分子生物學(xué)復(fù)習(xí)資料.doc

分子生物學(xué)復(fù)習(xí)資料第二章基因：是DNA或RNA中具有遺傳效應(yīng)的一段核苷酸序列，是遺傳的基本單位和突變單位以及控制性狀的功能單位；簡(jiǎn)單來說，基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，是控制生物性狀的基本遺傳單位。DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)：是指四種脫氧核苷酸的排列順序，又稱為核苷酸序列或堿基順序。 DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定著基因的功能。DNA雙螺旋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： （1）雙螺旋中存在大溝和小溝； （2）堿基頂部基團(tuán)裸露在DNA 大溝內(nèi)； （3）蛋白質(zhì)因子與DNA 的特異結(jié)合依賴于氨基酸與DNA 間的氫鍵的形成；（4）蛋白質(zhì)因子沿大溝與DNA形成專一性結(jié)合的機(jī)率與多樣性高于沿小溝的結(jié)合；（5） 大溝的空間更有利于與蛋白質(zhì)的結(jié)合；（6） 每一條單鏈具有5 3極性；兩條單鏈間以氫鍵連接； 兩條單鏈極性相反，反向平行； 以中心為軸，向右盤旋(B-DNA)。 DNA分子變性：天然存在的雙鏈DNA具有規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)，當(dāng)DNA被加熱或在某些試劑的作用下，配對(duì)堿基之間氫鍵和相鄰堿基之間的堆集力就會(huì)受到破壞，逐步變?yōu)榻朴跓o規(guī)則的線團(tuán)構(gòu)型的單鏈變性DNA。 這種由雙螺旋結(jié)構(gòu)狀態(tài)轉(zhuǎn)變成單鏈無規(guī)線團(tuán)狀態(tài)的過程叫作DNA變性，也稱熔解。變性過程的表現(xiàn)： 單鏈DNA粘度降低 單鏈DNA 沉降速度加快 單鏈DNA分子的A 260 nm UV 吸收值上升 (堿基序列被打亂) 影響DNA復(fù)性過程的因素 ： （1）陽離子濃度（2）復(fù)性反應(yīng)的溫度 Tm - 25 (60-65) （3）單鏈DNA分子的長(zhǎng)度（4）單鏈DNA 的初始濃度 C0（5）DNA 分子中核苷酸的排列狀況 （隨機(jī)排列，重復(fù)排列）經(jīng)典的基因概念：（1）基因是染色體上的實(shí)體； （2）基因象鏈珠一樣，孤立地呈線狀地排列在染色體上 ；（3）基因是功能、突變、交換、“三位一體”的最小的不可分割的基本的遺傳單位；順式作用因子：存在于基因序列旁側(cè)能影響基因表達(dá)的序列。包括啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、調(diào)控序列和可誘導(dǎo)元件等，作用是參與基因表達(dá)的調(diào)控。順式作用元件本身不編碼任何蛋白質(zhì)，僅提供一個(gè)作用位點(diǎn)，要與反式作用因子相互作用而起作用。通過核苷酸自身的特異二級(jí)結(jié)構(gòu)控制與它緊密連鎖的結(jié)構(gòu)基因的表達(dá) 反式作用元件：是能直接或間接地識(shí)別或結(jié)合在順式作用因子核心序列上參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率的蛋白質(zhì)。有時(shí)也稱轉(zhuǎn)錄因子。大多數(shù)真核轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子由某一基因表達(dá)后，可通過另一基因的特異的順式作用因子相互作用，從而激活另一基因的轉(zhuǎn)錄。通過擴(kuò)散自身表達(dá)產(chǎn)物（酶，調(diào)節(jié)蛋白）控制其他基因的表達(dá)。可轉(zhuǎn)錄，可翻譯調(diào)節(jié)蛋白的DNA功能區(qū)?？赏ㄟ^互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)體系確定其功能區(qū)域。重復(fù)基因概念：重復(fù)基因指染色體上存在多數(shù)拷貝基因，重復(fù)基因往往是生命活動(dòng)最基本，最重要的功能相關(guān)的基因。重疊基因的概念： 兩個(gè)或兩個(gè)以上的基因共有一段DNA序列，或者是指一段DNA序列成為兩個(gè)以上基因的組成部分。重疊基因有多種重疊方式。極性突變的基本概念：在一個(gè)操縱子中， 與操縱基因毗連的結(jié)構(gòu)基因發(fā)生終止突變后，它除了影響該基因本身產(chǎn)物的翻譯外，還影響其后結(jié)構(gòu)基因多肽的翻譯，并且具有極性梯度的特征。 斷裂基因（真核生物所特有的）：真核生物中基因具有不連續(xù)性，即一個(gè)基因的編碼序列往往被一些非編碼序列分隔開。基因中能夠轉(zhuǎn)錄并進(jìn)一步編碼多肽鏈合成的部分稱為外顯子，而在轉(zhuǎn)錄后會(huì)被剪除的部分則稱為內(nèi)含子。原核生物復(fù)制方向：?jiǎn)纹瘘c(diǎn)，雙方向；真核生物復(fù)制方向：多起點(diǎn)，雙方向；DNA雙螺旋有A、B、Z型，天然狀態(tài)下的DNA的分子構(gòu)象主要以B-DNA為主； 鈉離子濃度大的時(shí)候主要以Z-DNA 、A-DNA為主。