《分子生物学》期末复习资料.docx

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《分子生物学》期末复习资料

分子生物学期末总复习

第一章

1、核苷酸由磷酸、核糖和碱基3部分组成。

2、染色体包括DNA和蛋白质两大部分。

3、作为遗传物质，染色体具有如下特征：

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。

4、染色体蛋白主要分为组蛋白和非组蛋白两类。

组蛋白是染色体的结构蛋白，分为H1、H2A、H2B、H3及H4五种，与DNA共同组成核小体。

组蛋白含有大量的赖氨酸和精氨

酸。

5、组蛋白具有如下特性：

（1）进化上的极端保守性

（2）无组织特异性

（3）肽链上氨基酸分布的不对称性

（4）普遍的修饰作用

6、C值，通常是指一种生物单倍体基因组DNA的总量。

7、C值反常现象（C-valueparadox）：

C值与种系进化复杂程度不一致或基因组大小与遗传复杂性之间无必然联系。

8、真核细胞DNA序列可被分为3类：

不重复序列（mRNA）、中度重复序列（r\tRNA）、高度重复序列（卫星DNA）

9、Nucleosome（核小体）是染色质的基本结构单位，由~200bpDNA和组蛋白八聚体组成。

10、核心颗粒包括组蛋白八聚体及与其结合的146bpDNA，该序列绕在八聚体外面1.75圈，每圈约80bp。

11、原核细胞DNA特点：

结构简练、有重复基因、存在转录单元

12、DNA又称脱氧核糖核酸，是deoxyribonucleicacid的简称，其基本单位是脱氧核苷酸。

在DNA分子中，嘌呤永远与嘧啶配对，而且腺嘌呤（A）只能与胸腺嘧啶T）配对，鸟嘌呤（G）只能与胞嘧啶（C）配对。

13、DNA链的基本特点是：

（1）DNA是由两条互相平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成的。

（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。

（3）两条链上的碱基通过氢键相结合，形成碱基对。

14、DNA的一级结构是指4中脱氧核苷酸的排列顺序，二级结构是双螺旋结构，超螺旋结构是DNA高级结构的主要形式，可分为正超螺旋与负超螺旋两大类。

15、DNA的半保留复制（semi-conservativereplication）：

DNA在复制过程中，每条链分别作为模板合成新链，产生互补的两条链。

这样新形成的两个DNA分子与原来DNA分子的碱基顺序完全一样。

因此，每个子代分子的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的，这种复制方式被称为DNA的半保留复制。

16、DNA的半不连续复制（semidiscontinuousreplication）：

前导链的连续复制和滞后链的不连续复制在生物界是有普遍性的，因而称之为DNA的半不连续复制。

17、复制过程及相应的酶：

引发（引发酶）——延伸（DNA聚合酶III）——切割（DNA聚合酶I）——填平（DNA聚合酶I）——连接（DNA连接酶）

18、前导链（leadingstrand）:

与复制叉移动的方向一致，通过连续的5ˊ-3ˊ聚合合成的新的DNA链。

19、后随链（laggingstrand），与复制叉移动的方向相反，通过不连续的5ˊ-3ˊ聚合合成的新的DNA链。

又称滞后链。

20、复制起点呈叉子形式，被称为复制叉（Replicationfork）。

21、DNA复制的三要素：

起点、方向、速度

22、DNA的复制是由固定的起始点开始的把生物体的复制单位称为复制子（replicon）

23、DNA的复制主要是从固定的起始点以双向等速复制方式进行的。

24、复制的几种主要方式：

线性DNA双链的复制、环状DNA双链的复制（θ型

滚环型、D-环型）

25、DNA聚合酶的共同点：

（1）都以dNTP为底物。

（2）都需要Mg2+激活；

（3）聚合时必须有模板链和具有3‘—OH末端的引物链

（4）链的延伸都方向为5'→3'

