2023年現(xiàn)代分子生物學(xué)復(fù)習(xí)筆記

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)的基本含義及重要研究?jī)?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(duì)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),重要研究基因或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（核苷酸、氨基酸)的不同１.3分子生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容●DNA重組技術(shù)（基因工程)●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(jiǎn)史1準(zhǔn)備和醞釀階段時(shí)間：１9世紀(jì)后期到2０世紀(jì)5０年代初。擬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。重要進(jìn)展涉及: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)志著人類進(jìn)一步結(jié)識(shí)生命本質(zhì)并能動(dòng)改造生命的新時(shí)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)的重要研究?jī)?nèi)容。列舉5～1０位獲諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家,簡(jiǎn)要說明其奉獻(xiàn)。第二章染色體與DNA第一節(jié)染色體1.作為遺傳物質(zhì)的染色體特性：分子結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定可以自我復(fù)制可以指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,從而控制整個(gè)生命過程;可以產(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)(涉及組蛋白和非組蛋白）(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—核小體（ｎucleoｓｏｍe）成串排列而成的。4.真核生物基因組DNA的Ｃ值和反復(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)化限度高低與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具有大量的無編碼功能的反復(fù)序列。ＤNＡ序列可分為3類:(1)不反復(fù)序列:是重要的結(jié)構(gòu)基因(２）中度反復(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。中度反復(fù)序列往往分散在不反復(fù)序列之間。(3)高度反復(fù)序列――衛(wèi)星DNA:不轉(zhuǎn)錄序列。思考：DＮA的Ｃ值和反復(fù)序列.?５．原核生物基因組特點(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，沒有反復(fù)序列。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具有的DNA和功能基因。2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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，它們可被一起轉(zhuǎn)錄為可翻譯多個(gè)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(dòng)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反復(fù)序列90%以上為非編碼序列轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子斷裂基因,具有內(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(jí)結(jié)構(gòu):指四種核苷酸(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苷酸,也稱為堿基順序2.DNＡ的二級(jí)結(jié)構(gòu)定義:指兩條多核苷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):①脫氧核糖和磷酸通過３’，５’磷酸二酯鍵交互連接,成為螺旋鏈的骨架。②堿基互補(bǔ)配對(duì)③螺旋參數(shù):螺旋直徑２nm。螺旋每旋轉(zhuǎn)一周10對(duì)堿基,每個(gè)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。④大溝小溝:大溝（２.2nm）小溝(１.２nm)４.維持DNA雙螺旋的力:氫鍵、堿基堆集力(涉及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助于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(jí)結(jié)構(gòu))超螺旋的類型：負(fù)超螺旋、松弛ＤNA、正超螺旋（轉(zhuǎn)化相關(guān)物質(zhì):拓?fù)洚悩?gòu)酶、溴化乙錠）超螺旋的意義:①超螺旋形式是DNA分子復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的需要；②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、堿變性核酸變性限度的鑒定-紫外測(cè)定法：第三節(jié)DNA的復(fù)制概述1DＮA復(fù)制的基本機(jī)理-半保存復(fù)制DNA半保存復(fù)制的意義:保證ＤNA代謝的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性是相對(duì)的，變異是絕對(duì)的2DNＡ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(gè)復(fù)制單位。