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现代分子生物学第八章

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现代分子生物学课后习题及答案(共10 章) 第一章绪论1 你对现代分子

现代分子生物学课后习题及答案(共10 章) 第一章绪论1 你对现代分子

现代分子生物学课后习题及答案（共 10 章）第一章绪论 1. 你对现代分子生物学的含义和包括的研究范围是怎么理解的？ 2. 分子生物学研究内容有哪些方面？ 3. 分子生物学发展前景如何？ 4. 人类基因组计划完成的社会意义和科学意义是什么？答案： 1. 分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科，它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，是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。

狭义：偏重于核酸的分子生物学，主要研究基因或 DNA 的复制、转录、表达和调节控制等过程，其中也涉及与这些过程有关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。

分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会，也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。

所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传、生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明，从而为利用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。

这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。

这些生物大分子均具有较大的分子量，由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息，并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统，由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。

阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务。

2. 分子生物学主要包含以下三部分研究内容：A.核酸的分子生物学，核酸的分子生物学研究核酸的结构及其功能。

由于核酸的主要作用是携带和传递遗传信息，因此分子遗传学（moleculargenetics）是其主要组成部分。

由于 50 年代以来的迅速发展，该领域已形成了比较完整的理论体系和研究技术，是目前分子生物学内容最丰富的一个领域。

研究内容包括核酸/基因组的结构、遗传信息的复制、转录与翻译，核酸存储的信息修复与突变，基因表达调控和基因工程技术的发展和应用等。

现代分子生物学-第八章

现代分子生物学-第八章

图8-11 免疫球蛋白重链基因片段重排与组织 特异性表达
酵母有MATa和MATα两种交配型。由于酵母 常通过无性分裂增殖，整个群体很容易变成 只有一种交配型。为了避免无性生殖的遗传 单一性，酵母细胞通过 “交配型转换” (mating type switching)或称为基因转换(gene conversion)过程，改变自己的性别。
8. 1. 2 真核基因的断裂结构
1、外显子与内含子
Gilbert 第一个用“intron”来描述存在于原始
转录产物或基因组DNA中，但不存在于成熟
RNA分子中的那部分核苷酸序列。
大多数真核基因都是由蛋白质编码序列和非蛋
白质编码序列两部分组成的。编码序列称为
外显子(exon)，非编码序列称为内含子 (intron)。
rRNA基因联合成一个转录单位，各种rRNA
分子都是从这个转录单位上剪切下来的。 事实上，细菌中所有rRNA和部分tRNA都来自 这个沉降系数为30S（约6500个核苷酸）的 前rRNA。
原始转录产物首先被甲基化，再经RNaseIII，
RNaseP和RNaseE切割，生成17S、tRNA、
35S和5S rRNA前体分子，最后由特定核酸
有证据表明，存在于“灯刷型”染色体（lamp
brush）上的环形结构可能与基因的活性转录
有关。 “灯刷型”染色体只有在两栖类动物卵细胞发
生减数分裂时才能被观察到，它是染色体充分
伸展时的一种形态。此时，两对姐妹染色体常 常通过“交叉点”（chiasmata）连成一体。
图8-10 “灯刷型”染色体（a）及存在于“活性” 染色质区的环状DNA结构（b）
基因扩增
是指某些基因的拷贝数专一性大量增加的现象，

(完整版)生物化学及分子生物学(人卫第九版)-08蛋白质消化吸收和氨基酸代谢

(完整版)生物化学及分子生物学(人卫第九版)-08蛋白质消化吸收和氨基酸代谢
氮的总平衡：摄入氮量 = 排出氮量（正常成人） 氮的正平衡：摄入氮量 > 排出氮量（儿童、孕妇、恢复期病人等） 氮的负平衡：摄入氮量 < 排出氮量（饥饿、严重烧伤、出血及消耗性疾病患者）
（二）蛋白质的生理需要量
正常成人每日蛋白质的最低生理需要量为30～50g 我国营养学会推荐成人每日蛋白质的需要量为80g
重点难点
掌握 1. 营养必需氨基酸 2. 脱氨基作用及重要的转氨酶 3. 氨在血液中的转运形式及尿素的合成 4. 一碳单位 5. 含硫氨基酸代谢
熟悉 1. 血氨的来源 2. 氨基酸碳链骨架的转换或分解 3. 氨基酸的脱羧基作用 4. 芳香族氨基酸代谢
了解 1. 蛋白质的消化、吸收及蛋白质的营养价值 2. 真核细胞内蛋白质的降解 3. 支链氨基酸代谢
二、营养必需氨基酸决定蛋白质的营养价值
（一）营养必需氨基酸（essential amino acid）
1. 体内需要而不能自身合成，必须由食物提供的氨基酸 2. 9种：亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、
色氨酸、组氨酸 3. 其余11种为营养非必需氨基酸
（二）蛋白质的营养价值（nutrition value）
氨肽酶
二肽酶
氨肽酶
内肽酶
羧肽酶
氨基酸 +
二肽酶
氨基酸
➢蛋白酶原的活化
肠激酶
胰蛋白酶原 胰蛋白酶
糜蛋白酶原
糜蛋白酶 羧肽酶原
弹性蛋白酶原 羧肽酶
弹性蛋白酶
（二）氨基酸和寡肽通过主动转运机制被吸收
1. 吸收部位：主要在小肠
2. 吸收形式：氨基酸、寡肽
3. 吸收机制：主动转运
转运蛋白的类型：
中性氨基酸转运蛋白 酸性氨基酸转运蛋白 碱性氨基酸转运蛋白 亚氨基酸转运蛋白 β-氨基酸转运蛋白 二肽转运蛋白 三肽转运蛋白

