分子生物学期末总复习.docx

分子生物学期末总复习.docx

《分子生物学期末总复习.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《分子生物学期末总复习.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

分子生物学期末总复习

分子生物学-期末总复习

极性突变,极性效应:

在同一个操纵子中，一个结构基因发生突变后，它除了影响该基因本身产物的表达外，还（在转录或翻译水平）影响其后结构基因的表达，并且具有极性梯度的特征。

操纵子：

转录的功能单位。

很多功能上相关的基因前后相连成串，由一个共同的控制区进行转录的控制，包括结构基因以及调节基因的整个DNA序列。

主要见于原核生物的转录调控

DNA合成：

需要

4种dNTP、二价金属离子（Mg2+或Mn2+）

Primer引物（提供3’-OH）

Template模板（Watson-Crickbase-pairing）

ATP的水解提供能量

DNA合成方向：

从引物3’-OH延伸，5’到3’方向合成

产物DNA的极性与模板单链相反

DNA聚合酶（DNA-dependentDNApolymerase）催化

端粒酶

反转录酶

端粒酶以自身RNA为模板延长染色体突出的3’端

端粒酶是蛋白质和RNA的复合物

参与DNA复制的酶：

拓扑异构酶：

拓扑异构酶Ⅰ解除超螺旋，拓扑异构酶Ⅱ增加超螺旋

解链酶：

解除DNA双螺旋

单链DNA结合蛋白：

DNA复制过程中，在DNA分叉处与单链DNA结合的蛋白质。

防止已解链的双链还原、退火，使复制得以进行。

引物酶：

合成一小段RNA，用来引导DNA聚合酶起始DNA链的合成

DNA聚合酶

DNA连接酶

基因表达：

指基因的遗传信息通过转录和翻译传递到蛋白质和功能性RNA等基因产物的过程。

功能性RNA：

rRNA、tRNA、snRNA

转录：

是基因表达的第一步

以dsDNA中的一条单链作为转录的模板

依赖DNA的RNA聚合酶催化

以NTPs为底物，按A=U，CºG配对的原则，合成RNA分子,不需要引物,从头合成

RNA链合成方向5’→3’，与非模板单链DNA的极性方向相同（模板单链DNA的极性方向为3’→5’。

模板链，反义链，waston链

编码连，有义链，crick链

不对称转录：

某一基因只以一条单链DNA为模板进行转录

转录单位：

从启动子（promoter）到终止子（terminator）的一段DNA

原核生物中多为多顺反子，真核生物中多为单顺反子。

转录原点记为+1，其上游记为负值，下游记为正值

转录起始：

RNA聚合酶结合启动子，形成启动子-聚合酶复合物

全酶不断改变与DNA的结合部位，直到找到正确的启动子序列，启动子处DNA开始解链，封闭启动子转变为开放启动子。

启动子清理（promoterclearance）：

当开放的启动子复合物足够稳定时，DNA聚合酶离开启动子，释放出σ亚基，核心酶空出启动子位点以进行下次转录起始。

启动子清理通常伴随着流产起始：

进行中的转录常常在合成了一段寡核苷酸之后停止，聚合酶回到起始位置。

1~9个核苷酸残基。

流产转录：

聚合酶合成，释放出寡核苷酸

转录延伸：

OncetheRNApolymerasehassynthesizedashortstretchofRNA（~10nt）,transcriptionshiftsintotheelongationphase.

Thistransitionrequiresfurtherconformationalchangeinpolymerasethatleadsittogripthetemplatemorefirmly.

Functions:

synthesisRNA,unwindstheDNAinfront,re-annealsitbehind,dissociatesthegrowingRNAchain

转录起始移动速度慢，延伸时核心酶与DNA的非专一性静电结合力才能力高RNA链的延伸速度。

转录终止

RNA合成全长基因后，将RNAtranscript（转录本）释放出来

在一些细胞中，终止发生在特异的序列确定的RNA序列上，称为终止子。

有的细胞缺少这样的终止序列。

大肠杆菌启动子由两个重要部分组成：

核心启动子（-35~-10，RNA聚合酶的结合位点）、上游元件（-60-70~-40CAP—cAMPbindingsite）

核心启动子区域：

-35Box（sextamabox）:

