中山大学分子生物学_复习总结
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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。
第一章1、hnRNA:mRNA的原始转录物是分子量极大的前体,在核内加工过程中形成分子大小不等的中间物,即核内不均一RNA(hnRNA,heterogeneous nuclear RNA),其中至少有一部分转变并运送到细胞质而成为成熟mRNA。
2、同功tRNA:多个tRNA携带一种氨基酸,这些tRNA称为同功tRNA。
3、snRNA:(small nuclear RNA):即核内小分子RNA。
100~300个核苷酸4、scRNA(small cytoplasmic RNA):即胞浆小RNA,常形成RNP5、iRNA(initiator RNA):即起始RNA,DNA合成的引物6、端粒酶(telomerase)是一种自身携带模板RNA的逆转录酶,催化端粒DNA的合成,能够在缺少DNA模板的情况下延伸端粒内3’端的寡聚核苷酸片段,包含两个活性位点,即逆转录酶活性和核酸内切酶活性。
7、核酶(ribozyme)即具有催化作用的一类RNA分子。
8、基因芯片:是在固相支持物上原位合成寡核苷酸或直接将大量DNA探针以点涂的方式有序地固化于支持物表面,然后与标记的样品杂交,通过对杂交信号的检测分析,即可得出样品的信号(基因序列或表达的信息。
)9、反义核酸(antisense nuleic acid)是根据碱基互补原理,用人工合成或生物体自身合成的特定互补的DNA 或RNA片段(或其化学修饰的衍生物),能够与目的序列结合,通过空间位阻效应或诱导RNase活性,在复制、转录、剪接、mRNA转运及翻译等水平,抑制或封闭目的基因的表达。
10、反义技术(antisense technology):根据碱基互补原理,用人工合成或生物体自身合成的特定互补的DNA 或RNA片段(或其化学修饰产物)抑制或封闭目的基因的表达的技术。
11、RNAi:将这一内源性异常产生的dsRNA所诱导的美丽线虫中相关基因沉默的现象称为RNA干扰(RNA interference,RNAi),因为RNAi作用发生在转录后水平,所以又被称为转录后基因沉默。
分子生物学总结分子生物学总结1.分子生物学的三大原则根据“序列假说”、“中心法则”这两个基本原则,分子生物学作为所有生命物质的共性学科遵循“三大原则:其一,构成生物大分子的单体是相同的。
在动物、植物、微生物3大系统的所有生物物种间都具有共同的核酸语言,即构成核酸大分子的单体均是A、T(U)、C、G。
所有生物物种间都具有共同的蛋白质语言,即构成蛋白质大分子的单体均是20种基本氨基酸。
其二,生物大分子单体的排列决定了不同生物性状的差异和个性特征。
其三,所有遗传信息表达的中心法是相同的。
2.简述Morgan基因论经典基因概念:即基因是孤立的排列在染色体上的实体,是具有特定功能的,能独立发生突变和遗传交换的,“三位一体”的、最小的遗传单位。
3.简述“顺反子假说”的主要内容顺反子理论认为:基因(即顺反子)是染色体上的一个区段,在一个顺反子内有若干个交换单位,最小的交换单位被称为交换子。
在一个顺反子中有若干个突变单位,最小的突变单位被称为突变子。
在一个顺反子结构区域内,若果发生突变就会导致功能丧失,所以顺反子即基因只是一个具有特定功能的、完整的、不可分割的最小的遗传单位。
4.名词解释:等位基因、全同等位基因、非全同等位基因等位基因(allele):同一座位存在的两个不同状态的基因全同等位基因(homoallele):在同一基因座位(locus)中,同一突变位点(site)向不同方向发生突变所形成的等位基因非全同等位基因(heteroallele):在同一基因座位(locus)中,不同突变位点(site)发生突变所形成的等位基因5.简述DNA作为遗传物质的优点(自然选择的优势)DNA作为主要的遗传物质的优点在于:1)储存遗传信息量大,在1kb DNA序列中,就可能编码出41000种遗传信息2)以A / T, C / G 互补配对形成的双螺旋,结构稳定,利于复制,便于转录,可以突变以求不断进化,方便修复以求遗传稳定;3)核糖的2’ – OH 脱氧,使其在水中的稳定性高于RNA,DNA 中有T无U,消除了C突变为U带来进化中的负担和潜在危险。
分子生物学课程总结分子生物学课程总结范文(精选7篇)分子生物学课程总结1三天的分子生物学实习,我能认真听老师的讲解和很好的按照老师的安排完成实验。
期间,接触和学习到了很多有关分子生物学实验的方法、仪器的使用、技术,而且对分子生物学实验有一个大致的了解,学习到很多以前没有接触过的知识。
这几天来做的不足的地方有:1、预习不够充分。
只是浏览了实验报告上的原理、操作等内容,并没有深入了解每一个步骤的操作会对实验有什么的作用和影响。
实验失败了,不能自主找到原因。
2、实验操作过程不够细心。
实验要求十分细心,严谨和专注。
实验中很多细小的地方还是没有很好的注意到。
3、遇到不懂的没有及时发问。
实验就是一个让我们实操的过程,一边操作一边巩固书本上的知识。
过程中,遇到不明白的地方应该及时问别人活着自己翻阅资料,力求把实验弄透彻。
但是我还是有很多收获的:1、对分子生物学实验有了了解。
例如实验的基本的流程和操作,常用的方法等基础知识已经有了一定了解,对以后的实验会有一定的帮助。
2、最基本的移液枪、离心机、涡旋器等的使用还有实验中的PCR 仪、电泳等有一定的认。
