第三篇 遗传信息的传递 遗传信息的流动或传递规律可归纳为中心法则(central dogma),最早由DNA双螺旋的发现者.Cik于 1958年提出,后经补充完善。见图10-1。 转录 图101中心法则 中心法则主要包括如下内容: (1)遗传信息的传递一D八A的复制:即遗传信息如何忠实地从亲代传递至子代? (2)遗传信息的表达一转录和翻译:即遗传信息如何表达为有功能的产物? (3)中心法则的发展与补充 病毒中的逆转录和RNA复制 第10章DNA的生物合成 学习要求 讲义要点 掌握半保留复制的概念、了解半保留复制的实验 DNA的生物合成包括基因组DNA的复制、逆转 证据。了解双向复制、复制起点,复制子的概念。掌 录以及DNA损伤的修复等。 握半不连续复制、领头链,随从链和冈崎片段的基本 概念。掌握DNA复制的原料、复制的基本化学反应。 (一】复制的基本规律 L.半保留复制是DNA复制的基本特征 掌握原核生物(大肠杆菌)DNA聚合酶I的作用, (1)复制的概念:复制是指遗传信息的传代即 了解大肠杆南其他DNA聚合的作用了解常见的 直核生物DNA聚合酶及其作用。捉解螺旋酶 以母株DNA为模板合成子特DNA的时程 DNA拓扑异构酵、单链DNA结合蛋白、DNA连接醇 (2)半保留复制的概念:在DNA复制过程中 引物酵的作 DNA双螺旋结构的两条 核苷酸链彼此分开,然后 熟悉原核生物D八A复制起始区的 构与功能 每条链各自作为模板,在其上分别合成出一条互补 引发体的概念 了解原核生物复制的延 与终止过 链,这样,新形成的两个DNA分子(子代DNA)与原来 程,了解真核生物DNA复制过程与原核生物的差异。 DNA分子(亲代DNA)的核苷酸序列完全相同。在此 熟悉端粒的慨念、端粒酵的结构与作用,了解端粒的 过程中,每个子代DNA的两条链.一条来自亲代 作用端粒箭参与端粒合成的机制。了解滚环复制等 DNA,另一条链则是新合成的,这种方式称为DNA的 其他复制方式。 半保留复制。 掌握逆转录的概念与逆转录酶的作用。了解逆 (3)半保留复制的实验证据:1958年由Me 转录的生物学意义。 &Shl通过核素示踪实验予以证实,如图10-2所示 掌握DNA损伤的概念、突变的概念与主要类型。 2DNA复制从起始点向两个方向延伸形成双向 物采常见的DNA损伤因素了解室的生物医学音 复制 义摸DNA终复的赏见方式执希切除修复的 (1)复制叉:DNA双链解开分成两股,各自作为 本过程,了解光修复重组修复,SOS修复等其他DNA 模板子韩沿模板延长所形成的Y字形结构 损伤修复方式。 (2)复制子:是独立完成复制的基本功能单位 107
107 第三篇 遗传信息的传递 遗传信息的流动或传递规律可归纳为中心法则( central dogma)ꎬ最早由 DNA 双螺旋的发现者 F Crick 于 1958 年提出ꎬ后经补充完善ꎮ 见图 10 ̄1ꎮ 图 10 ̄1 中心法则 中心法则主要包括如下内容: (1) 遗传信息的传递———DNA 的复制:即遗传信息如何忠实地从亲代传递至子代? (2) 遗传信息的表达———转录和翻译:即遗传信息如何表达为有功能的产物? (3) 中心法则的发展与补充———病毒中的逆转录和 RNA 复制 第 10 章 DNA 的生物合成 学 习 要 求 掌握半保留复制的概念、了解半保留复制的实验 证据ꎮ 了解双向复制、复制起点、复制子的概念ꎮ 掌 握半不连续复制、领头链、随从链和冈崎片段的基本 概念ꎮ 掌握 DNA 复制的原料、复制的基本化学反应ꎮ 掌握原核生物(大肠杆菌)DNA 聚合酶 I 的作用ꎬ 了解大肠杆菌其他 DNA 聚合酶的作用ꎬ了解常见的 真核生物 DNA 聚合酶及其作用ꎮ 掌握解螺旋酶、 DNA 拓扑异构酶、单链 DNA 结合蛋白、DNA 连接酶、 引物酶的作用ꎮ 熟悉原核生物 DNA 复制起始区的结构与功能、 引发体的概念ꎬ了解原核生物复制的延长与终止过 程ꎬ了解真核生物 DNA 复制过程与原核生物的差异ꎮ 熟悉端粒的概念、端粒酶的结构与作用ꎬ了解端粒的 作用、端粒酶参与端粒合成的机制ꎮ 了解滚环复制等 其他复制方式ꎮ 掌握逆转录的概念与逆转录酶的作用ꎮ 了解逆 转录的生物学意义ꎮ 掌握 DNA 损伤的概念、突变的概念与主要类型ꎮ 熟悉常见的 DNA 损伤因素、了解突变的生物医学意 义ꎮ 熟悉 DNA 修复的常见方式ꎬ熟悉切除修复的基 本过程ꎬ了解光修复、重组修复、SOS 修复等其他 DNA 损伤修复方式ꎮ 讲 义 要 点 DNA 的生物合成包括基因组 DNA 的复制、逆转 录以及 DNA 损伤的修复等ꎮ (一) 复制的基本规律 1 半保留复制是 DNA 复制的基本特征 (1) 复制的概念:复制是指遗传信息的传代ꎬ即 以母链 DNA 为模板合成子链 DNA 的过程ꎮ (2) 半保留复制的概念:在 DNA 复制过程中ꎬ DNA 双螺旋结构的两条多核苷酸链彼此分开ꎬ然后ꎬ 每条链各自作为模板ꎬ在其上分别合成出一条互补 链ꎬ这样ꎬ新形成的两个 DNA 分子(子代 DNA)与原来 DNA 分子(亲代 DNA)的核苷酸序列完全相同ꎮ 在此 过程中ꎬ 每 个 子 代 DNA 的 两 条 链ꎬ 一 条 来 自 亲 代 DNAꎬ另一条链则是新合成的ꎬ这种方式称为 DNA 的 半保留复制ꎮ (3) 半保留复制的实验证据:1958 年由 Meselson & Stahl 通过核素示踪实验予以证实ꎬ如图 10 ̄ 2 所示ꎮ 2 DNA 复制从起始点向两个方向延伸形成双向 复制 (1) 复制叉:DNA 双链解开分成两股ꎬ各自作为 模板ꎬ子链沿模板延长所形成的 Y 字形结构ꎮ (2) 复制子:是独立完成复制的基本功能单位ꎬ
·108·生物化学与分子生物学学习纲要与同步练习 每个起始点产生两个移动方向相反的复制叉复制完 (二)DNA复制的酶学和拓扑学变化 时,复制又相遇并汇合连接。 习惯上把两个相邻起 L.DNA复制雷多种生物分子共同参与DNA复 始点之间的距离定为一个复制子 制是在酶催化下的核苷酸聚合过程,需要多种生物分 步度稀度实验: 梯度离心结果 子共同参与。 (1)底物(原料):四种dNTP(dATP.dGTP.dCIP 合重氨DNA的细省 (2)模板(template):解开成单链的DNA母链 (3)引物(primer):短RNA片段,提供3'OH末 端使NP可以依次聚合 ‖ 第一代 (4)酶类及蛋白质因子,DNA爽合醇等 2.参与DNA复制的酶及蛋白质因子 售整茶 (I)DNA聚合酶(D I 大肠杆菌DNA聚合酶I是最早发现的DNA聚合 第二代 酶.其作用见表10.2。 一实验结果支持半保留复制的设想 表10-2大肠杆菌DNA聚合酶I的作用 图10-2半保留复制的实验证据 活性 作用 5”一→3聚合酶活性催化脱氧核苷酸在模板单链上聚合 5”一3'外切衡活性切除复制过程中的RNA引物 表10-1原核生物与真核生物双向复制的比较 3”一5外切酶活性校正复制过程中的错闵 原核生物 直核生物 基因组DNA 环状 线性 原核生物中共有三种DNA聚合爵(DNA聚合酶 复制起始点 一个 多个 I、Ⅱ、Ⅲ),常见的真核生物DNA聚合酶有五种 复制子 单复制子(复制体)多(数以万计) (DNA聚合酶&BY,8,e),作用见表10-3。 表10-3原核生物与真核生物DNA聚合酶 3DNA的半不连缕复制 种类 作用 (1)体内催化DNA合成的酶仅有5'→3方向的 DNA聚合南I校正复制错误,填补复制、修 DNA聚合酶:而DNA为两条反向平行的多核苷酸 复中的空膜 构成且复制过程中会保留亲代的一条DNA链。 DNA聚合南Ⅱ可能参与DNA相伤应急状态 (2)在同一复制叉上只有一个解链方向。因此 的修复 在子链的形成过程中,一条链的合成是连续进行的 原核生物DNA聚合酶Ⅲ 其聚合爵活性远高于DNA 称为前导链,其合成方向与解链方向相同:而另一条 l.是 子链的合成是不连续、分段合成的,其合成方向与解 ,加工能强而又准碗 链方向相反,必须待模板解开至足够的长 度后方可合 成大多数 成.称为随从链(图10-3)。 DNA聚合南a 起始引发,有引物酶 (3)复制中随从筛合成时合成的不连续片断,称 DNA聚合南B参与低保直度的复创 为冈崎片断。 真核生物DNA聚合y 领头连续合成) DNA聚合南8 延长子链的主委南,有解螺旋 复制又 复制 酶活性 DNA聚合制需填补引物空隙,切除修复重组 3¥5 注:用特异的蛋白醇可将DNA四l水解为大小两个片段 解链方向 解链方向 小片段:含3个氨基酸残基,有 (大片段:也称Knw片段.含604个氨基酸残基.有3 随从不连合成】 →5'核酸外切酶活性和DNA聚合酶活性。KIow片 图10-3半不连续复制 段是实验室合成DNA和进行分子生物学研究中常用 的工具南
