分子生物学14考研笔记中山大学

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。

分子生物学笔记第一章基因的结构第一节基因和基因组一、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)绝大多数真核基因是断裂基因(split-gene)，外显子不连续。

二、基因组(genome)一特定生物体的整套(单倍体)遗传物质的总和，基因组的大小用全部DNA的碱基对总数表示。

人基因组3X1 09(30亿bp)，共编码约10万个基因。

每种真核生物的单倍体基因组中的全部DNA量称为C值，与进化的复杂性并不一致(C-value Paradox)。

人类基因组计划（human genome project, HGP）基因组学（genomics）,结构基因组学（structural genomics）和功能基因组学（functional genomics）。

蛋白质组（proteome）和蛋白质组学（proteomics）第二节真核生物基因组一、真核生物基因组的特点：，①真核基因组DNA在细胞核内处于以核小体为基本单位的染色体结构中．②真核基因组中，编码序列只占整个基因组的很小部分(2—3％)，二、真核基因组中DNA序列的分类?(一)高度重复序列(重复次数>lO5)卫星DNA(Satellite DNA)(二)中度重复序列1．中度重复序列的特点①重复单位序列相似，但不完全一样，②散在分布于基因组中．③序列的长度和拷贝数非常不均一，④中度重复序列一般具有种属特异性，可作为DNA标记．⑤中度重复序列可能是转座元件(返座子)，2．中度重复序列的分类①长散在重复序列(long interspersed repeated segments．) LINES②短散在重复序列(Short interspersed repeated segments) SINESSINES：长度<500bp，拷贝数>105．如人Alu序列LINEs：长度>1000bp(可达7Kb),拷贝数104-105，如人LINEl(三)单拷贝序列(Unique Sequence)包括大多数编码蛋白质的结构基因和基因间间隔序列，三、基因家族(gene family)一组功能相似且核苷酸序列具有同源性的基因．可能由某一共同祖先基因(ancestral gene)经重复(duplication)和突变产生。

1、分子生物学（狭义）：即在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、分子生物学（广义）：即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。

3、克里克认为分子生物学基于两个基本原理：①序列假说：是指核酸片段的特异性完全由其碱基序列决定，而且这种序列是某一蛋白质氨基酸的密码。

②中心法则：是指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、分子生物学作为所有生命物质的共性学科所遵循的三大原则：①构成生物大分子的单体是相同的。

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；共同的蛋白质语言，构成蛋白质大分子的单体均是20种基本氨基酸。

②生物大分子单体的排列（核苷酸，氨基酸）决定了生物性状的差异和个性特征。

③生物遗传信息的表达的中心法则相同。

5、生物学的三大发现：DNA 双螺旋结构的揭示、遗传密码子的破译、信使RNA的发现。

奠定了DNA-RNA-蛋白质三者之间关系的基础。

第二章：基因概念的演变与发展1、遗传学家摩尔根根据对果蝇的遗传试验提出了基因是：基因像念珠（bead）一样孤立地呈线状一样排列在染色体上，是具有特定功能、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。