3、学会了严谨和细心。
实验所用的材料都是比较昂贵的,而且实验只要一步错了,就得重做。
所以需要非常严谨。
不仅仅是分子生物学实验,其他实验也要求,所以培养这个有点对以后的实验非常有好处。
4、学会了坚持。
很多次因为实验做的时间很长,大家都会很累,但是,还是要坚持,一点点累都受不了是不能把实验做好的。
开始慢慢了解到做科研的人员的辛酸,长时间整天呆在实验室做实验,这需要很大的毅力。
5、把握实验机会,让自己学得更多。
实验过程中,只要有实操的机会,我都会去操作。
因为说和做是不一样的。
而且在操作中能加深巩固知识和学得更加深入。
三天的分子生物学实习虽然很累,因为要天天去院楼,而却实验时间都比较长。
但是还是很有意义的,因为学习到很到东西,收获了很多。
老师也为我们准备了很多的材料和准备,实验才做得那么快和顺利,其实,实验室简化了很多了,而且我们所做的实验都是已经设计好的,按照操作做就行了。
分子生物学总结知识点(总9页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--分子生物学总结知识点分子生物学总结知识点篇一:分子生物学总结第一章绪论1、细胞学说1847年由德国科学家施莱登和施旺提出。
细胞学说的主要内容有:①细胞是有机体,一切动植物都是由单细胞发育而来,即生物是由细胞和细胞的产物所组成;②所有细胞在结构和组成上基本相似;③新细胞是由已存在的细胞分裂而来;④生物的疾病是因为其细胞机能失常。
2、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核酸、蛋白质与蛋白质之间的相互作用的关系及其基因表达调控机理的学科。
3、中心法则1958年由克里克提出4、分子生物学的研究内容:a:DNA重组技术(基因工程)b:基因的表达调控c:生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学)d:基因组、功能基因组与生物信息学研究RNA复制逆转录蛋白质【名词解释】:1、同功tRNA:多个tRNA携带一种氨基酸,这些tRNA称为同功tRNA。
2、iRNA:即起始RNA,DNA合成的引物3、核酶:即具有催化作用的一类RNA分子。
4、端粒酶:是一种自身携带模板RNA的逆转录酶,催化端粒DNA的合成,能够在缺少DNA模板的情况下延伸端粒内3’端的寡聚核苷酸片段,包含两个活性位点,即逆转录酶活性和核酸内切酶活性。
5、反义核酸:是根据碱基互补原理,用人工合成或生物体自身合成的特定互补的DNA或RN段(或其化学修饰的衍生物),能够与目的序列结合,通过空间位阻效应或诱导RNase活性,在复制、转录、剪接、mRNA转运及翻译等水平,抑制或封闭目的基因的表达。
第二章核酸的结构与功能1、染色质的类型分为两种类型:常染色质和异染色质。
常染色质处于伸展状态,碱性染料着色浅而均匀;异染色质处于凝集状态,碱性染料着色较深。
2、染色质蛋白质分为两类:组蛋白和非组蛋白。
分子生物学个人总结5则范文第一篇:分子生物学个人总结第二章一.1..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2.基因组:genome 狭义是指单倍体基因组,特定生物体的整套遗传物质的总和。
是细胞全部的遗传信息。
3.染色体:chromosome 是真核生物遗传物质在分裂期存在的形态,独立携带必须遗传信息的DNA分子,并包括决定其结构的蛋白质。
4.简述基因型和表现型的关系基因型是控制生物体表现型的遗传因子;表现型是有机体可见的或者可计算的外在性质,分为不同类型成为性状或特征。
不同的表现型可能受不同的基因型调控,不同的基因型可产生不同的表现型。
但基因型相同,由于表达调控差异,可产生不同的表现型,例如同一种生物有不同的发育期。
二.1..证明DNA是遗传物质的经典实验室如何进行的?简单描述其过程,进行结果分析。
答:肺炎双球杆菌侵染小鼠转化现象同位素标记蛋白质不是遗传物质三.1.ORF:开放阅读框,是结构基因正常的核苷酸序列,从起始密码子到终止密码子的阅读框可编码完整的多肽链,期间不存在使编码中断的终止密码子。
2.5’UTR and 3’UTR:3.exon:外显子,真核基因的编码序列。
4.intron:内含子,真核生物插入外显子之间的非编码序列。
5.典型的真核基因的结构特点?与原核基因的区别?典型的真核基因包括:编码序列,外显子;插入外显子之间的非编码序列,内含子;5,端和3,端非编译区;可位于三种序列中的调控序列原核基因往往是由环状基因组组成。
也有线形基因组,不存在外显子和内含子的差别等等原核生物钟一般只有一条染色体,且大多数都带有单拷贝基因,只有很少数基因是以多拷贝形式存在的;整个染色体几乎完全是由功能基因和调控序列组成的。
6.DNA作为遗传物质的优越性是什么?证明DNA是细菌和病毒遗传物质的经典实验是如何设计的?RNA和蛋白质能否成为遗传物质?信息量大可以微缩;表面互补,电荷互补,双螺旋结构说明了精确复制的机理;核糖的2,脱氧,在水溶液中稳定性好;可以突变,以求进化;有T无U基因组得以增大,而无C脱氨基变成U带来的潜在危险。
分子生物学重点1.将外源基因导入的方法常用的基因工程真核细胞包括酵母细胞、动物细胞和植物细胞。
(1)外源基因导入酵母细胞:在对酵母细胞进行外源DNA转化时,一般先需要用酶将其细胞壁消化水解,变成原生质体。
蜗牛消化酶具有纤维素酶、甘露聚糖酶、葡萄糖酸酶以及几丁质酶等,对酵母菌细胞壁有良好水解作用。
