1、（1）由一个基因组所表达的全部相应的蛋白质。（2）在一定条件下，存在于一个体系（包括细胞、亚细胞器、体液等）中的所有蛋白质。3. Ribozyme：核酶（ribozyme）是具有催化功能的RNA分子,是生物催化剂。核酶又称核酸类酶、酶RNA、 核酶类酶RNA。 它的发现打破了酶是蛋白质的传统观念。化学本质是核糖核酸（RNA）, 却具有酶的催化功能。核酶的作用底物可以是不同的分子, 有些作用底物就是同一RNA分子中的某些部位。核酶的功能很多,有的能够切割RNA, 有的能够切割DNA, 有些还具有RNA 连接酶、磷酸酶等活性。与蛋白质酶相比，核酶的催化效率较低，是一种较为原始的催化酶。4. SD序
2、列：因澳大利亚学者夏因（Shine）和达尔加诺（Dalgarno）两人发现该序列的功能而得名。信使核糖核酸（mRNA）翻译起点上游与原核16S 核糖体RNA或真核18S rRNA 3端富含嘧啶的7核苷酸序列互补的富含嘌呤的37个核苷酸序列（AGGAGG），是核糖体小亚基与mRNA结合并形成正确的前起始复合体的一段序列。mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列。SD序列在细菌mRNA起始密码子AUG上游10个碱基左右处，有一段富含嘌呤的碱基序列，能与细菌16SrRNA3端识别，帮助从起始AUG处开始翻译。5. 顺式作用元件：习题P139161DNA、RNA或者蛋白质中的一些特殊的核酸或氨基酸残基序
3、列，只作用于与其连接在一起的靶，而不作用于不与其相连的靶。顺式作用元件包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件等，它们的作用是参与基因表达的调控。顺式作用元件本身不编码任何蛋白质,仅仅提供一个作用位点，要与反式作用因子相互作用而起作用。6. C值矛盾：生物体的单倍体基因组所含DNA总量称为C值。每种生物各有其特定的C值，不同物种的c值之间有很大差别。C值矛盾（C value paradox）是指真核生物中DNA含量的反常现象.主要表现为: 1. C值不随生物的进化程度和复杂性而增加, 2. 亲缘关系密切的生物C值相差甚大，3. 高等真核生物具有比用于遗传高得多的C值。7. miRNA?：miR
4、NAs是一种2125nt长的单链小分子RNA，其结构特征如下：广泛存在于真核生物中，是一组不编码蛋白质的短序列RNA，它本身不具有开放阅读框（ORF）；成熟的miRNA，5端有一个磷酸基团，3端为羟基，是由具有发夹结构的约70-90个碱基大小的单链RNA前体经过Dicer酶加工后生成，不同于siRNA（双链）但是和siRNA密切相关。成熟的miRNA 5端的磷酸基团和3?端羟基则是它与相同长度的功能RNA降解片段的区分标志。miRNA独有的特征是其5端第一个碱基对U有强烈的倾向性，而对G却有抗性，但第二到第四个碱基缺乏U，一般来讲，除第四个碱基外，其他位置碱基通常都缺乏C。MiRNAs具有高度
5、的保守性、时序性和组织特异性。miRNAs的表达方式各不相同。成熟的miRNAs则是通过与miRNP核蛋白体复合物结合，识别靶mRNA，并与之发生部分互补，从而阻遏靶mRNA的翻译。在动物中，成熟的单链miRNAs与蛋白质复合物miRNP结合，引导这种复合物通过部分互补结合到mRNA的3UTR（非编码区域），从而阻遏翻译。除此之外，miRNA也可以切割完全互补的mRNA。MicroRNAs（miRNAs）是在真核生物中发现的一类内源性的具有调控功能的非编码RNA，其大小长约2025个核苷酸。成熟的miRNAs是由较长的初级转录物经过一系列核酸酶的剪切加工而产生的，随后组装进RNA诱导的沉默复合
