分子生物學(xué)總結(jié)

1、2SectionA1三個域：真細菌，古細菌，真核生物2組裝中的主要作用力：非共價健作用力SectionB1蛋白質(zhì)純化的分析方法生化未特知征目的蛋生白物功能蛋白純化生化實驗推導(dǎo)測序X-ray、NALRHB4Proteinanalysis蛋白分析Massdetermination分子量Sequence序列級結(jié)構(gòu)）Crystalstructure晶休結(jié)構(gòu)Blochemlcflianalls生化分析Gtuellc眾inilygj,遺傳分析正電荷：天冬氨酸谷氨酸負電荷：賴氨酸精氨酸組氨酸極性：天冬酰胺谷氨酰胺蘇氨酸絲氨酸半胱氨酸非極性：脂肪族甘氨酸丙氨酸纈氨酸亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸脯氨酸芳香族苯丙氨酸酪

2、氨酸色氨酸Cys二硫鍵Gly無手性Pro亞氨基酸芳香族氨基酸最大吸收峰280mm3蛋白質(zhì)的一級（決定蛋白折疊及其最后的形狀的最重要的因素）：氨基酸脫水縮合形成肽鏈N端到C端共價鍵二級：多肽鏈中空間結(jié)構(gòu)鄰近的肽鏈骨架通過氫鍵形成的特殊結(jié)構(gòu)。a轉(zhuǎn)角B螺旋氫鍵為主要作用力三級：多肽鏈中的所有二級結(jié)構(gòu)和其他松散肽鏈區(qū)域（散環(huán)結(jié)構(gòu)）通過各種分子間作用力（非共價鍵為主），彎曲、折疊成具有特定走向的緊密球狀構(gòu)象。非共價鍵四級：許多蛋白分子由多條多肽鏈（亞基，subunits）構(gòu)成。組成蛋白的各亞基以各種非共價鍵作用力為主，結(jié)合形成的立體空間結(jié)構(gòu)即為四級結(jié)構(gòu)。非共價鍵4偶極：電子云在極性共價鍵的兩原子間不均勻

3、分布，使共價鍵兩端的原子分別呈現(xiàn)不同的電性兼性離子：具有正電荷（堿性），又具有負電荷（酸性）的分子雙極性分子：SectionC1核酸的光學(xué)特性：增色性：一種化合物隨著結(jié)構(gòu)的改變對光的吸收能力增加的現(xiàn)象減色性：一種化合物隨著結(jié)構(gòu)的改變對光的吸收能力減少的現(xiàn)象Reason:堿基環(huán)暴露在環(huán)境中的越多，對紫外的吸收力越強Absorbance（吸收值）：NucleotidessDNA/RNAdsDNA核酸的最大吸收峰260mm（堿基有芳香環(huán)）芳香族氨基酸最大吸收峰280mmA260/A280:純的dsDNA：1.8純的RNA：2.0純的Protein：0.5Tm值（熔解溫度）：熱變性時，使得DNA雙鏈解

4、開一半所需要的溫度。Tm=2x（A+T）+4x（G+C）Tm值與DNA分子的長度，及GC的含量成正比Annealing（退火）：熱變性的DNA經(jīng)過緩慢冷卻后復(fù)性快速冷卻：StayasssDNA緩慢冷卻：復(fù)性成dsDNA脫氧核糖核酸與核糖核苷酸得到畫法支持雙螺旋結(jié)構(gòu)的兩個實驗：查戈夫規(guī)則X射線晶體衍射雙螺旋的內(nèi)容：雙鏈之間的關(guān)系：DNA分子由兩條鏈組成雙鏈反向平行（53方向）兩鏈的堿基通過氫鍵互補配對，A：T;G：C。雙鏈序列反向互補各基團排列方式：糖-磷酸骨架DNA分子排列在外；堿基對平面相互平行，排列在DNA分子的內(nèi)部。空間結(jié)構(gòu)為：右手雙螺旋結(jié)構(gòu)每轉(zhuǎn)一圈10個堿基對，每一圈長度33.2A雙鏈

