核酸酶是所有可以水解核酸的酶。依据核酸酶底物的不同可以将其分为DNA酶(deoxyribonuclease,DNase)和RNA酶(ribonuclease,RNase)两类。DNA酶能够专一性地催化脱氧核糖核酸的水解,而RNA酶能够专一性地催化核糖核酸的水解。按照对底物二级结构的专一性,核酸酶还有单链酶和双链酶之分。
依据对底物的作用方式可将核酸酶分为核酸外切酶(exonuclease)和核酸内切酶(endonuclease)。核酸外切酶仅能水解位于核酸分子链末端的磷酸二酯键。根据其作用的方向性,又有5′→3′核酸外切酶和3′→5′核酸外切酶之分。而核酸内切酶只可以在DNA或RNA分子内部切断磷酸二酯键。有些核酸内切酶要求酶切位点具有核酸序列特异性,例如限制性核酸内切酶(restriction endonuclease),它们酶切位点的核酸序列具有回文结构,识别长度为4~8 bp。有些核酸内切酶没有序列特异性的要求。
细胞内的核酸酶一方面参与DNA的合成与修复及RNA合成后的剪接等重要基因复制和基因表达过程,另一方面负责清除多余的、结构和功能异常的核酸,同时也可以清除侵入细胞的外源性核酸,这些作用对于维持细胞的正常活动具有重要意义。核酸酶可以分泌到细胞外,例如,在人体消化液中的核酸酶可以降解食物中的核酸以利吸收。特别是限制性核酸内切酶,由于它能够特异性地识别酶切位点,已经成为分子生物学中的重要工具酶。目前已发现约3 000种。
有些核酸酶属于多功能酶。例如,有些DNA聚合酶同时具有核酸外切酶活性,在DNA复制过程中可以切除错配的碱基,保证DNA生物合成的精确性(详见第十章)。
复习题
【A型题】
1.下列关于DNA结构的不正确叙述是:( )
A.碱基配对发生在嘌呤和嘧啶之间 B.鸟嘌呤和胞嘧啶形成3个氢键
C.DNA两条多聚核苷酸链的方向相反 D.DNA的二级结构为双螺旋
E.腺嘌呤与胸腺嘧啶之间形成3个氢键
2.DNA分子的腺嘌呤含量为20%,则胞嘧啶的含量应为:( )
A.20% B.30% C.40% D.60% E.80%
3.DNA一条链的部分碱基序列是TAGACTA,其互补链的碱基序列是:( )
A.TAGTCTA B.TAGATCT C.UAGUCUA
D.TAGACTA E.ATCAGAT
4.造成DNA变性的原因是:( )
A.DNA的磷酸二酯键断裂 B.多聚核苷酸链解聚
C.DNA分子由超螺旋变成双螺旋 D.互补碱基之间氢键断裂
E.DNA分子中碱基丢失
5.有关RNA的不正确描述是:( )
A.mRNA分子中含有遗传密码 B.在蛋白质合成中,tRNA是氨基酸的载体
C.胞质中有hnRNA和mRNA D.snmRNA也具有生物学功能
E.rRNA可以组成核糖体
6.hnRNA是下列哪种RNA的前体:( )
A.tRNA B.rRNA C.mRNA D.snRNA E.snoRNA
7.DNA的解链温度是指:( )
A.A260达到最大值的温度 B.A260达到变化最大值的50%时的温度
C.DNA开始解链时所需要的温度 D.DNA完全解链时所需要的温度
E.A280达到最大值的50%时的温度
8.关于tRNA的错误论述是:( )
A.由于tRNA的3′-末端结构不同,因而能够结合不同的氨基酸
B.含双氢尿嘧啶并形成DHU环 C.通常由70~90余个核苷酸组成
D.反密码子可以识别mRNA上的密码子 E.3′-末端的序列是CCA
9.大部分真核细胞mRNA的3′-末端都具有:( )
A.多聚A尾 B.多聚U尾 C.多聚T尾 D.多聚C尾 E.多聚G尾
10.原核生物大亚基的rRNA组成有:( )
A.16S rRNA B.5.8S rRNA和23S rRNA
C.5S rRNA、5.8S rRNA和28S rRNA D.5S rRNA和23S rRNA
E.5.8S rRNA和28S rRNA
11.核酸具有紫外吸收的原因是:( )
