四、DNA的修复
DNA修复系统功能
错配修复恢复错配
碱基切除修复切除突变的碱基
核甘酸切除修复修复被破坏的DNA
DNA直接修复修复嘧啶二体或甲基化
DNA
SOS系统DNA的修复，导致变异
1、错配修复（mismatch repair）
●Dam甲基化酶使母链位于5‘GATC序列中腺甘酸甲基化
●甲基化紧随在DNA复制之后进行（几秒种后至几分钟内）
●根据复制叉上DNA甲基化程度，切除尚未甲基化的子链上的错配碱基
2、碱基切除修复excision repair
所有细胞中都带有不同类型、能识别受损核苷酸位点的糖苷水解酶，它能特意切除受损核苷酸上的N-β-糖苷键，在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点，统称为AP位点。一些碱基在自发或诱变下会发生脱酰胺，然后改变配对性质，造成氨基转换突变*腺嘌呤变为次黄嘌呤与胞嘧啶配对
*鸟嘌呤变为黄嘌呤与胞嘧啶配对
*胞嘧啶变为尿嘧啶与腺嘌呤配对
3、核苷酸切除修复
1）通过特异的核酸内切酶识别损伤部位
2）由酶的复合物在损伤的两边切除几个核苷酸
3）DNA 聚合酶以母链为模板复制合成新子链
4）DNA连接酶将切口补平
4 、DNA的直接修复
在DNA光解酶的作用下将环丁烷胸腺嘧啶二体和6-4光化物还原成为单体
甲基转移酶使O6-甲基鸟嘌呤脱甲基生成鸟嘌呤，防止G-T配对
SOS反应(SOS response)：是细胞DNA受到损伤或复制系统受到抑制的紧急情况下，细胞为求生存而产生的一种应急措施。
*包括诱导DNA损伤修复、诱变效应、细胞分裂的抑制以及溶原性细菌释放噬菌体等。细胞癌变也与SOS反应有关。两个作用（1）DNA的修复；（2）产生变异
五、DNA的转座
DNA的转座或叫移位（transposition)：由可移位因子(transposable element) 介导的遗传物质重排现象。
转座子（transposon Tn）：存在于染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。
已经发现―转座‖这一命名并不十分准确，因为在转座过程中，可移位因子的一个拷贝常常留在原来位置上，在新位点上出现的仅仅是它的拷贝。因此，转座有别于同源重
组，它依赖于DNA复制。
原核生物转座子的类型：
1、插入序列(IS)
IS是最简单的转座子，不含有任何宿主基因，它们是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分。
2、复合转座子(composite transposon)
复合转座子是一类带有某些抗药性基因（或其他宿主基因）的转座子，其两翼往往是两个相同或高度同源的IS序列
3、TnA家族
?TnA家族没有IS序列、体积庞大(5000bp以上)、带有3个基因，其中一个编
码β-内酰胺酶(AmpR)，另两个则是转座作用所必须的。
(三）转座作用的机制
?转座时发生的插入作用的普遍特征，是受体分子中有一段很短的(3～l2bp)、被
称为靶序列的DNA会被复制，使插入的转座子位于两个重复的靶序列之间。
?对于一个特定的转座子来说，它所复制的靶序列长度是一样的，如IS1两翼总
有9个碱基对的靶序列，而Tn3两端总有5bp的靶序列。
?靶序列的复制可能起源于特定内切酶所造成的黏性DNA末端。
（三）转座作用的遗传学效应p63
（1）转座引起插入突变（2）转座产生新的基因（3）转座产生的染色体畸变（4）转座引起的生物进化
反转录转座子（retrotransposon）：指通过RNA为中介，反转录成DNA后进行转座的可动元件。
第三章生物信息的传递（上）——从DNA到RNA
转录(transcription) ：生物体以DNA为模板合成RNA的过程。
参与转录的物质
原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP)
模板:DNA
酶: RNA聚合酶
其他蛋白质因子
RNA合成方向：5' 到3'
转录的不对称性：在RNA的合成中，DNA的二条链中仅有一条链可作为转录的模板，称为转录的不对称性。
与mRNA序列相同的那条DNA链称为编码链；将另一条根据碱基互补原则指导mRNA合成的DNA链称为模板链。
DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因。
转录单元（transcription unit）一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列。
二、参与转录起始的关键酶与元件
（一）RNA聚合酶
●原核生物RNA聚合酶（大肠杆菌为例）---全酶=核心酶+ ζ因子
亚基基因相对分
子量
亚基
数
组分功能
αrpoA 36500 2 核心酶核心酶组装，
启动子识别
βrpoB 151000 1 核心酶β和β'共同形成
RNA合成的活性中
心
β'rpoC 155000 1 核心酶
ω？11000
（需
查）
1 核心酶？
σrpoD 70000 1 σ因子存在多种σ因子，
用于识别不同的启
动子
真核细胞的三种RNA聚合酶特征比较
酶位置转录产
物
相对活
性
对α-鹅膏蕈碱
的敏感性
RNA聚
合酶Ⅰ
核仁rRNA 50-70% 不敏感RNA聚
合酶Ⅱ
核质hnRNA 20-40% 敏感
RNA聚合酶Ⅲ核质tRNA 约10%
存在物种特异
性
RNA聚合酶与DNA聚合酶的区别
RNA聚合酶DNA聚合酶
大小(M) 大，4.8×105dol 小，1.09×105dol
引物无有
产物较短，游离较长，与模板以
氢键相连
作用方式一条链的某一段两条链同时进行
外切酶活性无5‘3‘，3‘
5‘
校对合成能
力
无有
修复能力无有
（二）启动子(promoter)
启动子定义：指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列。TATA区：酶的紧密结合位点（富含AT碱基，利于双链打开）
TTGACA区：提供了RNA聚合酶全酶识别的信号
转录起点---与新生RNA链第一个核甘酸相对应DNA链上的碱基。
真核生物启动子的结构
核心启动子（core promoter）
●定义：指保证RNA聚合酶Ⅱ转录正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括转录起始位点及转录起始位点上游TATA区
●作用：选择正确的转录起始位点，保证精确起始
2、上游启动子元件
●包括CAAT盒（CCAAT）和GC盒（GGGCGG）等
●作用：控制转录起始频率。
（三）转录起始复合物---二元闭合复合物、二元开链复合物、三元复合物。（原核）
三、转录的基本过程
1、起始位点的识别：RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程。RNA聚合酶全酶(α2ββ'σ)与模板结合
2、转录起始
①RNA聚合酶全酶(α2σ'ββ)与模板结合
?DNA双链解开
?在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形成转录起始复合物5'-pppG -OH + NTP →5'-pppGpN - OH 3' + ppi
转录起始复合物:RNApol (α2σ'ββ) - DNA - pppGpN- OH 3'
3、RNA链的延伸
●σ亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA模板前移；
●在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延长。
注意：9个核苷酸以前还在启动子区，容易脱落，一旦形成9个以上的核苷酸并离开启动子区，转录正式进入眼神阶段。
4、转录终止
终止子（terminator）：位于基因的末端，在转录终止点之前有一段回文序列（反向重复序列）约6-20bp。真核生物终止: 由一段特定序列5′－AATAAA－3′和回文序列（反向重复序列）组成。
分为两类：
●强终止子－内部终止子：不依赖Rho (ρ)因子的终止。
●弱终止子－需要ρ因子（rho factor），又称为ρ依赖性终止子（Rho-dependent terminator）
不依赖ρ因子的终止
当RNA链延伸到转录终止位点时，RNA聚合酶不再形成新的磷酸二酯键，RNA-DNA 杂合物分离，转录泡瓦解，DNA恢复成双链状态，而RNA聚合酶和RNA链都被从模板上释放出来，这就是转录的终止。
终止位点上游一般存在一个富含GC碱基的二重对称区，RNA形成发夹结构；
在终止位点前面有一段由4-8个A组成的序列，RNA的3‘端为寡聚U
发夹式结构和寡聚U的共同作用使RNA从三元复合物中解离出来。
依赖ρ因子的终止
因子：六聚体蛋白、水解各种核甘三磷酸促使新生RNA链从三元转录复合物中解离出来，从而终止转录。
（二）、真核生物的转录过程
1. 转录起始
真核生物的转录起始上游区段比原核生物多样化，转录起始时，RNA-pol不直接结合模板，其起始过程比原核生物复杂。
（1）. 转录起始前的上游区段
?顺式作用元件(cis-acting element)：影响自身基因表达活性的非编码DNA序列。
例：启动子、增强子、弱化子等
?增强子：在启动区存在的能增强或促进转录的起始的DNA序列。但不是启动子的一部分。特点：1.远距离效应；2.无方向性；3.顺式调节；4.无物种和基因的特异性；5.具有组织特异性；6.有相位性；7.有的增强子可以对外部信号产生反应。
（2）. 转录因子：能直接、间接辨认和结合转录上游区段DNA的蛋白质，现已发现数百种，统称为反式作用因子(trans-acting factors)。
反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶的，则称为转录因子(transcriptional factors, TF)。
参与RNA-polⅡ转录的TFⅡ--TFⅡD、TFⅡA、TFⅡB、TFⅡF、TFⅡE、TFⅡH （3）转录起始前复合物(pre-initiation complex, PIC)
真核生物RNA-pol不与DNA分子直接结合，而需依靠众多的转录因子。
（4）模板理论(piecing theory)
一个真核生物基因的转录需要3至5个转录因子。转录因子之间互相结合，生成有活性、有专一性的复合物，再与RNA聚合酶搭配而有针对性地结合、转录相应的基因。
2. 转录延伸
真核生物转录延长过程与原核生物大致相似，但因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的现象。
RNA-pol前移处处都遇上核小体。
转录延长过程中可以观察到核小体移位和解聚现象。
3. 转录终止——和转录后修饰密切相关。
四、转录后加工
5‘端加帽、3‘端加尾、RNA的剪接、RNA的编辑
1、在5‘端加帽
5‘端的一个核苷酸总是7-甲基鸟核苷三磷酸（m7Gppp）。mRNA5‘端的这种结构称为帽子（cap）。
帽子结构功能：
①能被核糖体小亚基识别，促使mRNA和核糖体的结合；
②m7Gppp结构能有效地封闭mRNA 5‘末端，以保护mRNA免受5‘核酸外切酶的降解，增强mRNA的稳定。
2、3’端加尾--多聚腺苷酸尾巴---AAUAAA：
★准确切割。。★加poly（A）
多聚腺苷酸尾巴功能：
提高了mRNA在细胞质中的稳定性。
3、RNA的剪接
生物体内内含子的主要类型：
U-AG、AU-AC、Ⅰ类内含子、Ⅱ类内含子Ⅲ类内含子
参与RNA剪接的物质：snRNA（核内小分子RNA）、snRNP（与snRNA结合的核蛋白）、核内RNA（U1、U2、U4、U5、U6）
4、RNA的编辑
*编辑（editing）是指转录后的RNA在编码区发生碱基的突变、加入或丢失等现象。
