分子生物学第三章

分子生物学第三章核酸的结构与功能核酸是生物体内重要的生物大分子，在维持遗传信息传递、调控基因表达和蛋白质合成等生物学过程中起着重要的作用。

本文将介绍核酸的结构和功能，包括DNA和RNA的结构、功能以及细胞中的DNA重复序列和嵌合DNA的现象。

核酸是由核苷酸单元组成的大分子。

核苷酸由一糖分子（核糖或脱氧核糖），一个含有一键磷酸基的磷酸基团和一个含有碱基的碱基组成。

DNA的碱基包括腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C），而RNA的碱基包括腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、尿嘧啶（U）和胞嘧啶（C）。

DNA（去氧核糖核酸）是双链结构，由两条互补的单链以互补碱基配对（A和T，G和C）的方式相互连接而成。

这种双链结构被称为双螺旋结构，其中的两个链通过氢键相互链接。

DNA在细胞中起着存储遗传信息的作用，是遗传物质的主要组成部分。

DNA通过转录过程产生RNA分子，进而通过翻译过程合成蛋白质。

RNA（核糖核酸）有多种类型，包括信使RNA（mRNA）、核糖体RNA （rRNA）和转运RNA（tRNA）。

mRNA是由DNA转录得到的，其中的密码子序列编码蛋白质的氨基酸序列。

rRNA是核糖体的组成部分，参与蛋白质合成的过程。

tRNA将氨基酸带入核糖体与mRNA相匹配的密码子上，完成蛋白质合成的过程。

在细胞中，存在许多DNA重复序列。

其中，基因是密集编码蛋白质的DNA序列，它们在核酸的遗传信息传递和基因表达中起着重要作用。

除了基因，还存在大量的非编码DNA序列，如内含子和调控序列，它们对基因表达的调控起着重要作用。

此外，DNA重复序列还包括微卫星、线粒体DNA和细胞质DNA等。

总之，核酸是生物大分子，在维持遗传信息传递和调控基因表达等生物学过程中起着重要作用。

DNA和RNA具有不同的结构和功能，包括存储遗传信息、编码蛋白质序列、调控基因表达和蛋白质合成等。

此外，细胞中存在多种形式的DNA重复序列和嵌合DNA现象，对维持细胞功能和遗传多样性具有重要作用。

分⼦⽣物学第三章RNA转录第三章 RNA 转录(RNA transcription)3.1. Basic concept3.2. Trancription survey3.3. Promoter in Eukaryotes and Prokaryotes3.4. Transcription Termination3.5. Pre-RNA processing in Eukaryotes3.1. 基本概念（P64） Basic concept●基因表达的第⼀步●以D. S. DNA 中的⼀条单链作为转录的模板某⼀基因只以⼀条单链DNA 为模板进⾏转录（不对称转录）●在依赖DNA 的RNA 聚合酶的作⽤下●按A U ，C G 配对的原则，合成RNA 分⼦●模板单链 DNA 的极性⽅向为3’ → 5’, ⽽⾮模板单链DNA 的极性⽅向与RNA 链相同，均为5’ → 3’.● RNA 的转录包括promotion, elongation, termination 三个阶段●从启动⼦（promoter ）到终⽌⼦（terminator ）的DNA序列称为转录单位（transcriptional unit ）●原核⽣物中的转录单位多为 polycistron in operon真核⽣物中的转录单位多为monocistron, No operon●转录原点记为+1，其上游记为负值，下游记为正值● RNA 的主要种类及功能：mRNA ——携带编码多肽的遗传信息tRNA ——将核苷酸信息转化为aa 信息转运aa 进⼊核糖体rRNA ——参与多肽合成3.2.RNA 转录概况3.2.1转录的基本过程1. 模板识别：RNApol 与启动⼦相互识别并结合的过程（形成封闭的⼆元复合物）启动⼦（promoter ）：DNA 分⼦上结合RNApol 并形成转录起始复合物的区域，通常也包括促进这⼀过程的调节蛋⽩结合位点rich A/T ，易发⽣DNA 呼吸现象形成单链区2转录起始：启动⼦区解链，转录起始（封闭的⼆元复合物开放的⼆元复合物三元复合物）通常在这⼀过程中RNApol 移动较慢，且易发⽣脱落——流产式起始 ——决定启动⼦的强弱3延伸：延伸过程中的延宕现象（Eukaryotes ）：Euk genome G/C 分布不均匀σ脱离全酶（Pro ）/RNApol 脱离转录起始复合物（Euk ）4终⽌：在终⽌⼦（terminator ）处停⽌转录3.2.2 RNApolymerase1 RNA polymerase in Prokaryotes （以E.coli 为例）1）构成核⼼酶(core enzyme)：2αββ’DNA3’----TACTCAT----5’ RNA 5’----AUGAGUA----3’5’---ATGAGTA----3’ Non-template (sense strand)template (antisense strand)全酶（holoenzyme)2αββ’σα：核⼼酶组建因⼦/ 启动⼦识别β：RNA合成的活性中⼼β’：与β共同构成活性中⼼σ：识别启动⼦，增加酶与DNA的亲和⼒σ因⼦可减少RNApol与⾮启动⼦DNA序列的亲和⼒，⽽增加RNApol与启动⼦的亲和⼒，⼀旦转录起始，σ因⼦将脱离RNApol再次引导新的RNApol进⾏转录ρ：参与转录终⽌2）Rifamycin（利福霉素）及Streptolydigin（利链菌素）对Pro转录的影响Rif可结合β，阻⽌NTP的进⼊I位点（Initiation site )（⼀旦形成三元复合物Rif不再起抑制作⽤）；利链菌素结合β的延伸位点(Elongation site)，抑制延伸。