6、体，通过碱基互补配对的方式识别靶mRNA，并根据互补程度的不同指导沉默复合体降解靶mRNA或者阻遏靶mRNA的翻译。最近的研究表miRNA参与各种各样的调节途径，包括发育、病毒防御、造血过程、器官形成、细胞增殖和凋亡、脂肪代谢等等。8. Z-DNA：Z-DNA又称Z型DNA，是DNA双螺旋结构的一种形式，具有左旋型态的双股螺旋（与常见的B-DNA相反），并呈现锯齿形状。Z-DNA为三种具生物活性的DNA双螺旋结构之一，另两种为A-DNA与B-DNA。9. RNA editing：RNA编辑是指在mRNA水平上改变遗传信息的过程。具体说来，指基因转录产生的mRNA分子中，由于核苷酸的缺失，插入或
7、置换，基因转录物的序列不与基因编码序列互补，使翻译生成的蛋白质的氨基酸组成，不同于基因序列中的编码信息现象。10. 应急反应：习题P140二简答1. 简述DNA作为遗传物质的优点答：作为遗传物质至少要具备以下4个条件：（1）在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己，使得前后代具有一定的连续性；（2）能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程；（3）具有贮存大量遗传信息的潜在能力；（4）结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代。DNA除了具备以上条件外，相比RNA还有以下优点：1.DNA可以完成自我复制的过程，这样才能传递遗传物质。RNA不
8、可以。2.完美的双链结构保证了遗传物质的稳定，如果某些碱基因为一些原因突变，生物体就可以根据另一条链的信息来修复这个突变。使得生物保持遗传的稳定。2. 简述CAP蛋白的正调控作用大肠杆菌的乳糖操纵子含Z、Y及A三个结构基因，分别编码-半乳糖苷酶、透酶、乙酰基转移酶，此外还有一个操纵序列O、一个启动序列P及一个调节基因。基因编码一种阻遏蛋白，后者与O序列结合，使操纵子受阻遏而处于转录失活状态。在启动序列P上游还有一个分解（代谢）物基因激活蛋白CAP结合位点，由P序列、O序列和CAP结合位点共同构成LAC操纵子的调控区，三个酶的编码基因即由同一调控区调节，实现基因产物的协调表达。分解代谢物基因激活
9、蛋白 CAP是同二聚体，在其分子内有DNA结合区及cAMP结合位点。当没有葡萄糖及cAMP浓度较高时，cAMP与CAP结合，这时CAP结合在乳糖启动序列附近的CAP位点，可刺激RNA转录活性，使之提高50倍；当葡萄糖存在时，cAMP浓度降低，cAMP与CAP结合受阻，因此乳糖操纵子表达下降。由此可见，对乳糖操纵子来说 CAP是正性调节因素，乳糖阻遏蛋白是负性调节因素。两种调节机制根据存在的碳源性质及水平协调调节乳糖操纵子的表达。3. 简述免疫多样性的机制免疫的方式有两种体液免疫：抗原出现特定BCR摄取抗原B细胞表面MHCII提呈抗原片段给T细胞TCRT细胞转化为Th细胞提供B细胞活化第二信号B
10、细胞活化转为浆细胞分泌抗体抗体发生作用体液免疫过程 体液免疫的过程也可分为抗原识别，B细胞活化、增殖与分化，合成分泌抗体并发挥效应三个阶段。 B细胞对抗原的识别是通过其表面的抗原识别受体来进行的。B细胞的抗原识别受体能直接识别蛋白质抗原，或识别蛋白质降解而暴露的抗原决定簇，而无需APC对抗原的处理和递呈。B细胞表面的抗原识别受体识别抗原是产生B细胞活化的第一信号，有人将结合了抗原的B细胞称为致敏B细胞，只有这些细胞在接受T细胞的辅助时才能够活化来产生抗体。也就是说，B细胞的活化需要两个信号：抗原信号和活化的T细胞信号（并不是递呈抗原，而是通过其他的分子信号提供的），并需要T细胞所分泌的细胞因子
