名解
1 基因（Gene）：是负责编码RNA或一条多肽链的DNA片段，包括结构基因及其调控序列，
是遗传物质的结构和功能单位。
2 基因组(genome)：是指细胞或生物体中一套完整单倍体的遗传物质的总和。
3 假基因：在多基因家族中，与某些有功能基因的结构相似，但不能表达出有功能的产物的
基因称为假基因。
4 基因表达（gene expression）：是指生物基因组中结构基因所携带的遗传信息经过转录、翻译等一系列过程，合成特定的蛋白质，进而发挥其特定的生物学功能和生物学效应的全过程。但对于rRNA、tRNA编码基因来说，基因表达就是转录生成RNA的过程。
5 端粒（telomere）：以线性染色体形式存在的真核基因组DNA的末端有一种特殊的结构，
称为端粒。端粒是由DNA和蛋白质形成的一种复合体。
6 反向重复顺序：是指两个顺序相同的拷贝在DNA链上呈反向排列。约占整个人类基因组的5%。 AGCTCGCATCG-CGATGCGAGCT
TCGAGCGTAGC-GCTACGCTCGA
7顺式作用元件（c is-acting element）又称分子内作用元件，指被反式作用因子特异识别和结合的存在于DNA分子上的一些与基因转录调控有关的特殊顺序。主要包括启动子、增强子、反应元件、加尾信号、沉默子等
8反式作用因子（trans-acting factor）又称为分子间作用因子，指被顺式作用元件特异识别和结合的一些与基因表达调控有关的蛋白质因子。真核生物反式作用因子通常属于转录因子（transcription factor，TF）。反式作用因子与顺式作用元件之间的共同作用，才能够达到对特定基因进行调控的目的
9串连重复序列：串联重复顺序(tandem repeats)固定的重复单位头尾相连所形成的重复顺序片段。约占整个人类基因组的10%
10管家基因：有些基因产物在整个生命过程中都是需要的或必不可少的，这类产物的编码基因在生物个体的几乎所有细胞中持续表达，这类基因通常称之为管家基因。
11癌基因 oncogene是细胞内控制细胞生长的基因，具有潜在的诱导细胞恶性转化的特性。癌基因异常表达时，其产物可使细胞无限制分裂。
12肿瘤抑制基因（抑癌基因）在正常细胞的基因中，存在着一类与原癌基因相拮抗的基因，其基因产物能抑制细胞生长，其功能失活会促进肿瘤的发生。
13基因工程：在体外对DNA分子按照既定的目的和方案进行人工重组，将重组DNA分子导入合适的受体细胞中，使重组基因在宿主细胞中得到扩增和表达。
14粘性末端：限制性核酸内切酶酶切后DNA可以形成有单链突出的末端称为粘性末端。粘性末端中有5‘突出的粘性末端，如BamHI;也有3‘突出的粘性末端如ApaI。
15 逆转录PCR （reverse transcription PCR，RT-PCR）：是将RNA逆转录和PCR结合起
来建立的一种PCR技术。首先进行逆转录产生cDNA，然后进行常规的PCR反应
16 cDNA末端快速扩增法(Rapid amplification of cDNA Ends，RACE) 是一种从细胞基因转录产物获得5`端或3`端未知序列的技术，分别被称为5`和3`RACE。RACE法的用途是利用已知的部分cDNA序列，获得全长序列，已经被用于克隆许多低丰度mRNA
17单链构象多态性PCR (SSCP-PCR)PCR产物变形后于中性胶中电泳，与正常对照比较，若电泳行为异常，则认为内含突变的碱基。当发生突变时也会影响其空间结构，在聚丙烯酰胺凝胶把构象中有差异的DNA分子分离，分析的方法。
18分子杂交：互补的核苷酸序列通过碱基配对形成稳定的杂合双链分子的过程
称为分子杂交。
19印迹技术(blotting)是指将存在于凝胶中的生物大分子转移(印迹)于固定介质上并加以检测分析的技术。
20探针(probe) ：是指能与特定靶分子发生特异性相互作用，并能被特殊方法所检测的分子。
21核酸探针：是指能与特定核酸序列发生特异互补杂交，杂交后又能被特殊方法检测的，已知并被标记的核苷酸序列。
22信号转导:( signal transduction) 外源信息传入细胞内并作出细胞应答
反应的全过程。
23鸟苷酸(GTP)结合蛋白 (G蛋白)一类和GDP或GTP结合、位于细胞膜胞浆面的外周蛋白，由α、β、γ三个亚基组成。
24 Cross talking（交互对话）:重要信号通路之间相互影响`协同`拮抗。出现广泛的信号
支路与信号通信网络系统高效有序地表达细胞功能。
25 SH2 域(src homology 2 domain) ：细胞内某些连接物蛋白共有的氨基酸序列，与原癌基因src编码的酪氨酸蛋白激酶区同源，该区域能识别磷酸化的酪氨酸残基并与之结合。
26 基因诊断：利用分子生物学技术方法，直接检测体内DNA或RNA的结构或水平变化，从
而对疾病作出诊断的方法。
27基因治疗：把基因导入人体的细胞，使其发挥生物学效应，从而达到治疗疾病的技术方法。
简答问答
1人类基因组计划（human genome project，HGP）的研究内容：
答：(一) 人类基因组作图：遗传图谱（genetic map），物理图谱（physical map）
转录图谱（transcription map），基因组序列分析
(二)基因的鉴定：(1)功能克隆，(2)定位克隆
(三)模式生物基因组
(四)生物信息数据库的建立
2 DNA分子三代标记：
第一代DNA标记限制性片段长度多态性
第二代DNA标记微卫星标记
第三代DNA标记单核苷酸多态性标记
3 启动子及其种类：
