分子生物学A资料

分子生物学A复习参考RNA(一)miRNA和siRNA的区别和联系miRNA与siRNA之间有许多相同之处：1.二者的长度都约在22nt左右。

2.二者都依赖Dicer酶的加工，是Dicer的产物，所以具有Dicer产物的特点。

3.二者生成都需要Argonaute家族蛋白存在。

4.二者都是RISC组分，所以其功能界限变得不清晰，如二者在介导沉默机制上有重叠。

和siRNA合成都是由双链的RNA或RNA前体形成的。

miRNA与siRNA的不同点：1.根本区别是miRNA是内源的，是生物体的固有因素；而siRNA是人工体外合成的，通过转染进入人体内，是RNA干涉的中间产物。

2.结构上，miRNA是单链RNA，而siRNA是双链RNA。

酶对二者的加工过程不同，miRNA是不对称加工，miRNA仅是剪切pre-miRNA的一个侧臂，其他部分降解；而siRNA对称地来源于双链RNA的前体的两侧臂。

4.在作用位置上，miRNA主要作用于靶标基因3′-UTR区，而siRNA可作用于mRNA的任何部位。

5.在作用方式上，miRNA可抑制靶标基因的翻译，也可以导致靶标基因降解，即在转录水平后和翻译水平起作用，而siRNA只能导致靶标基因的降解，即为转录水平后调控。

主要在发育过程中起作用，调节内源基因表达，而siRNA不参与生物生长，是RNAi的产物，原始作用是抑制转座子活性和病毒感染。

(二)RNA干扰的机制、意义RNA干扰（RNAi）是指在进化过程中高度保守的、由双链RNA（dsRNA）诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象。

RNaseIII核酶家族的Dicer可与双链RNA结合，并将其剪切成21～23nt及3'端突出的小分子RNA片断，即siRNA。

随后siRNA与若干个蛋白组成的，RNA引起的称之为RNA诱导沉默复合体（RISC）结合，解旋成单链，并由该复合体主导RNAi效应。

RISC被活化后，活化型RISC受已成单链的siRNA引导，序列特异性地结合在标靶mRNA上并切断标靶mRNA，引发靶mRNA的特异性分解。

RNA干扰的意义：•生物体发育过程中基因表达的调控•防止转座子引起的基因组的不稳定性•防御植物病毒的感染(三)miRNA的产生和作用机理microRNAs（miRNAs）是一种小的，类似于siRNA的分子，由高等真核生物基因组编码，miRNA通过和靶基因mRNA碱基配对引导沉默复合体（RISC）降解mRNA或阻碍其翻译。

miRNA基因通常是在核内由RNA聚合酶II(polII)转录的，最初产物为大的具有帽子结构(7MGpppG)和多聚腺苷酸尾巴(AAAAA)的pre-miRNA。

pre-miRNA在核酸酶Drosha和其辅助因子Pasha的作用下被处理成70个核苷酸组成的pri-miRNA。

RAN–GTP和exportin 5将pre-miRNA输送到细胞质中。

随后，另一个核酸酶Dicer将其剪切产生约为22个核苷酸长度的miRNA:miRNA*双链。

这种双链很快被引导进入沉默复合体(RISC)复合体中，其中一条成熟的单链miRNA保留在这一复合体中。

成熟的miRNA结合到与其互补的mRNA的位点通过碱基配对，如果这种结合具有特异性，那么内源mRNA就会被内切酶切割成不具翻译功能的无意义的RNA片段。

但如果结合不具特异性，RISC复合物就黏附在mRNA上，从而阻止核糖体在内源mRNA上的移动和翻译，最终导致不能合成任何蛋白。

蛋白质(一)蛋白质合成过程蛋白质合成过程：氨基酸的活化与搬运翻译的起始——核糖体与mRNA结合并与氨基酰-tRNA生成起始复合物。

肽链的延伸——核糖体沿mRNA5’端向3’端移动，导致从N端向C端的多肽合成。

肽链的终止以及肽链的释放——核糖体从mRNA上解离，准备新一轮合成反应。

多肽链合成后的加工修饰(二)COPⅠ和COPⅡ运输途径、COPI 运输体的运输：从酵母突变体的研究表明：COPI 运输体不仅负责高尔基体内的运输，而且承担高尔基体到粗面内质网的蛋白质运输。

