分子生物学复习 夜大学
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1 绪论1.1 分子生物学的基本概念①分子生物学---广义:在分子水平上研究生命现象,或用分子的术语描述生物现象的学科。
狭义:核酸与蛋白质水平上研究基因的复制,基因的表达(包括RNA转录、蛋白质翻译),基因表达的调控以及基因的突变与交换的分子机制。
②序列假说:核酸片段的特异性,完全由其碱基序列决定,而且这种序列是一种蛋白质氨基酸的密码③中心法则:DNA的遗传信息经RNA一旦进入蛋白质,也就不可能再行输出。
④三大原则:Ⅰ、构成生物大分子的单体是相同的;Ⅱ、生物大分子单体的排列决定了不同生物性状的差异和个体特征;Ⅲ、所有生物遗传信息表达的中心法则是相同的⑤分子生物学是研究细胞内大分子的结构、功能和相互作用特点和规律,并通过这些规律认识生命现象的一门科学。
1.2 分子生物学的发展简史①细胞学说:(1)以下3点是必修一上的内容:a细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所组成。
b细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。
c新细胞可以从老细胞中产生。
(2)以下7点是百度到的内容:a.细胞是有机体,一切动植物都是由单细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成;b.所有细胞在结构和组成上基本相似;c.新细胞是由已存在的细胞分裂而来;d. 生物的疾病是因为其细胞机能失常;e. 细胞是生物体结构和功能的基本单位;f 生物体是通过细胞的活动来反映其功能的;g. 细胞是一个相对独立的单位,既有他自己的生命,又对于其他细胞共同组成的整体的生命起作用。
②正向遗传学:在不知道基因化学本质的前提下,仅依靠表型突变体在世代间的传递规律来研究基因的特征和染色体上的位置,描述基因突变和染色体的改变,分析它们对生物形态和生理特征所产生的效应。
③反向遗传学:通过转基因办法来确定某一基因的功能。
④George Beadle和Edward Tatum提出“一个基因一个酶”假说Avery围绕肺炎链球菌的成就第一个动摇了“基因是蛋白质”的理念,为“DNA是遗传物质”的理论建立奠定了基础Chargaff 法则:A+C=T+GNirenberg在一周内破解了第一个遗传密码:UUU——苯丙氨酸Jacob和Monod发现乳糖操纵子模型Pardee,Jacob,Monod命名的“Pa-Ja-Mo”实验结果证明:基因通过一种RNA严格地控制着蛋白质的合成。
分子生物学复习资料分子生物学是研究生命体内分子结构和功能的一门学科,其研究范围包括基因表达和调控、蛋白质结构和功能、DNA重复和修复、细胞信号传递等多个方面。
以下是分子生物学复习资料,帮助大家复习此学科。
DNA1. DNA是双螺旋结构,由磷酸、核糖和四种碱基(腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶)组成。
2. DNA的复制包括三个步骤:解旋、合成和连接。
3. DNA合成是通过DNA聚合酶进行的,这些酶在模板链上添加互补碱基。
4. DNA可以通过DNA甲基化调节基因表达。
5. DNA可以被DNA锁蛋白等转录因子识别和结合。
RNA1. RNA是由核糖、磷酸和四种碱基 (腺嘌呤、尿嘧啶、胸腺嘧啶和鸟嘌呤)组成。
2. RNA主要分为三种类型:mRNA (信使RNA)、rRNA (核糖体RNA)和tRNA (转运RNA)。
3. 基因表达分为两个步骤:转录和翻译。
4. 转录过程分为三个步骤:启动、延伸和终止。
5. tRNA担任将氨基酸与相应的密码子匹配的角色。
蛋白质1. 蛋白质是由氨基酸组成的长链。
2. 氨基酸有20种类型,它们是由不同的侧链区分的。
3. 蛋白质折叠形态对其功能至关重要。
4. 蛋白质可以通过转录调节子的活性来控制基因表达。
5. 蛋白质可以通过磷酸化、甲基化和泛素化等方式进行修饰,从而调节其功能。
细胞信号传递1. 细胞信号传递是细胞中信号分子相互作用的过程。
2. 细胞信号分为内部信号和外部信号。