答：启动子：一般位于基因转录起始点上游-100～-200碱基对范围，是能够被RNA聚合酶特异性识别并与其结合并起始转录的核苷酸序列，包括一组转录调控序列。本身并不被转录。
种类：I类启动子：能够被RNA聚合酶I和转录因子I识别和结合的启动子，主要见于编码rRNA的基因。
II类启动子：能够被RNA聚合酶II和转录因子II识别和结合的启动子。见于编码蛋白质的基因
典型的启动子：
含有TA TA盒和上游启动子元件CAA T盒和GC盒具有一个转录起始点和较高的转录活性
不含TA TA盒、富含GC的启动子：一般含有数个分离的转录起始点
不含TA TA盒、也没有GC富含区的启动子：转录活性很低或根本没有转录活性
III类启动子：能够被RNA聚合酶III和转录因子III识别和结合的启动子，见于编码
5SrRNA、tRNA的基因4基因家族的主要类型：
1．核苷酸序列相同多拷贝基因组蛋白
tRNA
rRNA
2．核苷酸序列高度同源：具有80%~90%以上的同源性
3．编码产物具有同源功能区：src基因家族
4．编码产物具有小段保守基序
5．基因超家族（gene superfamily）：一组由多基因家族和单基因组成的更大的基因家族。这些基因在进化上也有亲缘关系，但亲缘关系较远，故将其称为基因超家族。
5端粒及其功能：答：端粒（telomere）：以线性染色体形式存在的真核基因组DNA的末端有一种特殊的结构，称为端粒。端粒是由DNA和蛋白质形成的一种复合体。
端粒的功能：保护线形DNA的完整复制
保护染色体的末端
决定细胞的寿命
基因表达时间特异性：多细胞生物从受精卵到组织器官形成的各个不同发育阶段，相应的基因严格按一定时间顺序启动或关闭。
基因表达空间特异性：在多细胞生物个体某一发育、生长阶段，同一基因产物在不同的组织器官表达多少是不同的，在个体生长的全过程，某种基因产物按不同组织空间顺序出现。
6影响原核生物转录水平调控的因素：
答：(1)启动子决定转录的效率和方向
(2)σ因子的种类与浓度调节基因的表达
(3)阻遏蛋白具有负调控作用
(4)正调控蛋白促进基因的转录
(5)倒位蛋白通过DNA重组倒位而调节基因表达
(6)RNA聚合酶抑制物可与启动子结合并抑制转录
(7)衰减子
7反式作用因子, 反式作用因子特征,结构模式有哪些?
反式作用因子是指存在于真核细胞内,通过结合顺式作用元件而调节基因转录活性的蛋白质因子（Trans-acting factor）。
特征:：①一般具有三个功能结构域: DNA结合域(DNAbinding domain)，转录活性域，结合其他蛋白的结合域。这些功能区含有几十到几百个氨基酸残基;
②能识别并结合基因调控区中的顺式作用元件;
③对基因表达有正性和负性调控作用，即激活和阻遏基因的表达。
结构模式有：锌指结构、螺旋-回折-螺旋结构、亮氨酸拉链、螺旋-环-螺旋结构、碱性α-螺旋等。
8转录翻译过程
RNA的转录过程
转录的主要过程可将RNA合成识别与起始、延长和终止三阶段。
（一）识别
转录是从DNA分子的特定部位开始的，个部位也是RNA聚合酶全酶结合的部信这就是启动子。为什么RNA聚合酶能够仅在启动子处结合呢？显然启动子处的核苷酸序列具有
特殊性
为了方便，人们将在DNA上开始转录的第一个碱基定为+1，沿转录方向顺流而下的核苷酸序列均用正值表示；逆流而上的核苷酸序列均用负值表示。
对原核行物的100多个启动子的序列进行了比较后发现；在RNA转录起始点上游大约-10bp 和-35bp处有两个保守的序列，在-10bp附近，有一组5’-TA TAA Tpu的序列，这是Pribnow首先发现的称为Pribnow框，RNA聚合酶就结合在互部位上。-35bp附近，有一组5’-TTGACG-的序列；已被证实与转录起始的辨认有关，是RNA聚合酶中的δ亚基识别并结合
的位置。-35序列的重要性还在于在很大程度上决定了启动子的强度。
由于RNA聚合酶分子很大，大约能覆盖70bp的DNA序列，因此酶分子上的一个适合部位就能占据从-35到-10序列区域。
真核生物的启动子有其特殊性，真核生物有三种RNA聚合酶，每一咱都有自己的启动子类型。以RNA聚合酶Ⅱ的启动子结构为例，人们比较了上百个真核生物RNA聚合酶Ⅱ的启动子核苷酸序列伯发现；在-25区有TA TA框，又称为Hogness框或Goldberg-Hogness 框。其一致序列为T28A97A93A85A63T37A83A50T37，基本上都由A，T碱基所组成，离体转录实验表明TA TA框决定了转录起点的选择，天然缺少TA TA框的基本可以从一个以上的位点开始转录。在-75区有CAA T框，其一致的序列为GGTCAA TCT。有实验表明CAA T 框与转录起始频率有关，例如缺失GG，兔子的β珠蛋白基因转录效率只有原来的12%。
除启动子外，真核生物转录起始点上游处还有一个称为增强子的序列，它能极大地增强启动子的活性，它的位置往往不固定，可存在于启动子上游或下游，对启动子来说它们正向排列和反向排列均有效，对异源的基因也起到增强作用，但许多实验证实它仍可能具有组织特异性，例如免疫球蛋白基因的增强子只有在B淋巴细胞内活性最高，胰岛素基因和胰凝乳蛋白酶基因的增哟子也都有很高的组织的特异性。
（二）转录起始和延伸
在原核生物中，当RNA聚合酶的δ亚基发现其识别位点时，全酶就与启动子的-35区序列结合形成一个封闭的启动子复合物。由于全酶分子较大，其另一端可在到-10区的序列，在某种作用下，整个酶分子向-10序列转移并与之牢固结合，在此处发生局部DNA12-17r 的解链形成全酶和启动子的开放性复合物。在开放性启动子复合物中起始位点和延长位点被相应的核苷酸前体充满，在RNA聚合酶β亚基催化下形成RNA的第一个磷酸二酸键。RNA 合成的第一个核苷酸总有GTP或A TP，以GTP常见，此时δ因子从全酶解离下来，靠核心酶在DNA链上向下游滑动，而脱落的δ因子与另一个核心酶结合成全酶反复利用。