在顺式高尔基体膜上的KDEL受体介导含有KDEL序列可溶性蛋白质的反向运输。

KDEL受体和其他膜蛋白的胞质面的C末端都含有Lys－Lys－X－X序列，作为定位序列与COPI 蛋白的α、β亚基结合。

α、β亚基突变的酵母则不能完成高尔基体到ER的反向运输，ER的磷脂膜和蛋白逐渐减少，最终将停止对高尔基体的蛋白运输。

COPII运输体COPII运输体主要负责ER到高尔基体的蛋白质运输。

COPII运输体的形成方式与COPI相似，但两者的外衣蛋白不同。

COPII的Sec12类似ARF受体，催化与ARF同源的Sar1蛋白的GTP交换，诱导Sec23/Sec24蛋白复合体的结合以及Sec13/Sec31蛋白复合体的结合。

纤維性Sec16在ER膜的胞质面与Sec23/Sec24以及Sec13/Sec31蛋白复合体结合，形成COPII运输体。

COPII外衣蛋白还包括一种24KD的膜蛋白家族，特异性结合运送到高尔基体的可溶性蛋白，如分子伴侣Hsc70。

多数被COPII运输的膜蛋白的胞质面残基包含有Asp－X－Glu的定位信号，与外衣蛋白特异性结合。

(三)M6P途径M6P（mannose 6－Phosphate）途径是溶酶体蛋白质的糖基化的常用途径。

溶酶体蛋白的N－糖基化是指导其运送到溶酶体和防止以其他分泌途径运输的必要条件。

A、 Mannose 6-phosphate(M6P) 的生成在顺式高尔基体，甘露糖经过两个步骤转变为M6P：乙酰氨基葡萄糖磷酸由N－乙酰氨基葡萄糖磷酸转移酶催化加到溶酶体蛋白N－寡糖的一个甘露糖的6位碳原子上；在磷酸二脂酶的作用下，移去乙酰氨基葡萄糖，生成M6P残基。

B、M6P受体在反式高尔基体，M6P受体特异结合M6P，并聚集形成sorting vesicles, 运送到溶酶体转座因子(一)转座因子的概念转座因子是一类能移动的DNA序列，即能从染色体的一个位点转移或转座到新的染色体位点，并能通过转座增加自身的拷贝。

(二)转座因子的特点1.能携带遗传信息2.对基因组组织产生重大影响，能增加基因中的拷贝数3.在结构和转座机制上很保守，转座步骤相同4.转座后靶位点经缺口修复产生TSD5.不同转座因子对靶位点选择的优先性不同6.分布广泛。

(三)转座因子的分类转座子可分为自主转座因子和非自主转座因子，它们都有TIR，但非自主转座子的编码基因有缺陷，通常由自主因子内部缺失衍生而来，可通过自主转座子的转座酶反式作用而移动。

