現(xiàn)代分子生物學(xué)_復(fù)習(xí)筆記

1、現(xiàn)代分子生物學(xué)復(fù)習(xí)提綱第一章緒論第一節(jié)分子生物學(xué)的基本含義及主要研究內(nèi)容1分子生物學(xué)MolecularBiology的基本含義廣義的分子生物學(xué)：以核酸和蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)及其在遺傳信息和細(xì)胞信息傳遞中的作用為研究對象，從分子水平闡明生命現(xiàn)象和生物學(xué)規(guī)律。狹義的分子生物學(xué)：偏重于核酸（基因）的分子生物學(xué)，主要研究基因或DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、表達(dá)和調(diào)控等過程，也涉及與這些過程相關(guān)的蛋白質(zhì)和酶的結(jié)構(gòu)與功能的研究。1.1分子生物學(xué)的三大原則1）構(gòu)成生物大分子的單體是相同的2）生物遺傳信息表達(dá)的中心法則相同3）生物大分子單體的排列（核甘酸、氨基酸）的不同1.3分子生物學(xué)的研究內(nèi)容 DNA重組技術(shù)（基

2、因工程） 基因的表達(dá)調(diào)控 生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能研究（結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)） 基因組、功能基因組與生物信息學(xué)研究第二節(jié)分子生物學(xué)發(fā)展簡史1準(zhǔn)備和醞釀階段時間：19世紀(jì)后期到20世紀(jì)50年代初。?確定了生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是DNA。DNA是遺傳物質(zhì)的證明實(shí)驗(yàn)一：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)DNA是遺傳物質(zhì)的證明實(shí)驗(yàn)二：噬菌體感染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)RNA也是重要的遺傳物質(zhì)-煙草花葉病毒的感染和繁殖過程2建立和發(fā)展階段1953年Watson和Crick的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型作為現(xiàn)代分子生物學(xué)誕生的里程碑。主要進(jìn)展包括：?遺傳信息傳遞中心法則的建立3發(fā)展階段基因工程技術(shù)作為新的里程碑，標(biāo)志著人類深入認(rèn)識生命本質(zhì)并能動改造生命

3、的新時期開始。第三節(jié)分子生物學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系思考證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)有哪些？分子生物學(xué)的主要研究內(nèi)容。列舉510位獲諾貝爾獎的科學(xué)家，簡要說明其貢獻(xiàn)。第二章染色體與DNA第一節(jié)染色體1 .作為遺傳物質(zhì)的染色體特征：分子結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定能夠自我復(fù)制能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，從而控制整個生命過程；能夠產(chǎn)生遺傳的變異。2真核細(xì)胞染色體組成(1) DNA(2)蛋白質(zhì)(包括組蛋白和非組蛋白)(3)少量的RNA組蛋白：呈堿性，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；與DNA結(jié)合形成、維持染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，與DNA含量呈一定的比例非組蛋白：呈酸性，種類和含量不穩(wěn)定；作用還不完全清楚3 .染色質(zhì)和核小體染色質(zhì)是一種纖維狀結(jié)構(gòu)，由最基本的單位一核

4、小體(nucleosome)成串排列而成的。4 .真核生物基因組DNA的C值和重復(fù)序列C值(CValue):指一種生物單倍體基因組的DNA總量。注意：生物體進(jìn)化程度高低與C值不成明顯線性相關(guān)；親緣關(guān)系相近的生物C值卻相差大。高等生物的C值不一定比低等生物的C值高。C值變化范圍寬意味著生物基因組中含有大量的無編碼功能的重復(fù)序列。DNA序列可分為3類：(1)不重復(fù)序列：是主要的結(jié)構(gòu)基因(2)中度重復(fù)序列各種rRNA、tRNA、組蛋白基因以及某些結(jié)構(gòu)基因?qū)儆谶@一類。中度重復(fù)序列往往分散在不重復(fù)序列之間。(3)高度重復(fù)序列一一衛(wèi)星DNA:不轉(zhuǎn)錄序列。思考：DNA的C值和重復(fù)序列.?5 .原核生物基因組

5、特點(diǎn)1)原核生物的基因組很小，大多只有一條染色體，且DNA含量少，沒有重復(fù)序列。DNA和功能起轉(zhuǎn)錄為可翻譯多注意：染色體外遺傳基因的概念：即細(xì)菌的質(zhì)粒、真核生物的線粒體、高等植物的葉綠體等所含有的基因。2)結(jié)構(gòu)簡練3)存在轉(zhuǎn)錄單元：原核DNA序列中功能相關(guān)的基因叢集在基因組的特定部位，形成轉(zhuǎn)錄單元，它們可被個蛋白質(zhì)的mRNA分子，這種mRNA叫多順反子mRNA。注意：原核生物的mRNA是多順反子mRNA;真核生物mRNA是單順反子mRNA4)有重疊基因：在一些細(xì)菌和動物病毒中同一段DNA能攜帶兩種不同蛋白質(zhì)的信息。6 .真核生物基因組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)真核基因組龐大存在大量的重復(fù)序列90%以上為非編碼