5、螺旋中形成大溝，小溝。6堿對DNA的影響：高pH值對DNA的影響比低pH值的要小。高pH值（pH11）會改變堿基構(gòu)象，使DNA變性（雙鏈解旋，成單鏈）RNA的影響：高pH值，2羥基會攻擊磷酸二酯鍵，使其斷裂，形成2，3-環(huán)式磷酸二酯鍵，從而使RNA分子斷裂7共價閉合環(huán)狀DNA（convalentlyclosedcircularDNA,cccDNA）。即通過共價鍵結(jié)合形成的封閉環(huán)狀DNA分子。8超螺旋DNA（SupercoilDNA）:松弛型雙鏈DNA進一步旋轉(zhuǎn)后，再形成閉環(huán)結(jié)構(gòu)時，就會形成DNA超螺旋結(jié)構(gòu)L=T+W判斷是否為超螺旋正負超螺旋9拓撲異構(gòu)酶：暫時斷裂DNA分子中一條或兩條單鏈上的磷

6、酸二酯鍵，改變DNA分子的連接數(shù)及拓撲狀態(tài)。功能：消除DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄等過程產(chǎn)生的超螺旋。細胞中，I型酶與II型酶的活性保持一種平衡狀態(tài)。II型酶的“使DNA超螺旋化”與5I型酶“使DNA松馳化”相抗衡，從而使DNA保持適當(dāng)?shù)某菪芏?。EB:嵌入DNA配對堿基之間，使DNA分子在嵌入處局部解旋，增加ccDNA其它部位的正超螺旋TypeIIRE二型限制性內(nèi)切酶:識別位點一般為48個堿基對的回文序列如：EcoRI5-GAATTC-33-CTTAAG-5SectionD1染色體的折疊：串珠結(jié)構(gòu)：核心組蛋白:H2A,H2B,H3andH4.連接組蛋白H1核小體30nm纖絲高級環(huán)狀結(jié)構(gòu)（染色質(zhì)的最高結(jié)

7、構(gòu)）緊密纏繞結(jié)構(gòu)2著絲粒：兩側(cè)是大量的名叫衛(wèi)星DNA的重復(fù)序列端粒：上百個短的重復(fù)序列作用：端粒DNA形成特殊的環(huán)狀二級結(jié)構(gòu)，保護染色體末端不被核酸外切酶降解。抵消DNA復(fù)制時每一輪復(fù)制都導(dǎo)致兩末端形成的后隨鏈比母鏈要短一截的現(xiàn)象對染色體的影響異染色質(zhì)：高度濃縮，無轉(zhuǎn)錄活性常染色質(zhì)：結(jié)構(gòu)松散，有轉(zhuǎn)錄活性DNaseI敏感區(qū)域：對區(qū)域內(nèi)DNA的轉(zhuǎn)錄活躍串珠結(jié)構(gòu)DNaseI超敏感區(qū)域：轉(zhuǎn)錄活躍的基因的調(diào)控區(qū)域DNA裸露原核染色體結(jié)構(gòu)：非特異性DNA結(jié)合蛋白：類組蛋白位點特異性DNA結(jié)合蛋白：與特殊的DNA序列結(jié)合有其他特殊的生理功能：RNApolymerases對結(jié)構(gòu)域的形成也很重要D4-1Geno

8、mecomposVtion基因組的組成Genome:生物體中的一套染色體單倍體中的所有染色體）中所有的遺伎信息DNA序歹eGenes基因：遺傳的基本單位。DNA上具有合成一個RNA分子或一條多骯陡倍息的區(qū)域。-Intergenicregion基囚間區(qū):基因與基因之問的區(qū)域nCodingsequences編碼序列：攜帶密碼子，可以編碼蛋白的序列Non-codingseq,非編碼序列:不編碼蛋白的序列如內(nèi)含子，衛(wèi)星DMA等人；98%；-Eco/:2%Uniqueseq.單一序列：在基因組中拷貝數(shù)低.如基因。Repetitiveseq.重復(fù)序列:在基因組中重復(fù)岀現(xiàn)的序列。串聯(lián)重復(fù)序列:序列高度相似或