分子生物学复习题 第八章重组DNA技术

分子生物学复习题 第八章重组DNA技术

第八章重组DNA技术一、选择单选1、下列哪项不属于生物工程？A. PCR技术B.重组DNA技术C.蛋白质工程D.酶工程E.细胞工程2、重组DNA技术中所用的限制酶是哪类？A.Ⅰ型限制酶B.Ⅱ型限制酶C.Ⅲ型限制酶D.Ⅳ型限制酶E.Ⅴ型限制酶3、可以利用蓝白筛选法筛选用pUC转化的重组DNA克隆，是因为pUC包含以下哪种元件？A.复制起点B. amp RC.acZ'D.多克隆位点MCSE.调节基因lacI4、关于λ噬菌体，以下叙述错误的是A.基因组DNA的部分序列并非溶原性生长所必需B.基因组DNA感染大肠杆菌后形成闭环结构C.在溶原性生长时进行滚环复制D.复制时形成多联体结构E.其转化的细菌经过培养形成噬菌斑5、pBR322质粒包含两个抗性基因：氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，据此可以利用哪种方法筛选重组DNA克隆？A.α互补B. PCRC.插入失活D.核酸分子杂交E.蓝白筛选6、制备重组DNA首先要制备目的DNA，要保证目的DNA的量和纯度能满足重组要求。

常用的制备方法不包括A.PCR扩增B.从组织细胞分离基因组DNAC.化学合成D.逆转录合成cDNAE.限制酶截取7、第一种应用于临床的重组蛋白是A.基因工程疫苗B.基因工程抗体C.激素D. 生长因子E.细胞因子8、在重组DNA技术中，目的DNA与载体在体外连接的过程称为DNA的体外重组。

体外重组的方法不包括：A.加人工接头连接B.加同聚物尾连接C.互补黏端连接D.连接E.平移连接9、重组DNA的宿主细胞有原核细胞和真核细胞。

用于制备基因文库的宿主细胞主要是A.哺乳动物细胞B.大肠杆菌C.酵母D.枯草杆菌E.昆虫细胞10、哪种方法要求宿主细胞必须是感受态细胞？A.CaCl2法B.病毒感染法C.脂质体载体法D.显微注射法E.穿刺法11、蓝白筛选属于筛选重组DNA克隆方法的哪种？A.PCR分析B.插入失活分析C.核酸分子杂交分析D.酶切分析E.免疫分析12、重组DNA技术领域常用的质粒DNA是A. T病毒基因组DNA的一部分B. 细菌染色体外的独立遗传单位C. 细菌染色体DNA的一部分D. 真核细胞染色体外的独立遗传单位E. 真核细胞染色体DNA的一部分13、某限制性内切核酸酶切割5’…GGGGGG▼AATTCC…3’序列后产生A. 5’突出末端B. 5’或3’突出末端C. 5’及3’突出末端D. 3’突出末端E. 平末端14、“克隆”某一目的DNA的过程不包括A. 重组DNA分子导人受体细胞B. 外源基因与载体的拼接C. 基因载体的选择与构建D. 筛选并无性繁殖含重组分子的受体细胞E. 表达目的基因编码的蛋白质15、关于基因文库及其构建，以下叙述错误的是A.基因文库包括基因组文库和cDNA文库B.构建基因组文库常用的克隆载体是λ噬菌体、粘粒和酵母人工染色体系统C.目前构建的cDNA文库可以包含一种生物基因组所含的全部编码序列D.真核生物cDNA文库中的目的基因可以在原核细胞内表达活性产物E.构建cDNA文库要用到逆转录酶多选：1、用目的DNA和质粒制备重组DNA，下列哪些工具酶是必需的？A.DNA聚合酶B.核酸酶C.连接酶D.限制酶E.修饰酶2、影响限制酶切割效率的因素有那些？A.底物纯度B.底物甲基化程度C.底物结构D.反应温度E.反应体系组成3、哪些因素会降低限制酶的特异性?A.高浓度限制酶B.高浓度甘油C.低离子强度D.用Mn2+取代Mg2+E.高pH值4、限制酶的应用非常广泛，包括:A.DNA重组B.质粒改造C. DNA杂交D.探针制备E.基因定位5、关于重组DNA技术使用的DNA 连接酶A.用以将目的DNA与载体共价连接成重组DNAB.包括大肠杆菌DNA连接酶和T4 DNA连接酶C.大肠杆菌DNA连接酶需要NAD，而T4 DNA连接酶需要ATPD.大肠杆菌DNA连接酶用于连接切口或互补黏端E.T4 DNA连接酶用于连接互补黏端或平端6、重组DNA技术常用的DNA聚合酶有A.DNA聚合酶ⅠB. Klenow片段C. Taq DNA聚合酶D. 逆转录酶E. T4 DNA聚合酶7、载体分为克隆载体和表达载体两类。

