现代分子生物学考试复习资料
- 格式:docx
- 大小:33.46 KB
- 文档页数:8
一、名词解释1、基因组:单倍体细胞中的全套染色体为一个基因组,或是单倍体细胞中的全部基因为一个基因组。
2、基因簇:基因家族中的各成员紧密成簇排列成大串的重复单位,定于染色体的特殊区域,属于同一个祖先的基因扩增产物。
3、基因家族: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。
4、基因探针:带有可检测标记(如同位素、生物素或荧光染料等)的一小段已知序列的寡聚核苷酸。
可通过分子杂交探测与其序列互补的基因是否存在。
5、基因敲除:指一种遗传工程技术,针对某个序列已知但功能未知的序列,改变生物的遗传基因,令特定的基因功能丧失作用,从而使部分功能被屏蔽,并可进一步对生物体造成影响,进而推测出该基因的生物学功能。
6、基因芯片:利用原位合成法或将已合成好的一系列寡核苷酸探针分子以预先设定的排列方法固定在固相支持介质表面,形成高密度寡核苷酸序列,并与样品杂交,通过检测杂交信号的强度及分布来进行分析。
7、断裂基因:在基因内部插入不编码序列使一个完整的基因分隔成不连续的若干区段的基因称为断裂基因。
8、调节基因:编码那些参与基因表达调控的RNA和蛋白质的特异性DNA序列。
9、操纵基因:是操纵子中的控制基因,在操纵子上一般与启动子相邻,通常处于开放状态,使RNA聚合酶能够通过它作用于启动子而启动转录。
10、看家基因:是一类典型的结构基因,维护细胞基本功能所必需,在所有有机体的细胞中表达。
其中一部分基因序列比较保守。
11、结构基因:编码蛋白质或RNA的基因。
12、假基因:具有与功能基因相似的序列,但由于有许多突变以致失去了原有的功能,所以假基因是没有功能的基因,常用ψ表示。
13、端粒:线状染色体末端的DNA重复序列。
14、端粒酶:在细胞中负责端粒的延长的一种酶,是基本的核蛋白逆转录酶,可将端粒DNA加至真核细胞染色体末端。
15、反义链:在基因的DNA双链中,转录时作为mRNA合成模板的那条单链。
16、转染:真核细胞由于外源DNA掺入而获得新的遗传物质的过程。
染色质(间期细胞)染色体(分裂期,光学显微镜下可以观察到)不同细胞周期相互转化;真核的细胞染色体由DNA、蛋白质(包括组蛋白和非组蛋白)、RNA组成,各组分的含量比例为1:1:0.6:0.1。
其中DNA与组蛋白是染色质的稳定成分;组蛋白的功能、特点:组蛋白是染色体的结构蛋白,与DNA组成核小体。
组蛋白分为五种H1,H2A,H2B,H3,H4,这些都含有大量的lys和arg,可以和酸性的DNA紧密结合(非特异性结合)。
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(4).组蛋白具有修饰作用(5).H5组蛋白富含赖氨酸;非组蛋白的特点:酸性蛋白质;(1)非组蛋白具多样性和异质性(2)在整个细胞周期都进行合成,组蛋白只在S期与DNA复制同步进行。
(3)能识别特异的DNA 序列,识别与结合籍氢键和离子键。
(4)功能:帮助DNA折叠;协助DNA复制;调节基因表达。
真核染色体DNA的重复序列:不重复序列:通常为结构基因;中度重复序列:在物种进化过程中是基因组中可移动的遗传元件,并且影响基因表达;高度重复序列:卫星DNA,这类DNA只在真核细胞中发现,通常不转录。
核小体的结构要点:是染色体的基本结构单位,由核心颗粒和连接区DNA组成。
每个核小体单位包括200bp左右的DNA超螺旋和一个组蛋白八聚体及一个分子H1组蛋白;2分子组蛋白H2B、H2A、H3和H4构成核小体的盘状核心结构八聚体;146bp的DNA分子超螺旋盘绕组蛋白八聚体1.75圈, 组蛋白H1在核心颗粒外结合额外20bp DNA,锁住核小体DNA 的进出端,起稳定核小体的作用。
两个相邻核小体之间以连接DNA相连,典型长度60bp,不同物种变化值为0~80bp;染色体的组装过程:每圈6个核小体折叠形成螺旋管,再折叠为直径为30nm的中空的螺线管纤维,这种结构称为染色质纤丝。
