生物化学名词解释DNA
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➢ 中心法则:DNA通过复制将遗传信息由亲代传递给子代;通过转录和翻译,将遗传信息传递给蛋白质分子,从而决定生物体的表型。DNA的复制、转录和翻译过程就构成了遗传学的中心法则(DNA处于生命活动的中心)。
➢ 反中心法则:在RNA病毒中,其遗传信息贮存在RNA分子中,遗传信息的流向是RNA通过复制,将遗传信息由亲代传递给子代,通过反转录将遗传信息传递给DNA,再由DNA通过转录和翻译传递给蛋白质。
➢ 复制:以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程,使亲代DNA遗传信息准确传给子代DNA。
➢ 转录:以DNA某段碱基顺序(基因)为模板,合成互补的RNA分子的过程,信息从DNA传到RNA。
➢ 逆转录:以RNA为模板,通过逆转录酶催化合成DNA的过程,遗传信息的传递方向与转录过程相反。
➢ 翻译:以mRNA为模板,指导合成蛋白质的过程。
➢ 基因的表达:DNA分子中基因的遗传信息通过转录和翻译,合成有蛋白质的过程。
➢ 半保留复制(semiconservative replication):DNA复制时,每一条DNA链在新链合成中充当模板,按碱基配对方式形成两个新的DNA分子,每个分子都含有一条新链和一条旧链。
➢ 起点(origin,ori):复制起始部位的一段核酸序列,控制复制的起始。
➢ 终点(terminus):终止DNA复制的一段核酸序列。
➢ 复制子(replicon):基因组中能独立进行复制的单位(复制起点到终点的核酸片段)。原核生物只有一个复制子;真核生物含多个复制子,多个起点和终点,形成多个 “复制眼”或“复制泡”。
➢ 复制叉(replication fork):复制开始后由于DNA双链解开,在两股单链上进行复制,形成在显微镜下可看到的叉状结构。
➢ DNA双链复制时,一条链是连续合成的(前导链或领头链,leading strand),另一条链是不连续合成的(后随链或滞后链,lagging strand)。
➢ DNA的半不连续复制(semidiscontinuous replication):
前导链的连续复制
和后随链的不连续
复制方式。
➢ 引物(primer):和模板链互补的线性核酸小片段,其上带有能与核苷酸相结合的游离3′-OH,通常是寡聚RNA。
➢ 模板(template): DNA复制时解开的两股亲代DNA链;DNA复制是模板依赖性的。
➢ 引发前体:蛋白因子聚合体,其中dnaB(解链酶)具有ATPase活性,水解ATP,使DNA双螺旋解开。
➢ 引物(合成)酶:以DNA为模板,聚合一段寡聚RNA引物。
➢ DNA聚合酶(DNA polymerase,DNA-pol):催化依赖于DNA模板的由脱氧核苷三磷酸前体合成
DNA的酶。
➢ DNA连接酶(ligase):催化两段DNA片段之间磷形成酸二酯键,而使两段DNA连接起来,不能将两条游离的DNA单链连接起来。
➢ 单链DNA结合蛋白(single strand binding protein,SSB):一些能够与单链DNA结合的蛋白质因子。
➢ 解旋酶(unwinding enzyme):又称解链酶(helicase),是用于解开DNA双链的酶蛋白,每解开一对碱基需消耗两分子ATP。
➢ 拓扑异构酶(topoisomerase)Ⅰ:可使DNA双链中的一条链切断,松开双螺旋后再将DNA链连接起来,其作用是松解负超螺旋,同转录有关。反应无需供给能量。
➢ 拓扑异构酶Ⅱ:切断DNA双链,使DNA的超螺旋松解后,再将其连接起来。
➢ 引发体组装:SSB结合在两条单链DNA上,与其他蛋白因子及引物酶一起组装引发复合物。
➢ 引发:在引物酶的催化下,以DNA为模板,合成一段短的RNA片段,获得3'端自由羟基(3'-OH)。
➢ 引发体移动:引发体向前移动,解开新的局部双螺旋,形成新的复制叉,后随链重新合成RNA引物,继续进行链的延长。
➢ 前导链的延长: DNA pol Ⅲ全酶二聚体的一个亚基与前导链的模板结合而发挥催化作用,与复制叉前进的方向同向。
