生化讨论2

1．请分别指出DNA复制、RNA合成、蛋白质合成三个过程的忠实性是如何保持的？

DNA复制：按照碱基互补配对原则，依靠DNA聚合酶，生物中的DNA聚合酶保真性很高，确保复制的准确性。再加上3'-5'外切酶的“检测”错配的碱基，及时修复。生物体本身的修复机制会尽量减少这种错配的发生，毕竟DNA复制对生物体来说是非常重要的。

RNA复制：碱基互补配对。

蛋白质合成：tRNA的参与以及密码子的稳定性。

2．现分离出了一DNA片段（如下），可能含有编码某一多肽N端的一段基因序列。

5′CGCAGGATCAGTCGATGTCCTGTG3′

3′GCGTCCTAGTCAGCTACAGGACAC5′

请问：

(1) 哪一条链作为转录的模板链？

(2) (2) 其mRNA的序列如何？

(3) 翻译从哪里开始？朝哪个方向进行？

(4) 此DNA最可能是从原核细胞还是真核细胞中分离的？

1.下面一条链为模板链。

2.mRNA：5’CGCAGGAUCAGUCGAUGUCCUGUG3’

3.翻译从起始密码子AUG开始，方向5’→3’

4.原核细胞  ①存在S-D序列，在起始密码子AUG上游含有AUG序列

            ②真核细胞结构基因分为编码区和非编码区，内含子5’端常含有GU序列，而此链无。

3.如何以大肠杆菌质粒DNA为载体克隆一个编码动物激素的基因，并使之在大肠杆菌中进行表达？简要说明实验中可能遇到的问题及可能的解决办法。

1.过程：①获取编码动物激素的基因

        ②构建基因表达载体

        ③将目的基因与载体拼接

        ④重组DNA分子导入大肠杆菌

        ⑤筛选含有目的基因的细胞

2. 问题：①原核表达体系缺乏转录后加工机制，不宜表达真核基因组RNA

         ②缺乏翻译后加工机制，表达出的真核蛋白质不能适当折叠或糖基化修饰。

         ③ 表达的蛋白质常形成不溶性包涵体

         ④很难表达出大量的可溶性蛋白

3. 解决方法：构建表达载体时，选择适当的翻译控制序列，合理设计多接头克隆位点

             ①在目的基因前连上一个为特殊多肽编码的附加序列，表达融合蛋白。

             ②在目的基因与附加序列之间加入适当的裂解位点

4．原核生物与真核生物在遗传信息的传递、表达及调控中有何主要区别？

1.复制

区别

原核生物

真核生物

复制起始

一个

多个

复制单位

一个双向复制

多个双向复制

引物

长，多

短，少

DNA聚合酶

①DNA-pol I,II,III三种

②DNA-pol III在复制延长中起催化作用

③都有5’→3’聚合酶活性和3’→5’外切酶活性

①DNA-pol α，β，γ，δ，ε五种

②DNA-pol δ在复制延长中起催化作用

③都有5’→3’外切酶活性

末端

无端粒

有端粒

2. 转录

区别

原核生物

真核生物

RNA聚合酶

核心酶α2ββ’