3. 细胞膜可以通过受体蛋白与外部信号相互作用。
4. 内部信号分子可以通过传递信号的级联反应来控制基因表达等生物过程。
5. 蛋白激酶和蛋白磷酸酶是关键的信号传递分子。
总结以上是分子生物学的复习资料,包括DNA、RNA、蛋白质和细胞信号传递等方面的知识点。
学习分子生物学需要积累大量的概念和实验技术,以便理解分子间相互作用和影响它们在细胞和生物中的功能。
希望此资料对大家的复习有所帮助。
分子生物学需要掌握的重点一、DNA、RNA、蛋白质、质粒、基因、端粒、聚合酶、密码子、突变、变性的概念或结构、性质及特点;二、复制、转录、逆转录、翻译、加工修饰、靶向输送的主要过程及特点;三、癌基因的概念、原癌基因产物的类型及细胞定位、癌基因活化致癌的主要机制;四、常用分子生物学技术的原理、主要步骤、酶学及特点;五、基因表及其调控的原理、主要过程或步骤,乳糖操纵子的正、负调节机制;六、常用的基因诊断及基因治疗技术;七、基因克隆、基因诊断、基因治疗、管家基因、抑癌基因、Klenow片段、核蛋白体、限制性内切核酸酶、人类基因组计划、原位杂交的概念;八、双脱氧末端终止法DNA测序、重组DNA技术的主要步骤;九、结构基因、顺式作用元件、启动子、遗传密码、反式作用因子、氨基酰-tRNA、基因组文库、DNA多态性、转位因子、探针、Tm值、DNA微阵列、DNA甲基化的概念、性质;十、核酸分子杂交的主要类型、PCR的主要步骤及引物设计;十一、DNA、RNA及多肽链的合成方向;十二、真核细胞转染的基本方法;十三、细胞周期的主要调控点;十四、DNA损伤及修复的主要类型和机制;十五、基因文库筛选的主要方法及原理。
名词解释●质粒——是细菌细胞内携带的染色体外的DNA分子,是共价闭合的环状DNA分子,能独立进行复制。
质粒只有在宿主细胞内才能够完成自己的复制。
●基因——指贮存有功能的蛋白质多肽链或RNA序列及表达这些信息所需的全部核苷酸序列,是核酸分子中贮存遗传信息的遗传单位。
●癌基因——是细胞内控制细胞生长和分化的基因,具有潜在的诱导细胞恶性转化的特性,它的结构异常或表达异常,可以引起细胞癌变。
●基因克隆——是指把一个生物体的遗传信息(基因片段)转入另一个生物体内进行无性繁殖,得到一群完全相同的基因片段,又称DNA克隆。
●抑癌基因——是指存在于正常细胞内的一大类可抑制细胞生长并具有潜在抑癌作用的基因,当这类基因在发生突变、缺失或失活时可引起细胞恶性转化而导致肿瘤发生。
分子生物学复习资料分子生物学复习资料分子生物学是生物学的一个重要分支领域,研究生物体内分子结构、功能和相互作用的规律。
在现代生物科学中,分子生物学的发展对于我们深入理解生命的起源、进化和机制具有重要意义。
下面将为大家提供一些分子生物学的复习资料,希望能够帮助大家更好地掌握这门学科。
1. DNA的结构和功能DNA是生物体内存储遗传信息的分子,其结构包括磷酸基团、脱氧核糖和四种碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鳕碱)。
DNA的功能主要有两个方面:一是作为遗传物质传递遗传信息,二是作为模板参与蛋白质合成。
DNA的复制、转录和翻译是实现这些功能的重要过程。
2. DNA复制DNA复制是指在细胞分裂前,将一个DNA分子复制成两个完全相同的DNA分子的过程。
该过程是由DNA聚合酶和其他辅助酶协同作用完成的。
DNA复制的过程包括解旋、引物合成、链合成和连接等步骤。
3. 转录转录是指在DNA模板上合成RNA的过程。
转录是由RNA聚合酶和其他辅助蛋白质共同完成的。
转录的产物是mRNA,它是蛋白质合成的模板。
4. 翻译翻译是指在细胞质中,根据mRNA上的遗传密码,合成蛋白质的过程。
翻译是由核糖体和tRNA等分子参与完成的。
翻译的产物是蛋白质,它是生物体内功能最为重要的分子之一。
5. 基因调控基因调控是指细胞根据外界环境的变化,调节基因的表达水平和时机的过程。
基因调控包括转录调控和转录后调控两个层次。
转录调控主要通过转录因子和启动子区域的结合来实现,而转录后调控则通过miRNA、lncRNA等分子的参与来实现。
6. 基因突变基因突变是指DNA序列发生变化,导致基因功能改变的现象。
基因突变可以分为点突变、缺失、插入和倒位等不同类型。
基因突变是生物进化和疾病发生的重要原因之一。
