分子生物學(xué)復(fù)習(xí)總結(jié)_第1頁
分子生物學(xué)復(fù)習(xí)總結(jié)_第2頁
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文檔簡介

1、第1章 基因的結(jié)構(gòu)與功能核酶:是一類具有催化作用的RNA,其底物是核酸。參與RNA加工和成熟1、 真核生物的mRNA結(jié)構(gòu)特點(ORF、非翻譯區(qū)、5帽子結(jié)構(gòu)和3 polyA尾) ORF:在mRNA分子中,中間的一部分序列是一個特定多肽鏈的序列信息,這一段核苷酸序列稱為多肽鏈編碼區(qū)或開放閱讀框(ORF),此段核苷酸序列決定著多肽鏈分子的一級結(jié)構(gòu)。 非翻譯區(qū):在開放閱讀框的5端上游和3端下游的核苷酸序列沒有編碼功能的區(qū)域 5帽子結(jié):大部分真核細胞的mRNA的5末端以7-甲基鳥嘌呤-三磷酸鳥苷為起始結(jié)構(gòu),這種m7GpppN結(jié)構(gòu)被稱為帽結(jié)構(gòu)。帽結(jié)構(gòu)中的鳥苷酸及相鄰的A或G都可以甲基化。帽結(jié)構(gòu)可以和帽結(jié)合

2、蛋白(CBPs)結(jié)合,對于mRNA從細胞核向細胞質(zhì)的轉(zhuǎn)運、與核糖體的結(jié)合、與翻譯起始因子的結(jié)合、mRNA穩(wěn)定性的維持等均有至關(guān)重要的意義 3 polyA尾:在真核生物mRNA的3 末端,大多數(shù)有一段由數(shù)十個至百余個腺苷酸連接而成的多聚腺苷酸結(jié)構(gòu),稱為多聚A尾??梢耘cpoly(A)結(jié)合蛋白(PABP)結(jié)合,對mRNA從核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)位、mRNA的穩(wěn)定性維系以及翻譯起始的調(diào)控有重要意義。去掉多聚A尾和帽結(jié)構(gòu)是細胞內(nèi)mRNA降解的重要步驟2、 tRNA的一級結(jié)構(gòu)、二級結(jié)構(gòu)一、tRNA的一級結(jié)構(gòu)氨基酸接納莖位于tRNA分子的3末端3端最后3個堿基均為CCA,是氨基酸的結(jié)合部位,稱為氨基酸接納莖,由于存

3、在密碼子的簡并性,可能有多種tRNA作為某種氨基酸的載體。反密碼子位于tRNA的反密碼環(huán)每個tRNA分子中都有連續(xù)排列的3個堿基與mRNA上編碼相應(yīng)氨基酸的密碼子具有堿基互補關(guān)系,可以配對結(jié)合,這3個堿基被稱為反密碼子,位于反密碼環(huán)內(nèi)含稀有堿基二、tRNA的二級結(jié)構(gòu)為三葉草形,具有氨基酸臂、二氫尿嘧啶環(huán)、反密碼環(huán)、額外環(huán)、TC環(huán)3、rRNA的功能核小RNA參與mRNA的剪接 核仁小RNA參與rRNA前體的剪接胞質(zhì)小RNA參與蛋白質(zhì)的翻譯和轉(zhuǎn)運 小RNA參與基因的表達調(diào)控第2章 基因組的結(jié)構(gòu)與功能基因組:細胞或生物體的一套完整單倍體遺傳物質(zhì)的總和稱為基因組人類基因組:人體細胞的DNA分子所包含的

4、全部遺傳信息,包括細胞中24條染色體DNA和線粒體DNA。反向重復(fù)序列:由兩個相同順序的互補拷貝在同一DNA鏈上反向排列??傞L度占人基因組的5%衛(wèi)星DNA:由于堿基組成不同于基因組其他部份,在蔗糖或氯化銫密度梯度離心時與主體DNA分開,稱衛(wèi)星DNA?;蚣易澹赫婧松锘蚪M中有許多來源相同、結(jié)構(gòu)相似、功能相關(guān)的基因,這樣一組基因稱為基因家族。1、線粒體DNA、質(zhì)粒DNA的結(jié)構(gòu)特點線粒體DNA:mtDNA是核外遺傳物質(zhì),結(jié)構(gòu)與原核生物的DNA類似,是環(huán)狀分子。線粒體基因的結(jié)構(gòu)特點也與原核生物相似。質(zhì)粒DNA:是指細菌細胞內(nèi)一種能自我復(fù)制的小分子環(huán)狀雙鏈DNA,能獨立的存在于染色體外,不整合到宿主