真核生物转录起始十分复杂，往往需要多种蛋白因子的协助，已经知道，在所有的细胞中有一类叫做转录因子的蛋白质分子，它们与RNA聚合酶Ⅱ形成转录起始复合物，共同参与转录起始的过程。
真核生物基因中，有专门为蛋白质编码的基因，这些基因由RNA聚合酶Ⅱ负责进行转录起始关键性作用。根据这些转录因子的作用特点可大致分为二类；第一类为普遍转录因子它们与RNA聚合酶Ⅱ共同组成转录起始复合物，转录才能在正确的位置上开始。普遍转录因子是由多种蛋白质分子组成的，其中包括特异结合在TA TA盒上的蛋白质，叫做TA TA盒结合蛋白，还有至成一组复合物叫做转录因子ⅡD。TFⅡD再与RNA聚合酶Ⅱ结合完成转录起始复合物的形成。
除TFⅡD以外，在细胞核提取物中还发现TFⅡA，TFⅡF，TFⅡE，TFⅡH等，它们在转录起始复合物组装的不同阶段起作用，像TFⅡH就有旋转酶活性，它可利用A TP分解产生的能量，介导起始点双螺旋的打开，使RNA聚合酶得以发挥作用。从中也不难看出真核细胞中基因转录的起始是基因的表达调控的关键，这么多蛋白质分子之间相互作用，以及
这些蛋白质分子DNA调控无件相结合，构成控制基因转录开始的复杂体系。
第二类转录因子为组织细胞特异性转录因子或者叫可诱导性转录因子，这此TF是在特异的组织细胞或是受到一些类固醇激素，生长因子或其它刺激后，开始表达某些特异蛋白质分子时，才需要的一类转录因子。
RNA链的延长靠核心酶的催化，在起始复合物上第一个GTP的核糖3’-OH上与DNA 模板能配对的第二个三磷酸核苷起反应形成磷酸二酯键。聚合进去的核苷酸又有核糖3’-OH 游离，这样就可按模板DNA的指引，一个接一个地延长下去。因此RNA链的合成方面也是5’--3。由于DNA链与合成的RNA链具有反平行关系，所以RNA聚合酶是沿着DNA 链3’--5’方向移动。整个转录过程是由同一个RNA聚合酶来完成的一个连续下断的反应，转录本RNA生成后，暂时与DNA模板链形成DNA·RNA杂交体，长度约为12个碱基对，形成一个转录泡。转录速度大允是每秒钟30-50个核苷酸，但并不是以恒定速度进行的。在电子显微镜下观察转录现象，可以看到同一DNA模板上，有长短不一的新合成的RNA链散开成羽毛状图形，这说明在同一DNA基因上可以有很鑫的RNA聚合酶在同时催化转录，生成相应的RNA链。而且较长的RNA链上已看到核糖体附着，形成多聚核糖体。说明某些情况下，转录过程未完全终止，即已开始进行翻译。
（三）转录的终止（Termination)
转录是在DNA模板某一位置上停止的，人们比较了若干原核生物RNA转录终止位点附近的DNA序列，发现DNA模板上的转录终止信号有两种情况，一类是不依赖于蛋白质因子而实现的终止作用，另一类是依赖蛋白质辅因子才能实现终止作用，这种蛋白质辅因子称为释放因子，通常又称ρ因子。两类终止信号有共同的序列特征，在转录终止之前有一段回文结构，回文序列是一段方向相反，碱基互补的序列，在这段互补序列之间由几个碱基隔开，不依赖ρ因子的终止序列中富含G·C碱基对，其下游6-8个A；而依赖ρ因子的终止序列中G·C碱基对含量较少，其少游也没有因固定的特征，其转录生成的RNA可形成二级结构即柄一噜噗结构，又称发夹结构，这样的二级结构可能与RNA聚合酶某种特定的空间结构相嵌合，阻碍了RNA聚合酶进一步发挥作用。除DNA模板本身的终止信号外，在入噬菌体中，发现一些蛋白质有协助RNA聚合酶跨越终止部位的作用，叫做抗转录终止蛋白，例如入噬菌体的N基因产物。
真核生物由于RNA转录后很快就进行了加工，因此很难确定原初转录物的3’末端。病毒SV40的终止位点经过研究发现，很像大肠杆菌的不依赖ρ因子的终止子，转录后的RNA可形成一个发夹结构，3’末端带有一连串的U。爪蟾5sRNA的3’末端有4个U，它们前后的序列为富含G·C的序列，这是所有真核生物RNA聚合酶Ⅲ转录的终止信号。这种序列特征高度保守，从酵母到人都很相似，任何改变这种序列特征的突变都将导致转录终止位置的改变。
蛋白质生的合成亦称为翻译
蛋白质生的合成亦称为翻译（Translation），即把mRNA分子中碱基排列顺序转变为蛋折质或多肽链中的氨基酸排列顺序过程。这也是基因表达的第二步，产生基因产物蛋白质的最后节段。不同的组织细胞具有不同的生理功能，是因为它们表达不同的基因，产生具有特殊功能的蛋白质，参与蛋白质生物合成的成份至少有200种，其主要体第主要由mRNA、tRNA、核糖核蛋白体以及有关的酶和蛋白质因子共同组成。
原核生物与真核生物的蛋白质合成过程中有很多的区别，真核生物此过程更复杂，着重介绍原核生物蛋白质合成的过程，并指出真核生物与其不同这处。
蛋白质生物合成可分为五个阶段，氨基酸的活化、多肽链合成的起始、肽链的延长、肽链的终止和释放、蛋白质合成后的加工修饰。
（一）氨基酰－tRNA的生成
氨基酸在进行合成多肽链之前,必须先经过活化,然后再与其特异的tRNA结合,带到mRNA相应的位置上,这个过程靠氨基酰tRNA合成酶催化,此酶催化特定的氨基酸与特异的tRNA相结合,生成各种氨基酰tRNA.每种氨基酸都靠其特有合成酶催化,使之和相对应的tRNA结合,在氨基酰tRNA合成酶催化下,利用A TP供能,在氨基酸羧基上进行活化,形成氨基酰-AMP,再与氨基酰tRNA合成酶结合形成三联复合物,此复合物再与特异的tRNA作用,将氨基酰转移到tRNA的氨基酸臂(即3'-末端CCA-OH)上.原核细胞中起始氨基酸活化后，还要甲酰化，形成甲酰蛋氨酸tRNA，由N10甲酰四氢叶酸提供甲酰基。而真核细胞没有此过程。运载同一种氨基酸的一组不同tRNA称为同功tRNA。一组同功tRNA由同一种氨酰基tRNA 合成酶催化。氨基酰tRNA合成酶对tRNA和氨基酸两者具有专一性，它对氨基酸的识别特异性很高，而对tRNA识别的特异性较低。
