分子生物学简答题

分子史上的经典事件？

答：1953watson 和crick 提出的DNA分子双螺旋模型在科研过程中，要具有清醒的宏观洞察力、非凡的科学想像力和严密的逻辑思维能力，选择正确的研究路线，广泛借鉴他人的研究成果并加以综合性的科学思考。

分子生物学的理论基础是？主要的研究策略有？（第一章）

答：1958年，克里克提出两个学说，奠定了分子生物学的理论基础。第一个学说是“序列学说”，它认为一段核酸的特殊性完全由它的碱基序列决定，碱基序列编码一个特定蛋白质的氨基酸序列，蛋白质的氨基酸序列决定了蛋白质的三维结构。第二个学说是“中心法则”，遗传信息只能从核酸传递给核酸，或核酸传递给蛋白质，而不能从蛋白质传递给蛋白质，或是从蛋白质传回核酸。研究策略：体内和体外实验的结合将遗传和DNA联系起来。体内（In vivo）实验：在活体内进行的实验，包括在培养的细胞或组织。体外（In vitro）实验：在细胞提取物中，或者是人工合成的细胞成分混合物中。

分子与其他学科关系？生物学离不开生物学技术？

答：分子生物学是由生物化学、生物物理学、遗传学、微生物学、细胞学、以至信息科学等多学科相互渗透、综合融会而产生并发展起来的。现代生物学的发展越来越多的应用分子生物学的理论和方法进行研究。

什么是分子生物学？

广义的概念：分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学。

狭义的概念：从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学，主要指遗传信息的传递（复制）、保持（损伤和修复）、基因的表达（转录和翻译）与调控等，也称之为基因的分子生物学。

DNA分子在结构上为什么最适合作为遗传信息载体？（第二章第一节）

化学性质比较稳定，DNA复制时严格遵守碱基互补配对原则，且为半保留复制；四种脱氧核糖核苷酸可以组成不同的长链，可以携带大量遗传信息。

DNA提取操作要点是?（第二章第一节）

提取原则：保持一级结构的完整性，将其他生物大分子的污染降到最低。

提取流程：破碎细胞；DNA释放到水相；去垢剂或蛋白变性剂抽提；除去蛋白等杂质。DNA 沉淀，DNA溶解和保存。

DNA提取和鉴定的相关操作中需要注意什么？

1）DNA分子较大应注意防止机械张力将其打断，所以操作要轻柔，离心速度要控制。

2）要灭活DNA酶，采用0.01M的EDTA或者柠檬酸钠处理，或者用去垢剂（SDS）、蛋白变性剂（苯酚、氯仿等）就可以基本灭活，此外，55 ℃处理也经常用于灭活残余的DNA酶。3）除去蛋白质等杂质时酚抽提要彻底，上清要去尽，吸取上清时不要带有沉淀。

4）鉴定时注意电泳时的电压，电泳缓冲液的浓度，pH；选用合适的凝胶以及凝胶的浓度。

简述RNA的功能。

（1）RNA 是一些病毒的遗传物质。

（2）与蛋白质合成有关，mRNA 在功能上是基因和蛋白合成机器之间的中介；tRNA在功能上是mRNA上密码子和氨基酸之间的衔接分子。

（3）有些RNA具有催化活性（核酶）。例如研究发现，四膜虫的26s rRNA的单个内含子在体外具有自我剪接功能；RNase P中的RNA组分在体外能对tRNA前体进行加工。（4）RNA可以通过多种途径调节基因表达。调解途径包括不同的RNA折叠，核糖开关，与非编码RNA有关的RNA干扰现象、X染色体随机失活现象等。

获得高质量RNA的操作应注意什么？

RNA一般分子量较小，不易被机械拉力打断；最重要的是抑制RNA酶（RNase）的活性，防止RNA被降解。因此，要创造一个严格的无RNA酶环境首先要防止外源RNase污染:洁净实验室环境一次性手套，勤换；操作时可以带口罩。环境洁净（避免飞尘中细菌、真菌产生外源性RNA酶污染，无空气对流）玻璃和塑料器皿处理。