染色质纤丝再进一步折叠形成许多超螺线管,并附着在一个由非组蛋白组成的中央骨架上而成为染色单体,DNA总共压缩8400倍。
现代分子生物学复习内容现代分子生物学复习内容一、DNA的变性(Denaturation):指DNA分子由稳定的双螺旋结构松解为无规则线性结构的现象。
确切地就是维持双螺旋稳定性的氢键和疏水键的断裂。
断裂可以是部分的或全部的,是可逆的或是非可逆的。
DNA变性不涉及到其一级结构的改变。
1. DNA变形的条件:凡能破坏双螺旋稳定性的因素都可以成为变性的条件,如加热、极端的pH、有机试剂甲醇、乙醇、尿素及甲酰胺等,均可破坏双螺旋结构引起核酸分子变性。
2. DNA变性后发生的变化:DNA变性后原来隐藏在双螺旋内部的发色基团,成为单链而暴露出来,使DNA的物理和化学性质发生一些列的变化,这些变化包括:(1)DNA溶液的浓度大大下降。
DNA双螺旋是紧密的"刚性"结构,变性后代之以“柔软”而松散的无规则单股线性结构,DNA粘度因此而明显下降。
(2)溶液旋光性发生改变。
变性后整个DNA分子的对称性及分子局部的构性改变, 使DNA 溶液的旋光性发生变化。
(3)增色效应或高色效应(hyperchromic effect)。
DNA分子中碱基间电子的相互作用是紫外吸收的结构基础,但双螺旋结构有序堆积的碱基又“束缚”了这种作用。
变性DNA 的双链解开,碱基中电子的相互作用更有利于紫外吸收,故而产生增色效应。
(4)生物活性丧失。
(5)浮力密度上升。
3. 引起DNA变性的主要因素:(1)加热(生理温度以上)。
加热使DNA变性后,在260nm 处的紫外吸收值明显上升,一般当DNA加热时,在260nm吸收值先缓慢上升,到达某一温度后又骤然上升,其特点是爆发式的,变性发生的范围很窄,其相变过程用Tm值描述。
(2)极端pH值。
当pH为12时,碱基上的酮基变为烯醇基,影响氢键形成,从而改变Tm 值,当pH为2~3时,碱基上的氨基发生质子化,也影响氢键形成。
(3)有机溶剂、尿素和酰胺等。
当环境中存在酰胺或尿素时,它们可与DNA分子中的碱基形成氢键,从而使DNA分子保持单链状态,以利于分子克隆的操作。
第二章染色体与DNA2.什么是核小体?简述其形成过程。
由DNA和组蛋白组成的染色质纤维细丝是许多核小体连成的念珠状结构。
核小体是由H2A,H2B,H3,H4各两个分子生成的八聚体和由大约200bp的DNA组成的。
八聚体在中间,DNA分子盘绕在外,而H1则在核小体外面。
每个核小体只有一个H1。
所以,核小体中组蛋白和DNA的比例是每200bpDNA有H2A,H2B,H3,H4各两个,H1一个。
用核酸酶水解核小体后产生只含146bp核心颗粒,包括组蛋白八聚体及与其结合的146bpDNA,该序列绕在核心外面形成1.75圈,每圈约80bp。
由许多核小体构成了连续的染色质DNA细丝。
核小体的形成是染色体中DNA压缩的第一阶段。
在核小体中DNA盘绕组蛋白八聚体核心,从而使分子收缩至原尺寸的1/7。
200bpDNA完全舒展时长约68nm,却被压缩在10nm的核小体中。
核小体只是DNA压缩的第一步。
核小体长链200bp→核酸酶初步处理→核小体单体200bp→核酸酶继续处理→核心颗粒146bp3简述真核生物染色体的组成及组装过程除了性细胞外全是二倍体是有DNA以及大量蛋白质及核膜构成核小体是染色体结构的最基本单位。
核小体的核心是由4种组蛋白(H2A、H2B、H3和H4)各两个分子构成的扁球状8聚体。
蛋白质包括组蛋白与非组蛋白。
组蛋白是染色体的结构蛋白,它与DNA组成核小体,含有大量赖氨酸核精氨酸。
非组蛋白包括酶类与细胞分裂有关的蛋白等,他们也有可能是染色体的结构成分由DNA和组蛋白组成的染色体纤维细丝是许多核小体连成的念珠状结构---- 1.由DNA与组蛋白包装成核小体,在组蛋白H1的介导下核小体彼此连接形成直径约10nm的核小体串珠结构,这是染色质包装的一级结构。