氨基酰tRNA合成酶是如何选择正确的氨基酸和tRNA呢？按照一般原理，酶和底物的正确结合是由二者相嵌的几何形状所决定的，只有适合的氨基酸和适合的tRNA进入合成酶的相应位点，才能合成正确的氨酰基tRNA。现在已经知道合成酶与L形tRNA的内侧面结合，结合点包括接近臂，DHU臂和反密码子臂D柄、反密码子和可变环与酶反应
tRNA分子上决定其携带氨基酸的区域叫做副密码子。一种氨基酰tRNA合成酶可以识别以一组同功tRNA，这说明它们具有共同特征。例如三种丙氨酸tRNA （tRNAAlm/CUA,tRNAAim/GGC,tRNAAin/UGC都具有G3：U70副密码子。）但没有充分的证据说明其它氨基酰tRNA合成酶也识别同功tRNA组中相同的副密码子。另外副密码子也没有固定的位置，也可能并不止一个碱基对。
( 二）多肽链合成的起始
核蛋白体大小亚基，mRNA起始tRNA和起始因子共同参与肽链合成的起始。
1、大肠杆菌细胞翻译起始复合物形成的过程：
（1）核糖体30S小亚基附着于mRNA起始信号部位：原核生物中每一个mRNA都具有其核糖体结合位点，它是位于AUG上游8-13个核苷酸处的一个短片段叫做SD序列。这段序列正好与30S小亚基中的16s rRNA3’端一部分序列互补，因此SD序列也叫做核糖体结合序列，这种互补就意味着核糖体能选择mRNA上AUG的正确位置来起始肽链的合成，该结合反应由起始因子3（IF-3）介导，另外IF-1促进IF-3与小亚基的结合，故先形成IF3-30S 亚基-mRNA三元复合物。
（2）30S前起始复合物的形成：在起始因子2作用下，甲酰蛋氨酰起始tRNA与mRNA 分子中的AUG相结合，即密码子与反密码子配对，同时IF3从三元复合物中脱落，形成30S 前起始复合物，即IF2-3S亚基-mRNA-fMet-tRNAfmet复合物，此步需要GTP和Mg2+参与。（3）70S起始复合物的形成：50S亚基上述的30S前起始复合物结合，同时IF2脱落，形成70S起始复合物，即30S亚基-mRNA-50S亚基-mRNA-fMet-tRNAfmet复合物。此时fMet-tRNAfmet占据着50S亚基的肽酰位。而A位则空着有待于对应mRNA中第二个密码的相应氨基酰tRNA进入，从而进入延长阶段.
2、真核细胞蛋白质合成的起始
真核细胞蛋白质合成起始复合物的形成中需要更多的起始因子参与，因此起始过程也更复杂。
（1）需要特异的起始tRNA即，-tRNAfmet，并且不需要N端甲酰化。已发现的真核起始因子有近10种（eukaryote Initiation factor,eIF）
（2）起始复合物形成在mRNA5’端AUG上游的帽子结构，（除某些病毒mRNA外）（3）A TP水解为ADP供给mRNA结合所需要的能量。真核细胞起始复合物的形成过程是：翻译起始也是由eIF-3结合在40S小亚基上而促进80S核糖体解离出60S大亚基开始，同时eIF-2在辅eIF-2作用下，与Met-tRNAfmet及GTP结合，再通过eIF-3及eIF-4C的作
用，先结合到40S小亚基，然后再与mRNA结合。
mRNA结合到40S小亚基时，除了eIF-3参加外，还需要eIF-1、eIF-4A及eIF-4B并由A TP小解为ADP及Pi来供能，通过帽结合因子与mRNA的帽结合而转移到小亚基上。但是在mRNA5’端并未发现能与小亚基18SRNA配对的S-D序列。目前认为通过帽结合后，mRNA在小亚基上向下游移动而进行扫描，可使mRNA上的起始密码AUG在Met-tRNAfmet 的反密码位置固定下来，进行翻译起始。
三）多肽链的延长：在多肽链上每增加一个氨基酸都需要经过进位，转肽和移位三个步骤。
（1）为密码子所特定的氨基酸tRNA结合到核蛋白体的A位，称为进位。氨基酰tRNA 在进位前需要有三种延长因子的作用，即，热不稳定的EF（Unstable temperature,EF）EF-Tu,热稳定的EF(stable temperature EF,EF-Ts)以及依赖GTP的转位因子。EF-Tu首先与GTP结合，然后再与氨基酰tRNA结合成三元复合物，这样的三元复合物才能进入A位。此时GTP 水解成GDP，EF-Tu和GDP与结合在A位上的氨基酰tRNA分离。
（2）转肽--肽键的形成（peptide bond formation）
在70S起始复合物形成过程中，核糖核蛋白体的P位上已结合了起始型甲酰蛋氨酸tRNA，当进位后，P位和A位上各结合了一个氨基酰tRNA，两个氨基酸之间在核糖体转肽酶作用下，P位上的氨基酸提供α-COOH基，与A位上的氨基酸的α-NH2形成肽键，从而使P位上的氨基酸连接到A位氨基酸的氨基上，这就是转肽。转肽后，在A位上形成了一个二肽酰tRNA（图18-13）。
（3)移位（Translocation)
转肽作用发生后，氨基酸都位于A位，P位上无负荷氨基酸的tRNA就此脱落，核蛋白体沿着mRNA向3’端方向移动一组密码子，使得原来结合二肽酰tRNA的A位转变成了P位，而A位空出，可以接受下一个新的氨基酰tRNA进入，移位过程需要EF-2，GTP 和Mg2+的参加.
