微生物遗传学突击资料

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1、最后三套题最后三套题一、真核生物染色体的组成和结构一、真核生物染色体的组成和结构DNA 蛋白质 各约一半蛋白质：组蛋白 非组蛋白 组蛋白：含碱性氨基酸多，进化上保守，主要有五种 H1， H2A ，H2B，H3，H4非组蛋白：含量少，种类多，与基因活性的调节、转录密切相关 结构，组成核小体：核小体是染色体的基本结构单位，由 DNA 和组蛋白 (histone）构成，是染色质（染色体）的基本结构单位。由几种组蛋白： H1（H5） 、H2A、H2B、H3 和 H4 组成， 每一种组蛋白各二个分子，形成一 个组蛋白八聚体，约 200 bp 的 DNA 分子盘绕在组蛋白八聚体构成的核心结构 外面，形成了

2、一个核小体。 着丝粒：着丝粒是分裂中期两条姊妹染色单体相连的紧缩区妹染色单体相连的 紧缩区域，是与动粒（一种与纺锤体相连的蛋白复合体）的复制场所 端粒: 端粒是形成真核生物染色体的线型 DNA 分子末端的特化了的序列，由许 多短重复序列构成（人类是 5 TTAGGG3 ） ；这些序列是由端粒酶以独 立于正常 DNA 复制的机制合成的，其功能是保护染色体末端免受降解二、二、RecA 蛋白在同源重组中的功能和作用蛋白在同源重组中的功能和作用RecA 蛋白质是一个单肽链是同源重组中最重要的蛋白质又叫做重组酶。 RecA 蛋白质是 个单肽链,是同源重组中最重要的蛋白质.又叫做重组酶。 其活性： 1.单

3、链 DNA 结合活性； 2.双链 DNA 结合活性； 3.NTP 酶活性：在单链 DNA 或双链 DNA 存在时，RecA 能水解 ATP(dATP), GTP(dGTP), UTP(dUTP)，水解 CTP(dCTP)的活性较低。 4.促进互补单链复性的能力三、复性动力学方程的推导，复性曲线及其一般规律三、复性动力学方程的推导，复性曲线及其一般规律二级反应方程反应时间将 c/co对 cot 作图，S 型曲线Cot 曲线 可用以区分真核生物和原核生物基因组。 原核生物为单一顺序的复性曲线常只有一个 拐点，而真核生物为重复顺序常有多个拐点。 COt 比值变化范围:原核生物的 COt 比值为 10

4、0 原核生物的 COt 比值为 100,真核 生物的 COt 比值大于 100 影响复性反应的因素 DNA 片段的大小；DNA 的浓度；DNA 复杂性; 温度（最 佳复性温度一般比 Tm 低 25C） ；盐的浓度（复性时要 求盐浓度足够高：单链上电荷屏蔽，易聚集）四、简述微生物的错配修复机制四、简述微生物的错配修复机制直接修复：光修复，在可见光的激活下，光修复酶结合于胸腺嘧啶二聚体处， 并催化解聚为单体的。和 DNA 聚合酶的外切酶活性。 切除修复系统：碱基切除(Base excision)糖基化酶系统：1) 尿嘧啶糖基酶切除 U；2) 无嘌呤核酸内切酶(AP 内切酶)制造切口；3) 由 Po

5、lI 和 DNA 连接酶修复。 核苷酸切除（Nucleotide excision）uvrABC 系统：E. Coli 修复内切酶组成： UvrA，UvrB，UvrC 核苷酸切除过程 1. uvrA 和 uvrB 蛋白识别 损伤部位。2.发现二聚体后，uvrA 解离 ，uvrC 加入。3. uvrB 和 uvrC 在损伤部位的两端造成单链缺口。4. 损伤 部位的 DNA 被一种 helicase（uvrD ）移走。5. DNA 上的缺口由 DNA polymerase I 和 ligase 填补 错配修复系统：主要用于对应的 DNA 链上不互补的碱基，错配是由于在 DNA复制中新生链上的碱基与