5、染色體,并傳遞到子代。特點:能在宿主細胞內(nèi)獨立自主復(fù)制;帶有某些遺傳信息,會賦予宿主細胞一些遺傳性狀。2、原核生物基因組的特點DNA雖與蛋白質(zhì)結(jié)合,但并不形成染色體結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)基因是連續(xù)的。結(jié)構(gòu)基因重復(fù)序列少。編碼蛋白序列常是單拷貝,RNA基因為多拷貝。結(jié)構(gòu)基因在基因組中的比例遠大于真核生物。功能上相關(guān)的幾個結(jié)構(gòu)基因串聯(lián)在一起組成操縱子結(jié)構(gòu)。第6章 基因表達調(diào)控管家基因:參與生命的全過程,在一個生物體的所有細胞中持續(xù)表達的一類基因。稱為管家基因。組成性表達:管家基因的表達只與啟動子和RNA聚合酶有關(guān),不受環(huán)境因素和其他因素影響。這類基因的表達方式稱為組成性表達順式作用元件:是一些調(diào)節(jié)序列,其與被

6、調(diào)控的結(jié)構(gòu)基因位于同一條DNA鏈上,即順式作用元件。如啟動子、增強子等。反式作用因子:是基因的產(chǎn)物,主要為一些蛋白質(zhì),參與調(diào)控結(jié)構(gòu)基因的表達。如轉(zhuǎn)錄因子等。操縱子:是原核生物基因組構(gòu)的基本單位,也是基本轉(zhuǎn)錄單位,由結(jié)構(gòu)基因和調(diào)控序列組成轉(zhuǎn)錄因子:轉(zhuǎn)錄因子是在轉(zhuǎn)錄過程中所必需的除RNA聚合酶以外的蛋白因子。是一類反式作用因子。通用轉(zhuǎn)錄因子:有些轉(zhuǎn)錄因子為RNA聚合酶結(jié)合啟動子所必需,是轉(zhuǎn)錄起始就需要的最基本的蛋白組分,被稱為通用轉(zhuǎn)錄因子組織特異性轉(zhuǎn)錄因子:不同的組織細胞則都有其在特定時間空間所特有的一些轉(zhuǎn)錄因子存在,調(diào)節(jié)特定條件下的基因表達,這些轉(zhuǎn)錄因子被稱為組織特異性轉(zhuǎn)錄因子1、基因表達調(diào)控的

7、基本規(guī)律(一)基因表達具有時空特異性(二)誘導(dǎo)表達和阻遏表達是基因表達調(diào)控的普遍方式(三)基因表達受順式作用元件和反式作用因子共同調(diào)控(四)蛋白質(zhì)-DNA及蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)的相互作用是基因表達調(diào)控的分子基礎(chǔ)(五)基因表達調(diào)控是多層次的復(fù)雜調(diào)節(jié)2、Lac operon結(jié)構(gòu)和調(diào)控機制(負調(diào)控+正調(diào)控)第一次作業(yè)第2題3、Trp operon結(jié)構(gòu)和調(diào)控機制(阻遏調(diào)控+衰減機制)第一次作業(yè)第2題4、真核生物轉(zhuǎn)錄因子常見DNA結(jié)合域(四種)第一次作業(yè)第6題5、轉(zhuǎn)錄因子的分類及功能分工書本P85圖6-10第7章 基因組學(xué)與相關(guān)組學(xué)基因組學(xué):指對所有基因進行基因作圖(包括遺傳圖譜、物理圖譜、轉(zhuǎn)錄圖譜)、核苷酸

