分子生物学总Word文档下载推荐.docx

1、通常只有一个DNA复制起点；非编码区主要是调控序列；存在可移动的DNA序列；基因密度非常高，基因组中编码区大于非编码区；结构基因没有内含子，多为单拷贝，结构基因无重叠现象；重复序列很少，重复片段为转座子；有编码同工酶的等基因；基因组的大部分序列是用来编码蛋白质的，基因之间的间隔序列很短；功能相关的序列常串连在一起，由共同的调控元件调控，并转录成同一mRNA分子，可指导多种蛋白质的合成，这种结构称操纵子。10真核生物基因组的概念及结构特征：.基因组较大。真核生物的基因组由多条线形的染色体构成，每条染色体有一个线形的DNA分子，每个DNA分子有多个复制起点；不存在操纵子结构。真核生物的同一个基因簇

2、的基因，不会像原核生物的操纵子结构那样，转录到同一个mRNA上；存在大量的重复序列。真核生物的基因组里存在大量重复序列，通过其重复程度可将其分成高度重复序列、中度重复序列、低度重复序列和单一序列；有断裂基因。大多数真核生物为蛋白质编码的基因都含有“居间序列”，即不为多肽编码，其转录产物在mRNA前体的加工过程中被切除的成分；真核生物基因转录产物为单顺反子；功能相关基因构成各种基因家族11基因组学的概念：是对生物体所有基因进行研究的一门科学。涉及了基因组作图，核苷酸序列分析，基因定位和基因功能分析。12基因组作图：包含了遗传图谱，物理图谱，DNA序列图，和转录图谱。13基因组学与医学的相关性：单

3、基因病，多基因病，获得性基因病，线粒体基因病。14断裂基因（不连续基因）：大多数的生物结构基因的DNA序列由编码序列和非编码序列两部分组成，编码序列是不连续的，含有非编码的插入序列。15增强子（远上游序列）：增加同它连锁的基因转录效率的DNA序列。16真核生物基因组重复序列种类：非重复序列（单一序列），轻度重复序列，中度重复序列，和高度重复序列。17结构基因组学：主要是通过人类基因组计划的实施，在研究基因组的结构并构建高分辨率的遗传图谱，物理图谱，序列图谱以及转录图谱，和大规模DNA测序基础上有快速发展的生物信息学和计算生物学的介入，帮助克服了很多复杂的DNA拼接，缺口填补，基因的诠释等难题，

4、从而全面揭示了人类基因组的全部DNA序列及其组成。18功能基因组学：是利用结构基因组所提供的信息和产物，发展和应用新的实验技术，通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能，使得生物学研究从多单一基因或蛋白质的研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。19比较基因组学：是基于基因组图谱和测序基础上，对已知的基因和基因组结构进行比较，来了解基因的功能，表达机理和物种进化的科学。20表观基因组学：可以在不影响DNA序列的情况下改变基因组的修饰，这种改变不仅可以影响个体的发育，而且还可以遗传下去。这种在基因组的水平上研究基因组修饰的领域被称为表观基因组学。第三章1开放式阅读框：从起始密码子开始，到终

5、止密码子结束，编码多肽链中出现的氨基酸顺序。其间不存在使翻译中断的终止密码子。2初始转录物：从DNA模板产生的RNA分子。在原核生物中，初级转录物直接作为多肽链合成所用的信使RNA。在真核生物中，在成为mRNA之前，初级转录物通常要经过加工。3RNA聚合酶的种类：RNA聚合酶I：催化合成rRNA的前体，启动子区包含转录起始点。RNA聚合酶II：就是真核聚合酶的主力，负责合成mRNA的前体和大多数核内小RNA（SnRNA），位于起始点上游。RNA聚合酶III：主要转录tRNA及5S rRNA的前体。位于起始点下游。4启动子识别机制：启动子是顺式作用元件，位于DNA上，TATA框就是其中组成的一部