11、。在体液免疫中，T细胞通过提供刺激信号、分泌细胞因子等方式辅助B细胞，B细胞作为APC可通过加工、处理、递呈抗原的形式激活T细胞，但B细胞不能激活初始T细胞（由树突状细胞来激活）。B细胞最终分化为浆细胞和记忆性B细胞，浆细胞多在2周内凋亡。需要指出的是，抗原特异性B细胞和T细胞所识别的抗原决定簇是不同的，但二者必须识别同一抗原分子的不同抗原决定簇，才能相互作用。因此，B细胞分化为浆细胞是一个复杂的过程，依赖于树突状细胞、T细胞、B细胞三者之间的复杂相互作用。细胞免疫：DC树突状细胞摄取抗原，并且通过MHC提呈给T细胞的TCRDC与T细胞第二信号作用T细胞形成杀伤性T细胞，或者分化为Th细胞二）
12、细胞免疫的全过程:在细胞免疫中蛋白类抗原由抗原提呈细胞（APC）处理成多肽，它与MHC结合并移至APC表面，产生活化TCR信号；而抗原与T淋巴细胞表面的有关受体结合就产生第二膜信号，协同刺激信号。在双信号刺激下，T淋巴细胞才能被激活就是Bretcher-Cohn双信号模式。T淋巴细胞被激活后转化为淋巴母细胞，并迅速增殖、分化，其中一部分在中途停下不再分化，成为记忆细胞；另一些细胞则成为致敏的淋巴细胞，其中Tc有杀伤力，使外源细胞破裂而死亡。TH细胞分泌白介素等细胞因子使Tc、 M以及各种有吞噬能力的白细胞集中于外来细胞周围，将外来细胞彻底消灭。 在这一反应即将结束时，Ts开始发挥作用，抑制其他
13、淋巴细胞的作用，终止免疫反应。 记忆细胞不直接执行效应功能，留待再次遇到相同抗原刺激时，它将更迅速、更强烈地增殖分化为效应细胞，有少数记忆细胞再次分裂为记忆细胞，持久地执行特异性免疫功能。（一）.细胞免疫的机制和过程几乎所有的细胞表面都有MHC-I,CD8+T细胞能识别细胞表面的MHCI+抗原复合物，识别后进行攻击。 根据功能不同T细胞可分为三类，其表面均有相应的受体，具有抗原特异性：细胞毒性T 细胞（Cytotoxic T cells，Tc）、辅助性T细胞（helper T cells, TH）、抑制性T细胞（suppressor T Cells, Ts）。Tc细胞作用是消灭外来病原。 病毒
14、感染细胞后，细胞表面呈现病毒表达的抗原，并结合到细胞表面的MHC-I类分子的沟中，形成MHC-抗原结合物。被Tc细胞接触、识别后，Tc分泌穿孔素（perforin），使靶细胞溶解而死，病毒进入体液，被抗体消灭。癌变细胞也是Tc攻击目标，免疫功能低下的人群容易患癌症。TH细胞CD4 receptor 又称辅助性T细胞，对各种免疫细胞，Tc、Ts、B都有辅助作用，对于免疫具有重要作用。 TH的受体能识别与MHC-II结合的外来抗原。MHC-II类分子存在于巨噬细胞和B细胞表面。巨噬细胞吞噬入侵的细菌等微生物，在细胞内消化、降解，抗原分子与MHC-II类结合呈现在细胞表面，将抗原传递给具有相同MHC
15、-II类分子的TH，同时，M分泌白介素-1，刺激TH，促使其分泌白介素-2，它促进TH，形成正反馈，刺激T淋巴细胞分化出Tc，刺激B细胞分化出浆细胞和记忆细胞。Ts细胞CD8 receptor 抑制性T细胞，只有在TH的刺激下才发生作用。在外来的抗原消灭殆尽时，发挥作用而结束“战斗”。 （4. 简述原核生物和真核生物启动子的区别. 习题P67原核生物启动子：在基因或操纵子的终末往往具有特殊的终止顺序,它可使转录终止和RNA聚合酶从DNA链上脱落。例如大肠杆菌色氨酸操纵子后尾含有40bp的GC丰富区，其后紧跟AT丰富区，这就是转录终止子的结构。终止子有强、弱之分，强终止子含有反向重复顺序，可形成
