分子生物学习题幻灯片.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,经过测序分析，欲克隆的一段,DNA,序列如下：,这段序列被一种限制性内切酶酶切后，可插入到某多拷贝质粒中，并表达了一个小肽。请说出图中下划线标出的序列是哪些功能位点和调控序列？对调控序列，请简单说明其在基因表达中的功能。,1,一段从,E.coli,中分离出来的,DNA,单链序列为：,5-GTAGCCTACCCATAGG-3(1)DNA,复制时，另一条单链的序列；,(2),假设,mRNA,是由这段,DNA,单链的互补链作为模板转录而来，,mRNA,的序列怎样？,(3),如果转译从,mRNA,的,5,端开始，将得到什么样的多肽,(,假设并不需要起始密码子,),？当,tRNAAla,离开核糖体后，核糖体将结合什么样的,tRNA,？当,Ala,的氨基形成肽键后，如果有化学键断裂，是什么键,?tRNAAla,又将怎样？,(4),这个,RNA,可编码多少种不同的肽？如果以另一条,DNA,单链作为模板，还会得到相同的肽吗？,(5),假设这条,DNA,链像,(2),中所说的那样被转录，但不知道用哪个可读框。请判断这个,DNA,是来自一个基因的头部？中部？还是尾部？,2,答：（,1,）,5-CCTATGGGTAGGCTAC-3,（,2,）,5-GUAGCCUACCCAUAGG-3,（,3,）如果从,RNA,的,5,段开始翻译，合成出来的蛋白质应为,Val-Ala-Tyr-Pro(VAYP),。只有在,Ala,和,Tyr,见的肽键形成后，,tRNAAla,才会离开核糖体。这样，在,tRNAAla,离开后，与核糖体结合的下一个,tRNA,为,tRNAPro,。当,Ala,的氨基形成肽键，,Val,和,tRNAVal,间的酯键就会断裂，,tRNAVal,离开核糖体，同时,tRNAAla,从,A,位移到,P,位。,（,4,）因为有,3,种不同的可读框，所以这个段,RNA,可编码,3,个不同的肽。在第二个读码框，第一个密码子是终止密码子,UAG,，但是，随后的密码子可被翻译。,（,5,）由于没有,AUG,甚至GUG,，这个序列不可能来自一个基因编码区的起始部分。如果用第一个或第二个可读框，它可能来自基因的末端；如果用第三个可读框，它可能来自基因的中部。,3,大肠杆菌在含有葡萄糖的培养基中长势良好，当将其接种到只含有乳糖的培养基上时，起初大肠杆菌的长势很弱，但接种几代之后该菌株又恢复其良好长势。请运用相关知识解释这一现象。,这是基因的可诱导调节。所谓的可诱导调节是指一些基因在特殊的代谢化合物的作用下，由原来的关闭状态转变为工作状态，即在某些物质的诱导下使基因活化。例如，在只有乳糖培养基中，,E.coli,开始生长不好，直到合成了利用乳糖的一系列酶，具备了利用乳糖作为碳源的能力，,E.coli,才能在这一培养基中生存下来，,E.coli,获得这一能力的原因就是因为在诱导物乳糖的诱导下，开动了乳糖操纵子基因，表达了它编码的酶：,-,半乳糖苷酶，这一类基因称为可诱导基因，这类酶称为诱导酶,4,答：,环腺苷酸（,cAMP,）受体蛋白,CRP,（,cAMP receptor protein,），,cAMP,与,CRP,结合后所形成的复合物称激活蛋白,CAP,（,cAMPactivated protein,）。当大肠杆菌生长在缺乏葡萄糖的培养基中时，,CAP,合成量增加，,CAP,具有激活乳糖（,Lac,）等启动子的功能。一些依赖于,CRP,的启动子缺乏一般启动子所具有的典型的,-35,区序列特征TTGACA,）。因此,RNA,聚合酶难以与其结合。,CAP,的存在（功能）：能显著提高酶与启动子结合常数。主要表现以下二方面：,CAP,通过改变启动子的构象以及与酶的相互作用帮助酶分子正确定向，以便与,-10,区结合，起到取代,-35,区功能的作用。,CAP,还能抑制,RNA,聚合酶与,DNA,中其它位点的结合，从而提高与其特定启动子结合的概率。,激活蛋白（,CAP,）对转录的正调控作用？,5,下图为人类基因的各部分结构，请结合所学知识写出图中,AO,字母所代表的具体内容。,6,答：,A,：转录区域,B,：下游区域,C,：上游区域,D,：模板链（或反义链、非编码链）,E,：有意链（或编码链）,F,：外显子,G,：内含子,H,：,ATG I,：起始点,J,：启动子（,TATA,盒）,K,：上游增强子,L,：,TAA,M,：多聚,A,位点,N,：终止点,O,：下游增强子,7,现分离了一段,DNA,，含有编码多肽的基因的前几个密码子，该片段的序列组成如下：,5-CGCAGGATCAGTCGATG TCCTGTG-33-GCGTCCTAGTCAGCTACAGGACAC-5,回答以下问题并作说明。,1,）哪一条链为反义链？哪一条链为有意链？,2,）,mRNA,的顺序是什么？并请标出第二个密码子的位置。,3,）此,mRNA,能形成二级结构吗？若能，请写出此结构。,4,）翻译从哪里开始？朝哪个方向进行？,5,）此,DNA,最可能是从原核细胞还是真核细胞中分离的？为什么？,8,假定有一种大肠杆菌，其甲硫氨酸操纵元只由衰减子机制调控而没有阻遏蛋白。