108 生物化学与分子生物学学习纲要与同步练习 每个起始点产生两个移动方向相反的复制叉ꎬ复制完 成时ꎬ复制叉相遇并汇合连接ꎮ 习惯上把两个相邻起 始点之间的距离定为一个复制子ꎮ 图 10 ̄ 2 半保留复制的实验证据 表 10 ̄1 原核生物与真核生物双向复制的比较 原核生物 真核生物 基因组 DNA 环状 线性 复制起始点 一个 多个 复制子 单复制子(复制体) 多(数以万计) 3 DNA 的半不连续复制 (1) 体内催化 DNA 合成的酶仅有 5′→3′方向的 DNA 聚合酶ꎻ而 DNA 为两条反向平行的多核苷酸链 构成且复制过程中会保留亲代的一条 DNA 链ꎮ (2) 在同一复制叉上只有一个解链方向ꎮ 因此ꎬ 在子链的形成过程中ꎬ一条链的合成是连续进行的ꎬ 称为前导链ꎬ其合成方向与解链方向相同ꎻ而另一条 子链的合成是不连续、分段合成的ꎬ其合成方向与解 链方向相反ꎬ必须待模板解开至足够的长度后方可合 成ꎬ称为随从链(图 10 ̄3)ꎮ (3) 复制中随从链合成时合成的不连续片断ꎬ称 为冈崎片断ꎮ 图 10 ̄3 半不连续复制 (二) DNA 复制的酶学和拓扑学变化 1 DNA 复制需多种生物分子共同参与 DNA 复 制是在酶催化下的核苷酸聚合过程ꎬ需要多种生物分 子共同参与ꎮ (1) 底物(原料):四种dNTP(dATP、dGTP、dCTP、dTTP) (2) 模板(template):解开成单链的 DNA 母链 (3) 引物( primer):短 RNA 片段ꎬ提供 3′ ̄OH 末 端ꎬ使 dNTP 可以依次聚合ꎮ (4) 酶类及蛋白质因子:DNA 聚合酶等 2 参与 DNA 复制的酶及蛋白质因子 (1) DNA 聚合酶(DNA ̄pol) 大肠杆菌 DNA 聚合酶 I 是最早发现的 DNA 聚合 酶ꎬ其作用见表 10 ̄ 2ꎮ 表 10 ̄ 2 大肠杆菌 DNA 聚合酶Ⅰ的作用 酶活性 作用 5′→3′聚合酶活性 催化脱氧核苷酸在模板单链上聚合 5′→3′外切酶活性 切除复制过程中的 RNA 引物 3′→5′外切酶活性 校正复制过程中的错误 原核生物中共有三种 DNA 聚合酶(DNA 聚合酶 Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ)ꎬ 常见的真核生物 DNA 聚合酶有五种 (DNA 聚合酶 α、β、γ、δ、ε)ꎬ作用见表 10 ̄3ꎮ 表 10 ̄3 原核生物与真核生物 DNA 聚合酶 种类 作用 DNA 聚合酶Ⅰ 校正复制错误ꎬ填补复制、修 复中的空隙 DNA 聚合酶Ⅱ 可能参与 DNA 损伤应急状态 的修复 原核生物 DNA 聚合酶Ⅲ 其聚 合 酶 活 性 远 高 于 DNA ̄ polIꎬ是一个真正的 DNA 复 制酶ꎬ加工能强而又准确ꎬ 合成大多数 DNAꎮ DNA 聚合酶 α 起始引发ꎬ有引物酶活性 DNA 聚合酶 β 参与低保真度的复制 真核生物 DNA 聚合酶 γ 在线粒体 DNA 复制中起催化 作用 DNA 聚合酶 δ 延长子链的主要酶ꎬ有解螺旋 酶活性 DNA 聚合酶 ε 填补引物空隙ꎬ切除修复、重组 注:用特异的蛋白酶可将 DNA polⅠ水解为大、小两个片段ꎮ 小片段:含 323 个氨基酸残基ꎬ有 5′→3′核酸外切酶活性ꎮ {大片段:也称 Klenow 片段ꎬ含 604 个氨基酸残基ꎬ有 3′ →5′核酸外切酶活性和 DNA 聚合酶活性ꎮ Klenow 片 段是实验室合成 DNA 和进行分子生物学研究中常用 的工具酶ꎮ
第10章DNA的生物合成·1O9· D八A复制的保直性主要依赖三种机制:遵守严格 (1)复制起始:DNA解链和RNA引物合成 的碱基配对规律:聚合酶在复制延长中对碱基的选择 参与大肠杆菌复制起始的蛋白质及其作用(见表 功能:复制出错时有即时校读功能。 10-5) (2)DNA复制所需的他酶成蛋白质(表10.4) 子的碱基埋在双螺旋内部,因此复制时,只有把 表105参与大肠杆菌复制起始的蛋白质 DNA分 DNA分子解成单链,才能起模板作用。 蛋白质(基因) 通用名 功能 湖认起始点 表104DNA复制所需的其他酶或蛋白质 DnaB(dnaB) 解螺旋南 解开DNA双链 名称 作用 引物南 催化RNA引物合成 DnaC(dnaC) 协同DnaB DgG(dnaG)引物南 催化RNA引物生成 DNA连接酶 连接DNA分子中的单链缺口 解开DNA双链 单链DNA结合 稳定已解开的单链 解螺旋南 蛋白 DNA拓扑异构酶 使超螺旋DNA松弛,理顺DNA徒 拓扑异构酶 理顺DNA链 单链DNA结合蛋白 稳定已解开的单DNA (S5B) 1)复制起始点(oiC):见表10-6: 大肠杆菌有一个固定的复制起始点。0C的结 (三)DNA生物合成过程 构如图10.4 1.原核生物DNA的生物合成 退别 宽会AT区 复列的三个3将列 血g结构位置4个9D序列 图104大肠杆菌复制起始点 链上,其化学本质是3'、5磷酸二酯键的不断生成。 表10-6大肠杆菌复制起始点 DNA链不断延长的过程。 结构 名称 (3)复制的终止:复制的终止过程见表10-7。 C3组申联重复识别区 为DaaA所辨认与 表10-7原核生物DNA复制的终止 序列 结合 基本过程 参与的南及其作用 2对反向重复富含AT区容易解链 去除RNA引物 枝内RNA萄 序列 DNA聚合南】 2)DNA解链:参与DNA解链蛋白质主要有 填补空缺 3”一5外切作用 5'+3聚合作用 DnaA、DnaB、DnaC,基本过程是:首先,DnaA蛋白辨i以 缺口连接 DNA连接前 oiC的识别区并与富含AT区结合,促使AT区解链: DnaB/DnC使双链DNA解开至足够长度,同时逐步 原核生物DNA复制的基本过程参见图10-5。 图换出DnA蛋白.随后是B与单DNA结合 2.直核生物的DNA合成 3)引发体与RNA引物:含有 (】)直核生物的DNA复制与原核生物(大肠杆 DnaC,DnaG(引物酶)和DNA复制起始区域的复合线 菌)基本相似,但也有其白身的特 构称为引发体。引发体在模板的适当位置,即可以 T的核心序列称》 链DNA为模板,以NTP(A.G,CU)为原料,按5'一→3 1)酵母的复制起始点高含 自主复制序列(ARS),复制起始点多,呈时序性而非 方向催化一短链RNA引物合成。 同步性: (2)复制的延长.指在DNA聚合南催化下,四种 2)需要复制因子(RFA,RFC)及增殖细胞核抗原 NTP以dNMP的方式逐个加入至引物或延长中的子 (PCNA):