五、原核生物与真核生物mRNA的特征比较
1、原核生物mRNA的特征
●半衰期短
●多以多顺反子的形式存在
单顺反子mRNA：只编码一个蛋白质的mRNA。
多顺反子mRNA：编码多个蛋白质的mRNA。
Z：β-半乳糖苷酶Y：透过酶A：乙酰基转移酶
ZYA为结构基因
●5‘端无―帽子‖结构，3‘端没有或只有较短的poly（A ）结构。
●SD序列：原核生物起始密码子AUG上游7-12个核苷酸处有一被称为SD序列的保守区。mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列。P85
2、真核生物mRNA的特征
―基因‖的分子生物学定义：产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核甘酸序列。
●5‘端存在―帽子‖结构
●多数mRNA 3‘端具有poly（A ）尾巴（组蛋白除外）
●以单顺反子的形式存在
六、RNA合成与DNA合成异同点
相同点：
1、都以DNA链作为模板
2、合成的方向均为5‘→3‘
3、聚合反应均是通过核苷酸之间形成的3‘,5‘-磷酸二酯键，使核苷酸链延长。
不同点：
复制转录
模板两条链均复制模板链转录
（不对称转录）
原料dNTP NTP
酶DNA聚合酶RNA聚合酶
产物子代双链DNA
（半保留复制）mRNA，tRNA，rRNA
配对A-T；G-C A-U；T-A；G-C
引物RNA引物无
第四章生物信息的传递（下）—从mRNA到蛋白质
翻译：指将mRNA链上的核甘酸从一个特定的起始位点开始，按每三个核甘酸代表一个氨基酸的原则，依次合成一条多肽链的过程。
蛋白质合成的场所是核糖体。
蛋白质合成的模板是mRNA
模板与氨基酸之间的接合体是tRNA
蛋白质合成的原料是20种氨基酸
一、遗传密码?a?a三联子
（一）三联子密码：mRNA链上每三个核甘酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸，这三个核甘酸就称为密码子或三联子密码(triplet coden) 。
●至1966年，20种氨基酸对应的61个密码子和三个终止密码子全部被查清。（三）遗传密码的性质
1、连续性
编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读，密码间既无间断也无交叉。
基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱基发生插入或缺失，可能导致框移突变(frameshift mutation)。
从mRNA 5'端起始密码子AUG到3'端终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链，称为开放阅读框架(open reading frame, ORF)。
2、简并性
由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象称为简并（degeneracy），对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子（synonymous codon）。
3、通用性与特殊性
蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用。
已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。
4、摆动性
转运氨基酸的tRNA上的反密码子需要通过碱基互补与mRNA上的遗传密码子反向配对结合，在密码子与反密码子的配对中，前两对严格遵守碱基配对原则，第三对碱基有一定的自由度，可以“摆动”，这种现象称为密码子的摆动性。
二、tRNA的结构、功能与种类
（一）tRNA的结构
1、二级结构：三叶草形
2、三级结构：―L‖形
（二）tRNA的功能
1、解读mRNA的遗传信息
2、运输的工具，运载氨基酸
tRNA有两个关键部位：
●3‘端CCA：接受氨基酸，形成氨酰-tRNA。
●与mRNA结合部位—反密码子部位
tRNA凭借自身的反密码子与mRNA链上的密码子相识别，把所带氨基酸放到肽链的一定位置。
1、起始tRNA和延伸tRNA
能特异地识别mRNA模板上起始密码子的tRNA称起始tRNA，其他tRNA统称为延伸tRNA。
真核生物：起始密码子AUG 所编码的氨基酸是Met，起始AA-tRNA为Met-tRNAMet。
原核生物：起始密码子AUG 所编码的氨基酸并不是甲硫氨酸本身, 而是甲酰甲硫氨酸，起始AA-tRNA为fMet-tRNAfMet
2、同工tRNA
代表同一种氨基酸的tRNA称为同工tRNA。
同工tRNA既要有不同的反密码子以识别该氨基酸的各种同义密码，又要有某种结构上的共同性，能被相同的氨基酰-tRNA合成酶识别（P119）。
3、校正tRNA
无义突变校正tRNA：可以通过改变反密码子区校正无义突变
错义突变校正tRNA：通过反密码子区的改变把正确的氨基酸加到肽链上，合成正常的蛋白质。
无义突变：在蛋白质的结构基因中，一个核苷酸的改变可能使代表某个氨基酸的密码子变成终止密码子（UAG、UGA、UAA），使蛋白质合成提前终止，合成无功能的或无意义的多肽，这种突变就称为无义突变。
错义突变：由于结构基因中某个核甘酸的变化使一种氨基酸的密码子变为另一种氨基酸的密码子，这种基因突变叫错义突变。
GGA（甘氨酸）AGA（精氨酸）
四、氨酰-tRNA合成酶
?AA- tRNA合成酶是一类催化氨基酸与tRNA结合的特异性酶，它既能识别tRNA，又能识别氨基酸，对两者都具有高度的专一性。
三、核糖体的结构与功能
核糖体是由rRNA（ribosomal ribonucleic acid）和多种蛋白质结合而成的一种大的核糖核蛋白颗粒，蛋白质肽键的合成就是在这种核糖体上进行的。
细菌是70s{50s\30s} 哺乳动物是80s{60s\\40s}
（二）核糖体的功能：
合成蛋白质
在单个核糖体上，可化分多个功能活性中心，在蛋白质合成过程中各有专一的识别作用和功能。
●mRNA结合部位——小亚基
●结合或接受AA-tRNA部位（A位）——大亚基
●结合或接受肽基tRNA的部位——大亚基
●肽基转移部位（P位）——大亚基
●形成肽键的部位（转肽酶中心）——大亚基
四、蛋白质合成的过程(生物学机制）
?氨基酸的活化
?翻译的起始
?肽链的延伸
?肽链的终止
?蛋白质前体的加工
(一)氨基酸的活化
原核生物中，起始氨基酸是：甲酰甲硫氨酸
起始AA-tRNA是：fMet-tRNAfMet
真核生物中，起始氨基酸是：甲硫氨酸
起始AA-tRNA是：Met-tRNAMet
(二)翻译的起始
原核生物（细菌）为例：
所需成分：30S小亚基、50S大亚基、模板mRNA、
fMet-tRNAfMet、GTP、Mg2+
翻译起始因子：IF-1、IF-2、IF-3、
翻译起始(翻译起始复合物形成)又可被分成3步：（P129）
1. 核蛋白体大小亚基分离
2、30S小亚基通过SD序列与mRNA模板相结合。
3.在IF-2和GTP的帮助下，fMet-tRNAfMet进入小亚基的P位，tRNA上的反密码子与mRNA上的起始密码子配对。
4、带有tRNA、mRNA和3个翻译起始因子的小亚基复合物与50S大亚基结合，GTP 水解，释放翻译起始因子。
真核生物翻译起始的特点
●核糖体较大,为80Ｓ；
●起始因子比较多；
●mRNA 5′端具有m7Gppp帽子结构
●Met-tRNAMet
●mRNA的5′端帽子结构和3′端polyA都参与形成翻译起始复合物；
真核生物翻译起始复合物形成(区别原核生物)
原核生物中30S小亚基首先与mRNA模板相结合，再与fMet-tRNAfMet结合，最后与50S大亚基结合。而在真核生物中，40S小亚基首先与Met-tRNAMet相结合，再与模板mRNA结合，最后与60S大亚基结合生成80S·mRNA·Met-tRNAMet起始复合物（P131）。
(三)肽链的延伸
肽链延伸由许多循环组成，每加一个氨基酸就是一个循环，每个循环包括：AA-tRNA与核糖体结合、肽键的生成和移位。
延伸因子(elongation factor, EF) ：
原核生物：EF-T (EF-Tu, EF-Ts)、EF-G
真核生物：EF-1 、EF-2
1、AA-tRNA与核糖体A位点的结合需要消耗GTP，并需EF-Tu、EF-Ts两种延伸因子
2、肽键形成：是由转肽酶/肽基转移酶催化
3、移位：核糖体向mRNA3‘端方向移动一个密码子。
需要消耗GTP，并需EF-G延伸因子
A位点是新到来的氨酰-tRNA的结合位点。
P位点是肽酰- tRNA的结合位点。
E位点是延伸过程中释放tRNA的位点，即，去氨酰-tRNA通过E位点脱出，释放到核糖体外的胞质中。
（四）肽链的终止
RF1：识别终止密码子UAA和UAG
终止因子RF2：识别终止密码子UAA和UGA
RF3：具GTP酶活性，刺激RF1和RF2活性，协助肽链的释放真核生物只有一个终止因子（eRF）
(五)蛋白质前体的加工
1、N端fMet或Met的切除
2、二硫键的形成
3、特定氨基酸的修饰
磷酸化、糖基化、甲基化、乙基化、羟基化和羧基化
4、切除新生肽链中非功能片段
（六）蛋白质折叠
由核糖体合成的所有新生肽链必须通过正确的折叠才能形成动力学和热力学稳定的三位构象，从而表现出生物学活性或功能。
新生多肽→一级结构→二级结构→三级结构已经具有活性→（对于寡聚蛋白需要组装称为四级结构才有活性。
(七)蛋白质合成抑制剂
?青霉素、四环素和红霉素只与原核细胞核糖体发生作用，从而阻遏原核生物蛋白质的合成，抑制细菌生长。被广泛用于人类医学。
?氯霉素和嘌呤霉素既能与原核细胞核糖体结合，又能与真核生物核糖体结合，妨碍细胞内蛋白质合成，影响细胞生长。氯霉素有时也用于治病，但剂量和周期受到较严控制。
五、蛋白质的运转机制
1、翻译-运转同步机制
2、翻译后运转机制
(1)线粒体蛋白质跨膜运转
(2)叶绿体蛋白质的跨膜运转
3、核定位蛋白的运转机制
4、蛋白质的降解
?*蛋白质的合成位点与功能位点常常被细胞内的膜所隔开，蛋白质需要运转。
?*核糖体是真核生物细胞内合成蛋白质的场所，任何时候都有许多蛋白质被输送到细胞质、细胞核、线粒体和内质网等各个部分，补充和更新细胞功能。
?*细胞各部分都有特定的蛋白质组分，蛋白质必须准确无误地定向运送才能保证生命活动的正常进行。
?*细胞中蛋白质的合成：绝大多数在细胞质中合成；一小部分在细胞器（叶绿体和线粒体）中合成。
?*定位于细胞器内的大部分蛋白质在细胞质中合成，细胞器内合成的留在细胞器内。?*蛋白质插入或穿过生物膜的过程称为蛋白质运转（protein translocation）。
蛋白质运转的两种方式
翻译-运转同步（co-translational translocation）
◆是即将进入内质网的蛋白质的易位方式；
◆蛋白质正合成的时候就可与运转装置结合；
◆蛋白质合成时，核糖体定位于内质网表面，称膜结合核糖体(membrane-bound ribosome）。
◆分泌蛋白质大多是以同步机制运输的
翻译后运转（post-translational translocation）
◆蛋白质翻译完成后从核糖体上释放，然合扩散至合适的靶膜并与运转装置结合。◆蛋白质合成时，其核糖体不与任何细胞器相连，称游离核糖体(free ribosome)
◆在细胞器发育过程中，由细胞质进入细胞器的蛋白质大多是以翻译后运转机制运输的。
◆参与生物膜形成的蛋白质，依赖于上述两种不同的运转机制镶入膜内。
蛋白性
质
运转机制主要类型
分泌蛋白质在结合核
糖体上合成，并以
翻译-运转同步机
制运输
免疫球蛋白、卵蛋
白、
水解酶、激素等
细胞器发育蛋白质在游离核
糖体上合成，以翻