C.嘌呤与嘧啶中有硫原子 D.嘌呤与嘧啶连接了核糖
E.嘌呤与嘧啶连接了磷酸基团
12.组成核小体核心颗粒的组分是:( )
A.H2A、H2B、H3、H4各一分子和约150 bp的DNA
B.H2A、H2B、H3、H4各二分子和约150 bp的DNA
C.H1组蛋白与H2A、H2B、H3、H4各两分子
D.非组蛋白和约150 bp的DNA
E.H1组蛋白与H2A、H2B、H3、H4各两分子和约150 bp的DNA
【X型题】
1.DNA分子中的碱基组成是:( )
A.A+G=C+T B.C=G C.A=T
D.C+G=A+T E.A=G=C=T
2.有关细胞内DNA的描述是:( )
A.原核生物DNA具有共价封闭的环状双螺旋结构(www.xing528.com)
B.正超螺旋的DNA具有生物活性
C.负超螺旋的DNA具有生物活性
D.真核生物DNA具有共价封闭的环状双螺旋结构
E.真核生物DNA在细胞中以染色体的形式存在
3.DNA二级结构特点有:( )
A.两条多聚核苷酸链反向平行围绕同一中心轴构成双螺旋
B.以A-T以及G-C方式形成碱基配对
C.双链均为右手螺旋
D.链状骨架由脱氧核糖和磷酸组成
E.维持双螺旋稳定的主要因素是氢键和碱基堆积力
4.真核生物DNA的空间结构包括:( )
A.核小体 B.环状DNA C.染色质纤维 D.α-螺旋 E.双螺旋
5.RNA和DNA彻底水解后的产物:( )
A.核糖相同,部分碱基不同,磷酸基团不同 B.核糖相同,碱基不同,磷酸基团相同
C.核糖不同,部分碱基不同,磷酸基团相同 D.核糖不同,碱基不同,磷酸基团不同
E.核糖不同,部分碱基相同,磷酸基团相同
6.维持DNA双螺旋结构的作用力为:( )
7.核酸的杂交可以发生在:( )
A.DNA双链变性后,迅速地除去变性条件
B.具有碱基互补的两个RNA单链之间
C.来自两个不同物种的DNA单链之间,只要满足碱基互补的条件
D.可以在高于解链温度的条件上完成
E.具有碱基互补的DNA单链和RNA单链之间
8.tRNA的结构特征是:( )
A.3′-末端有多聚腺苷酸尾 B.5′-末端有CCA C.有反密码环
D.有氨基酸接纳臂 E.三级结构是倒L形
9.真核mRNA的特点有:( )
A.分子大小不均一 B.3′-末端有多聚腺苷酸尾
C.有编码区 D.有5′CCA结构
E.5′-末端帽结构没有生物功能
10.有关rRNA的正确描述是:( )
A.在细胞内的RNA中含量最多 B.它的空间结构有许多的茎环结构
C.与核糖体蛋白共同构成核糖体 D.构成蛋白质生物合成的场所
E.分子量最小的RNA
【填空题】
1.嘌呤环上的第________位氮原子与戊糖的第________位碳原子相连形成________键。
2.Tm值与DNA所含碱基中的________成正比。
3.维系DNA双螺旋结构稳定横向靠________维系,纵向则靠________维持。
4.自然界的闭合双链DNA主要是以________超螺旋形式存在。
5.tRNA的三叶草型结构中,其中氨基酸臂的功能是________,反密码环的功能是________。
6.在应用紫外可见分光光度计检测核酸样品纯度时,纯DNA样品的A260/A280应为________,纯RNA样品的A260/A280应为________。
7.tRNA的氨基酸臂3′-末端中最后三个碱基是________。
8.真核生物中成熟的mRNA的结构特点是________,________。
【名词解释】
1.Tm值 2.DNA变性 3.核酸分子杂交 4.核酸酶 5.基因组 6.核小体
【简答题】
1.简述细胞内主要的RNA及其主要功能。
2.简述真核生物mRNA的结构特点。
3.简述tRNA的结构特点。
4.简述B-DNA的结构要点。
5.简述Chargaff规则。
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