分子生物学期末总复习.docx

1、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 - Crick base-pairing） ATP的水解提供能量DNA 合成方

2、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-dependent DNA polymerase)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：拓扑异构酶解除超螺旋，拓扑异构酶增加超螺旋解链酶：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

3、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，CG 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

4、。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（promoter clearance）：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。19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：Once the RNA polymerase has

5、synthesized a short stretch of RNA ( 10 nt), transcription shifts into the elongation phase.This transition requires further conformational change in polymerase that leads it to grip the template more firmly.Functions: synthesis RNA, unwinds the DNA in front, re-anneals it behind, dissociates the gr

6、owing RNA chain 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 RNA transcript（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 -40 CAPcAMP binding site ）核心启动子区域： -35 Box（sextama box） : -35 site RNApol. loosely binding site

7、。R site，TTGAC Pribnow Box：-10 site RNApol. firmly binding site (B site)，TATAATTranscription start site：RNA transcriptional initiation site (I site)-35 Box 与Pribnow Box 间距17bp, 有利于RNApol启动 ，17 bp的间距较17 bp的序列对转录更为重要间距趋近于17 bp，上调突变，启动子活力增强。间距远离于17 bp，下调突变，启动子活力减弱consensus sequence一致序列：不同启动子的-35，-10区序列间

8、存在较为保守的标准序列。亚基能够识别启动子的一致序列，并且只在起始时起作用。 亚基能识别R位点和B位点，与模板链特异性结合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) 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 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DNARNA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因子终止子出的RNA聚合酶结合，将转录物从

9、DNA上释放出来RNA聚合酶： 真核生物： RNA聚合酶：rRNARNA聚合酶：mRNARNA聚合酶：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mRNARNA加工（RNA processing ）：转录后加工（戴帽、加尾、剪接、甲基化和编辑）mRNA 5帽子的结构 m7G cap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（cap site +1）和-30保守序列（TATA盒）上游控制元件（Upstream Promoter Element）：-70保守

10、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 (Enhancer Element)组成，Enhancer Element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）

11、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：Promoter proximal element 近启动子元件 Upstream activator sequence (UAS)上游激活序列 Enhancer 增强子阻遏性元件: Silencer 沉默子Insulator 绝缘子/Boundary elements边界序列真核细胞转录启动子的清空： 由RNA聚合酶C端结构域的磷酸化启动。（RNA聚合酶C端结构域含有七肽重复，Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser） 磷酸化由

12、TF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（open reading frame ORF）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

13、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 PolII CTD 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RNA hnRNAhnRNP:（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

14、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

15、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。Group I introns 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Three classes of RNA Splicing ClassAbundance Mechanism Catalytic Machinery Nuclear pre-mRNA Very common; most eukaryotic genes2 transesterification;branch site AspliceosomeGroup II intronsRare; some eukaryotic genes from organelles and prokaryotes 2 transesterificati