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分子生物学笔记完全版

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分子生物学笔记完全版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．) LINES ②短散在重复序列(Short interspersed repeated segments) SINES SINES：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。

基因家族的特点：①基因家族的成员可以串联排列在一起，形成基因簇(gene cluster)或串联重复基因(tandemly repeated genes)，如rRNA、tRNA和组蛋白的基因；②有些基因家族的成员也可位于不同的染色体上，如珠蛋白基因；③有些成员不产生有功能的基因产物，这种基因称为假基因(Pseudogene)．Ψa1表示与a1相似的假基因．假基因分类。

加工过的假基因(processed pseudogene)。

典型的基因家族1．tRNA基因单倍体人基因组中1300个tRNA基因，tRNA基因簇．2．rRNA 基因>l00copy．rRNA基因簇(重复单元28S、18S、5.8s-rRNA) 3．组蛋白基因30-40copy．定位：7q32-q36 组蛋白基因簇(重复单位：H1，H2A，H2B，H3、H4) 特点：无intron，Poly(A)- RNA．4．珠蛋白基因α类：16p13，基因簇(24Kb)：5‟—ζ—Ψζ—Ψα1—α2—α1—3‟ β类：11p15，基因簇(60Kb)：5‟—ζ—Gr—Ar—Ψβ—δ—β—3‟四、超基因家族(Supergene family ，Superfamily) 由基因家族和单基因组成的大基因家族，结构上有程度不等的同源性，但功能不同．五、人类基因组中的重复序列标记1、A1u序列单倍体人基因组50万-100万拷贝，平均每隔3-6Kb就有一个Alu 序列，人A1u序列长300bp：2X130bp重复序列；+31bp间隔序列(中间)；两侧7-21bp正向重复(direct repeats)，返座子? Alu序列广泛散布于人基因组，约90%巳克隆的人基因合有Alu序列Alu序列标志。

2、可变数串联重复Variable number tamdem repeat，VNTR．又称小卫星DNA(minisatellite DNA) 由短重复单位(6-40bp)串联重复(6-100次以上)而成，多位于基因的非编码区，广泛分布。

VNTR多态性—分子标记—DNA指纹图（fingerprint）. 小卫星DNA突变与肿瘤，H-Ras。

3、短串联重复（short tandem repeat,STR）又称微卫星DNA（microstallite DNA）2-6个核苷酸组成的重复单位串联重复(10-60次),两侧为特异的单拷贝序列，人基因组中每l0kb DNA序列至少一个STR序列。

{CA)n，50，000-100，000拷贝．新一代遗传标记，人类基因组研究，肿瘤，遗传病．第三节线粒体基因组人线粒体基因组的特点：1、人线粒体基因组为16，569bp的双链闭环分子，一条链为重链(H链)，一条链为轻链(L链)，两条链均有编码功能，每个mtDNA分于编码13种蛋白质和24种结构RNA(22rRNA，2tRNA)．2、线粒体DNA为母系遗传．3、结构基因不含内含子，部分区域有基因重叠，因此病理性mtDNA突变更易发生．4、mtDNA突变频率更高．5、线粒体DNA突变的表型表达与核DNA 不同。

第四节细菌和病毒基因组一、细菌基因组的特点。

1．功能相关的几个结构基因往往串联在—起，受它们上游的共同调控区控制，形成操纵子结构，2．结构基因中没有内含子，也无重叠现象。

3．细菌DNA大部分为编码序列。

二、病毒基因组的特点1．每种病毒只有一种核酸，或者DNA，或者RNA；2．病毒核酸大小差别很大，3X103一3X106bp；3．除逆病毒外，所有病毒基因都是单拷贝的。

4．大部份病毒核酸是由一条双链或单链分子(RNA或DNA)，仅少数RNA病毒由几个核酸片段组成．5．真核病毒基因有内含子，而噬菌体（感染细菌的病毒）基因中无内含子．6．有重叠基因．第五节染色质和染色体细胞分裂间期—染色质(chromatin) 分裂期—染色体(chromosome)一、染色质的基本单位—核小体(一)核小体(nucleosome)结构DNA绕在组蛋白八聚体(H2A、H2B、H3、H4各一对)核心外1.8周(146bp),形成核小体核心颗粒。