6、分，识别启动子的转录因子，可以结合在RNA聚合酶上，帮助RNA识别启动子，属于反式作用元件。基因的启动子被RNA聚合酶识别到合成RNA核苷酸。5转录的机制：转录的过程包括3个阶段：链起始、链延伸、链终止。链起始：从基因的启动子被RNA聚合酶识别到合成第一个RNA核苷酸的过程。链延伸：是转录物生长的过程。RNA聚合酶转录第一个核苷酸后，向模板链的5方向移动一个核苷酸，然后在转录物第一个核苷酸的3羟基上添加一个与模板链互补的核苷酸。链终止：当RNA聚合酶到达终止序列时，转录物与RNA聚合酶分离，转录终止。现已知存在的终止事件：只依赖DNA模板中的核苷酸序列的自终止事件，以及需要存在终止蛋白的终止时

7、间。6真和生物的RNA加工事件：在真和生物中，初始转录物必须转变成mRNA。这种转变称为RNA加工，包括3类事件：5端的修饰、3端的延伸和内含子的切除。初级转录物的5端末端被连接上一个甲基化的鸟嘌呤核苷酸，称为帽子。最常见的帽子是7-甲基鸟嘌呤核苷。真核mRNA中，3端通常是一段约250个腺苷酸组成的序列。这段多聚腺苷酸序列称为poly（A）尾巴，是在转录后在poly（A）聚合酶的作用下加上去的。这个过程称多聚腺苷酸化。在mRNA从转录复合体上释放之前，所有的内含子均被去除。7RNA剪接机制：真核生物的初级转录物必须经过加工才能称为mRNA，其中需要从初级转录物中切除的序列称为内含子或间隔序列

8、。伴随着内含子切除的是剩余片段-称外显子-的重接，以形成mRNA分子。内含子的切除和外显子的连接既RNA的剪接。（书44主要看图理解，总结不出来）8人类转录物的特征：基因特征中位数平均数内部外显子大小外显子数目内含子大小5非编码区3非编码区编码序列长度占基因组的量122bp71023bp240bp400bp1101bp14kb145bp8.83356bp300bp770bp1341bp27kb9内含子突变的效应：10.转录和RNA加工的偶联：第四章1无义介导衰变：真核生物初级转录物必须经过加工形成mRNA，此过程中需要从初级转录物中的序列中切除内含子，外显子之间相互连接。第一轮翻译中，随着跨越

9、每个外显子-外显子接头的密码子被翻译，标记接头的蛋白质去除。如果所有的内含子都已经从mRNA剪接掉，那么，当翻译到编码序列末端正确的链终止密码子之前的一刻，所有这些蛋白质标记都会被去除。从而，该mRNA释放了所有的蛋白质标记，可为随后的各轮翻译所用。但，如果含有链终止密码的内含子留存在mRNA中，在标记外显子-外显子连接头的所有蛋白质被除去之前，会碰到该终止密码子。当这种情况出现时，核酸酶受到招募，有缺陷的mRNA被销毁。这种质量控制过程称为无义介导衰变。无义介导衰变不仅导致含未剪接内含子的mRNA分子的销毁，而且导致因RNA中核苷酸替换而产生提前终止密码子的突变型mRNA分子的销毁。2多核糖

10、体：多核糖体是一束或一组核糖体。这些核糖体可以附着在mRNA上，同时进行蛋白质翻译，使得蛋白质翻译速度大大加快。在多肽链中连接了大约25个氨基酸之后，AUG起始密码子完全在核糖体之外，因而可以形成第二个起始复合物。总体布局是两个核糖体以相同的速度沿mRNA移动。当第二个核糖体向前移动了一段与第一个核糖体曾经跨过的相同距离时，第三个核糖体可结合到起始位点。这种移动与再起始的过程不断进行，直到mRNA被核糖体以大约每个核糖体80个核苷酸的密度覆盖，这种巨大的翻译单位称为多核糖体。3多顺反子：在原核细胞中，通常是几种不同的mRNA连在一起，相互之间由一段短的不编码蛋白质的间隔序列所隔开，这种mRNA