2.在有组蛋白H1存在的情况下,由直径10nm的核小体串珠结构螺旋盘绕,每圈6个核小体,形成外径为30nm,内径10nm,螺距11nm的螺线管,这是染色质包装的二级结构。
一名词解释1缺口(gap):DNA分子中,一条链上失去一段单链,称为gap。
切口(nick):DNA分子中,一条链上失去一个磷酸二酯键称为nick。
DNA hellicase (DNA解链酶):也叫DNA解螺旋酶,其通过水解ATP获得能量来解开双链DNA,每解开一对碱基,需水解2分子A TP→ADP+Pi(磷酸盐)拓扑异构酶:细胞内一类催化DNA拓扑异构体(topoisomerase)相互转化的酶,其为topoisomerase,其与DNA双条链形成共价结合的Pr-DNA中间体,在DNA双链骨架的3’,5’-磷酸二酯键处造成暂时的切口,使DNA的多聚核苷酸链得以穿越,通过改变DNA的连接数,而改变的分子拓扑结构。
3 无义突变(nonsense mutation):DNA序列三联体密码子发生突变,导致AA密码子变为终止密码子,称为无义突变,其导致翻译提前结束而常使产物失活错义突变(missense mutation):DNA序列三联体密码子发生突变导致pr中原来的AA被另一种AA取代。
4 转座子:是存在于染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。
DNA的转座:或称移位,是由可移位因子介导的遗传物质重排现象。
5转录单位:RNA链的转录起始于DNA模板的一个特定起点(启动子),并在一终点处(终止子)终止,此转录区域称为转录单位。
一个转录单位可是一个基因,也可是多个基因。
转录因子:RNA聚合酶起始转录需要的辅助因子称为转录因子。
其作用或是认别DNA的顺式作用位点,或是识别其他因子,或是识别RNA聚合酶。
6 复制子:DNA的复制单位。
终止子(Terminator):模板DNA上提供转录停止信号得DNA序列。
7. 单顺反子mRNA:编码1条多肽链的mRNARNA编辑:是某些RNA,特别是mRNA的一种加工方式,其改变RNA的序列,而导致DNA所编辑的遗传信息改变。
8 起始tRNA:有一类能特异的识别MRNA摸板上起始密码子的tRNA多顺反子mRNA:编码多条多肽链的mRNA。
现代分子生物学资料第一章绪论编辑:杜华伟一、三大发现:列文·虎克的细胞学说、焦耳用实验确立的能量守恒定律、达尔文的进化论。
二、分子生物学定义: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(损伤与修复)、基因的表达(转录与翻译)与调控。
三、分子生物学研究内容:1、DNA重组技术(基因工程) 2、基因的表达调控3、生物大分子的结构与功能研究(结构分子生物学) 4、基因组、功能基因组与生物信息学研究四、DNA发现的几个实验:美国科学家A VERY用S型与R型致病菌侵染小鼠的实验、美国科学家HERSHEY在1952年从事的同位素分子标记法噬菌体侵染细菌的试验。
第二章染色体与DNA一、染色体的结构与组成原核生物:DNA形成一系列的环状附着在非组蛋白上形成类核。
真核生物染色体有蛋白质与DNA组成,蛋白质包括组蛋白(H1,H2A、H2B、H3、H4)与非组蛋白。
2、C值就是一种生物的单倍体基因组DNA的总量。
C值往往与种系的进化的复杂程度不一致,某些低等生物却有较大的C 值,这就就是著名的“C值反常现象”。
3、DNA的一级结构:指4种脱氧核苷酸的连接及其排列顺序, DNA序列就是这一概念的简称。
4、双螺旋的基本特点:双链反向平行配对而成;脱氧核糖与磷酸交替连接,构成DNA骨架,碱基排在内侧;内侧碱基通过氢键互补形成碱基对(A:T,C:G)。
5、DNA 的二级结构指两条多核苷酸链反向平行盘绕所产生的双螺旋结构。
就是有Watson与Crick在1953年共同发现的。
分类:右手螺旋(就是其通常存在形式):A-DNA,B-DNA。
左手螺旋:Z-DNA。
6、超螺旋:DNA双螺旋结构中,一般每转一圈有十个核苷酸对,双螺旋总处于能量最低状态。