两个核小体核心颗粒之间有Linker DNA(0-80bp)，核小体核心颗粒+Linker=核小体(长180-210bp) 核小体DNA Ladder．(二)组蛋白(histone)：一类小的带有丰富正电荷<富含Lys，Arg)的核蛋白，与DNA有高亲和力．组蛋白分类：1．核小体核心组蛋白，H2A，H2B，H3，H4。

分子量较小(102-135aa) 作用：盘绕DNA 形成核小体。

2．H1组蛋白：较大(220aa)，作用：与Linker DNA结合后利于核小体稳定和更高级结构的形成• 。

二、染色质的高级结构1、30nm染色质纤丝，2、袢环结构(looped domain) 。

3、细胞分裂期染色体分裂期染色体=一对姐妹染色单体（Chromatid) 有丝分裂中期46条染色体按大小和形状排列的的光学显微镜图像称为人的染色体核型(Karyotype) 三、染色体的结构要素。

(一)．着丝粒（centromere)：细胞分裂时染色体与仿锤丝相连结的部位，为染色体的正常分离所必需。

(二)．端粒(telomere)：真核生物线状染色体分子末端的DNA区域端粒DNA的特点：1、由富含G的简单串联重复序列组成(长达数kb)．人的端粒DNA重复序列：TTAGGC。

2、端粒的末端都有一条12-16碱基的单链3‟端突出。

端粒的作用：防止DNA末端降解，保证染色体的稳定性和功能（三）、复制原点第二章DNA的复制、修复和重组第一节DNA的复制(DNA Replication)一、DNA复制的基本特性 1. 半保留性(Semi-Conservative) Meselson-Stahl实验2. 双向复制(一般) 复制起始点(origin)+两侧复制叉=复制单位(复制子, Replicon)3.半不连续性(Semi-discontinuous) 前导链(leading strand)-连续合成随从链(Lagging Strand)-不连续,由岗崎片段(okazaki fragment)连接而成.二、DNA复制必需的成份(真核生物)1.染色体DNA复制必需三种核苷酸序列①复制起点②着丝粒③端粒.2．RNA引物(RNA Primer) 一般8-14nt.带游离3 -OH末端.3.参加DNA复制的主要酶和蛋白质①DNA聚合酶(DNA Polymerase) 真核DNA 复制的主要酶DNA Pol a/δ. 功能:从5 -3 方向延伸与模板互补的子代链. ②引发酶(Primase) 与其他多种蛋白组成多蛋白复合体-引发体(Primosome).催化RNA引物合成和复制起始. ③DNA连接酶(DNA Ligase) 催化一个双链DNA的5 磷酸与另一双链DNA的3 -OH形成磷酸二酯键. ④DNA解链酶(DNA Helicase),打开DNA双链. ⑤增殖细胞核抗原(Proliferating cell nuclear antigen.PCNA) 辅助催化前导链合成. ⑥端粒酶(Telomerase) 末端复制问题。

端粒酶负责染色体末端(端粒)复制,是由RNA和蛋白质组成的核糖核蛋白.其中的RNA成分是端粒复制的模板.(因此端粒是逆转录酶) 作用:维持端粒长度. 端粒酶活性可用基于PCR的“TRAP”（Telomerase repeat amplification protocol）法测定（Kim,N etal.,science,266,2011-2014(1994) 端粒与细胞寿命。

端粒、端粒酶与肿瘤的关系：绝大多数恶性肿瘤具有端粒酶活性但端粒缩短，但也有约5%的肿瘤无端粒酶活性且端粒较长。

端粒酶作为新的肿瘤标志和肿瘤治疗靶点.第二节DNA修复（DNA repair）DNA修复是维持基因组完整性的重要机制，在保护基因组避免发生可能导致肿瘤或遗传疾病的突变中起关键的作用。