译后运转机制运
输
核、叶绿体、线粒体、
乙醛酸循环体、过氧
化物酶
体等细胞器中的蛋
白质
膜的形成两种机制兼有质膜、内质网、类囊
体
中的蛋白质
1、翻译-运转同步机制
信号肽假说
●信号肽：能启动蛋白质运转的任何一段多肽。（常指新合成多肽链中用于指导蛋白质跨膜转移的N-末端氨基酸序列（有时不一定在N端））。
●绝大部分被运入内质网内腔的蛋白质都带有一个信号肽。
●信号序列特点：
（1）一般带有10-15个疏水氨基酸；
（2）在靠近该序列N-端常常有1个或数个带正电荷的氨基酸；
（3）在其C-末端靠近蛋白酶切割位点处常常带有数个极性氨基酸，离切割位点最近的那个氨基酸往往带有很短的侧链（丙氨酸或甘氨酸）。
●信号肽假说内容：
（1）蛋白质合成起始首先合成信号肽
（2）SRP（信号识别蛋白）与信号肽结合，翻译暂停
（3）SRP与SRP受体结合，核糖体与膜结合，翻译重新开始
（4）信号肽进入膜结构
（5）蛋白质过膜，信号肽被切除，翻译继续进行
（6）蛋白质完全过膜，核糖体解离
信号肽与蛋白质转运的关系P144
（1）完整信号肽是保证蛋白质转运的必要条件；
（2）仅有信号肽不足以保证蛋白质转运发生；
（3）信号序列切除并不是转运所必需；
（4）并非所有运转蛋白质都有可降解的信号肽。
蛋白质翻译运转同步运输的基本过程
可分两个阶段：
首先：带有新生肽链的核糖体与膜结合；
然后：新生肽链进入膜通道并易位。
核糖体与膜结合需要信号识别颗粒（signal recognition particle, SRP）。
SRP有两种能力：
◆结合新合成的分泌型蛋白的信号序列；
◆结合位于膜上的SRP 受体。
2、翻译后运转机制
前导肽及其特性:
?翻译后跨膜易位的蛋白质，前体一般含前导肽(leader peptide)，前导肽在跨膜运转中起重要作用。
?过膜后，前导肽水解，蛋白质变为有功能的蛋白质。
前导肽的一般特性：
（1）带正电荷碱性氨基酸（Arg）较丰富，分散于不带电荷的氨基酸序列之间；（2）缺少带负电荷的酸性氨基酸；
（3）羟基氨基酸（Ser）含量较高；
（4）有形成两亲（亲水和疏水）α- 螺旋能力。
线粒体蛋白质跨膜运转
?Hsp70为分子伴侣
?分子伴侣：结合在一些不完全装配或不恰当折叠蛋白上，帮助它们折叠或防止它们聚集的蛋白质。
?分子伴侣的生物学功能
?(1)帮助新生蛋白质正确折叠
?(2)纠正错误折叠或介导其降解
?泛素活化酶(ubiquitin - activating enzyme，E1)
?泛素结合酶（ubiquitin - conjugating enzyme，E2)
?泛素蛋白连接酶(ubiquitin -proteinligating enzyme, E3)
E1,E2,E3的作用：
?E1激活泛素分子，
?E2就负责把泛素分子绑在被降解蛋白质上。
?E3能识别被降解的蛋白质。
第五章分子生物学研究法
﹡重组DNA技术-基因工程
﹡分子杂交及相关技术
﹡聚合酶链式反应的原理和应用
﹡DNA多态性及其检测
?基因操作：主要包括DNA分子的切割与连接、核酸分子杂交、凝胶电泳、细胞转化、核酸序列分析以及基因的人工合成、定点突变和PCR扩增等。
?基因工程：指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其他载体分子，构成遗传物质的新组合，使之进入新的宿主细胞内并获得持续稳定增值能力和表达。
?基因工程技术实际上是核酸操作技术的一部分。
1、理论上的三大发现
?遗传物质主要是DNA
?DNA的双螺旋结构和半保留复制机制
?遗传密码子的破译
2、技术上的三大发明
?限制酶和连接酶体外切割和连接DNA片断
?质粒改造成载体以携带DNA片断克隆
?逆转录酶的使用
①常用的工具酶
限制性核酸内切酶切割DNA
DNA连接酶生成3′- 5′磷酸二酯键
DNA聚合酶Ⅰ探针标记、补平3′末端
反转录酶cDNA合成
多聚核苷酸激酶5′磷酸化、探针标记
末端转移酶3′末端多聚尾
碱性磷酸酶切除末端磷酸基
②载体vector
●自我复制
●克隆载体、表达载体
原核载体：质粒(pBR322,pUC…）噬菌体（λ，M13）
真核载体：动物病毒载体pLXSN
载体的条件
? 分子小（< 10 Kb）
? 有限制酶酶切位点
? 可自主复制
? 有足够的copy数
? 带筛选的标志
1982年-- 转基因小鼠
1997年克隆绵羊―多利‖
1998年 -- 克隆鼠
2001年2月-- 人类基因组
重组DNA技术是现代分子生物技术发展中最重要的成就之一。即是基因工程
(Gene Engineering)的核心技术。
重组DNA技术（Recombinant DNA Technique）是人类根据需要选择目的基因（DNA片段）在体外与基因运载体重组，转移至另一细胞或生物体内，以达到改良和创造新的物种和治疗人类疾病的目的。
这一技术的发展和应用，关键在于限制酶的发现和应用。
基因操作：主要包括DNA分子的切割与连接、核酸分子杂交、凝胶电泳、细胞转化、核酸序列分析以及基因的人工合成、定点突变和PCR扩增等。
基因工程：指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其他载体分子，构成遗传物质的新组合，使之进入新的宿主细胞内并获得持续稳定增值能力和表达。
基因工程技术实际上是核酸操作技术的一部分。或者说基因操作技术服务于基因工程。
一、限制酶
限制性内切核酸酶(restrictive endonucleases)，又称限制酶。是特异性地切断DNA链中磷酸二酯键的核酸酶（―分子手术刀‖）。
发现于原核生物体内，现已分离出100多种，几乎所有的原核生物都含有这种酶。是重组DNA技术和基因诊断中重要的一类工具酶。
1、限制酶的命名
命名原则：限制酶由三部分构成，即菌种名、菌系编号、分离顺序。如：
属名菌株名
E co R I
种名编号
EcoRI来源于大肠杆菌E.coli的RY13菌株,I指在该菌株中分离的第一个限制
酶。
2、限制酶的特点：
（1）. 限制性内切酶一般识别完全的回文结构，它具有两个基本特点：
①能够在中间划一个对称轴，两侧的序列两两对称互补配对；
②两条互补链的5‘—3‘的序列组成相同，即将一条链旋转180度，则两条链重叠。（2）. 识别４-8个相连的核苷酸组成的特定核甘酸序列。
（3）切割方式有两种
①错位切割，产生互补性的粘性末端。
错位切割所产生的DNA末端，两条链不平齐，一条链凸出，一条链凹进，这种末端称为黏性末端。带有相同黏性末端的DNA分子很容易在末端互补配对，连接成新的重组分子。
②沿对称轴切割，产生平齐末端
切割后，DNA末端的一条链多出一至几个核苷酸，成为突出末端，又称粘性末端包括3‘突出、5‘突出。
切割两条链时产生两端平整的DNA分子，称为平末端。
（4）具有同裂酶
来源不同的限制性内切酶识别同样的核甘酸靶序列。
如：BamH I和Bst I具有相同的识别序列GGATCC。
（5）具有同尾酶
来源各异，识别的靶序列也不同，但却产生相同的黏性末端，故同尾酶产生的黏性末端可以连接起来，但一般不能再被原来的任何一种酶所切割。
如：Taq I、Cla I和Acc I为一组同尾酶，其中任何一种酶切割DNA分子都产生5′端CG凸出的粘性末端。
二、目的基因及载体
（一）目的基因
（一）目的基因的获得
1）化学合成法：
较短的基因（60-80bp）
用途：PCR引物、测序引物、定点突变、核酸杂交探针
1）DNA 的化学合成
单链DNA短片段的合成已成为分子生物学和生物技术实验室的常规技术。
化学合成DNA分子是把新的脱氧核糖核苷酸加到DNA双链的5‘端，而在细胞中DNA分子合成的方向恰恰相反。
整个DNA的化学合成过程可以在一个反应柱上连续进行，并且可以对合成过程进行计算机控制。
目前常用的化学合成DNA的方法是磷酰胺法。
2）基因组文库和cDNA 文库
基因库，也叫基因组文库，DNA文库（DNA library)
是指用克隆的方法将一种生物的全部基因组长期以重组体方式保持在适当的宿主中。
将生物细胞基因组DNA通过限制性内切酶部分酶解后所产生的基因组DNA片段随机地同相应的载体重组、克隆，所产生的克隆群体代表了基因组DNA的所有序列。这样保存的基因组是多拷贝、多片段，当需要某一片段时，可以在这样的―图书馆‖中查找（没有目录）。
cDNA文库首先获得mRNA，反转录得cDNA，经克隆后形成文库。
cDAN文库和基因组文库的不同之处在于，cDNA文库除却了mRNA拼接过程中除去的内含子等成分，便于DNA重组的使用。其复杂性比基因文库低得多。
主要用于研究蛋白质的氨基酸顺序，可根据克隆的cDNA分子的核酸序列直接推倒出来。
组建一个cDNA文库的步骤：
1)分离表达目的基因的组织或细胞
2)从组织或细胞中制备总体RNA和mRNA
3）第一条cDNA链的合成，需要RNA模板，cDNA合成引物，逆转录酶，4种脱氧核苷三磷酸以及相应的缓冲液(Mg2+)等。
4)第二条cDNA链的合成
5) cDNA的甲基化和接头的加入
6)双链cDNA与载体的连接
（二）载体
载体（Vector）:将外源目的DNA导入受体细胞，并能自我复制和增殖的工具。
载体具以下特征：
1)分子量小，便于携带较大的DNA片段，能进入宿主细胞并在其中增殖；（质
粒大于15kb时，其将外源DNA转入大肠杆菌的效率将大大降低。）
2)有多种限制酶切点，每种限制酶最好只有单一切点；
3)被切割后的载体，插入外源DNA后，不影响其复制能力，并有可选择的标记
基因（如，抗药基因）。
4）可以在载体细胞中独立复制，即本身是一个复制子。
基因工程载体的分类
根据载体的分子生物学特性划分
（1）. 质粒型载体—环状dsDNA分子，自主复制（质粒DNA载体）。如：质粒载体（2）. 病毒型载体—环状、线状、ss-和ds-DNA分子，形成病毒颗粒。如：噬菌体载体
（3）.混合型载体—具质粒和病毒特性，特性的转换依赖于宿主细胞生物学特性。如：柯斯质粒载体
用于原核生物宿主的载体目前已构建应用的基因工程载体主要有：
质粒载体、噬菌体载体、柯斯质粒载体。
（一）.质粒（plasmid ）：质粒是细胞染色体或核区DNA外能够自主复制的很
质粒载体特点
1、至少有一个复制起点，因而至少可在一种生物体中自主复制。
2、至少应有一个克隆位点，以供外源DNA插入。
3、至少应有一个遗传标记基因，以指示载体或重组DNA分子是否进入宿主细胞。
4、具有较小的分子量和较高的拷贝数。
注：前三个特点必不可少。
1、标记基因的作用
1）指示外源DNA分子（载体或重组分子）是否进入宿主细胞
2）指示外源DNA分子是否插入载体分子形成了重组子。
2、标记基因的种类
1）抗性标记基因（可直接用于选择转化子）
主要是抗生素抗性基因: Ampr ，Tetr ，Cmlr，Kanr
2）生化标记基因
其表达产物可催化某些易检测的生化反应，如lacZ
3、常用的遗传标记基因及其作用机制
1) 四环素抗性基因（Tetr ，Tcr）
2) 氨苄青霉素抗性基因（Ampr ，Apr）
3) 氯霉素抗性基因（Cmlr ，Cmr）
4) 卡那霉素(Kanr), 新霉素(Neor)和G418抗性(G418r)基因
5）β—半乳糖苷酶基因（lacZ 和lacZα）
三DNA重组基本程序
1.分—载体和目的基因的分离
2.切—限制性内切酶的应用
3.接—载体与目的基因连接成重组体
4.转—基因序列转入细胞
5.筛—目的基因序列克隆的筛选和鉴定
6.表－目的基因在宿主细胞的表达
目的基因的获取方法：从基因组中提取、CDNA法、化学合成法、PCR法。
鉴定得到的目的基因的鉴定方法：抗性选择、提取质粒电泳鉴定大小、快速提取酶切鉴定、菌落杂交法、DNA序列分析。
第二节分子杂交及相关技术
分子杂交：是通过各种方法将核酸分子固定在固相支持物上,然后用标记的探针与被固定的分子杂交,经显影后显示出目的分子所处的位置的过程.
