分子生物学课件整理朱玉贤.docx

1、分子生物学课件整理朱玉贤1、广义分子生物学：在分子水平上研究生命本质的科学，其研究对象是生物大分子的结构和功能。22、狭义分子生物学：即核酸（基因）的分子生物学，研究基因的结构和功能、复制、转录、翻译、表达调控、重组、修复等过程，以及其中涉及到与过程相关的蛋白质和酶的结构与功能3、基因：遗传信息的基本单位。编码蛋白质或RNA等具有特定功能产物的遗传信息的基本单位，是染色体或基因组的一段DNA序列(对以RNA作为遗传信息载体的RNA病毒而言则是RNA序列)。4、基因：基因是含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，包含产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核苷酸序列。5、功能基因组学：是依附于对DNA序

2、列的了解，应用基因组学的知识和工具去了解影响发育和整个生物体的特定序列表达谱。6、蛋白质组学：是以蛋白质组为研究对象，研究细胞所有蛋白质及其动态变化规律的科学。7、生物信息学：对DNA和蛋白质序列资料中各种类型信息进行识别、存储、分析、模拟和转输8、蛋白质组：指的是由一个基因组表达的全部蛋白质9、功能蛋白质组学：是指研究在特定时间、特定环境和实验条件下细胞表达的全部蛋白质。10、单细胞蛋白：也叫微生物蛋白，它是用许多工农业废料及石油废料人工培养的微生物菌体。因而，单细胞蛋白不是一种纯蛋白质，而是由蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸及不是蛋白质的含氮化合物、维生素和无机化合物等混合物组成的细胞质团。

3、11、基因组：指生物体或细胞一套完整单倍体的遗传物质总和。12、C值：指生物单倍体基因组的全部DNA的含量，单位以pg或Mb表示。13、C值矛盾：C值和生物结构或组成的复杂性不一致的现象。14、重叠基因：共有同一段DNA序列的两个或多个基因。15、基因重叠：同一段核酸序列参与了不同基因编码的现象。16、单拷贝序列：单拷贝顺序在单倍体基因组中只出现一次，因而复性速度很慢。单拷贝顺序中储存了巨大的遗传信息，编码各种不同功能的蛋白质。17、低度重复序列：低度重复序列是指在基因组中含有210个拷贝的序列18、中度重复序列：中度重复序列大致指在真核基因组中重复数十至数万（105）次的重复顺序。其复性速度

4、快于单拷贝顺序，但慢于高度重复顺序。19、高度重复序列：基因组中有数千个到几百万个拷贝的DNA序列。这些重复序列的长度为6200碱基对。20、基因家族：真核生物基因组中来源相同、结构相似、功能相关的一组基因，可能由某一共同祖先基因经重复和突变产生。21、基因簇：基因家族的各成员紧密成簇排列成大段的串联重复单位，定位于染色体的特殊区域。22、超基因家族：由基因家族和单基因组成的大基因家族，各成员序列同源性低，但编码的产物功能相似。如免疫球蛋白家族。23、假基因：一种类似于基因序列，其核苷酸序列同其相应的正常功能基因基本相同、但却不能合成功能蛋白的失活基因。24、复制：是指以原来DNA（母链）为模

5、板合成新DNA（子链）的过程。或生物体以DNA/RNA为模板合成DNA/RNA的过程。25、半保留复制：DNA复制过程中，新合成的子代DNA分子中，一条链是新合成的，另外一条链来自亲代，这种复制方式称为半保留复制。26、复制子：基因组上能够独立进行复制的单位，包括复制起点和复制终点。所有的原核生物的染色体、噬菌体仅有一个复制子；真核生物的染色体有多个复制子27、复制起始点：DNA分子上起始复制并控制复制起始频率的特定位置28、复制终点：终止复制的位点。29、复制叉：又称生长点，复制开始时，起始点处的DNA双螺旋要解链，松开的两股链和未松开的双螺旋形状象一把叉子，称为复制叉，是复制有关的酶和蛋白