第三章DNA復(fù)制：親代雙鏈DNA分子在DNA聚合酶的作用下，分別以每單鏈 DNA分子為模板，聚合與自身堿基可以互補(bǔ)配對(duì)的游離的dNTP, 合成出兩條與親代DNA分子完全相同的子代DNA分子的過程。 復(fù)制子：一個(gè)DNA起點(diǎn)所控制的DNA序列為復(fù)制子，即復(fù)制起點(diǎn)，原核生物的復(fù)制子通常為一個(gè)，而真核生物的復(fù)制子則為多個(gè)。復(fù)制體：是在復(fù)制叉組裝的蛋白質(zhì)復(fù)合體，負(fù)責(zé)DNA的合成。包括DNA聚合酶、引發(fā)體、SSB、解旋體等。DNA復(fù)制的五個(gè)特點(diǎn)：（1）有一定的復(fù)制起始點(diǎn) （2）半保留復(fù)制 （3）需要引物 （4）雙向復(fù)制 （5）半不連續(xù)復(fù)制DNA的呼吸現(xiàn)象：DNA復(fù)制原點(diǎn)處氫鍵迅速斷裂與再生，導(dǎo)致兩條DNA鏈不斷解 裂與聚合，形成瞬間的單泡狀結(jié)構(gòu)的過程（在富含AT區(qū)域尤為明顯）。DNA復(fù)制的“呼吸現(xiàn)象” 常溫下，活體內(nèi)雙鏈DNA分子中富含AT的變性核心區(qū) （啟動(dòng)子、終止子區(qū)）常表現(xiàn)氫鍵的斷裂與形成的“DNA呼吸現(xiàn)象”。 這對(duì)于某些特殊的蛋白質(zhì)與DNA結(jié)合并閱讀鏈內(nèi)信息具有重要作用。請(qǐng)簡(jiǎn)述真核生物DNA復(fù)制時(shí)是如何避免5末端短縮的。（20分）端粒酶（TTGGGG）與染色體DNA末端的3單鏈區(qū)域結(jié)合（5末端短縮后，留下3游離的單鏈末端），端粒酶中的RNA與DNA配對(duì)，并以CCCCAA序列為模板，以DNA的3-OH為引物，完成（GGGGTT）一個(gè)重復(fù)單位的延伸后，端粒酶沿著DNA鏈想3末端移動(dòng)，再次啟動(dòng)下一個(gè)重復(fù)單位的復(fù)制，如此循環(huán)復(fù)始，當(dāng)一條數(shù)十次重復(fù)的cDNA端粒末端合成后，3單鏈自行回折，并在G-G之間以Hoogsteen鍵配對(duì)方式連接，最后與5末端結(jié)合，不僅解決了5末端短縮問題，而且所形成的封閉式DNA末端保證了染色體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。拓?fù)洚悩?gòu)酶：對(duì)單鏈的親和力要比對(duì)雙鏈高的多，它僅催化單鏈的瞬時(shí)斷裂和再連接，且不需要等提供能量。大腸桿菌的拓?fù)洚悩?gòu)酶只能松弛負(fù)超螺旋，不能松弛復(fù)制叉前方因復(fù)制而引入正超螺旋真；核生物和古細(xì)菌的拓?fù)洚悩?gòu)酶即可松弛負(fù)超螺旋也可松弛正超螺旋。拓?fù)洚悩?gòu)酶：可催化兩條鏈同時(shí)斷裂和再連接，它通常需要功能。第四章突變：是遺傳物質(zhì)發(fā)生了可遺傳的改變，而這種改變可發(fā)生在染色體水平和基因水平上。突變類型：分為點(diǎn)突變和插入與缺失突變。插入或缺失不等于3的倍數(shù)的核苷酸，引起讀碼框架的改變。叫移碼突變?；蛲蛔兊姆N類：按核苷酸取代類型： 轉(zhuǎn)換（嘌呤中間或嘧啶間的互換） 顛換（嘌呤與嘧啶間的互換）按突變對(duì)密碼子的改變類型：錯(cuò)義突變： DNA突變引起mRNA密碼子變?yōu)榱硪粋€(gè)氨基酸密碼。無義突變： DNA突變引起mRNA密碼子變?yōu)橐环N終止密碼。同義突變： DNA突變雖引起mRNA密碼子變?yōu)榱硪环N密碼，但由于密碼子的簡(jiǎn)并性，未使編碼的氨基酸發(fā)生改變。自發(fā)突變：特指在DNA復(fù)制過程中，由于細(xì)胞內(nèi)堿基異構(gòu)體替代正常結(jié)構(gòu)的堿基摻入到DNA分子中，引起的復(fù)制的錯(cuò)誤，或由于重復(fù)序列間的不對(duì)稱交換形成的突變?；虻恼T發(fā)突變 ：物理誘變： （1）電離輻射，如、射線 （2）非電離輻射，如紫外線 化學(xué)誘變：（1）抑制堿基合成的誘變劑，如6-巰基嘌呤（2）堿基類似物，如5-溴尿嘧啶（3）修飾堿基結(jié)構(gòu)的誘變劑，如亞硝酸（4）插入誘變劑，如吖啶橙DNA損傷修復(fù)方式：（1）直接修復(fù)：光修復(fù)、轉(zhuǎn)甲基作用和直接連接作用（均屬于無差錯(cuò)修復(fù)）；（2）取代修復(fù)：切除修復(fù)、重組修復(fù)、SOS修復(fù)（后二者屬于有差錯(cuò)傾向修復(fù)）；紫外線照射引起的DNA損傷：當(dāng)DNA受到紫外線照射時(shí)，其堿基發(fā)生電子躍遷而處于激發(fā)狀態(tài)，由于水合作用使相鄰的兩個(gè)嘧啶堿基形成環(huán)丁烷嘧啶二聚體。最常見的胸腺嘧啶二聚體通常發(fā)生在同一DNA鏈上兩個(gè)相鄰的胸腺嘧啶之間，也可以發(fā)生在兩個(gè)單鏈之間，這種形式的二聚體結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定。二聚體通常會(huì)引起DNA雙螺旋發(fā)生局部的彎曲和扭結(jié)，直接影響DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程光修復(fù)：光修復(fù)只作用于紫外線引起的嘧啶二聚體。光修復(fù)過程中，光復(fù)活酶發(fā)揮了重要作用。在可見光存在時(shí)，光復(fù)活酶將嘧啶二聚體裂解，恢復(fù)到正常狀態(tài)。光復(fù)活酶沿著DNA鏈滑動(dòng)來識(shí)別嘧啶二聚體并與其結(jié)合，但要解開二聚體結(jié)構(gòu)，還需要可見光激活（藍(lán)光）。