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一、名词解释

1． YAC

【答案】酵母人工染色体。酵母人工染色体是指一种能够克隆长达400Kb 的DNA 片段的载体，含有酵母细胞中 必需的端粒、着丝点和复制起始序列，可用于基因组大片段库构建。

2． 转录单位（transcription unit）

【答案】转录单位是指从转录起始位点到转录终正位点所对应的、作为RNA 聚合酶模板的基因序列范围，可以是单一基因，也可以是多个基因。一个转录单位就是从启动子到终止子的一段序列，是一段以一条单链RNA 分子为表达产物的DNA 片段，这是转录单位的重要特征。

3． 操纵子

【答案】操纵子是指原核生物基因中，多个功能上相关的结构基因串联排列在基因组序列中，构成信息区，连同上游启动区和操纵基因区及下游转录终止区一起构成的基因表达单位。

4． 密码子偏爱性（codon preference）

【答案】密码子偏爱性是指不同种属的生物对简并密码具有不同的使用频率的现象。

5． Edman 降解（Edman degradation）

【答案】Edman 降解是指由P. Edman于1950年首先提出来的，最初用于N 端氨基酸残基分析，现在用于肽端 氨基酸序列测定的实验技术，

其原理是异硫氰酸苯酯能与多肽或蛋白质的游离一末端氨基的反应，切下与之反应的那个氨基酸残基，这样蛋白质或多肽链就减少了一个残基，而且在它的N 端又暴露出一个新的游 离的α-末端氨基，又可参加第二轮反应，如此重复，就可以测出n 个残基的顺序。

6． 无义突变（nonsensemutation ）

【答案】无义突变是指在DNA 序列中任何导致氨基酸的三联体密码子转变为终止密码子（UAG 、UGA 、U 从）的突变，它使蛋白质合成提前终止，合成无功能的或无意义的多肽。

7． tmRNA

【答案】转移—信使RNA 。tmRNA 是指细菌体内一种修复翻译水平上受阻的遗传信息表达过程的反式翻译机制的核心分子，它兼具tRNA 和mRNA 的特点，在SmpB 蛋白的帮助下特异性

识别携带mRNA 缺失体的核糖体，在核糖体蛋白S1的传递作用下结合在A 位点上，一方面延续被中断的mRNA 上的遗传信息，一方面终止蛋白质的合成，释放被束缚的核糖体和tRNA 进入新的翻译过程。

8． 聚合酶链式反应（polymerase chain reaction）

【答案】聚合酶链式反应，简写作PCR , 是指根据天然DNA 的复制机制在体外通过酶促反应有选择地大量扩增 （包括分离）一段目的基因的技术。利用两种寡核苷酸引物分别与特异性DNA 区段的正链和负链末端互补，经过模板DNA 变性，模板DN Α-引物的配对，在DNA 聚合酶作用下发生引物延伸反应，三个反应阶段后生成新的子代DNA 双链，经多次循环后得到大量目标DNA 片。

二、简答题

9． 简述真核生物转录前水平的调控机制。

【答案】真核生物转录前水平的基因调节方式主要有如下几种：

（1）染色质丢失。某些低等真核生物，如蛔虫，在其发育早期卵裂阶段，所有分裂的细胞除一个之外，均 将异染色质部分删除掉，从而使染色质减少约一半，而保持完整基因组的细胞则成下一代的生殖细胞，在此加工 过程中DNA 发生了切除并重新连接。

（2）基因扩增。基因扩增是细胞短期内大量产生出某一基因拷贝从而适应特殊需要的一种手段，通过改变 基因数量而调节基因表达产物的水平。某些脊椎动物的昆虫的卵母细胞，为贮备大量核糖体以供卵细胞受精后发 育的重要，通常都要专一性地增加编码核糖体RNA 的基因。

（3）基因重排。基因组序列发生改变，较常见的是失去一段特殊序列，或是一段序列从一个

位点转移到另 一个位点。重排可使表达的基因发生切换，由表达一种基因转为表达另一种基因。

DNA 的碱基可被甲基化，（4）染色体DNA 的修饰。主要形成5-甲基胞嘧啶甲基腺嘌呤

DNA 稳定性以及与蛋白

质相互作用方式的改变，从而控制基因的表达。

（5）异染色质化。凝缩状态的染色质称为异染色质，为非活性转录区。真核生物通过异染色质化而关闭某 些基因的表达，如雌性晡乳动物细胞有两个X 染色体，其中一个高度异染色质化而永久性失去活性，通常染色 质的活性转录区没有或很少甲基化，非活性区则甲基化程度高。