在这种操纵元模型中，甲硫氨酸衰减子同大肠杆菌的色氨酸衰减子机制十分类似，在,mRNA,链上衰减子的部分序列如下：,5-AA,A,A,UGAUGAUGAUGAUGAUGAUGAUGGACUAA-3,翻译的起点位于这一序列的上游，且给出的序列是一正确的阅读框。当,mRNA,发生下列情况的突变时，大肠杆菌的甲硫氨酸操纵元的表达情况如何（组成型、野生型、或,Met,）？并请说明原因。,（,1,）斜体的,A,缺失；（,2,）斜体,A,及带下划线的,A,都缺失；（,3,）序列中的前三个,A,都缺失。,9,答：（,1,）组成型表达,UGA,：因为斜体,A,缺失后会引起移框突变，由原来的,AUG AUG,，等等变为,UGA UGA,等等。,UGA,是终止密码子，所以衰减子不能继续翻译，结构基因可继续转录。,（,2,）,Met,：当斜体,A,及带下划线的,A,都缺失后，同样会引起移框突变，由原来的,AUG AUG,，等等变为,GAU GAU,，等等，,GAU,是天冬氨酸密码子，这样，即使在培养基中甲硫氨酸的含量很低，衰减子序列的翻译也会继续下去，操纵元的结构基因的转录就会终止。,（,3,）野生型：当前三个,A,都缺失时，阅读框并不会发生改变。,注：,AAA,：,Lys,（赖氨酸）；,GAU,：,Arp,（天冬氨酸）,10,1,）你打算扩增下图所示的两段序列之间的,DNA,，请在下列序列中选择合适的两条作为上、下游引物。,5-GACCTGTGGAAGC-CATACGGGATTG-3,3-CTGGACACCTTCG-GTATGCCCTAAC-5,可供选择的序列：,5-CTGGACACCTTCG 5-CATACGGGATTG,5-GACCTGTGGAAGC 5-GTATGCCCTAAC,5-CGAAGGTGTCCAG 5-CTTACCCGATAG,5-GCTTCCACAGGTC 5-CAATCCCGTATG,2,）某一质粒载体具有,Tetr,和,Amp,r,的表型，在,Tet,抗性基因内有一,BamH,的切点。现用,BamH,切割该载体进行基因克隆，问：转化后涂皿时应加什么样的抗生素？培养后长出的菌落具有什么样的抗性基因型？如何利用抗性变化筛选到含有插入片段的重组体？,11,答：,1,）,5-GACCTGTGGAAGC,上游引物；,5-CAATCCCGTATG,下游引物。,2,）加氨苄青霉素；,Tet,r,Amp,r,；,Tet,s,Amp,r,；选择只能在氨苄青霉素平板上生长，而不能在四环素平板上生长的菌落。,12,实验室对一原核生物基因转录实验验证该基因转录的终止为不依赖于,因子的方式进行。进而扩增获得该基因核酸片段，并测出的其,DNA,序列，通过对序列分析得到以下几个特征序列和位点，（,1,）请写出各特征位点名称，并写出该位点功能和作用。（,2,）写出转录的,mRNA,序列，并指出,SD,序列，翻译起始密码子，翻译终止密码子。（,3,）写出翻译得到的蛋白质一级结构，用三个字母表示氨基酸。,13,14,大肠杆菌某一多肽基因的编码序列是：,5-ACAATGTATGGT AGTTCATTATCCCGGGCGCAAATAACAAACCCGGGTTTC-3,，回答以下问题并作简要说明。,a.,写出该基因的无意链的序列以及它编码的,mRNA,的序列？,b.,预测它能编码多少个氨基酸。,c.,如果利用,PCR,扩增该基因需要合成两段长度分别为,10,个寡聚核苷酸作为引物，请写出此两段引物的序列？（,2,）已知一种突变的噬菌体蛋白是由于单个核苷酸插入引起的移码突变的，将正常的蛋白质和突变体蛋白质用胰蛋白酶消化后，进行指纹图分析。结果发现只有一个肽段的差异，测得其基酸顺序如下：正常肽段,Met-Val-Cys-Val-Arg,；突变体肽段,Met-Ala-Met-Arg,。,a,什么核苷酸插入到什么地方导致了氨基酸顺序的改变？,b,推导出编码正常肽段和突变体肽段的核苷酸序列,.,提示：有关氨基酸的简并密码分别为,Val:GUU GUC GUA GUG Arg:CGU CGC CGA CGG AGA AGG,Cys:UGU UGC Ala:GCU GCC GCA CGC,15,答：（,1,）,a.,某一基因的编码链的碱基序列与其,mRNA,序列是一样的，只不过,U,代替了,T,。因此该基因编码的,mRNA,序列是：,5-ACAAUGUAUGGUAGUU CAUUAUCCCGGGCGCAAAUAACAAACCCGGGUUUC-3,无意链与编码链互补：,5-GAAACCCGGGTTTGTTATTTGCGCCC GGGATAATG AACTACCAATACATTGT-3,；,b.9,肽，,mRNA,所含的,ORF,序列是：,AUGGUAGUUCA UUAUCCCGGGCGCAAAUAA,；,c.,引物序列只要将,ORF,包括在内即可，,GC,含量次之。如分别是,5-ACAATGTATG-3,和,5-GAAACCCGGG-3,（,2,）,a.,在正常肽段的第一个,Val,的密码,GUA,的,G,后插入了一个,C,；,b.,正常肽段的核苷酸序列为：,AUG GUA UGC GU CG,；突变体肽段的核苷酸序列为：,AUG GCU AUG CGU,。,16,