7. PCR技术PCR(聚合酶链式反应)是一种体外扩增DNA的方法。
PCR技术通过DNA聚合酶的反复复制,可以在短时间内扩增大量的DNA片段。
PCR技术在分子生物学研究、医学诊断和法医学等领域具有广泛应用。
分子生物学课程重点,以及一份真题。
1、绪论(1)分子生物学的概念分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能,并从分子水平上阐明蛋白质与蛋白质、蛋白质与核酸之间的互作及其基因表达调控机理的学科。
(3)经典历史事迹1928年格里菲斯证明了某种转化因子是遗传物质1944年艾弗里做了肺炎双球杆菌转换实验1953年沃森和克里克提出双螺旋结构桑格尔两次诺贝尔学奖2、染色体与 DNA(1)真核生物染色体具体组成成分为:组蛋白、非组蛋白和DNA。
在真核细胞染色体中,DNA与蛋白质完全融合在一起,其蛋白质与相应DNA的质量之比约为2:1。
这些蛋白质在维持染色体结构中起着重要作用。
(2)组蛋白组蛋白是染色体的结构蛋白,其与DNA组成核小体。
根据其凝胶电泳性质可将其分为H1、H2A、H2B、H3及H4。
组蛋白含有大量的赖氨酸和精氨酸,其中H3、H4富含精氨酸,H1富含赖氨酸。
H2A、H2B 介于两者之间。
H1易分离,不保守;组蛋白的特性:①进化上的极端保守,②无组织特异性;③肽链上分布的不对称性;组蛋白的修饰作用⑤富含赖氨酸的组蛋白H5(3)C值反常现象C值:一种生物单倍体基因组DNA的总量。
一般情况,真核生物C值是随着生物进化而增加,高等生物的C值一般大于低等生物。
(4)DNA的结构•DNA的一级结构即是指四种核苷酸的连接及排列顺序,表示该DNA分子的化学构成。
•DNA二级结构是指两条多核苷酸链反相平行盘绕所生成的双螺旋盘绕结构。
DNA的二级结构分两大类:一类是右手螺旋,如A-DNA和B-DNA;另一类是左手螺旋,即Z-DNA。
DNA三级结构:是双螺旋进一步缠绕,形成核小体,染色质,染色体等超螺旋结构,5、每轮碱基数10•DNA的高级结构指DNA双螺旋进一步扭曲盘旋所形成的特定空间结构。
超螺旋结构是DNA高级结构的主要形式(非唯一形式),可分为正超螺旋和负超螺旋两类,它们在不同类型的拓扑异构酶(通过催化DNA链的断裂和结合,从而影响DNA的拓扑状态。
(完整word版)[已整理]现代分子生物学复习要点及习题第一章绪论分子生物学分子生物学的基本含义(p8)分子生物学是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学,是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘,由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科。
分子生物学与其它学科的关系分子生物学是由生物化学、生物物理学、遗传学、微生物学、细胞学、以至信息科学等多学科相互渗透、综合融会而产生并发展起来的,凝聚了不同学科专长的科学家的共同努力。
它虽产生于上述各个学科,但已形成它独特的理论体系和研究手段,成为一个独立的学科。
生物化学与分子生物学关系最为密切:生物化学是从化学角度研究生命现象的科学,它着重研究生物体内各种生物分子的结构、转变与新陈代谢。
传统生物化学的中心内容是代谢,包括糖、脂类、氨基酸、核苷酸、以及能量代谢等与生理功能的联系。
分子生物学则着重阐明生命的本质----主要研究生物大分子核酸与蛋白质的结构与功能、生命信息的传递和调控。
细胞生物学与分子生物学关系也十分密切:传统的细胞生物学主要研究细胞和亚细胞器的形态、结构与功能。
探讨组成细胞的分子结构比单纯观察大体结构能更加深入认识细胞的结构与功能,因此现代细胞生物学的发展越来越多地应用分子生物学的理论和方法。
分子生物学则是从研究各个生物大分子的结构入手,但各个分子不能孤立发挥作用,生命绝非组成成分的随意加和或混合,分子生物学还需要进一步研究各生物分子间的高层次组织和相互作用,尤其是细胞整体反应的分子机理,这在某种程度上是向细胞生物学的靠拢。
第一章序论1859年发表了《物种起源》,用事实证明“物竞天择,适者生存”的进化论思想。