分子杂交包括：DNA-DNA杂交（原位杂交、点杂交、Southern杂交），DNA-RNA 杂交（Northern杂交）及蛋白杂交（Western 杂交）等。
一、杂交探针（Probe）的获得
Probe：探针，是由放射性同位素、生物素或荧光染料等进行标记后，能与目的基因片段特异性杂交的已知序列的核酸片段。
根据探针的来源及核酸性质不同又可分为DNA探针，RNA探针，cDNA探针，及寡核苷酸探针等几类。
DNA探针：
DNA探针是最常用的核酸探针，指长度在几百碱基对以上的双链DNA或单链DNA。这类探针多为某一基因的全部或部分序列，或某一非编码序列。
可从已建立的基因组文库中筛选分离并克隆制备。
cDNA探针（complementary DNA）：
cDNA是指互补于mRNA的DNA分子，是由逆转录酶催化而产生的。该酶以RNA为模板，根据碱基配对原则，按照RNA的核苷酸顺序合成DNA（其中U 与A配对）。
可以从已构建的cDNA文库中筛查和分离目的基因探针。
RNA探针：
RNA探针是一类很有前途的核酸探针，由于RNA是单链分子，所以它与靶序列的杂交反应效率极高。早期采用的RNA探针是细胞mRNA探针和病毒RNA探针，这些RNA是在细胞基因转录或病毒复制过程中得到标记的，标记效率往往不高，且受到多种因素的制约。这类RNA探针主要用于研究目的，而不是用于检测。
寡核苷酸探针：
根据已知基因序列，人工合成一段互补的DNA片段。一般长约15～50个bp RNA探针和cRNA探针具有DNA探针所不能比拟的高杂交效率，但RNA探针也存在易于降解和标记方法复杂等缺点。前三种探针均是可克隆的，一般情况下，只要有克隆的探针，就不用寡核苷酸探针。
三、DNA杂交常用的方法
用途：用于快捷地检查出菌落中是否有某个基因，但不能检出基因的大小或重复的程度。
（二）. Southern DNA印迹杂交
将重组体DNA用限制酶切割，分离出目的DNA后进行电泳分离，再将其原位转至薄膜上，固定后用探针杂交的方法叫Southern杂交。
用途：用来检查DNA样品中是否存在有某个特定的基因，而且还可知道其大小及酶切位点的分布。
Southern DNA印迹杂交主要步骤：
1.DNA提取，限制性内切酶切割成DNA片段。
2.DNA电泳。
3.印迹，将进行DNA电泳的凝胶置于印迹设备中，缓冲液内含有碱，在印迹过
程中DNA变性，变成单链DNA。凝胶上的DNA分子通过毛细管作用或电导作用被原封不动地―吸印‖到滤膜上。
4.80℃烘烤1-2小时，DNA片段牢固结合到膜上。
5.带有DNA的滤膜与杂交探针一起温育，探针与DNA结合。洗去没有结合的游
离探针。
6.用X光底片曝光后所得的放射性自显影图片，同溴化乙锭染色的凝胶谱带进行
对照比较，便可鉴定出那一条限制片段是与探针核苷酸同源的。
（三）.菌落印迹原位杂交(in situ hybridization)
让含重组体的菌落或噬菌斑由平板转移到膜上并释放出DNA，变性并固定在
膜上，再同DNA探针杂交的方法叫原位杂交。
用途：用于在转化菌落中筛选带有目的基因的重组克隆
四、RNA杂交常用方法
Northern RNA 印迹杂交：将RNA分子从电泳凝胶转移到硝酸纤维滤膜或其它化学修饰的活性滤纸上，进行核酸杂交的一种实验方法，被检对象为RNA,探针为DNA 或RNA.
用途：用来检查基因组中某个特定的基因是否得到转录。
原理及步骤：提取总RNA、提纯分离mRNA 、琼脂糖凝胶电泳分离RNA、转移至硝酸纤维素膜、杂交检测
关于印迹技术的概念
印迹是将DNA、RNA或蛋白质固定在固体支持物的过程。
印迹的目的是减少待测物质的流动性，防止丢失、扩散，保持原有的位置，便于反复使用，容易进行斑点和序列分析，简化分离手续。
Southern杂交、Northern杂交和Western印迹、Eastern印迹实际上都是印迹技术。但印记转移的目标物质不同，鉴别方法也不同。
五、蛋白质印迹法（Western bloting)
Western blotting分析(p189)
是蛋白质分析的技术在基因表达研究中，应用非常广泛，因为蛋白质是基因的
产物，研究蛋白质的变化来分析判断基因转录的高与低。
步骤：细胞→提取总蛋白质→聚丙烯酰胺凝胶电泳→转膜（Western blotting，
常用醋酸纤维膜）→固定→用化学发光试剂标记（抗体抗原反应）→分析相对量以判断表达量的多少。
第三节聚合酶链式反应（polymerase chain reaction,PCR）Array
PCR是模拟体内DNA复制条件，应用DNA聚合酶反应，特异性扩增某一DNA
片段的技术。
体外程序化的DNA合成技术。
1.增效PCR（booster PCR）
2. 巢式PCR（nest PCR）3、多重PCR4、逆转录PCR
(retro-transcription PCR，简称RT PCR) 5.不对称PCR6.反向PCR7、锚定PCR
（Anchored PCR, A-PCR）
先合成cDNA，并用末端脱氧核苷酸转移酶在其3‘-可变区末端加上一个PolyG
尾巴，所用引物是具5‘-polyC尾巴，可以与PolyG尾巴结合，是一个固定点，无论其余部分序列如何，只识别片段末端，由此进行PCR扩增，叫锚定PCR 。
锚定PCR主要用于分析具有可变末端的DNA序列.
PCR技术的应用
1.遗传性疾病的基因诊断
2.传染病的诊断(肝炎病毒)
3.癌基因检测
4.法医学(亲
子鉴定)上的应用5.DNA测序6.基因克隆7.引入基因点突变,基因融合等
第四节DNA多态性（DNA Polymorphism ）
群体中每个个体（体细胞）的两套单倍体DNA是不完全相同的，一般每100～
500bp就有一个是不相同的，它们多位于内含子序列中，表型并没有改变，这
种表现称为DNA多态。常用做遗传分析中的标记。
除一卵双生子外，没有两个个体的基因组DNA是完全相同的。
DNA多态性有两类：
1.位点多态性：
是由于等位基因之间在特定的位点上DNA序列存在差异，也就是基因组中散在的碱基的不同，包括点突变（转换和颠换），单个碱基的置换、缺失和插入。
突变是基因多态性的一种特殊形式，单个碱基的置换又称为单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)。
2. 序列长度多态性：
又称可变数目变异串联重复序列（variable number of tandem repeats, VNTRS），重复序列以各自的核心序列（重复单元）首尾相连多次重复，散在地分布于染色体上，以插入/缺失方式形成多态。
VNTR两侧的酶切位点固定，但两酶切点之间的串联重复拷贝数不同，酶切后产生不同长度的片段。
PCR-SSCP(Single-Stranded Conformation Polymorphroism)
SSCP ：单链构象多态性
是指单链DNA由于碱基序列不同而引起构象差异，这种差异将造成相同或相
近长度的单链DNA电泳迁移率不同。据此，可用于DNA中单个碱基的替代、微小的缺失或插入的检测。通常与PCR技术联合应用，称为PCR-SSCP技术。基因芯片，又称生物芯片，DNA芯片，DNA探针微阵列（Micro array）。它集成了大量的密集排列的基因探针，这些探针位于芯片的特定位点上，可与被荧光标记的若干靶核酸序列互补匹配，利用基因芯片杂交图象，可以确定杂交探针的位置，便可根据碱基互补匹配的原理确定靶基因的序列，实现核酸序列的分子识别。基因芯片能在同一时间内分析大量的基因，实现生物基因信息的大规模检测。
1.基因组扫描
2.寻找基因功能
3.基因型及单碱基多态（SNP）
4.突变检测
5.基因表达
6. 基因测序
7.药物筛选
几乎所有的生物学研究领域。作为一种高通量的基因检测方法，具有巨大的应用潜力。第六章原核生物基因表达调控
一、基因表达(gene expression)：在一定调节机制控制下，基因通过转录和翻译而
产生其蛋白质产物，或转录后直接产生其RNA产物，如tRNA、rRNA等的过程。
?大多数基因的表达产物是蛋白质,部分基因如tRNA和rRNA基因表达产物是RNA。
二、基因表达调控
?围绕基因表达过程中发生的各种各样的调节方式都通称为基因表达调控.