原核生物:只有一個(gè)復(fù)制子真核生物:多個(gè)復(fù)制子２)方向：雙向等速?gòu)?fù)制：大多數(shù)生物體內(nèi)ＤNA。單向進(jìn)行：有些病毒(如腺病毒等)、質(zhì)粒DＮＡ及線粒體DNA。不對(duì)稱復(fù)制：在一定期期內(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)制的幾種方式線狀DＮA雙鏈的復(fù)制環(huán)狀ＤNＡ雙鏈的復(fù)制：θ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)DNA雙螺旋的解旋解旋酶（hｅliｃａｓe)：解開氫鍵,形成單鏈。運(yùn)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'→３',單鏈結(jié)合蛋白（SSBP):功能:穩(wěn)定單鏈DＮA。特點(diǎn):SＳＢP與螺旋酶不同樣,不具有酶的活性,不和AＴP結(jié)合。SＳBＰ可以反復(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(shí),拓?fù)涿缚伤神Y超螺旋,有助于復(fù)制叉的前進(jìn)。DNA復(fù)制完畢后，拓?fù)涿缚蓪ⅲ模危练肿右氤菪?，使DＮＡ形成染色質(zhì)。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,而不能從游離核苷酸起始DNA鏈的合成。岡崎片段與半不連續(xù)復(fù)制復(fù)制的終止：DNＡ聚合酶2真核生物復(fù)制的特點(diǎn)１）多個(gè)復(fù)制子，雙向復(fù)制2）復(fù)制子相對(duì)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)3DNA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）半保存復(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(dòng)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)制子半保存復(fù)制崗崎片段簡(jiǎn)答題DNA復(fù)制為什么選擇RNA作為引物？大腸桿菌DＮＡ復(fù)制起始過程如何,有哪些因子參與?原核生物DNA復(fù)制的形式有哪幾類？真核與原核復(fù)制的比較第五節(jié)ＤNＡ的修復(fù)1錯(cuò)配修復(fù)2切除修復(fù)(堿基、核甘酸）3重組修復(fù)4ＤNA直接修復(fù)5ＳOS系統(tǒng):SOS修復(fù)是指DＮA受到嚴(yán)重?fù)p傷、細(xì)胞處在危急狀態(tài)時(shí)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(cuò)誤較多,故又稱為錯(cuò)誤傾向修復(fù),細(xì)胞有較高的突變率。SOS反映是生物在不利環(huán)境中求得生存的一種基本功能。對(duì)原核生物將會(huì)產(chǎn)生高變異,對(duì)高等動(dòng)物則是致癌的。第六節(jié)DＮＡ的轉(zhuǎn)座1．轉(zhuǎn)座子(transponsｏn,簡(jiǎn)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(shí),它才具有轉(zhuǎn)座功能,成為與自主性因子相同的轉(zhuǎn)座子，不管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(cuò)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ＤNA到RNA基本概況編碼鏈與模板鏈：與ｍRNA序列相同的那條DNA鏈稱為編碼鏈（故意義鏈、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(dòng)子開始至終止子結(jié)束的DＮA序列。RNＡ合成的基本特性:5’→3’方向;底物三磷酸核苷酸(NＴP）不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄，以單鏈ＤNＡ為模板。不需要引物，合成是連續(xù)的。對(duì)一個(gè)基因組來說,轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在一部分基因，且每個(gè)基因的轉(zhuǎn)錄都受到相對(duì)獨(dú)立的控制。轉(zhuǎn)錄的基本過程1)模板辨認(rèn):與原核生物的不同,真核生物的RNA聚合酶不能直接辨認(rèn)基因的啟動(dòng)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(dòng)子上，RＮA聚合酶才干與之相結(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σ因子離啟動(dòng)動(dòng)子后,核心酶沿著模板ＤNA移動(dòng)并使新生ＲNA鏈不斷伸長(zhǎng)的過程。4)轉(zhuǎn)錄終止轉(zhuǎn)錄機(jī)器的重要成分轉(zhuǎn)錄酶:原核生物的RNA聚合酶、真核生物的RＮA聚合酶(RＮApolⅠ、ＲNAｐｏｌⅡ、RNＡｐoｌⅢ)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(gè)基因的特異性啟動(dòng)子?s因子功能特點(diǎn)(1）σ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(duì)啟動(dòng)子區(qū)的親和力(３)σ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干在對(duì)的位置起始轉(zhuǎn)錄。核心酶能在DNA模板上合成ＲNA，但不能在對(duì)的位置起始轉(zhuǎn)錄。核心酶和全酶的區(qū)別:核心酶沒有σ因子啟動(dòng)子與轉(zhuǎn)錄過程1)原核生物的啟動(dòng)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(dòng)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:RNＡｐｏｌ的辨認(rèn)位點(diǎn)。（2)不同σ亞基辨認(rèn)不同啟動(dòng)子，調(diào)控不同基因的轉(zhuǎn)錄起始。增強(qiáng)子:具有增長(zhǎng)啟動(dòng)子的作用。