6、质组装成新的复合物和新链合成的部位。30、引物：是人工合成的与模板DNA互补的寡核苷酸序列31、简并引物：是指代表编码单个氨基酸所有不同碱基可能性的不同序列的混合物。32、相向复制：从两个起点开始两条链的复制，形成两个复制叉，各以一条链为模板单一方向复制出一条新链。33、单向复制：复制从一个起始点开始，只有一个复制叉，以同一方向生长出两条链。34、双向复制：从一个起始点开始，沿着两个相反的方向形成两个复制叉，一方向移动，两条DNA链都被作为模板，各生长出两条新链，形成一个复制泡，用电子显微镜可以观察到复制泡的存在。这是原核生物和真核生物DNA复制最主要的形式35、D环复制：又称取代环复制，是线

7、粒体DNA的复制形式。复制中呈字母D形状而得名。36、DNA的半不连续复制:DNA在复制过程中，一条链合成是连续的，而另一条链合成是不连续的，这样的复制过程称为半不连续合成。37、冈崎片段：DNA复制时，以53方向的母链作为模板，子链沿53最初合成长短不一、不连续核苷酸小片段，最后连接成为完整子链，这些小片段称之为岗崎片段。38、前导链：以35方向DNA链为模板链，子代DNA以53方向连续合成，称为前导链。39、后随链：以53方向DNA链为模板链，子代DNA以53方向不连续合成，形成许多不连续的冈崎片段，最后连接成一条完整的DNA链，称为后随链，又称后滞链。40、引物酶：又称引发酶，合成起始引

8、物，引物长度为10-60个核苷酸，E.coli中是DnaG蛋白。41、RNA聚合酶：以一条DNA链或RNA链为模板催化由核苷-5-三磷酸合成RNA的酶。促进DnaA活性，促进复制起始。42、端粒：真核生物线性染色体DNA的两端是一种特殊结构称为端粒功能：稳定染色体末端结构，防止染色体末端融合、重组、降解；补偿5末端在切除RNA引物后留下的空缺43、DNA的损伤：生物体生命过程中DNA双螺旋结构发生的任何改变都称之为DNA损伤。44、DNA修复：是细胞对DNA受损伤后的一种反应。主要包括：直接修复、切除修复、错配修复、重组修复、易错修复和SOS应急反应45、光修复：光裂合酶能特异地和嘧啶二聚体结

9、合，在可见光下催化光化合反应，使环丁烷环回复到两个独立的嘧啶，这一过程叫光复活作用。46、应急反应（SOS反应）：许多能造成DNA损伤或抑制DNA复制的过程能引起一系列复杂的诱导效应，这种效应称为应急反应（SOS反应）47、同义突变：指突变改变了密码子的组成，但由于密码子的简并性没有改变所编码的氨基酸序列的突变48、错义突变：指基因突变改变了所编码氨基酸的序列，不同程度地影响蛋白质和酶的活性。49、无义突变：指基因改变使代表某种氨基酸的密码子变为终止密码子，导致肽链合成过早终止。50、致死突变:有些错义突变和无义突变严重影响到蛋白质活性甚至完全无活性,从而影响了表现型。51、渗漏突变:有些错义

10、的产物仍然有部分活性,使表现型介于完全的突变型和野生型之间的中间类型。52、中性突变:有些错义突变不影响或基本上不影响蛋白质活性,不表现出明显的性状变化。53、电泳:带电颗粒在电场的作用下，向着与其电性相反的电极移动，称为电泳。54、迁移率:是指带电颗粒在单位电场下泳动的速度。影响迁移率的在因素：（1）样品所带静电荷的多少（2）样品颗粒大小（3）样品分子空间构象影响迁移率的外界因素：电场强度、电泳缓冲液的离子强度、电泳缓冲液的pH值、支持物及其浓度的影响、插入染料的影响、温度的影响、电渗55、DNA重组：又称遗传重组，指DNA分子或分子间发生遗传信息的重新组合，重组产物叫重组DNA56、同源重

