第十章 复制
名词解释：
半保留复制：DNA复制是以DNA的两条链为模板，以dNTP为原料，在DNA聚合酶的作用下按照碱基配对规律合成新的互补连，这样形成的两个子代DNA分子与原来的DNA分子完全相同，故称之为复制。又因子代DNA分子的双链其中一条来自亲代，另一条是新合成的，故名半保留复制。
冈崎片段：DNA复制时，随从链复制中的不连续片段，命名为冈崎片段。
端粒：是真核生物染色体线性DNA分子末端的结构。形态学上，DNA末端与它的结合蛋白质紧密结合，像两顶帽子那样盖在染色体两端，使染色体DNA末端膨大成粒状。
框移突变：指三联体密码的阅读方式改变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变，其后果是翻译出的蛋白质可能完全不同。
切除修复：细胞内最重要的修复机制，主要是DNA聚合酶Ⅰ及连接酶执行。
反转录：以RNA为模板在反转录酶作用下合成DNA的过程叫做反转录。反转录在病毒致癌过程中起着重要作用；在基因工程中，可用于mRNA为模板合成cDNA的实验中。 引发体：是复制起始时形成的，原核生物DnaB（解螺旋酶）、DnaC、DnaG（引物酶）等蛋白质结合到DNA复制起始区域形成的复合结构，称为引发体。
Klenow片段：是原核生物DNA-polI经特异的蛋白质酶水解后产生的大片段，具有3’→5’核酸外切酶活性和聚合活性，实验室合成DNA及分子生物学研究上，常用Klenow片段代替DNA聚合酶。
1. 试述参与原核生物DNA复制过程所需的物质及其作用
①双链DNA：解开成单链的两条链都作为模板指导DNA的合成； ②dNTP：复制的原料；
③DNA聚合酶：即依赖于DNA的DNA聚合酶，合成子链；原核生物中DNA-polⅢ是真正的复制酶，DNA-polⅠ的作用是切除引物、填补空隙和修复。 ④引物：一小段RNA，提供游离的3’-OH。
⑤其他的一些酶和蛋白因子：解链酶，解开DNA双链；DNA拓扑异构酶Ⅰ、Ⅱ，松弛DNA超螺旋，理顺打结的DNA链；引物酶，合成RNA引物；单链DNA结合蛋白（SSB），结合并稳定解开的单链；DNA连接酶，连接随从链中两个相邻的DNA片段。 2. 原核生物复制起始的相关蛋白质有哪些？各有何功能？ 蛋白质（基因） DnaA（dnaA） DnaB（dnaB） DnaC（dnaC） DnaG（dnaG） SSB
拓扑异构酶（gyrA，B）
通用名
解螺旋酶
引物酶
单链DNA结合蛋白
功能
辨认起始点 解开DNA双链 运送和协同DnaB 催化RNA引物生成 稳定已解开的单链 理顺DNA链
3. 端粒酶的分子组成有何特点？有什么功能？
端粒酶是一种由RNA和蛋白质组成的反转录酶，它能在没有DNA模板的情况下，以自身的RNA为模板，通过反转录作用，延伸端粒3’-末端的寡聚脱氧核苷酸片段，催化合成端粒DNA，保证染色体复制的完整性。
4.简述反转录的基本过程，反转录现象的发现在生命科学研究中有何重大研究价值？ 过程：（1）以RNA为模板，在反转录酶催化下合成RNA-DNA杂化双链； （2）由RnaseH水解RNA-DNA杂化双链中的RNA链。合成的DNA称cDNA；
（3）以新合成的cDNA链为模板，由反转录酶催化合成cDNA双链。 意义（1）补充并完善了中心法则；
（2）反转录病毒中有致癌病毒，人类免疫缺陷病毒（HIV）等；其研究关系到严重危害人类健康的某些疾病发病机制、诊断、治疗。
（3）反转录病毒是分子生物学研究的重要工具，广泛应用于真核基因表达，基因转染等重要研究方法上，是一种基因治疗的重要基因载体。 5. 复制和转录过程异同点（2004） 模板 原料 配对 聚合酶 产物
复制 2 股链均复制 dNTP A-T；G-C DNA聚合酶 半保留复制
相 异
转录
模板链转录 NTP
A-U；T-A；G-C RNA聚合酶 mRNA，tRNA，rRNA
相同或相似
DNA
核苷三磷酸 遵从碱基配对
依赖DNA的聚合酶 多核苷链
6.讨论复制保真性的机制
复制的保真性可由以下三种机制保证：①子链DNA链依照母链模板按碱基配对规律生成，保证子代DNA与母链DNA双链在碱基序列上的一致性，从而保留了亲代的全部遗传信息。这是最基本的机制。②碱基选择功能：DNA-polⅢ能依据碱基的化学构型表现不同的亲和力，实现正确的碱基选择，保证了在各种底物都存在下，能选择正确配对的碱基合成子链；③复制中如出现错配，DNA-polⅠ有即时校读功能，切除错配碱基，使正确配对的碱基掺入子链。 7.什么是冈崎片段？合成结束时，冈崎片段是如何连接的？