增強(qiáng)子的特點(diǎn)：遠(yuǎn)距離效應(yīng)。無方向性。可位于靶基因的上游、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(dòng)子核心啟動(dòng)子：保證RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄正常起始所必需的、最少的ＤNA序列，涉及轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)及轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游TＡＴA區(qū)。作用:選擇對(duì)的的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)，保證精確起始上游啟動(dòng)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(gè)特異性的啟動(dòng)子?原核生物啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？真核生物啟動(dòng)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：ρ因子的作用被抵消,使得RNA聚合酶通過終止子繼續(xù)轉(zhuǎn)錄后面的基因原核生物與真核生物mRNＡ的特性比較原核生物mRNA的特性●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對(duì)的定位于起始密碼子真核生物mRNA的特性●5’端存在“帽子”結(jié)構(gòu)●多數(shù)mRＮA3’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(gè)蛋白質(zhì)的mRNＡ。多順反子mRNA：編碼多個(gè)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.增長(zhǎng)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):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,隨著反映最終消失。思考題名詞解釋：轉(zhuǎn)錄單位、轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)、啟動(dòng)子、終止子簡(jiǎn)答題:1、簡(jiǎn)述s因子在轉(zhuǎn)錄起始中的作用２、簡(jiǎn)述原核生物基因啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)３、簡(jiǎn)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(dòng)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、堿基增長(zhǎng)）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,兩者有何不同?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ｍＲNA到蛋白質(zhì)遺傳密碼——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。2遺傳密碼的性質(zhì)?(1)密碼的連續(xù)性（2）密碼的簡(jiǎn)并性（3）密碼的通用性和特殊性(４)密碼子的擺動(dòng)性密碼子和tRＮＡ數(shù)量假如有幾個(gè)密碼子同時(shí)編碼一個(gè)氨基酸，凡是第一、二位堿基不同的密碼子都相應(yīng)于各自獨(dú)立的ｔRNＡ。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1.tRNA的空間結(jié)構(gòu)(1）三葉草的二級(jí)結(jié)構(gòu)a、氨基酸接受臂:功能:負(fù)責(zé)攜帶氨基酸。b、ＴψC臂：功能:負(fù)責(zé)和核糖體上的rRNA辨認(rèn)結(jié)合；c、反密碼子臂：功能:負(fù)責(zé)對(duì)mＲNA上的密碼子的辨認(rèn)與配對(duì)。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(gè)區(qū)域（D環(huán)-反密碼子環(huán)和TψC-受體臂）。f、含豐富的稀有堿基:每個(gè)ｔＲNA分子至少具有2個(gè)稀有堿基,最多有19個(gè)(2)“L”形三級(jí)結(jié)構(gòu)2ｔRNA的功能1)解讀ｍRＮＡ的遺傳信息2)運(yùn)送的工具,運(yùn)載氨基酸3tRNA的種類：起始tRＮA和延伸tＲＮA；同工tRNA;校正tRNAＡA-tRNＡ合成酶的功能:能辨認(rèn)tRNＡ。能辨認(rèn)氨基酸，它對(duì)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(gè)活性位點(diǎn)①mRＮA結(jié)合位點(diǎn);②結(jié)合AA-tRNA位點(diǎn)(A位）；③結(jié)合肽基ｔRNA位點(diǎn)（P位)；④空載ｔRNA移出位點(diǎn)(Ｅ位）；⑤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(duì)模板ｍRNA進(jìn)行序列特異性辨認(rèn)大亞基：負(fù)責(zé)攜帶AA-tRNA、肽鍵的形成等蛋白質(zhì)合成的過程氨基酸的活化氨基酸+ATP—→氨基酰－AＭＰ+PＰi氨基酰-ＡMP+tRNA—→氨基酰－tＲNA+AMP翻譯的起始核糖體大小亞基分離30Ｓ小亞基通過SD序列與mRNA模板相結(jié)合。起始tＲNＡ的結(jié)合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小亞基結(jié)合IF－3與30S小亞基結(jié)合，防止過早與50S亞基結(jié)合促進(jìn)ｆMet-ｔRNAfｍｅt向P位點(diǎn)遷移肽鏈的延伸ＡA－ｔRNA與核糖體結(jié)合(進(jìn)位):重要是密碼子-反密碼子的辨認(rèn)；需要消耗GTＰ,并需EＦ-Tu、EF－Ts兩種延伸因子肽鍵的生成:移位。核糖體向mRＮA3’端方向移動(dòng)一個(gè)密碼子。需要消耗ＧTP，并需EF-Ｇ延伸因子。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