指出:物种的变异是由于大自然的环境和生物群体的生存竞争造成的,彻底否定了“创世说”。
达尔文第一个认识到生物世界的不连续性。
意义:达尔文关于生物进化的学说及其唯物主义的物种起源理论,是生物科学史上最伟大的创举之一,具有不可磨灭的贡献。
分子生物学复习资料全1. 概述- 分子生物学是研究生物体分子层面结构和功能的科学领域。
- 分子生物学主要关注DNA、RNA、蛋白质等生物分子的合成、结构和功能。
2. DNA- DNA是遗传物质,储存了生物体的遗传信息。
- DNA由核苷酸组成,包括脱氧核糖核苷酸和四种碱基:腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鳕嘧啶。
- DNA的双螺旋结构由两条互补链以螺旋形式相互缠绕而成。
3. RNA- RNA在细胞中起着重要的生物学功能。
- RNA由核苷酸组成,包括核糖核苷酸和四种碱基:腺嘌呤、鸟嘌呤、尿嘧啶和胞嘧啶。
- RNA分为多种类型,包括mRNA、tRNA和rRNA等。
4. 蛋白质合成- 蛋白质合成是通过转录和翻译两个过程完成的。
- 转录是将DNA转录成mRNA的过程。
- 翻译是将mRNA翻译成蛋白质的过程。
5. 基因调控- 基因调控是控制基因表达水平的过程。
- 基因调控包括转录因子的结合、DNA甲基化和染色质重塑等。
6. 克隆技术- 克隆技术是复制生物体基因或DNA序列的方法。
- 主要克隆技术包括限制性内切酶切割、聚合酶链式反应和DNA串联。
7. PCR- PCR是一种通过体外扩增DNA片段的技术。
- PCR包括三个步骤:变性、退火和延伸。
8. 分子遗传学- 分子遗传学研究基因在遗传传递中的分子机制。
- 分子遗传学主要研究基因突变、基因重组和基因表达等。
9. DNA测序- DNA测序是确定DNA序列的方法。
- DNA测序技术包括Sanger测序和高通量测序等。
10. 基因工程- 基因工程是利用DNA技术修改或转移基因的技术。
- 基因工程在农业、医药和生物学研究等领域有着广泛的应用。
以上是关于分子生物学的简要复习资料,希望能对你的学习有所帮助。
《分子生物学》复习资料一、理解分子生物学在生物学科中的地位;掌握分子生物学技术在现代生物技术中的作用。
二、理解和掌握关于生物大分子DNA和RNA(包括其他如tRNA、mNA等)的知识。
三、理解和掌握关于蛋白质或蛋白因子等知识点。
四、理解和掌握蛋白质合成和DNA复制的基本知识。
五、掌握分子生物学发展的历程和21世纪分子生物学发展的趋势。
1.CAAT盒:真核生物转录单位起始点上游的保守序列,被一组转录因子识别。
2.DNA的熔点(T m):温度升高而引起的变性称为热变性,使DNA双螺旋结构失去一半时的温度称为DNA的熔点(熔解温度),用T m表示。
3.DNA复性:变性DNA在适当条件下可以使两条分开的来年重新缔合成为双螺旋结构,这一过程称为复性。
4.半保留复制:指DNA的复制过程中,子代DNA分子都保留了原来DNA分子中的一条链。
5.反密码子(anticodon):指tRNA反密码子环中的三个核苷酸的序列,在蛋白质合成过程中通过碱基配对,识别并结合到mRNA的特殊密码上。
6.反式作用因子:是指真核细胞内含有的大量可以通过直接或间接结合顺式作用元件而调节基因转录活性的蛋白质因子。
7.核酶:是一种可以催化RNA切割和RNA剪接反应的由RNA组成的酶,可以作为基因表达和病毒复制的抑制剂。
8.转座因子:是一种可以由染色体的一个位置转移到另一个位置的遗传因子,也就是一段可以发生转座的DNA,又称为转座子。
9.活性部位(activeenergy):酶中含有底物结合部位和参与催化底物转化为产物的氨基酸残基部分。
活性部位通常位于蛋白质的结构域或亚基之间的裂隙或是蛋白质表面的凹陷部位,通常都是由在三维空间上靠得很进的一些氨基酸残基组成。
10.顺式作用元件:是指那些与结构基因表达调控相关、能够被基因调控蛋白特异性识别和结合的特异DNA序列。
包括启动子、上游启动子元件、增强子、加尾信号和一些反应元件等。
11.C值矛盾:对高等真核生物而言,基因组大小与生物的复杂程度并不对应,关系密切的生物其DNA可能有很多不同。
分子生物学“95%疾病产生的原因源自基因的无序表达。
”分子生物学的意义,就是消除疾病。