正常DNA双螺旋额外的多转或少转几圈,就会出现双螺旋空间结构改变,在DNA分子中形成额外张力,若此时DNA分子的末端就是固定的或就是环状分子,双联不能自由转动,额外的张力就不能释放而导致DNA分子内部院子空间位置的重排,造成扭曲,即出现超螺旋结构。
(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。
绪论1.分子生物学概念(广义):蛋白质及核酸等生物大分子结构和功能的研究都属于分子生物学。
&2.分子生物学三条基本原理:#构成生物大分子的单体是相同的#生物遗传信息表达的中心法则相同#某一特定生物体所拥有的核酸及蛋白质分子决定它的属性。
&3.理论上的三大发现:①40年代,发现了生物遗传物质的化学本质是DNA②50年代,提出了DNA结构的双螺旋模型③60年代,确定了遗传信息的传递方式:中心法则。
&4.技术上的四大发明:#基因的剪刀——限制性内切酶#基因的针线——DNA连接酶#基因的车子——载体#逆转录酶。
染色体与DNA1.染色体包括:DNA和蛋白质。
由于细胞内DNA主要在染色体上,所以说遗传物质的主要载体是染色体。
.染色体特征:①分子结构相对稳定;②能够自我复制;③能够指导蛋白质的合成,从而控制整个生命过程;④能够产生遗传的变异。
&3.组蛋白特征:①进化上极端保守②无组织特异性③肽链上氨基酸分布的不对称性④组蛋白的修饰作用⑤富含赖氨酸的组蛋白H5。
4.非组蛋白特征:①种类多,含量少②具组织特异性。
5.组蛋白分为:H1、H2A、H2B、H3、H4。
均含大量赖氨酸和精氨酸。
6.真核细胞DNA序列可分:①不重复序列②中度重复序列③高度重复序列(卫星DNA)。
&7.原核生物基因组的结构特点:①结构简练②存在转录单元(多顺反子结构)③由重叠基因(基因重叠)④基因组很小,且大小相差较大⑤染色体(一般仅有一条)⑥单倍体(逆转录病毒除外)⑦基因多是连续的(真核细胞病毒除外)8.多顺反子结构:基因组DNA序列中功能上相关的蛋白质的基因或rRNA的基因往往丛集在基因组的一个或几个特定的部位,形成一个功能单位或转录单元,即形成多顺反子结构。
9.多顺反子mRNA:可编码两条或两条以上蛋白质分子的mRNA的分子。
&10.真核生物基因组特点:①基因组大,含有多种序列组分(远大于原核)②大量重复序列③大部分为非编码序列④转录产物——单顺反子⑤断裂基因(有内含子)⑥存在大量的顺式作用元件(启动子,增强子,沉默子等)⑦存在大量的DNA多态性⑧具端粒结构⑨染色体(多个)⑩多为双倍体.遗传物质必须具有的特性:①贮存并表达遗传信息②能把信息传递给子代③物理和化学性质稳定④具有遗传变化的能力12.DNA的特征:①各异的碱基序列储存大量的遗传信息;②碱基互补是其复制、转录表达遗传信息的基础;③生理状态下物理、化学性质稳定;④有突变和修复能力,可稳定遗传是生物进化的基础。
1.简述DNA的一二三级结构特征?一级结构:就是指DNA四种脱氧核苷酸的连接及排列顺序,表示了该DNA分子的化学组成。
①DNA分子是由两条互相平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成的;②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排在外侧,构成基本骨架,碱基排列在内侧;③两条链上的碱基通过氢键相结合,形成碱基对,它的组成有一定的规律—碱基互补配对原则。
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结构。
右手螺旋A—DNA和B—DNA;左手螺旋Z—DNA。
三级结构:DNA双螺旋进一步扭曲盘绕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,可分为正超螺旋和负超螺旋两大类。
2.DNA复制通常采取哪些方式?复制方式:原核生物和真核生物的DNA复制主要是从固定起点从双向等速复制方式进行。
⑴线性DNA双链的复制:线性DNA——DNA合成从5'端开始——复制叉前进——到达末端,单链被取代。