11、叫做多顺反子mRNA。这样的一条mRNA链含有指导合成几种蛋白质的信息。顺反子的概念来自遗传学中的顺反重组试验，是确定交换片段究竟在一个基因内还是属于两个基因的试验，简言之，一个顺反子就是一个基因，多顺反子就是多个基因。多顺反子见于原核生物意指一个mRNA分子编码多个多肽链。这些多肽链对应的DNA片断则位于同一转录单位内，享用同一对起点和终点。4翻译装置的主要成分：mRNA、核糖体、tRNA、氨酰tRNA合成酶，以及起始、延伸和释放因子等成分。5翻译的基本过程：多肽的合成分成三个阶段起始延伸释放。真核生物大翻译过程，首先要形成起始复合物，然后该复合物沿mRNA扫描起始密码子（AUG），继而反复

12、执行引入新氨酰tRNA、形成新肽链和核糖体移位过程，是肽链延伸，最终达终止密码子，在释放因子作用下，核糖体与mRNA分离。6标准遗传密码的特性：遗传密码：核酸中的核苷酸残基序列与蛋白质中的氨基酸残基序列之间的对应关系。；连续的3个核苷酸残基序列为一个密码子，特指一个氨基酸。标准的遗传密码是由64个密码子组成的，几乎为所有生物通用。遗传密码是三联体密码；遗传密码无逗号（连续排列）遗传密码是不重迭的；遗传密码具有通用性（某些体系如mt.例外）；遗传密码具有简并性（degeneracy ,synonyms）；密码子有起始密码子和终止密码子：起始密码子：AUG（有时也可是GUG或UUG）,终止密码（标

13、点密码子、无意义密码子）：UAA（赭石密码子）,UAG （琥珀密码子）,UGA （乳石密码子）反密码子中的“ 摆动”（wobble）。7转运RNA：多肽中的氨基酸序列时mRNA中核苷酸序列通过一组接头分子-tRNA分子来决定的，每种tRNA与一种特定的氨基酸连接。在mRNA中，三个毗邻核苷酸为一组，每组构成一个（密码子），密码子与tRNA中特定的三个一组的毗邻氨基酸（反密码子）结合，将tRNA所结合的氨基酸带进向生长中的肽链添加氨基酸的流水线中。8氨酰-tRNA合成酶：这组催化每个氨基酸与各自相应的tRNA分子连接。连接了氨基酸的tRNA称为负载tRNA，或酰胺tRNA。9蛋白质折叠：10分子

14、伴侣：11三联体密码子遗传学证据：1961年， Francis Crick等人用遗传学的方法证明了三联密码子的学说的正确性，第一次证实只有用三联子密码的形式才能把包含在由AUGC四个字母组成遗传信息（核酸）准确无误地翻译成由20种不同氨基酸组成的蛋白质序列，实现遗传信息的表达。证据1:用吖啶类试剂（诱导核苷酸插入或丢失）处理T4噬菌体rII位点上的基因，使之发生移码突变，结果生成一个完全不同的、没有功能的蛋白质。证据2:烟草坏死卫星病毒研究发现，其外壳蛋白亚基由400个氨基酸组成，相应的RNA片段长1200个核苷酸，与密码三联子体系正好相吻合。12遗传密码是怎样破解的：1961年，M.Nire

15、nberg等人破译出了第一个遗传密码。采用蛋白质的体外合成技术，在每个试管中分别加入一种氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸。结果加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。实验结果说明：多聚尿嘧啶核苷酸导致了多聚苯丙氨酸的合成，而多聚尿嘧啶核苷酸的碱基序列是由许多个尿嘧啶组成的，可见尿嘧啶的碱基序列编码由苯丙氨酸组成的肽链，与苯丙氨酸对应的密码子应该是UUU。1964年，M. Nirenberg等人首先合成一个已知序列的核苷酸三聚体，然后与大肠杆菌核糖体和氨酰tRNA一起温育。由此确定与已知核苷酸三聚体结合的tRNA上连接的是那一种氨基酸。个实