第一章绪论分子生物学研究:核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学。
1861年,孟德尔的豌豆杂交试验揭示遗传的物质性(性状表征)1909年,Wilhelm Ludvig Johannsen使用"基因"代表遗传学最基本单位。
1910年,Morgan (美)通过果蝇实验证明:基因遗传性状分离,基因连锁交换现象。
1928年,Griffith (英)肺炎双球菌转化实验。
10年后,Avery (美)证明DNA分子是遗传信息的有效载体。
即标记核昔酸,%标记氨基酸。
噬菌体侵染过程:1尾端吸附,2 DNA注入,3利用细菌生命过程合成自身物质,4合成新 DNA和蛋白质,并组装为新子代噬菌体,5细菌裂解,噬菌体释放。
1953年,Watson和Crick提出脫氧核糖核昔酸的双螺旋膜型。
1958年,Crick提出中心法则。
基因表达调控主要表现:信号转导、转录因子、RNA剪辑。
基因组:人体全部基因总和。
蛋白组:人体全部蛋白总和基因组计划:人体全部基因序列测序。
蛋口组计划(后基因组计划):鉴定基因产物和功能。
第二章染色体与DNA真核细胞染色体蛋白质组成:组蛋片(染色体结构蛋白,组成核小体)、非组蛋白(RNA聚合酶、肌动蛋白、肌球蛋白、微管蛋白)组蛋白特点:1进化上的极端保守性。
2无组织特异性。
3肽链上氨基酸分布不对称。
4具有修饰作用:甲基化、磷酸化5富含赖氨酸的组蛋白H5真核生物基因组DNA分类:1不重复序列:结构基因基本为单拷贝基因2中都重复序列:3髙度重复序列:只在真核生物内出现,不转录。
包含:卫星DNA.反相重叠序列(互补序列重复)、较攵杂单位的重攵(灵长类特有)DNA包装步骤:1核小体的组成:组蛋白+200bp DNAo•核小体组蛋白:H2A S H2B、出、出各两分子生成的八聚体,并伴有Hi在核小体在外边, 直径lOnmo2将200bp的DNA分子(2nm)缠绕在核小体外,从68nm压缩到10nm中,压缩率1/73六个核小体形成一个螺线管,压缩率1/6,直径30血4螺线管形成超螺线管,压缩率1/40,直径4000nni5超螺线管形成染色单体,压缩率1/5原核生物基因组特点:1结构简单2存在转录单元3有重壳基因DNA的一级结构:四种核昔酸的连接排列顺序。
名词解释1. DNA拓扑异构酶:能在闭环DNA 分子中改变两条链的环绕次数的酶,它的作用机制是首先切断DNA,让DNA绕过断裂点以后再封闭形成双螺旋或超螺旋DNA.2. 信号肽:在起始密码子后,有一段编码疏水性氨基酸序列的RNA区域,被称为信号肽序列,它负责把蛋白质引导到细胞内膜结构的亚细胞器内。
3. 启动子:与基因表达启动相关的顺式作用元件,是结构基因的重要成分。
它是一段位于转录起始位点5’端上游区大约100~200bp以内的具有独立功能的DNA序列,能活化RNA聚合酶,使之与模板DNA准确地结合并具有转录起始的特异性。
4. 冈崎片段:是在DNA半不连续复制中产生的长度为1000~2000个碱基的短的DNA片段,能被连接成一条完整的DNA链。
5. 密码的简并性:由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象称为简并,对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子。
6. DNA重组体:根据人们的意愿利用限制性内切酶和DNA连接酶对不同生物的遗传基因进行切割、拼接或者重新组合,形成具有新的遗传性状的DNA 。
7. 信号转导:在细胞通讯系统中,细胞识别与之相接触的细胞,或者识别周围环境中存在的各种化学和物理信号,并将其转变为细胞内各种分子活性的变化,从而改变细胞的某些代谢过程,影响细胞的生长速度,甚至诱导细胞凋亡,这种针对外源信息所发生的细胞应答反应全过程称为信号转导。
8. 摆动假说:Crick为解释反密码子中某些稀有成分的配对以及许多氨基酸有2个以上密码子的问题而提出的假说。
9. C值反常现象:指C值往往与种系的进化复杂性不一致的现象。
10. 半不连续复制:DNA复制过程中前导链的复制时连续的,而另外一条链,即后随链的复制是中断的、不连续的。