原生质体在氯化钙和聚乙二醇存在下,重组DNA能容易地被宿主细胞吸收,转化的原生质体悬浮在营养瓶中,即可再生出新的细胞壁。
(2)外源基因导入动物细胞常用的方法有:1.磷酸钙共沉淀法。
2.DEAE-葡聚糖或聚阳离子,它们能结合DNA并促使细胞吸收;3.脂质体法4.脂质转染法5.电穿孔法6.显微注射法(3)外源基因导入植物细胞常用的方法有:1.转化法2.电穿孔和脂质体法3.显微注射法5.基因枪法4.农杆菌感染法:根瘤农杆菌的Ti质粒上有一段T-DNA ,又称转移DNA,能携带外源基因转移到植物细胞内,并整合到染色体DNA中,因此Ti质粒是目前植物基因工程中最常用的理想的基因载体。
2.核糖体活性中心(核糖体的活性位点)(1)mRNA结合位点(2)P位点(3)A位点(4)肽基转移酶活性位点(转肽酶中心)(5)5SrRNA位点(50S上)(6)E位点(50S上)与氨酰基-tRNA释放有关。
大小亚基在合成中的分工小亚基:对mRNA特殊序列的识别(SD序列)密码子与反密码子的相互作用。
大亚基:AA-tRNA,肽基-tRNA的结合,肽键的形成等。
3.凝胶电泳(操作的主要因素)技术原理流程图目的:分离不同的DNA分子电泳迁移率:电泳分子在电场作用下的迁移速度。
影响迁移率的因素:(1)与电场强度、电泳分子净电荷成正比;(2)与电泳分子的摩擦系数成反比分子摩擦系数为分子大小、极性、介质粘度的函数。
.DNA和RNA在电场中为多聚阴离子,电泳时向正极移动。
速度在于分子大小和构型。
.电泳介质:一般用琼脂糖和聚丙烯酰胺,浓度与所分离的DNA和RNA的大小有关。
分子生物学重点知识总结分子生物学一、名词解释1.ORF答:ORF是XXX的缩写,即开放阅读框架。
在DNA链上,由蛋白质合成的起始密码开始,到终止密码为止的一个连续编码列,叫做一个开放阅读框架。
2.结构基因答:结构基因(structural genes)可被转录形成mRNA,并翻译成多肽链,构成各种结构蛋白质或催化各种生化反应的酶和激素等。
3.断裂基因答:基因是核酸分子中贮存遗传信息的遗传单位,一个基因不仅仅包括编码蛋白质或RNA的核酸序列,还包括保证转录所必需的调控序列、位于编码区5'端与3'端的非编码序列和内含子。
真核生物的结构基因,由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成,去除非编码区再连接后,可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质,这些基因称为断裂基因(split gene)。
4.选择性剪接答:选择性剪接(也叫可变剪接)是指从一个mRNA前体中经由过程不同的剪接体式格局(选择不同的剪接位点组合)发生不同的mRNA剪接异构体的过程,而终究的蛋白产物会表现出不同大概是相互拮抗的功能和布局特征,大概,在相同的细胞中由于表达程度的不同而招致不同的表型。
5.C值答:基因组的大小通常以其DNA的含量来表示,我们把一种生物体单倍体基因组DNA的总量成为C值(C value)。
6.生物大分子答:生物大分子指的是作为生物体内主要活性成分的各种分子量达到上万或更多的有机分子。
常见的生物大分子包括蛋白质、核酸、脂类、糖类。
7.酚抽提法答:酚抽提法最初于1976年由Stafford及其同事提出,经由过程改良,以含EDTA、SDS及无DNA酶的RNA酶裂解缓冲液破裂细胞,经蛋白酶K处理后,用pH8.0的Tris饱和酚抽提DNA,重复抽提至一定纯度后,按照不同需要进行透析或沉淀处理获得所需的DNA样品。
8.凝胶过滤层析答:凝胶过滤层析也称分子排阻层析或分子筛层析,利用凝胶分子筛对大小、形状不同的分子进行层析分离,是根据分子大小分离蛋白质混合物最有效的方法之一。
分子生物学第一章绪论分子生物学研究内容有哪些方面?1、结构分子生物学;2、基因表达的调节与控制;3、DNA重组技术及其应用;4、结构基因组学、功能基因组学、生物信息学、系统生物学第二章DNA and Chromosome1、DNA的变性:在某些理化因素作用下,DNA双链解开成两条单链的过程。
2、DNA复性:变性DNA在适当条件下,分开的两条单链分子按照碱基互补原则重新恢复天然的双螺旋构象的现象。
3、Tm(熔链温度): DNA加热变性时,紫外吸收达到最大值的一半时的温度,即DNA分子内50%的双链结构被解开成单链分子时的温度)4、退火:热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性,称为退火5、假基因:基因组中存在的一段与正常基因非常相似但不能表达的DNA序列。
以Ψ来表示。
6、C值矛盾或C值悖论:C值的大小与生物的复杂度和进化的地位并不一致,称为C值矛盾或C值悖论(C-Value Paradox)。
7、转座:可移动因子介导的遗传物质的重排现象。
8、转座子:染色体、质粒或噬菌体上可以转移位置的遗传成分9、DNA二级结构的特点:1)DNA分子是由两条相互平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成;2)DNA 分子中的脱氧核苷酸和磷酸交替连接,排在外侧,构成基本骨架,碱基排列在外侧;3)DNA分子表面有大沟和小沟;4)两条链间存在碱基互补,通过氢键连系,且A=T、G ≡ C(碱基互补原则);5)螺旋的螺距为3.4nm,直径为2nm,相邻两个碱基对之间的垂直距离为0.34nm,每圈螺旋包含10个碱基对;6)碱基平面与螺旋纵轴接近垂直,糖环平面接近平行10、真核生物基因组结构:编码蛋白质或RNA的编码序列和非编码序列,包括编码区两侧的调控序列和编码序列间的间隔序列。