8、序列分析、基因定為、基因結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系以及基因間相互作用的一門學(xué)科,簡言之,就是研究基因組結(jié)構(gòu)和功能的學(xué)科。功能基因組學(xué):是利用基因組學(xué)提供的信息和產(chǎn)物,發(fā)展和應(yīng)用新的實驗手段,在基因組或系統(tǒng)水平上全面地分析基因組中所有基因功能的學(xué)科基因表達譜:細胞在特定條件下(不同分化階段、疾病、應(yīng)激等)所表達的基因種類和數(shù)目的特定模式蛋白質(zhì)組:指一個細胞或一個組織的基因組所表達的全部蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)組學(xué):是在整體水平上研究細胞內(nèi)蛋白質(zhì)組成及其活動規(guī)律的學(xué)科1、 掌握基因組與蛋白組的比較基因組蛋白質(zhì)組研究對象DNA蛋白質(zhì)穩(wěn)定性相對穩(wěn)定變化大、動態(tài)研究內(nèi)容及方法結(jié)構(gòu)基因組 序列分析 多態(tài)性作圖結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)組 晶體

9、結(jié)構(gòu)分析 生物質(zhì)譜功能基因組 表達系列分析 基因芯片 轉(zhuǎn)基因技術(shù)功能蛋白質(zhì)組 雙向電泳、生物質(zhì)譜 蛋白鋅片 酵母雙雜交技術(shù)第8章 細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo):通過多種分子相互作用的一系列有序反應(yīng),將來自細胞外的信號傳遞到 細胞內(nèi)各種效應(yīng)分子的過程。G蛋白:是一類和GTP或GDP相結(jié)合、位于細胞膜胞漿面的外周蛋白G蛋白偶聯(lián)受體:一種與三聚體G蛋白偶聯(lián)的細胞表面受體。含有7個穿膜區(qū),細胞內(nèi)部分與三聚體G蛋白相互作用,此類受體通過G蛋白傳遞信號,因此稱為G蛋白偶聯(lián)受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子:細胞外的信號經(jīng)過受體轉(zhuǎn)換進入細胞內(nèi),通過細胞內(nèi)一些蛋白質(zhì)和小分子活性物質(zhì)進行傳遞,這些能夠傳遞信號的分子稱為信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子1、參

10、與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的受體類型第一次作業(yè)第5題2、何為信號傳導(dǎo)分子?分為哪幾類?信號傳導(dǎo)分子:細胞外的信號經(jīng)過受體轉(zhuǎn)換進入細胞內(nèi),通過細胞內(nèi)一些蛋白質(zhì)和小分子活性物質(zhì)進行傳遞,這些能夠傳遞信號的分子稱為信號傳導(dǎo)分子分類:小分子化學(xué)物質(zhì)酶分子調(diào)節(jié)蛋白3、G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的基本模式。配體結(jié)合并激活受體G蛋白循環(huán)G蛋白激活下游效應(yīng)分子小分子信使的產(chǎn)生或分布變化小分子信使激活蛋白激酶蛋白激酶活效應(yīng)蛋白第10章 基因變異與疾病同義突變:突變發(fā)生在三聯(lián)密碼子的第三位堿基錯義突變:突變通常涉及三聯(lián)密碼子的頭二位堿基中的一個無義突變:突變使編碼氨基酸的密碼子變成三個類似人類基因終止密碼子之一移碼突變:在

11、DNA分子中插入、缺失少數(shù)幾個非三的整數(shù)倍的堿基單倍型不足:指給定基因的兩個拷貝中的一個等位基因發(fā)生突變或缺失,另一個拷貝的表達產(chǎn)物不足以維持正常的細胞功能顯性負效應(yīng):由于基因突變導(dǎo)致參與組成蛋白質(zhì)復(fù)合體的某一成員蛋白產(chǎn)生了功能缺陷,該突變型蛋白雖然能與野生型蛋白形成多蛋白質(zhì)復(fù)合體,但卻使該蛋白質(zhì)復(fù)合體完全或部分喪失了功能,因此可引發(fā)顯性表型1、掌握幾種常見的結(jié)構(gòu)基因突變及其生物學(xué)效應(yīng)突變類型定義生物學(xué)效應(yīng)點突變同義突變突變發(fā)生在三聯(lián)密碼子第三位堿基仍編碼相同的氨基酸,不影響蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),可不產(chǎn)生表型的變化錯義突變突變通常涉及三聯(lián)密碼的頭二位堿基中的一個氨基酸發(fā)生改變,影響活性中心時影響功能,不