11. 基因组:生物有机体的单倍体细胞中所有DNA,包括核中的染色体DNA和线粒体、叶绿体等亚细胞器中的DNA.12. 转录:是指拷贝出一条与DNA链序列完全相同(除了T——》U之外)的RNA单链的过程,是基因表达的核心步骤。
分子生物学复习分子生物学是一门从分子水平研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律的科学。
它是现代生物学的重要组成部分,对于我们理解生命的奥秘、疾病的发生机制以及生物技术的发展都具有至关重要的意义。
当我们准备复习分子生物学这门学科时,需要对其各个重要的知识点进行系统的梳理和深入的理解。
首先,我们来谈谈核酸的结构与功能。
核酸包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。
DNA 是遗传信息的携带者,它具有双螺旋结构,由两条反向平行的多核苷酸链通过碱基互补配对形成。
了解 DNA 的一级结构、二级结构和高级结构对于理解基因的表达、复制和遗传变异等过程至关重要。
RNA 则在基因表达中发挥着重要作用,包括信使 RNA(mRNA)、转运 RNA(tRNA)和核糖体 RNA(rRNA)等。
mRNA 携带遗传信息,指导蛋白质的合成;tRNA 则在翻译过程中负责转运氨基酸;rRNA 是核糖体的组成成分。
基因的概念也是复习的重点之一。
基因是具有遗传效应的 DNA 片段,它不仅包括编码蛋白质的序列,还包括调控序列和非编码序列。
基因的表达是一个复杂的过程,涉及到转录和翻译两个主要环节。
转录是指以 DNA 为模板合成 RNA 的过程,而翻译则是以 mRNA 为模板合成蛋白质的过程。
在这个过程中,启动子、终止子、增强子等调控元件对基因的表达起着精确的调控作用。
接下来是 DNA 复制。
DNA 复制是细胞分裂过程中遗传信息传递的关键步骤。
半保留复制是 DNA 复制的基本特征,即亲代 DNA 分子的两条链分别作为模板合成两条新的子代链。
参与 DNA 复制的酶和蛋白质包括解旋酶、DNA 聚合酶、拓扑异构酶等,它们协同作用确保复制的准确性和高效性。
然后是转录过程。
转录是在 RNA 聚合酶的作用下,以 DNA 链为模板合成 RNA 的过程。
RNA 聚合酶能够识别启动子序列并结合上去,开始转录。
转录过程包括起始、延伸和终止三个阶段,产生的初级转录产物需要经过一系列的加工修饰,如剪接、加帽和加尾等,才能成为成熟的 RNA 分子。
第0章 绪论1.分子生物学广义层次:在分子水平上研究生命活动及其规律的科学。
狭义层次:生物学分支,研究生物大分子结构、功能、相互作用,从分子水平揭示生物遗传变异机制。
2. 分子生物学的新学科:功能基因组学:依附于对DNA 序列的了解,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征序列表达谱。
蛋白质组学:以蛋白质组为研究对象,研究细胞内所有蛋白质及其动态变化规律的科学。
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、模拟和传输。
系统生物学:是在细胞、组织、器官和生物体整体水平研究结构和功能各异的各种分子及其相互作用,并通过计算生物学来定量描述和预测生物功能、表型和行为。
结构分子生物学:是以分子生物物理学为基础,结合化学和分子生物学方法测定生物大分子复合体的空间结构、精细结构以及结构的运动,阐明其相互作用的规律和发挥生物功能的机制,从而揭示生命现象本质的科学 。
第1章 遗传的物质基础1.证明核酸是遗传物质的经典实验:肺炎链球菌转化实验Hershey and Chase T 2噬菌体转导实验————→DNA 是遗传物质 TK gene 进行的真核细胞转染实验烟草花叶病毒病毒重建实验————————→RNA 也是遗传物质(transformation)指将质粒或其他外源DNA 导入处于感受态的宿主细胞,并使其获得新的表型的过程。
转导(transduction)由噬菌体和细胞病毒介导的遗传信息转移过程也称转导。
(transfection)指真核细胞主动或者被动导入外源DNA 片段而获得新表型的过程。
2.核酸——基本单位是核苷酸每分子核苷酸包含一个碳、氮原子的杂环化合物(碱基)、一个环状五碳糖(戊糖)和一个磷酸分子基团。