26、DNA聚合酶类型及功能：

DNA聚合酶I保证了DNA复制的准确性，保证连接酶将片段连接起来。

DNA聚合酶II的活性很低生理功能主要是起修复DNA的作用。

DNA聚合酶III是大肠杆菌DNA复制中链延长反应的主导聚合酶。

27、真核细胞中有5种DNA聚合酶，分别称为DNA聚合酶α、β、γ、δ和ε。

DNA聚合酶α主要参与引物合成。

DNA聚合酶β活性水平稳定，主要在DNA损伤的修复中起作用。

DNA聚合酶δ是主要负责DNA复制的酶。

DNA聚合酶ε的主要功能可能是在去掉RNA引物后把缺口补全。

28、DNA修复系统：

直接修复、重组修复、SOS系统、错配修复、切除修复（碱基切除、核苷酸切除）

29、糖苷水解酶能特异性切除受损核苷酸上的N-β糖苷键，形成去嘌呤或去嘧啶位点，统称为AP位点。

30、DNA的转座，或称移位（transposition），是由可移位因子介导的遗传物质重排现象。

31、转座子（transposon，Tn）是存在于染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。

32、转座作用的遗传学效应：

（1）转座引起插入突变，导致结构基因失活；

（2）转座产生的新的基因；

（3）转座产生染色体畸变；

（4）转座引起生物进化。

第二章

1、基因表达包括转录和翻译。

2、转录（transcription）是指拷贝出一条与DNA链序列完全相同（除了T→U之外）的RNA单链的过程，是基因表达的核心步骤。

3、与mRNA序列相同的那条DNA链是编码链（codingstrand）或称有意义连（sensestrand），另一条根据碱基互补原则指导mRNA合成的DNA链则被称为模板链（templatestrand）或称反义链（antisensestrand）。

4、转录的基本过程：

模板识别、转录起始、通过启动子、转录的延伸、终止

5、RNA聚合酶特性：

RNA聚合酶是转录过程中最关键的酶，主要以双链DNA为模板，以4种核苷三磷酸作为活性前体，并以Mg2+/Mn2+为辅助因子，催化RNA链的起始、延伸和终止，它不需要任何引物，催化生成的产物是与DNA模板链相互补的RNA。

6、σ因子的作用是负责模板链的选择和转录的起始，它是酶的别构效应物，使酶专一性识别模板上的启动子。

7、真核细胞中三类RNA聚合酶特性比较：

酶产物

RNA聚合酶IrRNA

RNA聚合酶IIhnRNA

RNA聚合酶IIItRNA

8、合成并释放2-9个核苷酸的短RNA转录物，即所谓的流产式起始。

9、启动子（Promoters）是一段位于结构基因5’端上游区的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确地相结合并具有转录起始的特异性。

10、转录起点是指与新生RNA链第一个核苷酸相对应DNA链上的碱基，通常为嘌呤。

把起点5'末端的序列称为上游而把其3'末端的序列称下游。

起点为+1，下游方向依次为+2、+3……等，上游方向依次为–1、–2、–3……等等。

11、转录单元（transcriptionunit）是一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列。

12、在真核生物基因中，在转录起始点上游–25～–30bp处，保守序列为TATAAA，也称TATA区。

在起始位点上游–70～–78bp处还有另一段共同序列CCAAT，称为CAAT区。

13、真核基因的启动子在–25～–35区含有TATA序列，在–70～–80区含有CCAAT序列（CAATbox），在–80～–110含有GCCACACCC或GGGCGGG序列（GCbox）。

将TATA区上游的保守序列称为上游启动子元件（upstreampromoterelement，UPE）

14、能强化转录起始的序列为增强子或强化子（enhancer）

15、原核与真核生物mRNA的特征比较：

（1）原核生物mRNA半衰期短，真核生物较长；

（2）原核细胞的mRNA有时可以编码几个多肽，而真核细胞的mRNA最多只能编码一个多肽。

（3）原核生物mRNA的5’端无帽子结构，3’端没有或只有较短的多聚（A）结构。

（4）原核生物常以AUG（有时GUG，甚至UUG）作为起始密码子，而真核生物几乎永远以AUG作为起始密码子。

（5）真核生物发生在不同的空间和时间范围内，原核生物则不同。

16、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（Shine-Dalgarnosequence）的保守区，因为该序列与16S-rRNA3’端反向互补，所以被认为在核糖体-mRNA的结合过程中起作用。

17、只编码一个蛋白质的mRNA称为单顺反子mRNA（monocistronicmRNA），编码多个蛋白质的mRNA称为多顺反子mRNA（polycistronicmRNA）。