16、茎环结构，其后面为polyT结构，这样的终止子无需终止蛋白参与即可以使转录终止。而弱终止子尽管也有反向重复序列，但无polyT结构，需要有终止蛋白参与才能使转录终止。典型转录终止子的特征：茎环结构，富含GC；含4个以上的U。原核生物启动子序列包括：CAP序列，增强聚合酶的结合和转录的起始序列（-70-40）；识别区（-35）；解旋区（-10）；转录起始位（+1）真核生物启动子：启动子（promoter）：真核基因启动子是在基因转录起始位点（+ 1）及其5上游近端大约100200bp以内（或下游100bp）的一组具有独立功能的DNA序列，每个元件长度约为720bp，是决定RNA聚合酶转录起始和转
17、录频率的关键元件。启动子包括：A.核心启动子（core promoter）：是指足以使RNA聚合酶转录正常起始所必需的、最少的DNA序列。其中包括转录起始位点或起始子（initiator）（+1）：一般是A或G及转录起始位点上游-25/-30bp处富含TA的典型元件TATA框。B.上游启动子元件（upstream promoter element，UPE）：包括通常-70bp附近的CAAT框：GGCCAATCT和GC框：GGGCGG等，能通过TF-D复合物调节转录起始的频率，提高转录效率。5. 试证明一个基因中只有一条DNA链作为模板被转录 答：若基因两条链均被转录，而RNA聚合酶只能以5 3
18、方向合成，所以两条DNA链会以相反方向转录。两信使携带着彼此互补的反向核苷酸序列，编码不同的多肽。虽然某些DNA顺序能被双方向转录，但这不是常见现象。最早的明确证据是通过研究噬菌体SP8感染枯草杆菌（Bacillus subtilis）得到的。 SP8的DNA很特别：一条链（重链）富含嘌呤，另一链（轻链）则富含嘧啶。若把双链DNA温和加热，两条链分离（即DNA变性），可用密度梯度离心分离两条链。 1963年，Julius Marmur和Paul Doty用SP8感染枯草杆菌细胞后提取RNA，发现它只能与噬菌体DNA的“重”链杂交（即互补配对形成DNA-RNA杂合分子）。而不会与轻链杂交。显而易
19、见，信使只可以与一条DNA链（重链）互补，因而DNA双链中只有一条链作为转录的模板（图A78）。 Marmur和Doty很幸运地选用SP8做实验，因为它的全部基因都是同一条DNA链中转录而来。而另一些噬菌体，包括T4和噬菌体，部分基因由一条链转录而其他基因则由另一条链转录；因此若用这些噬菌体而不是SP8做实验，则不能成功地说明问题。三 论述题1. 原核生物和真核生物基因组的特点. 答：先解释一下基因组（genomes）的概念，简单说，基因组就是一个细胞中遗传物质的总量。我们人类是二倍体，体细胞有46条/23对染色体，其实就是2套染色体，1套有23条，那么这23条染色体上所有的DNA序列就是人类
20、的基因组。从结构、数量、序列特点等方面说明真核基因组与原核基因组的异同。相同点很多，比如：都是由生物基本单位中的所有核酸序列组成，都有重复序列和单一序列，都是生物的遗传物质原核生物基因组和真核生物基因组的区别：1、真核生物基因组指一个物种的单倍体染色体组（1n）所含有的一整套基因。还包括叶绿体、线粒体的基因组。原核生物一般只有一个环状的DNA分子，其上所含有的基因为一个基因组。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。