第 10 章 DNA 的生物合成 109 DNA 复制的保真性主要依赖三种机制:遵守严格 的碱基配对规律ꎻ聚合酶在复制延长中对碱基的选择 功能ꎻ复制出错时有即时校读功能ꎮ (2) DNA 复制所需的其他酶或蛋白质(表 10 ̄ 4): DNA 分子的碱基埋在双螺旋内部ꎬ因此复制时ꎬ只有把 DNA 分子解成单链ꎬ才能起模板作用ꎮ 表 10 ̄ 4 DNA 复制所需的其他酶或蛋白质 名 称 作 用 引物酶 催化 RNA 引物合成 DNA 连接酶 连接 DNA 分子中的单链缺口 解螺旋酶 解开 DNA 双链 DNA 拓扑异构酶 使超螺旋 DNA 松弛ꎬ理顺 DNA 链 单链 DNA 结合蛋白 (SSB) 稳定已解开的单链 DNA (三) DNA 生物合成过程 1 原核生物 DNA 的生物合成 (1) 复制起始:DNA 解链和 RNA 引物合成 参与大肠杆菌复制起始的蛋白质及其作用(见表 10 ̄5)ꎮ 表 10 ̄5 参与大肠杆菌复制起始的蛋白质 蛋白质(基因) 通用名 功能 DnaA(dnaA) 辨认起始点 DnaB(dnaB) 解螺旋酶 解开 DNA 双链 DnaC(dnaC) 协同 DnaB DnaG(dnaG) 引物酶 催化 RNA 引物生成 SSB 单 链 DNA 结 合 蛋白 稳定已解开的单链 拓扑异构酶 理顺 DNA 链 1) 复制起始点(oriC):见表 10 ̄ 6ꎮ 大肠杆菌有一个固定的复制起始点ꎮ OriC 的结 构如图 10 ̄ 4ꎮ 图 10 ̄ 4 大肠杆菌复制起始点 表 10 ̄ 6 大肠杆菌复制起始点 oriC 结构 名称 特性 3 组 串 联 重 复 序列 识别区 为DnaA 所辨认与 结合 2 对 反 向 重 复 序列 富含 AT 区 容易解链 2) DNA 解 链: 参 与 DNA 解 链 蛋 白 质 主 要 有 DnaA、DnaB、DnaCꎬ基本过程是:首先ꎬDnaA 蛋白辨认 oriC 的识别区并与富含 AT 区结合ꎬ促使 AT 区解链ꎻ DnaB/ DnaC 使双链 DNA 解开至足够长度ꎬ同时逐步 置换出 DnaA 蛋白ꎻ随后是 SSB 与单链 DNA 结合ꎮ 3) 引发体与 RNA 引物:含有 DnaB(解螺旋酶)、 DnaC、DnaG(引物酶)和 DNA 复制起始区域的复合结 构称为引发体ꎮ 引发体在模板的适当位置ꎬ即可以单 链 DNA 为模板ꎬ以 NTP(A、G、C、U)为原料ꎬ按 5′→3′ 方向催化一短链 RNA 引物合成ꎮ (2) 复制的延长:指在 DNA 聚合酶催化下ꎬ四种 dNTP 以 dNMP 的方式逐个加入至引物或延长中的子 链上ꎬ其化学本质是 3′、5′ ̄磷酸二酯键的不断生成ꎬ DNA 链不断延长的过程ꎮ (3) 复制的终止:复制的终止过程见表 10 ̄7ꎮ 表 10 ̄7 原核生物 DNA 复制的终止 基本过程 参与的酶及其作用 去除 RNA 引物 核内 RNA 酶 DNA 聚合酶Ⅰ 填补空缺 3′→5′外切作用 5′→3′聚合作用 缺口连接 DNA 连接酶 原核生物 DNA 复制的基本过程参见图 10 ̄5ꎮ 2 真核生物的 DNA 合成 (1) 真核生物的 DNA 复制与原核生物(大肠杆 菌)基本相似ꎬ但也有其自身的特点: 1) 酵母的复制起始点富含 AT 的核心序列称为 自主复制序列(ARS)ꎬ复制起始点多ꎬ呈时序性而非 同步性ꎻ 2) 需要复制因子(RFA、RFC)及增殖细胞核抗原 (PCNA)ꎻ
·110·生物化学与分子生物学学习纲要与同步练习 解蝶旋酶 SSB 一引发 引物酶 DNA聚合Ⅲ DNA聚合I 前导 DNA连接酶 后随的 图10-5原核生物DNA复制过程 3)DNA复制位于细胞周期的S期,有相应的蛋 4)端粒酶(见后)维持DNA复制的完整性。 白激酶参与调控。蛋白激酶有调节亚基(细胞周期蛋 (2)真核生物与原核生物DA复制的比较(表 白)和倦化亚基(细胞周期蛋白依赖激南.CDK)构成。!10.8) 表10.8直核生物与原核生物DNA复制的比较 真核生物 原枝生物 复制起始点 很多(可多达千个) 一个 复制起始点序列特征 富含AT序列 3组串联重复序列与2对反向重复序列 引物酶活性 DNA-pol a 解链酶活性 DNA-pol 8 DnaR 引物长度 短 长 冈崎片断长度 长 延长网崎片断填补空晾 DNA-pole DNA-pol I 主要复制鬧 DNA-pols DNA-网lⅢ 复制速度 慢 DNA损伤修复 DNA-polB DNA-pol I (3)端粒与端粒酶 (四)其他DNA复制方式 1)端粒:是直核生物染色体线性DNA分子末端 (1)滚环复制:是某些低等生物的复制形式,如 的结构,其序列特征是富含T,G短序列的多次重复序 bX174和M13噬菌体笔 列。对于维持染色体的稳定性和复制的完整性有虽 (2)D环复制:是线粒体DNA的复制形式。其特 要作用。 点是复制起始点不在双链DNA同一位点,内、外环复 2)端粒酶,是一种由RNA和蛋白质组成的酶.包 制有时序差别。 数醇R+端粒酷协同蛋白+端粒反 端粒酶以其自身携带 五)逆转录 3)端粒合成机制:爬行模型。 1.逆转录的概念也称反转录,是RNA指导 的DNA合成。即以RNA为模板,dNTP为原料.由逆 转录酶催化合成DNA分子
110 生物化学与分子生物学学习纲要与同步练习 图 10 ̄5 原核生物 DNA 复制过程 3) DNA 复制位于细胞周期的 S 期ꎬ有相应的蛋 白激酶参与调控ꎮ 蛋白激酶有调节亚基(细胞周期蛋 白)和催化亚基(细胞周期蛋白依赖激酶ꎬCDK)构成ꎮ 4) 端粒酶(见后)维持 DNA 复制的完整性ꎮ (2) 真核生物与原核生物 DNA 复制的比较(表 10 ̄ 8) 表 10 ̄ 8 真核生物与原核生物 DNA 复制的比较 真核生物 原核生物 复制起始点 很多(可多达千个) 一个 复制起始点序列特征 富含 AT 序列 3 组串联重复序列与 2 对反向重复序列 引物酶活性 DNA ̄pol α DnaG 解链酶活性 DNA ̄pol δ DnaB 引物长度 短 长 冈崎片断长度 短 长 延长冈崎片断填补空隙 DNA ̄polε DNA ̄pol Ⅰ 主要复制酶 DNA ̄polδ DNA ̄pol Ⅲ 复制速度 慢 快 DNA 损伤修复 DNA ̄polβ DNA ̄pol Ⅰ (3) 端粒与端粒酶 1) 端粒:是真核生物染色体线性 DNA 分子末端 的结构ꎬ其序列特征是富含 T、G 短序列的多次重复序 列ꎮ 对于维持染色体的稳定性和复制的完整性有重 要作用ꎮ 2) 端粒酶:是一种由 RNA 和蛋白质组成的酶ꎬ包 括端粒酶 RNA+端粒酶协同蛋白+端粒酶反转录酶ꎮ 端粒酶以其自身携带的 RNA 为模板合成互补链ꎮ 3) 端粒合成机制:爬行模型ꎮ (四) 其他 DNA 复制方式 (1) 滚环复制:是某些低等生物的复制形式ꎬ如 ϕX174 和 M13 噬菌体等ꎮ (2) D 环复制:是线粒体 DNA 的复制形式ꎮ 其特 点是复制起始点不在双链 DNA 同一位点ꎬ内、外环复 制有时序差别ꎮ (五) 逆转录 1 逆转录的概念 也称反转录ꎬ是 RNA 指导下 的 DNA 合成ꎮ 即以 RNA 为模板ꎬdNTP 为原料ꎬ由逆 转录酶催化合成 DNA 分子ꎮ