特点:1)真核基因组结构庞大哺乳类生物大于2X109bp;2)单顺反子(单顺反子:一个基因单独转录,一个基因一条mRNA,翻译成一条多肽链;)3)基因不连续性断裂基因(interrupted gene)、内含子(intron)、外显子(exon);4)非编码区较多,多于编码序列(9:1) 5)含有大量重复序列11、Histon(组蛋白)特点:极端保守性、无组织特异性、氨基酸分布的不对称性、可修饰作用、富含Lys的H512、核小体组成:由组蛋白和200bp DNA组成13、转座的机制:转座时发生的插入作用有一个普遍的特征,那就是受体分子中有一段很短的被称为靶序列的DNA会被复制,使插入的转座子位于两个重复的靶序列之间。
《分子生物学期末复习总结》郭红双一至八、内容梗概:【细菌的基因转移四种机制】1.接合(conjugation):当细胞与细胞、或细菌通过菌毛相互接触时,质粒DNA从一个细胞(细菌)转移至另一细胞(细菌)的DNA转移。
2.转化(transformation)通过自动获取或人为地供给外源DNA,使细胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型.3.转导(transduction):是通过噬菌体将基因从供体转移到受体细胞的过程。
4.细胞融合(cell fusion):由细胞质膜融合导致的基因转移和重组。
【感受态细胞】受体细胞经过一些特殊方法(如电击、CaCl2)处理后,细胞膜的通透性发生了暂时性改变,成为能允许外源DNA分子进入的状态。
【转座子(transposon)】1.概念:是在基因组中可以移动的一段DNA序列,可以转移到细胞基因组的任何位置。
2.转座作用:一个转座子由基因组的一个位置转移到另一个位置的过程称为转座或移位,或异常重组。
3.转座特点:①能从基因组的一个位点转移到另一个位点(又称跳跃基因);②不以独立形式存在;③转座子编码自身的转座酶;④转座的频率很低;⑤转座作用可引起基因表达内容的改变甚至失活。
【插入序列(IS) 】最简单的转座子只含有与转座有关的酶基因,不含有任何宿主基因(包括抗药性基因),常被称为插入序列。
IS序列都是可以独立存在的单元,带有介导自身移动的蛋白。
【DNA的三级结构】1.一级:DNA分子中各核苷之间的连接方式和排列顺序;2.二级:DNA双螺旋结构;3.三级:DNA的超螺旋结构。
【染色体的三级结构】核小体——染色质——染色体九、RNA转录后的拼接与加工【核内不均一RNA(hnRNA)】1.概念:是mRNA转录的初始产物,平均分子长度为8-10Kb(2Kb-14Kb)左右,比mRNA的平均长度(1.8-2Kb)要大4-5倍。
hnRNA分子经裂解和拼接,只有少部分序列转变为成熟的mRNA,其余在加工过程中被降解。
分子生物学复习资料(第一版)一名词解释1 Southern blot / Northern blot—DNA斑迹法 / RNA转移吸印技术。
是为了检测待检基因或其表达产物的性质和数量(基因拷贝数)常用的核酸分子杂交技术。
二者均属于印迹转移杂交术,所不同的是前者用于检测DNA样品;后者用于检测RNA样品。
2 cis-acting element / trans-acting factor—顺式作用元件 / 反式作用因子。
均为真核生物基因中的转录调控序列。
顺式作用元件是与结构基因表达调控相关、能被基因调控蛋白特异性识别和结合的特定DNA序列,包括启动子和上游启动子元件、增强子、反应元件和poly(A)加尾信号。
反式作用因子是能与顺式作用元件特异性结合、对基因表达的转录起始过程有调控作用的蛋白质因子,如RNA 聚合酶、转录因子、转录激活因子、抑制因子。
3VNTR / STR—可变数目串联重复序列 / 短串联重复。
均为非编码区的串联重复序列。
前者也叫高度可变的小卫星DNA,重复单位约9~24bp,重复次数变化大,变化高度多态性;后者也叫微卫星DNA,重复单位约2~6 bp,重复次数约10~60次,总长度通常小于150bp 。
(参考第7题)4 viral oncogene / cellular oncogene—病毒癌基因 / 细胞癌基因。
病毒癌基因指存在于逆转录病毒中、体外能使细胞转化、体内能导致肿瘤发生的基因;细胞癌基因也叫原癌基因,指存在于细胞内,与病毒癌基因同源的基因序列。
正常情况下不激活,与细胞增殖相关,是维持机体正常生命活动所必须的,在进化上高等保守。
当原癌基因的结构或调控区发生变异,基因产物增多或活性增强时,使细胞过度增殖,从而形成肿瘤。
第1 页/共16 页5 ORF / UTR—展开阅读框 / 非翻译区。
均指在mRNA中的核苷酸序列。
前者是特定蛋白质多肽链的序列信息,从起始密码子开始到终止密码子结束,决定蛋白质分子的一级功能;后者是位于前者的5'端上游和3'端下游的、没有编码功能的序列,主要参加翻译起始调控,为前者的多肽链序列信息改变为多肽链所必须。
分子生物学复习总结第一篇:分子生物学复习总结分子生物学一.绪论1.分子生物学研究的主要内容包括:1)DNA重组技术;2)基因表达调控的研究;3)生物大分子的结构功能研究;4)基因组、功能基因组与生物信息学研究。
P112.分子生物学研究的三大理论和两大技术保证:1)40年代确定了遗传信息的携带者,即基因的分子载体是DNA而不是蛋白质,解决了遗传的物质基础问题;2)50年代提出了DNA分子的双螺旋结构模型和半保留复制机制,解决了基因的自我复制和世代交替问题;3)50年代末至60年代,相继提出了“中心法则”和操纵子学说,成功地破译了遗传密码,充分认识了遗传信息的流动和表达。