玻璃：常规洗净后，200℃干烤4小时塑料器皿（离心管、枪头等）：用0.1%的DEPC水常温浸泡过夜，灭菌干燥后使用。溶液配制：加0.1%DEPC处理的双蒸水配制，高压除去残留的DEPC。其次，抑制内源RNase的活性。抑制剂有β-巯基乙醇，异硫氰酸胍，十二烷基肌酸钠。

1. 简述蛋白质的功能和活性调控主要层次。

1）构成组织与修补组织。蛋白质是构成组织细胞的主要材料。

2）构成酶和某些激素的成分。

3增强机体抵抗力，构成抗体调节渗透压供给热能。

转录水平翻译水平翻译后水平

2. 什么是蛋白质组学？简述蛋白质组学研究的一般流程。

沿着双向电泳—质谱—蛋白质数据库检索这一典型的蛋白质组学研究技术路线。蛋白质组学是应用各种技术手段研究蛋白质组的一门新兴科学。

A)整体角度分析细胞内动态变化的蛋白质组成成分、表达水平与修饰状态

B)了解蛋白质之间的相互作用与联系；c)揭示蛋白质功能与细胞生命活动规律。

2. 比较以下概念：外显子和内含子

外显子(extron)：成熟的mRNA或蛋白质中存在的序列。（在DNA或mRNA中都存在的序列）

内含子(intron)：在DNA上存在，而在mRNA（或cDNA）中不存在的序列，初级转录产物加工成成熟mRNA时被切除的间隔序列。

基因编码区和cDNA编码区基因编码区既包括外显子还包括内含子，cDNA编码区只是外显子的拼接启动区和终止区启动区是位于编码区上游的非编码区，包括增强子，TATA box等一些转录起始元件，终止区是位于编码区下游的非编码区，包括终止子。初级转录产物和成熟mRNA 初级转录产物是由DNA转录出来的mRNA前体，还没有经过加工修饰，里面还有内含子序列转录出来的产物。成熟mRNA就是初级转录产物切去内含子对应部分的序列，最终编码蛋白质的序列。

如何理解DNA复制是一个复杂的过程？与DNA复制有关的蛋白质（包括酶）主要有哪些，有什么作用？

DNA分子是反向平行的两条互补链；DNA双链解旋需要能量和；解旋形成的DNA单链有形成链内碱基配对的趋势，需要单链结合蛋白的参与；DNA复制需要多种酶参与，如：引物酶，DNA聚合酶，解旋酶，拓扑异构酶等；复制中偶尔出错，需要校正机制；无论环状DNA 还是大分子量的DNA对复制系统都有物理限制

拓扑异构酶：去除DNA 解旋时在复制叉部分产生的超螺旋

解旋酶：解开DNA双链。

引物酶：在单链DNA处合成引物，形成引物模版接头。

DNA聚合酶：合成DNA，修复DNA。

单链结合蛋白：与单链DNA结合，防止DNA复性滑动

夹蛋白：增强DNA聚合酶的延伸能力

DNA连接酶：连接相邻DNA链

RNA酶：去除RNA引物。

DNA复制的半保留特性和半不连续特性是怎样发现的？

DNA半保留复制最初是由沃森和克里克提出的，1958年，Matthew Meselson和Franklin W. Stahl的实验确定了DNA的复制是半保留方式。采用含非放射性的15N的培养基培养细菌若干代，被15N标记的大肠杆菌转入14N为氮源的培养基中，完成第一代、第二代繁殖时，通过CsCl密度梯度离心分离DNA，由于DNA的密度不同，形成在260nm紫外光下可见的不同位置的条带。Okazaki的脉冲标记和脉冲追踪的实验发现DNA是半不连续复制的。材料是受T4噬菌体感染的大肠杆菌吗，用3H标记的脱氧胸苷进行脉冲标记，再加入大量非同位素标记的脱氧胸苷进行追踪，在不同的时段，收集大肠杆菌，抽取DNA，碱变性处理，超离心，分离大小不同的DNA，进行密度梯度离心，离心管底部和上部均有放射性，表明复制过程中形成的有大片段也有小片段。证明了复制的半不连续性。

分子生物学中的工具酶在使用时需要注意什么？请举例说明。

要注意温度和缓冲液用量，例如T4 DNA连接酶，酶量1 μl,缓冲液用量2.5 μl，反应温度是16 ℃ 1. 线性DNA的复制如何解决后随链上最后一个引物去除之后的缩短问题？简述机制。途径1：蛋白质代替RNA作为引物：具有线性染色体的细菌和某些具有线性染色体的病毒，以蛋白质代替RNA作为引物，“引物蛋白”利用氨基酸提供-OH。途经2：端粒酶：染色体的末端结构——端粒的3‘端都突出成为单链DNA，可以募集端粒酶进行末端复制。

端粒结合蛋白在线性染色体的复制和结构的维持上有什么作用?