引起DNA损伤的因素：1、细胞内源性损伤因素：DNA复制错误；自发损伤包括碱基互变异构、碱基脱氨（C→U、A→I）和碱基丢失等；氧化代谢副产物如活性氧物质（React ive oxygen species，ROS）的攻击等。

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(完整word版)分子生物学知识点归纳

(完整word版)分子生物学知识点归纳

分子生物学1．DNA的一级结构：指DNA分子中核苷酸的排列顺序。

2．DNA的二级结构：指两条DNA单链形成的双螺旋结构、三股螺旋结构以及四股螺旋结构。

3．DNA的三级结构：双链DNA进一步扭曲盘旋形成的超螺旋结构。

4．DNA的甲基化：DNA的一级结构中，有一些碱基可以通过加上一个甲基而被修饰，称为DNA的甲基化。

甲基化修饰在原核生物DNA中多为对一些酶切位点的修饰，其作用是对自身DNA产生保护作用。

真核生物中的DNA甲基化则在基因表达调控中有重要作用。

真核生物DNA中，几乎所有的甲基化都发生于二核苷酸序列5’-CG-3’的C上，即5’-mCG-3’.5．CG岛：基因组DNA中大部分CG二核苷酸是高度甲基化的,但有些成簇的、稳定的非甲基化的CG小片段,称为CG岛,存在于整个基因组中。

“CG”岛特点是G+C含量高以及大部分CG二核苷酸缺乏甲基化。

6．DNA双螺旋结构模型要点：（1）DNA是反向平行的互补双链结构。

（2）DNA双链是右手螺旋结构。

螺旋每旋转一周包含了10对碱基，螺距为3.4nm. DNA 双链说形成的螺旋直径为2 nm。

每个碱基旋转角度为36度。

DNA双螺旋分子表面存在一个大沟和一个小沟，目前认为这些沟状结构与蛋白质和DNA间的识别有关。

（3）疏水力和氢键维系DNA双螺旋结构的稳定。

DNA双链结构的稳定横向依靠两条链互补碱基间的氢键维系，纵向则靠碱基平面间的疏水性堆积力维持。

7．核小体的组成：染色质的基本组成单位被称为核小体，由DNA和5种组蛋白H1,H2A,H2B,H3和H4共同构成。

各两分子的H2A,H2B,H3和H4共同构成八聚体的核心组蛋白，DNA双螺旋缠绕在这一核心上形成核小体的核心颗粒。

核小体的核心颗粒之间再由DNA和组蛋白H1构成的连接区连接起来形成串珠样结构。

8．顺反子（Cistron）：由结构基因转录生成的RNA序列亦称为顺反子。

9．单顺反子（monocistron）：真核生物的一个结构基因与相应的调控区组成一个完整的基因，即一个表达单位，转录物为一个单顺反子。

分子生物学笔记

分子生物学笔记

1.原核DNA复制特点1）复制起始在拓扑异构酶I的作用下解开DNA负超螺旋后，与解链酶共同作用，在复制起点处解开双链，解链过程中SSB蛋白稳定被解开的单链保证局部不恢复回双链。

解链过程中需要ATP提供能量。

解链后，由引发酶直接在DNA前导链模板上合成引物；由蛋白n、n`、n``、DnaB、C、I共同组成引发体在后随链上合成引物RNA。

2）复制延伸延伸过程中，前导链连续延伸；后随链上，引发体延5`→3`方向前进并合成RNA引物，再由DNA聚合酶Ⅲ断断续续合成小的DNA片段。

小片段上RNA引物被RNase H降解，DNA片段被DNA聚合酶I连接成完整DNA链。

3）复制终止当复制叉遇到由22个碱基组成的Ter序列时，Ter-Tus复合物使DnaB停止DNA解链，阻挡复制叉前移。

在反方向复制叉到达后，停止复制，其间50-100bp 未被复制的片段由DNA修复机制补齐。

然后两条链分开，并在拓扑异构酶Ⅳ作用下使复制叉解体，释放子链。

2.原核RNA转录1）模板识别原核RNA聚合酶可直接与启动子区结合，完成转录起始2）转录起始RNA聚合酶先与启动子可逆结合，形成封闭复合物。

之后DNA双链构象发生变化，封闭复合物转为开放复合物，使RNA聚合酶结合的DNA序列中有一小段双链被解开。

解链后，开放复合物与最初两个NTP 结合形成磷酸二酯键并转变为RNA 聚合酶-DNA- 新生RNA 链三元复合物。

之后，转录起始后直到形成 9个核苷酸短链是通过启动子阶段，此时RNA聚合酶一直处于启动子区，新生的 RNA链与 DNA模板链的结合不够牢固，很容易从DNA链上掉下来并导致转录重新开始。