2、等位基因：是指野生型基因（A）发生突变后形成的突变基因（a），它与野生型基因位于相同染色体的同一基因座位上。

当野生型基因（A）向不同方向发生突变形成不同状态的等位基因，又总称为复等位基因。

3、拟等位基因：将紧密连锁、控制同一性状的非等位基因定义为拟等位基因。

4、科学家们通过对噬菌体突变体与表型之间的关系的研究，提出了顺反子理论：顺反子是基因的同义词，认为基因是一个具有特定功能的、完整的、不可分割的最小遗传单位。

在一个基因内可以发生突变、重组（交换）。

该理论认为：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。

《分子生物学导论》笔记第一章：分子生物学概述1.1分子生物学的定义与发展1.2分子生物学的研究对象1.3分子生物学与其他学科的关系1.4分子生物学的重要性第二章：DNA的结构与功能2.1DNA的双螺旋结构2.2DNA的复制机制2.3DNA的修复与重组2.4DNA的功能与基因表达第三章：RNA的类型与作用3.1信使RNA（mRNA）3.2转运RNA（tRNA）3.3核糖体RNA（rRNA）3.4小RNA及其功能第四章：蛋白质的合成与功能4.1转录与翻译过程4.2蛋白质的结构层次4.3蛋白质的折叠与修饰4.4蛋白质的功能与作用机制第五章：基因调控机制5.1基因表达调控的基本概念5.2转录因子与增强子5.3表观遗传学与基因表达5.4RNA干扰与基因沉默第六章：分子生物学的应用6.1分子生物学在医学中的应用6.2分子生物学在农业中的应用6.3分子生物学在生物技术中的应用6.4未来发展与挑战第1章：分子生物学概述分子生物学的定义与发展分子生物学是研究生命现象的分子基础的科学，主要关注生物大分子的结构、功能及其相互作用。

其核心内容包括DNA、RNA和蛋白质的相互关系。

分子生物学的起源可以追溯到20世纪初，随着显微镜技术的发展，科学家们对细胞组成的认识逐渐深入。

1940年代，随着DNA的双螺旋结构被发现，分子生物学开始正式形成。

关键概念包括：DNA（脱氧核糖核酸）：遗传信息的载体，结构为双螺旋。

RNA（核糖核酸）：在基因表达中起到中介作用，主要类型有信使RNA（mRNA）、转运RNA（tRNA）和核糖体RNA（rRNA）。

蛋白质：由氨基酸构成，承担细胞内外的多种功能。

重要发展里程碑：1953年，沃森和克里克提出DNA双螺旋结构。

1961年，霍普金斯等人发现RNA的转译机制。

1970年代，基因工程技术的引入，推动了分子生物学的应用。

考点：分子生物学定义的准确描述DNA、RNA和蛋白质的基本功能和相互关系重要历史事件及其影响分子生物学的研究对象分子生物学的研究对象主要包括核酸（DNA和RNA）、蛋白质、酶及其相互作用。