9、相同的序列一個接一個串聯(lián)排列分散重復(fù)，序列高度相個或相同的序列分散H=列在基因組的不同區(qū)域.6復(fù)性動力曲線：LowC0t:高重復(fù)衛(wèi)星DNAModerateC0t:中重復(fù)串聯(lián)基因簇反轉(zhuǎn)座子HighC0t:單拷貝或低重復(fù)大腸桿菌基因組復(fù)性動力曲線Cotcurve:縱坐標：復(fù)性過稈中，剩余ssDNA占總DNA的比例橫坐標：起始DNA濃度cepx復(fù)性時間Ct）x緩沖液濃度FragmentsrenaturedatLunCdI：高重復(fù)(106copies；genome)Moderate施；中重復(fù)copies/genome)HighC.t:單拷貝或低重復(fù)(WWcoples/genftrne)7染色體結(jié)構(gòu)對基

10、因轉(zhuǎn)錄的影響CpG抑制-CpG位點中的胞嘧啶的C-5常發(fā)生甲基化（CpG甲基化），CpG甲基化可能可以DNA轉(zhuǎn)錄被限制t哺乳動物基因組中，有些區(qū)域含有很多未甲基化的CpG位點，被稱為CpG孤島。甲基化轉(zhuǎn)錄抑制去甲基化恢復(fù)轉(zhuǎn)錄組蛋白的乙酰化：核心組蛋白N-端的Lys被乙?；珼NA與核心組蛋白體解聚。Gene表達被激活去乙酰化：抑制gene表達組蛋白的磷酸化:對組蛋白H1磷酸化，抑制基因表達其他組蛋白8中心法則Centi*aldogma中心法則復(fù)制replicationDNA：TraisaiipLion轉(zhuǎn)最RevarwTranscriptien逆轉(zhuǎn)呆RNAreplicationirEFislai

11、on翻譯PrwinRNA蛋白質(zhì)摻、成熟RNAz詡譯需嚕mRNA模板rRNA機器tRNA適配器SectionEDNA復(fù)制：細胞中，一條雙鏈DNA分子通過堿基配對，形成兩條與其序列相同的DNA雙鏈分子的過程。2MeselsonStahlExperiment（1958）E.di實驗設(shè)計JN14-DNA（輕）-N15-DNA（重）1.將大腸桿菌在含有N葩的培養(yǎng)基之中培養(yǎng)數(shù)個世代后，所有細菌的DNA中的図都是、Z再讓它們在含的培養(yǎng)基中繼代培養(yǎng)，并從隨后每一代細菌中抽収樣本提取DNA,3進行氮化艷（CsCl）密度梯度離岔離也后用紫外觀測DNASf在位置，判斷細菌在不停繁殖或繼代過程中DMA密度的變化。并最

12、終判定DNA復(fù)制所來取的方式。確定DNA半保留復(fù)制半不連續(xù)復(fù)制3復(fù)制的基本步驟復(fù)制為雙向大腸桿菌的復(fù)制：起始AT含量高的區(qū)域參與蛋白：DnaA（復(fù)制起始因子）：識別并結(jié)合于重復(fù)序列上，驅(qū)使富含AT的重復(fù)序列解鏈，需負超螺旋，及ATPDnaB（DNA解旋酶）:DNA雙鏈解旋，形成復(fù)制叉SSB:（單鏈結(jié)合蛋白）:保持解旋部分的單鏈狀態(tài)DnaG（引發(fā)酶/引物酶）:RNA引物合成，引發(fā)復(fù)制延伸參與蛋白：DNAPolIII全酶：負責(zé)新鏈的合成:前導(dǎo)鏈，岡崎片段重炭的亞基：核心醯小5?3：DNA聚合屬合成新鏈3.5核履外切酶校正cl合成時的錯課，提高復(fù)制的忠實性9；加強d的作用.鉗）：使得DWAPolII