(四)转座因子与基因组的关系1.转座因子是真核基因组的最大组成部分，能增加基因组中的拷贝数。

2.插入突变失活是转座最直接的效应，转座的典型作用是产生不稳定的突变等位基因，此突变等位基因能以很高的频率回复为野生型3.转座导致基因的多态性增加以适应进化的压力基因间区域的反转座子是多数植物基因组的唯一最大组分，能够迅速重构基因组4.转座因子自身扩增对基因组产生重大影响并最终促进宿主基因组的适应性进化，具体表现在基因间区域的反转座子是多数植物基因组的唯一最大组分，能够迅速重构基因组细胞周期(一)细胞周期的调控机制细胞周期的三部分:-- 细胞周期的动力（the engine）－Cyclin及相关的CDKs的作用;-- 动力驱动的下游事件（the downstream events）-- 信号途径（the signaling pathways）细胞周期的核心调控因子：-- 机制的核心是一类蛋白激酶复合体(Cyclin- dependent protein kinase complexes )催化亚基CDK（细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶，Cyclin－Dependent Kinase）调节亚基Cyclin （细胞周期蛋白）;在细胞周期的不同时相，不同的CDK与不同的Cyclin形成复合物，磷酸化适当的蛋白质，推进细胞周期的进程。

在细胞结束有丝分裂前，Cyclin须完全降解。

细胞周期调控的机制：Cyclin会与Cdk形成复合物以控制细胞周期。

大量合成与累积的Cyclin形成复合物以控制细胞周期。

大量合成与累积的Cyclin与Cdk结合后会导引Cdk到目标蛋白质上，Cdk会把磷酸基加在调节DNA复制或引发细胞分裂关键蛋白质上，藉由改变蛋白质的功能以进一步控制细胞周期。

花(一)ABC模型ABC模型是以对花器官发育有缺陷的突变体的观察为基础的。

ABC模型概括了在花的不同部位中，不同类型的转录因子是怎样起作用或不起作用，从而控制了花部器官的发育的。

ABC模型认为，萼片的发育是由A类基因单独决定的，花瓣的发育则是A类基因和B类基因一同决定的。

心皮的发育是因C类基因单独决定的，而C类基因和B类基因一起决定了雄蕊的发育。

A基因与C基因之间相互拮抗。

(二)植物开花的四条途径光周期途径：植物对昼夜相对长度的反应光周期途径诱导植物开花涉及了大量的基因，包括：光信号的感受、传递，昼夜节律的形成与维持，昼夜节律对其它基因的表达调控等等，这些基因发生突变，都会影响开花时间，但这不是直接的原初反应。

CO基因是光周期途径促进开花的特异基因，它特异的在长日条件下促进拟南芥开花。

CO促进FT的表达，FT蛋白质经韧皮部运输到茎顶端分生组织，FT与FD相互作用，激活AP1的表达春化作用：低温植物开花的促进作用1. 植物对春花的感应部位和效应部位都在茎端，而且发生反应的时间与发生效应的时间间隔很大，这一点不同于光周期反应。

2. 春化过程是一个缓慢的量变过程（一般需要4摄氏度，2-8周），它需要细胞具有旺盛的代谢活性。

代谢抑制剂实验证明，春化过程淀粉代谢方式具有严格的顺序性和多步骤性。

3.春化效应可以被高温所解除，即脱春化作用，冬小麦一般经30摄氏度处理5天，就可使春化效应消失。

4.春化作用产生的效应随着有丝分裂一直保留在茎顶端分生组织。

当其它因素，如生长状态、光周期适合时促进开花。

但低温产生的这种效应会因减数分裂或其它有性生殖过程而消失，不能遗传给后代。

自主途径：自主途径的基因基本上是通过抑制FLC的表达来促进开花的，但它们并不是简单的处于一个线形的途径中。

例如，fca、fpa双突变体的晚花表型远远超过两个单突变体的表型累加，fpa、fy具有致死效应。

但这些基因的产物是如何调控FLC的表达尚不清楚。

自主途径中的基因在植物的发育过程中有广泛的作用，而不仅限于调控开花。

这提示人们在阐明其功能是应该从更广泛的角度出发。

赤霉素途径：赤霉素是一个植物生长和发育的重要调节物质。

GA直接影响种子的萌发、茎的伸长、花的发育和种子的形成等发育过程。

GA能够促进开花，特别是在短日下，GA是拟南芥开花所必须的。

研究表明，GA的生物合成和信号转导过程会对开花影响。