6、序列轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子斷裂基因，含有內(nèi)含子有大量順式作用元件(見第八章)存在大量的DNA多態(tài)性具有端粒結(jié)構(gòu)第二節(jié)DNA的結(jié)構(gòu)1 .DNA的一級結(jié)構(gòu)：指四種核甘酸（dAMP、dCMP、dGMP、dTMP）按照一定的排列順序，通過磷酸二酯鍵連接形成的多核甘酸，也稱為堿基順序2 .DNA的二級結(jié)構(gòu)定義：指兩條多核甘酸鏈反向平行盤繞所產(chǎn)生的雙螺旋結(jié)構(gòu)。3 .DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的要點(diǎn)：脫氧核糖和磷酸通過3,麟酸二酯鍵交互連接，成為螺旋鏈的骨架。堿基互補(bǔ)配對螺旋參數(shù)：螺旋直徑2nm。螺旋每旋轉(zhuǎn)一周10對堿基，每個堿基的旋轉(zhuǎn)角度為36°螺距3.4nm；堿基平面之間的距離為0.34nm。大溝小溝：

7、大溝（2.2nm）小溝（1.2nm）4 .維才IDNA雙螺旋的力：氫鍵、堿基堆集力（包括疏水作用力和范德華力。）、磷酸基團(tuán)間的靜電斥力、堿基分子內(nèi)能總之：氫鍵和堿基堆集力有利于DNA維持雙螺旋結(jié)構(gòu)，而靜電斥力和堿基分子內(nèi)能則不利于DNA維持雙螺旋結(jié)構(gòu)。5 .雙螺旋結(jié)構(gòu)的基本形式：A,B,Z型雙螺旋Z-DNA有什么生物學(xué)意義呢？Z-DNA在熱力學(xué)上是不利的。帶負(fù)電荷的磷酸根距離太近，產(chǎn)生靜電排斥。DNA鏈的局部不穩(wěn)定區(qū)的存在就成為潛在的解鏈位點(diǎn)。DNA解鏈?zhǔn)荄NA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄等過程中必要的環(huán)節(jié)，因此Z-DNA的結(jié)構(gòu)與基因表達(dá)調(diào)控有關(guān)。6 .DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)（三級結(jié)構(gòu)）超螺旋的類型：負(fù)超螺旋、松弛

8、DNA、正超螺旋（轉(zhuǎn)化相關(guān)物質(zhì)：拓?fù)洚悩?gòu)酶、澳化乙錠）超螺旋的意義：超螺旋形式是DNA分子復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的需要；超螺旋可使DNA分子形成高度致密的狀態(tài)從而得以容納于有限的空間。7 .DNA的理化性質(zhì)-變性和復(fù)性常用的變性方法：熱變性、堿變性核酸變性程度的鑒定-紫外測定法：第三節(jié)DNA的復(fù)制概述1 DNA復(fù)制的基本機(jī)理一半保留復(fù)制DNA半保留復(fù)制的意義：保證DNA代謝的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性是相對的，變異是絕對的2 DNA復(fù)制的起點(diǎn)、方向和速度1）起點(diǎn)：復(fù)制子：從復(fù)制原點(diǎn)（ori）到終點(diǎn)，組成一個復(fù)制單位。原核生物：只有一個復(fù)制子真核生物：多個復(fù)制子2）方向：雙向等速復(fù)制：大多數(shù)生物體內(nèi)DNA。單向進(jìn)行：有

9、些病毒（如腺病毒等）、質(zhì)粒DNA及線粒體DNA。不對稱復(fù)制：在一定時期內(nèi)DNA只復(fù)制一條鏈的情況。如線粒體的D-環(huán)復(fù)制和噬菌體的滾環(huán)復(fù)制方式。3復(fù)制的幾種方式1） 線斗犬DNA雙鏈的復(fù)制2） 環(huán)狀DNA雙鏈的復(fù)制：。型、滾環(huán)復(fù)制、D環(huán)思考：原核生物基因組特點(diǎn)。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的要點(diǎn)？DNA的變性和復(fù)性？DNA復(fù)制的幾種方式。第四節(jié)原核生物和真核生物DNA復(fù)制特點(diǎn)1原核生物復(fù)制的特點(diǎn)1） DNA雙螺旋的解旋解旋酶（helicase）：解開氫鍵，形成單鏈。利用ATP水解獲得的能量來打斷氫鍵；二聚體或六聚體形式存在；作用方向：大部分為5,一3',單鏈結(jié)合蛋白（SSBP）:功能：穩(wěn)定單鏈D