➢ 后随链的延长:DNApolⅢ全酶二聚体的另一半与后随链的模板结合发挥催化作用。
➢ 端粒(telomere):真核生物线性染色体末端所具有的特殊结构,通常膨大成粒状。
➢ 端粒酶:一种RNA-蛋白质复合体,它可以其RNA为模板,通过逆转录过程对末端DNA链进行延长。
➢ 逆转录(reverse transcription,RT,RNA指导的DNA合成):以RNA为模板,按照RNA中的核苷酸顺序合成DNA的过程,该过程由逆转录酶催化进行。
➢ 互补DNA(complementary DNA,cDNA):利用逆转录酶合成出的与任何RNA模板的碱基序列互补的DNA,为研究真核结构基因提供了有效途径。
➢ DNA的损伤:由自发的或环境的因素引起DNA一级结构的任何异常的改变。
➢ DNA突变:DNA核苷酸顺序永久性的改变。
➢ 同义(中性)突变:基因突变导致mRNA密码子中的第三位碱基改变,其意义不发生改变,翻译产物中的氨基酸残基顺序不变,但有时可引起翻译效率降低。
➢ 错义突变:基因突变导致mRNA密码子碱基被置换,其意义发生改变,翻译产物中的氨基酸残基顺序发生改变。
➢ 无义突变:基因突变导致mRNA密码子碱基被置换而改变成终止密码子,引起多肽链合成的终止。
➢ 移码突变:基因突变导致mRNA密码子碱基被置换,引起突变点之后的氨基酸残基顺序全部发生改变。
➢ 自发脱碱基:由于N-糖苷键的自发断裂,引起嘌呤或嘧啶碱基的脱落。每日可达近万个核苷酸残基。
➢ 自发脱氨基:胞嘧啶自发脱氨基可生成尿嘧啶,腺嘌呤自发脱氨基可生成次黄嘌呤。每日可达几十到几百个核苷酸残基。
➢ 复制错配:由于复制时碱基配对错误引起的损伤,发生频率较低。
➢ 转甲基作用:在转甲基酶的催化下,将DNA上的被修饰的甲基去除。此时,转甲基酶自身被甲基化而失活。
➢ 直接连接:DNA断裂形成的缺口,可以在DNA连接酶的催化下,直接进行连接而封闭缺口。
➢ 光复活:能修复任何嘧啶二聚体的损伤。
➢ 切除修复(发生在DNA复制前):将DNA分子中的受损伤部分切除,以完整的那条链为模板再重新合成。
➢ 重组修复(发生在复制后):复制时跳过损伤部位,新链产生的缺口由母链通过重组方式弥补,原损伤部位并没有切除,但在后代逐渐稀释。 ➢ 基因重组(gene recombinant):由不同DNA链的断裂和连接而产生的DNA片段的交换和重新组合并形成新的DNA分子的过程。
➢ 同源重组(homologous recombination)
➢ 联会(配对)的DNA同源序列之间相互交换对等部分的过程。
➢ 位点特异性重组(Site-specific Recombination):不依赖于DNA顺序
的同源性,依赖
于能与某些酶相
结合的特异的
DNA序列。
转座子(transposon ):存在于染色体DNA上可自主转移座位的基本单位。
➢ 基因克隆(gene clone):在体外对DNA按照即定目的和方案进行人工重组,将重组DNA导入靶细胞进行扩增以获得目的基因的大量拷贝的过程。
➢ DNA重组技术(DNA recombinant technology):将一种生物体的基因与载体在体外进行拼接重组,然后转入另一种生物体内,使之按照人们的意愿稳定遗传并表达出新产物或新性状的DNA体外操作程序。
➢ 基因工程(genetic engineering):通过基因操作来定向改变或修饰生物体或人类自身,并具有明确应用目的的活动;或DNA重组技术的产业化设计与应用,包括上游的DNA重组技术和下游的基因工程菌或细胞(生物体)的大规模培养、基因产物的分离纯化及其应用等。
➢ 载体:能携带外源DNA进入受体细胞内复制或表达的运载工具(DNA分子)或携带目的基因、并实现目的基因的无性繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一些DNA分子。
➢ 质粒(plasmid):是独立于染色体以外的能自主复制的、并能稳定遗传的双链闭合环状DNA分子。
➢ 聚合酶链式反应(polymerase Chain reaction,PCR):也称体外酶促基因扩增,利用天然DNA复制似类原理,在体外特异地扩增某段核酸序列的技术。