(NEW)朱玉贤《现代分子生物学》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解

(NEW)朱玉贤《现代分子生物学》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解

4.3 名校考研真题详解 第5章 分子生物学研究法（上）——DNA、RNA及蛋白质操作技术
5.1 复习笔记 5.2 课后习题详解 5.3 名校考研真题详解 第6章 分子生物学研究法（下）——基因功能研究技术 6.1 复习笔记 6.2 课后习题详解 6.3 名校考研真题详解 第7章 原核基因表达调控 7.1 复习笔记 7.2 课后习题详解 7.3 名校考研真题详解 第8章 真核基因表达调控 8.1 复习笔记 8.2 课后习题详解 8.3 名校考研真题详解
② T2噬菌体感染大肠杆菌实验
a．在分别含有35S和32P的培养基中培养大肠杆菌。
b．用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，分别制备含35S的T2噬菌体和32P的
T2噬菌体。
c．分别用含35S的T2噬菌体和32P的T2噬菌体感染未被放射性标记的大 肠杆菌。
d．培养一段时间后，将混合液离心，检测子代噬菌体放射性。上清液 主要是噬菌体，沉淀物主要是大肠杆菌。
（4）基因组、功能基因组与生物信息学研究
基因组计划是一项国际性的研究计划，其目标是确定生物物种基因组所 携带的全部遗传信息，并确定、阐明和记录组成生物物种基因组的全部 DNA序列。
功能基因组学相对于测定DNA核苷酸序列的结构基因组学，其研究内容 是在利用结构基因组学丰富信息资源的基础上，应用大量的实验分析方 法并结合统计学和计算机分析方法来研究基因的表达、调控与功能，以 及基因间、基因与蛋白质之间和蛋白质与底物、蛋白质与蛋白质之间的 相互作用和生物的生长发育等规律。功能基因组学的研究目标是对所有 基因如何行使其职能从而控制各种生命现象的问题作出回答。
严格地说，重组DNA技术并不完全等于基因工程，因为后者还包括其他
可能使生物细胞基因组结构得到改造的体系。

现代分子生物学课件

现代分子生物学课件

DNA聚合酶
▪ DNA分子切割
限制性内切酶
▪ DNA片段与载体连接
DNA连接酶
▪ DNA凝胶电泳
▪ 细胞转化及重组子的筛选与鉴定等
2020/12/8
16
分子生物学的研究内容
DNA重组技术
三大基本工具: ➢ “分子手术刀” 限制性核酸内切酶 ➢ “分子缝合针” DNA连接酶 ➢ “分子运输车” 基因进入受体细胞的载体
（4）基因组、功基因组与生物信息学研究
基因组（genome): 生物有机体的单倍体细胞中的所有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。
P. 456
2020/12/8
24
分子生物学的研究内容 基因组、功能基因组与生物信息学研究
基因组计划: 测定基因组序列。
- 人类基因组计划 目的是揭开人类所有的遗传结构, 包括所有的基因(尤其是与疾病相关的基因)和基因外 序列的结构。1990年-2001年，美、英、法、德、 日、中 6 国的合作已完成人类基因的全部序列测定工 作。见表2-1, P. 19. - 小家鼠、果蝇、线虫、拟南芥、水稻、啤酒酵母，以 及多种真菌、细菌的基因组研究相继展开，其中拟南 芥基因组的全序列测定已完成。
结构分子生物学
结构分子生物学就是研究生物大分子特定的空间结 构及结构的运动变化与其生物学功能关系的科学。
主要包括三个研究方向： ✓ 结构的测定 采用X射线衍射、二维或多维核磁共振等方法 ✓ 结构运动变化规律的探索 ✓ 结构与功能相互关系的建立
2020/12/8
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分子生物学的研究内容 基因组、功能基因组与生物信息学研究
(3.2 108bp)。 ➢2001年, 完成人类基因组全序列测定(3.5 109bp)。

《现代分子生物学》教学大纲

《现代分子生物学》教学大纲

《现代分子生物学》教学大纲课程名称：现代分子生物学课程类别：专业必修课学时：48 学时学分：3学分考核方式：考试适用专业：生物技术开课学期：第5或6学期一、课程性质、目的任务分子生物学是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。

自20世纪50年代以来，分子生物学一直是生物学的前沿与生长点，其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系和蛋白质-脂质体系。

生物大分子，特别是蛋白质和核酸结构功能的研究，是分子生物学的基础。

现代化学和物理学理论、技术和方法的应用推动了生物大分子结构功能的研究，从而出现了分子生物学的蓬勃发展。

本课程是研究核酸等生物大分子的功能、形态结构特征及其重要性和规律性的学科，也是生物专业的主干课程，分子生物学已成为生物类各专业教学计划中重要的核心课程，因此它是十分重要的一门必修课程，也是培养造就生物技术和生命科学高层次专门人才所需基本素质的重要课程。

本门课程的主要内容包括：染色体与DNA、基因和基因组、现代分子生物学的研究方法与技术、转录、翻译、原核生物基因表达与调控、真核生物基因表达调控、发育与分子调控等，此外，还包括各种讲座。