13、I可以持續(xù)結(jié)合在復(fù)制中的DNA進行合成DNApolI:復(fù)制中除去引物，填補引物處空缺E.w復(fù)制過程及所涉及的主要蛋白*袞制起始-識別起始位點復(fù)制起始因子DriaA-打JFDNAJW鏈解旋繭DnaB-防止單鏈重新結(jié)合單鏈結(jié)合蛋白SSB引物體|-引物合成引發(fā)酶DnaGI(-DM延長-DNA新鑄合成DNApolymeraseDNAPolIII-引物去除，缺口填補DNA聚合酶DNAPol1-連接岡崎片毆連接酶DNA連接酶-解超螺旋n型拓撲異構(gòu)酶Dna旋轉(zhuǎn)酶肓制婆止-真制終止終止子識別蛋白ins蛋白-釋放新鏈n型拓撲異構(gòu)酶拓撲異構(gòu)酶rv印一苗核酸外切酶活性-切除R3引物終止：4真核生物的復(fù)制：一個細胞周

14、期內(nèi)，一個DNA分子只能復(fù)制一次-擁正復(fù)制錯誤5一3DIXApohinerase-合成DNA擴一寧核酸外切酶活性KlenowfragmentSectionF復(fù)制忠實性的機制：DNA復(fù)制的高精度：模板連和進入核苷酸在DNA聚合酶的作用位點正確配對3到5外切核酸酶對錯誤堿基的校正錯配修復(fù)holiday模型3SectionK1編碼鏈模板鏈2大腸桿菌的轉(zhuǎn)錄RNAP酶：核心酶：a亞基：aNTD對核心酶的組裝很重要。aCTD在識別啟動子、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄水平中起著非常重要的作用。b亞基：RNAP的催化中心。與模板DNA、RNA產(chǎn)物、及底物核糖核苷酸緊密結(jié)合?？股乩Ｆ浇Y(jié)合在在b亞基上，可以抑制RNAP的轉(zhuǎn)錄活性

15、。利福平只抑制轉(zhuǎn)錄的起始。利迪鏈菌素只抑制延伸而不抑制轉(zhuǎn)錄起始b亞基：可能與RNAP的催化有關(guān)。肝素與b亞基結(jié)合后，能干擾RNAP與DNA的結(jié)合，抑制轉(zhuǎn)錄。w亞基：可能與RNAP的組裝及維持RNAP結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有關(guān)sfactor（s因子）：sfactor在啟動子特異性識別過程中至關(guān)重要移動慢的原因：可以保持與翻譯同步。與有些基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控相關(guān)。有利于轉(zhuǎn)錄終止RNAP沒有3一5外切酶活性，不能進行轉(zhuǎn)錄校正。其錯配率達10-4。RNAP倒退暴露新合成的錯配堿基，可以有利于其他輔助核酸酶將錯配堿基切除，增加轉(zhuǎn)錄的忠實性。3s70基礎(chǔ)啟動子的一般結(jié)構(gòu)-10序列：它對轉(zhuǎn)錄起始時，RNAP打開DNA雙鏈的過

16、程非常重要。-10序列到TSS位點的距離對轉(zhuǎn)錄效率也有很大的影響-35序列：增強RNAPsfactor的識別能力及與DNA的結(jié)合能力4影響啟動子效率的DNA序列：核心啟動子的序列：與保守序列越像，效率越高。TSS周圍序列：影響起始效率。轉(zhuǎn)錄單位的前30個核苷酸的堿基序列：影響RNAP從啟動子處移動出去（啟動子區(qū)清空）的速率。核心啟動子附近的調(diào)控元件。5轉(zhuǎn)錄的起始：開放復(fù)合物閉合復(fù)合物無效起始延伸：啟動子的清空，鏈的延伸轉(zhuǎn)錄泡，s因子的循環(huán)利用終止：依賴性不依賴性反復(fù)重復(fù)序列SectionL1.順式作用元件（cis-actingelements）:般為DNA上較為保守的、有著特異性序列或結(jié)構(gòu)的特

17、定區(qū)域。它們只能影響與其在同一條染色體上的基因的活動。如：啟動子，轉(zhuǎn)錄激活因子結(jié)合位點等。反式作用基因/調(diào)節(jié)基因(trans-actinggenes,regulatorgenes)可以影響與他們不在同一條染色體上的基因的表達水平的DNA元件。乳糖操縱子SummaryontheregulationmechanismofLacoperonarnp-everrtirancriptiDnorrnRriRNfporrierasecanbindtocronnoter沛創(chuàng)tewressorisboundEcafjthromosomssegment康legjldtofygeneiI一CKF4)hidingI1