冈崎片段是随从链上不连续合成的片段，原核生物长度约1000-2000个核苷酸，真核生物较短，约数百个核苷酸，其合成方向也是5’→3’，每个冈崎片段都带有1个RNA引物。 复制终止时冈崎片段的连接需要以下三个步骤：①RNA酶水解引物；②留下的空缺由DNApolI填补；③DNA连接酶连接缺口。
第十一章转录
练习题
名词解释：
转录启动子：位于转录起始5’上游端，由RNA-pol识别并结合的DNA序列。 不对称转录：转录以基因的一条链为模板，另一条链为编码链（不转录）；染色体DNA的各种基因转录并不都在同一条链上，故称为不对称转录。
编码链：转录中与模板链互补的DNA链，因其碱基序列、走行方向与转录产物RNA一致，仅T换为U而已，故名为编码链。
内含子：DNA及hnRNA分子中的能转录而不能编码氨基酸的序列。 外显子：DNA及hnRNA分子中的能转录又能编码氨基酸的序列。
真核转录因子：RNA聚合酶Ⅱ启动转录时，需要一些称为转录因子的蛋白质，才能形成有
活性的转录复合体。所有的RNA聚合酶Ⅱ都需要通用转录因子（general transcription factors），这些通用转录因子有TFⅡA、TFⅡB、TFⅡD、TFⅡE、TFⅡF、TFⅡH，在真核生物进化中高度保守。 mRNA splicing：取出初级转录产物上的内含子，把外显子连接成为成熟的RNA，称为剪接。 核酶（ribozyme）：是一类特殊构型的RNA，具有酶的特性，能自我催化分解。
TATA盒：大肠杆菌RNA聚合酶与DNA结合的范围是从转录起始点的上游约70bp至转录起始点下游约30bp处，也就是某基因的启动子的区域是该基因的-70至+30.分析比较了许多种细菌由最常见的RNA聚合酶全酶（具有δ70亚基）识别结合的启动子序列发现：这些启动子在-10和-35区域的短序列相似，这种短序列对δ70亚基和启动子的识别与结合十分重要。-10区域的共有序列（congsensus sequence）是TATAAT，此序列称为pribnow box。 羧基末端结构域（carboxyl-terminal domain,CTD）：RNA聚合酶Ⅱ最大亚基的羧基末端有一段共有序列为Tyr（酪）-Ser-Pro-Thr（苏）-Ser-Pro（脯）-Ser（丝）的重复片段，称为羧基末端结构域。RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ没有CTD。所有真核生物的RNA聚合酶Ⅱ都具有CTD，只是7个氨基酸共有序列的重复程度不同。 问答题：
1.简述原核生物的转录过程
①起始阶段：RNA聚合酶在相关因子协助下，识别并结合于转录起始位点，DNA局部形成转录空泡。
②延长阶段：RNA-pol的核心酶催化为主，使RNA5’→3’延伸。
③终止阶段：在ρ因子作用下或DNA模板转录终止区有特殊序列RNA3’端易形成茎环状及出现polyU而促使RNA合成终止与DNA分离。
2.RNA复制：以RNA为模板合成RNA。反转录病毒以外的RNA病毒在宿主细胞以病毒的单链RNA为模板合成RNA，由RNA依赖的RNA聚合酶RNA- dependent RNA polymerase）催化，常见于病毒。
3.转录产物为5’-ACGUAU-3’，写出与之对应的模板链、编码链（注明其两端） 模板链：5’-ATACGT-3’ 编码链：5’-ACGTAT-3’
4. 试比较DNA聚合酶、RNA聚合酶、反转录酶和RNA复制酶在不同核酸生物合成中的作用有哪些异同？ 酶 模板 底物 dNTP dNTP NTP NTP 引物 RNA tRNA 方向 功用 DNA聚合酶（DDRP） 双链DNA 反转录酶（RDDP） RNA 5’→3’ 复制 5’→3’ 反转录 RNA聚合酶（RDRP） 基因DNA中的一条链 NTP 不需要 5’→3’ 转录 RNA复制酶（RDRP） RNA 引物酶 DNA3’端序列 不需要 5’→3’ RNA复制 不需要 5’→3’ 合成引物 5.试述原核RNA的生物合成主要过程 RNA生物合成包括转录与RNA复制。 原核生物的转录过程包括：
（1）起始阶段：RNA聚合酶在相关因子协助下，识别并结合于转录起始位点，DNA局部形成转录空泡。