10、NA。特點(diǎn)：SSBP與螺旋酶不一樣，不具備酶的活性，不和ATP結(jié)合。SSBP可以重復(fù)使用DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶（DNAtopoisomerase）:既能水解、又能連接磷酸二酯鍵DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶功能：在DNA復(fù)制時，拓?fù)涿缚伤神Y超螺旋，有利于復(fù)制叉的前進(jìn)。DNA復(fù)制完成后，拓?fù)涿缚蓪NA分子引入超螺旋，使DNA形成染色質(zhì)。2） DNA復(fù)制的引發(fā)引發(fā)：DNA復(fù)制需要合成RNA引物，這段RNA引物的合成稱為引發(fā)。DNA復(fù)制為什么需要引物（Primer）?答案：DNA聚合酶只能催化dNTP到已有核酸鏈的游離3'-OH上，而不能從游離核甘酸起始DNA鏈的合成。3）岡崎片段與半不連續(xù)復(fù)制4） 復(fù)制的終

11、止：5） DNA聚合酶2真核生物復(fù)制的特點(diǎn)1）多個復(fù)制子，雙向復(fù)制2）復(fù)制子相對較小3）復(fù)制終止通過復(fù)制叉的相遇而終止4）復(fù)制起點(diǎn)為自主復(fù)制序列（ARS）3 DNA復(fù)制的調(diào)控原核生物和真核生物DNA復(fù)制的比較相同點(diǎn)：1）半保留復(fù)制方式2）半不連續(xù)復(fù)制3）DNA螺旋酶，SSBP4）RNA引物不同點(diǎn)：1）復(fù)制起點(diǎn)（單、多）2）復(fù)制子（大小、多少）3）復(fù)制叉移動的速度4）岡崎片段的大小5）端粒和端粒酶6）DNA聚合酶7）引物酶思考題名詞解釋復(fù)制子半保留復(fù)制崗崎片段簡答題1. DNA復(fù)制為何選擇RNA作為引物？2 .大腸桿菌DNA復(fù)制起始過程如何，有哪些因子參與？3 .原核生物DNA復(fù)制的形式有哪幾類

12、?4 .真核與原核復(fù)制的比較第五節(jié)DNA的修復(fù)1錯配修復(fù)2切除修復(fù)（堿基、核甘酸）3重組修復(fù)4 DNA直接修復(fù)5 SOS系統(tǒng)：SOS修復(fù)是指DNA受到嚴(yán)重?fù)p傷、細(xì)胞處于危急狀態(tài)時所誘導(dǎo)的一種DNA修復(fù)方式，修復(fù)結(jié)果只是能維持基因組的完整性，提高細(xì)胞的生成率，但留下的錯誤較多，故又稱為錯誤傾向修復(fù)，細(xì)胞有較高的突變率。SOS反應(yīng)是生物在不利環(huán)境中求得生存的一種基本功能。對原核生物將會產(chǎn)生高變異，對高等動物則是致癌的。第六節(jié)DNA的轉(zhuǎn)座1 .轉(zhuǎn)座子（transponson,簡稱Tn）,又稱易位子，是指存在于染色體DNA上可以自主復(fù)制和位移的一段DNA序列。2 .轉(zhuǎn)座子類型：細(xì)菌轉(zhuǎn)座子1） IS（插

13、入序列2）Tn（復(fù)合轉(zhuǎn)座子）3）TnA（TnAfamily）真核生物轉(zhuǎn)座子特點(diǎn)：（1）兩端有IR（2）內(nèi)部有轉(zhuǎn)座酶等基因；3 .轉(zhuǎn)座的遺傳學(xué)效應(yīng)：引起插入突變、產(chǎn)生新基因、引起染色體畸變、引起生物進(jìn)化4 .玉米中控制因子家族1）自主性元件：Ac有自主剪接和轉(zhuǎn)座的能力。2）非自主性元件：Ds單獨(dú)存在是穩(wěn)定的；不能自發(fā)地轉(zhuǎn)座，當(dāng)基因組中存在與非自主性元件同家族的自主性元件時，它才具備轉(zhuǎn)座功能，成為與自主性因子相同的轉(zhuǎn)座子，不論這自主元件位于何處。問答題 什么是轉(zhuǎn)座子？轉(zhuǎn)座子有哪幾種類型？ 什么叫做Ds-Ac因子？ 錯配修復(fù)和切除修復(fù)的機(jī)制。第三章生物信息的傳遞（上）從DNMIRNA1. 基本概況編