切除修復(fù)：這種修復(fù)機(jī)制可適用于多種DNA損傷修復(fù)。該修復(fù)機(jī)制可以分別由兩種不同的酶來發(fā)動(dòng)，一種是核酸內(nèi)切酶，另一種是DNA糖苷酶。（1）特異性的核酸內(nèi)切酶或DNA糖苷酶識(shí)別DNA損傷部位，并在該部位的5端作一切口；（2）由核酸外切酶從53端逐一切除損傷的單鏈；（3）在DNA聚合酶的催化下，以互補(bǔ)鏈為模板，合成新的單鏈片段以填補(bǔ)缺口；（4）由DNA連接酶催化連接片段，封閉缺口；重組修復(fù)：（1）DNA復(fù)制時(shí)，損傷部位導(dǎo)致子鏈DNA合成障礙，形成空缺；（2）此空缺誘導(dǎo)產(chǎn)生重組酶（重組蛋白R(shí)ecA），該酶與空缺區(qū)結(jié)合，并催化子鏈空缺與對(duì)側(cè)親鏈進(jìn)行重組交換；（3）對(duì)側(cè)親鏈產(chǎn)生的空缺以互補(bǔ)的子鏈為模板，在DNA聚合酶和連接酶的催化下，重新修復(fù)切口；（4）親鏈上的損傷部位繼續(xù)保留或以切除修復(fù)方式加以修復(fù)；SOS修復(fù)：這是一種在DNA分子受到較大范圍損傷并且使復(fù)制受到抑制時(shí)出現(xiàn)的修復(fù)機(jī)制，以SOS借喻細(xì)胞處于危機(jī)狀態(tài)。簡(jiǎn)述錯(cuò)配修復(fù)的機(jī)制：錯(cuò)配修復(fù)機(jī)制是建立在DNA出現(xiàn)的甲基化的基礎(chǔ)上，原核細(xì)胞內(nèi)存在dam甲基化酶，能使位于5GATC序列中腺苷酸的N6位甲基化，在復(fù)制過程中含有所需 甲基化的堿基的親代鏈充分甲基化，由于DNA甲基化滯后于DNA的合成，新的子代DNA鏈在合成大部分時(shí)期里保持著非甲基化，錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)具有既能識(shí)別非甲基化序列又能識(shí)別新合成的子代鏈中的錯(cuò)配堿基對(duì)的能力，一旦發(fā)現(xiàn)錯(cuò)配堿基即將未甲基化鏈切除，一段包含錯(cuò)誤堿基的序列，并以甲基化的鏈為模板進(jìn)行修復(fù)。第五章DNA重組：DNA分子內(nèi)或分子間發(fā)生片段間重新組合，通過DNA分子的斷裂和連接所導(dǎo)致的遺傳信息重組稱為DNA重組，也稱遺傳重組或基因重排。同源重組的酶學(xué)機(jī)制：（1）兩條同源雙鏈DNA分子排列在一起；（2）核酸酶和RecBCD蛋白質(zhì)復(fù)合體在DNA特定序列 chi（GCTGGTGG）上產(chǎn)生缺口；（3）3-端切口被RecA蛋白包裹形成RecA-單鏈DNA細(xì)絲，這些細(xì)絲相互交換并尋找相對(duì)的DNA雙螺旋上的相應(yīng)序列，形成Holliday結(jié)構(gòu)；（4）Holliday的中間體以兩種方式中的一種拆分為兩個(gè)DNA雙螺旋。與DNA重組有關(guān)的酶名稱編碼基因主要功能Rec A（重組蛋白A）rec A1. 誘發(fā)SOS反應(yīng)、促進(jìn)單鏈DNA與同源DNA發(fā)生鏈交換；2. 具有多種酶促活性，包括具有蛋白水解酶的活性。Rec Erec E外切核酸酶活性，參與DNA重組Rec Frec F與雙鏈DNA和單鏈DNA結(jié)合Rec Orec O促進(jìn)互補(bǔ)的單鏈DNA的復(fù)性RecRrec R參與DNA的修復(fù)與重組Rec BCD (重組酶BCD)recB, rec C, rec D1. 依賴于ATP的外切酶的活性；2. 可被ATP增強(qiáng)的內(nèi)切酶的活性；3. ATP依賴的解旋酶的活性。Ruv A (DNA 重組與修復(fù)蛋白）ruv ADNA解旋酶。特異的作用于Holliday銜接點(diǎn)，并與RuvB相互作用，促進(jìn)Ruv A 及RuvB沿著DNA鏈移動(dòng)及雙鏈DNA的解旋。RuvBruv B一種ATP酶，具解旋酶的活性。RuvCruv C以低速度剪切Holliday銜接點(diǎn)。細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移有四種機(jī)制：1. 接合2. 轉(zhuǎn)化 3. 轉(zhuǎn)導(dǎo) 4. 細(xì)胞融合轉(zhuǎn)座子：基因組中可以移動(dòng)的一段DNA序列。轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座特征：1. 轉(zhuǎn)座不依賴RecA；2. 轉(zhuǎn)座后靶序列重復(fù)；3. 轉(zhuǎn)座子有插入選擇性；4. 轉(zhuǎn)座具有排他性；5. 轉(zhuǎn)座具有極性效應(yīng)；6. 活化臨近的沉默基因；7. 區(qū)域性優(yōu)先。第六章原核生物中的轉(zhuǎn)錄單位多為 操縱子的多順反子真核生物中的轉(zhuǎn)錄單位多為單順反子， 沒有操縱子多順反子：幾種不同mRNA連在一起，相互之間由一段短的不編碼蛋白質(zhì)的間隔序列所隔開，這種mRNA叫做多順反子mRNA。這樣的一條mRNA鏈能夠編碼幾種蛋白質(zhì)。 單順反子：即一條mRNA模板只含有一個(gè)翻譯起始點(diǎn)和一個(gè)終止點(diǎn)，因而一個(gè)基因編碼一條多肽鏈或RNA鏈。 核心啟動(dòng)子包括： Sextama Box： -35 site RNApol. 