分子生物学总结.docx
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分子生物学总结
SectionA
1三个域：
真细菌，古细菌，真核生物
2组装中的主要作用力：
非共价健作用力
SectionB
1蛋白质纯化的分析方法
2
正电荷：
天冬氨酸谷氨酸
负电荷：
赖氨酸精氨酸组氨酸
极性：
天冬酰胺谷氨酰胺苏氨酸丝氨酸半胱氨酸
非极性：
脂肪族甘氨酸丙氨酸缬氨酸亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸脯氨酸
芳香族苯丙氨酸酪氨酸色氨酸
Cys二硫键
Gly无手性
Pro亚氨基酸
芳香族氨基酸最大吸收峰280mm
3蛋白质的一级（决定蛋白折叠及其最后的形状的最重要的因素）：
氨基酸脱水缩合形成肽链N端到C端共价键
二级：
多肽链中空间结构邻近的肽链骨架通过氢键形成的特殊结构。
α转角
β螺旋氢键为主要作用力
三级：
多肽链中的所有二级结构和其他松散肽链区域（散环结构）通过各种分子间作用力（非共价键为主），弯曲、折叠成具有特定走向的紧密球状构象。
非共价键
四级：
许多蛋白分子由多条多肽链（亚基，subunits）构成。
组成蛋白的各亚基以各种非共价键作用力为主，结合形成的立体空间结构即为四级结构。
非共价键
4偶极：
电子云在极性共价键的两原子间不均匀分布，使共价键两端的原子分别呈现不同的电性
兼性离子：
具有正电荷（碱性），又具有负电荷（酸性）的分子
双极性分子：
SectionC
1核酸的光学特性：
增色性：
一种化合物随着结构的改变对光的吸收能力增加的现象
减色性：
一种化合物随着结构的改变对光的吸收能力减少的现象
Reason:
碱基环暴露在环境中的越多，对紫外的吸收力越强
Absorbance（吸收值）：
Nucleotide>ssDNA/RNA>dsDNA
核酸的最大吸收峰260mm（碱基有芳香环）
芳香族氨基酸最大吸收峰280mm
A260/A280:
纯的dsDNA：
纯的RNA：
纯的Protein：
2Tm值（熔解温度）：
热变性时，使得DNA双链解开一半所需要的温度。
Tm=2x（A+T）+4x（G+C）
Tm值与DNA分子的长度，及GC的含量成正比
Annealing（退火）:
热变性的DNA经过缓慢冷却后复性
快速冷却：
StayasssDNA
缓慢冷却:
复性成dsDNA
3脱氧核糖核酸与核糖核苷酸得到画法
4支持双螺旋结构的两个实验：
查戈夫规则X射线晶体衍射
5双螺旋的内容：
双链之间的关系：
DNA分子由两条链组成
双链反向平行（5’3’方向）
两链的碱基通过氢键互补配对，A:
T;G:
C。
双链序列反向互补
各基团排列方式：
糖-磷酸骨架DNA分子排列在外;
碱基对平面相互平行，排列在DNA分子的内部。
空间结构为：
右手双螺旋结构
每转一圈~10个碱基对，每一圈长度
双链螺旋中形成大沟，小沟。
6碱对DNA的影响：
高pH值对DNA的影响比低pH值的要小。
高pH值（pH>11）会改变碱基构象，使DNA变性（双链解旋，成单链）
RNA的影响：
高pH值，2’羟基会攻击磷酸二酯键，使其断裂，形成2’，3’-环式磷酸二酯键，从而使RNA分子断裂
7共价闭合环状DNA（convalentlyclosedcircularDNA,cccDNA）。
即通过共价键结合形成的封闭环状DNA分子。
8超螺旋DNA（SupercoilDNA）:
松弛型双链DNA进一步旋转后，再形成闭环结构时，就会形成DNA超螺旋结构
L=T+W判断是否为超螺旋正负超螺旋
9拓扑异构酶：
暂时断裂DNA分子中一条或两条单链上的磷酸二酯键，改变DNA分子的连接数及拓扑状态。
功能：
消除DNA复制和转录等过程产生的超螺旋。
细胞中，Ⅰ型酶与Ⅱ型酶的活性保持一种平衡状态。
Ⅱ型酶的“使DNA超螺旋化”与Ⅰ型酶“使DNA松驰化”相抗衡，从而使DNA保持适当的超螺旋密度。
10EB:
嵌入DNA配对碱基之间，使DNA分子在嵌入处局部解旋，增加ccDNA其它部位的正超螺旋
11TypeIIRE二型限制性内切酶:
识别位点一般为４～8个碱基对的回文序列
如：
EcoRI5’-GAATTC-3’
3’-CTTAAG-5
SectionD
1染色体的折叠：
串珠结构：
核心组蛋白:
H2A,H2B,H3andH4.