14、碼鏈與模板鏈：與mRNA序列相同的那條DNA鏈稱為編碼鏈（有意義鏈、正（+）鏈）；將另一條根據(jù)堿基互補(bǔ)原則指導(dǎo)mRNA合成的DNA鏈稱為模板鏈（無意義鏈、負(fù)（-）鏈）。結(jié)構(gòu)基因：DNA分子上轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段，稱為結(jié)構(gòu)基因。轉(zhuǎn)錄單元：一段從啟動子開始至終止子結(jié)束的DNA序列。RNA合成的基本特征：1） 5'一3'方向；2） 底物三磷酸核甘酸（NTP）3）不對稱轉(zhuǎn)錄，以單鏈DNA為模板。4）不需要引物，合成是連續(xù)的。5）對一個基因組來說，轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在一部分基因，且每個基因的轉(zhuǎn)錄都受到相對獨(dú)立的控制。2 .轉(zhuǎn)錄的基本過程1）模板識別：與原核生物的不同，真核生物的RNA聚合酶不能直接

15、識別基因的啟動子區(qū)，需要一些被稱為轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的輔助蛋白質(zhì)按特定順序結(jié)合于啟動子上，RNA聚合酶才能與之相結(jié)合并形成復(fù)雜的前起始復(fù)合物，以保證有效地起始轉(zhuǎn)錄。2）轉(zhuǎn)錄起始3）轉(zhuǎn)錄延伸：即是RNA聚合酶釋放b因子離開啟動子后，核心酶沿著模板DNA移動并使新生RNA鏈不斷伸長的過程。4）轉(zhuǎn)錄終止3 .轉(zhuǎn)錄機(jī)器的主要成分轉(zhuǎn)錄酶：原核生物的RNA聚合酶、真核生物的RNA聚合酶（RNApolI、RNApoln、RNApolm）轉(zhuǎn)錄復(fù)合物思考：RNA聚合酶如何找到DNA上需要轉(zhuǎn)錄的那個基因的特異性啟動子？因子功能特點(diǎn)（1）（T因子負(fù)責(zé)模板鏈的選擇和轉(zhuǎn)錄的起始（2）提高RNA聚合酶對啟動子區(qū)的親和力（3）

16、d因子不參與轉(zhuǎn)錄延伸過程，在轉(zhuǎn)錄起始后RNA聚合酶上釋放出來只有全酶才能在正確位置起始轉(zhuǎn)錄。核心酶能在DNA模板上合成RNA，但不能在正確位置起始轉(zhuǎn)錄。核心酶和全酶的區(qū)別：核心酶沒有0因子4 .啟動子與轉(zhuǎn)錄過程1）原核生物的啟動子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)：常見序列為CAT,A為起始點(diǎn)-10區(qū)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：保守序列：TATAATA.T較豐富，易于解鏈。功能：（1）RNApol結(jié)合位點(diǎn)；（2）形成開放啟動復(fù)合體；（3）使RNApol定向轉(zhuǎn)錄。-35區(qū)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：其保守序列TTGACA與-10序列，相隔16-19bp功能：（1）RNApol的識別位點(diǎn)。（2）不同b亞基識別不同啟動子，調(diào)控不同基因的轉(zhuǎn)錄起始

17、。增強(qiáng)子：具有增加啟動子的作用。增強(qiáng)子的特點(diǎn)：遠(yuǎn)距離效應(yīng)。無方向性?？晌挥诎谢虻纳嫌?、下游或內(nèi)部。順式調(diào)節(jié)。只調(diào)節(jié)位于同一染色體上的靶基因。無物種和基因特異性?？蛇B接到異源基因上發(fā)揮作用有組織特異性。需要特定的蛋白因子參與。有相位性。其作用與DNA的構(gòu)象有關(guān)。2）真核生物的啟動子核心啟動子：保證RNA聚合酶H轉(zhuǎn)錄正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)及轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游TATA區(qū)。作用：選擇正確的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)，保證精確起始上游啟動子元件：控制轉(zhuǎn)錄效率、頻率其他元件：八堿基區(qū)域、KB元件、ATF元件思考：RNA聚合酶如何找到DNA上的一個特異性的啟動子？原核生物啟動子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？真

18、核生物啟動子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？轉(zhuǎn)錄因子：凡是轉(zhuǎn)錄起始過程必需的蛋白質(zhì)，只要它不是聚合酶的組成成分，就可將其定義為轉(zhuǎn)錄因子（transcriptionfactor,TF）.抗終止作用：p因子的彳用被抵消，使得RNA聚合酶通過終止子繼續(xù)轉(zhuǎn)錄后面的基因5.原核生物與真核生物mRNA的特征比較原核生物mRNA的特征 mRNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是成熟的，不需修飾即可直接進(jìn)行翻譯； 半衰期短 多以多順反子的形式存在 5'端無“帽子”結(jié)構(gòu)，3'端沒有或只有較短的poly（A）結(jié)構(gòu)。無內(nèi)含子，mRNA是連續(xù)的 S-D序列：使rRNA正確定位于起始密碼子真核生物mRNA的特征5'端存在帽子”結(jié)構(gòu)多數(shù)mR