松弛結(jié)合位點(diǎn)（R site RNApol. recognition site (R site)TTGAC (Sextama Box 6-10bp)Pribnow Box： -10 site RNApol. 緊密結(jié)合位點(diǎn) (B site TATAAT (pribnow Box 6-8bp)轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)： +1 RNA transcriptional startpoint (I site) A/G AGGTCCACCSextama Box 與Pribnow Box 間距17bp,全酶=核心酶+聚合酶全酶與啟動(dòng)子松弛結(jié)合而形成的復(fù)合體稱為閉合啟動(dòng)子復(fù)合體，這時(shí)分子仍然保持閉合的雙鏈形式。當(dāng)?shù)竭_(dá)啟動(dòng)子位置后，全酶在亞基的參與下，能在啟動(dòng)子處使得一小段區(qū)域發(fā)生融解而形成開放啟動(dòng)子復(fù)合體。聚合酶與分子發(fā)生緊密結(jié)合后，這時(shí)分子是解旋開放的。亞基的作用是能識(shí)別與聚合酶緊密結(jié)合的啟動(dòng)子，使與啟動(dòng)子相鄰的基因被轉(zhuǎn)錄。操縱子：在原核生物中，若干結(jié)構(gòu)基因課串聯(lián)在一起，其表達(dá)受到同一調(diào)控系統(tǒng)的調(diào)控，這種基因的組織形式稱為操縱子。典型的操縱子可分為控制區(qū)和信息區(qū)兩部分。信息區(qū)由一個(gè)或數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)基因串聯(lián)在一起組成；控制區(qū)通常由調(diào)節(jié)基因（阻抑蛋白編碼基因I）、啟動(dòng)基因（CAP和RNA聚合酶結(jié)合區(qū)P）和操縱基因（阻抑蛋白結(jié)合位點(diǎn)O）構(gòu)成。原核生物乳糖操縱子：原核生物乳糖操縱子的控制區(qū)包括調(diào)節(jié)基因I，啟動(dòng)基因P（其CAP結(jié)合位點(diǎn)位于RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)上游）和操縱基因O；其信息區(qū)由-半乳糖苷酶基因（lacZ）：催化乳糖水解成為葡糖糖及半乳糖；-半乳糖苷透性酶（lacY）：是一種在細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)，促進(jìn)乳糖進(jìn)入細(xì)胞中；-半乳糖苷乙?；D(zhuǎn)移酶（lacA）：是一種催化將乙?；鶑囊阴］o酶A轉(zhuǎn)移至-半乳糖苷的酶；串聯(lián)在一起構(gòu)成。當(dāng)培養(yǎng)基中乳糖濃度升高而葡萄糖濃度降低時(shí)，乳糖作為誘導(dǎo)劑與阻抑蛋白結(jié)合，促使阻抑蛋白與操縱基因分離；另一方面，細(xì)胞中cAMP濃度升高，cAMP與CAP結(jié)合并使之激活，CAP與啟動(dòng)基因結(jié)合并促使RNA聚合酶與啟動(dòng)基因結(jié)合，基因轉(zhuǎn)錄激活。乳糖操縱子的正負(fù)調(diào)控機(jī)制分別是：負(fù)調(diào)控：是指操縱子本身處于打開狀態(tài)，但在某種物質(zhì)的作用下使其關(guān)閉負(fù)調(diào)控解除機(jī)制制（1） 沒有乳糖存在時(shí)：I基因編碼的阻遏蛋白結(jié)合于操縱基因O位置，使操縱子處于關(guān)閉或抑制狀態(tài)而不能被轉(zhuǎn)錄。（阻遏蛋白的負(fù)調(diào)控）（2） 有乳糖存在時(shí)：乳糖作為誘導(dǎo)物可以作用于O位點(diǎn)上阻遏蛋白使其變構(gòu)，脫離O位；也可以作用于游離的阻遏蛋白使其變構(gòu)，失去結(jié)合于O位的能力。乳糖操縱子開放，RNA聚合酶可通讀下游的結(jié)構(gòu)基因，從而誘導(dǎo)乳糖操縱子的表達(dá)。（該模型為乳糖操縱子的負(fù)調(diào)控誘導(dǎo)模型）正調(diào)控：（cAMP：環(huán)磷酸腺苷）I基因編碼的無活性的激活蛋白+誘導(dǎo)物=有活性的激活蛋白，結(jié)合在P位點(diǎn)前（CAP），操縱子關(guān)閉。無葡萄糖、cAMP濃度高時(shí)，cAMP與CAP（環(huán)腺苷酸結(jié)合蛋白）結(jié)合，使cAMP結(jié)構(gòu)發(fā)生改變結(jié)合于CAP結(jié)合位點(diǎn)，激活RNA聚合酶，與啟動(dòng)基因結(jié)合，基因轉(zhuǎn)錄激活，轉(zhuǎn)錄乳糖操縱子中的結(jié)構(gòu)基因。 協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)*當(dāng)阻遏蛋白封閉轉(zhuǎn)錄時(shí)，CAP對(duì)該系統(tǒng)不能發(fā)揮作用；*如無CAP存在，即使沒有阻遏蛋白與操縱序列結(jié)合，操縱子仍無轉(zhuǎn)錄活性。單純?nèi)樘谴嬖跁r(shí)，細(xì)菌利用乳糖作碳源；若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在時(shí)，細(xì)菌首先利用葡萄糖。葡萄糖對(duì)乳糖操縱子的阻遏作用稱分解代謝阻遏。 原核生物色氨酸操縱子：色氨酸操縱子屬于阻遏型操縱子，主要調(diào)控一系列用于色氨酸合成代謝的酶蛋白的轉(zhuǎn)錄合成。色氨酸操縱子通常處于開放狀態(tài)，其輔阻遏蛋白不能與操縱基因結(jié)合而阻遏轉(zhuǎn)錄。