16、验对于几种密码编码同一个氨基酸提供了直接的、最好的证据。Har Gobind Khorana等人利用有机化学和酶法制备了已知的核苷酸重复序列，以此多聚核苷酸作模板，在体外进行蛋白质合成。发现可以生成三种重复的多肽链。若从A翻译，则合成出多聚Ile，即AUC对应Ile；若从U翻译，则合成出多聚Ser，即UCA对应Ser；若从C翻译，则合成出多聚His，即CAU对应His。这是因为体外合成是无调控的合成，可以随机地从A、或U、或C翻译，所以有三种重复的多肽链生成。第5单元1单顺反子mRNA：有的操纵子转录的mRNA只带一个结构基因的信息，编码一个蛋白质，称单顺反子mRNA。2多顺反子mRNA：大多

17、数操纵子转录的mRNA都带有几个至几十个结构基因的信息，这种mRNA是从一个操纵子中几个首尾相连的结构基因一次转录而成，编码多个蛋白质，称多顺反子mRNA。3顺式作用元件：在真核基因的转录调控区，含有特异的DNA序列，称顺式作用元件，它能够被基因调控蛋白特异性的识别和结合，调控结构基因的表达，包括启动子，增强子，沉默子等。4反式作用因子：一组能直接或间接地与DNA上多种顺式作用元件特异结合，调控基因表达的核内蛋白，即DNA结合蛋白。5负调控：阻遏蛋白与特异DNA序列结合后抑制基因的表达，这种调控方式称负调控。6正调控：与负调控相反，调控蛋白与特异DNA序列结合后促进基因的表达，这种调控方式称正

18、调控。7启动子：是RNA聚合酶结合并启动基因转录的特异DNA序列。8增强子：真核基因转录调控区中能够增强基因转录活性的一段DNA序列。9原核生物基因表达的特点：1.以操纵子为功能单位进行调控。2.mRNA的转录、翻译和降解在细胞质中偶联进行。3.以阻遏蛋白引起的负性调控机制为主。4.原核生物中mRNA携带的遗传信息差异较大。10真核基因表达调控的特征：1.顺式作用元件是真核基因表达调控的决定因素。2.反式作用因子是真核基因表达的调控蛋白。3.正式调控是真核基因表达调控的主要方式。11乳糖操纵子的协调调节：乳糖操纵子由阻遏蛋白和CPA蛋白两种调节因子共同调控。CAP起正调控作用，阻遏蛋白起负调控

19、作用。乳糖操纵子可因环境中葡萄糖和乳糖的存在与否有4种不同的调控模式：1.没有葡萄糖，没有乳糖：由于缺乏阻遏蛋白的诱导剂异乳糖，阻遏蛋白与操纵元件结合，阻碍RNA聚合酶进入结构基因区，乳糖操纵子关闭。2.有葡萄糖，没有乳糖：细菌优先利用葡萄糖，乳糖操纵子关闭。3.有葡萄糖，有乳糖：由于细胞中cAMP浓度较低，不能形成有活性的cAMP-CAP复合物，乳糖操纵子关闭。4.没有葡萄糖，有乳糖，乳糖操纵子开放。12真核基因表达的转录水平调控：1.mRNA5/端加帽，3/端加尾。2.选择性剪接。3.成熟mRNA的核外输出。4.无咦介导的mRNA降解。5.microRNA和siRNA可以引起基因转录后沉默