总之，通过分子生物学知识的传授，培养学生从分子水平上去分析、理解生命现象与过程，提高学生思考与探索生命奥秘的能力，从而为生物技术的分子生物学实验提供详实的理论基础。

二、课程基本要求该课程要求学生掌握现代分子生物学基本理论和基本技术，为其它专业课的学习和今后的发展奠定基础。

在课程学习的同时，要求学生提高思想道德修养、自学能力、专业英语能力、应用知识能力、表达能力、创新能力和科研能力。

三、学时分配四、教学方法与考核(一) 教学方法1．以学科体系为主体，以应用为目的，教学过程加强针对性和实用性。

2．本课程以讲授为主、自学和讨论为辅的方式组织教学，并通过阅读主要参考书目、网上查询、资料整理和专题讨论，加深对细胞生物学了解，并掌握该学科的实验技能和操作。

分子生物学 第八章 疾病与人类健康

分子生物学 第八章 疾病与人类健康

二、抑癌基因
抑癌基因(tumor suppressor gene ) /隐性癌 基因：是一种抑制细胞生长和肿瘤形成的基因。
如：Rb抑癌基因、抑癌基因p53
抑癌基因与原癌基因在生物学上有以下几点差异：
①在功能上，抑癌基因起负调控作用，而原癌基因起
正调控作用；
②在遗传方式上，原癌基因是显性的，而抑癌基因在
在无外源生长因子时提供了促进细胞分裂的信号；
③癌基因产物作用于细胞内生长控制途径，解除此途径
对外源刺激信号的需求。
（3）抑癌基因产物对原癌基因的调控 （4）外源信号对原癌基因表达的影响
第一节 肿瘤与癌症
内容提要： 癌基因(oncogene) 反转录病毒致癌基因 细胞转化基因 抑癌基因(tumor suppressor gene )
(-)
oncogen e
cance r
（5）基因扩增
使每个细胞中基因拷贝数增加，从而直接增 加可用的转录模板数以增加基因表达。 原癌基因
基因扩增
蛋白质结构未变化，但总量大大提高
3、基因互作与癌基因表达
（1）染色体构象对原癌基因表达的影响
基因表达不仅取决于基因本身及其相邻区域的一级
结构，也取决于其空间构象，即基因在染色体上的
• HIV病毒粒子的形态结构 • HIV基因组及其编码的蛋白 • HIV的复制
一、 HIV病毒粒子的形态结构
P24 Capsid protein
P18 Matrix protein
二、HIV基因组及其编码的蛋白
TAT and REV are essential for HIV replication
Contents
• 肿瘤与癌症 • 人免疫缺损病毒——HIV • 乙型肝炎病毒——HBV

分子生物学：第八章翻译2

分子生物学：第八章翻译2
• 当终止密码子UAA、UAG或UGA出现 在核糖体的A位时，没有相应的氨酰tRNA能与之结合。
• 释放因子RF能识别这些密码子并与之 结合，使肽酰转移酶将多肽链转移至 H2O分子，而不是氨酰-tRNA，释放新 生的肽链和tRNA。
• 释放因子RF具有GTP酶活性，它催化 GTP水解，使肽链与核糖体解离。
• 原核生物释放因子（release factor）
• RF1：识别终止密码子UAA和UAG • RF2：识别终止密码子UAA和UGA • RF3：具GTP酶活性，刺激RF1和 RF2活性，协助肽链的释放
• 真核细胞释放因子：eRF1 能识别三个终止密码子。
多核糖体(Polyribosome)
EF-Tu-GDP+ EF-Ts EF-Tu-Ts + GDP EF-Tu-Ts + GTP EF-Tu-GTP + EF-Ts
成肽
• 由大亚基上肽基转移酶（peptidyl transferase） 完成. • 在形成氨酰-tRNA时能量已经储存，所以，形成肽键无需补IF4E和5’端帽子结合 • eIF4A具有解螺旋酶活性,能够解开mRNA
5’端起始15bp中存在的二级结构 • eIF4B能够激活eIF4A的解螺旋酶活性 • eIF4G用于连接起始复合物中的其它因子 • PABP和mRNA 3’端poly A结合,能够促进
起始复合物的形成
• PABP 能和eIF4G 结合, mRNA形成一个环 形结构
• 跟原核生物差异之处：
• Met-tRNAi不甲酰化。 • 寻找AUG依靠扫描，而原核生物靠SD序列。 • 有较多起始因子。 • 5‘帽子和3’尾巴都参与起始复合物形成。 • ATP水解提供能量，是结合mRNA所必需的。 • 小亚基首先跟氨酰-tRNA结合再跟mRNA结合。

