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分子生物学总结讲解

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一、名词解释:

※2.5生物大分子:指的是作为生物体内主要活性成分的各种分子量达到上万或更多的有机分子。常见的生物大分子包括蛋白质、核酸、脂类、糖类。

※5.ORF:开放阅读框架open reading frame,指在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。

※6.结构基因:决定蛋白质(包括酶)分子一级结构的一段核苷酸顺序(基因)。这类基因可被转录形成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。

※7.断裂基因:又称隔裂基因,在真核基因中,编码顺序被一个或多个称为内含子的非编码区分隔成几段。这种由许多交替出现的编码区和非编码区所组成基因被称作断裂基因。

※8.选择性剪接:是指选择性地对pre-mRNA不同的剪接位点的组合剪接方式.通过选择性剪接,由一条pre-mRNA可生成多条的成熟mRNA.

※9.C值: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。

※25.酚抽提法(SDS):是一种DNA分离纯化方法,最初于1976年由Stafford及其同事提出,通过改良,以含EDTA、SDS及无DNA酶的RNA酶裂解缓冲液破碎细胞,经蛋白酶K处理后,用pH8.0的Tris饱和酚抽提DNA,重复抽提至一定纯度后,根据不同需要进行透析或沉淀处理获得所需的DNA样品。

※25.凝胶过滤层析:亦称凝胶色谱、排阻色谱或分子筛,是利用凝胶把分子大小不同的物质分离开的一种方法。

※45.退火:热变性DNA一般经缓慢冷却后即可复性,此过程称之为“退火”。

※55.多重PCR:指在一个反应体系中加入多对引物,同时扩增出多个核酸片段,由于每对引物扩增的片段长度不同,可用琼脂糖凝胶电泳或毛细管电泳等技术加以鉴别。

※57.实时荧光定量PCR:在PCR反应体系中加入荧光基团,利用荧光信号累积实时监测整个PCR进程,最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法

※58.荧光域值:以PCR反应的前15个循环的荧光信号作为荧光本底信号, 一般荧光阈值定义为3个至15个循环荧光信号的标准偏差的10倍。

59.Ct值:PCR扩增过程中,扩增产物的荧光信号达到设定的阈值时所经过的扩增循环次数。※63.基因诊断:通过检测基因的结构异常或其表达异常,对人体的健康状态和疾病做出诊断的方法。

1.分子生物学:是以生物分子为靶标,在细胞内从分子水平研究生命现象和生命过程规律的一门交叉学科。

2.生物分子:泛指生物体特有的各类分子,是自然存在于生物体中的分子的总称,是组成生命的基本单位。

3.生物小分子:细胞内具有活性的小分子有机物和无机物。

4.基因:携带有遗传信息的DNA或RNA序列,也称为遗传因子。

10.基因组: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。

11.基因重叠:同一段DNA片段能够参与编码两种甚至两种以上的蛋白质分子。

12.多顺反子mRNA:病毒基因组DNA序列中功能上相关的蛋白质的基因或rRNA的基因往往丛集在基因组的一个或几个特定的部位,形成一个功能单位或转录单元。它们可被一起转录成含有多个mRNA 的分子。

13.类核:原核生物基因组通常由一条环状的双链DNA分子组成,在细胞中与蛋白质结合成染色体的形式,在细胞内形成一个致密的区域。

14.插入序列:2000bp以内,两端都有正向重复序列(DR)和反向重复序列(IR),中间1kb左右的编码序列,仅编码和转座有关的转座酶。只有当IS 转座到某一基因中使该基因失活或插入位点旁边的染色体发生畸变等效应时才会被发现。

15.复合型转座子:2000~20000bp之间,两端由一对IS 元件组成,带有与转座作用有关的基因以及其他基因。

16.质粒:一类染色体外具有自主复制能力的环状双链DNA分子,属染色体外基因组。

严紧控制型质粒:其复制常与宿主的繁殖偶联,拷贝数较少,每个细胞中只有1个到十几个拷贝。

松弛控制型质粒:其复制与宿主不偶联,每个细胞中有几十到几百个拷贝。

17.质粒的不相容性:两种不同质粒因利用同一复制和维持机制,在复制和随后向子代细胞分配的过程中会发生竞争,从而不能在同一宿主细胞内稳定存在,其中一种质粒将被丢失。

18.基因组学:对生命有机体全基因组进行序列分析和功能研究的学科。

19.基因定位克隆:利用微卫星和SNP全基因组扫描来搜索与疾病性状紧密相关的位点,从而确定疾病相关基因的位置并进一步获得克隆。

20.功能基因组学:根据已有基因的功能推测基因组中具有相似结构的基因的功能,通过实验手段验证。有效的方法有定点突变、基因敲除和RNA干扰及过量表达技术等。

21. 蛋白质组:指由一个基因组,或一个细胞、组织表达的所有蛋白质。

22.蛋白质组学:以蛋白质组为研究对象,分析细胞内动态变化的蛋白质组成成分、表达水平与修饰状态,了解蛋白质之间的相互作用与联系,在整体水平上研究蛋白质的组成与调控的活动规律。