6、互补链上的碱基不互补产生的。通常错配系统倾向于 修复新生链上的碱 重组修复系统: 该系统用于 DNA 复制时模板链上含有损伤的碱基的特定情况 其修复过程与遗传重组过程相似。DNA 复制时 TT 存在，使损伤位点不能作为 模板，复制被迫跳跃过去。DNA polI 接近 TT 时， 停止合成互补链 然后又在更下游的位置开 停止合成互补链，然后又在更下游 的位置开始合成，因此在新生链上留下一段缺口 SOS 修复系统: 一种能够引起误差修复的紧急呼救修复，是在无模板 DNA 情 况下合成酶的诱导修复。正常情况下无活性有关酶系，DNA 受损伤而复制又受 到抑制情况下发出信号，激活有关酶系，对 DNA 损

7、伤进行修复，其中 DNA 多 聚酶起重要作用，在无模板情况下，进行 DNA 修复再合成，并将 DNA 片段插 入受损 DNA 空隙处。SOS 修复系统中的两个重要蛋白 LexA：一种阻遏蛋白， 结合于 SOS 系统中各基因的操作子上，关闭这些基因； RecA：有 3 种活性：重组活性；单链 DNA 结合活性；蛋白酶活性（活化需单 链 DNA，只作用于少数蛋白，LexA 是其中之一）SOS 基因：又称 din 基因 (damage induced genes), 是 LexA 控制的基因，有的基因只在 DNA 复制受抑 制的时候才表达，有的在正常细胞中表达量低， 表达有的在 常细胞中表达量 低

8、DNA 受损伤时表达量剧增。五、简述原核生物的同源重组机制五、简述原核生物的同源重组机制主要的机制是主要的机制是Holliday 机制和同源重组的酶学机制:RecBCD 蛋白质定义:由两条同源区的 DNA 分子,通过配对,链的断裂和再连接而产生片段交换的过程叫 的断裂和再连接,而产生片段交换的过程叫同源重组.分类:两个完整线状双螺旋 DNA 分子之 间的重组;两个完整环状双螺旋 DNA 分子之间的重组; 完整双螺旋 DNA 分子与 DNA 片段 之间的重组 同源重组的分子机制：Holliday 模型 重组的第一步:Holliday 中间体的形成 切断:同源联会的两个 DNA 分子中任意一个出现

9、单链切口. 链置换:切口处 5端局部解链,随后利用切口处的 3-OH 合成新链,置换出原有的链,使 之成为具有游离的 5-P 末端的单链区段. 单链侵入:由链置换产生的单链区段侵入到参与联会的另一条 DNA 分子因局部解链 而产生的单链泡中. Loop 切除:侵入的单链 DNA 与参与联会的另一条 DNA 分子中的互补链形成碱基配 对,同时把与侵入单链的同源链置换出来,由此产生 D-Loop.RecBCD 蛋白质在同源重组中的作用机制 RecBCD 结合到细胞 DNA 的平头末端.利用 ATP 酶活性水解 ATP,从 DNA 一端将双链 DNA 解开,并向另一端移动,形成兔耳结构,即两个 lo

10、op 结构. RecBCD 所识别的单链位点即 Chi 位点(5GCTGGTGG3)进入单链的 loop 区域. RecBCD 的特异性单链内切酶活性就在 Chi 位点的 3方向 4 个个核甘酸处切断 Chi 位点的 3 方向 4 个个核甘酸处切断 RecBCD 继续前进，留下一条包含hi 位点在内的单链尾巴和一段单链缺口随后RecA 蛋白质结合于这个单链尾巴，与同源序列进行链交换完整双螺旋 DNA 分子与 DNA 片段之间的重组 :细菌转化 定义:供体 DNA 片段进入受体细胞和受体染色体发生重组的过程叫细菌转化. 生重组的 过程叫细菌转化. 转化结局:如果校正时被切除的是异源双链区中原属供

11、体单链的碱基,则实际上未重组发生;如 果被切除的是原属受体 DNA 的碱基,则重组发生. 高效效率标记:在转化中或很少发生校正作用,或是校正切除几乎在受体 DNA 上,转化频率 较高的遗传标记. 低效效率标记:在转化中的校正切除总是倾向于发生在供体单链上的遗传标记. 完整双螺旋 DNA 分子与 DNA 片段之间的重组 :细菌接合 接合时 DNA 重组的机制类似于转化; 供体单链一般比转化 DNA 的单链长的多; 只有 部分供体 DNA 能进入受体而进入的部分也只有 部 只有一部分供体 DNA 能进入 受体,而进入的部分也只有一部 分能被结合到异源双链区去. 完整双螺旋 DNA 分子与 DNA