重组与转座（recombination and transposition）1. 重组的类型⏹同源重组（homologous recombination）⏹位点专一重组（site-specific recombination）⏹转座（transposition），又称异常重组（illegitimate recombination2. 同源重组（1）同源重组的形式⏹常发生在同源染色体之间（分子间重组），也可发生在同一DNA分子内（分子内重组）2）Holliday 模型⏹说明同源重组的一个经典模型，基于重组过程中有十字形的中间产物（3）RecBCD重组途径⏹存于E. coli中，需要RecBCD蛋白（RecBCD protein，recB、recC、recD基因的产物）的参与⏹RecA38 kD 的蛋白质，具多种功能，其中一种就是在重组中促进同源DNA单链的交换（主要是一单链与一双链中的同源单链交换）；交换过程需A TP⏹RecBCD一种具多功能的酶依赖于DNA的A TPase（水解A TP，为DNA的解螺旋提供能量）DNA nuclease，可作用于单链或双链DNA，切割χ位点（GCTGGTGG）χ(chi): crossover hotspot instigatorDNA helicase活性RecBCD的切点与底物（序列）有关，可在χ位点3‘端4 ~ 6 nt⏹RuvA和RuvB两者均具DNA helicase活性（RuvB还有A TPase活性），且两者一起才能与DNA很好地结合（RuvA先结合，然后RuvB 才能结合）它们专门与Holliday junction这样一种结构结合，促使branch migration发生RuvA和RuvB与Holliday junction的结合位置十分特异⏹RuvC解开Holliday junction所需的一种核酸酶，能特异地与Holliday junction结合，并在特异位点切开Holliday junction RuvC是二聚体，有2个活性位点，因此能切开Holliday junction中的两条链切割位点必须有特异的序列，因此，必须通过branch migration到达特异序列后，RuvC才能起作用（Holliday junction 两种解开方式的相对多寡取决于两对同源单链上所具有的RuvC切割位点的相对多寡）（4）减数分裂重组（meiotic recombination）真核生物中常见的重组，与细菌中的重组有不少相似之处，但在起始的步骤有较大的差异（有DNA双链断裂，double-stranded DNA break）（5）基因转换（gene conversion）多见于真核生物当两相似的序列（等位基因、非等位基因均可）靠在一起时，就有可能发生基因转换，即一DNA序列转换成另一相似的序列基因转换的机制是基于重组，即先交换一段DNA序列，然后进行修复，就会使某一序列的比例增加3. 位点专一重组（1）λ噬菌体的整合与切除λ噬菌体整合到宿主基因组需整合酶（Int，λ的int基因编码）及宿主蛋白IHF，并通过同源区域att P（λ）与att B （宿主）的重组而达成λ噬菌体从宿主基因组切除需整合酶（Int）、Xis（λ的xis基因编码）及IHF，是整合的逆过程附着（整合）位点（att sites）att P与att B只在它们的中间区域有一小段同源序列（15 bp，称为O）；att P的必需序列从–152到+82（以O的中点为0），而att B只需25 bp左右的序列（包括中间的O）4. 转座（1）细菌转座子⏹插入序列（insertion sequences，IS）最简单的转座子，只含有转座所必需的元件：两端有反向重复序列（inverted repeats, 15 ~ 25 bp），中间有编码转座所需的酶的基因（至少有2个，编码转座酶，即transposase）插入序列在转座时，其插入位点两旁会产生一小段正向重复（direct repeats）带有抗生素抗性基因的转座子除了必要的转座元件外，还含有抗生素抗性基因，能赋予其携带者某种抗性⏹转座的机制复制性转座（replicative transposition）转座过程有DNA复制，结果一个转座子留在原位，另一个插入到新的位点保守性转座（conservative transposition）转座子离开原位置，插入到新的位点；这种转座又称非复制性转座（nonreplicative transposition ）（2）真核生物的转座子⏹玉米的Ds（dissociation）和Ac（activator）最早发现（1940s）的转座子，与某些品种的玉米种子上的色斑变化有关（玉米种子的颜色由C基因编码的因子造成；若C基因突变，就没有色素产生，种子几乎白色；若部分细胞产生回复突变，就会在种子上形成颜色斑点）⏹玉米的Ds（dissociation）和Ac（activator）Ac能自行转座，而Ds必须要有Ac的帮助才能转座Ac 或Ds插入到功能基因中，就会使该基因失活⏹Ds和Ac结构Ac与细菌的转座子相似，约4500 bp，两端有反向重复序列，中部含有转座酶基因Ds是Ac的衍生物（功能不全，不能自主转座），有Ds-a、Ds-b、Ds-c 3种⏹反转录转座子（retrotransposons）以RNA作为中介进行复制（转座），与反转录病毒（retroviruses）的复制相似，含有编码反转录酶的基因，能进行反转录；酵母中的Ty（transposon yeast）、果蝇中的copia等反转录转座子的两端有LTRs（long terminal repeats）原核生物的基因转录及表达调控1. 转录机器（装置）（transcription apparatus）（1）RNA聚合酶（RNA polymerase）⏹α（40 kD）⏹β（150 kD），β‗（160 kD）⏹σ（70 kD）：specificity factor⏹核心酶（core enzyme）：β，β‗，2 α⏹全酶（holoenzyme）：β，β‗，2 α，σ（2）启动子（promoter）⏹聚合酶的结合位点（binding site），一般位于转录起始位点上游⏹RNA聚合酶与启动子的结合（RNA polymerase/promoter binding）Closed promoter complexOpen promoter complex，转录才能开始⏹Promoter structure 共同序列（consensus sequence）Pribnow box (-10 box, David Pribnow发现)-35 box（-10 box与-35 box的最佳距离为17 ± 1 bp）⏹下调突变（down mutation）⏹上调突变（up mutation）⏹Promoter structure强启动子还有一些额外的元件，如E. coli编码rRNA的rrn gene中的UP element（上游元件），可提高表达数十（3）转录起始（transcription initiation）Four steps:⏹Formation of a closed promoter complex⏹Conversion of the closed promoter complex to an open promoter complex⏹Polymerizing the first few nucleotides (up to 10) while the polymerase remain at the promoter⏹Promoter clearance（4）延伸（elongation）⏹核心酶起极其重要的作用，β亚基参与转录出的RNA的磷酸二酯键的形成⏹转录的拓扑学：两种假说RNA polymerase 及新合成的RNA都围绕DNA旋转RNA polymerase前后的DNA反向旋转第二种假说有较多的依据：拓扑异构酶（topoisomerase）的存在（5）转录终止（termination of transcription）⏹聚合酶到达终止子（terminator）就会从模板上脱落⏹终止子有两种（终止方式也有两种）intrinsic (ρ-independent) terminator (termination)ρ-dependent terminator (termination)⏹ρ-independent termination较为简单，一段反向重复序列（inverted repeat）与一富含T的区域（T-rich region in the nontemplate strand）即为终止信号终止子只有一段反向重复序列（能形成hairpin结构）ρ是一种蛋白质（6聚体），可使RNA聚合酶的转录能力大大下降（具RNA-DNA解螺旋酶的作用，能解开转录复合体中RNA-DNA双链）2. 基因表达调控原核生物基因表达的调控主要以操纵子（operon）的方式进行Operon: A group of contiguous, coordinately controlled genes（1）乳糖操纵子（the lac operon）⏹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）（2）操纵子的发现⏹发现过程β-半乳糖苷酶可被诱导（Monod, 1940s）半乳糖苷透过酶与β-半乳糖苷酶一起被诱导出来（发现一种不能产生半乳糖苷透过酶的突变体）发现半乳糖苷乙酰基转移酶也是同时被诱导出来发现一种组成型突变体（constitutive mutants）构建局部（部分）二倍体（merodiploid，带有野生型与组成型突变的等位基因），进行― PaJaMo‖系列实验（Arthur Pardee, Jacob, Monod），发现乳糖代谢基本调控规律⏹研究局部（部分）二倍体所得出的发现野生型（可被诱导型）等位基因是显性的，说明野生型等位基因能产生某种物质，使得与乳糖代谢有关的基因处于关闭状态，而在被诱导后才表达有一种可称为阻遏物（repressor）的物质存在；组成型突变体则是产生阻遏物的基因有缺陷既然有repressor，就应该有与repressor结合的DNA序列（operator）；若operator有突变，不能与repressor结合，则是一种显性的组成型突变体⏹结论通过阻遏基因（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）后来的研究证实了Jacob与Monod的预言，并使操纵子的慨念进一步完善（3）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）（4）乳糖操纵子的正调控⏹阻遏物的调控是负调控，乳糖操纵子的调控还需正调控因子⏹代谢物阻遏效应（catabolite repression）⏹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，另一称呼是环腺苷酸受体蛋白：c AMP receptor protein，CRP）一起，起到正调控作用。