11、组:又称一般性重组，指发生在两条同源DNA分子之间，通过配对、链断裂和再连接，而产生片段交换过程。重组产物称为重组体57、Holliday中间体:同源重组中，两条同源的DNA分子经过配对、断裂和再连接，形成的连接分子，称为Holliday中间体58、Chi位点：它是刺激重组的位点。这一位点是由8个碱基组成的非对称序列59、特异位点重组:指发生在一个特定的短DNA序列，由特异的酶和辅助因子识别和作用的重组。60、单链同化：单链DNA与同源双链DNA分子发生链的交换，从而使重组过程中DNA配对、Holliday中间体的形成、分支移动等步骤得以实现的过程。61、转座子：基因组上中可以移动的DNA片段

12、。转座子由基因组的一个位置转移到另一个位置的过程叫转座62、反转座子：又称反转录转座子或反转录子，是一类在转座过程中需要以RNA为中间体，经过反转录过程再分散到基因组中的转座子。生物学意义：对基因表达的影响；反转座子介导基因的重排；反转座子在进化中的作用63、转录：生物体以DNA为模板合成RNA的过程。64、反转录：生物体以RNA为模板合成DNA的过程。65、剪接：真核生物RNA前体去除含子，连接外显子的过程。66、剪接体：在mRNA前体含子的剪接过程中，由多个核小分子核糖核酸（snRNA）和蛋白质组装形成催化剪接反应的复合体。67、模板链：“链”、“反义链”，指用于转录的DNA单链，是合成R

13、NA的模板68、编码链：“链”、“有义链”、“非模板链”，指模板链的对应DNA链，碱基序列与mRNA一致（DNA：T，RNA：U）69、编码序列：编码序列从AUG开始以三核苷酸单位阅读直到出现终止密码UGA，UAA或UAG之一。70、RNA编辑：是指转录后的RNA在编码区发生碱基的插入、丢失或替换等现象。编辑的生物学意义：(1)改变和补充遗传信息；(2)增加基因产物的多样性，是基因调控的一种方式，有利于进化；(3)可能与学习和记忆有关71、反式作用因子：通过扩散到与其编码基因不在同一个DNA分子上的靶位置，识别、结合而调节基因表达的分子。如转录因子、RNA聚合酶72、顺式作用元件：通常只在原位

14、影响与其处于同一个DNA分子上的、物理上紧密相连、被表达的基因序列。通常不编码蛋白，多位于基因旁侧或含子中。如启动子、终止子、增强子、操纵基因、MAR73、启动子：位于转录起始点附近，且为转录起始所必需，可被RNA聚合酶特异性识别、结合，并起始转录的一段保守DNA序列，其本身不被转录。74、-10序列（Pribnow框）：几乎所有原核基因的启动子中，在转录起始位点上游-10bp位点区域都有一个典型的6bp区域，共有序列为TATAAT（T80A95T45A60A50T96）序列，称为-10序列或Pribnow框。75、-35序列（Sextama框）：转录起始位点上游约35bp处有一段6bp区域，

15、共同序列为TTGACA（T82T84G78A65C54A45），称为-35序列（Sextama框）76、操纵子：是原核生物在分子水平上基因表达调控的单位，由调节基因、启动子、操纵基因和结构基因等序列组成。77、增强子：指能使基因转录频率明显增加的DNA远端调控序列78、强终止子：无需其他蛋白质因子的帮助，而是依靠转录产物形成特殊的二级结构就可以终止转录，这种终止子被称为部终止子。79、弱终止子：需要在一种蛋白质因子的帮助才能终止，所以又称为依赖性终止子。80、结构基因：编码参与细胞结构或代活动的结构蛋白、酶的基因。81、操纵基因：指操纵子中常与启动子相邻或重叠的序列，被有活性调节蛋白结合后，影

