和轻链的随机组合。
5）体细胞突变增加了免疫的多样性。突变以单碱基置换形式发生。突变集中在抗原结合部位，主要取决于Ig基因转录的增强子。体细胞突变又称超突变(hypermutation)。而在鸟、兔、猪中存在另一种机制，即V区的基因转换。
由于每种机制皆能与其它机制同时发生，其多样性皆以乘积方式增加。 TCR基因和Ig基因的相似性是惊人的。产生多样性的机制也与Ig类似，也是通过不同的V，D，J，C重组产生，只是TCR不发生体细胞突变。 13、简述大肠杆菌转录起始、延伸和终止的基本机制。 答：
1、起始机制：RNA聚合酶与DNA启动子结合，局部解螺旋形成转录泡，TFⅡH转录因子的一个亚基对CTD进行磷酸化，引起复合物构象改变，造成转录开始。在最初60~70个核苷酸合成期间，TFⅡE和TFⅡH先后被释放。
2、延伸机制：聚合酶沿着DNA移动，RNA链逐渐延长，转录泡前端DNA双链解螺旋形成 模板，中间形成RNA－DNA杂交链，后端DNA又形成双螺旋，新合成的RNA形成游离单链。TFⅡF以及几个延长因子参与延伸。。
3、终止机制：在终止子（分内源性和依赖ρ因子的2种）序列附近磷酸二脂键停止形 成，转录复合体分离，DNA重新形成双螺旋。聚合酶和RNA释放。依赖ρ因子的终止必须在ρ因子的帮助下才能发生终止。ρ因子是一个终止蛋白，它结合到新生RNA上，再转
位到真正的终止位点之前的多C少G 序列上。
14、真核生物细胞的转录分为三类，请分别说明RNA聚合酶Ⅰ、RNA聚合酶Ⅱ和RNA
聚合酶Ⅲ所识别启动子的特点及其转录产物。 答： Ⅰ 所识别启动子的特点 (UCE，-180 ~-107)。 转录产物 一种基因，形成一个转录物，然后加工成5.8S、18S和28S rRNA RNA聚合酶①帽子位点(cap site)，即转录起点，碱基大多为A(非模mRNA Ⅱ 板链)。②TATAbox：位于-35区，又称Hogness框，一 致序列TATAA(T) AA(T)，具有定位起始位点功能。③CAATbox: 位于-75区，一致序列为GGC(T)CAATCT，可增强起始频率和起始效率。④GCbox: 位于-90区，一致序列GGGCGG，可多拷贝、正反排列。此外还有OCT(ATTTGCAT)、?B (GGGACTTTCC、ATF(GTGAC GT)等。 RNA聚合酶识别上、下游两种不同的启动子： 5S rRNA、tRNA基5SrRNAⅢ 内部启动子可分为两类：box A、C型；box A、B型。 上游启动子：位于起始位点上游，含TATA框、近端序列元件(PSE)和八聚核苷酸元件(OCT)。
15、多数真核基因为割裂基因，其转录物需在snRNPs(U1、U2、U5、U4和U6)参与下
将内含子去除。请说明核基因剪接的基本过程。
答：剪接过程一般可以分为两个阶段：首先是共有序列的识别和复合体的组装，然后进
行断裂和连接反应进而改变RNA底物的结构。
1）RNA和蛋白质都参与共有序列的识别。U1 snRNA可能含有二级结构。它含有多个功能区域。Sm结合位点需要和snRNP蛋白质配合起作用，通过茎-环结构所构成的几个功能区与U1 snRNP特有的蛋白结合。
2）U1 snRNA直接和5?剪接位点进行碱基配对启动剪接。其5?末端的11个核苷酸呈单
snRNA 、因为内部启动子； snRNA基因为普通的上游启动子。 rRNA和部分RNA聚合酶核心启动子(-45~+20，仅此可起始)和上游控制元件只转录rRNA