分子生物学总结(朱玉贤版)

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绪论

分子生物学的发展简史

Schleiden和Schwann提出“细胞学说”

孟德尔提出了“遗传因子”的概念、分离定律、独立分配规律

Miescher首次从莱茵河鲑鱼精子中分离出DNA

Morgan基因存在于染色体上、连锁遗传规律

Avery证明基因就是DNA分子,提出DNA是遗传信息的载体

McClintock首次提出转座子或跳跃基因概念

Watson和Crick提出DNA双螺旋模型

Crick提出了“中心法则”

Meselson与Stah用N重同位素证明了DNA复制是一种半保留复制

Jacob和Monod提出了著名的乳糖操纵子模型

Arber首次发现DNA限制性切酶的存在

Temin和Baltimore发现在病毒中存在以RNA为模板,逆转录成DNA的逆转录酶

哪几种经典实验证明了DNA是遗传物质? (Avery等进行的肺炎双球菌转化实验、Hershey 利用放射性同位素35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质外壳和DNA)

第二章染色体与DNA

第一节染色体

一、真核细胞染色体的组成

DNA:组蛋白:非组蛋白:RNA = 1:1:(1-1.5):0.05 (一)蛋白质(组蛋白、非组蛋白)

(1)组蛋白:H1、H2A、H2B、H3、H4

功能:①核小体组蛋白(H2A、H2B、H3、H4)作用是将DNA分子盘绕成核小体

②不参加核小体组建的组蛋白H1,在构成核小体时起连接作用

(2)非组蛋白:包括以DNA为底物的酶、作用于组蛋白的酶、RNA聚合酶等。常见的有(HMG蛋白、DNA结合蛋白)

二、染色质

染色体:分裂期由染色质聚缩形成。

染色质:线性复合结构,间期遗传物质存在形式。

常染色质(着色浅)

具间期染色质形态特征和着色特征染色质

异染色质(着色深)

结构性异染色质兼性异染色质

(在整个细胞周期都处于凝集状态)(特定时期处于凝集状态)

三、核小体

由H2A、H2B、H3、H4各2 分子组成的八聚体和绕在八聚体外的DNA、一分子H1组成。八聚体在中央,DNA分子盘绕在外,由此形成核心颗粒。,H1结合在核心颗粒外侧DNA双链的进出口端,如搭扣将绕在八聚体外DNA链固定,核心颗粒之间的连接部分为连接DNA。

核小体的定位对转录有促进作用

中期染色体由着丝粒、染色体臂、次缢痕、随体、端粒(由重复的寡核苷酸序列构成)5部分组成。

核型:指染色体组在有丝分裂中期的表型, 是染色体数目、大小、形态特征的总和。

第二节DNA

Chargaff定则:(1) 同一生物的不同组织的DNA碱基组成相同

(2) 一种生物DNA碱基组成不随生物体的年龄、营养状态或者环境变

化而改变

(3) [A]=[T]、[G]=[C],总的嘌呤摩尔含量与总的嘧啶摩尔含量相同([A

+G]=[C+T])

(4)不同生物来源的DNA碱基组成不同,表现在A+T/G+C比值的不

(一)DAN的结构

一级结构:四种脱氧核糖核苷酸dAMP、dGMP、dCMP、dTMP,通过3',5'-磷酸二酯键连接起来的直线形或环形多聚体。

某DNA分子的一条多核苷酸链由100个不同的碱基组成,其可能的排列方

式有4^100种

右手螺旋:A-DNA 、B-DNA(最常见)

二级结构:双螺旋结构左手螺旋:Z-DNA

B-DNA:(Watson-Crick)92%湿度下的钠盐结构

碱基平面与双螺旋的长轴相垂直,碱基间符合碱基互

补配对原则,相邻碱基对平面间的距离为0.34nm,

双旋旋的螺距为3.4nm,每圈螺旋有10个碱基对,

螺旋直径为2.0nm。A=T(两个氢键),G=C(三个

氢键),具大沟和小沟。

A-DNA:相对湿度75%以下的结构,每圈螺旋有11个碱基对,螺体较宽而短,碱基对与中心轴的倾角也不同,呈19°大沟变窄、变深,小沟变宽、变

浅。若DNA 双链中一条链被相应RNA替换,则变构为A-DNA。(基

因表达)

Z-DNA:左手螺旋,螺距延长(4.5nm左右),直径变窄(1.8nm),每个螺旋含12个碱基对。螺旋骨架呈Z字形。(转录调控)

正超螺旋(左旋、双螺旋圈数增加而拧紧)三级结构:双螺旋进一步扭曲形成超螺旋负超螺旋(右旋、减少而拧松,绝大多数)White方程:L=T+W

L(Linking number):连环数或称拓扑环绕数,指cccDNA中一条链绕另一条链的总次数。其特点是:(1)L是整数;(2)在cccDNA中任何拓扑学状态中其值保持不变;(3)右手螺旋对L取正值。

T(Twisting number):缠绕数,DNA一条链绕另一条链的扭转数即双螺旋的圈数。其特点:(1) 可以是非整数(2) 是变量;

W(Writhing number):扭曲数,即超螺旋数,指双螺旋分子在空间上相对于双螺旋轴的扭曲。特点是:(1)可以是非整数(2)是变量;

I型:转变超螺旋为松弛状态

拓扑异构酶(改变DNA拓扑异构体的L值)II 型:引入负超螺旋&同I型

(二)DNA主要序列类型

高度重复序列(卫星DNA、分散高度重复序列)、中度重复序列、低度重复序列、反向重复序列。

(三)DNA的理化性质

溶解度:微溶于水,钠盐在水中的溶解度较大。可溶

于2-甲氧乙醇,但不溶于乙醇等一般有机溶

剂,常用乙醇从溶液中沉淀核酸。

紫外吸收:DNA钠盐的紫外吸收在260nm附近有最

大吸收值

核酸的沉降特性(如右图)

(四)DNA的变性与复性

变性: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,不涉及到其一级结构的改变。

伴随变性,会发生增色效应(紫外吸收明显增加)

溶液粘度下降等现象。

熔解——DNA加热变性的过程。

溶解温度(Tm):核酸加热变性过程中,紫外光吸

收值达到最大值的50%时的温度称为核酸的解链

温度。(G+T含量越高Tm越大:DNA分子序列越