分子生物学重点名词解释.docx

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分子生物学重点名词解释

第一章：

绪论

1．掌握分子生物学狭义和广义的概念

狭义：

分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能，并冲分子水平上阐述核酸与蛋白质、蛋白质与蛋白质之间相互作用的关系的学科。

广义：

它是一门在分子水平上研究生命现象、阐明生命本质的学科。

2．熟悉分子生物学的研究内容、分子生物学的发展历程。

（看书本自己熟悉就好）

第二章：

基因和染色体

第一节：

DNA结构

3．掌握DNA一级结构的概念、连接方式；

一级结构：

DNA分子中核苷酸的排列顺序，两个核苷酸之间通过3ˊ,5ˊ-磷酸二酯键连接形成多聚体。

4．掌握DNA二级结构的内容（双螺旋要点，稳定因素）；

特点：

（1）DNA分子由两条反向平行的多聚脱氧核苷酸链构成双螺旋结构。

存在大沟与小沟。

（2）磷酸和脱氧核糖位于外侧，嘌呤碱和嘧啶碱层叠于螺旋内侧，相邻碱基之间的垂直距离为0.34nm。

（3）双螺旋的直径为2nm，顺轴方向每隔0.34nm有一个核苷酸，两个核苷酸之间的夹角为36°，沿中心轴每旋转一周约有10个核苷酸。

稳定因素：

（1）碱基堆积力

（2）氢键（3）相反电荷的稳定作用

5．熟悉DNA二级结构的多样性；

A、B和C型右手螺旋DNA与Z-型左手螺旋DNA；

6．了解三链DNA、四股螺旋DNA和超螺旋DNA

DNA的拓扑学性质表示参数：

（1）连接数L（Linkingnumber）

（2）缠绕数T（Twistingnumber）（3）扭曲数W（Writhingnumber），L=T+W

第二节：

变性、复性和分子杂交

1.掌握核酸变性、复性、分子杂交、增色效应、减色效应、Tm的概念

DNA变性：

DNA分子中有序的双螺旋解离成无序单链的过程

DNA复性：

变性DNA在适当条件下，两条彼此分开的链又可以重新地合成双螺旋结构的过程

分子杂交：

有互补序列的两条核酸单链在一定条件下，按碱基配对原则形成双链的过程

增色效应：

变性后DNA溶液的紫外吸收作用增强的效应

Tm：

核酸加热变性过程中，紫外吸收值达到最大值的50%时的温度

2.熟悉影响核酸变性的因素、变性核酸的特点

特点：

（1）溶液黏度降低（2溶液旋光性发生改变（3）增色效应

3.了解核酸复性的动力学

4.掌握Southernblotting、Northernblotting的目的，了解其过程

目的：

Southernblotting—鉴定检测DNA的杂交方法

Northernblotting—对mRNA进行定性和定量分析

第三节：

基因的概念

1.熟悉基因概念的发展历程

孟德尔提出遗传因子概念，约翰逊提出基因，基因型，表型的概念

2.掌握基因、顺反子、断裂基因、外显子、内含子、重叠基因、假基因、跳跃基因、持家基因、奢侈基因的概念

基因gene：

具有遗传效应的DNA片段

顺反子Cistron：

编码一个蛋白质的全部组成所需信息的最短片段

断裂基因splitgene：

基因的编码序列在DNA上不是连续的，而是被不编码的序列隔开。

外显子exon：

基因中编码的序列，与mRNA的序列相对应

内含子intron：

基因中不编码的序列

重叠基因overlappinggene：

两个或两个以上的基因共有一段DNA序列。

假基因pseudogene:

与有功能的基因在核苷酸顺序组成上非常相似，却不具有正常基因的功能

跳跃基因jumpinggene:

一段可以从原位上单独复制或断裂下来，环化后插入另一位点，并对其后的基因起调控作用的DNA序列。

持家基因housekeepinggene:

维持细胞基本生命活动所必须的基因

奢侈基因luxurygene:

指导合成组织特异性蛋白的基因

第四节：

基因簇和重复序列

1.掌握基因家族、基因簇的概念

基因家族genefamily：

真核生物的基因组中有许多来源相同、结构相似、功能相关的基因，这样的一组基因称为一个基因家族

基因簇genecluster：

一个基因家族的成员紧密连锁成簇状排列在某一染色体上，形成一个基因簇。

2.掌握重复序列的分类

分类：

（1）单拷贝序列（uniquesequence）

（2）中度重复序列（moderatelyrepetitivesequence）（3）高度重复序列（highlyrepetitivesequence）

第五节：

染色体和核小体

1.掌握核小体的概念

核小体nucleosome：

组成真核细胞染色体的基本结构单位

2.了解真核生物染色体的组装

第六节：

基因组

1.掌握基因组、大C值、小c值、C值矛盾的概念

基因组genome:

单倍体细胞中的全套染色体

大c值maximumcvalue:

单倍体基因组总DNA含量

小C值minimumcvalue:

编码基因信息的总DNA含量

C值矛盾cvalueparadox:

人细胞的曾哥基因组中实际上只有很少一分部的DNA序列用以编码蛋白质的现象

2.比较真核和原核生物基因组的特点

（1）原核生物基因组结构与功能的特点

①基因组很小，DNA含量低⑤DNA不和蛋白质固定地结合，一般不具有核小体结构⑥结构简单，重复序列少⑦存在转录单元—操纵子⑧存在重叠基因

（2）真核生物基因组结构与功能特点

①基因组大大超过原核生物②DNA与蛋白质紧密结合形成复杂结构—染色质③非编码序列占90%以上⑥蛋白质编码基因往往以单拷贝存在

第七节：

中心法则

1.图示并阐述中心法则的内容

修订前中心法则

修行后的中心法则

新的遗传信息传递的中心法则

中心法则：

1.DNA是自身复制的模板；2.DNA通过转录作用将遗传信息传递给中间物质RNA；3.RNA通过翻译作用将遗传信息表达成蛋白质，通过蛋白质执行生物功能，表现出亲代相似的遗传特征。

4.RNA病毒中RNA可以复制，RNA还可以反转录将遗传信息传递给DNA分子

第三章：

DNA复制

第一节：

DNA复制的原则

1.掌握半保留复制的概念；了解DNA半保留复制的实验依据

半保留复制semi-conservativereplication:

在复制时，以DNA每条链为模板，合成互补链，形成的两个子代DNA分子与亲代DNA分子完全相同，各有一条链来自亲本，一条链为新合成的

2.掌握半不连续复制、前导链、滞后链的概念

半不连续复制semi-discontinuousreplication:

复制时一条链的合成按5′→3′方向连续合成，另一条链的DNA合成是在复制叉打开到一定程度后才开始的，先合成许多不连续的小片段，最后合成一条完整的DNA链

前导链（Leadingstrand）:

一条链的合成按5′→3′方向连续合成，其合成方向与复制叉的移动方向一致

后滞链（Laggingstrand）:

一条链的DNA合成是在复制叉打开到一定程度后才开始的，先合成许多不连续的小片段，最后合成的一条完整的DNA链

第二节：

DNA复制的方式

1.掌握复制子的概念

复制子replicon:

DNA中发生一次复制的单位称为复制子

2.了解DNA复制模式的多样性

第三节：

DNA复制的酶类体系

1.掌握原核生物DNA聚合酶的种类、功能，

DNA聚合酶Ⅲ是复制过程中最重要的酶，DNA聚合酶Ⅰ在复制、重组以及其他修复过程中起清除作用。

而DNA聚合酶Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ则均与DNA的损伤修复有关。

2.归纳并掌握原核生物DNA复制过程中需要哪些酶和蛋白因子，它们各自的作用是什么

（1）DNA聚合酶：

催化合成新的DNA链（2形成磷酸二酯键连接（3）解旋酶：

消除DNA双螺旋结构（4）拓扑异构酶：

消除DNA超螺旋结构（5）单链DNA结合蛋白：

防止单链复性，保持单链状态（6）引物酶：

催化引物的合成

3.掌握真核生物DNA聚合酶的种类、细胞定位和功能

DNA聚合酶α：

细胞核中，细胞核复制，合成引物；DNA聚合酶β:

在细胞核中，高忠实性的修复；DNA聚合酶γ：

在线粒体中，线粒体的复制；DNA聚合酶δ：

在细胞核中：

细胞核复制，前导链合成；DNA聚合酶ε：

在细胞核中，细胞核的复制，可能合成后滞链。

第四节：

DNA复制过程

1.熟悉原核生物DNA的复制过程

2.了解真核生物DNA的复制过程

第五节：

端粒和端粒酶

1.掌握端粒和端粒酶的概念

端粒telomere：

由一系列短的串联重复序列组成

端粒酶telomerase：

含有一个RNA分支和具有催化活性的蛋白质，是一种反转录酶。

2.了解端粒的复制

3.在本章中归纳并掌握

1）DNA聚合酶催化反应的特点

以四种脱氧核糖核酸（dNTP）为底物；反应需要接受模板指导；反应需要有引物3ˊ—OH存在；DNA链的生长方向为5ˊ—3ˊ；产物DNA的性质与模板相同

2）DNA复制的基本特点

DNA的半不保留复制；DNA复制的半不连续性；DNA复制需要引物；DNA的双向复制

3）DNA复制高保真性的因素、

4）

DNA聚合酶对底物的选择作用；DNA聚合酶3ˊ→5ˊ核酸外切酶的校正作用；修复系统错配碱基的检查和DNA各种损伤的修复；复制叉的复杂结构进一步提高了复制的精确性

5）原核生物与真核生物DNA复制的区别

真核生物：

多复制子；全部染色体复制完成之前，各复制子不能重新开始新一轮复制；冈崎片段长度为100-200nt；复制叉移动速度为2-3kb；由引发进入延伸阶段必需有DNA聚合酶α的活性转换