⑵环状DNA双链的复制:分为θ型、滚环型和D—环型。
①θ型:DNA双链解旋和松开形成两个相反方向复制叉。
②滚环型:单向复制的一种特殊方式。
双链环DNA——复制起始于某一条DNA链上——新生DNA链延伸不断取代母链——复制一圈产生单位长度线性DNA链——继续进行产生多元线性DNA链。
③D—环型:也是单向复制的一种特殊方式。
双链环DNA——固定点解开——高度不对称复制——开始仅以一条母链作为模板链——合成出互补链——代替另一亲本链——形成D环——D环扩增——替代链经过起始点也开始复制——最后形成两个双链环DNA。
3.什么是转座子?分几类?转座子:是存在于染色体DNA上可自主复制和转位的基本单位。
可分为插入序列转座子和复合型转座子。
插入序列转座子:是最简单的转座子,是细菌的一小段可转座元件。
它不含有任何宿主基因而常被称为插入序列。
它们是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分。
复合型转座子:两个插入序列包围一段中央区域,这两个序列中的一个或两个可能使整个元件DNA转座。
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。
一、绪论1分子生物学:在分子水平上研究生命现象的科学。
通过研究生物大分子(核酸、蛋白质)的结构、功能和生物合成等方面来阐明各种生命现象的本质。
2、1953年Watson 和Crick提出DNA双螺旋模型3、分子生物学研究内容:DNA重组技术(基因工程)、基因表达的调控、生物大分子的结构和功能研究、基因组、功能基因组与生物信息学研究二、染色体与DNA核小体:由H2A、H2B、H3和H4四种组蛋白各两个分子组成八聚体和大约200 bp的DNA 区段组成。
组蛋白:分为5种类型(H1,H2A,H2B,H3,H4),其特性如下: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;4、组蛋白的修饰作用包括甲基化、乙基化和磷酸化;5、富含赖氨酸的组蛋白H5C值(C value)一种生物单倍体基因组所含DNA的总量。
C值反常现象也称为C值谬误。
指C值往往与种系的进化复杂性不一致的现象,即基因组大小与遗传复杂性之间没有必然的联系,某些较低等的生物C值却很大,如一些两栖动物的C 值甚至比哺乳动物还大。
基因:编码蛋白质或RNA等具有特定功能产物的遗传信息的基本单位,是染色体或基因组的一段DNA序列真核生物基因组的结构特点:1 真核基因组庞大一般都远大于原核生物基因组,2真核基因有断裂基因,即有内含子,3转录产物是单顺反子,4非编码区域多于编码区域.,占90%以上5有大量顺式作用元件。
包括启动子、增强子、沉默子等6有大量重复序列7有大量的DNA多态性8具有端粒结构原核生物基因组的特点:1基因组很小DNA含量少,2有重叠基因,转录产物是多顺反子,3结构简练,大部分都是编码区域,4DNA一般不与蛋白质结合5存在转录单元,转录形成多顺反子mRNA单顺反子:只编码一个蛋白质的mRNA;多顺反子mRNA:两个以上相关基因串在一起转录所得到的信使核糖核酸(mRNA),由DNA链上的邻位顺反子所界定;顺式作用元件:存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列。
顺式作用元件包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件等,其本身不编码任何蛋白质,仅仅提供一个作用位点,要与反式作用因子相互作用而起作用;反式作用因子:是指能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上参与调控靶基因转录效率的蛋白质;端粒:是线状染色体末端的一种特殊结构,一特定的DNA-蛋白质复合体结构(由DNA简单重复序列组成富含GT)DNA的复制:每个子代DNA分子的一条链来自亲代DNA ,另一条链是新合成的,这种方式称半保留复制,无论原核还是真核生物,DNA的复制主要从固定的起始点一双相等速方式进行复制。