分子生物学复习资料 （第一版） 一名词解释 1 Southern blot / Northern blot—DNA斑迹法 / RNA转移吸印技术。是为了检测待检基因或其表达产物的性质和数量（基因拷贝数）常用的核酸分子杂交技术。二者均属于印迹转移杂交术，所不同的是前者用于检测DNA样品；后者用于检测RNA样品。 2 cis-acting element / trans-acting factor—顺式作用元件 / 反式作用因子。均为真核生物基因中的转录调控序列。顺式作用元件是与结构基因表达调控相关、能被基因调控蛋白特异性识别和结合的特定DNA序列，包括启动子和上游启动子元件、增强子、反应元件和poly （A）加尾信号。反式作用因子是能与顺式作用元件特异性结合、对基因表达的转录起始过程有调控作用的蛋白质因子，如RNA聚合酶、转录因子、转录激活因子、抑制因子。 3VNTR / STR—可变数目串联重复序列 / 短串联重复。均为非编码区的串联重复序列。 前者也叫高度可变的小卫星DNA，重复单位约9～24bp,重复次数变化大,变化高度多态性；后者也叫微卫星DNA，重复单位约2～6 bp，重复次数约10～60次，总长度通常小于150bp 。（参考第7题） 4 viral oncogene / cellular oncogene—病毒癌基因 / 细胞癌基因。病毒癌基因指存在于逆转录病毒中、体外能使细胞转化、体内能导致肿瘤发生的基因；细胞癌基因也叫原癌基因，指存在于细胞内，与病毒癌基因同源的基因序列。正常情况下不激活，与细胞增殖相关，是维持机体正常生命活动所必须的，在进化上高等保守。当原癌基因的结构或调控区发生变异，基因产物增多或活性增强时，使细胞过度增殖，从而形成肿瘤。 5 ORF / UTR—开放阅读框 / 非翻译区。均指在mRNA中的核苷酸序列。前者是特定蛋白质多肽链的序列信息，从起始密码子开始到终止密码子结束，决定蛋白质分子的一级功能；后者是位于前者的5＇端上游和3＇端下游的、没有编码功能的序列，主要参与翻译起始调控，为前者的多肽链序列信息转变为多肽链所必需。 6 enhancer / silencer—增强子 / 沉默子。均为顺式作用元件。前者是一段含多个作用元件的短DNA序列，可特异性与转录因子结合，增强基因的转录活性，可以位于基因任何位置，通常在转录起始点上游-100到-300个碱基对处；后者是前者内含的负调控序列，结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。 7 micro-satellite / minisatellite—微卫星DNA / 小卫星DNA 。卫星DNA是出现在非编码区的串联重复序列，特点是有固定重复单位且重复单位首尾相连形成重复序列片段，串联重复单位长短不等，重复次数大小不一。微卫星DNA即STR；小卫星DNA分为高度可变的小卫星DNA（即VNTR）和端粒DNA。（参考第3题） 8 SNP / RFLP—单核苷酸多态性 / 限制性片段长度多态性。前者是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性，它是人类遗传变异中最常见的一种，占所
结合着下载的资料复习吧~~~~ 绪论 分子生物学的发展简史 Schleiden和Schwann提出“细胞学说” 孟德尔提出了“遗传因子”的概念、分离定律、独立分配规律 Miescher首次从莱茵河鲑鱼精子中分离出DNA Morgan基因存在于染色体上、连锁遗传规律 Avery证明基因就是DNA分子，提出DNA是遗传信息的载体 McClintock首次提出转座子或跳跃基因概念 Watson和Crick提出DNA双螺旋模型 Crick提出了“中心法则” Meselson与Stah用N重同位素证明了DNA复制是一种半保留复制 Jacob和Monod提出了著名的乳糖操纵子模型 Arber首次发现DNA限制性内切酶的存在 Temin和Baltimore发现在病毒中存在以RNA为模板，逆转录成DNA的逆转录酶 哪几种经典实验证明了DNA是遗传物质? (Avery等进行的肺炎双球菌转化实验、Hershey 利用放射性同位素35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质外壳和DNA) 第二章染色体与DNA 第一节染色体 一、真核细胞染色体的组成 DNA：组蛋白：非组蛋白：RNA = 1：1：(1-1.5)：0.05 （一）蛋白质（组蛋白、非组蛋白） （1）组蛋白：H1、H2A、H2B、H3、H4 功能：①核小体组蛋白（H2A、H2B、H3、H4）作用是将DNA分子盘绕成核小体
②不参加核小体组建的组蛋白H1，在构成核小体时起连接作用 （2）非组蛋白：包括以DNA为底物的酶、作用于组蛋白的酶、RNA聚合酶等。常见的有（HMG蛋白、DNA结合蛋白） 二、染色质 染色体：分裂期由染色质聚缩形成。 染色质：线性复合结构，间期遗传物质存在形式。 常染色质（着色浅） 具间期染色质形态特征和着色特征染色质 异染色质（着色深） 结构性异染色质兼性异染色质 （在整个细胞周期内都处于凝集状态）（特定时期处于凝集状态）三、核小体 由H2A、H2B、H3、H4各2 分子组成的八聚体和绕在八聚体外的DNA、一分 子H1组成。八聚体在中央，DNA分子盘绕在外，由此形成核心颗粒。,H1结合在核心颗粒外侧DNA双链的进出口端，如搭扣将绕在八聚体外DNA链固定，核心颗粒之间的连接部分为连接DNA。 核小体的定位对转录有促进作用
1、分子生物学的定义。 从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学，主要指遗传信息的传递（复制）、保持（损伤和修复）、基因的表达（转录和翻译）与调控。 2、简述分子生物学的主要研究内容。 a.DNA重组技术（基因工程） （1）可被用于大量生产某些在正常细胞代谢中产量很低的多肽 ; （2）可用于定向改造某些生物的基因组结构 ; （3）可被用来进行基础研究 b.基因的表达调控 在个体生长发育过程中生物遗传信息的表达按一定时序发生变化（时序调节），并随着内外环境的变化而不断加以修正（环境调控）。 c.生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学） 一个生物大分子，无论是核酸、蛋白质或多糖，在发挥生物学功能时，必须具备两个前提： (1)拥有特定的空间结构（三维结构）； (2)发挥生物学功能的过程中必定存在着结构和构象的变化。 结构分子生物学就是研究生物大分子特定的空间结构及结构的运动变化与其生物学功能关系的科学。它包括3个主要研究方向： (1) 结构的测定 (2) 结构运动变化规律的探索 (3) 结构与功能相互关系 d.基因组、功能基因组与生物信息学研究 3、谈谈你对分子生物学未来发展的看法？ (1)分子生物学的发展揭示了生命本质的高度有序性和一致性，是人类认识论上的重大飞跃。生命活动的一致性，决定了二十一世纪的生物学将是真正的系统生物学，是生物学范围内所有学科在分子水平上的统一。 (2)分子生物学是目前自然学科中进展最迅速、最具活力和生气的领域，也是新世纪的带头学科。
(3)分子生物学是由生物化学、生物物理学、遗传学、微生物学、细胞学、以及信息科学等多学科相互渗透、综合融会而产生并发展起来的，同时也推动这些学科的发展。 (4)分子生物学涉及认识生命的本质，它也就自然广泛的渗透到医学、药学各学科领域中，成为现代医药学重要的基础。 1、DNA双螺旋模型是哪年、由谁提出的?简述其基本内容。 DNA双螺旋模型在1953年由Watson和Crick提出的。 基本内容： (1) 两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴相互缠绕，两条链均为右手双螺旋。 (2) 嘌呤与嘧啶碱位于双螺旋的内侧，3′,5′- 磷酸与核糖在外侧，彼此通过磷酸二酯键相连接，形成DNA分子的骨架。 (3) 双螺旋的平均直径为2nm,两个相邻碱基对之间相距的高度即碱基堆积距离 为0.34nm,两个核苷酸之间的夹角为36。。 (4) 两条核苷酸链依靠彼此碱基之间形成的氢键相连系而结合在一起，A与T相配对形成两个氢键，G与C相配对形成3个氢键。 (5) 碱基在一条链上的排列顺序不受任何限制，但根据碱基互补配对原则，当一条多核苷酸的序列被确定后，即可决定另一条互补链的序列。
Section A - Cells and macromolecules 1．The glycosylation of secreted proteins takes place in the . . . A mitochondria. B peroxisomes. C endoplasmic reticulum. D nucleus. 2．Which of the following is an example of a nucleoprotein? A keratin. B chromatin. C histone. D proteoglycan. 3．Which of the following is not a polysaccharide? A chitin. B amylopectin. C glycosaminoglycan. D glycerol. 4. Transmembrane proteins A join two lipid bilayers together. B have intra- and extracellular domains. C are contained completely within the membrane. D are easily removed from the membrane. Section B - Protein structure 1. Which of the following is an imino acid? A proline. B hydroxy lysine. C tryptophan. D histidine. 2．Protein family members in different species that carry out the same biochemical role are described as . . . A paralogs. B structural analogs. C heterologs. D orthologs. 3. Which of the following is not a protein secondary structure? A α-helix. B triple helix. C double helix. D ?-pleated sheet. 4．In isoelectric focusing, proteins are separated . A in a pH gradient. B in a salt gradient. C in a density gradient. D in a temperature gradient. 5．Edman degradation sequences peptides . . .