而當(dāng)色氨酸合成過多時(shí)，色氨酸作為輔阻遏物與輔阻遏蛋白結(jié)合而形成阻遏蛋白，后者與操縱基因結(jié)合而使基因轉(zhuǎn)錄關(guān)閉。色氨酸操縱子的調(diào)控還涉及轉(zhuǎn)錄衰減機(jī)制。即在色氨酸操縱子第一個(gè)結(jié)構(gòu)基因與啟動(dòng)基因之間存在有一衰減區(qū)域，當(dāng)細(xì)胞內(nèi)色氨酸濃度很高的時(shí)候，通過與轉(zhuǎn)錄相偶聯(lián)的翻譯過程，形成一個(gè)衰減子結(jié)構(gòu)，使RNA聚合酶從DNA上脫落，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄終止。依賴型終止機(jī)制：結(jié)構(gòu)：含回文序列的RNA中G/C 很少 ，但可形成松弛頸環(huán)結(jié)構(gòu) DNA回文序列后沒有多聚A/T轉(zhuǎn)錄終止需要 因子功能：RNA聚合酶遇到NusA蛋白會(huì)暫停，給因子追上的機(jī)會(huì)，轉(zhuǎn)錄終止機(jī)制：每個(gè)亞基都有ATP酶活性，與RNA結(jié)合后其亞基的ATP酶被激活，水解ATP供能，推動(dòng)因子沿著RNA5-3方向移動(dòng)，追趕RNA聚合酶，這種情況一直持續(xù)到RNA聚合酶在終止子處停頓，此時(shí)轉(zhuǎn)錄本已形成發(fā)卡結(jié)構(gòu)，RNA聚合酶在終止子處停頓使得因子追趕上來，釋放轉(zhuǎn)錄本。具有RNA-DNA解旋酶活性，當(dāng)與停留在終止子處的RNA聚合酶相遇后，因子使之位于轉(zhuǎn)錄泡內(nèi)RNA-DNA雙鏈結(jié)構(gòu)解開，從而釋放出轉(zhuǎn)錄本，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄的終止。非依賴型終止（簡(jiǎn)單終止子）機(jī)制：結(jié)構(gòu)：含回文序列的RNA的頸環(huán)結(jié)構(gòu)中富含G/C 區(qū)，富含G/C 的頸環(huán)后緊跟一串多聚U機(jī)制：RNA聚合酶到達(dá)富含G/C 區(qū)后轉(zhuǎn)錄延滯，NusA蛋白使RNA聚合酶暫停，在RNA頸環(huán)結(jié)構(gòu)形成及polyU合成后，RNA聚合酶從模板上脫落下來，轉(zhuǎn)錄終止。第七章增強(qiáng)子：是指能夠遠(yuǎn)距離作用調(diào)節(jié)啟動(dòng)子增加轉(zhuǎn)錄效率的DNA序列，由兩個(gè)或兩個(gè)以上增強(qiáng)子元件組成，每個(gè)增強(qiáng)子元件又有兩個(gè)緊密相連的增強(qiáng)子單位構(gòu)成沉默子： 能夠抑制附件基因表達(dá)的DNA序列，從而關(guān)閉基因轉(zhuǎn)錄。是基因的負(fù)調(diào)控元件。絕緣子: 是一段具有特化染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的區(qū)域，它能阻斷增強(qiáng)子或沉默子對(duì)靶基因/啟動(dòng)子的增強(qiáng)或失活作用效應(yīng)。增強(qiáng)子與啟動(dòng)子的比較增強(qiáng)子 啟動(dòng)子增強(qiáng)表達(dá) 基本表達(dá)位置不固定 位置固定無基因特異性 具有基因特異性與調(diào)控基因的距離： 遠(yuǎn) 近調(diào)控效率： 增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄 啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄 作用方式： 單向 雙向RNA聚合酶（真核細(xì)胞） n RNA聚合酶I 負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄rRNA；n RNA聚合酶II 負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄mRNA和snRNA；n RNA聚合酶III 負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄tRNA和5sRNA。RNA聚合酶前起始復(fù)合物類前起始復(fù)合物包括聚合酶和種通用轉(zhuǎn)錄因子，分別是、和。轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物前體（）：是含有框結(jié)合蛋白，與小溝結(jié)合，使之變寬，是最先結(jié)合到鏈上的轉(zhuǎn)錄因子；基本的：結(jié)合到上，可增強(qiáng)與結(jié)合，穩(wěn)定復(fù)合體；完全的：一旦結(jié)合到上，與會(huì)一起作為橋梁，募集聚合酶到，此時(shí)的聚合酶是無活性的；這時(shí)和就會(huì)結(jié)合到聚合酶上；：多亞基組成的大復(fù)合體；具有解旋酶和激活酶活性；使聚合酶磷酸化成為有活性的聚合酶。：是激酶的輔助因子。啟動(dòng)子的清除：聚合酶上除了保留，其余的啟動(dòng)子都會(huì)被清除，mRNA轉(zhuǎn)錄起始。異染色質(zhì)在細(xì)胞核中處于凝聚狀態(tài)，不具有轉(zhuǎn)錄活性。原核真核的區(qū)別：（1）原核細(xì)胞的染色質(zhì)是裸露的的DNA，而真核細(xì)胞染色質(zhì)則是由DNA與組蛋白緊密結(jié)合形成的核小體。