第10章DNA的生物合成·111,y 逆转录病依赖RNA的DNA聚合醇活 某些生物.RNA同样具有遗传信息传代和表达的功能」 核糖核酸南HCRN aseh的活性 (2)拓展了病毒致癌的理论:HIV属RNA病毒。 的三种爵体葱DNA的DNA聚合酶活性 具有逆转录功能,是ADS的病原体。 2.逆转录过程(图10-6) (3)分子生物学研究中,可以利用逆转录酶将真 逆转录是RNA 病毒的复制形式。以逆转录为特 核生物的mRNA反转录为互补DNA( 征的RNA病毒为逆转录病毒,如BRSV、HIV。逆转录 DNA,cDNA)。 反应包括以下三步: (六)DNA的损伤与修 (1)以病毒基因组RNA为模板,以dNTP为底 L.DNA损伤的因素 多种化学或物理因素可 物,合成一条互补DNA链构成RNA-DNA杂合分子: 诱发突变 DNA损伤 常泛指各种体内外因素所 ())化型结中的BNA水剩下单链DNA (3)以剩下的单链DNA再做模板,合成第 致的DNA结构的破坏或异常,常见的DNA损伤形式 包括DNA中碱基的损伤.DNA链骨架的损伤如DNA DNA互补链。 单链或双链断裂,DNA链内或DNA与蛋白质的交联、 RNA模 碱基错配(如复制时)等 2.DNA损伤的结果饰大多数DNA提伤可得 反转录刷 效修复 杂化双链 若不能得到有效修复,则导致突变(mutation),疾 病发生、衰老、乃至死亡。 ●DNA损伤和突变实际上是两个完全不同的概念,前 RNaseH 考主要侧重于生物化学角度,后者则侧重遗传学角度。DN 单链DNA 伤进常泛指各种体内外因茶所数的小A结的环 异常:而DNA的突变则通常是指DNA碱基序列的改变或另 反转录 常。细胞内的DNA损伤可以被DNA修复系统中的南识别 进而以复,DA损伤肉其转求和(或)制处于停 以使及时修复。面DNA突变则不能被南识别且不被修 双链DN 图10-6逆转录过程示意图 复,DNA突变后其转录和复制照常进行 ●DNA损伤与突变也密切相关,因为DNA损伤通常导 致DNA突变 3.逆转录的生物学意义 ·遗传学上广义的突变的概念还包括细胞或个体遗传 (1)拓展了中心法则的内容:逆转录现象说明在 性状的政变。 内源性因索:如代谢产生的自由基等 物理性因素紫外线:可引起DNA链上相邻的两个密定碱基共价交联形成 嘧啶二聚体电离辐射 DNA损伤因素 外源性因素 「稠环芳香烃,苯并芘、二甲苯并意 化学性因素 变质食物:黄曲霉素B 无机盐: 硝酸盐、砷,石棉 烷化剂:氨芥、环磷酰胺 3.突变的意义及其类型 改变。 (1)突变的意义 碱基替换是指DNA分子上一个成多个碱基对被 1)在生物界普遍存在,是进化的分子基础: 其他碱其对所梦换 2)只有基因型改 的突变形成DNA分子的多 DNA分子中单 一碱基的替换则称点突变(poi 态性: aion),为最常见的突变形式。又可以分为转换和 3)致死性的突变可导致个体,细胞的死亡: 颠换两种形式。转换是指同类碱基之间的互换:颠换 4)突变是某此疾病的发病基础。 是指异类碱基之间的互换。一般而言,颠换比转换导 (2)突变的分子类型及其作用 致的遗传后果严重(图10-7)。 1)碱基替换和点突变一可导致氨基酸的 若点突变发生在基因的编码区,遗传结果则可能
第 10 章 DNA 的生物合成 111 逆转录酶 的三种酶 依赖 RNA 的 DNA 聚合酶活 核糖核酸酶 HCRN aseH 的活性 依赖 DNA 的 DNA 聚合酶活性 { 2 逆转录过程(图 10 ̄ 6) 逆转录是 RNA 病毒的复制形式ꎮ 以逆转录为特 征的 RNA 病毒为逆转录病毒ꎬ如 RSV、HIVꎮ 逆转录 反应包括以下三步: (1) 以病毒基因组 RNA 为模板ꎬ以 dNTP 为底 物ꎬ合成一条互补 DNA 链ꎬ构成 RNA ̄DNA 杂合分子ꎻ (2) 杂化双链中的 RNA 被水解ꎬ剩下单链 DNAꎻ (3) 以剩下的单链 DNA 再做模板ꎬ合成第二条 DNA 互补链ꎮ 图 10 ̄ 6 逆转录过程示意图 3 逆转录的生物学意义 (1) 拓展了中心法则的内容:逆转录现象说明在 某些生物ꎬRNA 同样具有遗传信息传代和表达的功能ꎮ (2) 拓展了病毒致癌的理论:HIV 属 RNA 病毒ꎬ 具有逆转录功能ꎬ是 AIDS 的病原体ꎮ (3) 分子生物学研究中ꎬ可以利用逆转录酶将真 核生物的 mRNA 反转录为互补 DNA( complementary DNAꎬcDNA)ꎮ (六) DNA 的损伤与修复 1 DNA 损伤的因素———多种化学或物理因素可 诱发突变 DNA 损伤通常泛指各种体内外因素所导 致的 DNA 结构的破坏或异常ꎬ常见的 DNA 损伤形式 包括 DNA 中碱基的损伤、DNA 链骨架的损伤如 DNA 单链或双链断裂、DNA 链内或 DNA 与蛋白质的交联、 碱基错配(如复制时)等ꎮ 2 DNA 损伤的结果 绝大多数 DNA 损伤可得到 有效修复ꎮ 若不能得到有效修复ꎬ则导致突变(mutation)、疾 病发生、衰老、乃至死亡ꎮ ● DNA 损伤和突变实际上是两个完全不同的概念ꎬ前 者主要侧重于生物化学角度ꎬ后者则侧重遗传学角度ꎮ DNA 损伤通常泛指各种体内外因素所导致的 DNA 结构的破坏或 异常ꎻ而 DNA 的突变则通常是指 DNA 碱基序列的改变或异 常ꎮ 细胞内的 DNA 损伤可以被 DNA 修复系统中的酶识别并 进而加以修复ꎬDNA 损伤时其转录和(或) 复制处于停滞状 态以便及时修复ꎮ 而 DNA 突变则不能被酶识别且不被修 复ꎬDNA 突变后其转录和复制照常进行ꎮ ● DNA 损伤与突变也密切相关ꎬ因为 DNA 损伤通常导 致 DNA 突变ꎮ ● 遗传学上广义的突变的概念还包括细胞或个体遗传 性状的改变ꎮ DNA 损伤因素 内源性因素:如代谢产生的自由基等 外源性因素 物理性因素 紫外线:可引起 DNA 链上相邻的两个嘧啶碱基共价交联形成 { 嘧啶二聚体电离辐射 化学性因素 稠环芳香烃:苯并芘、二甲苯并蒽 变质食物:黄曲霉素 B 无机盐:亚硝酸盐、砷、石棉 烷化剂:氮芥、环磷酰胺 ì î í ï ï ï ï ì î í ï ï ï ï ï ï ì î í ï ï ï ï ï ï ï ï 3 突变的意义及其类型 (1) 突变的意义 1) 在生物界普遍存在ꎬ是进化的分子基础ꎻ 2) 只有基因型改变的突变形成 DNA 分子的多 态性ꎻ 3) 致死性的突变可导致个体、细胞的死亡ꎻ 4) 突变是某些疾病的发病基础ꎮ (2) 突变的分子类型及其作用 1) 碱 基 替 换 和 点 突 变———可 导 致 氨 基 酸 的 改变ꎮ 碱基替换是指 DNA 分子上一个或多个碱基对被 其他碱基对所替换ꎮ DNA 分子中单一碱基的替换则称点突变( point mutation)ꎬ为最常见的突变形式ꎮ 又可以分为转换和 颠换两种形式ꎮ 转换是指同类碱基之间的互换ꎻ颠换 是指异类碱基之间的互换ꎮ 一般而言ꎬ颠换比转换导 致的遗传后果严重(图 10 ̄7)ꎮ 若点突变发生在基因的编码区ꎬ遗传结果则可能
·12·生物化学与分子生物学学习纲要与同步练习 有如下几种情况 序发生改变 A同义突变:突变不引起氨基酸种类的改变,又 缺失:一个碱基或一段核苷酸链从DNA大分子 称沉默突变。突变多发生在遗传密码的第三位。 上消失。 B.错义突变:突变引起氨基酸种类的改变。突 插入:原来没有的一个碱基或一段核苷酸链插入 变多发生在遗传密码的第一位 到DNA大分子中间 C无义突变.突变导致编码某种氨基酸的密码 框移突变,插入或缺失如果发生在基因编码风 子变成了终止密码子,引起肽链合成提前终止。 叫会导致二联体密码的阅读方式改亦造成蛋白质氨 正猪成人HbA)B亚基 基酸排列顺序发生改变(图10-8)。 肽链Nval·hisleu·rogu·gu 正常 .CA GUA CAU GUC 丙组缬 基因 豪形红细胞贫血病人db(HbS)B亚恭 图10-8缺失导致的框移突变 肽值N-val his.leu.thr·pro.val·gu···C 基因 3)重组或重播 一常引起遗传、肿瘤等疾病 图107镰刀红细胞贫血病人H业B亚基的点突变 DNA分子内较大片断的交换称为重组或重排。 如位于11号染色体上的H邮基因家族的重排引起地 2)插入和缺失 一可造成蛋白质氨基酸排列 中海贫血(图10-9)。 HHb Anti-Lepore 门☐HHb Lepore 图109由基因重排引起的地中海贫血 4.DNA损伤的修复 (1)直接修复系统一利用酶简单地逆转DNA 损伤 UVTA 在大肠杆蘭光修复系统中利用光复合酶在可 UVTB 见光存在时,可将胸腺密啶二聚体分解为原来的非聚 合状态,使 DNA恢复正常结构 (2)切除修复系统 细胞内最重要和有效的 修复方式。 在原核生物DNA的切除修复系统中,以紫外线 损伤的研究最明确,相关的蛋白质分别有UrA,B,C DNApo1 I dNTP -OH P- 等。原核生物切除修复的基本过程包括去除损伤的 ATp、 DNA,填补空隙和连接,如图10-10 真核生物的切除修复与原核生物基本相似,但更 为复杂。以人类着色性干皮病(XP)的研究最清楚。 表10-9比较了原核与真核生物切除修复系统。 图10-10原核生物(大肠杆菌)的切除修复过程