12、片段之间的重组 :细菌转导 和转化与接合不同,无论是普遍性转导还是特异性转导的 和转化与接合不同,无论是普遍 性转导还是特异性转导的 遗传重组都在双链 DNA 片段和完整 DNA 分子之间发生.六、细胞核六、细胞核 mRNA 的内含子的剪切机制的内含子的剪切机制内含子的去除及 RNA 的剪接基本有三种方式： 1.在高等真核生物，核 RNA 内含子的去除由剪接装置(splicing apparatus)完成， 在外显子和内含子交界处和内含子内部有可供识别的特异序列，剪接装置由多 种蛋白质和核蛋白组成；核 mRNA 的剪接过程和类内含子十分相似，根本区 别是：核 mRNA 前体本身不能形成二级结构

13、，必需依赖于 snRNP(U1,U2,U4,U5 和 U6)的帮助才能形成剪接体，进行自我剪接。剪切是一类复杂的核糖核蛋白 颗粒，由核小 RNA 和各种蛋白质 是 类复杂的核糖核蛋白颗粒，由核小 RNA 和各种蛋白质 组成。参与 mRNA 前体加工的核小 RNA(small nuclear RNAs，snRNAs)主要有 五种。由于其分子内富含尿嘧啶核核苷酸，所以称为 U1、U2、U4、U5 和 U6，其大小分别为 165、189、139、117 和 107 个核苷酸。除 U6 为 RNA 聚合 酶 III 的转录物外，其余都是 RNA 聚合酶 II 的转录物。这些 snRNA 同特定的 蛋白

14、质相结 RNA 聚合酶 II 的转录物。这些 snRNA 同特定的蛋白质相结合，组 成特定的核小 RNA 蛋白体(snRNP)，分别称为 UlsnRNP、U2snRNP、U5snRNP、U4U6snRNP，而完整的剪接体就是通过 UsnRNP 之间的 RNA 同蛋白质、RNA 同 RNA 以及蛋白质与蛋白质相互作用， 组装而成。2.有两类内含子的去除属自剪接，具有中部核心结构，形成特定的二级结构， RNA 具有催化剪接的作用； 3.酵母 tRNA 的剪接需要蛋白质酶的参与，该酶与 tRNA 后加工过程中的酶有相 似之处。除 tRNA 的剪接之外，其他 RNA 的剪接尽管参与反应的要素不同，但都

15、属于转酯反应。七、大肠杆菌色氨酸衰减子的结构及调控分子机制七、大肠杆菌色氨酸衰减子的结构及调控分子机制答：大肠杆菌的色氨酸操纵子含有 5 个结构基因和 1 个操纵基因，它参与 从分支酸（chorismic acid）生物合成色氨酸的代谢调节机制。由于没有过量的 色氨酸存在，阻遏物质没有活性，因此不能附在操纵子部位而合成 mRNA。一 旦加入色氨酸，无活性阻遏物则与色氨酸相结合形成活性型附在操纵子上，从 而阻止 mRNA 的合成。所以，当培养基中有可以利用的色氨酸存在时，大肠杆 菌就不会合成与色氨酸合成途径有关的酶。根据色氨酸操纵子的作用机制可以 画出反馈阻遏模式图。从模式图可看到，反馈阻遏模型

16、中，操纵子的开关情况 正好与诱导模型相反。反馈阻遏之所以可以同时反馈调节相关的几个酶，其原 因即在于一条合成代谢途径中的几个酶的结构基因往往成串地分布在同一个操 纵子上，或者尽管分散在不同的操纵子上，但这些操纵子受同一个调节基因编 码的原阻遏物的控制，因而有协同作用。 具有弱化控制机制的操纵子的第一个结构基因 S1与启动子 P、操纵基因 O 之间有一段叫做前导 DNA 的核苷酸序列。操纵子的转录必须经这前导区才 能进入结构基因区。以色氨酸操纵子为例，其前导 mRNA 上有 4 个特殊区域 （A、B、C 和 D） ，A 区可以翻译成 14 个氨基酸残基，其中有两个 Trp 残基， A 区后面紧接着终止密码子（UGA） 。C 区和 D 区碱基配对则形成终止结构， C 区和 B 区的碱基配对则形成非终止结构。究竟出现哪一种类型的配对取决于 核糖体沿前导 mRNA 前进的速度，也最终取决于 Trp-tRNA 的浓度和 Trp 的浓 度。如果 Trp-tRNA 足够的（假设其它氨