19、NA3端具有poly（A）尾巴（組蛋白除外）以單順反子的形式存在前體mRNA有內(nèi)含子，是斷裂基因。注意：單順反子mRNA:只編碼一個蛋白質(zhì)的mRNA。多順反子mRNA:編碼多個蛋白質(zhì)的mRNA。5'端帽子結(jié)構(gòu)的功能：a.翻譯起始的必要結(jié)構(gòu)，b.增加mRNA的穩(wěn)定性c.有助于mRNA越過核膜polyA尾巴的功能：與mRNA從細(xì)胞核轉(zhuǎn)送到細(xì)胞質(zhì)有關(guān)。穩(wěn)定mRNA結(jié)構(gòu)，保持生物半衰期。與真核mRNA的翻譯效率有關(guān)：6.內(nèi)含子的剪接、編輯、再編碼及化學(xué)修飾核酶（ribozyme）（核糖核酸酯酶）：具有催化功能的RNA分子。作用特點(diǎn)：核酶既是催化劑又是底物，隨著反應(yīng)最終消失。思考題名詞解釋：轉(zhuǎn)錄

20、單位、轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)、啟動子、終止子簡答題：1、簡述因子在轉(zhuǎn)錄起始中的作用2、簡述原核生物基因啟動子的結(jié)構(gòu)3、簡述原核生物轉(zhuǎn)錄終止的兩種機(jī)制4 .RNA聚合酶II的啟動子有哪些基本元件，各元件的作用是什么？5 .堿基替換編輯、插入編輯與點(diǎn)突變（堿基替換、堿基增加）有何不同？6 .真核生物轉(zhuǎn)錄和原核生物轉(zhuǎn)錄的差異？7 .轉(zhuǎn)錄和復(fù)制都是合成的過程，二者有何不同？8 .內(nèi)含子的“功能”及其在生物進(jìn)化中的地位。9 .核酶的意義和應(yīng)用有哪些？10 .RNA在生物進(jìn)化中的地位？第四章生物信息的傳遞-從mRN劇蛋白質(zhì)?遺傳密碼一一三聯(lián)子1遺傳密碼遺傳密碼(geneticcode):mRNA中蘊(yùn)藏遺傳信息的堿基順序

21、。2遺傳密碼的性質(zhì)？(1)密碼的連續(xù)性(2)密碼的簡并性(3)密碼的通用性和特殊性(4)密碼子的擺動性密碼子和tRNA數(shù)量tRNA。如果有幾個密碼子同時編碼一個氨基酸，凡是第一、二位堿基不同的密碼子都對應(yīng)于各自獨(dú)立的第一、二位堿基相同的密碼子，則共用一種tRNA。?tRNA的結(jié)構(gòu)、功能與種類l.tRNA的空間結(jié)構(gòu)(1)三葉草的二級結(jié)構(gòu)a、氨基酸接受臂：功能：負(fù)責(zé)攜帶氨基酸。b、TC臂：功能：負(fù)責(zé)和核糖體上的rRNA識別結(jié)合；c、反密碼子臂:功能：負(fù)責(zé)對mRNA上的密碼子的識別與配對。d、D環(huán)：功能：起連接作用e、額外環(huán)：功能：在tRNA三維結(jié)構(gòu)中連接兩個區(qū)域(D環(huán)-反密碼子環(huán)和T少C-受體臂)

22、。f、含豐富的稀有堿基：每個tRNA分子至少含有2個稀有堿基，最多有19個(2)“L形三級結(jié)構(gòu)2 tRNA的功能1)解讀mRNA的遺傳信息2)運(yùn)輸?shù)墓ぞ撸\(yùn)載氨基酸3 tRNA的種類：起始tRNA和延伸tRNA;同工tRNA;校正tRNAAA-tRNA合成酶的功能：1) 能識別tRNA。2)能識別氨基酸，它對兩者都具有高度的專一性。?核糖體的結(jié)構(gòu)與功能核糖體發(fā)揮生物學(xué)功能的5個活性位點(diǎn)mRNA結(jié)合位點(diǎn)； 結(jié)合AA-tRNA位點(diǎn)(A位)； 結(jié)合肽基tRNA位點(diǎn)(P位)；空載tRNA移出位點(diǎn)(E位)；形成肽鍵的位點(diǎn)(轉(zhuǎn)肽酶中心)。核糖體的功能小亞基：負(fù)責(zé)對模板mRNA進(jìn)行序列特異性識別大亞基：負(fù)責(zé)