23.功能蛋白质组:细胞在某一阶段或与某一生理现象相关的所有蛋白质。

24.差异蛋白质组:不同种类或状态下各种样本之间蛋白质组的区别与变化。

26.电泳:蛋白质在高于或低于其pI的溶液中为带电的颗粒,在电场中能向正极或负极移动。这种通过蛋白质在电场中泳动而达到分离各种蛋白质的技术, 称为电泳。

27.基因工程:又称DNA重组技术,是指将外源基因通过体外重组后导入受体细胞,并使其能在受体细胞内复制和表达的技术。

28.分子克隆:是指将目的DNA片段与载体重组,然后导入受体细胞,并在受体细胞中复制、扩增,以获得该DNA分子大量拷贝的技术。

29.回文结构:指双链DNA分子上按对称轴排列的反向互补序列(常为限制酶所识别)。

30.粘性末端:指限制酶错位切开两条对称轴互补DNA双链所产生的末端。

31.平末端:指限制酶平齐切开两条对称轴互补DNA双链所产生的末端。

32.同工异源酶:指来源不同,但能识别和切割同一位点的酶。

33.同尾酶:指识别序列不同,但能产生相同粘性末端的酶。

34.载体:指能携带外源DNA片段导入宿主细胞进行扩增或表达的工具。载体的本质为DNA。

35.溶菌性噬菌体:指噬菌体感染细胞后,连续增殖,直到细菌裂解,释放的噬菌体又可感染其它细菌。

36.溶原性噬菌体:指噬菌体感染细胞后,可将自身的DNA整合到细菌的染色体中,和细菌染色体一起复制。

37.报告基因:是指处于待测基因下游并通过转录和表达水平来反映上游待测基因功能的基因,又称报道基因。

38.基因组文库(G-文库):是指含有某种生物全部基因随机片段的重组DNA克隆群。

39.转化:是指以质粒DNA或以它为载体构建的重组子导入细菌的过程。

40.感受态细胞:细胞膜结构改变、通透性增加并具有摄取外源DNA能力的细胞。

41.核酸变性:在某些理化因素的作用下,维系DNA分子二级结构的氢键和碱基堆积力受到破坏,DNA由双螺旋变成单链过程。

42.增色效应:DNA变性时其溶液OD260增高的现象。

43.融解温度:在热变性过程中,紫外吸收值达到最大值的50%时的温度称为DNA的解链温度或融解温度。具有爆发性和狭窄性。

44.复性:指变性DNA 在适当条件下,二条互补链全部或部分恢复到天然双螺旋结构的现象,它是变性的一种逆转过程。

46.核酸分子杂交:两条DNA链或两条RNA链或一条DNA链和一条RNA链按碱基互补的原则缔合成异质双链的过程称为分子杂交或核酸分子杂交。

47.核酸探针:是指能与特定核苷酸序列发生特异性互补杂交,杂交后可用特殊方法检测的已知被标记的核酸分子。

48.cDNA:是指与mRNA互补的DNA分子。

49.固相分子杂交:是将待测的靶核苷酸链预先固定在固体支持物上,然后放入含有标记探针的杂交液中,进行杂交反应后,使杂交分子留在支持物上,故称固体杂交。

50.原位杂交:是以特定标记的已知序列的核酸分子作为探针与细胞或组织切片中核酸进行杂交并对其检测的方法。

51.荧光原位杂交:是一种利用非放射性的荧光信号对原位杂交样本进行检测的技术。

52.基因芯片:又称DNA芯片或DNA微阵列,是指集成了大量DNA片段的玻璃片或纤维膜等载体。

53.引物:人工合成的两段寡核苷酸序列,决定RCP的特异性。

54.one-step RT-PCR:在同一体系中加入逆转录酶、逆转录引物、Taq DNA聚合酶、PCR引物、dNTP和缓冲液,直接以mRNA 为模板进行逆转录和PCR扩增,称为一步法RT-PCR。

60.阈值高度:是基线范围内荧光信号强度标准偏差的10倍。

56.重组PCR:将两个不相邻的DNA片段重组在一起的PCR称为重组PCR。

61.代谢组学:通过考察生物体系(细胞、组织或生物体)受刺激或扰动后(如将某个特定的基因变异或环境变化后),其代谢产物的变化或其随时间的变化,来研究生物体系的一门科学。62.miRNA:是由21~25个核苷酸组成的非编码RNA;它通过与靶基因的3-UTR的配对,促进

mRNA的降解或抑制mRNA的翻译从而抑制其靶基因的表达;它在生物体生长发育、细胞增殖、分化、凋亡以及人类各种疾病的发生发展过程中发挥重要的调控作用。

64.血红蛋白病:是由于珠蛋白基因异常导致珠蛋白肽链结构异常或合成异常所引起的遗传性血液病。

65.基因治疗:狭义上指将具有正常功能的基因置换或增补患者体内有缺陷的基因,从而达到治疗疾病的目的。广义上是指将某种遗传物质转移到患者细胞内,使其在体内发挥作用,最终达到治疗疾病的目的。

66.干细胞:一种具有复制能力、可以形成各种组织的早期未分化细胞

67.反义技术:是指利用人工合成的反义RNA和反义DNA来阻断基因的转录或复制,控制细胞生长在中间阶段,使编码蛋白质的基因能转录为mRNA,因而不能翻译成相应的蛋白质,以达治疗某一疾病的目的

68.靶向性:是指在治疗过程中,把治疗作用或药物效应限定在特定的靶细胞、组织或器官内,而不影响其他正常的细胞、组织或器官的功能。

三、简单题

※6.简述酵母双杂交技术的原理及其用途。

①原理:典型的真核转录因子(的酵母转录因子GAL4)都含有二个结构域:DNA结合结构域BD和转录激活结构域AD,二个结构域功能上相互独立又互相依赖,只有结合才具完整活性。

酵母双杂交系统利用杂交基因通过激活报道基因的表达探测蛋白-蛋白的相互作用。, 将可能存在相互作用的2 种蛋白质,分别和BD/AD 在空间结构上重新连接为一个整体而与报告基因的上游激活序列(UAS) 结合,如果已知蛋白和研究蛋白之间可以形成蛋白-蛋白复合物,使GAL4的2个结构域相互接近,表现出转录因子的活性从而启动转录,使UAS下游启动子调控的报告基因LacZ 得以表达。

②用途:广泛地应用于蛋白质与蛋白质、蛋白质与DNA、蛋白质与RNA 以及蛋白与其他小分子间相互作用的研究,如今也开始运用该系统进行高通量筛选相互作用蛋白及其他相关分子。可用于发现新基因的主要途径、筛选新的相互作用蛋白、研究抗原抗体相互作用的等方面。

※10. 根据作用原理生物分子的分离纯化有那几类?