连接组蛋白H1
核小体
30nm纤丝
高级环状结构（染色质的最高结构）
紧密缠绕结构
2着丝粒：
两侧是大量的名叫卫星DNA的重复序列
端粒：
上百个短的重复序列
作用：
端粒DNA形成特殊的环状二级结构，保护染色体末端不被核酸外切酶降解。
抵消DNA复制时每一轮复制都导致两末端形成的后随链比母链要短一截的现象对染色体的影响
3异染色质：
高度浓缩，无转录活性
常染色质：
结构松散，有转录活性
DNaseI敏感区域：
对区域内DNA的转录活跃串珠结构
DNaseI超敏感区域：
转录活跃的基因的调控区域DNA裸露
4原核染色体结构：
非特异性DNA结合蛋白：
类组蛋白
位点特异性DNA结合蛋白：
与特殊的DNA序列结合
有其他特殊的生理功能：
RNApolymerases
对结构域的形成也很重要
5
6复性动力曲线：
LowC0t:
高重复卫星DNA
ModerateC0t:
中重复串联基因簇反转座子
HighC0t:
单拷贝或低重复大肠杆菌基因组
7染色体结构对基因转录的影响
CpG抑制→CpG位点中的胞嘧啶的C-5常发生甲基化（CpG甲基化），CpG甲基化可能可以DNA转录被限制→哺乳动物基因组中，有些区域含有很多未甲基化的CpG位点，被称为CpG孤岛。
甲基化—转录抑制去甲基化—恢复转录
组蛋白的乙酰化：
核心组蛋白N-端的Lys被乙酰化，DNA与核心组蛋白体解聚。
Gene表达被激活
去乙酰化：
抑制gene表达
组蛋白的磷酸化:
对组蛋白H1磷酸化，抑制基因表达
其他组蛋白
8中心法则
SectionE
1DNA复制：
细胞中，一条双链DNA分子通过碱基配对，形成两条与其序列相同的DNA双链分子的过程。
2
确定DNA半保留复制半不连续复制
3复制的基本步骤复制为双向
大肠杆菌的复制：
起始AT含量高的区域
参与蛋白：
DnaA（复制起始因子）：
识别并结合于重复序列上，驱使富含AT的重复序列解链，需负超螺旋，及ATP
DnaB（DNA解旋酶）:
DNA双链解旋，形成复制叉
SSB:
（单链结合蛋白）:
保持解旋部分的单链状态
DnaG（引发酶/引物酶）:
RNA引物合成，引发复制
延伸
参与蛋白：
DNAPolIII全酶：
负责新链的合成:
前导链，冈崎片段
DNApolI：
复制中除去引物，填补引物处空缺
终止：
4真核生物的复制：
一个细胞周期内，一个DNA分子只能复制一次
SectionF
1复制忠实性的机制：
DNA复制的高精度：
模板连和进入核苷酸在DNA聚合酶的作用位点正确配对
3’到5’外切核酸酶对错误碱基的校正
错配修复
2holiday模型
3
SectionK
1编码链模板链
2大肠杆菌的转录
RNAP酶：
核心酶：
a亚基：
aNTD对核心酶的组装很重要。
aCTD在识别启动子、调节转录水平中起着非常重要的作用。
b亚基：
RNAP的催化中心。
与模板DNA、RNA产物、及底物核糖核苷酸紧密结合。
抗生素利福平结合在在b亚基上，可以抑制RNAP的转录活性。
利福平只抑制转录的起始。
利迪链菌素只抑制延伸而不抑制转录起始
b’亚基：
可能与RNAP的催化有关。
肝素与b’亚基结合后，能干扰RNAP与DNA的结合，抑制转录。
w亚基：
可能与RNAP的组装及维持RNAP结构的稳定性有关
sfactor（s因子）：
sfactor在启动子特异性识别过程中至关重要
移动慢的原因：
可以保持与翻译同步。
与有些基因转录调控相关。
有利于转录终止
RNAP没有3’→5’外切酶活性，不能进行转录校正。
其错配率达10-4。
RNAP倒退暴露新合成的错配碱基，可以有利于其他辅助核酸酶将错配碱基切除，增加转录的忠实性。