-35siteRNApol.looselybindingsite。

Rsite，TTGAC

PribnowBox：

-10siteRNApol.firmlybindingsite（Bsite），TATAAT

Transcriptionstartsite：

RNAtranscriptionalinitiationsite（Isite）

-35Box与PribnowBox间距17bp,有利于RNApol启动，17bp的间距较17bp的序列对转录更为重要

间距趋近于17bp，上调突变，启动子活力增强。

间距远离于17bp，下调突变，启动子活力减弱

consensussequence一致序列：

不同启动子的-35，-10区序列间存在较为保守的标准序列。

σ亚基能够识别启动子的一致序列，并且只在起始时起作用。

σ亚基能识别R位点和B位点，与模板链特异性结合

σ亚基决定了强启动子、弱启动子。

终止子：

使得延伸阶段聚合酶离开DNA

基因末端终止子（terminator）、基因内部终止子（attenuator）

ρ因子非依赖性终止子结构：

有回文序列

GCrich，形成发卡茎环结构

茎环末端连有一连串U

ρ因子

1.终止活性，可能是通过与RNA聚合酶直接作用，在酶的活性位点处嵌入DNA—RNA杂交链中，使RNA从DNA模板上脱离。

2.附着在新生RNA上，依靠ATP释放的能量，按照一种热追赶模型与停留在依赖ρ因子终止子出的RNA聚合酶结合，将转录物从DNA上释放出来

RNA聚合酶：

真核生物：

RNA聚合酶Ⅰ：

rRNA

RNA聚合酶Ⅱ：

mRNA

RNA聚合酶Ⅲ：

tRNA、5sRNA、snRNA

原核生物：

一种RNA聚合酶

真核生物转录在核中进行而不是在细胞质中进行。

真核生物转录先合成前体mRNA

RNA加工（RNAprocessing）：

转录后加工（戴帽、加尾、剪接、甲基化和编辑）

mRNA5’帽子的结构

m7Gcap和五碳糖以5’-5’三磷酸键连接

基本水平转录的顺式因子，负责管家基因的组成型表达：

核心启动子帽子位点（capsite+1）和-30保守序列（TATA盒）

上游控制元件（UpstreamPromoterElement）：

-70保守序列（GC岛和CAATbox）

CAATbox的突变对转录起始影响很大，决定了启动子起始转录的效率。

CAATbox对启动子的特异性并无直接影响，但可以增强启动子的强度。

特异诱导高效表达的顺式因子

增强子（enhancer）沉默子

Enhancer由两个以上的增强子成分（EnhancerElement）组成，EnhancerElement由两个紧密相连的增强子元（Enhanson）组成，各个Enhanson与激活蛋白（activator）结合

增强子：

增强特异性转录，可远距离控制，无方向性。

有组织和细胞的特异性，增强子的表达需要特异的蛋白因子的作用。

绝缘子（insulater）

是一段具有特化染色质结构的区域，它能阻断增强子或沉默子对靶基因/启动子的增强或失活作用效应

用于调控转录起始效率的序列（顺式作用元件）。

加强启动的序列：

Promoterproximalelement近启动子元件

Upstreamactivatorsequence（UAS）上游激活序列

Enhancer增强子

阻遏性元件:

Silencer沉默子

Insulator绝缘子/Boundaryelements边界序列

真核细胞转录启动子的清空：

由RNA聚合酶ⅡC端结构域的磷酸化启动。

（RNA聚合酶ⅡC端结构域含有七肽重复，Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser）

磷酸化由TFⅡ酶催化。

真核转录需要的蛋白：

RNAP

GTPs

中介因子蛋白

激活蛋白

核小体修饰、重装蛋白

mRNA转录后加工：

指细胞核内对mRNA前体（Pre-mRNA）进行各种修饰、剪接和编辑，生成成熟mRNA，使编码蛋白质的外显子部分连接成为一个连续的开放阅读框（openreadingframeORF）的过程。

RNA加工

5’戴帽

剪接去除内含子

3’端多聚腺苷酰化

甲基化

RNA编辑

成熟的mRNA才能通过核孔被运出细胞核，在细胞质中进行翻译。

5’戴帽、3’端多聚腺苷酰化的作用

保护mRNA不被外切酶降解

增加翻译速率，翻译时供起始因子和核糖体识别

5’戴帽能使mRNA通过核孔进入细胞质

5’戴帽有利于第一个内含子的剪切，3’端多聚腺苷酰化有利于最后一个内含子的剪切

3’端多聚腺苷酰化

与转录终止过程偶联

PolIICTD参与招募多聚腺苷化酶

转录产物RNA上的poly-A信号促发多聚腺苷化反应

前体mRNA=核不均一RNAhnRNA

hnRNP:

（核不均一核糖核蛋白）

能够保护hnRNA维持单链结构，协助完成RNA加工过程

外显子：

编码蛋白的基因序列

内含子：

在转录后的加工中，从最初的转录产物除去的内部的核苷酸序列

RNA剪接：

在内含子与外显子交界处产生断裂去除内含子，并将外显子末端连接生成完整的可读框/ORF。

GT-AG法则：

多数细胞核mRNA前体中内含子的5‘边界序列为GU，3’边界序列为AG。

因此，GU表示供体衔接点的5‘端，AG表示接纳体衔接点的3’端。

把这种保守序列模式称为GU-AG法则，

剪接反应机理：

两个连续的转酯反应

内含子剪切下来形成套马索式的结构。

剪接体：

由核内一种富含U的小分子RNA（snRNA）和若干剪接蛋白组成。

作用是通过不同RNA分子间的互补序列，将内含子的3个关键位点精确而又有序地聚在一起，便于完成转酯反应。

snRNA的作用

剪接体聚集

识别在前体RNA中的特异性剪接信号（三个位点）

催化（核酶）

核酶：

自身具有酶活性的RNA分子。

自我剪接内含子：

内含子能够自我折叠成特殊构象，并且催化内含子的释放和外显子的链接。

能在没有任何蛋白或者RNA的协助下，自我剪接。

第一类自我剪接内含子：

自由的G攻击5’端剪接位点。

外显子5’端剪接位点3’末端-OH与3’端剪接位点链接。

GroupIintrons

比第二类自我剪接内含子小

形成一个保守的二级结构，含有内部引导序列与5’端剪接位点的外显子序列互补。

三级结构形成一个口袋结合位点，结合鸟苷酸

ThreeclassesofRNASplicing

Class

Abundance

Mechanism

CatalyticMachinery

Nuclearpre-mRNA

Verycommon;mosteukaryoticgenes

2transesterification;

branchsiteA

spliceosome

GroupIIintrons

Rare;someeukaryoticgenesfromorganellesandprokaryotes

2transesterificati