全酶α2ββ’ζ

3种

RNA聚合酶I,II,III

起始

ζ亚基辨认起始点

需启动子。RNA聚合酶和转录因子参与

延长

转录延长时，翻译同时进行

①转录与翻译不同步

②延长中，有核小体移位和解聚现象

终止

依赖ζ因子和不依赖ζ因子

转录终止和加尾修饰同时进行

3.翻译

区别

原核生物

真核生物

起始因子

IF-1，2，3三种

eIF，十多种

核糖体

70S（30S，50S）

80S（40S,60S）

起始氨基酰-tRNA

f Met-tRNA

Met-tRNAi

mRNA与小亚基的结合

S-D序列

帽结合蛋白复合物

起始复合物的形成

mRNA先与小亚基结合，再识别f Met-tRNA

mRNA先识别Met-tRNAi，再结合小亚基

E位有无

有E位

无E位，转位时卸载的tRNA直接从P位脱落

4.调控

区别

原核生物

真核生物

调节蛋白

特异因子，阻遏蛋白，激活蛋白

方式中有一种

特异DNA序列

操纵序列

顺式作用元件

特点

①ζ因子决定RNA聚合酶识别特性

②操纵子模型的普遍性

③阻遏蛋白的负性调节

④转录翻译同时进行

⑤加工修饰简单

①多种RNA聚合酶

②染色质结构发生改变（对核酸酶敏感，拓扑结构变化，甲基化修饰，组蛋白变化）

③以正性调节为主

④转录翻译分隔进行

⑤加工修饰复杂

5.某一基因的编码序列中发生了一个碱基突变，那么这个基因的表达产物在结构上会发生哪些改变？

1.突变

①同义突变：突变产生的密码子编码与原来相同的氨基酸，产生相同结构的多肽链

②错义突变：突变产生的密码子编码与原来不同的氨基酸，产生不同结构的多肽链

③无义突变：突变产生终止密码子，使翻译提前终止，产生不同结构的多肽链。

2.框移突变：（缺失，插入）突变点以后的氨基酸排列顺序完全改变，产生不同结构的多肽链。

6. 大肠杆菌染色体的一段DNA序列为5′-GTAGCCTACCCATAGG-3′，请回答：

⑴ 若以该段序列的互补链为转录模板，转录产物mRNA的序列如何？

⑵ 以此mRNA作为翻译模板，可以编码产生几种多肽？为什么？

⑶ 这一DNA片段可能位于基因编码区的起始部分还是终止部分？

（1）mRNA:5’-GUAGCCUACCCAUAGG-3’

（2）①若理解为mRNA的一段序列，则不可能产生多肽，因为它无起始密码子

     ②若理解为整条RNA序列，则根据读码的方式不同，可产生三种多肽。

（3）位于终止部分，因为含有终止密码子AUG

7．试比较原核生物与真核生物基因组结构与功能的异同。

异：1、原核生物基因组很小，一般只有一条染色体；而真核生物基因组结构庞大。

2、原核生物的染色体分子量较小，基因组含有大量单一顺序（unique-sequences），DNA仅有少量的重复顺序和基因。真核生物基因组存在大量的非编码序列。包括：内含子和外显子、基因家族和假基因、重复DNA序列。真核生物的基因组的重复顺序不但大量，而且存在复杂谱系。

3、原核生物DNA序列中功能相关的RNA和蛋白质基因，往往丛集在基因组的一个或几个特定部位，形成功能单位或转录单位，它们可被一起转录为还有多个mRNA的分子，叫多顺反子mRNA，而真核生物中没有这种结构，只有单顺反子。

4、真核基因组都是由DNA序列组成,原核基因组还有可能由RNA组成,如RNA病毒。

5、真核生物基因不连续，有内含子、外显子；原核生物则没有。

同：都是由DNA到RNA；都需要相关的酶系统；都有启动子、都有调控，如原核生物的终止子和真核的增强子。

8．简述乳糖操纵子的正负调控机制。

乳糖操纵子的组成：大肠杆菌乳糖操纵子含Z、Y、A三个结构基因，分别编码半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶，此外还有一个操纵序列O，一个启动子P和一个调节基因I。

阻遏蛋白的负性调节：没有乳糖存在时，I基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列O处，乳糖操纵子处于阻遏状态，不能合成分解乳糖的三种酶。

有乳糖存在时，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵序列，乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶。所以，乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控。

细菌相关功能的结构基因常连在一起，形成一个基因簇。它们编码同一个代谢途径中的不同的酶。一个基因簇受到同一的调控，一开俱开，一闭俱闭。也就是说它们形成了一个被调控的单位。

其它的相关功能的基因也包括在这个调控单位中，例如编码透过酶的基因，虽它的产物不直接参与催化代谢，但它可以使小分子底物转运到细胞中。

9. 有一个被认为是mRNA的核苷酸序列，长300个碱基，你怎样才能： （1）证明此RNA是mRNA而不是tRNA或rRNA。 （2）确定它是真核还是原核mRNA。 

标准答案：根据tRNA、rRNA、的长度判断此RNA只能为mRNA。来源于真核生物。

10. 真核生物编码基因在翻译过程完成后还可能需要哪些加工修饰才能具有生物学功能？

真核生物基因中有内含子和外显子.其中,内含子是不编码蛋白质的,它只是调控序列.在转录过程中,首先形成的RNA中带有内含子的转录序列,这时的RNA叫做HnRNA.它还不够成熟,之后,再一些酶的一系列剪切、加工、修饰后,内含子的转录序列被去除,就形成了成熟的mRNA.所以,成熟的RNA是不含内含子的转录序列,通俗的讲,成熟的RNA要比他所转录的基因少一些碱基

PS：b站无法打表，所以第四题答案在动态上

（别问我为什么头图是w徐，我磕w徐不行啊？？？）

（you see see you one day day 的~）