23、攜帶AA-tRNA、肽鍵的形成等?蛋白質(zhì)合成的過程1)氨基酸的活化氨基酸+ATP-氨基酰-AMP+PPi氨基酰-AMP+tRNA-氨基酰-tRNA+AMP2)翻譯的起始a)核糖體大小亞基分離b) 30S小亞基通過SD序列與mRNA模板相結(jié)合。c) 起始tRNA的結(jié)合d) 70S起始復(fù)合物形成起始因子生物學(xué)活性IF-1防止tRNA過早與核糖體A位點(diǎn)結(jié)合。IF-2幫助fMet-tRNAfmet與30S小業(yè)基結(jié)合IF-3與30S小業(yè)基結(jié)合，防止過早與50S業(yè)基結(jié)合促進(jìn)fMet-tRNAfmet向P位點(diǎn)遷移3）肽鏈的延伸i4-AA-tRNA與核糖體結(jié)合（進(jìn)位）：主要是密碼子-反密碼子的識別；需要消耗G

24、TP,并需EF-Tu、EF-Ts兩種延伸因子1肽鍵的生成：1移位。核糖體向mRNA3'端方向移動一個密碼子。需要消耗GTP,并需EF-G延伸因子。4）肽鏈的終止：肽鏈釋放，tRNA逐出，核糖體與mRNA解聚。mRNA的信息閱讀：5'端向3'端，肽鏈延伸：從N端到C端。真核與原核蛋白質(zhì)合成的異同真核原核核糖體80S70S含蛋白數(shù)量多于80少于60起始tRNAtRNAmettRNAfmet啟動eIF十多種小業(yè)基先與tRNA結(jié)合IF三種先與mRNA結(jié)合延長EF1,EF2EF-TuEF-TsEF-G終止RFRF1,RF2,RF35）蛋白質(zhì)前體的加工NN-端f-Met或Met的切

25、除A二硫鍵的形成1特定氨基酸的化學(xué)修飾A切除新生肽鏈中的非功能片段1蛋白質(zhì)的空間折疊分子伴侶：能在細(xì)胞內(nèi)輔助新生肽鏈正確折疊的一類蛋白質(zhì)。分為兩類：熱休克蛋白家族、伴侶素家族?蛋白質(zhì)的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制翻譯運(yùn)轉(zhuǎn)同步機(jī)制：分泌蛋白質(zhì)大多是以同步機(jī)制運(yùn)輸?shù)?。翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制：由細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞器的蛋白質(zhì)大多是以翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制運(yùn)輸?shù)?。第五、六章分子生物學(xué)研究法（略）第七章基因表達(dá)與調(diào)控（上）原核基因表達(dá)調(diào)控模式?緒論1基因表達(dá)的方式永久性表達(dá)：指不大受環(huán)境變動而變化的一類基因表達(dá)。維持細(xì)胞最低限度功能所不可少的基因。適應(yīng)性表達(dá)：指環(huán)境的變化容易使其表達(dá)水平變動的一類基因表達(dá)。應(yīng)環(huán)境條件變化基因表達(dá)水平增高的現(xiàn)象，

26、這類基因被稱為可誘導(dǎo)的基因；隨環(huán)境條件變化而基因表達(dá)水平降低的現(xiàn)象相應(yīng)的基因被稱為可阻遏的基因。歡迎下載2基因表達(dá)調(diào)控的生物學(xué)意義適應(yīng)環(huán)境、維持生長和增殖(原核、真核)維持個體發(fā)育與分化(真核)?原核生物基因調(diào)控總論操縱子：是基因表達(dá)的協(xié)調(diào)單位，由啟動子、操縱基因及其所控制的一組功能上相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因所組成。操縱基因受調(diào)節(jié)基因產(chǎn)物的控制。操縱子的基本組成:結(jié)構(gòu)基因：ZYA調(diào)控基因：I操縱基因：O啟動子：P終止子：1A調(diào)控基啟烹，基，結(jié)、工的次QR工111火1結(jié)構(gòu)基因(structuralgene):編碼蛋白質(zhì)或RNA的任何基因。調(diào)控基因(regulatorgene):參與其他基因表達(dá)調(diào)控的RNA