分子生物学 第八章 杂交与芯片技术

分子生物学 第八章 杂交与芯片技术
探针标记可以全程标记，亦可对探针的3′端或5′端 进行标记。
探针的体外标记法分为化学法和酶法 ①化学法：利用标记物分子上的活性基因与探针
分子上的基因（如磷酸基因）发生的化学反应， 将标记物直接结合到探针分子上。
探针标记
②酶法标记：预先将放射性同位素或非放射性标 记物连接于NTP或dNTP上，然后利用酶促反应将 标记的核苷酸分子掺人到探针分子中去，或将核 苷酸分子上的标记基因交换到探针分子上。
然后筛选适当的阳性克隆，再进一步扩增、酶切及 纯化该cDNA片段，标记即可。
cDNA探针
也可采用PCR方法扩增。 该方法的优点：双链探针，长度较长，可与靶序列
形成的杂交体稳定性、特异性比寡核苷酸探针高， 杂交信号强。 缺点是由于是双链，必须先变性再杂交，在杂交过 程中还存在自我复性现象。
4．RNA探针
寡核苷酸探针
③比活度高，适用于大多数杂交。如DNA序列测 定、Southern杂交、Northern杂交、原位杂交等。
缺点是探针短，特异性差，杂交体稳定性差，杂 交及漂洗的温度、盐浓度等条件要求高，操作难 度大，背景噪音也大。
2．基因组DNA探针
基因组DNA经机械剪切或限制性内切酶消化制备 成一定大小的DNA片段，再将这些片段插入到适当 的学习目标
掌握：1．核酸分子杂交的基本概念。 2．探针的种类与标记方法。 3．常见核酸分子杂交技术的原理。 4．DNA芯片的设计与制备。
熟悉：1．核酸分子杂交信号的检测方法。 了解：1．核酸杂交与DNA芯片技术的应用。
第一节
杂交的基本概念
杂交
杂交（hybridization）是指不同来源的单链核酸， 根据碱基互补配对原则，在适当的条件下形成杂化 双链的过程。
1．缺口平移法 缺口平移法 （nick translation，NT）

分子生物学第八章课后习题答案

分子生物学第八章课后习题答案

09生科2班米热古丽.艾沙2220093170110351.基因家族的分类及其主要表达调控模式按序列同源性基因家族可分为两种：1）家族成员中的全部序列或至少编码序列具有高度的同源性。

2）基因家族是各成员在编码产物上有大段高度保守的氨基酸序列。

但家族成员间总的序列相似性较低。

按照基因组内的分布：1）位于同一染色体上的串联排列，可同时发挥作用；2）位于不同染色体上，各成员间的DNA不完全相同。

按照基因结构或转录方向：1）简单的多基因家族；基因一般以串联方式前后相连2）复杂的多基因家族；杂多基因家族一般由几个相关基因家族构成，基因家族之间由间隔序列隔开，并作为独立的转录单位。

现已发现存在不同形式的复杂多基因家族。

3）受发育调控的复杂多基因家族。

2.何为外显子，内含子及其结构特点和可变调控？（1）外显子(英语expressed region) 是真核生物基因的一部分，它在剪接(Splicing)后仍会被保存下来，并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质。

（2）真核生物细胞DNA中的间插序列。

这些序列被转录在前体RNA中，经过剪接被去除，最终不存在于成熟RNA分子中。

内含子和外显子的交替排列构成了割裂基因。

在前体RNA中的内含子常被称作“间插序列”。

内含子是相对的，一个基因的内含子可能是另一个基因的外显子3.DNA甲基化对基因表达的调控机制DNA甲基化发生于DNA的CpG island（CG序列密集区）。

发生甲基化后，那段DNA就可以和甲基化DNA结合蛋白相结合。

结合后DNA链发生高度的紧密排列，其他转录因子，RNA合成酶都无法再结合了，所以这段DNA的基因就无法得到表达了。

4.真核生物转录元件组成及其分类（1）顺式作用元件：启动子，启动子上游元件，增强子。

TATA/Hognest盒，启动子的核心序列GC盒CAAT盒顺式作用元件是转录起始点上游的DNA序列，能够影响其它基因的表达活性（2）反式作用因子螺旋转角螺旋（Helix-turn-helix）锌指结构亮氨酸拉链螺旋一环一螺旋（HLH）同源异形结构域（Homeodomains，HD）5. 增强子的作用机制（1）影响模板附近的DNA双螺旋结构，活化基因转录（2）将模板固定在细胞核内特定位置，如连接在核基质上，有利于DNA拓扑导致酶改变DNA双螺旋结构的张力，促进RNA聚合酶II在DNA链上的结合和滑动（3）增强子区可以作为反作用因子或RNA聚合酶II进入染色质结构的“入口”6.反式作用因子的结构特点及其对基因表达的调控（1）特点DNA结合域：a.螺旋-转角-螺旋b.锌指结构c.亮氨酸拉链d.螺旋-突环-螺旋转录激活域：与其他转录因子相互作用的结构成分。