3s70基础启动子的一般结构
-10序列：
它对转录起始时，RNAP打开DNA双链的过程非常重要。
-10序列到TSS位点的距离对转录效率也有很大的影响
-35序列：
增强RNAPsfactor的识别能力及与DNA的结合能力
4影响启动子效率的DNA序列：
核心启动子的序列：
与保守序列越像，效率越高。
TSS周围序列：
影响起始效率。
转录单位的前30个核苷酸的碱基序列：
影响RNAP从启动子处移动出去（启动子区清空）的速率。
核心启动子附近的调控元件。
5转录的起始：
开放复合物闭合复合物无效起始
延伸：
启动子的清空，链的延伸转录泡，s因子的循环利用
终止：
依赖性不依赖性反复重复序列
SectionL
1.顺式作用元件（cis-actingelements）：
一般为DNA上较为保守的、有着特异性序列或结构的特定区域。
它们只能影响与其在同一条染色体上的基因的活动。
如：
启动子，转录激活因子结合位点等。
反式作用基因/调节基因（trans-actinggenes，regulatorgenes）
可以影响与他们不在同一条染色体上的基因的表达水平的DNA元件。
2乳糖操纵子
3色氨酸操纵子
4正负调控都可以有诱导和阻遏两种调控方式。
正控诱导：
诱导因子活化激活因子，使其可以增加基因的表达。
（Lacoperon，CRP调控）
正控阻遏：
共阻遏物使激活因子失活，减少基因的表达。
负控诱导：
诱导因子使阻遏蛋白失活，增加基因的表达。
（Lacoperon，lacrepressor）
负控阻遏:
共阻遏物活化阻遏蛋白，使其可以降低基因的表达。
（Trpoperon，trprepressor）
SectionM
1增强子沉默子
2TFIID：
可与多种核心启动子元件或特异性转录因子结合，启动二类转录预起始复合物组装的通用转录因子。
TBP（TATA-boxbindingprotein）:
可识别并结合TATA-box
TAFII（TBP-associatedfactorII）：
TBP关联蛋白，TFIID中与TBP形成复合体的所有蛋白，～13个。
TFIIH的结构与功能：
蛋白激酶（4个亚基）：
催化蛋白磷酸化。
将NTP（一般为ATP）的g-磷酸基团转移到蛋白上。
磷酸化RNApolII中的CTD结构域。
TFIIE刺激TFIIH介导的磷酸化反应。
DNA解旋酶/ATPase（5亚基）：
水解ATP，利用其能量打开DNA的双链
3TBP（TATA-bindingprotein）:
确保RNAPolI能正确定位到转录起始区域上。
SP1为组成性表达的转录因子，在所有的细胞中都存在，与基因本底表达水平有关
SL1，选择因子,RNAPolI起始转录所必需的因子
CTD:
羧基末端结构域,
的磷酸化状态与转录进程有关
转录起始时期，CTD结构域一般处于去磷酸化形式，与结合启动子有关。
转录延伸时期，CTD结构域常处于磷酸化形式，与mRNA的加工有关。
SectionN
1DNA-bindingdomains（DBD）:
DNA结合结构域
螺旋-转角-螺旋结构（域）
锌指结构（域）
碱性结构（域）
Dimerizationdomains：
二聚体化结构域
亮氨酸拉链
螺旋散环螺旋
DBD+DM
激活结构域
酸性激活结构域
富含谷氨酰胺结构域
富含脯氨酸的结构域
LBD
SectionO
1真核生物中mRNA加工的一般过程
5’加帽:
CTD作用：
转录起始时，参与加帽反应的三种酶结合在RNAPolII的CTD结构域上。
转录产物刚开始合成时，即对其5’端进行加帽反应。
作用：
防止降解：