80S

70Ｓ含蛋白數(shù)量

多于80

少于６0起始ｔＲNA

tRNAｍet

tRNAｆmet啟動(dòng)

eIF十多種IF三種

小亞基先與tRＮA結(jié)合先與mRNA結(jié)合延長(zhǎng)

EF１,EF2

EF－TｕEF-ＴsＥF－G終止

ＲF

RF1，RF2，RF３蛋白質(zhì)前體的加工N-端ｆ－Met或Mｅｔ的切除二硫鍵的形成特定氨基酸的化學(xué)修飾切除新生肽鏈中的非功能片段蛋白質(zhì)的空間折疊分子伴侶：能在細(xì)胞內(nèi)輔助新生肽鏈對(duì)的折疊的一類蛋白質(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)送的。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)送的。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(dòng)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(dòng)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，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)水平減少的現(xiàn)象相應(yīng)的基因被稱為可阻遏的基因。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(zhǎng)和增殖（原核、真核）維持個(gè)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(dòng)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(dòng)子:P終止子：Ｔ調(diào)控基因調(diào)控基因結(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(dòng)子(ｐromoter,P)：能被ＲNA聚合酶辨認(rèn)、結(jié)合并啟動(dòng)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(hào)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(shí)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:假如在沒有調(diào)控蛋白質(zhì)存在時(shí)基因是關(guān)閉的,加入這種調(diào)控蛋白質(zhì)后基因活性就被啟動(dòng)。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?？勺瓒粽{(diào)控:基因平時(shí)是啟動(dòng)的,處在產(chǎn)生蛋白質(zhì)或酶的工作過程中，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(duì)基因轉(zhuǎn)錄的影響的特定物質(zhì)。安慰誘導(dǎo)物：假如某種物質(zhì)可以促使細(xì)菌產(chǎn)生酶而自身又不被分解，這種物質(zhì)被稱為安慰誘導(dǎo)物，如IＰＴG（異丙基-β–D－硫代半乳糖苷)。乳糖操縱子(lac)與負(fù)控誘導(dǎo)系統(tǒng)代謝激活蛋白(caｔabｏｌiｔeacｔiｖatorprｏｔｅin,ＣAP)由Cap基因編碼,能與cAMP形成復(fù)合物。結(jié)合cAMP后成為有活性的CAＰ，稱為CRP腺苷酸環(huán)化酶ATPcamp腺苷酸環(huán)化酶CAＰ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活性的克制劑。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)ABCDEABCDEＰ啟動(dòng)子O操縱子L前導(dǎo)序列ｔrｐＡ～Ｅ為結(jié)構(gòu)基因t終止子tｒpR調(diào)控基因前導(dǎo)序列ｔｒpＬ：在ｔrpmRNA５’端trpE基因的起始密碼前一個(gè)長(zhǎng)162bp的mRNA片段。起著隨色氨酸濃度升高減少轉(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。弱化作用要具有三個(gè)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）具有四組配對(duì)區(qū)3)轉(zhuǎn)錄和翻譯必須耦聯(lián)色氨酸t(yī)rp操縱子的結(jié)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(dòng)子內(nèi)(3）啟動(dòng)子和結(jié)構(gòu)基因不直接相連，兩者被前導(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(shí):阻遏物→不結(jié)合操縱基因當(dāng)缺少色氨酸時(shí),該操縱子開放表達(dá)2）有Ｔrｐ時(shí):阻遏物+Ｔｒp→結(jié)合操縱基因當(dāng)存在色氨酸時(shí),該操縱子關(guān)閉轉(zhuǎn)錄水平上其它調(diào)控：σ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(duì)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(duì)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(duì)mＲNＡ分子的構(gòu)象,導(dǎo)致翻譯過程被啟動(dòng)或者關(guān)閉,也也許導(dǎo)致目的mＲＮA分子的快速降解。５.?稀有密碼子對(duì)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)制酶可作為翻譯阻遏物對(duì)基因表達(dá)進(jìn)行調(diào)控。8. 魔斑核苷酸水平對(duì)翻譯的影響當(dāng)大腸桿菌處在氨基酸饑餓時(shí),在體內(nèi)出現(xiàn)兩種異常的核苷酸，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:鳥苷四磷酸pppGpｐ:鳥苷五磷酸有時(shí)候合寫為(p）ppGpp第八章基因的表達(dá)與調(diào)控(下)—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(shí)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？①單順反子②核小體③不轉(zhuǎn)錄區(qū)域和內(nèi)含子④基因重排和基因擴(kuò)增轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)區(qū)⑥轉(zhuǎn)錄和翻譯的時(shí)空間隔⑦成熟和剪接2.基因家族:真核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中的那部分核苷酸序列。4.真核生物DＮA水平上的基因調(diào)控: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?；驍U(kuò)增:是指某些基因的拷貝數(shù)專一性大量增長(zhǎng)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(zhǎng)發(fā)育的需要,是基因活躍的一種方式?；蛑嘏藕鸵莆?基因重排是將一個(gè)基因從遠(yuǎn)離啟動(dòng)子的地方移到距它很近的位點(diǎn)從而啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄?；騺G失:在細(xì)胞分化過程中，丟掉某些基因而去除其活性。5.DNＡ甲基化克制基因轉(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)定性及DＮA與蛋白質(zhì)互相作用方式的改變,從而控制基因表達(dá)。真核生物基因轉(zhuǎn)錄機(jī)器的重要組成啟動(dòng)子：核心啟動(dòng)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：擬定轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)并產(chǎn)生基礎(chǔ)水平的轉(zhuǎn)錄上游啟動(dòng)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)錄頻率明顯增長(zhǎng)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、大多為反復(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,與特定蛋白因子互相作用才干發(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(hào)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)也許作為反式作用因子或RＮA聚合酶II進(jìn)入染色質(zhì)