(1)根据分子极性大小和溶解度的不同,如溶剂提取技术、盐析法、分配层析法、分级沉淀法等;

(2)根据分子形状和大小不同,如凝胶过滤层析等;

(3)根据物质吸附性质不同,如选择性吸附与吸附层析法等;

(4)根据分子带电性(电离性质)的差异,如离子交换层析、

电泳、等电聚焦法等。

(5)根据配体特异性,如亲和层析。

※21.举例说明载体应具备的基本要素。

①能自我复制并具较高的拷贝数。

②分子量一般< 10Kb。

③带有遗传筛选标记。

④有适当的限制酶酶切位点,便于外源DNA的插入和筛选。

例如pBR322质粒:

是由一系列大肠杆菌质粒DNA通过DNA重组技术构建而成的双链克隆载体,长为4.36Kb。它含有一个能保证高拷贝自我复制的复制起始点(Ori),并装有四环素抗性(Tet r)基因和氨苄青霉素抗性(Amp r)基因供菌落筛选。在这两个抗性基因中分别含有BamH I和Pst I等限制酶的单一酶切位点,用于插入外源DNA片段。如有外源基因的插入,会导致这些标志性基因的失活。

※24.分子克隆技术包括哪些基本步骤?

基因工程的基本步骤为分、切、接、转、筛,即:

①目的基因的获取

②载体的选择

③目的基因和载体的连接

④重组DNA导入受体细胞

⑤重组体的筛选和鉴定

※25.目的基因和载体连接主要有哪些方法?

(1)黏性末端连接:质粒和目的基因上有相同单或双酶切位点,用同一种或两种限制性内切酶酶切,切割后两种DNA分子具相同粘性末端,经退火,形成氢键黏合。

(2)平末端连接:

①质粒和目的基因上没有相同的酶切位点:可选用生成平末端的限制性酶切割质粒和目的基因生成平末端,然后再用连接酶连接两者;也可选用不同的限制酶分别切割质粒和目的基因,然后由核酸酶S1切去质粒和目的基因上不互补的单链黏性末端,最后再由连接酶将两者连接。

②人工接头:适用于在质粒和目的基因上没有相同的酶切位点。用化学方法合成含某些限制性酶切位点的寡核苷酸片段作为人工接头,连接至目的基因两端,再用相应的限制酶切割,获得黏性末端后连接。

(3)通过同聚尾连接:

在核酸外切酶、限制性内切酶、末端脱氧核苷酰转移酶作用下。目的基因合成某一相同脱氧核苷酸的尾端,载体质粒合成与目的3’端互补的脱氧核苷酸尾端,两者混合后两尾以氢键相连,在导入宿主菌后由DNA聚合酶Ⅰ催化修补填充。

※32.有哪些常用的探针标记物?

(1)放射性同位素标记物:常用有32P、3H、35S、131I、125I

(2)常用的非放射性标记物:Bio-11-dUTP、光敏生物素、生物素化补骨脂素、HRP和ALP、FITC和罗丹明、地高辛。

※39.简述PCR技术的基本原理

PCR技术的基本原理是以欲扩增的DNA为模板,以一对分别与模板互补的寡核苷酸片段为引物,在DNA聚合酶的作用下,按照半保留复制的机制沿着模板链延伸直至完成新的DNA合成。其实质是一种酶促反应。

通常情况下一个PCR循环反应由变性——退火——延伸三个基本反应步骤构成:

①模板DNA的变性:模板DNA经加热至94~95℃左右一定时间后,双链DNA解离形成单链,以便它与引物结合,为下轮反应作准备;

②模板DNA与引物的退火:模板DNA经加热变性成单链后,温度降至退火温度(37~58℃)时,引物就与单链DNA模板的互补序列配对结合,这个过程又叫做复性。

③引物的延伸:在60~72℃时DNA模板——引物结合形成的二聚体在TaqDNA 聚合酶的作用下,以dNTP为反应原料,靶序列为模板,按碱基配对与半保留复制原理,合成一条与模板DNA链互补的新链。

这样经过一轮反应,一个DNA分子就变成完全相同的两个DNA分子。重复循环变性——

退火——延伸三过程,就可复制出更多的DNA分子。

※41、简述实时荧光定量PCR定量的基本原理?

实时定量PCR技术是从传统PCR技术发展而来,其基本原理是相同的,主要不同之处是其定量的体系。在PCR反应体系中加入荧光染料或荧光基团(目前最常用的是SYBR GreenⅠ染料),这些荧光物质有其特定的波长。随着PCR反应的进行,PCR反应产物不断累计,荧光信号强度也等比例增加。每经过一个循环,收集一个荧光强度信号。仪器可以自动检出,利用荧光信号积累,通过荧光强度变化监测产物量的变化,实时监测整个PCR进程。

通常,荧光扩增曲线可分为三个阶段,即荧光背景信号阶段、荧光信号指数扩增阶段和平台期。在荧光信号指数扩增阶段,PCR产物量的对数值与起始模板量之间存在线性关系,因此可以在该阶段进行定量分析。

在PCR循环中,测量的信号将作为荧光阈值的坐标。并且引入Ct值(Threshold Cycle)概念,Ct值是指产生可被检测到的荧光信号所需的最小循环数,是PCR循环过程中荧光信号由本底开始进入指数增长阶段的拐点所对应的循环次数。荧光阈值相当于基线荧光信号的平均信号标准偏差的10倍。一般认为在荧光阈值以上所测出的荧光信号是一个可信的信号,可以用于定义一个样本的Ct值。

通常用不同浓度的标准样品的Ct值来产生标准曲线,然后计算相对方程式。方程式的斜度可以用来检查PCR的效率,所有标准曲线的线性回归分析需要存在一个高相关系数(R2>0.99),这样才能认为实验的过程和数据是可信的,使用这个方程式计算出未知样本的初始模量。实时荧光定量PCR仪都有软件,可以从标准曲线中自动地计算出未知样本的初始模板量。

※49.基因诊断常用到的方法有哪些?