端粒结合蛋白可以调节端粒酶的活性，从而调控端粒序列的长度。与端粒双链区域结合的蛋白会精确的调控端粒的长度，这些蛋白作为弱的阻抑物可以抑制端粒酶的活性，抑制效应和端粒的长度正相关。端粒较短的时候，仅有少量的端粒结合蛋白，对端粒酶的抑制效应较弱，端粒酶可以延伸端粒的3‘端；当DNA合成机制完成双链中后随链的合成后，更多的端粒结合蛋白结合到端粒，提高了对端粒酶进一步延伸的抑制。端粒结合蛋白形成t-loop结构，可以保护染色体末端。人类细胞中分离的端粒是环状结构，该结构叫做t-loop，是端粒3’单链DNA末端向端粒的双链DNA区域插入产生的，与端粒的长度控制有关，因为环状结构可以保护端粒不被DNA修复酶修复。似乎端粒结合蛋白和其他一些胞内蛋白促进了该结构

的形成。

原核和真核DNA复制过程有哪些共同点？与原核相比，真核DNA复制有哪些特殊之处。复制的原理相同；都是起始子蛋白对复制器的识别,通过起始子蛋白以及解旋酶装载器将解旋酶募集到复制器上,解旋酶产生单链DNA区域，作为RNA引物合成的模板。原核细胞DNA复制中，一旦起始子蛋白和复制起点结合，DNA解旋酶就会被招募到起点，起始复制,真核细胞DNA复制中，起点的选择和复制的起始是分离的，这是通过形成前复制复合物控制的。两个事件的分离可以阻止基因组的过度复制;真核细胞DNA的复制有多个起点。复制调节中，细菌是DnaA起始蛋白与DNA的结合；真核生物是MCM解旋酶和DNA的最初结合上。与原核相比，真核解决末端复制问题的途径多样。

细胞中参与DNA修复的聚合酶为什么比参与DNA复制的聚合酶要多，如何看待这一事实。维护DNA遗传信息的稳定性对生物细胞来说是极其重要的。作为一种能决定生命状态存在和延续的生物大分子，DNA分子的序列在遗传过程中必需保持高度的精确性和完整性，因此细胞中含有大量用于修复DNA损伤的修复系统，DNA修复系统是细胞进化出的保证在损伤阻碍复制或者产生突变之前就识别，并且修复损伤的机制。可多修复机制可以由不同的酶来发动，如切除修复机制，能对各种DNA的损伤进行修复，以保持每个世代遗传信息的稳定性，因此细胞中含有大量用于修复DNA损伤的酶。参与修复的酶包括在复制中以及在转录翻译中出现突变进行修复的酶，因此细胞中参与DNA修复的聚合酶比参与DNA复制的聚合酶要多。

转录和DNA的复制在化学和酶学上有哪些相似性，有哪些重要差别？

（1）转录过程需要的原料是核苷酸，DNA复制过程需要的原料是脱氧核苷酸；

（2）参与的酶不同：转录是RNA聚合酶，复制是DNA聚合酶；

（3）转录过程不需要引物，复制过程需要引物；

（4）转录出来的RNA产物与模板DNA不保持碱基互补配对；

（5）转录缺乏广泛的校正机制，错误率为10-4，复制的错误率仅为10-7

（6）转录选择性的拷贝基因组中的特定部分，基因组的不同部分转录的程度不同，DNA复制是对全基因组的复制。

概括原核转录终止的主要机制。

一是需要蛋白质因子ρ（Rho）的参与：ρ是六个亚基组成的环状的单链RNA结合蛋白，具有ATP酶活性，一旦结合转录物，利用水解ATP的能量诱发将RNA从酶-模板复合物中夺取，使转录终止。终止是由ρ蛋白接近RNA的能力控制的，该蛋白和富含C的位点——rut 位点结合，当聚合酶