《现代分子生物学》PPT课件

《现代分子生物学》PPT课件

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13
遗传密码
• 遗传密码的破译 • 遗传密码的特性：无逗号、不重叠、通用
性、简并性、起始密码和终止密码
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14
tRNA的结构与功能
• tRNA的二级结构：三叶草型——四环四臂 • tRNA的三级结构：倒L型 • tRNA的功能：密码子与反密码子的配对 • tRNA种类：起始tRNA与延伸tRNA、同工
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35
免疫球蛋白
• 免疫系统：体液免疫和细胞免疫 • B细胞的分化过程 • 免疫球蛋白的结构 • 免疫球蛋白基因重排产生多样性
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36
果蝇胚胎的模式发育
• 重要基因：BICOID和HUNCHBACK（前端 形成），NANOS和CAUDAL（后端形成）
• 同源域基因：存在于生物中的一类高度保 守的基因，可能与模式发育有关。
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21
酵母双杂交系统
• 用于分离能与已知靶蛋白质互作的基因 • 基本原理：真核生物的转录因子大多有两
个结构分开、功能上独立的结构域组成： DNA结合域（BD）和转录激活域（AD）， 只有两者在空间上相互靠近才能起始转录。
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22
第六章 基因的表达与调控（上）
知识要点
• 基因表达调控的基本概念 • 操纵子模型
• 激素调节、热激蛋白调节、金属蛋白调节
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31
第八章 疾病与人类健康
知识要点
• 癌症发病机制 • 癌基因概念和分类 • 基因治疗的概念
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32
癌基因的概念和分类
• 癌基因：体外引起细胞转化，体内诱发肿 瘤。分为v-onc（HIV和HBV）和c-onc两类

分子生物学第八章 基因表达调控

分子生物学第八章 基因表达调控
* IPTG，异丙基-β-D硫代半乳糖苷 * TMG ，巯甲基半乳糖苷 * ONPG，O-硝基半乳糖苷
4、阻遏蛋白与操作子的相互作用
阻遏蛋白与操作子是否发生相互作用？ 硝酸纤维素膜可以和蛋白质结合而不与ＤＮＡ结合 阻遏蛋白四聚体结合与膜上，可以与野生型DNA片段形 成复合物。并可被IPTG抑制。 而用lacOc 突变体的DNA片段，则不能与阻遏蛋白结合
Luxury gene
顺、反因子间互作方式的基因表达调控
♫ 顺式作用元件（cis-acting element）:能够影响 同一条或相连DNA序列活性的特定DNA片段。例如，启 动子 ♫ 反式作用因子（trans-acting factor）:一种基 因的蛋白质产物，能够影响位于基因组另一条染色体上的 （或基因组别处的）另一个基因的表达活性。例如，RNA polymerase
经典锌指的三维结构：一个β发卡和一个α－螺旋
锌指上的α－螺旋 负责与DNA作用
b、Cys-Cys(C2/C2)锌指
Zn＋＋与4个Cys残基 形成配位键
酵母的转录激活 因子GAL4、哺 乳类的固醇类激 素受体为典型代 表。
糖皮质激素受体
• ZYJ272 •
The DNA-binding domain of Cys2-Cys2 zinc finger proteins (Figure 1. Glucocorticoid receptor) is composed of two irregular antiparallel beta-sheets and an alpha-helix, followed by an extended loop.
♫ 操纵元中各结构基因按一定比例协调翻译 ♫ 聚有极性突变效应：
操纵元中一个近基因的无义突变能够影响远基因表， 且根据距离远近呈极性梯度效应