以后，肽链上每增加一个氨基酸残基，即重复上述进位，转肽，移位的步骤，直至所需的长度，实验证明mRNA上的信息阅读是从5’端向3’端进行，而肽链的延伸是从氮基端到羧基端。所以多肽链合成的方向是N端到C端）。
四）翻译的终止及多肽链的释放：
无论原核生物还是真核生物都有三种终止密码子UAG，UAA和UGA。没有一个tRNA 能够与终止密码子作用，而是靠特殊的蛋白质因子促成终止作用。这类蛋白质因子叫做释放因子，原核生物有三种释放因子：RF1，RF2t RF3。RF1识别UAA和UAG，RF2识别UAA 和UGA。RF3的作用还不明确。真核生物中只有一种释放因子eRF，它可以识别三种终止密码子。
不管原核生物还是真核生物，释放因子都作用于A位点，使转肽酶活性变为水介酶活性，将肽链从结合在核糖体上的tRNA的CCA末凋上水介下来，然后mRNA与核糖体分离，最后一个tRNA脱落，核糖体在IF-3作用下，解离出大、小亚基。解离后的大小亚基又重新参加新的肽链的合成，循环往复，所以多肽链在核糖体上的合成过程又称核糖体循环（ribosome cycle）。
五）多核糖体循环：
上述只是单个核糖体的翻译过程，事实上在细胞内一条mRNA链上结合着多个核糖体，甚至可多到几百个。蛋白质开始合成时，第一个核糖体在mRNA的起始部位结合，引入第一个蛋氨酸，然后核糖体向mRNA的3’端移动一定距离后，第二个核糖体又在mRNA的起始部位结合，现向前移动一定的距离后，在起始部位又结合第三个核糖体，依次下去，直至终止。两个核糖体之间有一定的长度间隔，每个核糖体都独立完成一条多肽链的合成，所
以这种多核糖体可以在一条mRNA链上同时合成多条相同的多肽链，这就大大提高了翻译的效率。
多聚核糖体的核糖体个数，与模板mRNA的长度有关，例如血红蛋白的多肽链mNRA编码区有450个核苷酸组成，长约150nm 。上面串连有5-6个核糖核蛋白体形成多核糖体。而肌凝蛋白的重链mRNA由5400个核苷酸组成，它由60多个核糖体构成多核糖体完成多肽链的合成。
10转录终止方式
1 在原核细胞中有一种Rho因子，它可识别并结合转录终止信号，使核心酶不能继续向前移动。
2 转录终止部位有特殊的碱基序列，即一段GC富集区，随后是一段AT富集区，在GC富集区有一段反向重复序列，转录至此生成的RNA再相应序列中有互补形成的发夹结构，使RNA 脱离模版而终止终止转录。
11乳糖操纵子为例，试述原核生物转录水平的调节：
乳糖操纵子由CAP和阻遏蛋白共同调控
E. coli的乳糖操纵子(lac operon)有三个结构基因Z、Y、A，分别编码β-半乳糖苷酶(b-galactosidase)、透酶(permease)和半乳糖昔乙酷化酶(galactoside acetylase) ，结构基因上游有一个启动子(P)和一个操纵元件(0)。在启动子上游有一个CAP结合位点。由启动子、操纵元件和CAP结合位点共同构成乳糖操纵子的调控区。乳糖操纵子的转录起始是由CAP 和阻遏蛋白两种调控。I基因是调节基因，编码产生阻遏蛋白。在没有乳糖的条件下，阻遏蛋白能与操纵元件结合。由于操纵元件与启动子有部分重叠，阻遏蛋白与操纵元件结合后，可抑制RNA聚合酶与启动子结合，从而抑制结构基因的转录。当有乳糖存在时，该操纵子即可被诱导，使乳糖转变成半乳糖（少量表达）。后者作为诱导剂(inducer)与阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白的构象发生改变，导致阻遏蛋白与操纵元件解离，解除对结构基因转录的抑制。在lac操纵子中，lac启动子是弱启动子，RNA聚合酶与之结合的能力很弱，只有CAP结合到启动子上游的CAP结合位点后，促进RNA聚合酶与启动子结合，才能有效转录。乳糖操纵子的转录起始是由CAP和阻遏蛋白两种调控因子来控制的。在这种调控作用中，CAP 起正调控作用。细菌通常优先以葡萄糖作为能源，即使环境中有其他糖类，细菌也不利用这些糖，不产生代谢这些糖的酶，直到葡萄糖消耗完毕，代谢其他糖的酶才会根据相应的糖是否存在而被诱导产生。这种现象称为"葡萄糖效应"。细菌G代谢产物能抑制AC和激活磷酸二酯酶，使细胞内cAMP下降。当葡萄糖耗尽，细胞内的cAMP上升，即可通过CAP调控其他糖的表达。
可因葡萄糖和乳糖的存在与否而有4种不同的组合。
(1)葡萄糖和乳糖都存在:乳糖的存在解除了阻遏蛋白对转录的抑制作用。但由于葡萄糖的存在使细胞内cAMP水平降低，cAMP~CAP复合物不能形成，CAP不能结合到CAP结合位点上，转录仍不能启动，基因处于关闭状态。
(2)葡萄糖存在、乳糖不存在:此时无诱导剂存在，阻遏蛋白与DNA结合。而且由于葡萄糖的存在，CAP也不能发挥正调控作用，基因处于关闭状态。
(3)葡萄糖和乳糖都不存在:在没有葡萄糖存在的情况下，CAP可以发挥正调控作用。由于没有诱导剂，阻遏蛋白的负调控作用使基因仍然处于关闭状态。
(4)葡萄糖不存在、乳糖存在:此时CAP可以发挥正调控作用，阻遏蛋白由于诱导剂的存在而失去负调控作用，基因被打开，启动转录。
12色氨酸操纵子存在衰减调控
E. coli的色氨酸操纵子Ctr户operon)有五个结构基因，E、D、C、B、A基因，编码色氨酸合成的相关酶。上游调控区由启动子(P)和操纵元件(0)组成。R基因是调节基因，编码阻遏蛋白。trρ操纵子是一种阻遏型操纵子，无色氨酸时，阻遏蛋白不能与操纵元件结合，对转录无抑制作用;细胞内有较大量色氨酸时，阻遏蛋白与色氨酸形成复合物后能与操纵元件结合，抑制转录