112 生物化学与分子生物学学习纲要与同步练习 有如下几种情况: A 同义突变:突变不引起氨基酸种类的改变ꎬ又 称沉默突变ꎮ 突变多发生在遗传密码的第三位ꎮ B 错义突变:突变引起氨基酸种类的改变ꎮ 突 变多发生在遗传密码的第一位ꎮ C 无义突变:突变导致编码某种氨基酸的密码 子变成了终止密码子ꎬ引起肽链合成提前终止ꎮ 图 10 ̄7 镰刀红细胞贫血病人 Hbβ 亚基的点突变 2) 插入和缺失———可造成蛋白质氨基酸排列顺 序发生改变ꎮ 缺失:一个碱基或一段核苷酸链从 DNA 大分子 上消失ꎮ 插入:原来没有的一个碱基或一段核苷酸链插入 到 DNA 大分子中间ꎮ 框移突变:插入或缺失如果发生在基因编码区ꎬ 则会导致三联体密码的阅读方式改变ꎬ造成蛋白质氨 基酸排列顺序发生改变(图 10 ̄ 8)ꎮ 图 10 ̄ 8 缺失导致的框移突变 3) 重组或重排———常引起遗传、肿瘤等疾病ꎮ DNA 分子内较大片断的交换称为重组或重排ꎮ 如位于 11 号染色体上的 Hbβ 基因家族的重排引起地 中海贫血(图 10 ̄9)ꎮ 图 10 ̄9 由基因重排引起的地中海贫血 4 DNA 损伤的修复 (1) 直接修复系统———利用酶简单地逆转 DNA 损伤 在大肠杆菌光修复系统中ꎬ利用光复合酶ꎬ在可 见光存在时ꎬ可将胸腺嘧啶二聚体分解为原来的非聚 合状态ꎬ使 DNA 恢复正常结构ꎮ (2) 切除修复系统———细胞内最重要和有效的 修复方式ꎮ 在原核生物 DNA 的切除修复系统中ꎬ以紫外线 损伤的研究最明确ꎬ相关的蛋白质分别有 UvrA、B、C 等ꎮ 原核生物切除修复的基本过程包括去除损伤的 DNA、填补空隙和连接ꎬ如图 10 ̄10ꎮ 真核生物的切除修复与原核生物基本相似ꎬ但更 为复杂ꎮ 以人类着色性干皮病(XP) 的研究最清楚ꎮ 表 10 ̄9 比较了原核与真核生物切除修复系统ꎮ 图 10 ̄10 原核生物(大肠杆菌)的切除修复过程
第10章DNA的生物合成·113· 表10-9原核与直核生物切除修复系统比较 认,结合受损部位 切除受损部代 填补空 连接 原移生物 UvrA UyrB Uyrc DNA-pol I DNA连接酶 真枝生物 XPA.XPC.XPD XPF.XPG DNA-pole DNA连接酶 (3)重组修复系统 能够修复双链断裂损伤」 互补结构 在ReA等蛋白的参与下,切除损伤片断,自另 A.5'-TpCpTpAp-3 B.5'-ApTpCpTp-3' 条复制正确的链中找相应片断进行补充(重组方式)。 C.5'-UpCpUpAp-3 D.5'-GpCpGpAp-3' (4)SOS修复一DNA损伤“泛而透发的复杂 E.3'-TpCpTpAp-3 反 ,下列关于大肠杆菌D八NA聚合酶I的叙述,哪一项 DNA损伤广泛而难以继续复制时,可通过SOS修 是正确的 复,复制如能继续,细胞可以存活,但D八A保留的错 1.具有3+5'核酸外切码活性 误较多,可能导致较泛、长期的突变。 B.具有5'3'核酸内切酶活性 中英文专业术语 C是唯一参与大肠杆菌DNA复制的聚合醇 D.TP是它的一种作用物 复制:replication E,以双股DNA为模板 半保留复封. rvative replication 下列哪 -项描述对于DNA聚合酶Ⅲ是错误的 双向复制:bi击rectional replication A.催化脱氧核糖核苷酸连接到早期DNA的5'羟 半不连续复制:semidiscontinuous replication 基末岩 复制子:eplo B.催化聪氧核苷酸连接到引物待 复制起始点:mplication orign C.需四种不同的5',三磷酸脱氧核君 岗崎片段:Okazaki fragment 模板:template D.可以单链DNA为模板 引物:nime .焦酸是反应的 DNA聚合酶:DNA polymer 5. 下列关于原核和真核生物D八A复制的描述中哪 Klenow片段:klenow fragment 项是不正确的? 解链:h A以复制叉定点复制为双向复制 拓扑异构酶:如pi B.复制方向为53" DNA连接南:DNA ligas C.前导链和随从链都是不连续复 引物南:pims D 有冈崎片断 ,必须切去引物 最后由DNA连接酶连接 逆转录: 6.DNA连接醇 everse transcriptio A.使DNA形成超螺旋结构 修复:exeision repairin B.使DNA链内缺口的两个末端连接 C合成RNA引物 框移突变: 练习题 7.DNA连接酶在下列哪一个过程中是不需要的贸 ADNA复制 B.DNA修复 一、A型选择题 CDNA断烈利和修格 D.制备重组DNA L.合成DNA的原料是 EDNA句制终句及重组 A.dAMP/dGMP/dCMP/TM ,DNA以半保留方式进行复制, 一完全被标记的 B.dATP/dGTP/dCTP/dTT D八A分子,置于无放射标记的溶液中复制两代,所 C.dADP/dGDP/dCDP/dTGF 产生的四个DNA分子的放射性状况如何? D.ATP/GTP/CTP/UTP A.两个分子有放射性,两个分子无放射性 E.AMP/GMP/CMP/UMP B.均有放射性 2.DNA复制时,序列5-TpApGpAp-3'将合成下列哪种 C两条链中的半条且有放射性
第 10 章 DNA 的生物合成 113 表 10 ̄9 原核与真核生物切除修复系统比较 辨认、结合受损部位 切除受损部位 填补空隙 连接 原核生物 UvrA、UvrB UvrC DNA ̄polⅠ DNA 连接酶 真核生物 XPA、XPC、XPD XPF、XPG DNA ̄polε DNA 连接酶 (3) 重组修复系统———能够修复双链断裂损伤ꎮ 在 RecA 等蛋白的参与下ꎬ切除损伤片断ꎬ自另一 条复制正确的链中找相应片断进行补充(重组方式)ꎮ (4) SOS 修复———DNA 损伤广泛而诱发的复杂 反应ꎮ DNA 损伤广泛而难以继续复制时ꎬ可通过 SOS 修 复ꎬ复制如能继续ꎬ细胞可以存活ꎬ但 DNA 保留的错 误较多ꎬ可能导致较广泛、长期的突变ꎮ 中英文专业术语 复制:replication 半保留复制:semiconservative replication 双向复制:bidirectional replication 半不连续复制:semidiscontinuous replication 复制子:replicon 复制起始点:replication origin 岗崎片段:Okazaki fragment 模板:template 引物:primer DNA 聚合酶:DNA polymerase Klenow 片段:klenow fragment 解链酶:helicase 拓扑异构酶:topoisomerase DNA 连接酶:DNA ligase 引物酶:primase 端粒:telomere 端粒酶:telomerase 逆转录:reverse transcription 逆转录酶:reverse