20、。13原核生物基因表达的转录水平调控：原核生物基因在转录水平的调控主要是以操纵子为单元进行的，并且基因的转录不是由单一因子调控，而是通过负调控因子和正调控因子共同进行复合调控。14色氨酸操纵子的衰减调控机制：书上太多，不晓得哪些才是。第6单元1细胞通讯：是指一个细胞发出的信息传递到另一个细胞产生相应反应的过程。2信号转导：针对外源性信号所发生的各种分子活性的变化，以及将这种变化依次传递至效应分子，以改变细胞功能的过程称信号转导，其最终目的是使机体在整体上对外界环境的变化发生最为适宜的反应。3.受体：存在于细胞表面或细胞内的能够识别和选择性结合某种信号分子（配体）的蛋白分子，至少包括两个功能区域

21、：配体结合区域和产生效应的区域。4.第二信使：细胞表面受体接受细胞外信号（第一信使）后转换而来的细胞内的小分子活性物质称第二信使。5.SH2：由约100个氨基酸组成，介导信号分子与含磷酸酪蛋白分子的结合。这种结构依赖于酪氨酸残基的磷酸化及其周围的氨基酸残基所构成的基序。6.SH3：由50-100个氨基酸组成，介导信号分子与富含脯氨酸的蛋白质分子的结合，其亲和力亦与脯氨酸残基及邻近氨基酸残基所构成的基序有关。7.信号转导受体及分类：根据靶细胞上受体存在的部位，受体分为细胞内受体和细胞表面受体，细胞内受体接受的信号是脂溶性化学信号分子如类固醇激素，甲状腺素等。细胞表面受体接受的信号时水溶性化学信号

22、分子如生长因子、细胞因子等。根据结构、接受信号的种类，转换信号的方式可进一步分为离子通道受体、G蛋白偶联受体和单次跨膜受体（酶偶联受体）三大类。8.细胞内关键信号转导分子：这一网络系统的结构基础是一些小分子活性物质和蛋白质分子，其中的小分子活性物质常被称为第二信使，蛋白分子常被称为信号转导分子，包括蛋白激酶及蛋白磷酸酶、GTP结合蛋白等。9细胞通讯的基本方式：1.细胞间隙连接。2.细胞接触通讯。3.化学通讯。第7单元1.细胞增生：是细胞在严密的控制下有序进入细胞周期而分裂繁殖，为细胞的分化提供来源，补充因死亡而消失的细胞，生物体生长，机体修复等都离不开细胞的增殖。2.细胞周期：是指细胞体积增大

23、，染色体复制，并且分裂成两个各含有 一条完整染色体的子代细胞，包括细胞生长和分裂。3.细胞周期关卡:指细胞周期转折处染色体完整性的监测及对与某些细胞周期事件起始相关的生化途径的监控，而这些细胞周期事件的起始的基础是另一些细胞周期事件的成功完成。调控细胞周期进程的蛋白质，可以主要分为以下几类：1，周期蛋白与周期蛋白依赖性激酶；2，周期蛋白与周期蛋白依赖性激酶抑制因子；3，RB及E2F-DP1转录因子；4,蛋白激酶或磷酸酶；5,泛素和使蛋白质泛素化的酶。4.细胞凋亡：是机体为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序的死亡。目前凋亡过程的详细机制尚不完全清楚，已确定胱天蛋白酶在凋亡过程中起重要作用

24、，细胞凋亡的过程实际上就是capase不可逆的有限水解底物的级联放大反应过程，到目前为止，至少已发现14中capase，capase分子间的同源性很高，结构相似，都是半胱氨酸家族蛋白酶，家族成员以酶前体的形式合成。前体的结构分成三个部分：N端的原域，中间的P20和C端的P10域。域与域之间有可被胱天蛋白酶水解的位点，水解活化后形成四聚体的蛋白水解酶，发挥生物学作用。capase活化机制 在活化过程中，capase前体被水解成3个域，原域丢失，两个P10和P20域组装成含有两个活性中心的四聚体成熟酶。胱天蛋白酶可以按原域的长度、酶在途径中的位置和前体活化的方式分为两类：1）起始者胱天蛋白酶，包括