原核生物：

单复制子；第一轮复制尚未结束已在起始点开始第二轮复制；冈崎片段长度为1000-2000nt；复制叉移动速度为50kb；有独立的引发酶

第四章：

基因突变与交换

第一节：

基因突变

1.掌握突变、点突变、转换、颠换、无义突变、错义突变、同义突变、正向突变、反向突变的概念；

突变mutation：

由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，而引起的基因结构的改变

单点突变pointmutation：

仅发生一个碱基对的突变

多点突变multiplemutation：

两个以上碱基对的突变

转换transition：

一个嘌呤（嘧啶）被另一个嘌呤（嘧啶）所取代

颠换transversion：

一个嘌呤（嘧啶）被另一个嘧啶（嘌呤）所取代

无义突变non-sensemutation：

单个碱基置换导致出现终止密码子

错义突变missensemutation：

三联体密码子发生突变导致蛋白质中原来的氨基酸被另一氨基酸所取代

同义突变same-sense（synonymous）mutation：

虽然三联体密码发生突变，但仍然编码同一种氨基酸。

正向突变forwardmutation：

突变方向是从野生型向突变型

反向突变reversemutation：

突变方向是从突变型向野生型

2.熟悉常见化学诱变剂的诱变机理；

（1）碱基类似物：

5-溴尿嘧啶（BU）、2-氨基嘌呤（2-AP）

（2）碱基修饰剂：

亚硝酸、羟胺、烷化剂

（3）嵌合剂：

吖啶染料

3.了解突变热点

在基因中有一些位点获得了比随机分布所估计的更多突变，可能是10倍或100倍，这些位点称为突变热点（Hotspotofmutation）。

热点突变的一个主要原因就是修饰的碱基，即5-甲基胞嘧啶，能脱氨基形成胸腺嘧啶

第二节：

DNA修复

1.掌握DNA损伤的修复方式的类型，熟悉DNA损伤修复的机理；

（1）DNA错配修复mismatchrepair：

修复在复制中错配并漏过校正检验的任何碱基

（2）尿嘧啶-N-糖苷键系统

（3）光复活修复photoreactivation：

在可见光存在的情况下，DNA光复活酶可将环丁烷嘧啶二聚体再分解为单体

（4）切除修复excisionrepair：

在一系列酶的作用下，将DNA分子中受损伤的部位切除，并以完整的那条链为模板，合成出新链并填补切除的部分，之后将其连接起来以恢复正常结构的过程

（5）重组修复recombinationrepair：

并非修复，而是“稀释

（6）易错修复SOSrepair：

DNA受到严重损伤、细胞处于危机状态时所诱导的一种DNA修复方式，修复的结果只是能维持基因组的完整性，提高细胞的生成率，但留下的错误较多。

第三节：

DNA重组

1.掌握同源重组、特异位点重组的概念

同源重组homologousrecombination：

指发生在同源序列的DNA分子之间或分子

之内的重新组合

特异位点重组Site-specificrecombination:

在专一酶作用下，在DNA特定位点上发生的断裂和重接，从而产生精确的DNA重排方式

2.了解同源重组的分子机理

3.了解E.coli同源重组过程中需要的酶和蛋白因子及其作用

4.掌握位点特异重组的结果与重组位点的位置和方向的关系

第四节：

转座

1.掌握转座子的概念、基本特征

转座子Transposon又称跳跃因子，是存在于染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位

基本特征：

只存在于基因组中，不会是单独存在式；所有转座子都要控制转座限度的系统；终端有方向重复序列；插入位点的一段序列上产生直接重复序列

2.掌握原核生物转座子的分类，熟悉各类转座子的特点

可分成：

（1）插入序列insertionlsequence：

IS序列是最简单的转座子，不含有任何宿主基因，可以独立存在，带有介导自身移动的蛋白，仅含有编码其转位所需的转座酶基因

（2）复合型转座子Compositetransposon：

是一类除了含有转座酶基因外，还带有其它基因（如某些抗药性基因或其他宿主基因）的转座子，两翼往往是两个相同或高度同源的IS序列，表明IS序列插入到某个功能基因两端时就可能产生复合转座子。

（3）TnA家族：

TnA家族约有5000bp，比插入序列大得多。

与复合转座子相同，TnA家族同时携带了负责自身转座的基因和其他的诸如抗药性基因β-内胺酰酶（AmpR）等，其不带有IS序列，但末端存在长度37-38bp的重复序列

