細(xì)胞生物學(xué)題庫(kù)第9章(含答案)-資料下載頁(yè)
2025-01-09 11:11本頁(yè)面
【正文】 物中它們的氨基酸順序，結(jié)構(gòu)和功能都十分相似；在染色質(zhì)內(nèi)，組蛋白和 DNA 的重量比約為 1∶ 1 ㈡非組蛋白 (nonhistone proteins) 非組蛋白是指細(xì)胞核中組蛋白以外的酸性蛋白質(zhì)。非組蛋白不僅包 括以 DNA 作為底物的酶，也包括作用于組蛋白的一些酶 , 如組蛋白甲基化酶。此外還包括 DNA 結(jié)合蛋白、組蛋白結(jié)合蛋白和調(diào)節(jié)蛋白。由于非組蛋白常常與 DNA 或組蛋白結(jié)合 , 所以在染色質(zhì)或染色體中也有非組蛋白的存在 , 如染色體骨架蛋白。 非組蛋白的特征：①非組蛋白具多樣性和異質(zhì)性；②對(duì) DNA 具有識(shí)別特異性；③具有多種功能 ,包伙基因表達(dá)的調(diào)控和染色質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)的形成，如幫助 DNA 分子折疊，以形成不同能夠的結(jié)構(gòu)域 ,協(xié)助啟動(dòng) DNA 復(fù)制 ,控制基因轉(zhuǎn)錄 ,協(xié)調(diào)基因表達(dá)。 試述核小體的結(jié)構(gòu)要點(diǎn)及其實(shí)驗(yàn)證據(jù)。 ㈠ 結(jié)構(gòu)要點(diǎn) ①每個(gè) 和小體單位包括 200bp 左右的 DNA 超螺旋和一個(gè)組蛋白的八聚體以及一個(gè)分子的組蛋白 H1。 ②組蛋白八聚體構(gòu)成核小體的盤狀核心結(jié)構(gòu) ,相對(duì)分子質(zhì)量 100000，由 4 個(gè)二聚體組成 ,包括兩個(gè) H2AH2B 和兩個(gè) H3H4 形成四聚體位于核心顆粒中央，兩個(gè) H2AH2B 二聚體分別位于四聚體兩側(cè)。每個(gè)二聚體通過(guò)離子鍵和氫鍵結(jié)合約 30bpDNA.。 ③ 146bp 的 DNA 分子超螺旋盤繞組蛋白八聚體 圈 .組蛋白 H1 在核心顆粒外結(jié)合額外20bpDNA,鎖住核小體 DNA 的進(jìn)出端 ,起穩(wěn)定核小體的作用。 ④兩個(gè)相鄰核小體之間以連接 DNA 相連，典型長(zhǎng)度 60bp，不同物種變化值為 0~80bp 不等。 ⑤組蛋白與 DNA 之間的相互作用主要是結(jié)構(gòu)性的 ,基本不依賴于核苷酸的特異序列。正常情況下不與組蛋白結(jié)合的 DNA，當(dāng)與從動(dòng)植物中分離純化的組蛋白共同孵育時(shí)，可以體外裝配成核小體亞單位。 ⑥核小體沿 DNA 的定位受不同因素的影響。 ㈡實(shí)驗(yàn)論證 ①用溫和的方法裂解細(xì)胞核可以得到核小體彼此連接的串珠狀結(jié)構(gòu)；②用非特異性微球菌核酸酶消化染色質(zhì) ,經(jīng)過(guò)蔗糖梯度離心及瓊脂糖凝膠電泳分析，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù) DNA 被降解成大 200bp 的片段；③應(yīng)用 X 射線衍射，中子散射和電鏡 三維重組技術(shù)發(fā)現(xiàn)核小體顆粒是直徑11nm，高 6nm 的扁圓柱體，具有二分對(duì)稱性，核心組蛋白的構(gòu)成是先形成四聚體，然后再與兩個(gè)異二聚體結(jié)合形成八聚體；④ SV40 微小染色體分析。 1試述從 DNA 到染色體的包裝過(guò)程。 DNA→壓縮 7 倍→核小體→壓縮 6 倍→螺線管→壓縮 40 倍→超螺線管→壓縮 5 倍→染色單體 .經(jīng)過(guò)四級(jí)螺旋包裝形成的染色體結(jié)構(gòu)，共壓縮了 8400 倍。 1分析中期染色體的三種功能元件及其作用。 ㈠ DNA 復(fù)制起點(diǎn)：確保染色體在細(xì)胞周期中能夠自我復(fù)制 ,維持染色體在細(xì)胞世代傳遞中的連續(xù)性。 ㈡著絲粒：使細(xì)胞分 裂時(shí)已完成復(fù)制的染色體能平均分配到子細(xì)胞中。 ㈢端粒：保持染色體的獨(dú)立性和穩(wěn)定性。 1概述核仁的結(jié)構(gòu)及其功能。 ㈠核仁的化學(xué)組成是不恒定的，是依細(xì)胞的類型和生理狀態(tài)而異的。但一般來(lái)講，核仁都含有三種主要成分： DNA、 RNA 和蛋白質(zhì)。 ㈡核仁的顯微結(jié)構(gòu)是勻質(zhì)的球體，其中含有液泡和各種內(nèi)含物。它的亞顯微結(jié)構(gòu)主要分兩個(gè)區(qū)城，即顆粒區(qū)和纖絲區(qū)。顆粒區(qū)位于核仁邊緣，其中含有直徑為 15～ 20 納米的顆粒，它是細(xì)胞質(zhì)核糖體的前體，纖絲區(qū)中含有直徑為 10 納米的纖絲，由核糖核蛋白組成，為顆粒區(qū)的前體，這些纖絲包埋在無(wú)定形的 蛋白質(zhì)中。在顆粒區(qū)和纖絲區(qū)中可找到染色質(zhì)。核仁周圍沒(méi)有膜的包圍。 ㈢核仁的形狀、大小、數(shù)量因生物種類、細(xì)胞類型和生理狀態(tài)而異，但核仁的功能卻是相同的。核仁的主要功能是進(jìn)行核糖體 RNA(rRNA)的合成。我們知道，細(xì)胞內(nèi) RNA 有信使RNA(mRNA)、轉(zhuǎn)運(yùn) RNA(tRNA)和核糖體 RNA(rRNA)三種，它們主要存在于細(xì)胞質(zhì)中。細(xì)胞核內(nèi)含有少量的 RNA，但核內(nèi) RNA(nRNA)同樣也有這三類且核內(nèi) RNA 大部分存在于核仁中。不論是細(xì)胞質(zhì)中的 RNA，還是細(xì)胞核中的 RNA，都是在細(xì)胞核內(nèi)以 DNA 的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄 而成的。現(xiàn)在已經(jīng)知道核糖體 RNA 的基因位于核仁組成中心的副縊痕上，而該部位則是形成核仁的地方，它轉(zhuǎn)錄形成核糖體 RNA 的部位就是核仁區(qū)。核糖體 RNA 合成后，通過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，然后與在細(xì)胞質(zhì)中合成的核糖體蛋白質(zhì)聯(lián)結(jié)形成核糖體。 1試述染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與基因轉(zhuǎn)錄的關(guān)系。 RNA 聚合酶能起始轉(zhuǎn)錄 H1 的磷酸化 聚合酶通過(guò)與組蛋白的 DNA 模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄 真核細(xì)胞中基因轉(zhuǎn)錄的模板是染色質(zhì)而不是裸露的 DNA 六、論述題 說(shuō)明組蛋白對(duì)基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的機(jī)制。 組成核小體的組蛋白八聚體的 N 端都是暴露在核小體之外，某些特殊的氨基酸殘基會(huì)發(fā)生乙?；谆?，磷酸化或者 ADP 核酸基化等修飾。這些基團(tuán)修飾的意義，一是改變?nèi)旧|(zhì)的結(jié)構(gòu)，直接影響轉(zhuǎn)錄活性；二是核小體表面發(fā)生改變，使其他調(diào)控蛋白易于和染色質(zhì)相互接觸，間接影響轉(zhuǎn)錄活性。 [1]核心組蛋白的賴氨酸殘基乙?；? 組蛋白的賴氨酸殘基乙?；呛诵◇w重建的一種重要方式。乙酰基化后的組蛋白賴氨酸側(cè)鏈不再 帶有正電荷，這樣就失去了與 DNA 幾你結(jié)合的能力，使相鄰核小體的聚合受阻，同 時(shí)影響泛素與組蛋白 H2A 的結(jié)合，導(dǎo)致蛋白質(zhì)的選擇性降解。組蛋白 H3 和 H4 是蛋白酶修飾的主要位點(diǎn)，它們的乙?；赡苡蓄愃拼傩傅幕钚?，使核小體間的 DNA 因產(chǎn)生過(guò)多的負(fù)超螺旋易于從核小體上脫離，致使對(duì)核酸酶敏感性增高，并有利于轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的結(jié)合。染色質(zhì)的乙?；癄顟B(tài)是一種動(dòng)態(tài)過(guò)程，既有使組蛋白乙?；拿?，也有使組蛋白去乙酰基化的酶。 [2]組蛋白 H1 的磷酸化 組蛋白 H1 絲氨酸殘基的磷酸化主要發(fā)生在有絲分裂期。分裂后，其磷酸化下降到峰值 的20%。由于 H1 對(duì)核小體起裝配作用，確定核小體的方向，并對(duì) 30NM 的螺線管起維持穩(wěn)定的作用，因此， H1 磷酸化必然導(dǎo)致對(duì) DNA 親和力下降，造成染色質(zhì)疏松，直接影響染色質(zhì)的活性。
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