（2）在原核基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控中，既有用激活物的調(diào)控（正調(diào)控），也有用阻遏物的調(diào)控（負(fù)調(diào)控），二者同等重要，而在真核細(xì)胞中雖然也有正調(diào)控成分和負(fù)調(diào)控成分，但迄今已知的主要是正調(diào)控，且一個(gè)真核基因通常都有多個(gè)調(diào)控序列，必須有多個(gè)激活物同時(shí)特特異的結(jié)合上去并協(xié)同作用，才能調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄。（3）原核基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯通常是相互偶聯(lián)的，即在轉(zhuǎn)錄尚未完成之前翻譯便已開始，兒真核基因的轉(zhuǎn)錄與翻譯則在時(shí)空上是分開的，從而使真核生物的表達(dá)又多了一個(gè)層次，調(diào)控機(jī)制也更復(fù)雜，其中許多機(jī)制是原核細(xì)胞所沒有的。（4）真核生物都為多細(xì)胞生物。第八章RNA干擾定義： 外源或內(nèi)源性的雙鏈RNA (dsRNA) 進(jìn)入細(xì)胞后引起與其同源的mRNA （靶mRNA）特異性降解，抑制相應(yīng)基因表達(dá)，表現(xiàn)出特定基因缺失表型的現(xiàn)象。（人們通過雙鏈RNA介導(dǎo)特異性降解靶mRNA，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄后水平的基因沉默現(xiàn)象稱之為RNA干擾）RNA干擾機(jī)制：（1）雙鏈RNA通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，在核酸酶切酶的作用下，被分解為21-22bp，3端帶有2-3nt末端突出的雙鏈RNA分子，這種小的雙鏈RNA分子被稱為小干擾RNA。（2）小干擾RNA同相關(guān)的酶結(jié)合，形成RNA介導(dǎo)的沉默復(fù)合物，沉默復(fù)合物在ATP供能的情況下，將其攜帶的雙鏈小干擾RNA變成單鏈小干擾RNA分子，進(jìn)而成為有活性的沉默復(fù)合物又稱為Slicer。（3）Slicer同目標(biāo)靶mRNA分子結(jié)合，會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)RNA分子的斷裂，進(jìn)而被核酸酶降解，導(dǎo)致目的基因的沉默。RNA干涉 的可能機(jī)制（1）RNA干涉一旦啟動(dòng)，可將對(duì)應(yīng)的成熟mRNA 全部降解，達(dá)到缺失突變的效應(yīng)。（2）dsRNA也可降解pre-RNA， 但機(jī)率較低。由于pre-RNA存在時(shí)間短，同時(shí)有加工蛋 白的結(jié)合，阻止干涉復(fù)合體的結(jié)合。（3）25nt ds RNA 極易穿過細(xì)胞，進(jìn)行遠(yuǎn)距離的轉(zhuǎn)移。穿過核膜，與同源DNA結(jié)合，使基因在轉(zhuǎn)錄水平上發(fā)生沉默。第九章密碼子的特點(diǎn)：（1）遺傳密碼的連續(xù)性（2）遺傳密碼的簡(jiǎn)并性（3）密碼子的變偶性（4）密碼子的不重疊性（5）密碼子的通用性（6）密碼子使用具有偏向性tRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)（呈三葉草形，四臂五環(huán)，一個(gè)額外環(huán)）功能： （1）-aa 承受臂 ：裝載氨基酸在3 端（2）DHU環(huán)：氨酰-tRNA合成酶識(shí)別位點(diǎn)（3）反密碼環(huán)：密碼子結(jié)合位點(diǎn)（4）T環(huán)：核糖體大亞基與5srRNA結(jié)合位點(diǎn)（5）額外環(huán)：tRNA分類標(biāo)準(zhǔn)額外環(huán)反密碼環(huán)T環(huán)DHU環(huán)-aa 承受臂AARS（氨酰tRNA合成酶）：是一類催化特定氨基酸或其前體與對(duì)應(yīng)tRNA發(fā)生酯化反應(yīng)而形成氨酰tRNA的酶。氨酰tRNA合成酶的作用是將氨基酸結(jié)合于tRNA，所以它必須同時(shí)能夠?qū)Ｒ坏嘏c氨基酸的側(cè)鏈基團(tuán)以及與tRNA相結(jié)合。由于每一種的氨基酸與tRNA的連接都需要專一性的氨酰tRNA合成酶來催化，因此氨酰tRNA合成酶的種類與標(biāo)準(zhǔn)氨基酸的數(shù)量是一樣都為20種。原核生物核糖體沉降系數(shù)70S 23s（大）, 16s（?。? 5s（大） 真核生物核糖體沉降系數(shù)80S 28s（大）, 18s（?。? 5s（大）細(xì)胞程序性死忙：指生物細(xì)胞自主、有序地通過啟動(dòng)體內(nèi)固有的基因表達(dá)和代謝程序誘發(fā)細(xì)胞死忙，以滿足個(gè)體發(fā)育或適應(yīng)外界特定環(huán)境需要的一種生物學(xué)現(xiàn)象，是多細(xì)胞生物發(fā)育過程中的一種常見的調(diào)節(jié)途徑，也是生物借以調(diào)節(jié)形態(tài)發(fā)生、抵抗病原生物入侵和適應(yīng)環(huán)境脅迫的一種手段保證蛋白質(zhì)正確翻譯的機(jī)制：（1） 氨酰tRNA合成酶上含有：氨基酸結(jié)合位點(diǎn)、tRNA結(jié)合位點(diǎn)、ATP結(jié)合位點(diǎn)；氨基酸結(jié)合位點(diǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)相似的氨基酸具有雙篩作用；氨基酸與tRNA的專一結(jié)合，保證了tRNA攜帶正確的氨基酸。