transcriptase 切除修复:excision repairing 突变:mutation 点突变:point mutation 框移突变:frame shift mutation 练 习 题 一、A 型选择题 1 合成 DNA 的原料是: A dAMP / dGMP / dCMP / dTMP B dATP / dGTP / dCTP / dTTP C dADP / dGDP / dCDP / dTGP D ATP / GTP / CTP / UTP E AMP / GMP / CMP / UMP 2 DNA 复制时ꎬ序列 5′ ̄TpApGpAp ̄3′将合成下列哪种 互补结构? A 5′ ̄TpCpTpAp ̄3′ B 5′ ̄ApTpCpTp ̄3′ C 5′ ̄UpCpUpAp ̄3′ D 5′ ̄GpCpGpAp ̄3′ E 3′ ̄TpCpTpAp ̄3′ 3 下列关于大肠杆菌 DNA 聚合酶Ⅰ的叙述ꎬ哪一项 是正确的? A 具有 3′→5′核酸外切酶活性 B 具有 5′→3′核酸内切酶活性 C 是唯一参与大肠杆菌 DNA 复制的聚合酶 D dUTP 是它的一种作用物 E 以双股 DNA 为模板 4 下列哪一项描述对于 DNA 聚合酶Ⅲ是错误的? A 催化脱氧核糖核苷酸连接到早期 DNA 的 5′羟 基末端 B 催化脱氧核苷酸连接到引物链上 C 需四种不同的 5′ ̄三磷酸脱氧核苷 D 可以单链 DNA 为模板 E 焦磷酸是反应的产物 5 下列关于原核和真核生物 DNA 复制的描述中哪一 项是不正确的? A 以复制叉定点复制ꎬ为双向复制 B 复制方向为 5′→3′ C 前导链和随从链都是不连续复制 D 必有冈崎片断ꎬ必须切去引物 E 最后由 DNA 连接酶连接 6 DNA 连接酶 A 使 DNA 形成超螺旋结构 B 使 DNA 链内缺口的两个末端连接 C 合成 RNA 引物 D 将双螺旋解链 E 去除引物ꎬ填补空缺 7 DNA 连接酶在下列哪一个过程中是不需要的? A DNA 复制 B DNA 修复 C DNA 断裂和修饰 D 制备重组 DNA E DNA 复制、修复及重组 8 DNA 以半保留方式进行复制ꎬ若一完全被标记的 DNA 分子ꎬ置于无放射标记的溶液中复制两代ꎬ所 产生的四个 DNA 分子的放射性状况如何? A 两个分子有放射性ꎬ两个分子无放射性 B 均有放射性 C 两条链中的半条具有放射性
·114·生物化学与分子生物学学习纲要与同步练习 D.两条链中的一条具有放射性 B.DNA连接酶 均无放射 拓扑异构酶 9.生物体系下列信息传递方式中哪一种还没有确实 D.解链酶 证据? E限制性内切酷 A.DNARNA B.RNA,蛋白质 18.DNA复制时,子代DNA的合成方式是 C蛋白盾,RNA D RNADNA A.两条链均为不连续合成 E以上都不是 B两条情均为连续合成 与冈崎片段的生成有关的代谢是 C,两条链均为不对称转录合成 B.半不连续复制 D. 两条链均为 合成 不对称转录 D.RNA的剪接 条链5 →3”,另一条链3 5合成 E.蛋白质的修能 I9.辨认DNA复制起始点主要依靠: 11在DNA复制中RNA引物的作用月 ADNA聚合南 B.解链商 A.使DNA聚合酶Ⅲ活化 C.引物酶 D.拓扑异构酶 B.使DNA双链解开 F DA 提供了'未端作合成新DNA链起,点 20.关于DNA的半不连续合成,错误的说法是 D 3OH作 合成新DNA链 A前 链是连续 .提供3'-OH作合成新RNA链起点 B.随从链是不连续合成的 12.端粒酶的性质是 C.不连续合成的片段是冈崎片段 ADNA聚合酯 B.RNA聚合面 D.前导链和随从链合成中各有一半是不连续合 C.DNA水解酶 D.反转录酵 成的 连接数 E.随从链的合成迟于前导链的合成 13.关于DNA复制中DNA聚合酶的作用,错误的是 21. 前导链为连续合成,随从链为 不连续合成,生命科 底物是 学家习惯称这 N 复 式为 必须有DNA模板 A.全不连续复 B.全连续复制 C.合成方向只能是5' C.全保留复制 D.半不连续复制 D.需要ATP和Mg+参与 E以上都不月 F使DNA双链解开 22.比较真核生物与原核生物的DNA复制,二者的相 14关干大肠杆菌DNA聚合酶Ⅲ的说法错误的 同之处是 催化dNTP连接到DNA片段的5羟基末端 A引物长度物短 B.合成方向是53 B 催化dNTP连接到引物链 C网畸片段长度 D.有多个复制起始点 要四种不同的dNP为作用物 E.DNA复制的速度较传 D.是由多种亚基组成的不对称二聚体 23.参与原核DNA复制的主要酶是 E在DNA复制中筛的延长起主要作用 A.DNA-Pol a B.DNA-PalIΠ 15,DNA复制时下列哪一种酶是不需要的 C DNA-Poly D DNA-PAl S ADNA指导的DNA聚合酶 F DNAPA II B.DNA指导的RNA聚合酵 24.参与原核DNA修复合成的DNA-pol是 连接酶 A.DNA-P B.DN D.RNA指导的DNA聚合酶 C.DNA-Pol D.DNA-Pol E.解螺旋酶,拓扑异构酶 E.DNA-Pol I 16,冈崎片段是指: 25.大肠杆菌对紫外照射形成的损伤所进行的修 A.DNA模板上的DNA片段 复是 B.随从链上合成的DNA片段 A.重组修复 B UABC 前导链上合成的DNA片段 CcOs修复 D.DNA甲基化修饰 D 引物酶催化合成的RNA片 E 端粒酮 由DNA连接醇合成的DNA 26.减少染色体DNA未端区降解和缩短的方式是: 17.DNA复制时.不需要下列何种爵的参与? A.重组修易 B.UvrABC A.DNA指导的DNA聚合酶 C.SOS修复 D.DNA甲基化修饰
114 生物化学与分子生物学学习纲要与同步练习 D 两条链中的一条具有放射性 E 均无放射性 9 生物体系下列信息传递方式中哪一种还没有确实 证据? A DNA→RNA B RNA→蛋白质 C 蛋白质→RNA D RNA→DNA E 以上都不是 10 与冈崎片段的生成有关的代谢是 A 逆转录 B 半不连续复制 C 不对称转录 D RNA 的剪接 E 蛋白质的修饰 11 在 DNA 复制中 RNA 引物的作用是 A 使 DNA 聚合酶Ⅲ活化 B 使 DNA 双链解开 C 提供 5′末端作合成新 DNA 链起点 D 提供 3′OH 作合成新 DNA 链起点 E 提供 3′ ̄OH 作合成新 RNA 链起点 12 端粒酶的性质是一种 A DNA 聚合酶 B RNA 聚合酶 C DNA 水解酶 D 反转录酶 E 连接酶 13 关于 DNA 复制中 DNA 聚合酶的作用ꎬ错误的是 A 底物是 dNTP B 必须有 DNA 模板 C 合成方向只能是 5′→3′ D 需要 ATP 和 Mg+参与 E 使 DNA 双链解开 14 关于大肠杆菌 DNA 聚合酶Ⅲ的说法ꎬ错误的是 A 催化 dNTP 连接到 DNA 片段的 5′羟基末端 B 催化 dNTP 连接到引物链上 C 需要四种不同的 dNTP 为作用物 D 是由多种亚基组成的不对称二聚体 E 在 DNA 复制中链的延长起主要作用 15 DNA 复制时下列哪一种酶是不需要的? A DNA 指导的 DNA 聚合酶 B DNA 指导的 RNA 聚合酶 C 连接酶 D RNA 指导的 DNA 聚合酶 E 解螺旋酶、拓扑异构酶 16 冈崎片段是指: A DNA 模板上的 DNA 片段 B 随从链上合成的 DNA 片段 C 前导链上合成的 DNA 片段 D 引物酶催化合成的 RNA 片段 E 由 DNA 连接酶合成的 DNA 17 DNA 复制时ꎬ不需要下列何种酶的参与? A DNA 指导的 DNA 聚合酶 B DNA 连接酶 C 拓扑异构酶 