(1)基因结构异常,针对DNA水平的主要方法有:核酸分子杂交、聚合酶链式反应(PCR)、限制性片段长度多态性分析(RFLPs)、Southern blot、限制性酶切图分析、DNA测序(DS)、DNA 芯片等。

(2)基因表达异常

①RNA诊断常用的方法有:Northern印迹杂交、RT-PCR、实时荧光定量PCR。

②蛋白质水平:Western Blot、组化、酶联接免疫吸附剂测定(ELISA)、蛋白芯片。

※50.TaqMan技术如何设计引物和探针?

(1)TaqMan技术引物设计原则

①序列选取应在基因的保守区段;

②避免引物自身或与引物之间形成4个或4个以上连续配对,以免引物自身形成环状发卡

结构;

③典型的引物18到24个核苷长。引物需要足够长,保证序列独特性,并降低序列存在于

非目的序列位点的可能性。

④Tm值在55-65℃,GC含量在40%-60%;

⑤引物之间的TM相差避免超过2℃;

⑥引物的3’端避免使用碱基A,引物的3’端避免出现3个或3个以上连续相同的碱基;

⑦为避免基因组的扩增,引物设计最好能跨两个外显子;

⑧Taqman探针技术要求片段长度在50bp-150bp;

⑨引物末端(最后5个核苷酸)不能有超过2个的G和C。

(2)TaqMan探针设计原则

①先选择好探针,然后设计引物使其尽可能的靠近探针;

②探针长度应在15-45bp(最好是20-30bp),以保证结合特异性;

③探针的DNA折叠和二级结构;尽量避开二级结构;

④Tm值在65-70℃,通常比引物TM值高5-10℃(至少要5℃),以确保在退火过程中探

针先于引物与目的片段结合,GC含量在40%-70%;

⑤探针的5’端应避免使用G鸟嘌呤——因为5'G会有淬灭作用,而且即使是被切割下来还

会存在淬灭作用;

⑥整条探针中,碱基C的含量要明显高于G的含量——G含量高会降低反应效率,这时就

应选择配对的另一条链作为探针;

⑦为确保引物探针的特异性,最好将设计好的序列在blast中核实一次,如果发现有非特异

性互补区,建议重新设计引物探针。

※51.如何对镰刀形细胞贫血和地中海贫血进行基因诊断?

(1)镰刀形细胞贫血

镰状细胞贫血由β链基因点突变引起该病的主要原因是因为珠蛋白的β基因发生单一碱基突变,正常β基因的第6位密码子为GAG,编码谷氨酸。突变后为GTG,编码缬氨酸,使成为HbS。基于A→T的变换,改变了限制性内切酶的位点,因此在酶切正常人DNA和患者DNA后再用标记的β珠蛋白基因作为探针作Southern杂交时,就会出现不同的DNA 条带。限制性内切酶MstⅡ切割的序列是CCTNAGG,切割正常DNA产生1.15+0.20kbβ珠蛋白的DNA片段;若切割患者DNA时,由于A→T破坏了MstⅡ的位点(CCTGTGG),便形成1.35kbβ珠蛋白的DNA片段。利用以上原理,可以用PCR-PFLP的技术进行诊断。即用PCR方法将包含待测多态性位点的DNA片段扩增出来,然后用识别该位点的限制酶来酶解,根据限制酶片段长度多态性分析作出诊断。此外还可以使用PCR-ASO探针杂交法对Hbs 病进行基因诊断。

(2)地中海贫血

①α地中海贫血:α基因不同程度的缺失引起不同类型的α地贫,α基因缺失1~4个。

正常Gene组用BamHI切割,可得到14kb的片段,而缺失一个αGene时可得到10kb片段。

可利用单管多重PCR( mPCR) 技术、凝胶电泳及DNA测序技术进行A地贫的基因诊断。

②β地中海贫血:β地贫是指发生在β珠蛋白外显子第654位C→T突变(IVS-Ⅱ-654,

C→T)而引起的一种地中海贫血,出现单碱基取代产生了一个新的GT二核苷酸,联同旁侧序列构成一个新的5’端异常的剪切位点,同时还激活了IVS-Ⅱ第579位处3’端隐匿的剪接位点,从而将IVS-Ⅱnt579~nt652之间的一段73bp的内含子序列作为额外的外显子插入到外显子2和外显子3之间,产生了异常的β珠蛋白mRNA。在异常剪接的mRNA中存在一个提前的终止密码子,使翻译提前中止而产生截短的、不稳定的异常珠蛋白,导致正常的β珠蛋白合成减少。可利用RT-PCR方法诊断。提取样本RNA 用于进行针对α、β和γ珠蛋白基因的FQ RT-PCR 。根据FQ RT-PCR 原理, 设计合成分别对应的引物和荧光探针进行诊断分析。

52.杜氏肌营养不良(DMD)的分子诊断

原因:DMD(目前已知人类最大的基因)的部分缺失或重复是导致杜氏肌营养不良的主要原因。

诊断:DMD/BMD是一种X连锁隐性遗传的神经肌肉系统受累的致死性遗传病,此基因很大,且缺失可发生在不同的部位,因此应尽可能采用多对引物作PCR扩增(多重PCR)来检测。如扩增产物电泳后发现有带纹的缺失,即可作出诊断并对缺失定位。进行产前诊断时,一般可先通过检测家系中有关成员,即确定先证者的却失区,然后又针对性地做PCR 扩增,包括缺失部分的两端,但非缺失型不能用此法查出。