第三章基因和基因组第一节基因组的大小与C值矛盾一、相关概念☆基因(gene)是合成一种功能蛋白或RNA分子所必须的全部DNA序列．一个典型的真核基因包括①编码序列—外显子(exon)②插入外显子之间的非编码序列—内合子(intron)③5‘-端和3’-端非翻译区(UTR)④调控序列(可位于上述三种序列中)基因平均由1000个碱基对组成，一个DNA分子可能包含几个或几千个基因。

☆基因组（genome）：一特定生物体的整套(单倍体)遗传物质的总和，即生物体维持配子或配子体正常功能的全套染色体所含的全部基因（DNA）。

基因组的大小用全部DNA的碱基对总数表示。

比如人基因组的全长为大约3×109对碱基，编码3-4万个蛋白分子。

细菌或噬菌体、病毒－－－单个染色体中所含的全部基因（DNA）。

人类基因组计划（human genome project HGP）基因组学（genomics）结构基因组学（structural genomics）功能基因组学（functional genomics）☆C值（C-value）：在真核生物中，每种生物的单倍体基因组的DNA总量总是恒定的，称为C-值低等真核生物中与形态学复杂程度相关，但高等真核生物中变化很大所谓C值(C value)即单倍体基因组的DNA总量。

它是每一种活生物的一个性质。

C 值大小有着巨大差异。

小到象支原体那样的不足106bp，大到一些植物及两栖类的1011bp。

进化中不同门的C值范围。

随着复杂度的增加，基因组大小的最小值是增加的。

但是随着高等真核生物DNA绝对量的增长，有些门的基因组大小出现了很大的变化。

每门的一种生物DNA的最小量要使原核生物比低等真核生物更复杂，增加基因组大小是必要的。

盐沼核菌(pyrenomas salina)是现已证明的含有最小基因组的真核生物，它有6.6×105bp，（然而这些生物可能并不是真正的真核生物，但可能是进化的中间阶段，代表了细胞核与叶绿体的原始存在形式。

分子生物学3生物信息的传递（上）——从DNA到RNA第三章生物信息的传递（上）——从DNA到RNA重点：1.启动子与转录起始2. 原核生物和真核生物mRNA的特征比较3. 内含子的剪接、编辑及化学修饰难点：1.启动子与转录起始2. 终止和抗终止3. 内含子的剪接、编辑及化学修饰第四节启动子与转录起始大肠杆菌RNA聚合酶与启动子的相互作用主要包括启动子区的识别、酶与启动子的结合及因子的结合与解离等。

1. 原核启动子的基本结构（1）启动子：是一段位于结构基因5 ′端上游区的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确的相结合并具有转录起始的特异性。

基因的特异性转录取决于酶与启动子能否有效地形成二元复合物，所以，RNA聚合酶如何有效地找到启动子并与之结合是转录起始过程中首先要解决的问题。

我们知道，转录的起始是基因表达的关键阶段，而这一阶段的重要问题是RNA聚合酶与启动子的相互作用。

启动子的结构影响了它与RNA聚合酶的亲和力，从而影响了基因表达水平。

（2）转录单元：是一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列。

RNA聚合酶从转录起点开始沿着模板前进，直到终止子为止，转录出一条RNA链。

在细菌中，一个转录单元可以是一个基因，也可以是几个基因(3)转录起点：是指与新生RNA链地一个核苷酸相对应DNA链上的碱基。

常常把起点前面，即5′末端的序列称为上游，而把其后面即3′末端的序列称为下游。

在描述碱基的位置时，一般用数字表示，起点为+1，下游方向依次为+2、+3等，上游方向依次为-1、-2、-3等。

启动子区是RNA聚合酶的结合区，其结构直接影响到转录的效率。

那么，启动子区有什么结构特点呢？（4）绝大部分原核启动子都存在-10区和-35区-10区：在-6~-13bp之间，共同序列为TATAAT，又称pribnow 框，酶在此处与DNA结合成稳定的复合物，在转录方向上解开双链形成开放型起始结构。