16、响启动子启动下游结构基因转录，是一类顺式作用元件。82、调节基因：编码控制其它基因表达的蛋白质或RNA的基因。83、调节蛋白：是调节基因产物，有活性调节蛋白可与操作基因结合，控制下游结构基因转录。84、效应物：调节蛋白需要有一个小分子物质结合并改变其活性，共同调节结构基因转录，这个小分子物质称为效应物(effector)85、CAP：（降解物活化蛋白）或CRP（环腺苷酸受体蛋白）是分子量为22.5kd的二聚体86、顺反子：遗传学将编码一个蛋白质或多肽的遗传单位称为顺反子(cistron)。87、多顺反子：原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录单位，转录生成的mRNA可编码几种功能相关的蛋白质，

17、为多顺反子(polycistron)。88、单顺反子：真核mRNA只编码一种蛋白质，为单顺反子(singlecistron)。89、遗传密码:DNA（或mRNA）中的核苷酸序列与蛋白质中氨基酸序列之间的对应关系称为遗传密码。特点：连续性、简并性、通用性、变异性、方向性、变偶性90、密码子：mRNA上每3个相邻的核苷酸编码蛋白质多肽链中的一个氨基酸，这三个核苷酸就称为一个密码子或三联体密码。91、同义密码子：同一种氨基酸具有两个或更多密码子的现象称为密码子的简并性。对应于同一种氨基酸的不同密码子称为同义密码子。92、开放阅读框架：从mRNA5 端起始密码子AUG到3 端终止密码子之间的核苷酸序列

18、，按照三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链，称为开放阅读框架(openreadingframe,ORF)。93、RNA的再编码：mRNA以不同的方式翻译，改变原来编码信息，称为RNA的再编码94、氨基酸的活化：是指氨基酸与tRNA相连，形成氨酰-tRNA的过程。氨基酸的活化在细胞质中进行。反应由氨酰-tRNA合成酶（又称氨基酸活化酶）催化。意义：（1）使氨基酸本身被活化，利于下一步形成肽键反应。（2）tRNA可携带氨基酸到mRNA的指定部位，使氨基酸进入到肽链合适的位置95、安慰诱导物：又称义务诱导物：能高效诱导酶的合成，但不是酶作用底物，与酶底物结构类似的分子96、应急反应：当细菌能源十分

19、缺乏时，几乎所有的生化反应都停止，为生存，细菌体可立即产生一种应急应答反应，关闭许多基因表达。97、反式作用因子：通过扩散到与其编码基因不在同一个DNA分子上的靶位置，识别、结合而调节基因表达的分子。如转录因子、RNA聚合酶98、顺式作用元件：通常只在原位影响与其处于同一个DNA分子上的、物理上紧密相连、被表达的基因序列。通常不编码蛋白，多位于基因旁侧或含子中。如启动子、终止子、增强子、操纵基因、MAR99、转录后的加工：是指将各种前体RNA分子加工成成熟RNA的过程。100、信号序列：所有靶向输送的蛋白质结构中存在分选信号，主要为N末端特异氨基酸序列，可引导蛋白质转移到细胞的适当靶部位，这一

20、序列称为信号序列。101、分子伴侣：分子伴侣是细胞一类保守蛋白质，可识别肽链的非天然构象，促进各功能域和整体蛋白质的正确折叠。102、应急反应(strigentresponse)：当细菌能源十分缺乏时，几乎所有的生化反应都停止，为生存，细菌体可立即产生一种应急应答反应，关闭许多基因表达。103、管家基因：在生物体几乎所有的细胞中始终表达的基因，表达产物大致以恒定水平始终存在于细胞，是维持细胞最低限度功能所不可缺少的基因，是细胞生存所必须的。这类基因的表达称为组成型表达104、奢侈基因：只在特定的细胞类型或细胞生长发育特定时间表达的基因。这类基因的表达称为可调节表达105、核基质结合区：30nm