结构基因: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: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。如microRNAs, siRNAs, piRNAs …

核糖体RNA 基因与转运RNA 基因:只转录产生相应的RNA而不翻译成多肽链。

2.简述RNA 病毒基因组编码序列的节段性

①有些病毒的基因组RNA由不连续的几条核酸链组成(如流感病毒,轮状病毒等)。

②分段基因组的病毒一般感染效率较低;

③分段基因组容易发生重组,故病毒容易变异。

④目前未发现DNA病毒有此状况。

3.简述病毒基因组的结构特点(和功能)

①病毒基因组可以由DNA或RNA组成;②病毒基因组的大小相差较大;

③部分RNA病毒基因组编码序列具有节段性;④病毒基因存在基因重叠;

⑤病毒基因组的大部分序列具有编码功能;⑥病毒基因组的转录单元是多顺反子

⑦病毒基因组都是单倍体;⑧噬菌体基因具有连续性。

4.大肠杆菌染色体基因组的结构

大肠杆菌基因组序列中的基因密度非常高,编码区所占的比例较大。而且这些结构基因没有内含子。大肠杆菌DNA分子中的重复序列很少,但在大肠杆菌基因组中不同部位可以有称为转座子的50kb的重复片段。

5.真核生物染色体基因组特点

在人类基因组中只有很少一部份(约2-3%)DNA序列用以编码蛋白质和结构RNA。人类基因组中存在大量基因间隔区序列,主要由重复DNA构成。在基因内部含大量内含子。

(1)真核生物基因组存在大量的重复序列

①单拷贝序列:结构基因基本上属于单拷贝序列。

②中度重复序列:重复次数10~105,如rRNA、tRNA、组蛋白以及免疫球蛋白的基因等

③高度重复序列:拷贝数大于106 ,如反向重复序列和卫星DNA。

④重复序列的多态性:DNA多态性指的是DNA 序列发生变异从而导致的个体间核苷酸序列的差异。主要包括:单核苷酸多态性(SNP)和串联重复序列多态性。

(2)真核基因组存在多基因家族与假基因

①多基因家族:

类:一个基因家族的不同成员成簇地分布在不同染色体上,但核酸序列高度同源,编码一组功

能上紧密相关的蛋白质,如珠蛋白基因家族;基因家族成簇地分布在某一条染色体上,它们可同时发挥作用,合成某些蛋白质,如组蛋白基因。

②假基因:与某些有功能的基因结构相似,但不能表达有功能的基因产物的某些基因。假基因的产生有两种方式:由突变引起的基因序列变化而失去功能,这样产生的假基因带有内含子,称为常规假基因;mRNA经过反转录为cDNA,再插入基因组,由于插入位点不合适或序列发生变化而导致失去功能。这种类型的假基因不含内含子,称为已加工的假基因。

7.简述生物分子的主要特征

1)结构复杂有序、具有特殊的层次;2)行使专一的功能;

3)代谢是其存在的条件;4)生物分子体系具有自我复制的能力;

5)能人工合成与改造。

8.生物大分子的制备的主要特点

(1)分离纯化方法千差万别,没有一种标准方法可通用于各种生物大分子的分离制备;

(2)制备几乎都是在溶液中进行的,难以准确估计和判断pH值、温度等各种参数对溶液中各种组份的综合影响;

(3)大多数生物大分子的含量极微,分离纯化的步骤多,流程长,有的目的产物甚至要经过几十步的操作才能达到所需纯度;

(4)分离纯化过程中要保证目标产物的活性。

9.生物大分子制备的一般步骤:

(1)确定制备的目的和要求,一般为科研、开发或发现新的物质

(2)建立相应的可靠的分析测定方法,这是制备的关键,要求:①特异性强②准确度高③灵敏度高④使用快捷方便

(3)文献调研和预备性实验,这需要掌握目的

(4)材料的破碎和预处理

(5)分离纯化方案的选择和探索,这是大分子制备最困难的过程

(6)产物纯度的鉴定,要求达到一维电泳一条带,二维电泳一个点,或HPLC和毛细管电泳都是一个峰

(7)产物的浓缩,干燥和保存。

11.对于核酸的纯化应达到的要求:

1)核酸样品中不存在过高浓度的金属离子和对酶有抑制作用的有机溶剂;

2)其它生物大分子如蛋白质、脂类和多糖分子的污染应降至最低程度;

3)排除其它核酸分子的污染,如提取DNA分子时应去除RNA,提取RNA分子时应去除DNA。

12.如何保持核酸的完整性

在整个操作过程中应尽量避免各种有害因素对核酸的破坏。

1)温度不要过高(0~4℃);(高温破坏氢键)

2)控制pH值范围(pH值4-10);(极端酸碱破坏磷酸二酯键)

3)保持一定离子强度;

4)减少物理因素对核酸的机械剪切力.

13.简述核酸的保存

(1) 对DNA

①DNA样品溶于pH8.0的TE,4 ℃或-20 ℃保存;在-70℃可保存数年

②长期保存样品中可加入1滴氯仿。

(2) 对RNA

①RNA样品溶于0.3 mol/L NaAc (pH5.2)或双蒸灭菌水中,-70 ℃保存;

②长期保存可以沉淀形式贮于乙醇中;

③在RNA溶液中,加1滴0.2 mol/L VRC(氧钒核糖核苷复合物)冻贮于-70℃,可保存数年。

14.简述真核基因组DNA分离纯化的一般技术路线

(1)预处理:对生物样本进行组织粉碎和细胞裂解,以使得DNA释放、蛋白沉淀降解。(2)分离:可采用酚抽提法、甲酰胺解聚法、玻棒缠绕法、异丙醇沉淀法,获得基因组DNA 粗品。

(3)纯化:可采用透析、层析、电泳(包括PAGE、AGE、PFGE)、选择性沉淀等方法获得特定的DNA片段,再经过柱层析或有机溶剂抽提、沉淀、洗涤获得基因组DNA纯品。