-35区：共同序列为TTGACA，是RNA聚合酶起始识别区，这一识别过程与σ因子有关。

分子生物学第三章DNA的复制知识总结.doc分子生物学第三章：DNA的复制知识总结引言DNA复制是生物体细胞分裂过程中的一个关键步骤，确保遗传信息的准确传递给下一代细胞。

在分子生物学的第三章中，我们深入探讨了DNA 复制的机制、参与的酶类、复制过程以及复制后的修复机制。

本文将对这些内容进行详细的总结。

第一节：DNA复制的基本概念1.1 DNA复制的定义DNA复制是指在细胞分裂前，DNA分子精确复制自身，生成两份相同的DNA分子的过程。

1.2 DNA复制的重要性遗传信息的传递：确保子代细胞获得与亲代相同的遗传信息。

细胞增殖：为细胞分裂提供必要的遗传物质。

1.3 DNA复制的特点半保留复制：每个新生成的DNA分子都包含一个原始链和一个新合成的链。

高度保守：在不同的生物体中，DNA复制的基本机制相似。

第二节：DNA复制的酶类和蛋白质2.1 DNA聚合酶功能：在DNA复制中添加新的核苷酸，形成新的DNA链。

类型：包括DNA聚合酶I、II、III等。

2.2 解旋酶功能：解开DNA双链，为复制提供模板。

2.3 SSB蛋白功能：保护解开的单链DNA，防止其结构被破坏。

2.4 引物酶功能：合成RNA引物，为DNA聚合酶提供起始点。

第三节：DNA复制的过程3.1 起始阶段解旋酶在复制起点处解开DNA双链。

引物酶合成RNA引物。

3.2 延伸阶段DNA聚合酶III沿着模板链添加核苷酸，合成新的DNA链。

两条新链分别在前导链和滞后链上合成。

3.3 终止阶段当复制达到DNA末端时，复制过程终止。

RNA引物被移除，由DNA聚合酶I填补。

第四节：DNA复制的调控4.1 复制的起始点特定的DNA序列作为复制的起始点。

4.2 复制的调控蛋白多种蛋白质参与调控复制过程，确保复制的准确性和效率。

4.3 复制的周期性细胞周期中，DNA复制发生在特定的时期。

第五节：DNA复制的修复机制5.1 错配修复修复复制过程中发生的碱基错配。

5.2 核苷酸切除修复移除并替换受损的核苷酸。

分子生物学笔记完全版第三、四章--------------------------------------------------------------------------------作者: tonyloveyou 收录日期: 2006-07-13 发布日期: 2006-07-13第三章基因表达的调控基因表达：DNA→mRNA→蛋白质的遗传信息传递过程基因表达的调控第一节基因的活化基因的“开关”-染色质的活化一、活性染色质的结构间期核染色质：异染色质(heterochromatin)，高度压缩(不转录)；常染色质(euchromatin)，较为松散，常染色质中约10%为活性染色质(更开放疏松)。

活性染色质→←非活性染色质二、活性染色质的结构特点(一)DNaseI敏感性转录活性(或有潜在转录活性)的染色质对DNase I更敏感．DNase I超敏感位点(DNase I HyperSensitive Sites，DHSS)(二)组蛋白H3的CyS110上巯基暴露，三、活性染色质结构的形成（一)、核小体位相(Phased positioning)1．核小体的旋转定位(rotational positioning)指核小体核心与DNA双螺旋在空间结构中的相互关系，主要包括DNA双螺旋的大沟是面向还是背向核心结构．‘2．核小体的平移定位(translational positioning)指核小体与特定DNA序列的结合位置和方式，特别是转录活性相关的DNA调控元件（启动子、增强子等）序列与核小体的相互位置关系。

(二)、组蛋白修饰1．H1组蛋白磷酸化促进染色体包装，影响转录活性，2．核心组蛋白修饰乙酰化：常发生在组蛋白的Lys，一般活性染色质是高度乙酰化的。

（三)HMG蛋白结合HMG（high mobility group)蛋白—高迁移率蛋白, 如HMG14/HMG17.与核小体核心颗粒结合，有利转录。