21、染色质纤维以特定的DNA序列结合在核基质上，这些特定DNA序列称为MAR，它使纤维状的染色质DNA形成数以万计的环状结构域。106、绝缘子：是一类特殊的顺式作用元件，阻止激活或阻遏作用在染色质上的传递，使染色质活性限定于结构域107、座位控制区(LCR)：是一种远距离顺式元件，为相连接的基因提供了一个可以活化的染色体环境，可能是DNaseI的超敏感位点和许多转录因子结合位点，可促进基因转录108、CpG岛：真核生物基因组中，常见富含的CpG的区域，称为CpG岛，常位于转录调控区及其附近，其甲基化程度直接影响转录活性。109、DNA甲基化：真核生物DNA双螺旋中，胞嘧啶核苷的嘧啶环5位甲基化，并

22、与其上的鸟嘌呤形成mCpG，是DNA甲基化的唯一形式110、高速泳动蛋白（HMG）：活性染色质中含有两种高度丰富的小分子非组蛋白，这些蛋白具有异常高的电荷，在凝胶电泳中移动快，所以称为高速泳动蛋白（HMG）111、小卫星DNA序列：又称可变数目串联重复，重复单位6-40bp，每个拷贝长度0.1-20Kb（6-100次），分为位于邻近染色体端粒的区域（端粒家族），以及分散在基因组的多个位置上（高变家族），一般没有转录活性。112、增强子：指能使基因转录频率明显增加的DNA远端调控序列二、填空题1、原核生物复制方式：型复制、滚环复制、D环复制2、真核生物复制方式：多起点双向复制3、真核生物基因组组

23、分包括：核染色体DNA、核外细胞器DNA（线粒体DNA、叶绿体DNA）、质粒4、真核生物DNA序列类型：单拷贝序列、低度重复序列、中度重复序列、高度重复序5、PCR体系：引物、DNA聚合酶模板dNTPMg2+浓度6、反式作用因子结构包括：DNA结合结构域、转录激活结构域、二聚体结构域，其中，DNA结构域包括：螺旋-转角-螺旋（HTH）结构基序、锌指（ZF）结构基序、螺旋-突环-螺旋（HLH）结构基序、亮氨酸拉链（LZ）结构基序7、DNA的提取的一般步骤1、准备生物材料2、裂解细胞3、去除杂质4、沉淀DNA5、检测6、保存三、简答论述题1、增强子为什么具有远距离作用呢？答：成环模型：认为增强子通

24、过一些蛋白质因子的介导可与远距离的启动子结合，使DNA形成了一个环，从而促使远距离的启动子的转录。成环模型也符合染色体的侧环模型和核基质的调控理论，也就是说DNA的特殊序列可以和核基质结合形成侧环，在某些细胞中有些基因通过环的形成让增强子区和启动子区相互靠近，使这些基因能得以表达。看来环的形成主要是两种因素：某些蛋白质因子的介导；和核基质特异的结合2、病毒基因组的结构特点答：a与细菌相比，病毒基因组很小，大小相差较大。b病毒基因组由DNA组成，也可以由RNA组成，每种病毒颗粒中只含有一种核酸，核酸结构可以是单链或双链、环状或线状。c有重叠基因。d大部分是用来编码蛋白质的，基因间的间隔序列较短。

25、e功能上相关的基因集中成簇，在基因组的特定的部位,形成一个功能单位或转录单元，转录产物为多顺反子，之后经过简单加工。f噬菌体的基因是连续的；而真核细胞病毒的基因是不连续的，具有含子。3、细菌染色体基因组结构的一般特点答：细菌的染色体基因组通常仅由一条环状双链DNA分子组成，染色体相对聚集在一起，形成一个较为致密的区域，称为类核。只有一个复制起点，数个相关的结构基因串联在一起，受同一调控区调节，合成多顺反子mRNA。具有操纵子结构。编码蛋白质的基因都是单拷贝，但rRNA基因是多拷贝。和病毒的基因组相似，非编码的DNA部份所占比例比真核细胞基因组少得多。基因组DNA中具有多种调控区如复制起始区、复