两大技术保证:1)DNA的体外切割和连接;2)DNA的核苷酸序列分析技术。
二.染色体与DNA3.核小体是由H2A、H2B、H3、H4各两个分子生成的八聚体和由大约200bpDNA组成的。
八聚体在中间,DNA分子盘绕在外,而H1则是在核小体的外面。
每个核小体只有一个H1。
核小体的形成是染色体中DNA压缩的第一个阶段。
4.原核生物DNA的主要特征:1)原核生物中一般只有一条染色体,且大都带有单拷贝基因,只有少数基因(如rRNA基因)是以多拷贝形式存在的;2)整个染色体DNA几乎全部由功能基因与调控序列所组成;3)几乎每个基因序列都与它所编码的蛋白质序列成线性对应状态。
5.真核细胞染色体具有如下特征:1)分子结构相对稳定;2)能够自我复制,使亲、子代之间保持连续性;3)能够指导蛋白质的合成,从而控制整个生命过程;4)能够产生可遗传的变异。
6.染色体上的蛋白质包括组蛋白和非组蛋白。
组蛋白是染色体的结构蛋白,它与DNA形成核小体。
7.组蛋白具有如下特性:1)进化上的极端保守性;2)无组织特异性;3)肽链上氨基酸分布的不对称性,碱性氨基酸集中分布在N端的半条链上;4)组蛋白的修饰作用,包括甲基化、乙酰化、磷酸化及ADP核糖基化等;5)富含赖氨酸的组蛋白H5,H5的磷酸化在蛋白质的失活过程中起重要作用。
一、真核基因组的结构特点: 1.编码序列所占比例远小于非编码序列2.高等真核生物基因组含有大量的重复序列3.存在多基因家族和假基因4.基因通过可变前接能改变蛋白质的序列5.真核基因组DNA 与蛋白质结合形成染色体二、半保留复制的概念1.DNA 复制时除代DNA 双螺旋解开成为两条单链。
2.自作为模板按照碱基配对规律合成-条与模板相互补的新链,形成两个子代DNA 分子。
3.每一个子代DNA 分子中都保留有一条来自亲代的链。
★三、半不连续复制: 1.DNA 双螺旋结构中两股单链反向互补平行,一股链的方向为5' →3',另一股链的方向为3'→5'。
2.复制时合成的互补链方向则对应为3'→5和5'→3' 3' ,,而生物体内DNA 的合成方向只能是5'→3’。
3.复制时,顺着解链方向生成的一股子链其合成方向与解链方向相同,合成能连续进行,称为前导链; 4.而另一股子链的合成方向与解链方向相反,它必须等待模板链解开至一定长度后才能合成一段,然后又等待下一段模板暴露出来再合成合成是不连续进行的,称为后随链。
5.这种前导链连续复制而后随链不连续复制的方式称为半不连续复制。
这种前导链连续复制而后随链不连续复制的方式称为半不连续复制。
在复制中不连续合成在复制中不连续合成的DNA 片段称为冈崎片段。
★四、真核生物的DNA 聚合酶a 、β、γ、δ、ε1.DNA 聚合酶δ是复制中最重要的酶,主要负责子链的延长,相当于原核生物的DNA 聚合酶Ⅲ; 2.DNA 聚合酶a 主要催化合成引物; 3.聚合酶β、ε参与染色体DNA 的损伤修复; 4.聚合γ复制线粒体DNA 。
五、DNA 复制是如何实现高保真性的: 生物体至少有3种机制实现复制保真性: ①严格遵守碱基配对规律:A-T 配对,G-C 配对。
②聚合酶在复制延长中对碱基的选择功能:原核生物DNA DNA pol pol Ⅲ对嘌呤不同构型表现不同亲和力,从而实现其选择功能。
分子生物学考试重点汇总(完善篇)1、基因:能够表达和产生蛋白质和RNA的DNA序列,是决定遗传性状的功能单位。
2、基因组:细胞或生物体的一套完整单倍体的遗传物质的总和。
3、端粒:以线性染色体形式存在的真核基因组DNA末端都有一种特殊的结构叫端粒。
该结构是一段DNA序列和蛋白质形成的一种复合体,仅在真核细胞染色体末端存在。
4、操纵子:是指数个功能上相关的结构基因串联在一起,构成信息区,连同其上游的调控区(包括启动子和操纵基因)以及下游的转录终止信号所构成的基因表达单位,所转录的RNA为多顺反子。
5、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。
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、启动子:是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列。
8、增强子:位于真核基因中远离转录起始点,能明显增强启动子转录效率的特殊DNA序列。
它可位于被增强的转录基因的上游或下游,也可相距靶基因较远。
9、基因表达:是指生物基因组中结构基因所照顾的遗传信息颠末转录、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用和生物学效应的全过程。
10、信息分子:调治细胞生命活动的化学物质。
个中由细胞分泌的调治靶细胞生命活动的化学物质称为细胞间信息分子;而在细胞内通报信息调控旌旗灯号的化学物质称为细胞内信息分子。
11、受体:是存在于靶细胞膜上或细胞内能特异识别生物活性分子并与之结合,进而发生生物学效应的的特殊蛋白质。
12、分子克隆:在体外对DNA分子按照即定目的和方案进行人工重组,将重组分子导入合适宿主,使其在宿主中扩增和繁殖,以取得该DNA分子的大量拷贝。
13、蛋白激酶:是指能够将磷酸集团从磷酸供体分子转移到底物蛋白的氨基酸受体上的一大类酶。
第一章绪论1、分子生物学(P1):从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学,主要指遗传信息的传递(复制)、保持(损伤和修复)、基因的表达(转录和翻译)与调控。