SDS:溶解细胞膜、核膜,乳化脂质、蛋白,并使其变性沉淀,同时变性DNase

无DNase的Rnase:可高效水解RNA而避免DNA的消化

蛋白酶K:消化DNase和胞中的蛋白质

酚:变性沉淀蛋白,抑制DNase活性

pH 8.0的Tris溶液:保证抽提时DNA进入水相,防止DNA变性

16.简述质粒DNA-碱裂解法原理

染色体DNA比质粒DNA分子大得多,且染色体DNA为线状分子,而质粒DNA为共价闭合环状分子;

当用碱处理DNA溶液时,线状染色体DNA容易发生变性,共价闭环的质粒DNA在回到中性pH时即恢复其天然构象;

变性染色体DNA片段与变性蛋白质和细胞碎片结合形成沉淀,而复性的超螺旋质粒DNA 分子则以溶解状态存在液相中,从而可通过离心将两者分开。

17.概述核酸分离、纯化

(1)蛋白质的去除:①酚/氯仿抽提;②使用变性剂变性(SDS、异硫氰酸胍等);③高盐洗涤;

④蛋白酶处理

(2)多糖的去除:①高盐法:用乙醇沉淀时,在待沉淀溶液中加入1/2体积的5M NaCl,高盐可溶解多糖;②用多糖水解酶将多糖降解;③在提取缓冲液中加一定量的氯苯(1/2体积),氯苯可以与多糖的羟基作用,从而去除多糖;④用PEG8000代替乙醇沉淀DNA:在500μL DNA 液中加入200μl 20% PEG8000 (含1.2 M NaCl) ,冰浴20min。

(3)多酚的去除:①在抽提液中加入防止酚类氧化的试剂:β-巯基乙醇、抗坏血酸、半胱氨酸、二硫苏糖醇等;②加入易与酚类结合的试剂:如PVP、PEG(聚乙二醇),它们与酚类有较强的亲和力,可防止酚类与DNA的结合

(4)盐离子的去除:70%的乙醇洗涤

18.蛋白质分离纯化的总目标

增加制品的纯度或比活,以增加单位蛋白质重量中靶蛋白的含量或生物学活性(比活常以活力单位数/毫克蛋白质表示),即从蛋白混合物中设法去除不要的杂蛋白和变性的靶蛋白,使靶蛋白的产量达到最高值。

19.举例说明蛋白质的分离纯化方法

盐析法:将硫酸铵、硫酸钠或氯化钠等加入蛋白质溶液,使蛋白质表面电荷被中和以及水化膜被破坏,导致蛋白质沉淀。

等电点沉淀法:净电荷为零,分子之间的静电排斥力最小,因而容易聚集形成沉淀。该法适用于在等电点pH稳定的蛋白质。

有机溶剂沉淀法:甲醇、乙醇、丙酮等(保持低温),破坏蛋白质的水化层,使蛋白质的溶解度降低而沉淀。

20.凝胶过滤层析的机理

凝胶色谱的机理是分子筛效应,在洗脱过程中,大分子不能进入凝胶内部,而沿凝胶颗粒间的空隙最先流出柱外;而小分子可以进入凝胶颗粒内部的多孔网状结构,路径长、流速慢,以至最后流出柱外。因此,混合样品如同“过筛”一样,因分子大小的不同得以彼此分开。

22.简述载体的分类。

(1)克隆载体:能将载体外源DNA在受体细胞中复制、扩增并产生足够量目的DNA的载体。包括质粒载体、噬菌体载体

(2)表达载体:是指能将外源基因在受体细胞中有效转录和正确翻译的载体。原核表达载体包括非融合型表达载体、分泌型表达载体、融合型表达载体:

(3)穿梭载体:人工构建的既带有原核细胞的复制元件、又带有真核细胞的复制元件,既能在原核细胞中复制、又能在真核细胞中复制,在原核和真核细胞分子克隆中均能应用的载体称为穿梭载体。

23.粘粒载体的特点

①粘粒载体大小为4~6Kb,而插入外源基因长达40~50kb。

②加入λ噬菌体头部和尾部蛋白,可将粘粒包装成类似于λ噬菌体的具感染能力的颗粒,容易进入大肠杆菌。

③粘粒进入细菌后则完全失去噬菌体的功能,而表现质粒的特性。

26.变性DNA的理化性质

(1)溶液黏度降低:DNA双螺旋是紧密的“刚性”结构,变性后代之以“柔软” 无规则单股线性结构,DNA黏度明显下降。

(2)溶液旋光性发生改变:变性后DNA分子的对称性及局部构型改变。

(3)紫外吸收增加:DNA变性后,DNA 溶液的紫外吸收增强。双链DNA<单链DNA<单核苷酸

27.简述核酸变性T m的影响因素

(1)DNA分子大小和碱基的组成(G+C含量)

DNA片段小的比大的容易变性,Tm值低;在溶剂固定的前提下,Tm值的高低取决于DNA 分子中的(G+C)的含量。当核苷酸≤20bp有T m=4(G+C)+2(A+T)。