18、基因（gene）：

产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核苷酸序列。

19、第一个甲基出现在所有真核细胞的mRNA中，由尿苷酸-7甲基转移酶催化，称为零类帽子（cap0）。

20、在第二个核苷酸（原mRNA5’第一位）的2’-OH位上加另一个甲基，这步反应由2’-O-甲基转移酶完成。

一般把有这两个甲基的结构称为1类帽子（cap1）。

21、有选择性地越过某些外显子或某个剪接点进行变位剪接，产生出组织或发育阶段特异性mRNA，称为内含子的变位剪接。

22、RNA的编辑（RNAediting）是某些RNA，特别是mRNA的一种加工方式，它导致了DNA所编码的遗传信息的改变。

23、内含子（intron）：

是真核生物细胞DNA中的间插序列。

这些序列被转录在前体RNA中，经过剪接被去除，最终不存在于成熟RNA分子中。

在成熟mRNA被保留下来的基因部分被称为外显子。

24、内含子类型：

GU--AGAU--ACI、II、III类内含子等；

其中，在I类内含子切除体系中，鸟苷或鸟苷酸的3’-OH作为亲核基团攻击内含子5’端的磷酸二酯键，从上游切开RNA链。

在II类内含子切除体系中，内含子本身的某个腺苷酸2’-OH作为亲核基团攻击内含子5’端的磷酸二酯键，从上游切开RNA链后形成套索状结构。

第三章

1、翻译（translation）是指将mRNA链上的核苷酸从一个特定的起始位点开始，按每3个核苷酸代表一个氨基酸的原则，依次合成一条多肽链的过程。

2、遗传密码的性质：

（1）密码的连续性；

（2）密码的简并性；（3）密码的通用性与特殊性；（4）密码子与反密码子的相互作用

3、简并（degeneracy）：

由一种以上密码子编码同一

个氨基酸的现象称为简并。

4、对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子（synonymouscodon）。

5、起始密码子:

AUG终止密码子：

UAG、UGA、UAA

6、tRNA二级结构：

三叶草型结构：

D臂、受体臂（其3’端的最后3个碱基序列永远

是CCA）、TψC臂（其中ψ表示拟尿嘧啶）、反密码子臂

7、tRNA的三级结构：

倒写的L型；tRNA稀有碱基含量非常丰富。

8、真核生物起始tRNA携带甲硫氨酸（Met），原核生物起始tRNA携带甲酰甲硫氨酸（fMet），Met-tRNAfMet必须首先甲酰化生成fMet-tRNAfMet才能参与蛋白质的生物合成。

