分子生物学的基本原理与应用
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分子生物学复习题
第一章
1、蛋白质的三维结构称为构象(conformation),指的是蛋白质分子中所有原子在三维空间中的排布,并不涉及共价键的断裂和生成所发生的变化。
2、维持和稳定蛋白质高级结构的因素有共价键(二硫键)和次级键,次级键有4种类型,即离子键、氢键、疏水性相互作用和范德瓦力。
3、蛋白质的二级结构是指肽链中局部肽段的构象,它们是完整肽链构象(三级结构)的结构单元,是蛋白质复杂的立体结构的基础,因此二级结构也可以称为构象单元。α螺旋、β折叠是常见的二级结构。
4、一些肽段有形成α螺旋和β折叠两种构象的可能性(或形成势),这类肽段被称为两可肽。
5、两个或几个二级结构单元被连接肽段连接起来,进一步组合成有特殊几何排列的局域立体结构,称为超二级结构(介于二、三级结构间)。超二级结构的基本组织形式有αα,βαβ和ββ等3类
6、蛋白质家族(family) :一类蛋白质的一级结构有30%以上同源性,或一级结构同源性很低,但它们的结构和功能相似,它们也属于同一家族。例如球蛋白的氨基酸序列相差很大,但属于同一家族。超家族(superfamily):有些蛋白质家族之间,一级结构序列的同源性较低,但在许多情况下,它们的结构和功能存在一定的相似性。这表明它们可能存在共同的进化起源。这些蛋白质家族属于同一超家族。
7、结构域是一个连贯的三维结构,是可互换并且半独立的功能单位,在真核细胞中由一个外显子编码,由至少40个以上多至200个残基构成最小、最紧密也最稳定的结构,作为结构和功能单位,会重复出现在同一蛋白质或不同蛋白质中。
8、蛋白质一级结构所提供的信息有哪些?α螺旋、β折叠各自的特点?
第二章
1、DNA是由脱氧核糖核苷酸组成的长链多聚物,是遗传物质。具有下列基本特性:①具有稳定的结构,能进行复制,特定的结构能传递给子代;②携带生命的遗传信息,以决定生命的产生、生长和发育;③能产生遗传的变异,使进化永不枯竭。
核酸的结构与功能
教学要求:
1.掌握核苷酸的分子结构,了解连接键及分子表达式
2.重点掌握DNA、RNA的结构特征及主要功能
3.了解DNA的理化性质与结构的关系
4.了解DNA的高级结构
课时安排:总学时 4.0
第一节 核酸的化学组成及一级结构 1.0
第二节 DNA的空间结构与功能 1.0
第三节 RNA的结构和功能 1.0
第四节 核酸的理化性质 0.8
第五节 核酸酶 0.2
重点:
1. 核酸的化学组成
2. DNA的双螺旋结构
3. RNA的结构和功能
4. 核酸的理化性质
难点:
1. DNA的双螺旋结构
2. 核酸的理化性质
教学内容:
一、核酸的化学组成及一级结构
1.核苷酸 嘌呤与嘧啶,DNA和RNA分子中核苷酸组成上的特点,核苷酸各组分之间的连接方式
2.脱氧核苷酸的连接
3.核苷酸的连接
4.核酸的一级结构
二、DNA的空间结构与功能
1.DNA的双螺旋结构 Chargaff规则、B-双螺旋结构模型和Z-DNA。
2.DNA的超螺旋结构 染色质、核小体、组蛋白、基因
3.DNA是遗传信息的物质基础
三、RNA的结构和功能
1.mRNA 模板、hnRNA
2.tRNA 稀有碱基、茎环结构、反密码环
3.rRNA 核糖体、多核糖体
四、核酸的理化性质
紫外吸收、变性、复性、增色效应、减色效应、解链温度、杂交、探针。
五、核酸酶
思考题:
1. 核酸紫外测定的分子基础是什么?