一旦RNA聚合酶成功地合成 9个以上核苷酸并离开启动子区，转录就进入正常的延伸阶段。

3）转录延伸当RNA聚合酶催化新生RNA链长度超过9-10个核苷酸时，σ因子脱离转录复合物，RNA聚合酶离开启动子，核心酶延模板移动使新生RNA链不断延伸。

4）转录终止RNA聚合酶碰到终止信号后，与模板脱离并释放新生RNA。

医学分子生物学-整理笔记

医学分子生物学-整理笔记

第2章基因、基因组和基因组学基因(gene)：携带有遗传信息的DNA或RNA序列，也称为遗传因子。

基因是合成有功能的蛋白质或RNA所必需的全部DNA，包括编码蛋白质或RNA的核酸序列，也包括为保证转录所必需的调控序列。

基因的功能：传递遗传信息，控制个体性状表现。

结构基因(structural genes)：可被转录形成mRNA，并转译成多肽链，构成各种结构蛋白质，催化各种生化反应的酶和激素等。

调节基因(regulatory genes) ：某些可调节控制结构基因表达的基因。

其突变可影响一个或多个结构基因的功能，或导致一个或多个蛋白质(或酶)量的改变。

eg. miRNA, siRNA, piRNA核糖体RNA 基因(ribosomal RNA genes) 与转运RNA 基因(transfer RNA genes)：只转录产生相应的RNA而不翻译成多肽链。

真核生物的RNA聚合酶( 3种)：RNA 聚Array合酶I, II, III.开放阅读框架(open reading frame，ORF)：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序列。

断裂基(split gene)：真核生物结构基因，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。

基因组(genome)：一个细胞内的全部遗传信息，包括染色体基因组和染色体外基因组。

基因组中的DNA包括编码序列和非编码序列。

部分病毒基因组--RNA。

C值(C-value)：一种生物体单倍体基因组DNA的总量，用以衡量基因组的大小。

通常，进化程度越高的生物其基因组越大，但从总体上说，生物基因组的大小同生物在进化上所处地位的高低无关。

存在C-value paradox （C值悖理）。

生物复杂性越高，其基因的密度越低。

病毒基因组的大小: 与细菌或真核细胞相比，病毒的基因组很小。

分子生物学考试整理笔记

分子生物学考试整理笔记

分⼦⽣物学考试整理笔记第⼀章1.请定义DNA重组技术和基因⼯程技术。

DNA重组技术：是将不同的DNA⽚段按照⼈们的设计定向连接起来，在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表的，产⽣影响受体细胞的新的遗传性状。

基因⼯程技术：是将不同的DNA⽚段按照⼈们的设计定向连接起来，在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表的，产⽣影响受体细胞的新的遗传性状。

还包括其他可能使⽣物细胞基因组结构得到改造的体系。

第⼆章2.什么是核⼩体？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DNA的⼀,⼆,三级结构的特征DNA⼀级结构：4种核苷酸的的连接及排列顺序，表⽰了该DNA分⼦的化学结构DNA⼆级结构：指两条多核苷酸链反向平⾏盘绕所⽣成的双螺旋结构DNA三级结构：指DNA双螺旋进⼀步扭曲盘绕所形成的特定空间结构4.原核⽣物DNA具有哪些不同于真核⽣物DNA的特征？（1）结构简练：原核DNA分⼦的绝⼤部分是⽤来编码蛋⽩质，只有⾮常⼩的⼀部分不转录，这与真核DNA的冗余现象不同。