3.掌握真核生物转座子的分类，了解玉米、果蝇的转座元件

4.掌握转座的概念和转座的分类

转座transposition：

由可移位因子介导的遗传物质重排现象

分类：

复制型转座和非复制型转座

5.了解转座引起的遗传效应

（1）转座引起引起插入突变。

（2）转座产生新的基因。

（3）转座子引起宿主染色体DNA重组（4）转座使宿主表型改变。

另外，转座子在分子生物学中的主要作用可以体现在以下几个方面：

用于难以筛选的基因的转移、作为基因定位标记、筛选插入突变体、构建特殊菌株、克隆难以进行表型鉴定的基因等。

第五章：

RNA转录

掌握转录、模板链、编码连的概念

转录transposition：

细胞内以DNA为模板合成RNA的过程

模板链templatestrand：

两条DNA链中被转录成RNA的那条链

编码链codingstrand：

双链DNA中，不能进行转录的那一条DNA链

第一节：

原核生物转录机理

1.掌握原核RNApol的组成、功能、抑制剂；

（1）组成：

E.coliRNApol全酶由五种亚基组成，即α2ββ’σ；α2ββ’构成核心酶，核心酶与σ因子构成全酶。

（2）功能：

核心酶：

催化磷酸二酯键形成。

2个α亚基，核心酶的组建因子、启动子识别等功能；一个β亚基，结合核苷酸底物，催化磷酸二酯键的形成；一个β’亚基，碱性强，与模板链结合

σ因子：

可再使用性；修饰RNApol的构型；识别启动子，无催化活性。

不同的原核生物具有基本相同的核心酶，单σ亚基有所差别，决定了原核生物基因的选择性表达

（3）抑制剂：

利福平Rifampin：

与细菌RNApolβ亚基结合，阻碍转录的起始作用；利链菌素streptolydigin：

与细菌RNApolβ亚基结合，抑制转录的延伸；肝素：

与细菌RNApolβ’亚基结合，阻碍β’与模板DNA的结合

2.熟悉原核转录的基本过程；

3.掌握转录单元、启动子、终止子的概念

转录单元transcriptionunit：

是一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列

启动子promoter：

RNA聚合酶结合到位于基因起始上游特殊序列的双链DNA上，该特殊序列成为启动子

终止子terminator：

转录种子的信号序列

4.原核生物启动子的组成及各部分的功能

（1）核心启动子：

-35～-10序列：

RNApol结合位点

（2）上游元件：

-70～-40序列：

CAP-cAMP结合位点，基因表达调控的正控制位点

5.掌握原核终止子类型、结构特征和作用机理；

根据终止反应是否需要ρ蛋白进行分类

（1）不依赖与ρ因子的终止子（强终止子），结构特点：

RNA具有一个发夹结构（富含GC）和随后polyU片段。

作用机制：

RNApol+发夹结构→转录停止→杂合分子poly（U-dA）不稳定→RNA容易从模板上脱落→RNA-DNA-RNApol解聚→转录终止

（2）依赖于ρ因子的终止子（弱终止子），结构特点：

具有茎环结构，但GC碱基对含量较少，下游也缺乏polyU结构。

作用机制：

ρ因子结合于新生的RNA链上，借水解NTP获得能量而向3’端方向滑动；RNA聚合酶遇见终止子，转录暂停，ρ因子追上RNA聚合酶；ρ因子与RNA聚合酶相互作用，RNA、DNA、RNA聚合酶解离

6.了解抗终止

第二节：

真核生物转录机理

1.掌握真核生物RNA聚合酶的种类、功能及其细胞定位；

种类细胞定位转录产物

RNApolⅠ核仁大多数rRNA

RNApolⅡ核质mRNA，snRNA

RNApolⅢ核质5SrRNA，tRNA，一些snRNA

2.掌握真核生物II型启动子的组成，熟悉基本启动子起始转录需要哪些转录因子，这些转录因子的结合顺序怎样？

；

（1）II型启动子含有4类控制元件：

①基本启动子：

TATAbox；②起始子：

PyPyAN③上游元件④应答元件

（2）需要的转录因子及结合顺序

1通用转录因子（GTF）：

结合于基本启动子上的辅助因子。

以TFIIX表示。

2上游因子：

识别上游调控元件的转录因子。

3诱导因子：

在特定的时间或特定的组织被合成或激活，结合于应答元件上，以控制转录在准确的时间和地点进行

3.熟悉I型、III型的启动子的组成及其转录因子

4.掌握顺式作用元件、增强子、沉默子、绝缘子的概念

顺式作用元件cis-actingelement：

同一DNA分子中具有转录调节功能的特异DNA序列

增强子enhancer：

能够远距离作用调节启动子来增加转录效率的DNA序列

沉默子silencer:

能够一直附近基因表达的DNA序列

绝缘子insulators：

能阻断增强子使转录失活或防止异染色质延伸保护转录进行的一段DNA元件。

5.熟悉增强子的作用特点

特点：

增强转录；可以远距离作用；作用无方向性，但有优先性；有组织和细胞特异性

第三节：

转录产物加工

1.掌握RNA加工的概念、RNA加工的类型

RNA加工RNAprocessing：

前提RNA转变为成熟RNA的过程

类型：

核苷酸的切除；末端添加核苷酸；碱基或糖苷的修饰。

2.熟悉原核、真核生物pre－rRNA的加工过程

3.掌握原核、真核生物核糖体的组成

（1）原核生物核糖体

70S核糖体→50S大亚基（5SrRNA＆23SrRNA、31种蛋白质）和30S小亚基（16SrRNA、21种蛋白质）

（2）真核生物核糖体

80S核糖体（4500kD）→60S大亚基（3000kD）（5SrRNA、5.8SrRNA&28SrRNA和45种蛋白质）和40S小亚基（1500kD）（18SrRNA和30种蛋白质）