氨酰tRNA合成酶對(duì)特定tRNA的準(zhǔn)確識(shí)別與結(jié)合依靠AARS對(duì)副密碼子的識(shí)別；（2） 攜帶氨基酸的tRNA對(duì)mRNA的識(shí)別：mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子的相互識(shí)別，保證了遺傳信息準(zhǔn)確無誤地轉(zhuǎn)譯；（3） 起始因子及延伸因子的作用：起始因子保證了只有起始氨酰tRNA能進(jìn)入核糖體P位與起始密碼子結(jié)合，延伸因子的高度專一性，保證了起始tRNA攜帶的fMet不進(jìn)入肽鏈內(nèi)部；（4） 核糖體三位點(diǎn)模型的E位與A位的相互影響，可以防止不正確的氨酰tRNA進(jìn)入A位，從而提高翻譯的正確性；（5） 校正作用：AARS和校正tRNA的作用：對(duì)占據(jù)核糖體A位的氨酰tRNA的校對(duì)、變異校對(duì)即基因內(nèi)校對(duì)與基因間校對(duì)等多種校正作用可以保證翻譯的正確。第十一章基因克隆程序：分、切、連、轉(zhuǎn)、選。（1）分是指：分離載體DNA和欲克隆的目的DNA片段（2）切是指：用相同的限制性內(nèi)切酶切開載體，及切割目的基因DNA片段，從而使兩者含有相同的酶切末端，以便于連接。（3）連是指：用DNA連接酶將目的DNA同載體DNA連接起來，形成重組DNA分子；（4）轉(zhuǎn)是指：通過一定的方法將重組DNA分子送入宿主細(xì)胞中進(jìn)行復(fù)制和擴(kuò)增；（5）選是指：從宿主群體中挑選出攜帶有重組DNA分子的個(gè)體。PCR反應(yīng)過程：高溫變性、低溫退火、中溫延伸，三個(gè)階段。PCR擴(kuò)增反應(yīng)要素：模板、引物、底物、DNA聚合酶、緩沖液。限制性核酸內(nèi)切酶的分類：型、型（基因克隆中常用）、型三種限制性內(nèi)切酶的特性特性一型二型三型限制修飾活性雙功能的酶限制酶和修飾酶分開雙功能內(nèi)切酶的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)3種不同亞基單一成分2種亞基限制輔助因子ATP、鎂離子和鎂離子ATP、鎂離子和S-腺苷甲硫氨酸S-腺苷甲硫氨酸切割位點(diǎn)距特異性切割位點(diǎn)位于識(shí)別位點(diǎn)上特意位點(diǎn)3端5端至少1000bp24-26bp處特異性切割不是（隨機(jī)）是是基因克隆中的作用無用非常有用用處不大分子生物學(xué)第2-3章小考試題一、 填空題（110=10分）1. 在原核生物DNA復(fù)制中主要起延伸作用的酶是NA聚合酶III。2. DNA的基本單位是 脫氧核苷酸。3. 拓?fù)洚悩?gòu)酶I的主要功能是 引入正超螺旋。4. 連接DNA岡崎片段的酶是 DNA連接酶。5. DNA復(fù)制中前導(dǎo)鏈引物的合成酶是 RNA聚合酶。6. 分子生物學(xué)研究的三大主要領(lǐng)域是 基因分子生物學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、生物技術(shù)理論與應(yīng)用。7. 天然狀態(tài)的DNA的分子構(gòu)象主要以B-DNA為主。8. DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)中脫氧核苷酸之間通過3,5-磷酸二酯鍵 連接而成。二、 選擇題（110=10分）1. 大腸桿菌基因組DNA的復(fù)制方式為 D 。A 單起點(diǎn)單方向 B 多起點(diǎn)單方向 C 多起點(diǎn)雙方向 D 單起點(diǎn)雙方向2. 真核生物基因組DNA的復(fù)制方式常為 C 。A 單起點(diǎn)單方向 B 多起點(diǎn)單方向 C 多起點(diǎn)雙方向 D 單起點(diǎn)雙方向3. 下面哪一個(gè)不是DNA變性過程單鏈DNA的變化 C 。A 沉降速度加快 B 吸光值上升 C 呼吸現(xiàn)象 D 粘度降低4. 下面哪一個(gè)不屬于順式作用因子的是 B 。A 操縱基因 B 結(jié)構(gòu)基因 C 啟動(dòng)子 D 增強(qiáng)子5. B型右旋DNA的螺旋距離比Z型左旋DNA B 。A大 B 小 C 相同6. 下面哪一個(gè)不屬于基因的特點(diǎn) C 。A表達(dá) B 復(fù)制 C 變性 D 突變7. DNA復(fù)制起點(diǎn)的片段長(zhǎng)度為 D 。A 230bp B 260bp C 240bp D 245bp8. 原核生物DNA聚合酶III不具有下列哪種酶活性 C 。A 35外切核酸酶活性 B DNA修復(fù)酶 C 53外切核酸酶活性 D 53聚合酶活性9. 下列哪種人色體端粒的長(zhǎng)度最大 A 。A胎兒 B 青年人 C 嬰兒 D 老年人10. 下列哪一個(gè)不是真核生物的間隔基因 B 。A血紅蛋白基因 B干擾素基因 C 肌動(dòng)蛋白基因 D 類胡蘿卜素基因三、 判斷題（110=10分）1. 異染色質(zhì)沒有轉(zhuǎn)錄活性 。2. DNA變性是單鏈DNA變?yōu)殡p鏈DNA過程 。3. Z-DNA結(jié)構(gòu)可關(guān)閉基因表達(dá) 。4. 拓?fù)洚悩?gòu)酶II可斷裂并連接DNA單鏈 。5. RNA聚合酶III可以合成岡崎片段的引物 。6. 