分子生物学辅导笔记.txt求而不得，舍而不能，得而不惜，这是人最大的悲哀。

付出真心才能得到真心，却也可能伤得彻底。

保持距离也就能保护自己，却也注定永远寂寞。

（前4章注意概念就行了，重点是转座子，RNA编辑）Chapter1真核生物基因组结构与功能的特点本章应掌握的基本概念细胞核基因组的大小；C值矛盾；重复序列；基因家族；真核基因的断裂结构基因家族（gene family) 指核苷酸序列或编码产物的结构具有一定程度同源性的一组基因。

假基因（pseudogene) 在多基因家族中有的成员并不能表达出有功能的产物。

1、核酸序列相同：即为多拷贝基因如rRNA基因家族，tRNA基因家族，组蛋白基因家族。

2、核酸序列高度同源：如人类生长激素基因家族包括三种激素的基因，人生长激素、人胎盘促乳素和催乳素，它们之间高度同源。

3、编码产物有同源功能：基因序列的相似性可能较低，但基因编码的产物具有高度保守的功能区。

如src癌基因家族4、编码产物具有小段保守基序：有些基因家族中各成员的DNA序列可能不明显相关，而所编码的产物却有共同的功能特征，存在小段保守的氨基酸基序。

基因超家族（gene superfamily) 指一组由多基因家族及单基因组成的更大的基因家族，它们的结构有不同的同源性，但功能并不一定相同。

如免疫球蛋白基因超家族。

真核基因的断裂结构断裂基因（split gene) 基因与基因间的非编码序列为间隔DNA（ spacer DNA).内含子（intron）无编码意义的DNA片段外显子（extron）具有编码意义的DNA片段Chapter2 叶绿体基因组本章应掌握的基本概念叶绿体DNA的信息含量；叶绿体基因组的结构；叶绿体基因的组成；（记忆每个大标题，了解就可以了）叶绿体基因的一些结构特征。