trρ操纵子的另→个调控方式是衰减(a ttenuation)机制调节。衰减子位于结构基因E和操纵元件(0)之间的L基因中。大肠杆菌在无色氨酸的环境下，L基因和结构基因能转录产生具有6700个核昔酸的全长多顺反子mRNA，当细胞内色氨酸增多时，结构基因转录受到抑制，但L 基因转录的前导mRNA(140个核昔酸)并没有减少，这部分转录物称为衰减子转录物。衰减子转录物中具有4段特殊的序列，如图8-9所示，片段1和2、2和3、3和4能配对形成发夹结构(hairpin) ，而形成发夹能力的强弱依次为片段1/2>片段2/3>片段3/4。片段3和4所形成的发夹结构之后紧接着寡尿略脏，是不依赖于p因子的转录终止信号。这4个片段形成何种发夹结构，是由L基因转录物的翻译过程所控制的。L基因的部分转录产物(含片段1)编码14个氨基酸，其中含有两个相邻的色氨酸密码子。这两个相邻的色氨酸密码子以及原核生物中转录与翻译的偶联是产生衰减作用的基础。如图8-9所示，L基因转录不久核糖体就与mRNA结合，并翻译L短肤序列。
细胞内有色氨酸时，形成色氨酸-tRNA，核糖体翻译可通过片段1，并通过片段2。因遇到翻译终止密码，核糖体在到达片段3之前便从mRNA上脱落。在这种情况下，片段1/2和片段2/3之间都不能形成发夹结构，而只有片段3/4形成发夹结构，即形成转录终止信号，从而导致RNA聚合酶作用停止。如果细胞内没有色氨酸时，色氨酷-tRNA缺乏，核糖体就停止在两个相邻的色氨酸密码子的位置上，片段1和2之间不能形成发夹结构，片段2和3之间可形成发夹结构，则片段3/4就不能形成转录终止信号，后面的基因得以转录。
色氨酸操纵子中的操纵元件和衰减子可以起双重负调节作用。衰减子的调控作用可能比操纵元件更灵敏，只要色氨酸一增多，即使不足以诱导阻遏蛋白结合操纵元件，就足可以便大量的mRNA提前终止。反之，当色氨酸减少时，即使失去了诱导阻遏蛋白的阻遏作用，但只要还可以维持前导肤的合成，仍继续阻止转录。这样可以保证尽可能充分地消耗色氨酸，使其合成维持在满足需要的水平，防止色氨酸堆积和过多地消耗能量。同时，这种机制也使细菌能够优先将环的色氨酸消耗完，然后开始自身合成。
13 原癌基因的激活
1）.点突变如正常细胞H-ras与肿瘤细胞的H-ras基因仅有一个碱基不同（GCC→GTC，甘→缬），导致功能改变。原癌基因的表达产物多具有促进细胞增殖的功能，当点突变发生后：
A. 该蛋白质的活性可能大大增强，对细胞增殖的刺激作用也增强；
B. 可能使该蛋白质的稳定性增加，导致其在胞内的浓度增加，对增殖刺激的时间和强度也随之增加；
C. 可能会引起RNA的错误剪接而改变蛋白质的结构和功能。
2）原癌基因获得外源启动子而激活：由于逆录病毒的强启动子插入原癌基因的
上游所致。如ALV引起的淋巴瘤细胞中，c-myc的表达增加上百倍
3）原癌基因甲基化程度降低而激活：DNA分子甲基化有稳定双螺旋结构，阻抑转录的作用。如结肠腺癌和小细胞肺癌中，c-ras基因比邻近正常组织中的明显降低，导致原癌基因激活。
4）原癌基因的拷贝数增加：原癌基因通过某些机制在原染色体上复制出多个拷贝，导致表达产物异常增多而加速细胞增殖。
5）基因易位或重排使原癌基因激活：癌基因从所在染色体的正常位置上易位至另一染色
体的某一位置上，使其调控环境发生改变，从相对静止状态转为激活状态。
14蓝-白筛选的原理？
答：某些质粒带有大肠杆菌的半乳糖苷酶基因片段，在半乳糖苷酶基因的基因区外又另外引入了一段含多种单一限制酶位点的DNA序列。这些位点上如果没有克隆外源性DNA片段，在质粒被导入lac-的大肠杆菌后，质粒携带的半乳糖苷酶基因将正常表达，与大肠杆菌的半乳糖苷酶基因互补，产生有活性的半乳糖苷酶，加入人工底物X-gal和诱导剂IPTG后，出现蓝色的菌落。如果在多克隆位点上插入外源DNA片段，将使lac Z基因灭活，不能生成半乳糖苷酶，结果菌落出现白色。由于这种颜色标志，重组克隆和非重组克隆的区分一目了然。
15重组DNA技术（基因工程）的基本过程：
答：制备目的基因和相关载体。
将目的基因和有关载体进行连接。
将重组的DNA导入受体细胞。
DNA重组体的筛选和鉴定。
DNA重组体的扩增表达。
16作为载体必须具备的条件:载体特征
答：（1）载体必须是复制子，在宿主细胞中能大量复制。
（2）同一限制性核酸内切酶在载体上只有单一酶切位点。
（3）具有选择性遗传标记。
载体类型：质粒；噬菌体；病毒
17工具酶的种类和功能：
答：工具酶系指能用于DNA和RNA分子的切割，连接，聚合，反转录等有关的各种酶系统称为工具酶。
1）限制性核酸内切酶：在DNA分子内部的特异性的碱基序列内部进行切割产物为两种切口：平头末端，粘性末端
RE的应用：基因工程的剪切工具，基因组物理图谱，基因组DNA结构分析。
（2）DNA聚合酶I：通过向3’端逐一增加核苷酸以填补双链DNA分子上的单链裂口，即5’→3’DNA聚合酶活性与3’→5’及5’→3’外切酶活性。
应用：DNA序列分析，催化DNA切口平移制备探针，DNA3’端标记，cDNA第二链的合成。
（3）DNA连接酶：将两条以上的线性DNA分子或片段催化形成磷酸二酯键连接成一个整体
应用：DNA片段粘性末端连接。DNA片段平头末端连接（效率低100-200倍）
（4）反转录酶：以RNA为模板，催化DNA合成的酶。合成的产物称cDNA(complementary
DNA)
应用：以mRNA逆转录为cDNA，以RNA为模板制备DNA探针，补平和标记5’-端突出DNA的3’末端。
（5）末端脱氧核苷酸转移酶：能催化dNTP依次聚合到DNA的3’末端。以3’端突出的DNA 末端最好。
应用：给基因工程的目的cDNA和载体加上互补的多聚N.T尾巴.(人工粘性末端).DNA 分子3’末端标记。.