9、将代表相同氨基酸的不同tRNA称为同工tRNA。

10、不同生物核糖体及rRNA的组成：

原核生物的rRNA分三类：

5SrRNA、16SrRNA和23SrRNA。

真核生物的rRNA分四类：

5SrRNA、5.8SrRNA、18SrRNA和28SrRNA。

11、真核生物细胞核糖体蛋白质中，大亚基含有49种蛋白质，小亚基有33种蛋白质，大肠杆菌核糖体小亚基由21种蛋白质组成，大亚基由36种蛋白质组成。

12、蛋白质的生物合成包括氨基酸活化、肽链的起始、延伸、终止以及新合成多肽链的折叠和加工。

13、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；

（4）切除新生肽链中非功能片段。

14、若某个蛋白质的合成和运转是同时发生的，则属于翻译运转同步机制；若蛋白质从核糖体上释放后才发生运转，则属于翻译后运转机制。

15、前导肽跨膜运转时首先与线粒体外膜上的受体相结合。

16、信号肽（Signalpeptide）：

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。

第四章

1、其合成速率不受环境变化或代谢状态的影响，这一类蛋白质被称为永久型（constitutive）合成的蛋白质。

2、适应型或调节型（adaptiveorregulated）蛋白质：

其合成速率明显地受环境的影响而改变。

3、从DNA到蛋白质的过程称为基因表达，对这个过程的调节就称为基因表达调控（generegulation或genecontrol）。

4、基因表达调控主要表现在以下二方面：

转录水平上的调控；转录后水平上的调控，包括：

（1）mRNA加工成熟水平调控

（2）翻译水平调控

5、原核生物的基因调控主要是转录调控，包括负转录调控和正转录调控。

6、在负转录调控系统中，调节基因的产物是阻遏蛋白，阻止结构基因转录。

根据其作用特征又分为负控诱导和负控阻遏二大类。

7、在负控诱导系统中，阻遏蛋白不与效应物（诱导物）结合时，结构基因不转录；在负控阻遏系统中，阻遏蛋白与效应物结合时，结构基因不转录。

阻遏蛋白作用于操纵区。

8、在正转录调控系统中，调节基因的产物是激活蛋白。

根据其作用特性分为正控诱导系统和正控阻遏系统。

9、在正控诱导系统中，效应物分子（诱导物）的存在使激活蛋白处于活性状态；在正控阻遏系统中，效应物分子的存在使激活蛋白处于非活性状态。

10、σ70因子只有在核心酶结合到DNA链上之后才能与启动子区相结合，而σ54则类似于真核生物的TATA区结合蛋白，可以在无核心酶时独立结合到启动子上。

11、乳糖操纵子的调控模式：

A.Z、Y、A基因产物由同一条多顺反子mRNA分子所编码。

B.该mRNA分子的启动区（P）位于阻遏基因（I）与操纵区（O）之间，不能单独起始半乳糖苷酶和透过酶基因的高效表达。

C.操纵区是DNA上的一小段序列（仅为26bp），是阻遏物的结合位点。

D.当阻遏物与操纵区相结合时，lacmRNA的转录起始受到抑制。

E.诱导物通过与阻遏物结合，改变其三维构象，使之不能与操纵区相结合，诱发lacmRNA的合成。

12、包括起始密码子AUG和终止密码子UGA，能产生一个含有14个氨基酸的多肽，称为前导肽。

13、当培养基中色氨酸浓度低，负载有色氨酸的tRNATrp就少，翻译通过两个相邻色氨酸密码子的速度就慢，当4区被转录完成时，核糖体才进行到1区，前导区2-3配对，不形成3-4配对的终止结构，转录继续进行。

相反，培养基中色氨酸浓度高，核糖体顺利通过两个相邻的色氨酸密码子，在4区被转录之前就到达2区，3-4区自由配对形成茎-环状终止子结构，转录停止。

14、重叠基因的影响：

trpE基因的终止密码子和trpD基因的起始密码子共用核苷酸；存在偶联翻译现象，耦联翻译可能是保证两个基因产物在数量上相等的重要手段。

第五章

1、真核生物基因调控主要包括：

瞬时调控或称可逆性调控、发育调控又称不可逆调控。

2、基因家族（genefamily）：

真核细胞中许多相关的基因常按功能成套组合，被称为基因家族。

3、同一基因的转录产物由于不同的剪接方式形成不同mRNA的过程称为选择性剪接。

4、DNA水平的调控包括基因丢失、扩增、重排和移位等。

5、基因扩增（geneamplification）是指某些基因的拷贝数专一性大量增加的现象，它使细胞在短期内产生大量的基因产物以满足生长发育的需要，是基因活性调控的一种方式。

6、核心启动子（corepromoter）：

是指保证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-25∼-30bp处的TATA盒。

7、上游启动子元件（upstreampromoterelement，UPE）包括通常位于-70bp附近的CAAT盒（CCAAT）和GC盒（GGGCGG）等，能通过TFIID复合物调节转录起始的频率，提高转录效率。

8、反式作用因子（trans-actfactor）是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（表7-5），参与调控靶基因转录效率的蛋白质。

9、反式作用因子中的结合域：

A、螺旋-转折-螺旋结构。

B、锌指蛋白：

包括锌指、锌钮和锌簇结构

C、碱性-亮氨酸拉链

D、碱性-螺旋-环-螺旋

E、同源域（是指编码60个保守氨基酸序列的DNA片

段）

10、转录活化域有下列特征性结构：

（1）带负电荷的螺旋结构。

（2）富含谷氨酰胺的结构。

（3）富含脯氨酸的结构。

11、顺式作用元件（cis-actingelement）：

指与结构基因串联的特定DNA序列，是转录因子的结合位点，它们通过与转录因子结合而调控基因转录的精确起始和转录效率。

12、DNA文库（library）：

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。

13、cDNA文库：

指某些生物基因组中所有可表达的基因片段，经mRNA反转录后获得相应的cDNA的集合，将这些cDNA的集合经转入和克隆后贮存于受体细胞群落中，这个受体细胞群落即构成该生物的cDNA文库。

14、基因工程（geneticengineering）：

是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。

包括获取目的基因、基因表达载体的构建、导入受体细胞、目的基因的检测和表达步骤。

大家复习时重点放在前3章，后2章内容为次重点（老师说滴）

1、C值反常现象（C-valueparadox）:

C值，通常是指一种生物单倍体基因组DNA的总量。

指C值往往与种系的进化复杂程度不一致，即基因组大小与遗传复杂性之间没有必然的联系，某些低等生物的C值却很大，如一些两栖类动物的C值甚至比哺乳动物的还大

2、核小体（Nucleosome）:

是染色质的基本结构单位，由H2A、H2B、H3、H4各两个分子生成的八聚体和由大约200bpDNA组成。

八聚体在中间，DNA分子盘绕在外，而每个核小体只有一个H1，分布在核小体的外面。

3、半保留复制（Semi-conservative）:

DNA在复制过程中，每条链分别作为模板合成新链，产生互补的两条链。

这样新形成的两个DNA分子与原来DNA分子的碱基顺序完全一样。

因此，每个子代分子的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的

4、多顺反子（polycistron）；能编码多个蛋白质的mRNA

5、AP位点（APsite）所有细胞中都带有能够识别受损核酸位点的不同核酸水解酶，能够特异性的切除受损核酸N-β的糖苷键，形成去嘌呤和去嘧啶的位点，即AP位点

6、DNA的半不连续复制（semidiscontinuousreplication）:

前导链的连续复制和滞后链的不连续复制在生物界是有普遍性

7转座子（transposon，Tn）是存在于染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。

8、DNA转座（DNATransposition）或称移位，是由可移位因子介导的遗传物质重排现象。

9、转录（transcription）指拷贝出一条与DNA链序列完全相同（除了T→U之外）的RNA单链的过程，是基因表达的核心步骤

10、翻译（translation）是指以新生的mRNA为模板，把核苷酸三联遗传密码子翻译成氨基酸序列、合成多肽链的过程，是基因表达的最终目的。

11、编码链（codingstrand）:

与mRNA序列相同的那条DNA链

12、后随链;与复制叉移动的方向相反，通过不连续的5’-3’聚合成新的DNA链，又称滞后链。

13、启动子（promoter）；启动子是一段位于结构基因5’端上游区的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确地相结合并具有转录起始的特异性

14、转录单元（transcriptionunit）是一段从启动子开始至终止子（terminator）结束的DNA序列。

15、RNA的编辑（RNAediting）是某些RNA，特别是mRNA的一种加工方式，它导致了DNA所编码的遗传信息的改变，因为经过编辑的mRNA序列发生了不同于模板DNA的变化。

16、同工tRNA将代表相同氨基酸的不同tRNA称为同工tRNA

17、信号肽：

在起始密码子后，有一段编码疏水性氨基酸序列的RNA区域，这个氨基酸序列就被称为信号肽

18、基因家族（genefamily）真核细胞中许多相关的基因常按功能成套组合，被称为基因家族。

19、顺式作用元件（cis-actingelement）指启动子和基因的调节序列，主要包括启动子，增强子和沉默子等

20、反式作用因子（transactingfactor）：

反式作用因子是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（表7-5），参与调控靶基因转录效率的蛋白质。

21、DNA文库:

某一特定来源的DNA通过细胞DNA克隆技术构建成含有所有DNA片段的重组DNA分子，并转化到细胞内，构成DNA文库，根据来源不同，可分为基因组DNA文库和cDNA文库

22、cDNA文库：

以特定组织或细胞内mRNA为模板，逆转录形成的互补DNA与适当载体链接后，转入受体菌形成重组DNA克隆群，这样包含着细胞全部mRNA信息的cDNA克隆聚合称为该组织或细胞的cDNA文库

23、基因产生一条多肽链或功能RNA所必须的全部核苷酸序列

24、内含子的变位剪接；在高等真核生物个体发育或细胞分化过程中，可以有选择性的越过某些外显子或某个剪切点进行变位剪接，产生出组织或发育阶段特异性mRNA

染色体具有如下特征：

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

组蛋白具有如下特性：

1、进化上的极端保守性

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,如甲基化、乙基化、磷酸化及ADP核糖基化等。

原核细胞DNA特点：

1、结构简炼。

原核DNA分子的绝大部分是用来编码蛋白质的，只有很小一部分控

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几个特定部位，形成转录单元并转录产生含多个mRNA的分子，称为多顺反子mRNA3、有重叠基因一些细菌和动物病毒存在重叠基因，同一段DNA能携带两种不同蛋白质的信息。

原核生物后随链形成的基本过程和关键酶？

（1）引发（引发酶，RNA聚合酶）

（2）延伸（DNA聚合酶III）

（3）切割（DNA切割酶I）

（4）填平（DNA聚合酶I）

（5）连接（DNA连接酶）

内含子的类型和定位？

内含子类型

细胞内定位

GU-AG

细胞核、前体mRNA（真核）

AU-AC

细胞核、前体mRNA（真核）

Ⅰ内含子

细胞核、前体rRNA（真核）、细胞器RNA、少数细菌RNA

Ⅱ内含子

细胞器RNA、部分细菌RNA

Ⅲ类内含子

细胞器RNA

双内含子

细胞器RNA

TRNA前体中的内含子

细胞核、tRNA前体（真核）

DNA聚合酶的共同点：

1、都以dNTP为底物。

2、都需要Mg2+激活。

3、聚合时必须有模板链和具有3‘—OH末端的引物链4、链的延伸都方向为5'→3'

转座作用的遗传学效应