4.熟悉熟悉原核、真核生物pre－tRNA的加工过程

5.掌握pre－tRNA的加工过程5’-、3’－成熟酶

tRNA加工过程，5’端的成熟酶是内切酶RNaseP（原核生物，真核生物），3’端的成熟酶是外切酶RNaseD（原核生物），tRNA核苷酸转移酶（真核生物）

6.掌握SnRNP的生物学功能，hnRNP的生物学功能

（1）SnRNP：

大多数SnRNP由RNApolII转录，与特定蛋白形成snRNP，存在与细胞核中；snRNP参与前体mRNA剪接、前体rRNA加工中甲基化位点的确定；主要的核质snRNP由单一的snRNA和一组8个碱性蛋白及多种snRNP特定蛋白组成

（2）hnRNP（核内不均一RNP）：

RNApolII转录的前体mRNA群体统称为核内不均一RNA（hnRNA），hnRNA与特定蛋白结合形成hnRNP；hnRNP有助于保持hnRNA的单链状态，辅助各种RNA加工反应

7.掌握真核生物mRNA加工的方式（在真核生物细胞核核内）

5’端加“帽”（m7G5’ppp5’NmpNp）；3’端切断并加poly（A）尾巴；剪接反应将内含子序列切除并将外显子序列连接起来；链内部核苷被甲基化

8.熟悉Pre-mRNA的加帽过程、加尾过程，及帽子结构和尾巴结构的功能

9.掌握内含子的边界序列、剪接体的概念；熟悉剪接体内含子剪接的过程

内含子边界序列Boundarysequence：

内含子剪接过程中，剪接位点具有很短的保守序列

剪接体spliceosome：

前体mRNA和5种snRNP组成的复合体

10.掌握内含子去除的5种方式（或剪接的5种类型）

剪接体剪接；I类内含子自我剪接；II类内含子自我剪接；核酸内切酶和连接酶共同作用；内含子不切除但在翻译过程中忽略

11.掌握可变剪接、RNA编辑的概念

可变剪接alternativesplicing：

特定的前体mRNA分子通过不同的剪接方式能够产生一种以上的成熟mRNA分子

RNA编辑edit：

原始转录产物的序列发生变化，从而导致编码的蛋白与基因组编码的不同

12.了解反式剪接

第四节：

核酶和催化RNA

1.掌握核酶的概念，

核酶Ribozyme：

一种可以催化特定生化反应的RNA分子

2.了解I型、II型内含子的自我剪接过程

3.掌握反转录的概念、反转录酶的活性

反转录Reversetranscription：

以RNA为模板合成DNA的过程

活性：

大多数反转录酶都具有多种酶活性，主要包括：

①DNA聚合酶活性：

反转录酶不具有3′→5′外切酶活性，因此没有校正功能，所以由反转录酶催化合成的DNA出错率比较高；

②RNaseH活性：

由反转录酶催化合成的cDNA与模板RNA形成的杂交分子，RNaseH从RNA5′端开始水解杂合分子中的RNA；

③DNA指导的DNA聚合酶活性：

以反转录合成的第一条DNA单链为模板，dNTP为底物，再合成第二条DNA分子。

除此之外，有些反转录酶还有DNA内切酶活性。

第六章：

蛋白质合成

第一节：

蛋白质翻译体系

1.掌握翻译的概念

翻译translation：

将mRNA分子中四种核苷酸序列编码的遗传信息转换成多肽链中20中氨基酸的排列顺序

2.掌握蛋白质合成过程中需要的组分、及各个组分的功能

mRNA是蛋白质合成的模板；tRNA是氨基酸的运载工具；核糖体是蛋白质合成的场所；参与蛋白质合成的各种辅因子

第二节：

遗传密码

1.掌握密码子、密码子的简并性、同义密码子的概念

密码子codon：

由三个特定顺序排列的核苷酸组成，每个密码子三联体决定一种氨基酸，或者代表肽链合成的起始和终止信号。

密码子简并性degenerate：

一种氨基酸具有两个或两个以上的密码子为其编码

同义密码子Synonymouscodon：

为同一种氨基酸编码的各密码子

2.