广义上讲的分子生物学包括对蛋白质和核酸等生物大分子结构与功能的研究,以及从分子水平上阐明生命的现象和生物学规律。
狭义上的概念,即将分子生物学的范畴偏重于核酸(基因)的分子生物学,主要研究基因或DNA结构与功能、复制、转录、表达和调节控制等过程。
2、分子生物学研究的内容:基因与基因组的结构与功能;DNA的复制、转录与翻译;基因表达调控的研究;DNA重组技术;结构分子生物学。
(P1)第三章核酸的结构与功能1、DNA的基本结构——双螺旋结构(1)DNA的一级结构:DNA分子中各脱氧核苷酸之间的连接方式(3´-5´磷酸二酯键)和排列顺序叫做DNA的一级结构,简称为碱基序列。
一级结构的走向的规定为5´→3´。
不同的DNA分子具有不同的核苷酸排列顺序,因此携带有不同的遗传信息。
一级结构的表示法:结构式,线条式,字母式Chargaff首先注意到DNA碱基组成的某些规律性,在1950年总结出DNA碱基组成的规律:腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩尔数相等,即A=T。
鸟嘌呤和胞腺嘧啶的摩尔数也相等,即G=C。
含氨基的碱基总数等于含酮基碱基总数,即A+C=G+T。
嘌呤的总数等于嘧啶的总数,即A+G=C+T。
(2)DNA的二级结构双螺旋结构(Watson-Crick模型)①为两条反向平行的多核苷酸链,碱基在螺旋内侧;磷酸和脱氧核糖位于外侧。
②两条链之间靠碱基对之间氢键连为一体,A=T G≡C 。
③螺旋直径2nm,每个螺圈含10个碱基对,螺距3.4nm 。
④表面的深沟、浅沟为蛋白识别DNA单一序列并发生作用的基础。
大沟和小沟:大沟宽2.2nm 小沟宽1.2nm(3)超螺旋是DNA三级结构的一种普遍形式,双螺旋DNA的松开导致负超螺旋,而拧紧则导致正超螺旋。
1. 原核基因组与真核基因组(prokaryotic genomes and eukaryotic genomes)大小(size):原核生物的一般都比较小,且变化范围也不大(最大/最小约为20)。
真核生物的一般要比原核生物的大很多,且变化范围也很大(最大/最小可达8万)⏹基因结构(gene structure: continuous coding sequences, split genes)原核基因组:环状,较小;通常由单拷贝或低拷贝(low-copy)的DNA序列组成;基因排列紧密,较少非编码序列——“streamlined”真核基因组:多线状;大小一般要比类核基因组大好几个数量级,且变化范围很大;有大量的非编码序列(重复序列、内含子等)⏹非编码序列(non-coding sequences: repeated sequences, introns)局部分布的重复序列(localized repeated sequences):串联式(tandem)的高度重复序列(highly repeated sequences):重复单位的长度从几bp到几百bp,可重复几十万次或更多,常见于着丝粒、端粒和异染色质区域散布的重复序列(dispersed repeated sequences):短的散布式重复序列(short interspersed elements, SINEs):500 bp以下,可重复10^5次或更多,很多SINEs都是反转录转座子(retroposon);长的散布式重复序列(long interspersed elements, LINEs):5 kb以上,可重复10^4次或更多,很多LINEs也是与反转录转座子相关的序列内含子(intron):I 类(group I intron)、II 类(group II intron)、III 类(group III intron)、核mRNA内含子(nuclear mRNA intron),即剪接体内含子(spliceosomal intron)、核tRNA 内含子(nuclear tRNA intron)、古细菌内含子(archaebacterial intron)⏹细胞器基因组(organelle genomes: mitochondrial genomes, chloroplast genomes)线粒体基因组:在不同类型的生物中变化很大多细胞动物:细小、致密,没有或很少非编码序列高等植物:复杂、不均一,比动物的大得多原生动物、藻类、真菌:或偏向于动物型,或偏向于植物型,但又有其各自的独特之处叶绿体基因组:比较均一,85 ~ 292 kb(大部分都在120 ~ 160 kb之内)2. 转录(transcription)(1)RNA聚合酶(RNA polymerase)原核生物:1种,全酶(holoenzyme)由核心酶与σ亚基组成,σ亚基的作用真核生物:3种,由多个亚基组成cis- 顺式、同一分子trans- 反式、不同分子in vivo 体内、细胞内in vitro 体外、无细胞体系in situ原位in silico 基于生物信息学的研究体系sense strand有义链)= nontemplate strandantisense strand(反义链)= template strand(2)顺式作用元件与反式作用因子(cis-acting elements and trans-acting factors)启动子(promoters)、增强子(enhancers)为顺式作用元件原核启动子:-10 box (Pribnow box), -35 box真核启动子:I类,II类,III类RNA聚合酶I识别的启动子(I类启动子,class