（6）碱性磷酸酶：去除DNA,RNA,dNTP的5’磷酸基团。
（7）Taq DNA聚合酶：能在高温（72℃）下的单链DNA为模板，从5’→3’方向合成新生的互补链。
18何为目的基因？目的基因的获取方法？
目的基因是指所要研究或应用的基因，也就是需要克隆或表达的基因。
获取方法：
（1）化学合成法：如果已知某种基因的核苷酸序列或根据某种基因产物的氨基酸序列推导出多肽链的编码氨基酸序列，再利用DNA化学合成仪通过化学合成原理，
合成目的基因。
（2）从基因组DNA中提取：建立DNA文库后，需结合适当的筛选方式从众多转化子菌落筛选出含有某一基因的菌落，再进行扩增，将重组的DNA分离，回收，获
取目的基因的无性繁殖系——克隆。
（3）cDNA文库：cDNA文库包括了某一生物的各种RNA信息，采用适当的方法从cDNA文库中筛选出目的cDNA，进行克隆得到目的基因。
（4）利用PCR技术：在体外通过酶促反映，有选择性的特异性扩增目的基因片段。
制备特异性探针所需基本条件
19核酸探针的常用
酶促标记技术
缺口平移法(nick translation)：
随机引物法(random primer)：
六核苷酸残基的引物
PCR标记法：
末端标记法：
1．缺口平移
（nick translation）
原理及过程：
1）利用DNase I在DNA双链上造成单链切口
2）利用大肠杆菌DNA聚合酶I的5→'3'核酸外切酶活性在切口处将旧链从5'末端逐步切除3）在DNA聚合酶I的5→'3'聚合酶催化下，以互补的DNA单链为模板依次将dNTP连接到切口的3'末端-OH上，合成新的DNA链，同时将标记的核苷酸掺入到新的DNA链中
2.随机引物法（6核苷酸引物标记法）
原理及过程：随机引物与各种单链模板结合，作为合成新链的引物，利用E.coli DNA聚合酶I的Klenow片断具有5`→3`聚合酶活性，以引物3`端为起点，按5→'3'方向合一新的DNA链。另一单链DNA模板同样合成一条新的完全互补的DNA链。反应体系中含有标记的dNTP,随机掺入新合成的DNA链中，探针即被标记。
3.聚合酶链反应
在底物中加入[α-32P]dATP或其它标记的dNTP，以待标记的DNA为模板，经PCR反应，标记的核苷酸掺入到新合成的DNA分子中。该法末端标记法是将标记物导入线性DNA 或RNA的5`端或3`端进行部分标记的方法。
T4 多核苷酸激酶标记法（5`末端标记法）T4多核苷酸激酶能特异性将ATP分子上的32P集团转移到DNA或RNA分子的5`-OH基团上。
4.末端标记法：末端标记法是将标记物导入线性DNA或RNA的5`端或3`端进行部分标记的方法。
T4 多核苷酸激酶标记法（5`末端标记法）T4多核苷酸激酶能特异性将ATP分子上的32P集团转移到DNA或RNA分子的5`-OH基团上。
20常用探针的种类
? DNA探针
? cDNA探针
? RNA探针
?寡核苷酸探针
21制备特异性探针所需基本条件
1 待测基因结构清楚。
2 有明确基因产物
3 已知某一基因产物表型的反应或缺少某一基因产物表型的反应。
22 Southern 印迹杂交，Northern 印迹杂交，Western 杂交印迹法的异同：
相同点：（1）都是印迹杂交；（2）都是应用毛细管虹吸机理；（3）都利用转膜技术；
不同点；（1）Southern 印迹杂交转膜的是DNA，Northern 印迹杂交转膜的是RNA, Western 杂交印迹的是蛋白质。
（2）Southern 印迹杂交的变性剂是NAOH, Northern 印迹杂交的变性剂是乙二醛、甲醛甲基氢氧化汞，单链RNA 不需要变性剂，Western 杂交印迹不需要变性剂。
（3）探针不同：DNA的探针为DNA,RNA的探针为RNA,蛋白质为相应的抗原或抗体等蛋白质。
23常用于标记探针的标记物：
放射性同位素标记探针：32P, 35S, 3H-dNTP等；
优点：放射性同位素自显影的检测灵敏度和特异性高于任何非放射性标记物。
缺点：是存在放射线污染，而且半衰期短，不能长期存放。
非同位素：地高辛-dNTP ，生物素-dNTP和荧光素，半糖原，配体，化学发光物，重金属高电子密度，酶等。
优点：①无放射性污染；②不存在半衰期的限制，标记探针可以保存较长时间，不必在短期内重复制备。
缺点：灵敏度及特异性较放射性同位素低。
24引物设计的基本原则：
①引物长度： 15-30bp，常用为20bp左右。
②引物扩增跨度：以200-500bp为宜。
③引物碱基：G+C含量以40-60%为宜。
④避免引物内部出现二级结构，避免两条引物间互补，特别是3‘端的互补，否则会形
成引物二聚体，产生非特异的扩增条带
⑤引物3`端的碱基，特别是最末及倒数第二个碱基，应严格要求配对，以避免因末端碱基
不配对而导致PCR失败。
⑥引物中有或能加上合适的酶切位点。
⑦引物的特异性：引物应与核酸序列数据库的其它序列无明显同源性。
25鸟苷酸(GTP)结合蛋白 (G蛋白)的定义活化形式与非活化形式转化及意义G蛋白是指一类和GDP或GTP结合、位于细胞膜胞浆面的外周蛋白，由α、β、γ三亚基组成。