D 解链酶 E 限制性内切酶 18 DNA 复制时ꎬ子代 DNA 的合成方式是: A 两条链均为不连续合成 B 两条链均为连续合成 C 两条链均为不对称转录合成 D 两条链均为 5′→3′合成 E 一条链 5′→3′ꎬ另一条链 3′→5′合成 19 辨认 DNA 复制起始点主要依靠: A DNA 聚合酶 B 解链酶 C 引物酶 D 拓扑异构酶 E DnaA 20 关于 DNA 的半不连续合成ꎬ错误的说法是: A 前导链是连续合成的 B 随从链是不连续合成的 C 不连续合成的片段是冈崎片段 D 前导链和随从链合成中各有一半是不连续合 成的 E 随从链的合成迟于前导链的合成 21 前导链为连续合成ꎬ随从链为不连续合成ꎬ生命科 学家习惯称这种 DNA 复制方式为: A 全不连续复制 B 全连续复制 C 全保留复制 D 半不连续复制 E 以上都不是 22 比较真核生物与原核生物的 DNA 复制ꎬ二者的相 同之处是: A 引物长度较短 B 合成方向是 5′→3′ C 冈崎片段长度短 D 有多个复制起始点 E DNA 复制的速度较慢 23 参与原核 DNA 复制的主要酶是: A DNA ̄Pol α B DNA ̄Pol Ⅱ C DNA ̄Pol γ D DNA ̄Pol δ E DNA ̄Pol Ⅲ 24 参与原核 DNA 修复合成的 DNA ̄pol 是: A DNA ̄Pol α B DNA ̄Pol I C DNA ̄Pol γ D DNA ̄Pol δ E DNA ̄Pol Ⅲ 25 大肠杆菌对紫外照射形成的损伤所进行的修 复是: A 重组修复 B UvrABC C SOS 修复 D DNA 甲基化修饰 E 端粒酶 26 减少染色体 DNA 末端区降解和缩短的方式是: A 重组修复 B UvrABC C SOS 修复 D DNA 甲基化修饰
第10章DNA的生物合成·115· E端粒酶 C.DnaA蛋白 D.CDK2 27.在DA复制中催化去除引物补充空隙的稹是 E CDKI A.甲基转移酶 B连接速 36.紫外线(UV)辐射对DNA的损伤,主要是使DNA C引物南 D.DNA.Poll 分子中一条特上相邻酸啶碱基之问形成二聚体 其中最易形成的二聚体是 28.催化DNA中相邻的5'酶酸基和3'羟基形成酸 B.C-T 一宿的时远 C.1 D.T-L A.甲基转移酶 B.连接 E.U- C引物南 D.DNA-Poll 37.下列哪种突变最可能是致死的? 下末端转移酯 A腺票吟替障购晓陶 29.在DNA复制中催化合成马引物的酶是 B.响嘘啶替换鸟票坠 A甲其转移科 B.连接酶 C甲基胞密啶替换胞嘧啶 C引物 D.DNA-Pol D.缺 个核苷 末端转移酶 E.插人 个核甘酸 30.着色性干皮病是人类的一种遗传性皮肤病,该病 38.DNA复制过程中产生半不连续复制的原因之 的分子基础是 一是 A。细朐膜涌诱性缺路引起讯速失水 A两条子链由不同的DNA聚合催化合成 B。在阳光下使温度敏感性转移碑类失活 B.两条子链的合成速度不同 C受紫外线照射诱导了有毒力的前病毒 C.DNA双螺旋结构由两条反向平行的链构成 细胞 D 能合成类胡萝 型化 A的两条链 间有碱基互补关系 EDNA上胸腺嘧啶二聚体的切除修复系统有 两条子链由不同的引物酶催化合成引物 缺陷 39.拓扑异构膏具有 31.与DNA修复过程缺陷有关的疾病是! A.催化DNA新链合成 A.着色性干皮病 B.队秋宝 B催化3'5'陵酸一密建合成 C带信 D.黄嘌吟尿症 C.催化复制过程中引物的合成 F痛风 32.下列关于哺乳动物DNA复制特点的描述哪 是错误的 ,引发体中不包括的成分是 A.RNA引物较 A.DnaA B.DnaB B风崎片断较小 C.Dnac D.oric C.DNA聚合酶a,B,y参与 E.解螺旋酶 D.仅有一个复制起点 41.下列关端粒酶与DNA的措球,错误的是 E片断连接时,由ATP供给能重 A粒喜以RNA为模板DNA nnda以DNA为 33.DNA复制需要:(1)DNA聚合酶Ⅲ,(2)解链 (3)DNA聚合酶L,(4)引物酶,(5)DNA连接酶参 B.2者均以dNTP 为原料 加,其作用的顺序是: C.2者均以RNA为引物 A.4.3.1.2.5 B.23.4.1.5 D.2者均催化3”5'储酸一酷键合成 C4.2.153 D.42.135 E2者均存在干直核细脱 E.2.4.135 42.能催化3',5'磷酸二酯键合成的醇,但除外 34.关于真核生物DNA聚合酶的说法,错误的是 A端粒 B DNA-nol A.DNA-la有引物酶作用 D.氨酰RNA合成醇 B.DNA-pol6催化子的生成 ,腺苷酸环化酶 CDNA-polpB催化线粒体DNA的生成 43.大肠杆菌复制起始点的序列特征是 D.PCNA参与DNA-pol6的催化作用 A.串联重复序列GC含量多 E.真核生物DNA-pal常见有a,B、Y,8和e5种 B电联与序列AT含品多 35.在原核DNA复制中,可与单股DNA链结合的是 C.反向重复序列GC含量彩 A.PCNA B.SSB D.反向重复序列AT含量多
第 10 章 DNA 的生物合成 115 E 端粒酶 27 在 DNA 复制中ꎬ催化去除引物ꎬ补充空隙的酶是: A 甲基转移酶 B 连接酶 C 引物酶 D DNA PolI E 末端转移酶 28 催化 DNA 中相邻的 5′磷酸基和 3′羟基形成磷酸 二酯键的酶是: A 甲基转移酶 B 连接酶 C 引物酶 D DNA ̄PolI E 末端转移酶 29 在 DNA 复制中ꎬ催化合成引物的酶是: A 甲基转移酶 B 连接酶 C 引物酶 D DNA ̄PolI E 末端转移酶 30 着色性干皮病是人类的一种遗传性皮肤病ꎬ该病 的分子基础是: A 细胞膜通透性缺陷引起迅速失水 B 在阳光下使温度敏感性转移酶类失活 C 受紫外线照射诱导了有毒力的前病毒 D 细胞不能合成类胡萝卜素型化合物 E DNA 上胸腺嘧啶二聚体的切除修复系统有 缺陷 31 与 DNA 修复过程缺陷有关的疾病是: A 着色性干皮病 B 卟啉病 C 黄疸 D 黄嘌呤尿症 E 痛风 32 下列关于哺乳动物 DNA 复制特点的描述哪一项 是错误的? A RNA 引物较小 B 冈崎片断较小 C DNA 聚合酶 α、β、γ 参与 D 仅有一个复制起点 E 片断连接时ꎬ由 ATP 供给能量 33 DNA 复制需要: ( 1) DNA 聚合酶Ⅲꎬ ( 2) 解链酶 (3)DNA 聚合酶 Iꎬ(4)引物酶ꎬ(5)DNA 连接酶参 加ꎬ其作用的顺序是: A 4ꎬ3ꎬ1ꎬ2ꎬ5 B 2ꎬ3ꎬ4ꎬ1ꎬ5 C 4ꎬ2ꎬ1ꎬ5ꎬ3 D 4ꎬ2ꎬ1ꎬ3ꎬ5 E 2ꎬ4ꎬ1ꎬ3ꎬ5 34 关于真核生物 DNA 聚合酶的说法ꎬ错误的是 A DNA ̄polα 有引物酶作用 B DNA ̄polδ 催化子链的生成 C DNA ̄polpβ 催化线粒体 DNA 的生成 D PCNA 参与 DNA ̄polδ 的催化作用 E 真核生物 DNA ̄pol 常见有 α、β、γ、δ 和 ε5 种 35 在原核 DNA 复制中ꎬ可与单股 DNA 链结合的是 A PCNA B SSB C DnaA 蛋白 D CDK2 E CDKl 36 紫外线(UV)辐射对 DNA 的损伤ꎬ主要是使 DNA 分子中一条链上相邻嘧啶碱基之间形成二聚体ꎬ 其中最易形成的二聚体是: A C—C B C—T C T—T D T—U E U—C 37 下列哪种突变最可能是致死的? A 腺嘌呤替换胸嘧啶 B 胞嘧啶替换鸟嘌呤 C 甲基胞嘧啶替换胞嘧啶 D 缺失三个核苷酸 E 插入一个核苷酸 38 DNA 复制过程中产生半不连续复制的原因之 一是: A 两条子链由不同的 DNA 聚合酶催化合成 B 