26、制终止区、转录启动区和终止区等，还有重复序列，比病毒基因组复杂。具可移动的DNA序列4、真核生物基因组的特点答：真核生物的基因组比较庞大，具有多个复制起始点。一个基因组包括多条线状染色体，每条染色体DNA上有多个复制起始点。真核生物的基因组DNA与蛋白质结合形成染色质的复杂高级结构，储存于细胞核。真核细胞被核膜分隔成细胞核和细胞质，在基因表达中，转录和翻译在时间和空间上被分隔，不偶联。真核生物基因组存在着许多重复序列，重复序列单位长度不一，重复程度各异。真核生物的蛋白质基因一般以少拷贝形式存在，转录产物为单顺反子。存在着可移动的DNA序列。大多数真核生物基因含含子，为断裂基因。5、滚环复制特点

27、:（1）共价延伸；（2）模板链和新合成的链分开;（3）不需RNA引物，在正链3OH上延（4）只有一个复制叉;（5）形成多联体;6、D环复制的特点：D环复制的特点是:复制起始点不在双链DNA同一位点，、外环复制有时序差别。7、DNA聚合酶反应特点以4种dNTP作为底物反应需要接受模板指导链延伸需要引物3-羟基存在新链延伸方向53产物DNA极性与模板相对8、DNA聚合酶I的结构DNA聚合酶I有5个结合位点：(1)模板结合位点(2)引物结合位点(3)底物dNTP结合位点(4)53外切酶结合位点(5)35校正位点9、DNA聚合酶I的主要活性和生理功能53聚合活性：催化条件：4dNTP、Mg2+、模板D

28、NA（双链）、RNA引物；可用与DNA测序35外切活性：无dNTP是外切活性，有dNTP时，校正作用53外切活性切酶活性生理功能：滞后链合成中除去RNA引物并添补其留下的缺口；参与DNA损伤修复10、DNA聚合酶II的主要活性53聚合活性35外切活性生理功能：修复中起作用11、DNA聚合酶III的主要活性多亚基酶53聚合活性35外切活性生理功能：是体DNA复制的主要承担者12、DNA的复制过程1、复制的起始 DNA解旋、解链，形成复制叉：拓扑异构酶、解旋酶及单链DNA结合蛋白 RNA引物合成：依赖于单链模版，由引物酶催化合成一小段RNA引物 特点：原核环形DNA通常只有一个起点，双向复制；真核

29、线性DNA通常多个起始点，形成多个复制叉2、复制的延长 子链延长：引物合成后，由polII催化，在引物3-OH末端逐一添加与模板链对应互补的脱氧核苷三磷酸 半不连续合成：A.领头链：键的延长方向与解链方向相同，为连续合成B.随从链：键的延长方向与解链方向相反，为不连续合成，产生冈崎片段3、复制的终止 水解引物及填补空隙：冈崎片段合成后，由PolI水解去除RNA引物，并填补留下的空隙 连接酶连接冈崎片段形成完整双链DNA分子：空隙填补后，DNA片段与片段之间的一个缺口由DNA连接酶催化连接，从而产生完整的双链DNA分子13、端粒酶的生物学意义（1）细胞水平的老化，可能与端粒酶的活性下降有关。（2）基因突变、肿瘤形成，端粒也可表现缺失，融合或序列缩短等现象。（3）研究端粒的变化是目前肿瘤研究中的一个新领域。14、DNA重组的意义1、迅速增加遗传群体的多样性2、与DNA修复有关3、可调节某些基因的表达15、转座子转座的特征转座不依赖靶序列的同源性转座后靶序列重复转座子的插入具有专一性转座具有排他性转座具有极性效应活化临近的沉默基因区域性优化16、转座子的应用1、用于难以筛选的基因的转移2、作为基因定位的标记3、筛选插入突变4、构建特殊菌株5、克隆难以进行表型鉴定的基因17、RNA转录的一般特点具有选择性，即只对基因组