分子生物学名词解释
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中心法则:生物体遗传信息流动途径。现包括反转录和RNA复制等内容。
复制:是指遗传物质的传代,以母链DNA为模板合成子链DNA的过程。
转录:以DNA的一条链的一定区段为模板,按照碱基配对原则,合成一条与DNA链互补的RNA链的过程。
翻译:以mRNA为模板,氨酰-tRNA为原料直接供体,在多种蛋白质因子和酶的参与下,在核糖体上将mRNA分子上的核苷酸顺序表达为有特定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
翻译的基本要素:tRNA、核糖体和mRNA
顺式作用元件:指调控真核生物结构基因转录的DNA序列,包括启动子、上游启动子元件、增强子、加尾信号和反应元件等。它们通过与反式作用因子相互作用来发挥转录调控作用。
反式作用因子:指真核基因的转录调节蛋白,包含DNA结合结构域和转录激活结构域。它们与顺式作用元件、RNA聚合酶相互作用,以及转录因子之间相互协同或者拮抗,反式调控另一基因的转录。
操纵子:原核生物绝大多数基因按照功能相关性成簇串联排列,与启动子、操纵基因等调控元件共同组成一个转录单位,实现协调表达。(原核生物中控制蛋白质合成的功能单位,包括结构基因和调控部分。)
乳糖操纵子:控制β半乳糖苷酶诱导合成的操纵子。包括调控元件P(启动子)和O(操纵基因),以及结构基因lacZ、lacY和lacA。在没有诱导物时,调节基因lacI编码阻遏蛋白,与操纵基因O结合后抑制结构基因转录;乳糖的存在可与阻遏蛋白结合诱导结构基因转录,以代谢乳糖。
色氨酸操纵子:控制色氨酸合成的元件之一。大肠杆菌的色氨酸操纵子有启动子和操纵基因控制一个多顺反子mRNA的转录,控制编码色氨酸生物合成需要的各种酶,另外,还有前导区和衰减区。当培养基中有足够的色氨酸时,操纵子关闭,,缺乏色氨酸时,操纵子开启。
诱导与阻遏:若调节蛋白和操纵基因结合后,抑制其所调控的基因转录,称阻碍物,反之诱导。(与调节蛋白结合的效应小分子,辅诱导物)
基因表达:指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质。
转录因子:一群能与基因5`端上游特定序列专一性结合,从而保证目的基因以特定的强度在特定的时间与空间表达的蛋白质分子。包括结合位点和调控区。
结构基因:编码功能各异的蛋白质或RNA的特异DNA序列。
分解代谢活化蛋白 CAP:降解物活化蛋白,有DNA结合区和cAMP结合区,有转录因子的作用。能与环腺苷酸(cAMP)结合而被活化,帮助RNA聚合酶与启动子结合,促进转录进行。
Sigma 因子:是一种非专一性蛋白,作为所有RNA聚合酶的辅助因子起作用。 σ因子是 DNA依赖的RNA聚合酶的固有组分,它识别启动子共有序列且与RNA聚合酶结合转变为聚合酶全酶。σ因子本身并不能与 DNA结合,但是与核心酶的相互作用会激活它的DNA结合区段。
λ噬菌体溶原生长:λ噬菌体感染大肠杆菌后,将其基因组整合到细菌染色体上成为细菌染色体的一部分,随着染色体的复制而复制。整合有噬菌体基因组的细菌称为溶原菌,这一过程称为溶源化途径。溶原状态下,溶菌能力并没消失,只是潜伏起来不表达罢了。当条件适合时,就会转入溶菌途径,释放出子代噬菌体并破坏宿主细胞。
λ噬菌体裂解生长:λDNA进入大肠杆菌后,能利用其体内的酶和代谢原料进行自身复制,并合成噬菌体基因的各种产物(酶、外壳蛋白)。在大肠杆菌内,λ噬菌体不断发育成熟,组装成许多子一代的噬菌体颗粒,最终使宿主细胞裂解释放出子代噬菌体。
严谨反应:指细菌生长在不良营养条 件下时,缺乏足够的氨基酸等因素所导致的蛋白质合成突然下降、tRNA合成突然停止等一系列反应。严谨反应情况下, 细菌将关闭大量的代谢过程,仅进行有限的代谢过程以节约使用有限的资源,抵御不良条件,维持其基本生存。
核糖开关:mRNA一些非翻译区的序列折叠成一定的构象,这些构象的改变应答于体内的一些代谢分子,从而通过这些构象的改变达到调节mRNA转录的目的。核糖开关可以同小分子效应物结合, 通过改变自身的结构,打开或关闭基因的表达。核糖开关主要通过与合成代谢终产物的相互作用, 在转录水平和翻译水平调控基因的表达。在转录水平的调控中,未与代谢物结合的mRNA可形成抗终止子,使转录得以完成。与代谢物结合的mRNA可形成终止子,使转录终止。在翻译水平的调控中,若mRNA未与代谢物结合,核糖体结合位点处于开放状态,可以通过翻译合成蛋白质。若mRNA与代谢物结合,核糖体结合位点(RBS)处于封闭状态,不能起始蛋白质的合成。
