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分子生物学原理复****题及答案
好好复****仅供参考。
——王连庆
The control of prokaryotic gene expression
Ⅰ名词解释
1. Operon 操纵子,指包含结构基因、操纵基因及调节基因的一些相邻基因组成的DN***段,其中结构基因的表达受到操纵基因的调控。它是细菌基因转录调控的基本模型。
2. Inducible operon 可诱导操纵子,诱导物所诱导的操纵子为可诱导操纵子,如lac操纵子,在诱导物作用下可产生本身代谢所需要的酶。
3. Operator 操纵基因,是操纵子结构基因编码区之前的DNA区段,可以结合阻遏物或活化物。它位于基因启动子的后面或与启动子重叠,可控制一个临近基因或基因群的表达。
4. Corepressor 共阻遏物,一类小分子,能阻止产生合成它们的酶,如Trp操纵子结构基因编码的酶所合成的Trp。
5. Repressible operon 可抑制操纵子,共阻遏物所抑制的操纵子为可阻遏操纵子,即共阻遏物的存在可以抑制结构基因所编码酶的表达,如trp操纵子。
6. Attenuator 衰减子,E. coli Trp操纵子上游位于启动子与第一个结构基因之间的序列转录后产物配对形成的终止结构。该结构有前导肽序列的转录产物3和4互补配对形成。
7. Alarmones 信号素,原核生物应急反应中所产生的信号分子,它们通过与靶蛋白的结合来改变其活性即刻产生调控作用,从而使自身对代谢做出调节。
8. Prophage 原噬菌体,某些温和噬菌体侵染细菌后,其DNA整合到宿主染色体上,处于整合状态的噬菌体DNA为原噬菌体。它是繁殖和传递噬菌体本身遗传信息的一种重要方式。
9. Riboswitch 核糖开关,是原核生物中一类调节RNA元件,它可以直接感受小分子的代谢来控制转录和翻译,是不依赖调控蛋白的一种调节方式。
10. sRNAs 细菌内小RNA,sRNAs是细菌内长80~100 nt的RNA调控序列。它们一般不由大的dsRNA前体形成,而使被小基因所编码。大多数的sRNA通过与靶
mRNA配对来抑制转录,有些情况也也促进转录。
11. Antisense RNAs 反义RNA,是一类小分子RNA,一般通过与mRNA配对来抑制mRNA的翻译,主要在翻译水平上调节基因表达的一种RNA(少数可调节其转录)。
Ⅱ简答
1. 简述lac operon的调控机制。
Lac操纵子由操纵基因O、结构基因Z、A、Y及调节基因组成。lac操纵子在启动子的-35区缺乏UP元件,为弱的启动子。CAP和Lac抑制子分别通过影响RNAP与启动子的结合来对lac基因进行调控。
1)乳糖存在,葡萄糖不存在:CAP以二聚体形式结合到操纵基因上,与RNAP相互作用,将其募集到启动子出并与之结合;2)乳糖不存在,葡萄糖存在:Lac抑制子与操纵基因结合,不论CAP是否存在,它都排斥RNAP,使其不能跟启动子结合而抑制转录。乳糖存在的情况下抑制子会失去活性而无法与操纵基因结合。
2. 如何利用实验证明CAP蛋白的作用机制。
CAP蛋白的作用机制是募集RNAP到启动子上,可以用活化子旁路实验来证明。1)用蛋白与蛋白的相互作用取代CAP跟RNAP的相互作用:一个蛋白与DNA结合域耦联,另一个蛋白取代RNAP的α-CTD,RNAP可以被激活。2)α-CTD被DNA结合域取代,RNAP可以被激活。3)无任何活化子,但RNAP是高浓度的,基因以激活水平表达。这三个实验说明CAP蛋白只是募集RNAP到启动子上。
3. 为什么常利用lacZ作为reportors?
在乳糖类似物IPTG的诱导下,LacZ编码β-半乳糖苷酶,它可以跟X-gal反应生成蓝色物质。
LacZ具有操作简单、准确度高、分辨率高、直接反映蛋白表达水平等优点,因此适合做报告基因。
4. Lac repressor如何结合于operators?
Lac阻遏蛋白的DNA结合结构域为HTH模体,其中一个α螺旋适合插入DNA的大沟,与其中的特异碱基结合。另一个α螺旋横跨DNA大沟与DNA主链相联系,以保证第一个螺旋出现在正确的位置,同时也增加蛋白质-DNA相互作用的结合能。
Laz阻遏物可以使DNA弯曲,使作用的区段在有效范围之内。Laz阻遏物以四聚体而不是二聚体结合,但是,每一个操纵基因只与4个亚基中的两个接触。Laz阻遏物含有两个作用位点,一个与操纵基因作用,另一个与诱导子作用。当阻遏物与诱导子结合时,其结构发生变化,二聚体不能同时结合DNA使活性降低。
5. 举例说明原核activators的主要作用机制。
原核活化子作用的主要机制有二:1)通过募集RNA聚合酶激活转录,如lac操纵子的活化子;