现代分子生物学总结(朱玉贤、最新版)
一、绪论 两个经典实验 1、肺炎球菌在老鼠体内的毒性实验：先将光滑型致病菌（S型）烧煮杀活性以后、以及活的粗糙型细菌（R型）分别侵染小鼠发现这些细菌自然丧失了治病能力；当他们将经烧煮杀死的S型细菌和活的R型细菌混合再感染小鼠时，实验小鼠每次都死亡。解剖死鼠，发现有大量活的S型细菌。实验表明，死细菌DNA 进行了可遗传的转化，从而导致小鼠死亡。 2、T2噬菌体感染大肠杆菌：当细菌培养基中分别带有35S或32P标记的氨基酸或核苷酸，子代噬菌体就相应含有35S标记的蛋白质或32P标记的核酸。分别用这些噬菌体感染没有放射性标记的细菌，经过1~2个噬菌体DNA 复制周期后进行检测，子代噬菌体中几乎不含带35S标记的蛋白质，但含30%以上的32P 标记。说明在噬菌体传代过程中发挥作用的可能是DNA而不是蛋白质。 基因的概念：基因是产生一条多肽链或功能RNA分子所必需的全部核苷酸序列。
二、染色体与DNA 嘌呤嘧啶 腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶 染色体 性质：1、分子结构相对稳定；2、能够自我复制，使亲、子代之间保持连续性；3、能指导蛋白质的合成，从而控制生命过程；4、能产生可遗传的变异。 组蛋白一般特性：1、进化上极端保守，特别是H3、H4；2、无组织特异性；3、肽链上氨基酸分布的不对称性；4、存在较普遍的修饰作用；5、富含赖氨酸的组蛋白H5 非组蛋白：HMG蛋白；DNA结合蛋白；A24非组蛋白
真核生物基因组DNA 真核细胞基因组最大特点是它含有大量的重复序列，而且功能DNA序列大多被不编码蛋白质的非功能蛋白质所隔开。人们把一种生物单倍体基因组DNA的总量称为C值，在真核生物中C 值一般是随着生物进化而增加的，高等生物的C 值一般大于低等动物，但某些两栖类的C值甚至比哺乳动物还大，这就是著名的C值反常现象。真核细胞DNA序列可被分为3类：不重复序列、中度重复序列、高度重复序列。 真核生物基因组的特点：1、真核生物基因组庞大，一般都远大于原核生物的基因组；2、真核基因组存在大量的的重复序列；3、真核基因组的大部分为非编码序列，占整个基因组序列的90%以上，这是真核生物与细菌和病毒之间的最主要的区别；4、真核基因组的转录产物为单顺反之；5、真核基因组是断裂基因，有内含子结构；6、真核基因组存在大量的顺式元件，包括启动子、增强子、沉默子等；7、真核基因组中存在大量的DNA多态性；8、真核基因组具有端粒结构。
南昌大学分子生物学复习资料 杨光焱南昌大学生物科学141班 5601114030 一、名词解释 1）分子生物学：从分子水平上研究生命现象物质基础的学科。研究细胞成分的 物理、化学的性质和变化以及这些性质和变化与生命现象的关系，如遗传信息的传递，基因的结构、复制、转录、翻译、表达调控和表达产物的生理功能，以及细胞信号的转导等。 2）移动基因：又称转座子。由于它可以从染色体基因组上的一个位置转移到另一个位置，是指在不同染色体之间跃迁，因此也称跳跃基因。 3）假基因：有些基因核苷酸序列与相应的正常功能基因基本相同，但却不能合 成出功能蛋白质，这些失活的基因称为假基因。 4）重叠基因：所谓重叠基因是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列成为两个或两个以上基因的组成部分。 5）基因家族：是真核生物基因组中来源相同、结构相似、功能相关的一组基 因。 6）基因:能够表达和产生蛋白质和RNA的DNA序列,是决定遗传性状的功能单位. 7）基因组:细胞或生物体的一套完整单倍体的遗传物质的总和. 8）端粒:以线性染色体形式存在的真核基因组DNA末端都有一种特殊的结构叫 端粒.该结构是一段DNA序列和蛋白质形成的一种复合体,仅在真核细胞染色体末端存在. 9）操纵子:是指数个功能上相关的结构基因串联在一起,构成信息区,连同其上游的调控区 (包括启动子和操纵基因)以及下游的转录终止信号所构成的基因表达单位,所转录的RNA为多顺反子. 10）顺式作用元件:是指那些与结构基因表达调控相关,能够被基因调控蛋白特异性识别和结合的特异DNA序列.包括启动子,上游启动子元件,增强子,加尾信号和一些反应元件等. 11）反式作用因子:是指真核细胞内含有的大量可以通过直接或间接结合顺式作用元件而调节基因转录活性的蛋白质因子. 12）启动子:是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列. 13）增强子:位于真核基因中远离转录起始点,能明显增强启动子转录效率的特殊DNA序列. 它可位于被增强的转录基因的上游或下游,也可相距靶基因较远. 14）转录因子：直接结合或间接作用于基因启动子、形成具有RNA聚合酶活性 的动态转录复合体的蛋白质因子。有通用转录因子、序列特异性转录因子、辅助转录因子等。
分子生物学复习资料 一、名词解释： 分子生物学：在分子水平上研究生命现象的科学。通过研究生物大分子(核酸、蛋白质)的结构、功能和生物合成等方面来阐明各种生命现象的本质。 RNA组学：对细胞中全部RNA分子的结构与功能进行系统的研究，从整体水平阐明RNA的生物学意义即为RNA组学(RNomics)。 减色效应：变性DNA复性时，紫外吸收减少的现象叫减色效应。 增色效应：DNA变性时紫外吸收增加的现象称增色效应。 Tm：DNA热变性时，其紫外吸收增加值到达总增加值一半时的温度，称为DNA的解链温度。 解链曲线：如果在连续加热DNA的过程中以温度对A260值作图，所得的曲线称为解链曲线。 DNA复性：在适当条件下，变性DNA的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复性。 核酸分子杂交：在DNA变性后的复性过程中，如果将不同种类的DNA单链分子或RNA分子放在同一溶液中，只要两种单链分子之间存在着一定程度的碱基配对关系，在适宜的条件（温度及离子强度）下，就可以在不同的分子间形成杂化双链。这种杂化双链可以在不同的DNA与DNA之间形成，也可以在DNA和RNA分子间或者RNA与RNA分子间形成。这种现象称为核酸分子杂交。 基因：原核生物、真核生物以及病毒的DNA和RNA分子中具有遗传效应的核苷酸序列，是遗传的基本单位。 断裂基因：不连续的基因称为断裂基因，指基因的编码序列在DNA上不连续排列而被不编码的序列所隔开。 重叠基因：核苷酸序列彼此重叠的2个基因为重叠基因，或称嵌套基因。 致死基因：导致个体或细胞死亡的基因称致死基因。 基因冗余：一条染色体上出现一个基因的很多复本的现象称为基因冗余。 DNA重组：DNA分子内或分子间发生遗传信息的重新组合，又称为遗传重组或基因重排。 同源重组：发生在同源序列间的重组称为同源重组，又称基本重组。
1、广义分子生物学：在分子水平上研究生命本质的科学，其研究对象是生物大分子的结构和功能。2 2、狭义分子生物学：即核酸（基因）的分子生物学，研究基因的结构和功能、复制、转录、翻译、表达调控、重组、修复等过程，以及其中涉及到与过程相关的蛋白质和 酶的结构与功能 3、基因：遗传信息的基本单位。编码蛋白质或RNA等具有特定功能产物的遗传信息 的基本单位，是染色体或基因组的一段DNA序列(对以RNA作为遗传信息载体的 RNA病毒而言则是RNA序列)。 4、基因：基因是含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，包含产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核苷酸序列。 5、功能基因组学：是依附于对DNA序列的了解，应用基因组学的知识和工具去了解 影响发育和整个生物体的特定序列表达谱。 6、蛋白质组学：是以蛋白质组为研究对象，研究细胞内所有蛋白质及其动态变化规律的科学。 7、生物信息学：对DNA和蛋白质序列资料中各种类型信息进行识别、存储、分析、模拟和转输 8、蛋白质组：指的是由一个基因组表达的全部蛋白质 9、功能蛋白质组学：是指研究在特定时间、特定环境和实验条件下细胞内表达的全部蛋白质。 10、单细胞蛋白：也叫微生物蛋白，它是用许多工农业废料及石油废料人工培养的微 生物菌体。因而，单细胞蛋白不是一种纯蛋白质，而是由蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸及不是蛋白质的含氮化合物、维生素和无机化合物等混合物组成的细胞质团。 11、基因组：指生物体或细胞一套完整单倍体的遗传物质总和。 12、C值：指生物单倍体基因组的全部DNA的含量，单位以pg或Mb表示。 13、C值矛盾：C值和生物结构或组成的复杂性不一致的现象。 14、重叠基因：共有同一段DNA序列的两个或多个基因。 15、基因重叠：同一段核酸序列参与了不同基因编 码的现象。 16、单拷贝序列：单拷贝顺序在单倍体基因组中只出现一次，因而复性速度很慢。单 拷贝顺序中储存了巨大的遗传信息，编码各种不同功能的蛋白质。 17、低度重复序列：低度重复序列是指在基因组中含有2～10个拷贝的序列 18、中度重复序列：中度重复序列大致指在真核基因组中重复数十至数万（<105）次的重复顺序。其复性速度快于单拷贝顺序，但慢于高度重复顺序。 19、高度重复序列：基因组中有数千个到几百万个拷贝的DNA序列。这些重复序列 的长度为6~200碱基对。
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蛋白质、糖蛋白与蛋白聚糖、脂蛋白、细胞信号传导 名词解释： 1、构型：指一个有机分子中各个原子特有的固定的空间排列。这种排列不经过 共价键的断裂和重新形成是不会改变的。不同构型之间相互转化会涉及化学键 的断裂，构型的改变往往使分子的光学活性发生变化。 2、构象：构成分子的原子和基团因为化学键的旋转而形成在三维空间的不同的 排布、走向。不同的构象之间可以相互转化而不涉及化学键的破裂。构象改变 不会改变分子的光学活性。 3、肽平面：肽键具有部分双键性质而不能自由旋转，这样C、N 原子同它们连接的 O、H和两个 Cα共六个原子就被约束在一个刚性平面上，这个平面被称为肽平面。 4、基序或模体：相邻的几个二级结构相互作用形成有规则的组合体称为超二级 结构，是特殊的序列或结构的基本组成单元，又称为基序或模体。 5、结构域：蛋白质的超二级结构进一步组合折叠成半独立紧密的球状结构域。 6、糖蛋白：在分子组成中以蛋白质为主，其一定部位以共价键与若干糖链（约4%）相连所构成的分子。 7、蛋白聚糖：蛋白聚糖是一类由蛋白质和糖胺聚糖通过共价键相连而成的化合物，其分子中的含糖量通常为50%~90%。 8、血脂：血浆所含的脂类统称为血脂，它包括甘油三酯、磷脂、胆固醇及游离 脂酸。 9、血浆脂蛋白：在血浆中血脂与蛋白质结合，形成血浆脂蛋白。 10、载脂蛋白：血浆脂蛋白中蛋白质部分称为载脂蛋白。 11、脂蛋白受体：脂蛋白受体是一类位于细胞膜上的糖蛋白，它们能以高亲和 性的方式与其相应的脂蛋白配体相互作用，介导细胞对脂蛋白的摄取和代谢， 从而进一步调节血浆脂蛋白和血脂的水平。 12、细胞通讯（ cell communication）：指一个细胞发出的信息通过介质传递 到另一个细胞产生相应反应的过程。