★p33. RNA编辑Chapter3线粒体基因组本章应掌握的基本概念.线粒体基因组的大小；.线粒体基因组的组织结构；.线粒体基因组的组成；.线粒体基因的一些特征；.★p44. RNA编辑；（注意概念，分类，★意义）.遗传信息在基因组之间的流动。

分生资料王之龙第三章核酸的结构与功能一、核酸的化学组成：1．含氮碱：参与核酸和核苷酸构成的含氮碱主要分为嘌呤碱和嘧啶碱两大类。

组成核苷酸的嘧啶碱主要有三种--尿嘧啶（U）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T），它们都是嘧啶的衍生物。

组成核苷酸的嘌呤碱主要有两种--腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），它们都是嘌呤的衍生物。

2．戊糖：核苷酸中的戊糖主要有两种，即β-D-核糖与β-D-2-脱氧核糖，由此构成的核苷酸也分为核糖核苷酸与脱氧核糖核酸两大类。

3．核苷：核苷是由戊糖与含氮碱基经脱水缩合而生成的化合物。

通常是由核糖或脱氧核糖的C1' β-羟基与嘧啶碱N1或嘌呤碱N9进行缩合，故生成的化学键称为β，N糖苷键。

其中由D-核糖生成者称为核糖核苷，而由脱氧核糖生成者则称为脱氧核糖核苷。

由"稀有碱基"所生成的核苷称为"稀有核苷"。

假尿苷（ψ）就是由D-核糖的C1' 与尿嘧啶的C5相连而生成的核苷。

二、核苷酸的结构与命名：核苷酸是由核苷与磷酸经脱水缩合后生成的磷酸酯类化合物，包括核糖核苷酸和脱氧核糖核酸两大类。

最常见的核苷酸为5'-核苷酸（5' 常被省略）。

5'-核苷酸又可按其在5'位缩合的磷酸基的多少，分为一磷酸核苷（核苷酸）、二磷酸核苷和三磷酸核苷。

此外，生物体内还存在一些特殊的环核苷酸，常见的为环一磷酸腺苷（cAMP）和环一磷酸鸟苷（cGMP），它们通常是作为激素作用的第二信使。

核苷酸通常使用缩写符号进行命名。

第一位符号用小写字母d代表脱氧，第二位用大写字母代表碱基，第三位用大写字母代表磷酸基的数目，第四位用大写字母P代表磷酸。

三、核酸的一级结构：核苷酸通过3',5'-磷酸二酯键连接起来形成的不含侧链的多核苷酸长链化合物就称为核酸。

核酸具有方向性，5'-位上具有自由磷酸基的末端称为5'-端，3'-位上具有自由羟基的末端称为3'-端。

中山大学-分子生物学ppt及考研真题分子生物学（由ppt整理）第二章、染色质、染色体、基因和基因组1一、染色质, 染色体结构组成主要成分是DNA和蛋白质,它们之间的不同,不过是同一物质在间期和分裂期的不同形态表现而已。

→染色质出现于间期,在光镜下呈颗粒状,不均匀地分布于细胞核中,比较集中于核膜的内表面。

染色体出现于分裂期中, 染色体是由染色质浓集而成的,内部为紧密状态,呈高度螺旋卷曲的结构。

核小体的组成2. 螺线管（30nm）3、侧环（Loop）染色体原核染色体：单一环型双链DNA分子真核染色体：线型双链DNA分子及结合蛋白形成的遗传物质单位染色体结构相关概念染色体单体,短臂,长臂,着丝粒,主缢痕,副缢痕,随体端粒DNA主要功能端粒酶（telomerase ）真核细胞染色体端粒的重复序列不是染色体DNA复制时连续合成的，而是由端粒酶合成后添加到染色体末端。