10．什么是CpG 岛？ CpG 岛高度甲基化所表示的含义是什么？

【答案】在真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出现在CpG 序列、CpXpG 、CCA/TGG和GATC 中。因为高等生物CpG 二核苷酸序列中的C 通常是甲基化的，极易自发脱氨，生成胸腺嘧啶，所以，CpG 二核苷酸序列出现的频 率远远低于按核苷酸组成计算出的频率。由于这些CpG 二核苷酸通常成串出现在DNA 上，这段序列往往被称为 CpG 岛。

DNA 甲基化导致某些区域DNA 构象变化，从而影响了蛋白质与DNA 的相互作用，抑制了

和少量DNA 甲基化作用能引起染色质结构、DNA 构象、在生物发育和分化过程中，

转录因子与启动 区DNA 的结合效率。甲基胞嘧啶在DNA 上并不是随机分布的，基因的5’端和3’端往往富含甲基化位点， 而启动区DNA 分子上的甲基化密度与基因转录受抑制程度密切相关。甲基化CpG 的密度和启动子强度之间的平 衡决定了启动子是否具有转录活性。此外，由于CpG 高度甲基化也增加了胞嘧啶残基突变的可能性，所以

调节基因表达。

11．通过对本章的学习，科学家的哪些品质最使你受到感动?

【答案】科学家们对于生命科学执着的追求最令人感动。正如华罗庚所说:“科学成就就是由一点一滴积累起来的，惟有长时期的积聚才能由点滴汇成大海。”每个生命本质问题的重大突破都不是在一朝一夕间完成的，是科学家们坚持不懈的努力，在漫长的岁月中，前赴后继地去探索、去思考、去实践、去论证，反反复复又不断提出新的思路，才有了今天繁荣的生命科学。如从提出，到发现，冉到证实遗传物质是DNA 的过程，前后经过了许多科学家不断提出质疑，然后反复试验、论证，最后才得出结论，为基因学奠定了基础。我们在科研的过程中，也应该学习这些科学家们坚持不懈的精神。

（也可从科学家严谨的科学态度、善于发现的创新精神等方面作答。）

12．简述真核生物核基因mRNA 前体的剪接机制。

【答案】GT-AG 内含子的剪接机制:

（1）U1snRNP 识别外显子的5' 末端剪接序列，并与其互补而结合。U2辅助因子（U2AF ）随后结合在分支点下游嘧啶区。某些剪接和调节因子将U1 snRNP 和U2AF 连在一起，组成E 复合物。

（2）U2snRNA 含有与分支点互补的序列，在其辅助因子帮助下结合其上，E 复合物转变为A 复合物。

（3）U4与U6和U5 snRNP 三聚体进入A 复合物后形成B1复合物，组成剪接体。

（4）U1 snRNP随即被释放，腾出空间，使U5 snRNP得以从外显子转到内含子，U6结合到5' 剪接点上，构成B2复合物。

（5）ATP 水解供给能量，U4与U6解离，U4 snRNP释放，U6随即与U2碱基配对，并自身折回形成发夹结构的C1复合物，U6/U2催化内含子序列中分支部位中腺苷酸残基（A ）的2'-OH 攻击内含子5' 末端与外显子1连接的磷酸二酯键，剪下了外显子1，而腺苷酸原来己有以3' ，5'-磷酸二酯键相连的两个相邻的核苷酸残基，加上此2' ，5'-磷酸二酯键的连接后，形成了“套索”中间产物。

（6）U5 snRNP 与3' 剪接点结合，在U6/U2的催化下，已被剪切下的外显子1的3' 末端-OH 攻击内含子3，末端与外显子2之间的3' ，5'-磷酸二酯键，链断裂，内含子以套索形式被剪切下来，同时外显子1与外显子2连接起来。

AT-AC 内含子的剪接机制:与上述机制相似，但参与这类内含子剪接体的成分有所不同，除保留U5 snRNP外，以U11 snRNP和U12 snRNP取代U1和U2，分别识别内含子5' 剪接点和分支点，

也作为内源性诱变剂或致癌因子