分子生物学第八章-遗传密码 -genetic code

分子生物学第八章-遗传密码 -genetic code

The Central Dogma
Transcription
DNA
RNA
Protein
Replication
Translation
Genetic information transfer from polynucleotide chain into polypeptide chain
2020/3/31
删除3个字母
TAT CAT ARE BIG CAT
结论：3个字母组成一个单词
对T4噬菌体基因的处理方式
在碱基序列中增加或删除1个碱基 在碱基序列中增加或删除2个碱基 在碱基序列中增加或删除3个碱基
对噬菌体蛋白质产生的影响
无法产生正常功能的蛋白质
无法产生正常功能的蛋白质
可以产生具有部分正常功能 的蛋白质
UCUCUCUCUCUCUCUCUCUCUCUC poly[UC] (多聚尿嘧啶-胞嘧啶） 无细胞体外蛋白质合成系统
Ser-Leu-Ser-Leu-Ser-Leu-Ser-Leu
poly[Ser-Leu] (多聚丝氨酸-亮氨酸）
UCU可能编码丝氨酸，也可能编码亮氨酸！ CUC可能编码丝氨酸，也可能编码亮氨酸！
The language of mRNA: four alphabet (A,G,C,U) translation
The language of protein: twenty alphabet (amino acid)
2020/3/31
Outline:
1 遗传密码的破译 2 遗传密码的特征与性质 3 遗传密码的简并性和摆动假说 4 改变遗传密码的几类突变
对“遗传密码破译”的整个研究思路做一个总 结
数学推理方法：从数学角度推断应该是三个碱基决定一个氨基酸
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序列中对应于外显子的部 分可能还不到10% 图8-1是哺乳动物二氢叶酸还原酶基因，全长25一31 kb,但6 个外显子总长只有2kb。少数基因根本不带内含子。前尚 不清楚内含子的生理功能。某些基因完全除去内含子
以后，照样可以产生有活性的mRN A; 另一些基因， 如SV40 T抗原基因，一旦除去内含子，成熟mRNA运 人细胞质基质的过程就完全被阻断。
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8.1.3基因家族 • 真核细胞的DNA是单顺反子结构，很 • 少出现置于一个启动子控制之下的操纵子。 真核细胞中许多相关的基因常按功能成套 组合，被称为基因家族。 • 同一家族的成员有时紧密地排列在一起， 成为一个基因簇;但更多的时候，它们分散 在同一染色体的不同部位.甚至位于不同的 染色体上。具有各自不同的表达调控模式。
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• 选择性剪接：同一基因的转录产物由于不同的剪接方式形成不同 mRNA的过程。 • 选择性剪接的典刑例子：小鼠淀粉酶基因表达的组织特异性变化
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• 在小鼠肝和唾液腺这两种组织中，淀粉酶mRNA的编码 序列完全相同，但5‘端起始部分长度不同。 • 事实上,L外显子只是唾液腺淀粉酶基因中内含子序列的 一部分，将在mRNA成熟过程中被切除。 • 有实验证明，由S外显子起始的转录产物是由L外显子起 始转录产物的100倍以上。 • 由于一个基因的内含子成为另一个基因的外显子，形成 基因的差异表达，这是真核基因断裂结构的一个重要特 点。
现代分子生物学
指导老师：杨林松 演绎人：徐楸能
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8.1真核基因表达调控相关概念和一 般规律
•
• 8.1.1基因表达的基本概念 基因组： 一个细胞或病毒所携带的全部遗传 信息或整套基因。 基因：指能产生一条肽链或功能RNA所必需的 DNA片段。它包括编码区和其上下游区域。以 及在编码片段间(外显子)的间断切割序列（内 含子) 基因表达：基因经过转录、翻译，产生具有特 异生物学功能的蛋自质分子或RNA分子的过程。 基因表达调控：受内源及外源信号调控的这个 调控的过程。
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不同发育阶段血红蛋白亚型
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• 胚胎期类α-珠蛋自，最先以ξ 2型出现。以后逐渐被ξ 1型 所取代。 • 在胎儿期有两类等分子数β型链。因此，胚胎型血红蛋 白中含有两个ξ 2 型α链和两个ξ 2 型β链。新生儿出生 后,98%的血红蛋白中含有两个仪α2单位和两个β亚单位， 2%的血红蛋白含两个α2单位和两个β亚单位。在每个基 因家族中，基因排列的顺序就是它们在发育阶段的表 达顺序（图8-8）。
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• 此外，真核生物染色质被包裹在细胞核内，基 因的转录(核内）和翻译(细胞质基质内）被核 膜所隔 开，核内RNA的合成与转运,细胞质基 质中RNA的剪接和加工等无不扩大了真核生物 基 因调控的范围，使真核生物基因调控达到 了原核生物所不可能拥有的深度和广度。对大 多数真核细胞来说，基因表达调控的最明显特 征是能在特定时间和特定的细胞中激活特 定 的基因，从而实现“预定”的、有序的、不可 逆转的分化、发育过程,并使生物的组织和器 官保持正常功能。
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• 5. 真核生物基因转录的调控区大，它们可能远离核 心启动子几百个甚至上千个碱基对。虽然这些凋节 区也能与蛋白质结合.但是并不直接影响启动子区对 于RNA聚合酶的接受程度，而是通过改变整个所控 制基因5’上游区DNA构型来影响它与RNA聚合酶的结 合能力。 • 6.真核牛物的RNA在细胞核中合成，只有经转运穿 过核膜，到达细胞质基质后，才能被解译成蛋白质. 原核生物中不存在这样严格的空间间隔。 • 7.许多真核生物的丛因只有经过复杂的成熟和剪接 过程，才能被顺利地翻译成蛋白质。
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• 真核生物基因调控可分为两大类：
• 第一类是瞬时调控或称可逆性调控，它相 当于原 核细胞对环境条件变化所做出的反 应，包括某种底物或激索水平升降时,或细 胞周期不 同阶段中梅活性的调节; • 第二类是发育调控或称不可逆调控，是真 核基因调控的精髓部 分，它决定了真核细 胞生长、分化、发育的全部进程。
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2.复杂多基因家族 • 复杂多基因家族一般由几个相关基因家族构 成，基因家族之间由间隔序列隔开，并作为独 立的转录单位。 • 海胆基因家族和果蝇tRNA 基因家族（下图）：