端粒酶是一种核糖核蛋白复合物，具有逆转录酶的性质，以物种专一的内在RNA为模板，把合成的DNA添加到染色体的3’端。

染色体组型也叫核型，是指某一生物体细胞中全部染色体的数目、大小形态特征。

→不同生物有不同数目、不同形态和不同大小的染色体。

→按它们各自的一个体细胞中的全部染色体的数目、大小及着丝粒位置进行配对、排列而成的图像，就是它们各自的染色二、染色质和染色体的化学成分及组成主要化学成份：1,DNA2.组蛋白含量最高的一种染色体蛋白质，带大量精氨酸和组氨酸（碱性氨基酸）分为，有H1、H2A、H2B、H3、H4五种组蛋白可以通过磷酸化、乙酰基化、甲基化修饰，降低正电荷含量而改变功能3.非组蛋白细胞中一类酸性蛋白质，一半为结构蛋白，如肌动蛋白、管蛋白；一半为酶类，如RNA聚合酶、DNA聚合酶。

作用：1.参与染色体构建2.启动基因复制3.调控基因转录4.RNA（少量）占染色质的1-3％与同源DNA高度杂交，有组织特异性调节基因表达5酶严格地讲，不是染色质的组成成分。

一、名词解释1、基因克隆：是指把目的基因连接到载体上，构建成重组体，再转化入宿主细胞内进行复制和表达。

或：是指在体外通过酶的作用将异源DNA连接到载体上，形成重组DNA并将其导入受体细胞，从而扩增异源DNA的技术。

2、基因文库：是指整个基因组或某一细胞所表达的基因所有克隆片段的集合体，包括基因组文库和cDNA文库。

常用的从基因文库中筛选目标基因的方法：斑点杂交、扣除杂交、免疫化学筛选法、染色体步移和差异表达基因筛选。

3、cDNA文库：是指以所有mRNA为模板，不经选择地在逆转录酶的作用下反转合成互补的双链ＤＮＡ，即cDNA，然后把cDNA与载体连接构成重组DNA，再转化入宿主细胞扩增，建立cDNA文库。

4、管家基因：是指某些基因表达产物是细胞或者整个生命过程中都持续需要而必不可少的，这类基因称之为管家基因。

如微管蛋白基因、糖酵解酶系基因与核糖体蛋白基因等5、散弹测序法：又称鸟枪测序法，是指大分子DNA被随机地“敲碎”成许多小片段，收集这些随机小片段并将它们全部连接到合适的测序载体，小片段测序完成后，计算机根据重叠区将小片段整合出大分子DNA序列。

6、功能基因组学：利用结构基因组学提供的信息，以高通量，大规模实验方法及统计与计算机分析为特征，全面系统地分析全部基因及其编码蛋白的功能，包括生物学功能，细胞学功能，发育学功能。

7、限制性内切酶：是指能在特异位点（酶切位点）上催化双链DNA分子的断裂，产生相应的限制性DNA片段，被称为分子生物学家的手术刀。

8、ＣＤKs：即细胞周期蛋白依赖性激酶，是一类Ser/Thr蛋白激酶，与周期蛋白结合时，才具有蛋白激酶的活性，通过使靶蛋白磷酸化而产生相应的生理效应。

9、RT-PCR：是指首先以mRNA为模板合成cDNA，然后再进行常规PCR扩增的PCR。

10、逐个克隆法：对连续克隆系中排定的BAC克隆逐个进行亚克隆测序并进行组装（公共领域测序计划）11、荧光定量PCR：是指在PCR反应体系中加入荧光基因，利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程，最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。

现代分子生物学复习提纲第一章绪论第一节分子生物学的基本含义及主要研究内容1 分子生物学Molecular Biology的基本含义⏹广义的分子生物学:以核酸与蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息与细胞信息传递中的作用为研究对象,从分子水平阐明生命现象与生物学规律。