18、!PromoteriBeta-galgarsiT11T+VConslrtiir?ijr-.tMructuralgenesnotexpressed色氨酸操縱子正負調(diào)控都可以有誘導(dǎo)和阻遏兩種調(diào)控方式。正控誘導(dǎo)：誘導(dǎo)因子活化激活因子，使其可以增加基因的表達。(Lacoperon，CRP調(diào)控)正控阻遏：共阻遏物使激活因子失活，減少基因的表達。負控誘導(dǎo)：誘導(dǎo)因子使阻遏蛋白失活，增加基因的表達。(Lacoperon，lacrepressor)負控阻遏:共阻遏物活化阻遏蛋白，使其可以降低基因的表達。(Trpoperon，trprepressor)SectionMRNAPol1RNAPolIIRNAPolII

19、I定位核仁核庾核質(zhì)Products45SrRNA（5.8S,18S,28SrRNAs的前體）hnRNAs（mRNA,snRNA,miRNA的冃u體）較小的RNA的前體“C如：5srRNA,tRNAs,andU6snRNA,7SLRNA,etc.）Ct疇膏章喊notsensitivehighlysensitivesensitiveSubunits141217pioiiioteiClassiClassITClassITT通用TFClass1factorsTTTsClass11factorsTFHsClass111factorsTrnis增強子沉默子TFIID：可與多種核心啟動子元件或特異性轉(zhuǎn)錄因子

20、結(jié)合，啟動二類轉(zhuǎn)錄預(yù)起始復(fù)合物組裝的通用轉(zhuǎn)錄因子。TBP（TATA-boxbindingprotein）可識別并結(jié)合TATA-boxTAFII（TBP-associatedfactorII）：TBP關(guān)聯(lián)蛋白，TFIID中與TBP形成復(fù)合體的所有蛋白，13個。TFIIH的結(jié)構(gòu)與功能：蛋白激酶（4個亞基）：催化蛋白磷酸化。將NTP（一般為ATP）的g-磷酸基團轉(zhuǎn)移到蛋白上。磷酸化RNApolII中的CTD結(jié)構(gòu)域。TFIIE刺激TFIIH介導(dǎo)的磷酸化反應(yīng)。DNA解旋酶/ATPase（5亞基）：水解ATP,利用其能量打開DNA的雙鏈TBP（TATA-bindingprotein）:確保RNAPolI能

21、正確定位到轉(zhuǎn)錄起始區(qū)域上。SP1為組成性表達的轉(zhuǎn)錄因子，在所有的細胞中都存在，與基因本底表達水平有關(guān)SL1,選擇因子,RNAPolI起始轉(zhuǎn)錄所必需的因子CTD:羧基末端結(jié)構(gòu)域，的磷酸化狀態(tài)與轉(zhuǎn)錄進程有關(guān)轉(zhuǎn)錄起始時期，CTD結(jié)構(gòu)域一般處于去磷酸化形式，與結(jié)合啟動子有關(guān)。轉(zhuǎn)錄延伸時期，CTD結(jié)構(gòu)域常處于磷酸化形式，與mRNA的加工有關(guān)。SectionN1DNA-bindingdomains（DBD）:DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋結(jié)構(gòu)（域）鋅指結(jié)構(gòu)（域）堿性結(jié)構(gòu)（域）Dimerizationdomains：二聚體化結(jié)構(gòu)域亮氨酸拉鏈螺旋散環(huán)螺旋DBD+DM激活結(jié)構(gòu)域酸性激活結(jié)構(gòu)域富含谷氨酰胺結(jié)構(gòu)域