27、或蛋白質(zhì)的編碼基因。操縱基因(operatorgene,O):調(diào)控蛋白特異性結(jié)合的一段DNA序列；啟動子(promoter,P):能被RNA聚合酶識別、結(jié)合并啟動基因轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列。終止子(terminator,T):給予RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄終止信號的DNA序列。負(fù)轉(zhuǎn)錄調(diào)控：在沒有調(diào)控蛋白質(zhì)存在時基因是表達(dá)的，加入這種調(diào)控蛋白質(zhì)后基因表達(dá)活性便被關(guān)閉。相應(yīng)的調(diào)控蛋白稱為阻遏蛋白；正轉(zhuǎn)錄調(diào)控：如果在沒有調(diào)控蛋白質(zhì)存在時基因是關(guān)閉的，加入這種調(diào)控蛋白質(zhì)后基因活性就被開啟。相應(yīng)的調(diào)控蛋白稱為激活蛋白?？烧T導(dǎo)調(diào)控：在某些物質(zhì)的誘導(dǎo)下使基因活化。可阻遏調(diào)控：基因平時是開啟的，處在產(chǎn)生蛋白質(zhì)或酶的工作過

28、程中，由于一些特殊代謝物或化合物的積累而將其關(guān)閉，阻遏了基因的表達(dá)。輔阻遏物(corepressor)：作用于調(diào)控蛋白，引起基因表達(dá)阻抑的小分子物質(zhì)。誘導(dǎo)物(inducer)：作用于調(diào)控蛋白，引起誘導(dǎo)發(fā)生的小分子物質(zhì)。效應(yīng)物(effector)：在操縱子系統(tǒng)中某些特定的物質(zhì)能與調(diào)控蛋白結(jié)合，使調(diào)控蛋白的空間構(gòu)像發(fā)生變化，從而改變其對基因轉(zhuǎn)錄的影響的特定物質(zhì)。安慰誘導(dǎo)物：如果某種物質(zhì)能夠促使細(xì)菌產(chǎn)生酶而本身又不被分解，這種物質(zhì)被稱為安慰誘導(dǎo)物，如IPTG(異丙基-3-D-硫代半乳糖昔)。乳糖操縱子(lac)與負(fù)控誘導(dǎo)系統(tǒng)代謝激活蛋白(cataboliteactivatorprotein,CAP)

29、由Cap基因編碼，能與cAMP形成復(fù)合物。結(jié)合cAMP后成為有活T勺CAP,稱為CRPATP腺昔酸環(huán)化酶,campCAP只有與cAMP結(jié)合才有活性，而cAMP受葡萄糖水平的控制。葡萄糖含量高-cAMP水平低葡萄糖含量低-cAMP水平高葡萄糖效應(yīng)：酵解途徑中某些代謝產(chǎn)物是cAMP活性的抑制劑。因此，葡萄糖效應(yīng)又叫降解物的遏阻效應(yīng)。?色氨酸操縱子與負(fù)控阻遏系統(tǒng)色氨酸t(yī)rp操縱子的結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)區(qū)結(jié)構(gòu)基因trpRPOEDCBA前吊序列P啟動子O操縱子L前導(dǎo)序列trpAE為結(jié)構(gòu)基因t終止子trpR調(diào)控基因歡迎下載11前導(dǎo)序列trpL:在trpmRNA5'端trpE基因的起始密碼前一個長162bp的m

30、RNA片段。起著隨色氨酸濃度升高降低轉(zhuǎn)錄的作用；弱化子(attenuator,a):也稱內(nèi)部終止子，DNA中可導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄過早終止的一段核甘酸序列。弱化作用要具備三個重要的條件：1)前導(dǎo)序列中要有相應(yīng)氨基酸的密碼子2)具備四組配對區(qū)3)轉(zhuǎn)錄和翻譯必須耦聯(lián)色氨酸t(yī)rp操縱子的Z構(gòu)特點(diǎn)？(1)調(diào)控基因trpR和trpABCDE不連鎖；(2)操縱基因在啟動子內(nèi)(3)啟動子和結(jié)構(gòu)基因不直接相連，二者被前導(dǎo)序列(Leader)所隔開(4)有弱化子trp操縱子的調(diào)控系統(tǒng)1)無Trp時：阻遏物一不結(jié)合操縱基因當(dāng)缺乏色氨酸時，該操縱子開放表達(dá)2)有Trp時：阻遏物+Trp一結(jié)合操縱基因當(dāng)存在色氨酸時，該操縱子關(guān)閉

31、轉(zhuǎn)錄水平上其它調(diào)控：b因子的調(diào)節(jié)作用組蛋白類似蛋白的調(diào)節(jié)作用轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的作用抗終止因子的調(diào)節(jié)作用?轉(zhuǎn)錄后調(diào)控1 .mRNA自身結(jié)構(gòu)元件對翻譯起始的調(diào)節(jié)1）起始密碼子的調(diào)節(jié)：AUG最常用的起始密碼子2） SD序列的調(diào)控：SD序列與核糖體和mRNA的結(jié)合有關(guān)。2 .mRNA穩(wěn)定性對轉(zhuǎn)錄水平的影響3 .調(diào)節(jié)蛋白的調(diào)控作用4 .反義RNA的調(diào)節(jié)作用反義RNA通過互補(bǔ)的堿基與特定的mRNA結(jié)合，并改變所配對mRNA分子的構(gòu)象，導(dǎo)致翻譯過程被開啟或者關(guān)閉，也可能導(dǎo)致目標(biāo)mRNA分子的快速降解。5 .稀有密碼子對翻譯的影響：影響蛋白質(zhì)合成的總量6 .重疊基因?qū)Ψg的影響7 .翻譯的阻遏：QB噬菌體復(fù)制酶可