⏹狭义的分子生物学:偏重于核酸(基因)的分子生物学,主要研究基因或DNA的复制、转录、表达与调控等过程,也涉及与这些过程相关的蛋白质与酶的结构与功能的研究。

1、1 分子生物学的三大原则1) 构成生物大分子的单体就是相同的2) 生物遗传信息表达的中心法则相同3) 生物大分子单体的排列(核苷酸、氨基酸)的不同1、3 分子生物学的研究内容●DNA重组技术(基因工程)●基因的表达调控●生物大分子的结构与功能研究(结构分子生物学)●基因组、功能基因组与生物信息学研究第二节分子生物学发展简史1 准备与酝酿阶段⏹时间:19世纪后期到20世纪50年代初。

➢确定了生物遗传的物质基础就是DNA。

DNA就是遗传物质的证明实验一:肺炎双球菌转化实验DNA就是遗传物质的证明实验二:噬菌体感染大肠杆菌实验RNA也就是重要的遗传物质-----烟草花叶病毒的感染与繁殖过程2 建立与发展阶段⏹1953年Watson与Crick的DNA双螺旋结构模型作为现代分子生物学诞生的里程碑。

⏹主要进展包括:❖遗传信息传递中心法则的建立3 发展阶段⏹基因工程技术作为新的里程碑,标志着人类深入认识生命本质并能动改造生命的新时期开始。

⏹第三节分子生物学与其她学科的关系思考⏹证明DNA就是遗传物质的实验有哪些？⏹分子生物学的主要研究内容。

⏹列举5～10位获诺贝尔奖的科学家,简要说明其贡献。

第二章染色体与DNA第一节染色体1、作为遗传物质的染色体特征:⏹分子结构相对稳定⏹能够自我复制⏹能够指导蛋白质的合成,从而控制整个生命过程;⏹能够产生遗传的变异。

2 真核细胞染色体组成(1) DNA(2) 蛋白质(包括组蛋白与非组蛋白)(3) 少量的RNA组蛋白:呈碱性,结构稳定;与DNA结合形成、维持染色质结构,与DNA含量呈一定的比例非组蛋白:呈酸性,种类与含量不稳定;作用还不完全清楚3、染色质与核小体染色质就是一种纤维状结构,由最基本的单位—核小体(nucleosome)成串排列而成的。

现代分子生物学_复习笔记现代分子生物学复习提纲第一章绪论第一节分子生物学的基本含义及主要研究内容1 分子生物学Molecular Biology的基本含义⏹广义的分子生物学：以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象，从分子水平阐明生命现象和生物学规律。

⏹狭义的分子生物学：偏重于核酸（基因）的分子生物学，主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调控等过程，也涉及与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。

1.1 分子生物学的三大原则1) 构成生物大分子的单体是相同的2) 生物遗传信息表达的中心法则相同3) 生物大分子单体的排列（核苷酸、氨基酸）的不同1.3 分子生物学的研究内容● DNA重组技术（基因工程）●基因的表达调控●生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学）●基因组、功能基因组与生物信息学研究第二节分子生物学发展简史1 准备和酝酿阶段⏹时间：19世纪后期到20世纪50年代初。

➢确定了生物遗传的物质基础是DNA。

DNA是遗传物质的证明实验一：肺炎双球菌转化实验DNA是遗传物质的证明实验二：噬菌体感染大肠杆菌实验RNA也是重要的遗传物质-----烟草花叶病毒的感染和繁殖过程2 建立和发展阶段⏹1953年Watson和Crick的DNA双螺旋结构模型作为现代分子生物学诞生的里程碑。

⏹主要进展包括：❖遗传信息传递中心法则的建立3 发展阶段⏹基因工程技术作为新的里程碑，标志着人类深入认识生命本质并能动改造生命的新时期开始。

⏹第三节分子生物学与其他学科的关系思考⏹证明DNA是遗传物质的实验有哪些？⏹分子生物学的主要研究内容。

⏹列举5～10位获诺贝尔奖的科学家，简要说明其贡献。

第二章染色体与DNA第一节染色体1.作为遗传物质的染色体特征:⏹分子结构相对稳定⏹能够自我复制⏹能够指导蛋白质的合成，从而控制整个生命过程;⏹能够产生遗传的变异。