12、影響活性時無明顯表型改變無義突變突變使編碼氨基酸的密碼子變?yōu)榻K止密碼子多肽鏈合成提前終止,通常產(chǎn)生無活性的多肽鏈剪切突變位于內(nèi)含子和外顯子內(nèi)或交界處影響RNA剪接的突變使剪接效率降低或產(chǎn)生異常剪接子,抑制正常基因表達啟動子突變位于啟動子區(qū)影響基因轉(zhuǎn)錄的突變使受累基因轉(zhuǎn)錄水平抑制或增強移碼突變在DNA分子中插入、缺失少數(shù)幾個非3整數(shù)倍的堿基突變點一下的所有氨基酸序列改變,蛋白質(zhì)失活或功能異常大片段突變?nèi)笔г谔囟ㄎ稽c減少一段數(shù)十到數(shù)千的堿基對的DNA片段結(jié)構(gòu)基因丟失導(dǎo)致基因產(chǎn)物缺如,重排導(dǎo)致表達異常插入在特定位點增加一段數(shù)十到數(shù)千個堿基對的DNA片段基因失活或激活重排特定位點的DNA片段排列順序改

13、變基因表達產(chǎn)物劑量增加或影響基因表達,導(dǎo)致細胞功能紊亂STR突變?nèi)?lián)體重復(fù)擴增DNA中的三核苷酸重復(fù)序列拷貝數(shù)異常擴增一般發(fā)生在結(jié)構(gòu)基因區(qū),使得基因表達異常2、了解基因變異的生物學(xué)效應(yīng)一、DNA變異可使基因功能減弱單倍型不足反義RNA轉(zhuǎn)錄/基因組修飾轉(zhuǎn)錄因子基因變異影響mRNA穩(wěn)定性的變異顯性負效應(yīng)二、DNA變異可使基因功能增強轉(zhuǎn)錄增強作用增強子位置效應(yīng)劑量效應(yīng)SNP創(chuàng)造新啟動子獲得性RNA堆積第19章 基因操作基因工程:特定基因的制備、分離、鑒定、改造及其在不同生物之間的轉(zhuǎn)移等多項與DNA分子相關(guān)的技術(shù)基因操作:指所有DNA或RNA操作的技術(shù),或指所有基因工程和基因工程相關(guān)的技術(shù)變性:在某些

14、理化因素的作用下,DNA雙鏈互補堿基對間氫鍵斷裂,使DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)松散,成為單鏈的現(xiàn)象。 復(fù)性:變性DNA在適合條件下,兩條互補鏈可重新配對,恢復(fù)天然的雙螺線結(jié)構(gòu)。 分子雜交 :兩條DNA鏈或兩條RNA鏈或一條DNA鏈和一條RNA鏈按堿基互補的原則締合成異質(zhì)雙鏈的過程稱為分子雜交或核酸分子雜交PCR:根據(jù)DNA半保留復(fù)制和DNA聚合酶的特性建立起來的體外復(fù)制擴增DNA片段的技術(shù)克?。褐竿ㄟ^無性繁殖過程所產(chǎn)生的與親代完全相同的子代群體 基因克?。菏侵笇⒁粋€生物體的遺傳信息通過無性繁殖轉(zhuǎn)入另一個生物體內(nèi)的過程 基因重組:是將不同基因片段連接起來構(gòu)成一個新的DNA分子的過程 載體:指能攜帶外源DN

15、A片段導(dǎo)入宿主細胞進行擴增或表達的工具。載體的本質(zhì)為DNA。 基因探針:是指與一段目的基因或DNA/RNA片段特異雜交的核苷酸序列。RNA干擾技術(shù):指由短雙鏈RNA誘導(dǎo)的同源RNA降解的過程 轉(zhuǎn)基因技術(shù):將外源基因轉(zhuǎn)移到受體細胞的染色體上,使轉(zhuǎn)基因在受體細胞中表達并發(fā)揮其功能的基因操作方法1、質(zhì)粒載體的特點?復(fù)制子,能在宿主細胞內(nèi)攜帶目的基因復(fù)制擴增一個或多個單一限制性內(nèi)切酶位點,使目的基因可以插入到載體DNA分子中有篩選標志,即載體DNA分子上能賦予宿主細胞一定特性的基因,用于載體或重組載體的篩選用于表達外源基因的表達型載體還應(yīng)具備能使目的基因轉(zhuǎn)錄并翻譯的所有調(diào)控序列。2、分子克隆的基本步驟