核糖核酸酶一般不能降解帽结构中的三磷酸键
帮助转运mRNA到细胞质中
增强翻译水平：
mRNA需要帽结合蛋白的帮助才能更好的与核糖体结合
帮助去除pre-mRNA中的第一个内含子。
3’加Poly（A）尾：
作用：
防止被核酸酶降解：
增加mRNA的稳定性
有助于mRNA从细胞核到细胞质的转运
参与pre-mRNA的最后一个内含子的剪接。
增强mRNA的翻译水平，增加基因的表达
剪接
甲基化
2核酶有：
有催化功能的RNA即为核酶U2U6RNAP
3RNA的多样性：
可变加工，反式剪接，RNA编辑
4原核生物核糖体真核生物核糖体
5原核rRNA加工的大致过程：
形成多个茎环结构，与蛋白结合形成RNP，核苷酸修饰，逐级切割
真核rRNA加工的大致过程：
甲基化，切割。
内含子剪接
6原核tRNA加工的大致过程:
将多顺反子前体切割，分离出单顺反子前体
单顺反子前体进一步被切割，形成与成熟tRNA长度一致分子（RNasesD,E,F，P
.碱基修饰，形成成熟tRNA
真核tRNA加工的大致过程：
5’-末端成熟，3’-末端成熟（添加5’-CCA-3’）去除内含子
7miRNAandsiRNA的调控机制：
mRNA降解，抑制翻译，抑制转录
SectionP
1遗传密码的特性:
蛋白的编码信息由三联体密码子组成。
密码子为连续的，之间无间隔、无重叠。
除三个终止密码子之外，每个密码子对应一种氨基酸
有密码简并现象。
即：
多个密码子对应同一种氨基酸。
标准遗传密码子在各类生物中基本通用，不过少数生物体或细胞器中，有一些密码子对应的氨基酸与标准的不同。
生物对同义密码子的使用经常有偏好性。
不同生物的密码子偏好性不同。
基因一般不重叠。
一段核酸分子一般只有一个开放阅读框（openreadingframe,ORF/可读框），被翻译成一个蛋白。
有些物种也有重叠基因的现象。
2开放阅读框:
ORF从起始密码子ATG到终止密码子TGA,TAAorTAG之间的连续的蛋白编码序列
CDS编码序列当ORF可以预测一个蛋白时
3tRNA二级结构:
三叶草结构
4tRNA的特异性加载：
（翻译的高保真性）
氨酰-tRNA合成酶对相应tRNA分子有很强的专一性：
第二密码子：
氨酰-tRNA合成酶接受相应氨基酸时有很强的忠实性：
校正：
双筛选机制—酶的活性中心，酶中的编辑位点
5氨酰-tRNA（AA-tRNA）：
3’-end加载了一个氨基酸的tRNA分子。
是在蛋白质合成中，将密码子转换氨基酸的适配器。
SectionQ
1密码子与反密码子的反向互补配对
2一个tRNA可识别的密码子数由反密码子的第一位碱基决定
摆动学说：
第三位密码子与第一位反密码子的配对可以摆动
反密码子第一位为A或C时，配对无摇摆现象。
3核糖体的E，P，A位点
A位：
接受AA-tRNA部位.
除了起始氨酰-tRNA，其他所有AA-tRNA都只能进A位点。
P位：
肽酰基-tRNA结合部位。
起始氨酰-tRNA也进入此位点。
E位：
空载tRNA离开核糖体的位点。
4核糖体各亚基的功能
核糖体小亚基功能：
结合mRNA
促进密码子与反密码子的正确结合
mRNA移位
大亚基的功能A位、P位、肽酰转移酶（转肽酶）中心等在大亚基上。
负责携带AA-tRNA、肽键/肽链的形成
5翻译的基本内容
核糖体与mRNA结合
氨酰tRNA逐个进入核糖体
氨酰tRNA通过反密码子与mRNA互补配对
氨酰tRNA分子的氨基酸之间形成肽键。
空载tRNA的释放
肽链的释放
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