2 真核细胞染色体组成(1) DNA(2) 蛋白质（包括组蛋白和非组蛋白）(3) 少量的RNA组蛋白：呈碱性，结构稳定；与DNA结合形成、维持染色质结构，与DNA含量呈一定的比例非组蛋白：呈酸性，种类和含量不稳定；作用还不完全清楚3.染色质和核小体染色质是一种纤维状结构，由最基本的单位—核小体(nucleosome)成串排列而成的。

现代分子生物学复习提纲第一章绪论第一节分子生物学的基本含义及主要研究内容1分子生物学Molecular Biology的基本含义广义的分子生物学：以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象，从分子水平阐明生命现象和生物学规律。

狭义的分子生物学：偏重于核酸（基因）的分子生物学，主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调控等过程，也涉及与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。

1.1分子生物学的三大原则1）构成生物大分子的单体是相同的2）生物遗传信息表达的中心法则相同3）生物大分子单体的排列（核苷酸、氨基酸）的不同1.3分子生物学的研究内容• DNA重组技术（基因工程）•基因的表达调控•生物大分子的结构和功能研究（结构分子生物学）•基因组、功能基因组与生物信息学研究第二节分子生物学发展简史1准备和酝酿阶段时间：19世纪后期到20世纪50年代初。

确定了生物遗传的物质基础是DNA。

DNA是遗传物质的证明实验一：肺炎双球菌转化实验DNA是遗传物质的证明实验二：噬菌体感染大肠杆菌实验RNA也是重要的遗传物质-----烟草花叶病毒的感染和繁殖过程2建立和发展阶段1953年Watson和Crick的DNA双螺旋结构模型作为现代分子生物学诞生的里程碑。

主要进展包括：遗传信息传递中心法则的建立3发展阶段基因工程技术作为新的里程碑，标志着人类深入认识生命本质并能动改造生命的新时期开始第三节分子生物学与其他学科的关系思考证明DNA是遗传物质的实验有哪些？分子生物学的主要研究内容。

列举5〜10位获诺贝尔奖的科学家，简要说明其贡献。

第二章染色体与DNA第一节染色体1. 作为遗传物质的染色体特征 ：分子结构相对稳定 能够自我复制能够指导蛋白质的合成，从而控制整个生命过程 ；能够产生遗传的变异。

2真核细胞染色体组成(1) DNA(2) 蛋白质(包括组蛋白和非组蛋白)(3)少量的RNA组蛋白：呈碱性，结构稳定；与 DNA 结合形成、维持染色质结构，与 DNA 含量呈一定的比例非组蛋白：呈酸性，种类和含量不稳定；作用还不完全清楚 3. 染色质和核小体染色质是一种纤维状结构，由最基本的单位 一核小体(nucleosome)成串排列而成的。

第一章～第八章基因genes：基因是负责编码RNA或一条多肽链DNA片段，包括编码序列、编码序列外的侧翼序列及插入序列。

是决定遗传性状的功能单位。

结构基因structure genes：基因中编码RNA或蛋白质的DNA序列称为结构基因。

基因组genome：一个细胞或病毒的全部遗传信息。

（细胞或生物体的一套完整单倍体的遗传物质的总和。

）真核生物基因组是指一套完整单倍体DNA（染色体DNA）和线粒体DNA的全部序列，包括编码序列和非编码序列。

GT-AG法则：真核生物基因的外显子与内含子接头处都有一段高度保守的一致性序列，即：内含子5’端大多数是以GT开始，3’端大多是以AG结束。

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。

端粒DNA由重复序列组成，人类端粒一端是TTAGGG另一端是AATCCC.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。

操纵元件：是一段能够被不同基因表达调控蛋白质识别和结合的DNA 序列，是决定基因表达效率的关键元件。

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、反应元件和poly(A)加尾信号。

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。

启动子：是能够被RNA聚合酶特异性识别并与其结合并开始转录的核苷酸序列。

（TATAbox、CAATbox、GCbox）增强子enhancer：是一段短的DNA序列，其中含有多个作用元件，可以特异性地与转录因子结合，增强基因的转录活性。

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。