16、?用限制性內(nèi)切酶消化目的基因和載體DNA,使其具備能連接的末端序列特征用DNA連接酶將目的基因和載體DNA連接起來構(gòu)成重組DNA分子將連接產(chǎn)物導(dǎo)入合適的宿主細胞使重組DNA分子得以復(fù)制擴增篩選及克隆化,從而獲得重組克隆載體及克隆的基因3、核酸分子雜交的應(yīng)用?研究DNA分子中某一種基因的位置鑒定某種核酸分子間的序列相似性檢測某些專一序列在待檢樣品中存在與否是基因芯片技術(shù)的基礎(chǔ)4、比較原核和真核細胞表達系統(tǒng)的優(yōu)缺點?原核生物表達系統(tǒng):優(yōu)點:表達系統(tǒng)簡單,容易操作 成本低,易于大量生產(chǎn) 生產(chǎn)周期短缺點:需要翻譯后修飾的蛋白不能用此系統(tǒng)表達真核生物表達系統(tǒng):優(yōu)點:可表達需要翻譯后修飾的蛋白缺點:表達系

17、統(tǒng)相對復(fù)雜 成本高 生產(chǎn)周期長第21章 基因診斷基因診斷:是以DNA或RNA為診斷材料,通過檢查基因的存在、缺陷或表達異常,對人體狀態(tài)和疾病作出診斷的方法和過程。連鎖分析:利用與致病基因相連的某些基因座位作為遺傳標志,通過鑒定遺傳標志的存在而判斷個體是否帶有致病基因的方法。RFLP:指DNA序列上發(fā)生一個變異后獲得或丟失一限制性識別位點,使DNA限制性片段長度發(fā)生變化,在人群中形成兩種或兩種以上的限制性類型 1、簡述遺傳分析中用于間接診斷和直接診斷的代表性技術(shù)有哪些?間接診斷: RFLP連鎖分析一種建立在RFLP基礎(chǔ)上的、與家系分析相結(jié)合的連鎖分析技術(shù)。原理是利用連鎖不平衡進行的一種間接分析方

18、法。利用家系中患病個體的染色體上,與致病基因緊密連鎖的RFLP所導(dǎo)致的限制性位點的丟失或獲得為遺傳標志,通過基于RFLP分析的Southern印跡,可間接推斷個體后代是否遺傳了某疾病 基于段串聯(lián)重復(fù)(STR)的微衛(wèi)星分析拷貝數(shù)變異不改變STR及兩翼的堿基組成,所以只要核心序列一致,就可以利用相同的限制性核酸內(nèi)切酶將不同拷貝數(shù)的STR從不同個體的基因組DNA中切割下來,而且不同個體將形成不同長度的DNA片段?;谏鲜鲈?,STR也采用Southern印跡雜交來進行連鎖分析 基于SNP的單倍型分析 根據(jù)同一條染色體上的一組甚至所有SNP多態(tài)性位點的隨機組合類型來進行的分析技術(shù)。可通過家系調(diào)查來進行致病基因的連鎖分析或遺傳制圖,也可進行尋找疾病易感基因為目的的相關(guān)性分析。直接診斷:基因缺失或插入的診斷 Southern印跡法 用于檢測大片段基因缺失或插入的經(jīng)典方法 PCR法點突變的診斷 等位基因特異性寡核苷酸分子雜交 反向點雜交 變性高效液相色譜動態(tài)突變的診斷 PCR直接擴增技術(shù)第23章 基因治療基因治療:是指改變以人遺傳物質(zhì)為基礎(chǔ)的生物醫(yī)學(xué)治療,即通過一定方式將人正?;蚧蛴兄委熥饔玫腄NA片段導(dǎo)入人體靶細胞以矯正或置換致病基因的治療方法 基因置換:用正常的基因?qū)蚪M中錯誤(

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