碱基分为嘌呤和嘧啶两种。
戊糖分为2-脱氧核糖和核糖。
3.核苷酸的连接5’-三磷酸核苷酸是核酸合成的前体。
三磷酸的5’末端与多聚核苷酸链末端的 3’-OH 基团反应,释放三磷酸的两个末端磷酸基团(γ和β),α磷酸与多聚 核苷酸链末端的糖的3’-OH 成键。
1、基因的生物学定义---基因决定遗传性状的表达,基因存在于染色体和线粒体DNA上,呈直线状排列并世代相传。
2、基因的分子生物学定义----基因是核酸分子中储存遗传信息的遗传单位,是RNA和蛋白质相关遗传信息的基本表达形式。
是指储存RNA的序列信息和有功能的蛋白质、多肽链的序列信息,以及表达这些信息所必须的全部核苷酸序列,大部分生物中的核酸物质为DNA,小部分生物为RNA。
3、DNA的双螺旋结构----DNA是反向平行的互补双链结构,是两条单链反向平行的双螺旋结构。
碱基位于双螺旋结构的内侧,脱氧核糖—磷酸骨架位于双螺旋的外侧。
两条单链之间的碱基以氢键互补配对相结合,A=T、G三C。
碱基平面和双螺旋纵轴相垂直,双链DNA 的长度由碱基对bp或kbp来表示。
4、断裂基因---真核生物结构基因,有若干个编码区非编码区相间隔开但又连续镶嵌而成,去除非编码区连续后,可翻译出连续的氨基酸组成的完整蛋白质,这些基因称断裂基因、
5、外显子---在结构基因中,与成熟的mRNA相对应的序列为---位于外显子之间的,与mRNA 剪接过程中删除部分相对应的序列为内含子。
6、启动子---RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列,具有方向性,位于转录起始的上游,本身不被转录,序列上存在一定的保守性。
增强子---较短的DNA序列,能与反式作用因子识别和结合,与反式作用因子相结合后能调控相邻基因的转录,分布上无位置性,无方向性。
7、质粒---是细菌细胞内的一种具有自我复制功能的环状双链DNA,稳定独立地存在于染色体外,并可传递到子代,不整合到宿主的染色体DNA上,只能在宿主细胞内自我复制,离开则无法复制和扩增。
8、多顺反子---原核细胞中数个结构基因串联成一个转录单位,转录出的mRNA可以编码出几种功能相关的蛋白质,为---
9、半保留复制---DNA复制是,亲代DNA双链解离成两条单链并各自为模板,按碱基互补配对原则合成新的互补链,新合成的两条DNA单链与亲代DNA完全一致,在子代双链中有一条来自与亲代,另一条为新合成的,这就是~~,体现了遗传的保守性。
10、端粒酶---是反转录酶,由端粒结合酶和RNA共同组成,能以自身的RNA为模板反复延伸端粒的重复序列,具有种属特异性。
11、基因表达---基因所储存的遗传信息通过转录和翻译产生具有生物功能的多肽和蛋白质的过程。
12、遗传密码---mRNA上存在遗传密码,mRNA分子上从5’-3’方向,由ACG开始,每3个核苷酸为一组,决定肽链上某一氨基酸或蛋白质合成的起始、终止信号,称三联体密码。
具有方向性,连续性,摆动性等。
13、操纵子---原核生物中数个功能上相关联的结构基因串联在一起,由一套转录调控序列调控其转录,构成基本表达单位。
一个操纵子的基本结构单位是:5’-(其他调控基因)+启动子+操纵元件+结构基因(2-6)+转录终止信号-3’。
14、顺式作用元件---指那些和被转录的结构基因在距离上比较接近,与基因表达调控有关的DNA序列,包括启动子和增强子。
反式作用因子---是一类在细胞内起作用的细胞因子。
15、三聚体G蛋白----是一类与GTP或GDP结合,具有GTP酶活性的位于细胞膜胞质面的膜蛋白。
有a,b,r三个亚基组成,a亚基上具有多个功能位点,b、r亚基二聚体—与a亚基形成复合体并定位于质膜内侧。
16、第二信使---位于细胞膜上的受体与细胞外的信号分子结合,产生可以作为外源性信息在细胞内的信息传到分子,称为第二信使。
包括cAMP、cgmp ip3等,特点有不位于信息传到
途径的中心,其在细胞内的浓度或分布可以迅速改变、作为变构效应剂作用于相应的靶分子。
17、细胞癌基因---存在于正常生物的基因组中的,与病毒的癌基因同源的基因,或称原癌基因。