2. DNA和RNA的紫外测定结果有何不同?为什么?
3. DNA的双螺旋结构的要点是什么?
核苷酸代谢
教学要求:
1.了解食物核酸的消化吸收和体内核苷酸合成的途径。
分子生物学诊断肺结核的基本原理
肺结核是由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)引起的一种慢性传染病,其传染性和危害性较大。在现代医学中,分子生物学技术得到了广泛应用,其基本原理为通过分子生物学方法来检测病原体的DNA或RNA序列,从而达到诊断肺结核的目的。
分子生物学诊断肺结核的方法包括多种,其中最常见的是聚合酶链式反应(PCR)技术。PCR技术的基本原理是在反应管中模拟DNA复制过程,通过循环反应扩增目标DNA片段。PCR技术的扩增速度非常快,可以在短时间内扩增出目标DNA的数量,并且可以从微量样品中检测出目标DNA。其主要原理是将靶DNA序列的两端加上一对引物,引物与靶DNA序列特异性互补,用酶解使双链DNA分离成两个单链模板,接着在一定条件下,引物向外扩展与模板互补合成一条新链,重复上述步骤多次,即可扩增出数百万份相同的DNA片段。PCR技术对检测病原体的敏感性高,可以在肺结核病人的血液或痰样品中检测到微小数量的结核分枝杆菌。
除了PCR技术之外,核酸杂交技术也是一种常见的分子生物技术,用于检测肺结核病原体的DNA或RNA序列。其基本原理是将已知的DNA/RNA探针标记上荧光物质,投放到未知样品中,通过探针与未知样品中互补的目标DNA/RNA序列结合,然后通过荧光显微镜等手段检测探针标记的荧光信号大小以及位置。核酸杂交技术也可以用于检测多种肺结核病原体的基因序列,并且可以实现对不同病原体的鉴别诊断。
另外,DNA测序技术也可以用于肺结核的诊断,其基本原理是将肺结核病原体的DNA序列解析出来,通过比较其DNA序列与已知肺结核病原体的DNA序列进行比对,从而快速准确地诊断出所含的结核分枝杆菌种类。
综上所述,分子生物学技术作为现代医学检测技术的一种,已经在肺结核病的诊断中得到广泛应用。可以提高病原体的检测效率,同时也可以提高病原体的检测准确性和灵敏度。在未来,随着分子生物学技术的不断完善和进步,肺结核的诊断将会更加准确和有效。
分子生物学的作用
分子生物学是研究生物体内分子结构、功能和相互作用的科学领域。它对于理解生命的基本原理以及探索生物体内各种生物过程的机制至关重要。
以下是分子生物学在不同方面的作用:
1. 遗传学研究:分子生物学揭示了DNA是遗传信息的携带者,通过研究基因组、基因的表达和调控等,可以深入了解遗传变异、基因突变和遗传疾病的发生机制。
2. 基因工程和生物技术:分子生物学的发展使得基因工程和生物技术成为可能。通过基因克隆、基因编辑和基因转导等技术,人们可以改良植物、动物和微生物,用于农业、药物研发和环境修复等领域。
3. 蛋白质研究:蛋白质是生物体内最重要的功能分子之一,分子生物学研究帮助我们了解蛋白质的合成、折叠、修饰和功能等方面,从而深入理解细胞活动的机制。
4. 分子诊断和治疗:分子生物学技术在医学诊断和治疗中起着重要作用。例如,通过检测体液或组织中的特定分子标志物,可以早期发现和诊断疾病,如癌症和遗传疾病,并为个体化治疗提供依据。
5. 进化研究:分子生物学技术也被广泛应用于进化研究中。通过比较不同物种间的基因序列、基因组结构和表达模式等,可以了解物种的亲缘关系、进化历程和适应性变化。
总之,分子生物学作为一门前沿科学,对于深入理解生命的本质、解决生物学问题以及推动医学和生物技术的发展具有重要作用。