21、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、原核生物的细胞中除了主染色体以外，还含有各种质粒和转座因子。质粒常为双链环状DNA，可独立复制，有的既可以游离于细胞质中，也可以整合到染色体上。转座因子一般都是整合在基因组中。真核生物除了核染色体以外，还存在细胞器DNA，如线粒体和叶绿体的DNA，为双链环状，可自主复制。有的真核细胞中也存在质粒，如酵母和植物。4、原核生物的DNA位于细胞的中央，称为类核（nucleoid）。真核生物有细胞核，DNA序列压缩为染色体存在于细胞核中。5、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。2. 转录和翻译的调控.习
22、题P137P164P1886.7.1 同一操纵子内各基因翻译量的差异6.7.2 信息体与蛋白质合成6.7.3 核糖体蛋白质合成的自体调控6.7.4 mRNA寿命对翻译的调节6.7.5 终止密码解读的移码与通读调节6.7.6 翻译中的弱化子调控6.8.1 蛋白质前体的加工6.8.2 蛋白质的转运6.8.3 蛋白质的降解6.8.4 蛋白质的折叠转录是通过碱基互补的原则来生成一条带有互补碱基的MRNA，通过它携有的密码子到核糖体中可以实现蛋白质的合成。与DNA的复制相比，有很多相同或相似之处，亦有其自己的特点。在转录过程中，DNA模板被转录方向是从3端向5端；RNA链的合成方向是从5端向3端。RNA
23、的合成一般分两步，第一步合成原始转录产物（过程包括转录的启动、延伸和终止）；第二步转录产物的后加工，使无生物活性的原始转录产物转变成有生物功能的成熟RNA。但原核生物mRNA的原始转录产物一般不需后加工就能直接作为翻译蛋白质的模板。转录的调节控制是基因表达调节控制中的一个重要环节。促进基因转录叫正调节，抑制基因转录叫负 转录的调节控制调节。在原核生物方面1961年F.雅各布和J.莫诺提出的操纵子学说，得到许多人的验证和充实。操纵子通常的调控方式为：诱导和阻遏作用；环腺苷酸（CAMP）和降解物活化蛋白（CAP）的调节作用；弱化作用。对真核细胞基因转录的调节控制目前知道得很少。同种高等生物每个个体
24、的各个体细胞都有全套相同的基因，只是由于在发育过程中基因表达的调节控制（包括转录的调节控制）不同，因而发育成各种不同的组织和器官。目前认为，动物（包括人）都含有癌基因，但有的致癌，有的则不致癌，这也可能是由于转录与翻译的调控不同。另外，真核DNA中的结构基因只占总量的10左右，大部分DNA顺序都可能起调节控制作用。真核生物也有诱导酶和诱导蛋白质，如干扰素就是由病毒或双链RNA等诱导产生的一种蛋白质。翻译是在多种因子辅助下，核糖体结合信使核糖核酸（mRNA）模板，通过转移核糖核酸（tRNA）识别该mRNA的三联体密码子和转移相应氨基酸，进而按照模板mRNA信息依次连续合成蛋白质肽链的过程。. 翻
25、译水平的调控：翻译水平的调控又可以分成翻译前的调控和翻译后的调控。 a翻译前的调控主要是RNA编辑修饰。生物体对RNA进行编辑剪切，比如核糖体RNA剪切后变成28S/16S/5S.还有一些甲基化修饰等等。具体包括：原核mRNA的原始转录产物（除个别噬菌体外）都可直接用于翻译，而真核mRNA一般都有相应的前体，前体必须经过后加工才能用于转译蛋白质。一般认为，真核mRNA的原始转录产物（也称原始转录前体）， hn RNA（hetero-geneous nuclear RNA，核不均一RNA），最终被加工成成熟的mRNA。 mRNA前体的后加工包括以下四方面：装上5端帽子：转录产物的5端通常要装上甲