真核生物DNA的复制特点:1.真核生物有多个复制起始位点,而原核只有一个起始位点。
2.真核生物复制一旦启动,在完成本次复制前,不能在再启动新的复制3.真核生物具有多种聚合酶。
4真核生物DNA复制起始需要起始点识别复合物参与. 。
5.真核生物DNA复制叉的移动速度约50bp/s,还不到大肠杆菌的1/20。
原核生物DNA的复制特点:1 DNA复制的起始:DNA双螺旋的解旋,需DNA解旋酶、单链结合蛋白(SSB)及拓扑异构酶2 DNA复制的引发,无论前导链还是后随莲链开始DNA合成时,都需要RNA引物复制3.冈崎片段与半不连续复制,前导链DNA的合成以5'-3'方向,随着亲本双链的解开而连续进行复制,后随链在合成过程中,一般亲本DNA单链首先暴露出来,然后以与复制叉移动相反的方向,按照5'-3'方向合成一系列的冈崎片段,然后再把它们连接成完整的冈崎片段,是在DNA半不连续复制中产生的长度为1000-2000bp的DNA片段,即连接成完整的后随链4.复制的终止:有终止子终止5.DNA聚合酶Ⅲ是主导的聚合酶,RNA聚合酶h对引物水解,DNA连接酶对冈崎片段连接。
1、DNA的修复:错配修复切除修复、重组修复、DNA直接修复及SOS反应10、DNA的转座:由可移位因子介导的遗传物质重排现象。
转座子:是存在于染色体DNA上可自主复制和移位的基本单位。
转座子分类:插入序列(IS)、复合型转座子、TnA家族;插入序列(IS):最简单的转座子不含有任何宿主基因,是很小的DNA片段(约1kb),末端具倒置重复序列,转座时往往宿主靶位点,一小段DNA形成IS序列两端的正向重复区。
复合型转座子:是一类带有某些抗药性基因的转座子,其两翼往往是两个相同或高度同源的IS序列,一旦形成复合转座子,IS序列就不能再单独移动,因为它们的功能被修饰了,只能作为复合体移动。
TnA家族:是一类没有IS序列的体积庞大的转座子。
11、转座可分为复制型和非复制性12、转座作用的遗传学效应:①转座引起插入突变;②转座产生新的基因③转座产生的染色体畸变;④转座引起的生物进化.三、生物信息的传递-从DNA到RNA1、转录:指拷贝出一条与DNA链序列完全相同(除T-U外)的RNA单链的过程,是基因表达的核心步骤。
2、翻译:以新和成的mRNA为模板,把核苷酸三联遗传密码子翻译成氨基酸序列,合成多肽链的过程,是基因表达的最终目的。
3、编码连(有义链)双链DNA中与mRNA序列相同,编码蛋白质的那条DNA链,并把另一条根据碱基互补原则指导mRNA合成的DNA链成为模板链或反义链。
4、转录的基本过程包括模板的识别、转录起始、通过启动子及转录的延伸和终止。
模板的识别:主要指RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程(真核生物RNA聚合酶不能直接识别基因的启动区,需与转录调控因子结合形成转录起始前复合物);转录起始:RNA聚合酶结合在启动子上以后,RNA链上第一个核苷酸链的产生;转录延伸:RNA聚合酶释放σ因子离开启动子后,核心酶沿模板DNA链移动并使新生RNA 链不断延长的过程;转录终止:当RNA链延伸到转录终止位点时,RNA聚合酶不再形成新的磷酸二酯键,RNA-DNA 杂合物分离,转录泡瓦解,DNA恢复成双链状态,而RNA聚合酶和RNA链都被从模板上释放出来。
5、RNA聚合酶:原核生物的RNA聚合酶全酶α2ββ’ωσ、核心酶α2ββ’ω转录起始过程需要全酶,由σ辨认起始点,延长过程仅需核心酶催化。
真核生物有3类RNA聚合酶。
RNA聚合酶I的转录产物是45Rrna,经剪接加工后生成mRNA。
RNA聚合酶II在核内转录生成hnRNA,经剪接加工生成mRNA。
RNA聚合酶III的转录产物是tRNA、5srRNA等真核RNA聚合酶一般由8-16个亚基组成(三类DNA聚合酶的敏感性不同酶,酶II最敏感,最不敏感酶I,酶III具有种属特异性)6、启动子:一段位于结构基因5‘端上游的约100-200bp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。