真核细胞通用转录因子:在真核生物中有效的和启动子特异性的起始需要几个起始因子,这些起始因子称为通用转录因子。没有细胞和组织特异性。
增强子:增强子是DNA上一小段可与蛋白质结合的区域,与蛋白质结合之后,基因的转录效率将会加快。增强子可能位于基因上游,也可能位于下游,有些位于内含子中。增强子有累加效应。一个增强子可促进其附近的任一启动子转录,可能为转录因子和启动子的结合提供帮助,也可能改变染色质构象;有些有组织特异性;有些受外部信号调控。
超级增强子:超级增强子富集在基因组的变异区,而这些变异区与多种疾病谱系密切相关,所以它们最终可能在疾病诊断与治疗方面发挥重要作用。
mRNA 可变剪切:又称选择性剪接。大多数真核基因转录产生的mRNA前体(hnRNA)可按不同的方式剪接,产生两种或两种以上的成熟mRNA。选择性剪接主要有4种类型:①外显子跨越或外显子缺失,即在剪接时将某个外显子剔除;②外显子延长,即某些内含子的一部分序列被保留下来,使外显子的长度增加;③内含子保留,即在拼接时保留某个内含子序列;④外显子交替,即不同的剪接产物选择了不同的外显子。
转录共调控因子:转录激活除了通用转录因子和RNA聚合酶外还需要转录共调控因子。转录共调控因子重塑染色质结构以满足转录起始的需求;招募并促进RNA聚合酶起始复合物形成。与RNA聚合酶相互作用促进RNA聚合酶招募或者活性;共价修饰组蛋白影响染色质的结构或者相互作用;染色质重塑酶(ATPase)改变染色质结构;DNA甲基化与去甲基化酶。
转录中介复合体(mediator):不同的TF可以结合到不同的中介体亚单位,多个TF可能同时结合中介体,理论上能通过中介体复合体实现转录因子核心的整合。中介体复合体的一个基本功能是将来自DNA结合TFs的调节信号传递给RNA聚合酶II。
表观遗传调控:通过如甲基化、乙酰化、磷酸化等方式对细胞内核酸或蛋白质的含量与功能进行调节的过程。
核小体:DNA和组蛋白形成的染色质基本结构单位。每个核小体由146bp的DNA缠绕组蛋白八聚体1.75圈形成。
组蛋白修饰:组蛋白在相关酶作用下发生甲基化、乙酰化、磷酸化、腺苷酸化、泛素化、ADP核糖基化等修饰的过程。
真核细胞 DNA 甲基化:不改变DNA序列的前提下,改变遗传表现。指在DNA甲基化转移酶的作用下,在胞嘧啶5'碳位共价键结合一个甲基基团。
DNA 重组技术:指将某些特定的基因或DNA片断,通过载体或其它手段送入受体细胞,使它们在受体细胞中增殖并表达的一种遗传学操作。
PCR 技术:是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法,由高温变性、低温退火及适温延伸等几步反应组成一个周期,循环进行,使目的DNA得以迅速扩增,具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点。它不仅可用于基因分离、克隆和核酸序列分析等基础研究,还可用于疾病的诊断或任何有DNA,RNA的地方。
基因文库:用DNA重组技术将某种生物的总DNA用特定的限制性内切酶切割成一个个片段,然后将这些片段随机地连接在某些质粒或其他载体上,再将它们转移到适当的宿主细胞中,通过细胞的增殖而构成各个片段的无性繁殖系(克隆),当这些克隆多到可以包括某种生物的全部基因时,这一批克隆的总体就称为该种生物的基因文库。
cDNA 文库:以特定的组织或细胞mRNA为模板,逆转录形成的互补DNA(cDNA)与适当的载体(常用噬菌体或质粒载体)连接后转化受体菌形成重组DNA克隆群,这样包含着细胞全部mRNA信息的cDNA克隆集合称为该组织或细胞的cDNA文库。cDNA文库特异地反映某种组织或细胞中,在特定发育阶段表达的蛋白质的编码基因,因此cDNA文库具有组织或细胞特异性。
RNAi 技术:RNA干涉,是近年来发现的在生物体内普遍存在的一种古老的生物学现象,是由双链RNA(dsRNA)介导的、由特定酶参与的特异性基因沉默现象,它在转录水平、转录后水平和翻译水平上阻断基因的表达。
基因编辑技术:新兴的比较精确的能对生物体基因组特定目标基因进行修饰的一种基因工程技术或过程。