现代分子生物学（第3版）朱玉坚第二章染色体与DNA课后思考 题答案 1 染色体具有哪些作为遗传物质的特征？ 1 分子结构相对稳定 2 能够自我复制，使亲子代之间保持连续性 3 能够指导蛋白质的合成，从而控制整个生命过程 4 能够产生可遗传的变异 2.什么是核小体？简述其形成过程。 由DNA和组蛋白组成的染色质纤维细丝是许多核小体连成的念珠状结构。核小体是由H2A,H2B,H3,H4各两个分子生成的八聚体和由大约200bp的DNA组成的。八聚体在中间，DNA分子盘绕在外，而H1则在核小体外面。每个核小体只有一个H1。所以，核小体中组蛋白和DNA的比例是每200bpDNA有H2A,H2B,H3,H4各两个，H1一个。用核酸酶水解核小体后产生只含146bp核心颗粒，包括组蛋白八聚体及与其结合的146bpDNA，该序列绕在核心外面形成1.75圈，每圈约80bp。由许多核小体构成了连续的染色质DNA细丝。 核小体的形成是染色体中DNA压缩的第一阶段。在核小体中DNA盘绕组蛋白八聚体核心，从而使分子收缩至原尺寸的1/7。200bpDNA完全舒展时长约68nm,却被压缩在10nm的核小体中。核小体只是DNA压缩的第一步。 核小体长链200bp→核酸酶初步处理→核小体单体200bp→核酸酶继续处理→核心颗粒146bp 3简述真核生物染色体的组成及组装过程 除了性细胞外全是二倍体是有DNA以及大量蛋白质及核膜构成核小体是染色体结构的最基本单位。核小体的核心是由4种组蛋白（H2A、H2B、H3和H4）各两个分子构成的扁球状8聚体。 蛋白质包括组蛋白与非组蛋白。组蛋白是染色体的结构蛋白，它与DNA组成核小体，含有大量赖氨酸核精氨酸。非组蛋白包括酶类与细胞分裂有关的蛋白等，他们也有可能是染色体的结构成分 由DNA和组蛋白组成的染色体纤维细丝是许多核小体连成的念珠状结构---- 1.由DNA与组蛋白包装成核小体，在组蛋白H1的介导下核小体彼此连接形成直径约10nm的核小体串珠结构，这是染色质包装的一级结构。 2.在有组蛋白H1存在的情况下，由直径10nm的核小体串珠结构螺旋盘绕，每圈6个核小体，形成外径为30nm，内径10nm，螺距11nm的螺线管，这是染色质包装的二级结构。 3.由螺线管进一步螺旋化形成直径为0.4μm的圆筒状结构，称为超螺线管，这是染色质包装的三级结构。 4.这种超螺线管进一步螺旋折叠，形成长2-10μm的染色单体，即染色质包装的四级结构。 4. 简述DNA的一,二,三级结构的特征 DNA一级结构：4种核苷酸的的连接及排列顺序，表示了该DNA分子的化学结构 DNA二级结构：指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构 DNA三级结构：指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构 5.原核生物DNA具有哪些不同于真核生物DNA的特征？ 1, 结构简练原核DNA分子的绝大部分是用来编码蛋白质，只有非常小的一部分不转录，这与真核DNA的冗余现象不同。 2, 存在转录单元原核生物DNA序列中功能相关的RNA和蛋白质基因，往往丛集在基因组的一个或几个特定部位，形成功能单元或转录单元，它们可被一起转录为含多个mRNA的分子，称为多顺反子mRNA。 3, 有重叠基因重叠基因，即同一段DNA能携带两种不同蛋白质信息。主要有以下几种情况①一个基因完全在另一个基因里面②部分重叠③两个基因只有一个碱基对是重叠的 6简述DNA双螺旋结构及其在现代分子生物学发展中的意义 DNA的双螺旋结构分为右手螺旋A-DNA B-DNA 左手螺旋Z-DNA DNA的二级结构是指两条都核苷酸链反向平行
第一章 1、3′—end and 5′—end：DNA或RNA单链带有3’-羟基或其磷酸酯的一段叫做3’端；DNA或RNA单链带有游离5’-羟基或其磷酸酯的一段叫做5’端。 2、A、C、T、G：Adenine,guanine,cytosine,thymine 3、Melting temperature：熔解温度，指DNA变性过程中通过加热，有一半双链被分解或形成单链时的温度。 4、Spontaneous mutations:在自然条件下发生的突变叫做自发突变或自然突变。 5、Transition：转换是基因突变的一种，指一种嘧啶被另一种嘧啶代替、一种嘌呤被另一种嘌呤代替，G-C<=>A-T。 Transversion：颠换是基因突变的一种，指异型碱基的置换，即嘌呤被嘧啶代替或相反，A-T<=>T-A或G-C<=>G-C。 6、Hotspot：突变热点是突变发生频率高的位点或重组频率高的那些位点。 7、Modified bases ：修饰碱基或稀有碱基，指除了那些在 DNA(A、T 、 G、 C)、 RNA( A、 U 、G、C) 合成时的四种通用碱基之外的一些碱基，由核酸合成后修饰产生。 9、Hybridization：杂交，指RNA 和 DNA 链互补配对形成 RNA-DNA 杂合链的过程。 8、Denaturation：变性，指DNA或RNA加热从双链转变为单链的状态。 10、Renaturation(annealing)：复性（退火），DNA 双螺旋分子变性后的互补单链再结合成双链的过程。 11、如何理解结构决定功能(举例说明)? 第二章 1、Viroid：类病毒，是没有蛋白外壳的环状小分子单链RNA感染因子，能引起高等植物基因序列的甲基化，从而导致转录的失败。 2、PSTV: 土豆纺锤体管状病毒 (potato spindle tuber virus) ，为比较典型的呈梯状的类病毒，其RNA是一个裸露的闭合环状单链RNA分子。 3、Prion：朊病毒，是一种蛋白质样感染因子，不含核酸但表现出可遗传的特性，能引起人等哺乳动物的中枢神经系统病变。 PrP：朊病毒相关蛋白（prion related protein）。 PrP C：是人等哺乳动物的身体中存在的正常存在的细胞形式（c是细胞型的缩写），可被蛋白酶完全水解。 PrP SC：是朊病毒相关蛋白的致病形式(sc是瘙痒症的缩写)。 PrPsc蛋白和PrPc蛋白和是同分异构体，一级结构相同,但PrPsc比PrPc具有更多的β折叠,使得其溶解度降低，对蛋白酶抗性加强，从而被蛋白酶水解，从而致使大脑细胞代谢异常致病。 4、Scrapie ：羊瘙痒病，是最早发现的朊蛋白病。 5、allele：等位基因，指位于染色体同一位置分别控制两种不同性状的基因。 6、Gain-of-function mutation：功能获得型突变，表示使蛋白质获得新的活性(或功能)，性质显性的。 Null mutation：无效突变，表示基因的活性完全消失，因为该基因已被删除。 Loss-of-function mutation：功能丧失型突变，导致丢失原有功能的基因突
分子生物学复习资料 2.分子杂交：是核酸研究中一项最差不多的实验技术。其差不多原理确实是应用核酸分子的变性和复性的性质，使来源不同的DNA或RNA片段，按碱基互补关系形成杂交双链分子。 3.限制性核酸内切酶：是能够识别DNA的特异序列，并在识别位点或其周围切割双链DNA的一类内切酶，简称限制酶。 4.cDNA：与RNA链互补的单链DNA，以其RNA为模板，在适当引物的存在下，由RNA与DNA进行一定条件下合成的，确实是cDNA。 5.基因组DNA：组成生物基因组的所有DNA。 6.基因（gene）：是生物体遗传物质的差不多单位，是载有特定遗传信息的DNA分子的片段。 7.基因组（genome）：一个细胞或病毒所携带的全部遗传信息或整套基因。 8.基因表达（gene expression）：是指储存遗传信息的基因通过一系列步骤表现出其生物功能的整个过程，即转录和翻译过程。 9.时刻特异性（temporal specificity）：单细胞生物的某一特定基因的表达严格按特定的时刻顺序发生；多细胞生物的相应基因的表达在机体发育的不同时期严格按一定的时刻顺序开启或关闭。 10.空间特异性（spatial specificity）：在机体发育的某一时期，同一个基因的表达产物在不同的组织器官分布不同。 11.组成性基因表达(总管基因)：不大受环境变动而变化的一类基因表达，在个体生长过程中，几乎在所有的组织中连续表达或变化专门小。这些基因一样被称为总管基因。 12.反式调剂(trans-regulation)：由某一基因表达产生的蛋白质因子，通过与另一基因的特异的顺式作用元件相互作用，调剂其表达。 13.顺式调剂(cis-regulation)：由蛋白质因子可特异识别、结合自身基因的调剂序列，调剂自身基因的表达。 14.单顺反子：在多数真核生物中，编码蛋白质的基因的初级转录物，被加工成一种mRNA，一样翻译出一条多肽链。
第一章绪论练习题 请就你感兴趣的分子生物学发展史上的重大事件或重要人物或重要理论作以相关论述？ 第二章染色体和DNA练习题1 一、【单选题】 1.生物遗传信息传递中心法则是【】 A.DNA→RNA→蛋白质 B.RNA→DNA→蛋白质 C.DNA→蛋白质→RNA D.RNA→蛋白质→DNA 2.关于DNA复制的叙述，下列哪项是错误的【】 A.为半保留复制 B.为不对称复制 C.为半不连续复制 D.新链合成的方向均为3'→5' 3.合成DNA的原料有【】 A.dAMP dGMP dCMP dTMP B.dADP dGDP dCDP dTDP C.dA TP dGTP dCTP dTTP D.AMP UMP CMP GMP 4.DNA合成时碱基互补规律是【】 A.A－UC－G B.T－AC－G C.A－GC－U D.A－GC－T 5.关于DNA的复制错误的【】： A包括一个双螺旋中两条子链的合成 B遵循新的子链和其亲本链相配对的原则 C依赖于物种特异的遗传密码 D是碱基错配最主要的来源 6.一个复制子是：【】 A细胞分裂期间复制产物被分离之后的DNA片段 B复制的DNA片段和在此过程中所需的酶和蛋白 C任何自发复制的DNA序列(它和复制起始点相连) D任何给定的复制机制的产物(如：单环) E复制起点和复制叉之间的DNA片段 7.真核生物复制子有下列特征，它们：【】 A比原核生物复制子短得多，因为有末端序列的存在 B比原核生物复制子长得多，因为有较大的基因组 C通常是双向复制且能融合 D全部立即启动，以确保染色体在S期完成复制 E不是全部立即启动，在任何给定的时间只有大约15％是有活性的 8.下述特征是所有(原核生物、真核生物和病毒)复制起始位点都共有的是：【】 A起始位点是包括多个短重复序列的独特DNA片段 B起始位点是形成稳定二级结构的回文序列 C多聚体DNA结合蛋白专一性识别这些短的重复序列 D起始位点旁侧序列是A-T丰富的，能使DNA螺旋解开 E起始位点旁侧序列是G-C丰富的，能稳定起始复合物 9.下列关于DNA复制的说法是正确的有：【】 A按全保留机制进行 B接3’→5’方向进行 C需要4种dNMP的参和 D需要DNA连接酶的作用 E涉及RNA引物的形成 F需要DNA聚合酶Ⅰ 10.在原核生物复制子中以下哪种酶除去RNA引发体并加入脱氧核糖核苷酸? 【】 A DNA聚合酶III B DNA聚合酶II C DNA聚合酶I D外切核酸酶MFl E DNA连接酶 【参考答案】1.A2.D3.C4.B5.C6.C7.C8.D9.D10.C 二、【多项选择题】 1.DNA聚合酶I的作用有【】 A.3’-5’外切酶的活性 B.修复酶的功能 C.