生物化学课后习题答案-第十一章xt11.pdfVIP

第十一章 DNA 的生物合成 一、课后习题 1.怎样确定DNA 复制的主要方式是双向复制，以及一些生物的 DNA 采取单向复制？ 2.假定在D环式的复制叉上，螺旋的解开会引起未复制部分的缠绕，当缠绕继续到不可能再 进一步缠绕时，主链的增长便停止，然后随从链的延长才会被引发。那么，在什么条件下 更可能观察到大小与前体片段相似的 D 环？ 3.试述滚动机制有哪些主要特征？怎样鉴别环状与线状 DNA？ 4.已知大肠杆菌 DNA 的长度为 1100μm，其复制叉式在一个世代大约 40min 内通过一个复制 叉完成的，试求其复制体的链增长速度、正在复制的 DNA分子的转速。 参考答案： 1.原核生物的染色体和质粒，真核生物的细胞器 DNA 都是环状双链分子。实验表明，它们都 在一个固定的起点开始复制，复制方向大多是双向的，即形成两个复制叉或生长点，分别 向两侧进行复制；也有一个是单向的，只形成一个复制叉或生长点。 2. 叶绿体和线粒体 DNA（除纤毛虫的线粒体线性 DNA 分子外）的复制方式。双链环在固定 点解开进行复制，但两条链的合成是高度不对称的，一条链先复制，另一条链保持单链而 被取代，在电镜下看到呈（取代环，D 环）形状。待一条链复制到一定程度，露出另一链 的复制起点并开始复制。 两条多核苷酸链的起点不在同一点上，当两条链的起点分开一定距离时就产生 D 环（如线 粒体 DNA 的复制）。双链环两条链的起点不在同一位置，但同时在起点处解开双链，进行 D 环复制，称为 2D 环复制（如叶绿体 DNA 的复制）。这时，更可能观察到大小与前体片段 相似的 D 环。 3. Walter Gilbert（1968）提出滚环模型来解释φX174DNA 的复制：首先由特异核酸内切 酶在环状双链 DNA（称为 RF 型、增值型，即单链 DNA 已复制一次成双链）的一条链上切 开切口产生 5′—P 末端和 3′—OH末端。5′—P 末端与细胞质膜连接，被固定在膜上， 然后环形的双链通过滚动而进行复制。以完整链（正链）为模板进行的 DNA 合成是在DNA 聚合酶参与下，在切口的 3′—OH 末端按 5′—3′的方向逐个添加核苷酸；以 5′—P 末端结合在细胞膜上的链（被切断的负链）作模板所进行的 DNA 合成也是由 DNA 聚合酶 催化，先按 5′—3′方向形成短链（冈崎片断），然后再通过 DNA 连接酶连接起来。随 着模板链（正链）的滚动，两条新链不断延长，可达病毒本身 DNA 的 20~50 倍，然后再 由特异性酶切成单个基因组长度。在区别环状和线状 DNA 上。可以从以下几个方面来判 断：（1）一般原核生物的染色体和质粒，真核生物的细胞器 DNA 等都是环状双链分子， 从一个起点开始双向复制，一个复制子形成两个复制叉。真核生物染色体有多个复制起 点，多个复制叉；（2）在放射自显影中，观察其复制 DNA 的形态特征，环状双链分子一 般具有如希腊字母θ形结构或 D-环形结构，而线状 DNA 不具有这种典型特征，但线形链 上有复制泡。 4. 知 DNA 双螺旋结构中，两个相邻的碱基对在中心轴向的距离为 0.34nm，则复制体的链增 -6 -9 长速度为 1100/40=27.5um/min；而正在复制的 DNA分子转速为（1100×10m/0.34×10 m + 1）bp/（40×60）s=1348bp/s。 二、补充习题 （一）名词解释 1.半保留复制； 2.冈崎片段； 3..编码链； 4.内含子； 5.外显子（exon）。 （二）分析和计算题 1.若使 15 14 N 标记的大肠杆菌在 N 培养基中生长三代，提取 DNA，并用平衡沉降法测定 DNA 密度，其 14 14 15 N-DNA 分子与 N－ N 杂合 DNA 分子之比应为多少？ 2.真核生物DNA 聚合酶有哪几种？它们的主要功能是什么？ 3.真核细胞中有几种 RNA 聚合酶？它们的主要功能是什么？ 参考答案 （一）名词解释 1. DNA 复制的一种方式