與右旋DNA雙螺旋相反方向纏繞而形成的超螺旋叫做負(fù)超螺旋 。7. 衛(wèi)星DNA是一類高度重復(fù)序列，通常由串聯(lián)重復(fù)序列組成 。8. 蛋白質(zhì)因子沿小溝與DNA形成專一性結(jié)合 。9. 啟動(dòng)子屬于反式作用因子 。10. 真核生物基因的外顯子都能夠編碼氨基酸序列 。四、 名詞解釋（45=20分）1. 順式作用因子存在于基因序列旁側(cè)能影響基因表達(dá)的序列。包括啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、調(diào)控序列和可誘導(dǎo)元件等，作用是參與基因表達(dá)的調(diào)控。順式作用元件本身不編碼任何蛋白質(zhì)，僅提供一個(gè)作用位點(diǎn)，要與反式作用因子相互作用而起作用。2. 復(fù)制體是在復(fù)制叉組裝的蛋白質(zhì)復(fù)合體，負(fù)責(zé)DNA的合成。包括DNA聚合酶、引發(fā)體、SSB、解旋體等。3. 順反子 基因是一個(gè)具有特定功能的、完整的、不可分割的最小的遺傳單位?；騼?nèi)可以較低頻率發(fā)生基因內(nèi)的重組、交換。4. 重復(fù)基因 重復(fù)基因指染色體上存在多數(shù)拷貝基因，重復(fù)基因往往是生命活動(dòng)最基本，最重要的功能相關(guān)的基因。5. DNA復(fù)制的“呼吸現(xiàn)象” 常溫下，活體內(nèi)雙鏈DNA分子中富含AT的變性核心區(qū)（啟動(dòng)子、終止子區(qū)）常表現(xiàn)氫鍵的斷裂與形成的“DNA呼吸現(xiàn)象”。 這對(duì)于某些特殊的蛋白質(zhì)與DNA結(jié)合并閱讀鏈內(nèi)信息具有重要作用。五、 問答題（共50分）1. 什么是生物進(jìn)化的C值矛盾？請(qǐng)舉例說明。（5分）生物體的單倍體基因組所含DNA總量稱為C值。編碼基因信息的總DNA含量稱為c值。每種生物各有其特定的C值，不同物種的c值之間有很大差別。生物基因組的大小同生物在進(jìn)化上所處地位的高低沒有絕對(duì)的相關(guān)性，這種現(xiàn)象稱為C值矛盾。2. DNA復(fù)制中新鏈DNA延伸方向是什么？為什么？（5分） DNA復(fù)制中新鏈的延伸方向?yàn)?5 3 。 這是生物長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果。所有已知的DNA聚合酶只能使新合成的DNA子鏈從53方向延伸，這種方向性是其在生物進(jìn)化中保留的、深刻的、選擇與適應(yīng)性特征，有著深刻的化學(xué)及生物學(xué)功能的根源。 首先，DNA復(fù)制過程中，DNA雙鏈解螺旋后，每一條鏈上所暴露出來的堿基各自與一個(gè)游離于核中的三磷酸脫氧核糖核苷酸（dTTP、dGTP、dATP、dGTP）按堿基配對(duì)原則配對(duì)。之所以參與反應(yīng)的是三磷酸脫氧核苷酸（dNTP），是因?yàn)镈NA的聚合反應(yīng)需要能量，在DNA聚合酶的催化下，dNTP分解2個(gè)磷酸基團(tuán)，放出能量用于核苷酸順序連接而成為新鏈。 其次，DNA聚合酶只能將游離的核苷酸加到新鏈的 3端（即OH）。 再次，用反證法說明，假設(shè)鏈的延伸方向?yàn)?35，基于能量的需要，其多核苷酸鏈的5端必須帶有三磷酸基團(tuán)（ppp），才能與游離的dNTP起反應(yīng)，而dNTP也有 ppp，由于磷酸基團(tuán)之間強(qiáng)的電負(fù)性，使dNTP難以聚合到 DNA的5端，這就需要切除DNA5端的2個(gè)磷酸基因以消除這種影響。而這樣又難于為進(jìn)一步的聚合提供所需的能量，為使聚合反應(yīng)得以繼續(xù)，5端必須重新活化，需要額外的能量供應(yīng)以及別的酶參與反應(yīng)，才能與下一個(gè)dNTP的3-OH生成磷酸二酯鍵。這樣既費(fèi)時(shí)又耗能，從生物進(jìn)化與適應(yīng)角度來講是不利的。 通過進(jìn)化，DNA復(fù)制總是在53方向添加新核苷酸解決該問題。 DNA復(fù)制過程中，滯后鏈的半不連續(xù)復(fù)制過程雖然復(fù)雜，但它節(jié)省能量，且有利于錯(cuò)配核苷酸的校正。因此，DNA復(fù)制方向只能是由5到 3端的方向。3. 請(qǐng)簡(jiǎn)述DNA復(fù)性過程的影響因素。（10分）（1）陽離子濃度 Na+ 可消除核苷酸間的靜電斥力。（2）復(fù)性反應(yīng)的溫度 Tm - 25 (60-65) 溫度高可以破壞無規(guī)則的鏈內(nèi)氫鍵；以消除單鏈DNA 分子內(nèi)的部分二級(jí)結(jié)構(gòu)。（3）單鏈DNA分子的長(zhǎng)度 單鏈DNA愈長(zhǎng)，分子擴(kuò)散愈慢，復(fù)性愈慢，反之亦反。（4）單鏈DNA 的初始濃度C0 初始濃度越大，復(fù)性越快，反之亦反。（5）DNA 分子中核苷酸的排列狀況 重復(fù)排列的核苷酸序列較隨機(jī)排列的核苷酸序列復(fù)性速度更快。4. 請(qǐng)簡(jiǎn)述DNA復(fù)制的特點(diǎn)。（10分）（1） 有一定的復(fù)制起始點(diǎn)；（2） 半保留復(fù)制；（3） 需要引物；（4） 雙向復(fù)制；（5） 半不連續(xù)復(fù)制。5. 請(qǐng)簡(jiǎn)述真核生物DNA復(fù)制時(shí)是如何避免5末端短縮的。（20分）端粒酶（TTGGGG）與染色體DNA末端的3單鏈區(qū)域結(jié)合（5末端短縮后，留下3游離的單鏈末端），端粒酶中的RNA與DNA配對(duì)，