两条子链的合成速度不同 C DNA 双螺旋结构由两条反向平行的链构成 D DNA 的两条链间有碱基互补关系 E 两条子链由不同的引物酶催化合成引物 39 拓扑异构酶具有: A 催化 DNA 新链合成 B 催化 3′ꎬ5′ ̄磷酸二酯键合成 C 催化复制过程中引物的合成 D 催化逆转录过程中 RNA 链的水解 E 以上均不是 40 引发体中不包括的成分是: A DnaA B DnaB C DnaC D oriC E 解螺旋酶 41 下列关于端粒酶与 DNA ̄polα 的描述ꎬ错误的是: A 端粒酶以 RNA 为模板ꎬDNA ̄polα 以 DNA 为 模板 B 2 者均以 dNTP 为原料 C 2 者均以 RNA 为引物 D 2 者均催化 3′ꎬ5′ ̄磷酸二酯键合成 E 2 者均存在于真核细胞 42 能催化 3′ꎬ5′ ̄磷酸二酯键合成的酶ꎬ但除外: A 端粒酶 B DNA ̄pol α C DNA 连接酶 D 氨酰 ̄tRNA 合成酶 E 腺苷酸环化酶 43 大肠杆菌复制起始点的序列特征是: A 串联重复序列 GC 含量多 B 串联重复序列 AT 含量多 C 反向重复序列 GC 含量多 D 反向重复序列 AT 含量多
·116·生物化学与分子生物学学习纲要与同步练习 E碱基组成无明显特征 ,复制呈半不连续性 44.不参与大肠杆菌DNA损伤切除修复的成分是: 需DN A.UvrA B.DNA连接 C.dGTP D.DNA-poll E.为半保留复制 E XPA 53.参与DAN复制的物质不包括 45.大肠杆菌DNA损伤切除修复中,辨认并结合DNA A.DNA聚合南 B.解链稹.拓扑 受捐部位的是 C.模板、引物 光修复酶 单DNA E 合蛋 C.XPC D.特定核酸内切酶 ,进行DNA复制实验时,保留全部DNA复制体系 E.DNA-poll 成分,但以DNA聚合酶Ⅱ代替DNA连接酶.试分 46.下列疾病中,目前已明确主要由基因点突变引起 析可能会出现什么后果? 的是 A.DNA高度算绕.无法作为模板 A。地中海贫血 B.镰刀状红细胞贫面 BDNA被分解成于数片段 C若色性干皮就 D.糖尿安 无RNA引 ,复制无法进行 E.冈崎片段生成过量 A.半保留复 B.全保留复制 55.真核生物的DNA生物合成在细胞周期的哪一期 C.混合式复 D.不均一复制 进行: E.以上都不是 As期 BM期 48.关于DNA连接酵的叙述,下列哪项是正确的 D.G2期 A.促进DNA形成超螺旋结构 B.除去引物,补空缺 合成RNA引物 、B型选择题 1.原核生物DNA复制中子链合成的主要南是 D.使DNA分子内相邻的两个片段连接起来 2.大肠杆菊切除修复中合成DNA的酶是, E.以上都不是 3直核生物D、A合成中延长子情的主要酶是 49.关干紫外光照射引起DNA分子形成的TT二聚 直核生物中具有起始引发并具有引物酶活性的是 体,下列叙述哪项正确 线粒体DNA复制的酶是: A。并不终止复制 A.DNA-pol I 由光修复酶断裂两个胸腺嘧啶形成的二聚体 B.DNA-pdlⅢ C.DNA-Dol a D.DNA-pol Y 由胸腺嘧 所催化 E.DNA-pol 8 D.由两股互补核苷酸链上胸腺密啶之间形成共 6.以RNA为模板合成DNA的过程是 价键 E接移码突变阅读 7.5N及4N标记大肠杆菌繁殖传代的实验证明 50,冈崎片段的生成是由于 8.前导链与随从链的合成说明DNA的复制方式是 A。直核生物有多个复制起始点 诚少染色体DNA未瑞区 降解和缩短的方式是 B拓是构率的作用 10.发生着色性干皮病相关的缺陷是: RNA引物合成不足 A.DNA的半保留复制 B.DNA的半不连续复制 E.DNA连接酶缺失 C.逆转录 51,关于RNA引物.错误的是 D.染粉 A.以游离NTP为原料聚合而成 E.切除修复机制 B.以DNA为模板合成 三、名词解释 C在复制结束前被切 1半保留句制 6.转录 D.由DNA聚合酶催化生成 不连续复制 E为DNA复制提供3”OH 前 8.点突 52.真核生物染色体DNA复制特点,错误的是 4.随从链 9.框移突 A.冈崎片段较短 5.冈崎片断 10.切除修复
116 生物化学与分子生物学学习纲要与同步练习 E 碱基组成无明显特征 44 不参与大肠杆菌 DNA 损伤切除修复的成分是: A UvrA B DNA 连接酶 C dGTP D DNA ̄polI E XPA 45 大肠杆菌 DNA 损伤切除修复中ꎬ辨认并结合 DNA 受损部位的是: A UvrA B UvrC C XPC D 特定核酸内切酶 E DNA ̄polI 46 下列疾病中ꎬ目前已明确主要由基因点突变引起 的是: A 地中海贫血 B 镰刀状红细胞贫血 C 着色性干皮病 D 糖尿病 E 痛风 47 DNA 复制的主要方式是: A 半保留复制 B 全保留复制 C 混合式复制 D 不均一复制 E 以上都不是 48 关于 DNA 连接酶的叙述ꎬ下列哪项是正确的? A 促进 DNA 形成超螺旋结构 B 除去引物ꎬ补空缺 C 合成 RNA 引物 D 使 DNA 分子内相邻的两个片段连接起来 E 以上都不是 49 关于紫外光照射引起 DNA 分子形成的 TT 二聚 体ꎬ下列叙述哪项正确? A 并不终止复制 B 由光修复酶断裂两个胸腺嘧啶形成的二聚体 C 由胸腺嘧啶二聚体酶所催化 D 由两股互补核苷酸链上胸腺嘧啶之间形成共 价键 E 接移码突变阅读 50 冈崎片段的生成是由于: A 真核生物有多个复制起始点 B 拓扑异构酶的作用 C RNA 引物合成不足 D 随从链的复制与解链方向相反 E DNA 连接酶缺失 51 关于 RNA 引物ꎬ错误的是: A 以游离 NTP 为原料聚合而成 B 以 DNA 为模板合成 C 在复制结束前被切除 D 由 DNA 聚合酶催化生成 E 为 DNA 复制提供 3′ ̄OH 52 真核生物染色体 DNA 复制特点ꎬ错误的是: A 冈崎片段较短 B 复制呈半不连续性 C 需 DNA 聚合酶 α、β 参与 D 可有多个复制起始点 E 为半保留复制 53 参与 DAN 复制的物质不包括: A DNA 聚合酶 B 解链酶、拓扑酶 C 模板、引物 D 光修复酶 E 单链 DNA 结合蛋白 54 进行 DNA 复制实验时ꎬ保留全部 DNA 复制体系 成分ꎬ但以 DNA 聚合酶Ⅱ代替 DNA 连接酶ꎬ试分 析可能会出现什么后果? A DNA 高度缠绕ꎬ无法作为模板 B DNA 被分解成无数片段 C 无 RNA 引物ꎬ复制无法进行 D 随从链的复制无法完成 E 冈崎片段生成过量 55 真核生物的 DNA 生物合成在细胞周期的哪一期 进行: A S 期 B M 期 C G1 期 D G2 期 E 以上都不是 二、 B 型选择题 1 原核生物 DNA 复制中子链合成的主要酶是: 2 大肠杆菌切除修复中合成 DNA 的酶是: 3 真核生物 DNA 合成中延长子链的主要酶是: 4 真核生物中具有起始引发并具有引物酶活性的是: 5 线粒体 DNA 复制的酶是: A DNA ̄pol Ⅰ B DNA ̄pol Ⅲ C DNA ̄pol α D DNA ̄pol γ E DNA ̄pol δ 6 以 RNA 为模板合成 DNA 的过程是: 7 15N 及14N 标记大肠杆菌繁殖传代的实验证明: 8 前导链与随从链的合成说明 DNA 的复制方式是: 9 减少染色体 DNA 末端区降解和缩短的方式是: 10 发生着色性干皮病相关的缺陷是: A DNA 的半保留复制 B DNA 的半不连续复制 C 逆转录 D 端粒 E 切除修复机制 三、 名词解释 1 半保留复制 2 半不连续复制 3 前导链 4 随从链 5 冈崎片断 6 逆转录 7 端粒 8 点突变 9 框移突变 10 切除修复