25、capase8可依次活化capase3、6、7。2）效应者胱天蛋白酶，包括capase3、6、7，位于胱天蛋白酶级联下游，原域较短，前体可被起始者胱天蛋白酶切割而活化，活化后可直接降解胞内的结构蛋白和功能蛋白，引起细胞凋亡，但不能自我激活。capase的效应机制：凋亡细胞的特征性表现，包括DNA裂解为200bp左右的片段，染色质浓缩，细胞皱缩，形成由细胞膜包裹的凋亡小体，然后，这些凋亡小体被其他细胞所吞噬，这一过程约尽力30-60分钟，capase引起上述细胞凋亡相关变化的全过程尚不完全清楚，但至少包括以下三种机制：1）凋亡抑制物 2）破坏细胞结构3）调节蛋白丧失功能。5.两种主要的凋亡信号转

26、导途径：1）外源性死亡受体途径2）细胞色素C释放和capase激活的线粒体途径。6.DNA序列测定：是指DNA一级结构的测定，即DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序的测定。Sanger双脱氧链链终止法1.单链DNA模板的制备（变性，加热）2.DNA模板与测序引物结合3.延伸-终止反应4.变性聚丙烯酰胺凝胶电泳5.放射性自显影（常延迟引物）6.阅读测序结果（5、-3、）Maxam-Gilbert化学降解法测序1.目的DNA模板的制备2.检测DNA片段单侧末端标记（DNA的标记）3.碱基的特异性修饰及化学降解。5.放射性自显影6.阅读测序结果第8单元1.DNA 序列分析技术：是指DNA一级结构的测序，

27、即DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序的测定技术。2.PCR：体外核酸扩增技术，以单链DNA为模板，4种dNTP为底物，在模板3端有引物存在的情况下，用酶在体外进行互补链延伸的技术。3.PCR引物：指两段与待扩增靶DNA序列互补的寡核苷酸片段，其本质是单链DNA片段。4.物进行标记跟踪，利用荧光信息强弱的变化来即时测定特异性产物的量，实时在线监控反应过程，并据此推断目的基因初始量的技术。5.Sanger双脱氧链终止测序法原理及步骤：原理：合成与单链DNA互补的多核苷酸链，由于合成的互补链可在不同位置随机终止反应，产生只差一个核苷酸的DNA分子，从而读取待测DNA分子的测序。 步骤：1 单链DNA模

28、板的制备，（变性，加热）2 DNA模板与测序引物结合（加入DNA聚合酶、4种dNTP） 3 延伸终止反应 4 变性聚丙烯酰胺凝胶电泳 5 反射性自显影 6 阅读测序结果6.PCR技术的基本原理及步骤：类似于DNA在体内复制，首先待扩增的DNA模板加热变性解链，随之将反应混合物冷却至某一温度，这一温度可使引物与它的靶序列发生退火结合，再将温度升高使退火引物在DNA聚合酶作用下得以延伸。热变性复性延伸=1PCR循环1 模板DNA的变性：在两段寡核苷酸引物及4种dNTP参与下对模板进行加热变性（9395,3050s）使DNA双螺旋氢键断裂解离为单链的过程。 2 模板DNA与引物的退火（复性）：温度降

29、至引物Tm值以下3765）两条引物各自与两条单链DNA模板的互补序列配对结合，形成部分双链的过程。 3 引物的延伸：在Tap酶的最适温度（72），模板引物复合物在酶的作用下，以引物3端为起点，dNTP为底物，靶序列为模板，按碱基互不配对半保留复制原理，沿5到3方向合成新链的过程。7. PCR平台效应及产生的原因： 定义：在扩增后期由于产物的积累，使原理呈指数扩增的反应变成平坦的曲线，产物不再随循环数而明显上升。 原因：循环次数过多，会使PCR产物中非特异性产物大量增加，循环次数主要取决于DNA浓度，同时循环次数过度反应中的TaqDNA聚合酶已经不足。 熟悉的内容：8化学降解法测定DNA序列的原理：在选定的核苷酸碱基中引入化学基团，再