G蛋白是指可与鸟嘌呤核苷酸可逆性结合的蛋白质家族，分为两类：①由α、β和γ亚单位组成的异三聚体，在膜受体与效应器之间的信号转导中起中介作用；②小分子G 蛋白，为分子量21～28kD的小肽，只具有G蛋白α亚基的功能，在细胞内进行信号转导。目前发现的G蛋白偶联受体(G protein coupling receptors, GPCRs)已达300种以上，它们在结构上的共同特征是单一肽链7次穿越膜，构成7次跨膜受体。当受体被配体激活后，Gα上的GDP 为GTP所取代，这是G蛋白激活的关键步骤。
此时G蛋白解离成GTP-Gα和Gβγ两部分，它们可分别与效应器作用，直接改变其功能，如离子通道的开闭；或通过产生第二信使影响细胞的反应。Gα上的GTP酶水解GTP，终止G蛋白介导的信号转导。此时，Gα与Gβγ又结合成无活性的三聚体。
26两种信号转导途径：G蛋白偶联受体的信号转导机制
（一) 腺苷酸环化酶途径（cAMP - 蛋白激酶A途径）
(二) 磷脂与Ca 2+ -钙调蛋白激酶途径
(三) 鸟苷酸环化酶信号转导途径
（一）cAMP - 蛋白激酶A途径
1.cAMP 的合成与分解
AC
cAMP
A TP
Mg2+
DAG ，IP3的 功 能
IP3 ：与内质网和肌浆网上的受体结合，促使细胞内 Ca2+释放
DAG ：激活PKC 使酶和蛋白质磷酸化
磷酸化酶ａ PKA
肾上腺素＋受体
[肾上腺素—受体]
Gs ） ATP cAMP + PKA (无(有
G
糖原合成
酶b 肝糖原合成 G
（无） （有） (有) 2. 腺苷酸环化酶途径
DAG ，IP 3的生物合成和功能
PIP 2 PLC
DAG + IP ３
（磷脂酰肌醇4，5- 二磷酸）
(二) 磷脂与Ca 2+ -钙调蛋白激酶途径
信息分子 H + R [ H - R ]
Gp
磷脂酶C PIP 2 PLC DAG + IP ３
2+
（1）酶活性改变
（2）膜通透性增加
（3）基因转录加快
（4）蛋白质合成加速 （三）鸟苷酸环化酶信号转导途径
受体，鸟苷酸环化酶(guanylate cyclase, GC)，cGMP , 蛋白激酶G (protein kinase G ，PKG)
组成
cGMP 的合成和降解
GTP
G Ｃ
Mg 2+
PPi cGMP 磷酸二酯酶 H 2O Ca 2+ 或 Mg 2+
5′- GMP
（一）表皮生长因子（EGFR ）介导的
信号转导途径（EGFR-Ras-MAPK 途径）
EGFR 是典型的酪氨酸蛋白激酶受体（TPK ）
此途径多存在于心血管系统与脑组织内
ＮＯ
激活胞浆可溶性ＧＣ
心钠素 脑钠素
激活膜颗粒性ＧＣ
GTP
cGMP
激活PKG
磷酸化靶蛋白
引起血管舒张等生物学效应
单次跨膜受体介导的信号转导
组成：催化性受体，GRB 2, SOS, Ras 蛋白, Raf 蛋白，MAPK 系统
(一)受体型酪氨酸蛋白激酶途径
(以胰岛素或表皮生长因子为例)
(二)非受体型酪氨酸蛋白激酶信号转导途径
(以γ-干扰素为例)
SOS (son of sevenless)：鸟苷酸释放因子
富含脯氨酸，可与SH3结合，促使Ras 的GDP 换成GTP 。
Ras 蛋白：原癌基因产物，类似与G 蛋白的G 亚基
Raf 蛋白：具有丝／苏氨酸蛋白激酶活性
包括MAPK 、MAPK 激酶（MAPKK ）、MAPKK 激酶（MAPKKK ），是
一组酶兼底物的蛋白分子。
SH 2 域 (src homology 2 domain)
细胞内某些连接物蛋白共有的氨基酸序列，该区域能识别磷酸化的酪
氨酸残基并与之结合。
GRB 2 (growth factor receptor bound protein 2）
MAPK 系统 (mitogen-activated protein kinase)
（二）干扰素受体（IFNR ）介导的
信号转导途径（IFNR-JAKs-STAT ）
* 1. 非催化性受体分子
有两个功能区：
（1）有能与非受体型酪氨酸蛋白激酶（JAKs ）相互作用的区域。
（2）有多个酪氨酸残基，能被活化的JAKs 磷酸化。
使JAK 发生磷酸化并激活酪氨酸蛋白激酶活性 ，活化JAK 可使受体分子上的酪氨酸残基磷酸化， STAT 分子通过SH2结构域与磷酸化的受体结合并发生磷酸化 ，磷酸化的STAT 蛋白进入核内形成活化的转录因子 ，活化的转录因子与核中的GAS （干扰素激活元件）结合，调控转录，促使基因表达，可表达抗病毒的基因。
EGF 与其受体（EGFR ）结合使受体发生二聚体化
受体构象变化 酪氨酸激酶活性增强 自身磷酸化
使下游的中介分子Grb2（衔接蛋白）磷酸化
Grb2分
子中SH3结构域可与SOS （鸟苷酸释放因子）结合并使之
活化
激活Ras 蛋白
Ras
蛋白可进一步使Raf 蛋白
(MAPKKK)
磷酸而激活
激活有丝分裂原激活蛋白
激酶（
MAPK ）系统 MAPK 作用于其下游细胞核内
多种反应作用因子
活化受体结合生长因子后，受体TPK 二聚化 导致自身磷酸化 含有SH2区的生长因子连接蛋白 SH3 SOS Ras —GDP 活化激活胞浆蛋白磷酸化 进入核促进靶基因转录 R as —有活性) MAPK
⑴ 受体的结构
三、胞内受体 位于细胞浆和细胞核中的受体，全部为DNA 结合蛋白
（转录因子）。
高度可变区
位于N 端，具有转录活性 DNA 结合区
含有锌指结构 激素结合区
位于C 端，结合激素、热休克蛋白，使受体二聚化，激活转录 铰链区
激素
受体 （位于胞浆，未与配体结合前与HSP 结合存在， 无活性）
激活
与核内激素反应元件结合（HRE ）
增强或抑制靶基因转录