I promoters)RNA聚合酶II识别的启动子(II类启动子,class II promoters)RNA聚合酶III识别的启动子(III类启动子,class III promoters)增强子:较多在真核生物中存在;能增强转录的元件,但又不是启动子的一部分(无位置、方向的限制),增强子常在启动子的上游,但也可以在基因内部(如内含子中)转录因子(transcription factors)为反式作用因子,真核基因的转录需反式作用因子通用转录因子能使聚合酶结合到启动子上,形成预起始复合物(preinitiation complex),包括形成开启的启动子复合物(open promoter complex),但只能导致基础水平的转录通用转录因子:I类,II类,III类II类因子:Polymerase II 转录所需的通用转录因子II类预起始复合物:包含有RNA聚合酶II及6种通用转录因子:TFIIA、TFIIB、TFIID、TFIIE、TFIIF、TFIIH。
TFIID在TFIIA的协助下,首先结合到TATA box,形成DA复合物,然后TFIIB再结合上去。
TFIIF协助Polymerase II结合到DNA链上(-34至+17区域)TFIIHE、TFIIH结合到复合物体中,形成DABPolFEH预起始复合物TFIID的结构及功能:TFIID本身是一个复合物,含1个TATA box结合蛋白(TATA box-binding protein, TBP)和8 ~ 10个TBP相联因子(TBP-associated factors, TAFs, or TAFIIs)TATA box结合蛋白(TBP):序列非常保守的一种蛋白质(约38 kD),包含180个氨基酸的羧基末端,该末端是TA TA box结合域(binding domain)、TBP 是马鞍形的,结合到DNA 双螺旋的小沟上,能使TA TA box弯曲80°TBP相联因子(TAFIIs ):至少有8种,序列上也相当保守主要功能:促进转录、与启动子的元件相互作用(起始子、下游元件)、与基因特异转录因子相互作用、TAFIIs中的TAFII250还有酶的功能,如作为组蛋白乙酰转移酶TFIIA:在酵母中有2个亚基,在果蝇和人中有3个亚基;TFIIA可以看成是一种TAFII(与TBP结合,能稳定TFIID与启动子之间的结合);在体外体系中,TFIIA并非必不可少TFIIB:单亚基的因子(35 kD);能把TFIID与TFIIF/Pol II相连在一起,即是聚合酶II结合到预起始复合物所必需的;能与一些基因特异转录因子相互作用,促进转录TFIIF的结构及功能:由2条多肽构成:RAP30与RAP70(RAP stands for RNA polymerase II-associated protein);RAP30与E. coli的 因子有一定的同源性,能使TFIIF结合到Pol II;FIIF与Pol II结合后,能减少聚合酶与DNA之间非特异的相互作用,引导聚合酶到已结合有TFIID、TFIIA和TFIIB的启动子上TFIIE:有2个亚基(56 kD, 34 kD),每个亚基在TFIIE中都有2个拷贝(总分子量约为200 kD);能结合到DABPolF的复合体上,对转录有促进作用TFIIH:最后一个结合到预起始复合物的通用转录因子,结构、功能均复杂功能之一是使Pol II最大一个亚基的羧基末端域(CTD)磷酸化,即使Pol IIA变为Pol IIO,从而导致转录起始到转录延伸过渡;具有DNA解螺旋酶(helicase)的活性,这是聚合酶离开启动子往前转录(promoter clearance)所需的I类因子(class I factors):Polymerase I 转录所需的通用转录因子I类预起始复合物:RNA聚合酶I和2种通用转录因子(I类因子):SL1、UBF(上游结合因子,upstream-binding factor)SL1由TBP(TATA box结合蛋白)与3种TAFs(TAFIs,TBP相联因子)组成的复杂蛋白质SL1并不直接与启动子结合,但它能加强UBF与启动子的结合,促进预起始复合物的形成SL1还是rRNA基因转录的物种特异性的决定因素之一UBF由2条多肽构成(97 kD和94 kD),而97 kD的多肽即具UBF的活性能与I类启动子的核心元件及UCE(上游控制元件)的位点结合,再与SL1一起,促进转录III类因子(class III factors):Polymerase III 转录所需的通用转录因子,有TFIIIA、TFIIIB、TFIIICTFIIIB和TFIIIC是所有在基因内部有III类启动子的基因的转录所需的,5S rRNA基因的转录还需要TFIIIATFIIIA一类含“锌指”(zinc finger)的DNA结合蛋白的成员;锌指是4个氨基酸与1个Zn离子结合,再加上其他的氨基酸,构成手指状;在TFIIIA中,4个氨基酸是cys-cys-----his-his,一连9个锌指;锌指能使蛋白质与DNA紧密结合TFIIIB和TFIIIC:两者是一起共同起作用的TFIIIC结合到基因内部的启动子中(如果是5S rRNA基因,则先有TFIIIA结合到启动子区),再帮助TFIIIB结合到启动子上游区(转录起始位点上游),而TFIIIB则帮助Pol III结合在起始位点周围;转录开始后,TFIIIC(或TFIIIA和C)被除去,而TFIIIB留在原位,可促进另一轮的转录具外部启动子的基因的转录因子TFIIIB含有TBP(TA TA box结合蛋白)及一些TAFIIIs,可结合到启动子的TA