7、转录单元:是一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列。
RNA聚合酶从转录起始位点开始沿着模板前进,指导终止子为止,转录出一条RNA链。
8、原核生物启动子具有-10位的TATA区和-35位的TGACA区是RNA聚合酶与启动子的结合位点,能与σ因子相互识别而具有很高的亲和力,在原核生物中-35位和-10位间的距离约16-19bp,小于15bp或大于20bp都会降低启动子的活性。
9、增强子:明显地提高基因转录的效率。
特点:1)能远距离增强启动子的活性,一般位于上游-200bp(2)无方向性;在启动子的上游和下游均起作用(3)顺式调节只调节位于同一条染色体上的靶基因(4)无物种和基因特异性(5)具有组织特异性(6)有位相性(7)有的增强子可以对外部信号产生反应10、真核基因的启动子在-25~-35区含有TATA序列,在-70~-80区含有CCAAT序列(CAAT box),在-80~-110含有GC区,TATA区上游的保守序列称为上游启动子元件(UPE)11、基因转录实际上是RNA聚合酶、转录调控因子和启动子区各种调控元件相互作用的结果。
12 RNA转录的抑制剂(1)DNA模板功能抑制剂,通过与DNA结合而改变模板的功能。
放线菌素D(2)RNA聚合酶的抑制剂,与RNA聚合酶结合而抑制其活力。
利福霉素、利迪链霉素和a-鹅膏蕈碱。
14、原核生物mRNA的特征:①半衰期短②以多顺反子的形式存在③5’端无帽子结构或只有短的PolyA尾巴。
15真核生物mRNA的特征:①单顺反子形式存在②5‘端的帽子及3'的40-200个左右的poly(A)结构。
16、SD序列:存在于原核生物起始密码子AUG上游7-12个核苷酸处,有一段可与核糖体16S rRNA配对结合的、富含嘌呤的4-7个核苷酸的共同序列,一般为AGGA,此序列称SD 序列.17ρ因子:一种NTP酶,它通过催化NTP的水解促使新生RNA链从三元转录复合物中解离出来,从而终止转录。
通常原核生物的终止子在终止点之前均有一个富含GC碱基的二重对称区,其产生RNA可形成发家式结构。
18、GU-AG法则(Chambon法则):多数细胞核mRNA前体中内含子的边界序列位GU,3'边界为AG,把这种保守序列称为GU-AG法则19mRNA的剪接:从hnRNA分子去除非编码序列,形成成熟mRNA的过程。
RNA的编辑:指转录后的RNA编码区发生剪辑的加入,删除或丢失导致DNA所变美女吗的遗传信息的改变。
RNA的再编辑:RNA编码和读码方式的改变称为RNA的再编码。
内含子的变位剪接:在真核生物个体发育或细胞分化时可以有选择地越过某些外显子或某个剪接点进行变位剪接,产生出组织或发育阶段特异性mRNA.五、基因的表达与调控(上) -原核基因表达调控模式1、基因表达调控在两个水平上体现(1)转录水平上的调控(2)转录后水平上的调控包括①mRNA加工成熟水平上的调控②翻译水平上的调控。
原核生物的基因调控主要发生在转录水平上。
2、调控模式(1)负转录调控系统分为负控诱导和负控阻遏二大类。
负控诱导系统-阻遏蛋白不与诱导物结合时,阻遏蛋白与操纵区相结合,结构基因不转录,阻遏蛋白结合上诱导物时,阻遏蛋白与操纵区分离,结构基因转录;负控阻遏系统-阻遏蛋白与效应物结合时,结构基因不转录。
(2)正转录调控系统为正控诱导系统和正控阻遏系统。
在正控诱导系统中,诱导物的存在使激活蛋白处于活性状态,转录进行;在正控阻遏系统中,效应物分子的存在使激活蛋白处于非活性状态,转录不进行。
3、弱化子:操纵子:指原核生物中有一个或多个相关基因以及转录翻译调控与案件组成的基因表达单元,包括启动子(p)、操纵基因(o)和在功能上相关的几个结构基因。
5、色氨酸操纵子与负控阻遏系统trp操纵子中产生阻遏物的基因是trpR,trp位于大肠杆菌染色体图上25分钟处,trpR 位于90分钟处。