22、富含脯氨酸的結(jié)構(gòu)域LBDSectionO原核生物轉(zhuǎn)錄vs.真核生物轉(zhuǎn)錄ProkaryotesEukai*yotesLocation擬核區(qū)核仁區(qū)RMAP1個，亞辜少可以獨立轉(zhuǎn)錄33個，組成亞基數(shù)多不能獨立轉(zhuǎn)錄，需要通用轉(zhuǎn)錄因子的辦助rff-actlugdements啟動子較短調(diào)控元件少啟動子長II類啟動子調(diào)控元件弟Regulatiou調(diào)控較簡單多個功能相關(guān)的基因調(diào)控非常復(fù)雜一般，一個轉(zhuǎn)錄單位只有一個基因，各基因的轉(zhuǎn)錄是被單獨調(diào)控的。位于冋轉(zhuǎn)錄單位F共同接受轉(zhuǎn)錄調(diào)控口Products多數(shù)為多順反子RAA一般為單順反子RNA1真核生物中mRNA加工的一般過程5加帽:CTD作用：轉(zhuǎn)錄起始時，參與加帽反

23、應(yīng)的三種酶結(jié)合在RNAPolII的CTD結(jié)構(gòu)域上。轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物剛開始合成時，即對其5端進行加帽反應(yīng)。作用：防止降解：核糖核酸酶一般不能降解帽結(jié)構(gòu)中的三磷酸鍵幫助轉(zhuǎn)運mRNA到細胞質(zhì)中增強翻譯水平：mRNA需要帽結(jié)合蛋白的幫助才能更好的與核糖體結(jié)合幫助去除pre-mRNA中的第一個內(nèi)含子。3加Poly(A)尾：作用：防止被核酸酶降解：增加mRNA的穩(wěn)定性有助于mRNA從細胞核到細胞質(zhì)的轉(zhuǎn)運參與pre-mRNA的最后一個內(nèi)含子的剪接。增強mRNA的翻譯水平，增加基因的表達剪接甲基化2核酶有：有催化功能的RNA即為核酶U2U6RNAPRNA的多樣性：可變加工，反式剪接，RNA編輯原核生物核糖體真核生物核

24、糖體白VA蛋R5Mlh23srRNA5srRNA大眩時酣18srRNA，3frRNA5.8SrRNAL5srRNAW3OS)(白訕蛋恥1116srRNAllhRNA18srRNA5原核rRNA加工的大致過程：形成多個莖環(huán)結(jié)構(gòu)，與蛋白結(jié)合形成RNP,核苷酸修飾，逐級切割真核rRNA加工的大致過程：甲基化，切割。內(nèi)含子剪接原核tRNA加工的大致過程:將多順反子前體切割，分離出單順反子前體單順反子前體進一步被切割，形成與成熟tRNA長度一致分子（RNasesD,E,F，P.堿基修飾，形成成熟tRNA真核tRNA加工的大致過程：5-末端成熟，3-末端成熟（添加5-CCA-3）去除內(nèi)含子miRNAand

25、siRNA的調(diào)控機制：mRNA降解，抑制翻譯，抑制轉(zhuǎn)錄SectionP1遺傳密碼的特性:蛋白的編碼信息由三聯(lián)體密碼子組成。密碼子為連續(xù)的，之間無間隔、無重疊。除三個終止密碼子之外，每個密碼子對應(yīng)一種氨基酸有密碼簡并現(xiàn)象。即：多個密碼子對應(yīng)同一種氨基酸。標準遺傳密碼子在各類生物中基本通用，不過少數(shù)生物體或細胞器中，有一些密碼子對應(yīng)的氨基酸與標準的不同。生物對同義密碼子的使用經(jīng)常有偏好性。不同生物的密碼子偏好性不同?；蛞话悴恢丿B。一段核酸分子一般只有一個開放閱讀框（openreadingframe,ORF/可讀框），被翻譯成一個蛋白。有些物種也有重疊基因的現(xiàn)象。2開放閱讀框:ORF從起始密碼子ATG到終止密碼子TGA,TAAorTAG之間的連續(xù)的蛋白編碼序列CDS編碼序列當(dāng)ORF可以預(yù)測一個蛋白時tRNA二級結(jié)構(gòu):三葉草結(jié)構(gòu)tRNA的特異性加載：（翻譯的高保真性氨酰-tRNA合成酶對相