TA box,从而促进转录,可能还需要其他一些通用转录因子TBP在3类转录因子中的作用与TATA box结合,组织预起始复合物(特别是对于没有TA TA box 的启动子),促进转录基因特异转录因子(激活子)(1)基本结构:一般有2个功能域即DNA结合域(DNA-binding domain)和转录激活域(transcription-activating domain);许多激活子还有二聚体化域(dimerization domain)DNA结合域的结构锌指(zinc fingers):不少激活子(如Sp1)都有该结构,锌指结构一般连续出现多次,由1个α-螺旋与1反向平行的β层片构成,α-螺旋上的2个AA和β层片上的2个AA与1个Zn 离子结合,“指”上(α-螺旋上)的某些AA就决定了其与DNA结合的特异性GAL4 蛋白质(the GAL4 protein):酵母中的一种激活子,DNA结合域与锌指相似,但含有6个半胱氨酸和2个锌离子,有一个与DNA进行识别的区域(α-螺旋),决定其与DNA 结合的特异性核受体(the nuclear receptors):与甾体激素相互作用,组成激素-受体复合物,起激活子的作用,核受体的DNA结合域含有2个锌离子,每一个锌离子分别与4个半胱氨酸结合,参与形成一指状结构,其中一“指”(氨基末端的“指” )上有专门用于识别DNA特异序列的α-螺旋同源异形域(homeodomains):在很多激活子中都存在,由基因中的同源异形框(homeobox)编码,而同源异形框一般是基因中的一个外显子,约180 nt,编码60AA,十分保守; 同源异形框最初在果蝇的发育调节基因中发现,这些基因的突变称为同源异形突变(homeotic mutation),会引起躯体结构的重大改变;含同源异形框的基因又称为同源异形基因(homeotic genes, homeobox-containing genes)每个同源异形域含3个α-螺旋,第二、第三个形成一种“螺旋-转折-螺旋”(helix-turn-helix)结构,而第三个螺旋起到识别DNA特异序列的作用;另外,同源异形域的氨基末端也插入到DNA的小沟中bZIP和bHLH域:又称碱性域(the basic domain),能与DNA结合及形成二聚体;b表示碱性区;ZIP表示亮氨酸拉链(leucine zipper);HLH表示“螺旋-环-螺旋”(helix-loop-helix)bZIP:每个单体构成亮氨酸拉链的一半:在一条α-螺旋中,每7个AA就有1个leucine,因而leucine都在螺旋的一面;2个单体相互作用,就可构成一条“拉链”;与DNA结合的部分是“拉链”下的碱性区,它们必须在bZIP形成二聚体后,才能与DNA特异识别、结合bHLH:与DNA的复合体结构和bZIP-DNA复合体相似;helix-loop-helix为二聚体化域;较长的螺旋有碱性区,能与DNA特异结合转录激活域似乎无特定且明显的结构,但可分3类:酸性域(acidic domains):富含酸性氨基酸,如酵母GAL4的激活域富含谷氨酰胺域(glutamine-rich domains):富含谷氨酰胺,如Sp1中的2个激活域富含脯氨酸域(proline-rich domains):富含脯氨酸,如CTF中的激活域(2)激活子的功能1、促进通用转录因子结合到启动子上(促进TFIID结合到启动子(预起始复合物)、促进TFIIB结合到预起始复合物、促进TFIIF/Pol II、TFIIE结合到预起始复合物)2、促进RNA聚合酶II的全酶(holoenzyme)结合到启动子,形成完整的预起始复合物3、至少在一些基因中,激活子通过促进整个全酶结合到启动子区域而激活转录4、激活子是使增强子能远距离作用的原因4种可能性(第三、四种可能性较符合实际情况):Coiling (change in topology)、Sliding、Looping、Facilitated tracking (looping and tracking)(3)多顺反子转录与单顺反子转录多顺反子转录是原核生物的转录方式:操纵子(operons)Operon: A group of contiguous, coordinately controlled genes经典模型:乳糖操纵子(the lac operon)有:lacZ: β-半乳糖苷酶(β- galactosidase)基因、lacY: 半乳糖苷透过酶(galactoside permease)基因、lacA: 半乳糖苷乙酰基转移酶(galactoside transacetylase)基因、lacI: 调节基因(regulatory gene)、Operator: 操纵区、Repressor: 阻遏子(阻遏物)、Inducer: 诱导物(异构乳糖,allolactose)通过阻遏基因(阻遏物)与操纵区,lacZ、lacY、lacA这3个结构基因是一起被调控的,它们组成了一个操纵子(the lac operon)阻遏的机制(两种假说)聚合酶与阻遏物可一起结合在lac operon的启动子区,阻遏物的作用只是阻止转录从起始状态进入延伸状态阻遏物的作用是不让RNA聚合酶进入lac operon的启动子(得到最新实验数据的支持)阻遏物的调控是负调控(代谢物阻遏效应(catabolite repression))乳糖操纵子的调控还需正调控因子cAMP在细胞中的浓度与葡萄糖的含量成反比,它与一种称为代谢物激活蛋白(catabolite activator protein,又称CAP)一起,起到正调控作用。