果蝇tRNA 基因家族具有两个海胆组蛋白家族所没有的特点： 在基因家族中含有3个tRNA lys 基因，而基因家族中的每个基因都单独按各 自的方向进行转录。
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• 3.发育调控的复杂多基因家族 • 血红蛋白是动物体内输送分子氧的住要载体，由 2a2 b组成的四聚体加血红素辅基(结合铁原子)后形 成功能性血红蛋白。已知所有动物物种中血红蛋白 基因的基本结构都相同（图8-6）.
• 然而，在生物个体发育的不同阶段，却出现几种不 同形式的a和b亚基。
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• 人a一珠蛋白基因簇位于16号染色体短臂上， 占30 kb左右.其中ξ为胚胎期基因（表8-2）。 • β一珠蛋自基因簇位于11号染色体短臂上.占 50-60kb。（图8-7）
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2. 基因表达的时空特异性 • 基因表达的时间特异性（temporal specificity),即按功能 需要，某一特定基因的表达严 格按特定的时M顺序发生。 多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶段特异性。 • 基因表达的空间特异性,是指在个体生长过程中，某种基 因产物 按不同组织空间顺序出现，基因表达伴随时间顺 序所表现出的这种分布差异，实际上是 由细胞在不同器 官的分布所决定的。所以，空间特异性又称细胞或组织 特异性。空间特异性的基因表达也普遍存在于动、植物 生长发育的各个阶段，如 果蝇胚胎发育中许多调节体节 形成的基因表达均呈现出显著的组织特异性。基因表达 调控能够维持细胞的增殖、分化，维持个体的生长、发 育，有助于生物体更好地适应外界 环境变化。
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• 序列分析表明，几乎每个内含子5’端起始的两个碱 基都是GT,而3’端最后两个碱 基总是AG,由于这两个 碱基的高度保守性和广泛性, 把它称为GT-AG法则， • 由于内含子两末端的序列不同，可定向标明内含子 的两个末端,根据剪 接加工过程沿内含子自左向古 进行的原则，一般将内含子5‘端接头序列称为左剪 接位点， 3’端接头序列称为右剪接位点,故将前者称 为供体位点，后者为受体位点。 • 外显子-内含子连接区的保守序列几乎存在于所有高 等真核生物基闪中，表明可能 存在着共同的剪接加 工机制。但是在线粒体基因和酵母tRNA基因中不存 在这类保守序 列，暗示存在不同类型的剪接过程。
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• 3. 外显子与内含子的可变调控
• 在基因转录，加工产生成熟mRNA分子时，内含子通过剪接加工被去 掉，保留在成熟MRNA分子中的外显子被拼接在一起，最终被翻译成 蛋白质。因此通过反转录酶的作用，该cDNA分子只含有外显子，没有 内含子。 • 有些真核基因，如肌红蛋白重链基因却能精确地剪接成一个成熟的 mRNA，我们称这种方式为组成型剪接。 一个转录产物组成型剪接只能产生一种成熟的mRNA，编码一个多肤。 但是，有不少真核基因的初级转录产物可通过不同的剪接方式，产生 不同的mRNA并翻译成不同的蛋白质。 另外一些核基因在转录时选择了不同的启动子，或者在转录产物上选 择不同的多(A〕位点而使初级转录物具有不同的二级结构.因而影响剪 接过程，最终产生不同的mRNA分子。
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8.1.4基因表达的方式和特点
1. 基因表达的方式
• 根据对刺激的反应模式,可分为组成性表达和选择性表达两大类。 • 某些基因在个体的所有细胞中持续表达，这些基因即为管家基 因.其表达模式又被称为组成性基因表达。管家基因通常具备以 下特点: • ①细胞结构和代谢过程中所必需的基因,例如编码rRNA、肌动蛋 白、微管蛋白等的基因;②通常能够保持较高的表达量。根据这 些特点，实验研究中常把rRNA、肌动蛋白或微管蛋白基因作为 RT-PCR的对照。 • 在特定环境信号刺激下，相应的基因被激活，基因表达产物增 加，这种基因称为可诱导基因。而如果基因被环境信号所被抑 制，这种基因就是可阻遏基因 (repmssihle gene)。基因表达调控 大多数是对这些基因的转录和翻译速率的调节，从而导致其编 码产物的水平发生改变并影响其功能。
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• 研究发现，只有真核生物具有切除基闪中 内含子，产生功能型mRNA和蛋内质的能力， 原 核生物一般不具有这种本领。如果要在 原核细胞里表达真核基因,必须首先构建切 除内 含子的重组基因，才有可能得到所研 究的蛋白质。
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• 2. 外显子与内含子的连接区
• 真核基因断裂结构的另一个重要特点是外显子-内含子连 接区的高度保守性和特异性碱基序列。 • 外外显子-内含子连接区就是指两者的交界或称边界序列， 它有两个重要特征：内含子的两端序列之间没有广泛的同 源性，因此内含子两端序列不能互补,说明在剪接加工之前， 内含子上游序列和下游序列不可能通过碱基 配对形成发夹 式二级结构。外显子-内含子连接区序列虽然很短，但却 是高度保守的，因 此，该序列可能与剪接机制密切相关， 是RNA剪接的信号序列。
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根据基因调控在同一事件中发生 的先后次序，又 可将其分为转录水平调控及转录后水平调控 ,前者可 以分为遗传水平的DNA调控和表观遗传水平的染 色质 调控，后者又进一步分为RNA加工成熟过程的调控、 翻译水平的调控及蛋白质加工水平的调控等。
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8.2真核基因表达的转录水平调控
真核细胞与原核细胞在基因转录、翻泽及DNA的空间结 构方面存在如下差异: 1. 在真核细胞中，一条成熟的mRNA链只能翻译一条多 肤链，原核生物中常见的多基因操纵子形式在真核细胞 中比较少见. 2.真核细胞的DNA与组蛋白和大量非组蛋白结合.只有一 小部分DNA是裸露的。 3.高等真核细胞DNA中大部分不转录；大部分真核细胞 还存在不被翻译的内含子 4.真核生物能够有序地根据生长发育阶段的需要进行 DNA片段重排，还能在需要时增加细胞内某些基因的拷 贝数、这种能力在原核生物中也是极为鲜见的。
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