26、基化的帽子；有的转录产物5端有多余的顺序，则需切除后再装上帽子。装上3端多聚A尾巴：转录产物的3端通常由多聚A聚合酶催化加上一段多聚A，多聚A尾巴的平均长度在20200个核苷酸；有的转录产物的3端有多余顺序，则需切除后再加上尾巴。装5端帽子和3端尾巴均可能在剪接之前就已完成。剪接：将mRNA前体上的居间顺序切除，再将被隔开的蛋白质编码区连接起来。剪接过程是由细胞核小分子RNA（如U1RNA）参与完成的，被切除的居间顺序形成套索形（即lariat RNA中间体）。修饰：mRNA分子内的某些部位常存在N6-甲基腺苷，它是由甲基化酶催化产生的，也是在转录后加工时修饰的。 有的真核mRNA前体，由于后
27、加工的不同可产生两种或两种以上的mRNA（如人的降血钙素基因转录产物），因而能翻译成两种或两种以上的多肽链。tRNA前体的后加工 目前分离得到的tRNA前体有两类：含单个tRNA的tRNA前体，在5端和3端各有一段多余顺序；含二个tRNA的tRNA前体，除5端和3端有长短不一的多余顺序外，在两个tRNA之间还有数目不等的核苷酸隔开。有的真核tRNA前体的反密码子环区含有一个居间顺序。 原核和真核生物tRNA前体的后加工有相似的步骤：修饰：对tRNA分子上的部分核苷酸进行修饰（包括甲基化、酰化、硫代和重排等）；切除5端和3端多余核苷酸；3端不含CCA顺序的tRNA前体需装上CCA顺序。原核与真核
28、tRNA前体的加工过程还有不同的情况：原核多顺反子tRNA前体，需加工时切开；含有居间顺序的真核tRNA前体，加工时需除去居间顺序。首先，tRNA前体被一内切核酸酶将居间顺序切除，产生带有 2，3-环磷酸的5半分子和含有5羟基的3半分子；然后两个半分子分别在2，3-环磷酸二酯酶和多核苷酸激酶作用下使5半分子露出了羟基和2磷酸基，使3半分子带上5磷酸基，这两个半分子再先后经过连接酶和磷酸单酯酶（去除2磷酸基）的作用，最后生成成熟的tRNA。rRNA前体的后加工 rRNA前体的后加工通常有如下步骤：除5SrRNA外，rRNA分子上通常有修饰核苷酸（主要是甲基化核苷酸），它们都是在后加工时修饰的。一
29、般认为核糖2羟基的甲基化在碱基甲基化之前；剪切：在rRNA前体分子的多余顺序处切开，产生许多中间前体，然后再切除中间前体末端的多余顺序；有的真核生物rRNA前体中存在有居间顺序的，须加工时除去。1982年T.R.切赫发现，在四膜虫（Tetrahymena）rRNA前体中，去除含有413个核苷酸的居间顺序是由rRNA前体自身催化完成的。在 5-鸟苷酸的促进下经过自身催化作用将居间顺序切除，居间顺序前后的两个部分再连接起来，产生成熟的rRNA（5-UpU-3）和一个环状RNA分子及一个15个核苷酸残基的小片段。rRNA前体的自身催化作用表明 RNA具有类似于酶的活性。b、翻译后调控主要是蛋白的修饰
30、，蛋白修饰后可以成为有功能的蛋白或者有隐藏功能的蛋白3. DNA与端粒. 答：端粒（Telomere）是真核细胞染色体末端的特殊结构.人端粒是由6个碱基重复序列（TTAGGG）和结合蛋白组成。端粒有重要的生物学功能,可稳定染色体的功能,防止染色体DNA降解、末端融合,保护染色体结构基因,调节正常细胞生长。正常细胞由于线性DNA复制5末端消失,随体细胞不断增殖,端粒逐渐缩短,当细胞端粒 缩至一定程度,细胞停止分裂,处于静止状态.故有人称端粒为正常细胞的“分裂钟” （Mistosis clock） ，端粒长短和稳定性决定了细胞寿命，并与细胞衰老和癌变密切相关。端粒酶（Telomerase）是使端粒延伸的反转录DNA台成酶。是个由RNA和蛋白质组成的核糖核酸-蛋白复合物。其RNA组分为模板,蛋白组分具有催化活性,