18、核酸分子的杂交---DNA变性后的复性过程中,如果把不同的DNA单链或RNA分子放入同一溶液内,只要两条单链之间存在一定的碱基配对关系,在适宜的条件下,就可以在不同的分子间形成杂交双链,可以在不同的DNA-DNA\RNA-RNA\DNA-RNA之间形成。
这种现象称为---
19、RNA干扰---是指由短的双链RNA诱导的同源RNA降解的过程。
20、基因诊断---利用分子生物学的技术对生物体内的DNA序列及其产物进行定量、定性的分析,称分子诊断。
针对DNA的分子诊断称DNA诊断或基因诊断。
问答
1、基因诊断的操作步骤
第一步样品核酸的抽提—抽提DNA或RNA样品,如血液、羊水、唾液等。
第二步目标序列的扩增---需用特殊的方法特异性扩增制备足够拷贝数的靶序列,PCR技术用于DNA序列的扩增,RT-PCR技术用于RNA\CDNA的序列扩增。
第三步分子杂交---是确定DNA中是否存在某一特定序列最基本的方法,包括southern印迹杂交、点杂交等等技术。
最后信号检测---对反应结果进行定量、定性检测,包括放射性核素等的标记,酶-底物体系介导的颜色反应等。
2、DNA复制的共同特点
1》半保留复制DNA半保留复制忠实地使遗传信息由亲代传递到子代
2》共同的复制起始点DNA复制从DNA分子上的一个或多个位点开始,不同的DNA分子都具有富含A T的重复序列,有利于DNA分子的解链,亲代DNA双链有特定的解链区域
3》复制子是基本的复制单位从复制起始点开始复制的一个DNA分子或片段为一个基本复制单位,又称复制子
4》双向复制形式形成复制泡或复制叉
5》不连续复制方式客服了DNA空间结构对DNA子链复制的制约
3、DNA复制过程中的主要酶和蛋白质及其作用
1》解旋酶需要A TP供能,作用于氢键,使DNA双螺旋解链,形成两条单链
2》单链DNA结合蛋白特异性结合单链DNA,稳定复制所需的单链DNA及保护其完整性,可以循环使用
3》拓扑异构酶解除DNA的拓扑结构,消除DNA复制的空间阻碍,兼有内切酶和连接酶的活性
4》引物酶是RNA聚合酶,形成DNA复制起始处的RNA引物
5》DNA聚合酶负责脱氧多核苷酸的聚合
6》DNA连接酶需要A TP供能,催化两条DNA片段以3’,5’-磷酸二酯键连接,负责冈崎片段的连接
4、碱基切除修复的过程
依赖于生物体内一类特异性DNA糖基化酶,整个过程包括:
1》识别水解---DNA糖基化酶特异性识别受损的碱基并水解相应的糖苷键,产生一个
无碱基位点
2》切除---无碱基位点核酸内切酶切开磷酸二酯键,去除剩余的磷酸糖苷部分。
3》合成---DNA聚合酶以对侧碱基为模板修补合成互补序列
4》连接---DNA连接酶连接切口
5、复制与转录的区别
差异共同点
复制转录
模板解开的两条DNA链一条DNA模板链DNA
原料dNTP NTP三磷酸核苷酸
碱基配对A-T C-G A-U T-A C-G 碱基互补配对原则
产物子代DNA mRNA,tRNA,rRNA和各种小分子多核苷酸链
RNA
酶DNA聚合酶RNA聚合酶依赖DNA的聚合酶5’—3’
聚合反应
方向沿5’---3’方向沿5’---3’方向
6、Camp---pka信号途径
途径:配体→受体
↓
G蛋白(GS)→酶(AC)→第二信号(cAMP)
↓
蛋白激酶(PKA)
↓
效应蛋白
↓
生物学功能
PKA的功能:1》调节代谢—通过磷酸化作用调节关键酶的活性,对不同代谢途径起到调节作用
2》调节基因表达—通过磷酸化作用激活反式作用因子,进而调节一些特异性的基因表达3》调节细胞表达—通过磷酸化作用激活细胞膜离子通道,调节细胞膜电位
7、基因克隆的基本步骤
1>消化---用限制性内切酶消化目的基因和载体DNA,使其具有连接的末端特征
2>连接---用DNA连接酶连接目的基因和载体DNA,产生重组的DNA分子
3>导入---将产物导入适宜的宿主细胞使其复制扩增
4>筛选及克隆---获得重组的克隆载体和克隆基因
8、Southern印迹检测原理
将待检测基因组中的DNA分子经电泳分离后,移到膜状物上固化。
用待测基因组中的一段已知序列为探针,依据碱基配对即可复性形成分子杂交的原理,检测固相膜上的待测基因组中与之互补的序列,并根据探针信号出现的位置和次数判断基因的拷贝数。
一般情况下,Southern印迹法可以准确地检测位于基因组不同位置上的相同拷贝基因,但如果拷贝称簇排列则需要配合DNA序列测定进行分析。