在细菌中5’-3’外切酶活性是必要的 D.外切酶活性，可以降解RNA/DNA杂交体中的RNA引物 E.5’-3’聚合酶活性 2.下列关于大肠杆菌DNA聚合酶I的叙述哪些是正确的？【】 A.该酶能从3’羟基端逐步水解单链DNA B.该酶在双螺旋区具有5’-3’外切酶活性 C.该酶在DNA中需要游离的3’-OH D.该酶在DNA中需要游离的5’-OH E.有校对功能 3.下列有关DNA聚合酶I的描述，哪些是正确的？【】 A.催化形成3’-5’-磷酸二酯键 B.有3’-5’核酸外切酶作用 C.有5‘-3’核酸外切酶作用 D.是原核细胞DNA复制时的主要合成酶 E.是多功能酶 4.有关DNA复制时的引物的说法下列正确的有【】 A.一般引物是RNA B.催化引物合成的酶称引发酶 C.哺乳动物的引物是DNA D.引物有游离的3‘-OH，成为合成DNA的起点 E.引物有游离的5‘-OH 5.DNA聚合酶I的作用是【】 A.修复DNA的损伤和变异 B.去除复制过程中的引物 C.填补合成DNA片段间的空隙 D.将DNA片段连接起来 E.合成RNA片段 6.下列关于DNA复制的叙述哪些是正确的？ A.每条互补链的合成方向是5‘-3’ B.DNA聚合酶沿母链滑动方向从3‘-5’ C.两条链同时复制只有一个起点 D.真核细胞的每个染色体的复制合成原料是dNMP 7.下列有关DNA聚合酶作用的叙述哪些是正确的？ A.酶I在DNA损伤的修复中发挥作用 B.酶II是DNA复制的主要酶 C.酶III是DNA复制的主要酶 D.酶IV在DNA复制时有切除引物的作用 E.酶I切除RNA引物 8.DNA聚合酶I具有的酶活性包括 A.5’-3’外切酶活性 B.3’-5’外切酶活性 C.5’-3’聚合酶活性 D.3’-5’聚合酶活性 E.内切酶活性 9.下列有关大肠杆菌DNA复制的叙述哪些是正确的？ A.双螺旋中一条链进行不连续合成 B.生成冈崎片断 C.需要RNA引物 D.单链结合蛋白可防止复制期间的螺旋解链 E.DNA聚合酶I是DNA复制最主要酶 10.DNA复制的特点是 A.半保留复制 B.半不连续 C.一般是定点开始，双向等速进行 D.复制的方向是沿模板链的5‘-3’方向 E. 一般需要RNA引物
现代分子生物学要点总结(朱玉贤版) 一、绪论 两个经典实验 1、肺炎球菌在老鼠体内的毒性实验：先将光滑型致病菌（S型）烧煮杀活性以后、以及活 的粗糙型细菌（R型）分别侵染小鼠发现这些细菌自然丧失了治病能力；当他们将经烧煮杀死的S型细菌和活的R型细菌混合再感染小鼠时，实验小鼠每次都死亡。解剖死鼠，发现有大量活的S型细菌。实验表明，死细菌DNA进行了可遗传的转化，从而导致小鼠死亡。 2、T2噬菌体感染大肠杆菌：当细菌培养基中分别带有35S或32P标记的氨基酸或核苷酸， 子代噬菌体就相应含有35S标记的蛋白质或32P标记的核酸。分别用这些噬菌体感染没有放射性标记的细菌，经过1~2个噬菌体DNA复制周期后进行检测，子代噬菌体中几乎不含带35S标记的蛋白质，但含30%以上的32P标记。说明在噬菌体传代过程中发挥作用的可能是DNA而不是蛋白质。 基因的概念：基因是产生一条多肽链或功能RNA分子所必需的全部核苷酸序列。 二、染色体与DNA 嘌呤嘧啶 腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶 染色体 性质：1、分子结构相对稳定；2、能够自我复制，使亲、子代之间保持连续性；3、能指导蛋白质的合成，从而控制生命过程；4、能产生可遗传的变异。 组蛋白一般特性：1、进化上极端保守，特别是H3、H4；2、无组织特异性；3、肽链上氨基酸分布的不对称性；4、存在较普遍的修饰作用；5、富含赖氨酸的组蛋白H5 非组蛋白：HMG蛋白；DNA结合蛋白；A24非组蛋白 真核生物基因组DNA 真核细胞基因组最大特点是它含有大量的重复序列，而且功能DNA序列大多被不编码蛋白
质的非功能蛋白质所隔开。人们把一种生物单倍体基因组DNA的总量称为C值，在真核生物中C值一般是随着生物进化而增加的，高等生物的C值一般大于低等动物，但某些两栖类的C值甚至比哺乳动物还大，这就是著名的C值反常现象。真核细胞DNA序列可被分为3类：不重复序列、中度重复序列、高度重复序列。 真核生物基因组的特点：1、真核生物基因组庞大，一般都远大于原核生物的基因组；2、真核基因组存在大量的的重复序列；3、真核基因组的大部分为非编码序列，占整个基因组序列的90%以上，这是真核生物与细菌和病毒之间的最主要的区别；4、真核基因组的转录产物为单顺反之；5、真核基因组是断裂基因，有内含子结构；6、真核基因组存在大量的顺式元件，包括启动子、增强子、沉默子等；7、真核基因组中存在大量的DNA多态性；8、真核基因组具有端粒结构。 原核生物基因组的特点：1、结构简练，绝大部分用来编码蛋白质，只有很少一部分控制基因表达的序列不转录；2、存在转录单元，原核生物DNA序列中功能相关的RNA和蛋白质基因，往往丛集在基因组的一个或者几个特定部位，形成功能单位或转录单元，可以被一起转录为含多个mRNA的分子；3、有重叠基因，所谓重叠基因就是同一段DNA携带两种或以上不同的蛋白质的编码信息。 DNA的结构 DNA又称脱氧核糖核酸，是deoxyribonucleic acid的简称。 L=T+W，L指环形DNA分子两条链间交叉的次数，只要不发生断裂，L是一个常量。T为双螺旋的盘绕数，W为超螺旋数。双螺旋DNA的松开导致负超螺旋，而拧紧则导致正超螺旋。 双螺旋碱基间距（nm）螺旋直径（nm）每轮碱基数螺旋方向 A-DNA0.26 2.611右 B-DNA0.34 2.010右 Z-DNA0.37 1.812左 DNA的复制 半保留复制：Semi-conservative replication；半不连续复制：Semi-discontinuous replication 把生物体的复制单位称为复制子，一个复制子只含一个复制起始点。 归纳起来，无论是原核生物还是真核生物，复制起点是固定的，表现为固定的序列，并识别参与复制起始的特殊蛋白质。复制叉移动的方向和速度虽是多种多样的，但以双向等速方式为主。 复制的几种主要方式 双链DNA的复制大都以半包六复制方式进行的，通过“眼”型、θ型、滚环型或D-环型等以复制叉的形式进行。 1、线性DNA双链进行双向复制时，由于已知的DNA聚合酶和RNA聚合酶都只能从5’ 到3’移动，所以，复制叉呈眼型； 2、环状双链DNA复制可分为θ型、滚环型和D-环形几种类型 Ⅰ、θ型，大肠杆菌染色体DNA是环状双链DNA，它的复制是典型的θ型复制，从一个起点开始，同时向两个方向进行复制，当两个复制叉相遇时，复制就停止 Ⅱ、滚环型，是单向复制的一种特殊方式，在噬菌体中很常见。DNA的合成由对正链原点的专一切割开始，所形成的自由5’端被从双链环中置换出来并为单链DNA结合蛋白所覆盖，
分子生物学复习（仅供参考） 基因芯片的测序原理是杂交测序方法，即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法，在一块基片表面固定了序列已知的八核苷酸的探针。当溶液中带有荧光标记的核酸序列TA TGCAATCTAG，与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时，通过确定荧光强度最强的探针位置，获得一组序列完全互补的探针序列。据此可重组出靶核酸的序列。 假基因(pseudogene)具有与功能基因相似的序列，但由于有许多突变以致失去了原有的功能，所以假基因是没有功能的基因，常用ψ表示。 端粒是线状染色体末端的一种特殊结构，在正常人体细胞中，可随着细胞分裂而逐渐缩短。细胞分裂一次，由于DNA复制时的方向必须从5'方向到3'方向，DNA每次复制端粒就缩短一点，所以端粒其长度反映细胞复制史及复制潜能，被称作细胞寿命的“有丝分裂钟”。 DNA变性是指核酸双螺旋碱基对的氢键断裂，双链变成单链，从而使核酸的天然构象和性质发生改变。变性时维持双螺旋稳定性的氢键断裂，碱基间的堆积力遭到破坏，但不涉及到其一级结构的改变。凡能破坏双螺旋稳定性的因素，如加热、极端的pH、有机试剂甲醇、乙醇、尿素及甲酰胺等，均可引起核酸分子变性。 DNA的复性指变性DNA 在适当条件下,二条互补链全部或部分恢复到天然双螺旋结构的现象,它是变性的一种逆转过程。热变性DNA一般经缓慢冷却后即可复性,此过程称之为" 退火"(annealing)。 简并密码子编码同一个氨基酸残基的两个或两个以上的密码子。 核酶（ribozyme）是具有催化功能的RNA分子，是生物催化剂，可降解特异的mRNA序列。核酶又称核酸类酶、酶RNA、核酶类酶RNA。大多数核酶通过催化转磷酸酯和磷酸二酯键水解反应参与RNA自身剪切、加工过程。 核酸探针是指带有标记物的已知序列的核酸片段，它能和与其互补的核酸序列杂交，形成双链，所以可用于待测核酸样品中特定基因序列的检测。 持家基因(house-keeping genes)：又称管家基因，是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。如微管蛋白基因、糖酵解酶系基因与核糖体蛋白基因等。 真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因（splite gene） 信号肽是引导新合成的蛋白质向分泌通路转移的短（长度5-30个氨基酸）肽链。常指新合成多肽链中用于指导蛋白质的跨膜转移（定位）的N-末端的氨基酸序列（有时不一定在N端）。 转化 所谓重叠基因（overlapping gene）是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列成为两个或两个以上基因的组成部分。 基因治疗（gene therapy）是指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，达到治疗目的。 顺式作用元件（cis-acting element）位于基因的旁侧，可以调控影响基因表达的核酸序列。包括启动子（promoter）、增强子（enhancer）、应答元件（responsive elements）等。其活性只影响与其自身同处于一个DNA分子上的基因。其本身并不编码蛋白质，可以与反式作用因子相互作用参与基因表达调控。 反式作用因子(trans-acting factor)是指能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上参与调控靶基因转录效率的蛋白质。 内含子是阻断基因线性表达的序列。DNA上的内含子会被转录到前体RNA中，但RNA上的内含子会在RNA离开细胞核进行转译前被剪除。在成熟mRNA被保留下来的基因部分被称为外显子。内含子有时也叫内显子，与外显子相对。 转移DNA（transferred DNA，T-DNA）：T-DNA也叫三螺旋DNA，是指一种由三股ssDNA旋转螺旋行成的一种特殊结构。 DNA文库：某一特定来源DNA通过细胞－DNA克隆技术构建呈含有所用DNA片段的重组DNA分子，并转化至细菌内，构成DNA文库。依据DNA的来源不同，可分为，基因组DNA文库和cDNA文库。 无义突变（nonsense mutation ）是指由于某个碱基的改变使代表某种氨基酸的密码子突变为终止密码子，