32、作為翻譯阻遏物對基因表達(dá)進(jìn)行調(diào)控。8 .魔斑核甘酸水平對翻譯的影響當(dāng)大腸桿菌處于氨基酸饑餓時，在體內(nèi)出現(xiàn)兩種異常的核甘酸，人們稱之為魔斑I和魔斑II。后來才知道，魔斑I就是ppGpp,魔斑II就是pppGpp。ppGpp:鳥昔四磷酸pppGpp:鳥昔五磷酸有時候合寫為（p）ppGpp第八章基因的表達(dá)與調(diào)控（下）一真核基因表達(dá)調(diào)控的一般規(guī)律真核生物基因調(diào)控可分為兩大類：瞬時調(diào)控或稱可逆性調(diào)控；發(fā)育調(diào)控或稱不可逆調(diào)控?真核生物的基因結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)錄活性1.真核與原核生物基因結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)錄翻譯的差異？單順反子核小體不轉(zhuǎn)錄區(qū)域和內(nèi)含子基因重排和基因擴(kuò)增轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)區(qū)轉(zhuǎn)錄和翻譯的時空間隔成熟和剪接2 .基因家族：真核

33、生物的基因組中有很多來源相同、結(jié)構(gòu)相似、功能相關(guān)的基因，將這些基因稱為基因家族。3 .內(nèi)含子：指存在于原始轉(zhuǎn)錄物或基因組DNA中，但不存在于成熟mRNA、rRNA或tRNA中的那部分核昔酸序列。4 .真核生物DNA水平上的基因調(diào)控：a）染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響：轉(zhuǎn)錄前，染色質(zhì)在特定區(qū)域解旋松弛，核小體結(jié)構(gòu)的消除或改變，形成自由DNA。b）基因擴(kuò)增：是指某些基因的拷貝數(shù)專一性大量增加的現(xiàn)象，它使細(xì)胞在短期內(nèi)產(chǎn)生的基因產(chǎn)物以滿足生長發(fā)育的需要，是基因活躍的一種方式。c）基因重排和移位：基因重排是將一個基因從遠(yuǎn)離啟動子的地方移到距它很近的位點(diǎn)從而啟動轉(zhuǎn)錄。d）基因丟失：在細(xì)胞分化過程中，丟掉某些基因而去除其

34、活性。5.DNA甲基化抑制基因轉(zhuǎn)錄的機(jī)理DNA甲基化能引起染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、DNA構(gòu)象、DNA穩(wěn)定TDNA與蛋白質(zhì)相互作用方式的改變，從而控制基因表達(dá)。?真核生物基因轉(zhuǎn)錄機(jī)器的主要組成1）啟動子：核心啟動子：指保證RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄正常起始所必需的、最少的DNA序列，如轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)和上游的TATA框;功能：確定轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)并產(chǎn)生基礎(chǔ)水平的轉(zhuǎn)錄上游啟動子成分UPE:如CAAT框，GC框等；功能：調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄起始的頻率，提高轉(zhuǎn)錄效率。增強(qiáng)子：指能使與它連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率明顯增加的DNA序列。增強(qiáng)子的特性？A、增強(qiáng)效應(yīng)十分明顯。B、增強(qiáng)效應(yīng)與其位置和取向無關(guān)。C、大多為重復(fù)序列(50bp)。D、其增強(qiáng)效應(yīng)有嚴(yán)密的組織和細(xì)胞特異性，與特定蛋白因子相互作用才能發(fā)揮功能。E、沒有基因?qū)Ｒ恍?，可以在不同的基因組合上表現(xiàn)增強(qiáng)效應(yīng)；F、許多增強(qiáng)子還受外部信號的調(diào)控。增強(qiáng)子的作用原理？(1)影響模板附近的DNA結(jié)構(gòu)(2)將模板固定在細(xì)胞核內(nèi)特定位置(3)可能作為反式作用因子或RNA聚合酶II進(jìn)入染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的入口順式作用元件：影響自身基因表達(dá)活性的非編碼DNA序列。如：真核生物啟動子和增強(qiáng)子反式作用因子：由其它基因表達(dá)產(chǎn)生的，直接或間接結(jié)合在各類順