(2)溶液的离子强度

溶液中离子与DNA分子中磷酸基团形成离子键,需要较高温度才能使DNA变性。离子强度较低时,Tm值较低,而且解链的温度范围也较宽。

(3)pH值

pH值影响氢键的形成。pH值在5-9范围内,Tm值变化不明显。pH值小于4或大于11时,均不利于氢键的形成,DNA容易变性。

(4)变性剂

干扰碱基堆积力和氢键的形成,因此可以降低Tm值。常用的变性剂有甲酰胺、尿素、甲醛等。

28.核酸复性的影响因素

(1)温度和时间

一般认为比Tm低25℃左右的温度是复性的最佳条件,越远离此温度,复性速度就越慢。复性时温度下降必须是一缓慢过程。

(2)DNA浓度

DNA复性的第一步是两个单链分子间的相互作用“成核”。“成核”速度与DNA浓度的平方成正比。溶液中DNA分子越多,相互碰撞结合“成核”的机会越大。

(3)DNA分子大小和复杂度

DNA片段越大,扩散速度越慢,复性速率较慢;DNA浓度越高,复性速度越快。

(4)离子强度

增加盐浓度可增加互补链合成双链的速度,盐中和DNA单链中磷酸基团的负电荷,减少互补链静电排斥。

29.简述核酸探针的类型

(1)基因组DNA探针

①来源:这类探针来源于某种生物的基因组,多为某一基因的全部或部分序列。

②制备方法:基因克隆的方法、聚合酶链反应(PCR)

③特点:多克隆在载体中的DNA片段,可无限繁殖,取之不尽。

PCR制备探针简便和省时。

相对RNA而言,DNA探针不易降解,标记方法也较成熟

(2)cDNA探针

特点:①不存在内含子和高度重复序列,是一种较理想的核酸探针,尤其是用于基因表达的研究。②排除了RNA酶的影响,现已成为分子生物学实验室的常规实验。

(3)RNA探针

RNA探针与靶序列的杂交效率较高,稳定性也高。

RNA分子中不存在高度重复序列,非特异性杂交少,杂交后未杂交的探针分子水解可用RNA 酶去除,本底的干扰低。

RNA探针有易降解和标记方法复杂等缺点,限制了其广泛应用。

(4)寡核苷酸探针

特点:①根据需要来合成相应的核酸序列,避免天然探针的缺点。

②探针长度一般为10~50bp。

③尤其适合点突变的检测。

④由于探针的长度较短,特异性较低,杂交信号较弱,但经过精心设计仍可设计出

非常特异的寡核苷酸探针。

30.寡核苷酸探针设计原则:

(1)探针长度:一般要求在10~50bp。

(2)G/C含量为40%~60%。

(3)探针分子中应避免互补序列。

(4)避免同一碱基连续出现,一般不能多于4个,如GGGG-或-CCCC-。

(5)借助计算机相应软件与已知的各种基因序列进行同源性比较。

31.理想的探针标记物的特点:

①检测物要灵敏、特异、稳定、简便。

②标记物与探针结合后,应不影响杂交反应,尤其是杂交特异性、稳定性和Tm值。

③标记物对环境污染小,对人体无损伤,价格低廉。

④标记物对检测方法无干扰。

33.分子杂交技术一般流程

①探针制备及标记(同位素或非同位素)

②待测核酸样品制备(分离,纯化)

③杂交(液相,固相,原位杂交)

④杂交后处理(去掉非特异杂交分子)

⑤显示结果(显色,发光,放射自显影)

⑥结果分析

34.固体杂交的优点及类型:

固相分子杂交:是将待测的靶核苷酸链预先固定在固体支持物上,然后放入含有标记探针的杂交液中,进行杂交反应后,使杂交分子留在支持物上,故称固体杂交。

未杂交的游离探针通过漂洗可容易除去,膜上的杂交分子容易检测,还能防止靶DNA的自我复性,所以被广泛应用。

(1)Southern印迹杂交

DNA变性;中和;Southern印迹;预杂交;杂交;洗膜;检测

(2)Northern印迹杂交

Northern印迹杂交是应用DNA探针检测特异mRNA的一种膜上印迹技术。用于分析mRNA 分子大小及mRNA的转录情况

(3)斑点杂交

斑点杂交是将待检样品(DNA、RNA 或细胞)直接点到膜上,烘烤固定。

斑点杂交不需电泳和转膜过程,整个操作过程简便、快速。

但结果无法判断核酸片段的大小,也无法判断样品溶液中是否存在着不同的靶序列。

多用作核酸定性或半定量分析,而且便于杂交条件的摸索。

(4)菌落杂交

(5)微板酶联杂交

捕获探针共价结合在微孔板上,不仅结合牢固而且结合量大,因而捕获能力很强。

捕获探针竖直地而不是平躺地“包被”在微孔板表面,因而与目的片段的杂交效率很高。

检测探针5’端、3’端均标记生物素,等量检测探针结合亲合素-辣根过氧化物酶的量增加

35.Northern与Southern印迹杂交的不同点

①RNA提取过程中需特别注意RNA酶的污染。

②所用器材最好与Southern印迹实验分开使用。

③RNA变性的方法:不能用碱变性,因为碱会水解RNA的2‘-羟基基团,在变性剂的存在下进行电泳,防止RNA分子形成发夹式的二级结构,以保持其单链线形状态。

④印迹前将含变性剂的凝胶用水冲洗掉,再印迹、杂交。

⑤如果测定RNA片段大小,可在同一块胶上加分子量标记物一同电泳,之后将标记物切下、上色、照像,样品胶则进行Northern转印。

36.原位杂交的应用O

①正常或异常染色体的基因定位。

②应用核酸探针与细胞内RNA进行杂交用于检测该组织细胞中特定基因表达水平。

③应用特异的病原体核酸作为探针对组织、细胞进行杂交,以检测有无该病原体的感染等。

37.原位杂交基本流程

①细胞或组织切片的处理:玻片清洗、组织和细胞的固定

②增强组织的通透性和核酸探针的穿透性

③预杂交④杂交⑤杂交后漂洗⑥结果检测

38.简述PCR的特点:

PCR的最大特点,是能将微量的DNA大幅增加。通过体外(试管内)扩增,可以将目的基因(或靶基因)片段百万倍的放大,从而达到极大地提高核酸分子检测的灵敏度,理论上其检测的灵敏度可以达到一个细胞、甚至一个分子的水平。

40.PCR buffer成分及功能:

一般组成:50mM KCl, 10-50mM, Tris-Cl (室温PH8.3) ,1.5mM MgCl2

KCl:促进引物退火,高浓度KCl抑制Taq DNA聚合酶活性;

Tris-Cl:调节pH值,使反应体系偏碱性;

MgCl2:调节Taq DNA聚合酶活性、影响引物退火,PCR产物的特异性等

42.TaqMan探针工作原理

5′端标记有报告基团(Reporter, R) ,如FAM、VIC等

3′端标记有荧光淬灭基团(Quencher, Q)

探针完整,R所发射的荧光能量被Q基团吸收,无荧光,R与Q分开,发荧光

Taq酶有5′→3′外切核酸酶活性,可水解探针,每扩增一条DNA分子,释放一个荧光信

分子生物学与基因工程主要知识点

分子生物学与基因工程复习重点 第一讲绪论 1、分子生物学与基因工程的含义 从狭义上讲,分子生物学主要是研究生物体主要遗传物质-基因或DNA的结构及其复制、转录、表达和调节控制等过程的科学。 基因工程是一项将生物的某个基因通过载体运送到另一种生物的活体细胞中,并使之无性繁殖和行使正常功能,从而创造生物新品种或新物种的遗传学技术。 2、分子生物学与基因工程的发展简史,特别是里程碑事件,要求掌握其必要的理由 上个世纪50年代,Watson和Crick提出了的DNA双螺旋模型; 60年代,法国科学家Jacob和Monod提出了的乳糖操纵子模型; 70年代,Berg首先发现了DNA连接酶,并构建了世界上第一个重组DNA分子; 80年代,Mullis发明了聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)技术; 90年代,开展了“人类基因组计划”和模式生物的基因组测序,分子生物学进入“基因组时代”; 目前,分子生物学进入了“后基因组时代”或“蛋白质组时代”。 3、分子生物学与基因工程的专业地位与作用:从专业基础课角度阐述对专业课程的支 撑作用 第二讲核酸概述 1、核酸的化学组成(图画说明) 2、核酸的种类与特点:DNA和RNA的区别 (1)DNA含的糖分子是脱氧核糖,RNA含的是核糖; (2)DNA含有的碱基是腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)、鸟嘌呤(G)和胸腺嘧啶(T),RNA含有的碱基前3个与DNA完全相同,只有最后一个胸腺嘧啶被尿嘧啶(U)所代替; (3)DNA通常是双链,而RNA主要为单链;

(4)DNA的分子链一般较长,而RNA分子链较短。 3、DNA作为遗传物质的直接和间接证据; 间接: (1)一种生物不同组织的细胞,不论年龄大小,功能如何,它的DNA含量是恒定的,而生殖细胞精子的DNA含量则刚好是体细胞的一半。多倍体生物细胞的DNA含量是按其染色体倍数性的增加而递增的,但细胞核里的蛋白质并没有相似的分布规律。 (2)DNA在代谢上较稳定。 (3)DNA是所有生物的染色体所共有的,而某些生物的染色体上则没有蛋白质。(4)DNA通常只存在于细胞核染色体上,但某些能自体复制的细胞器,如线粒体、叶绿体有其自己的DNA。 (5)在各类生物中能引起DNA结构改变的化学物质都可引起基因突变。 直接:肺炎链球菌试验、噬菌体侵染实验 4、DNA的变性与复性:两者的含义与特点及应用 变性:它是指当双螺旋DNA加热至生理温度以上(接近100oC)时,它就失去生理活性。这时DNA双股链间的氢键断裂,最后双股链完全分开并成为无规则线团的过程。简而言之,就是DNA从双链变成单链的过程。增色效应:它是指在DNA的变性过程中,它在260 nm的吸收值先是缓慢上升,到达某一温度后即骤然上升的效应。 复性:它是指热变性的DNA如缓慢冷却,已分开的互补链又可能重新缔合成双螺旋的过程。复性的速度与DNA的浓度有关,因为两互补序列间的配对决定于它们碰撞频率。DNA复性的应用-分子杂交:由DNA复性研究发展成的一种实验技术是分子杂交技术。杂交可发生在DNA和DNA或DNA与RNA间。 5、Tm的含义与影响因素 Tm的含义:是指吸收值增加的中点。 影响因素: 1)DNA序列中G + C的含量或比例含量越高,Tm值也越大(决定性因素);2)溶液的离子强度 3)核酸分子的长度有关:核酸分子越长,Tm值越大

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现代分子生物学 复习提纲 第一章绪论 第一节分子生物学的基本含义及主要研究内容 1 分子生物学Molecular Biology的基本含义 ?广义的分子生物学:以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究 对象,从分子水平阐明生命现象和生物学规律。 ?狭义的分子生物学:偏重于核酸(基因)的分子生物学,主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调控 等过程,也涉及与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。 1.1 分子生物学的三大原则 1) 构成生物大分子的单体是相同的 2) 生物遗传信息表达的中心法则相同 3) 生物大分子单体的排列(核苷酸、氨基酸)的不同 1.3 分子生物学的研究内容 ●DNA重组技术(基因工程) ●基因的表达调控 ●生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学) ●基因组、功能基因组与生物信息学研究 第二节分子生物学发展简史 1 准备和酝酿阶段 ?时间:19世纪后期到20世纪50年代初。 ?确定了生物遗传的物质基础是DNA。 DNA是遗传物质的证明实验一:肺炎双球菌转化实验 DNA是遗传物质的证明实验二:噬菌体感染大肠杆菌实验 RNA也是重要的遗传物质-----烟草花叶病毒的感染和繁殖过程 2 建立和发展阶段 ?1953年Watson和Crick的DNA双螺旋结构模型作为现代分子生物学诞生的里程碑。 ?主要进展包括: ?遗传信息传递中心法则的建立 3 发展阶段 ?基因工程技术作为新的里程碑,标志着人类深入认识生命本质并能动改造生命的新时期开始。 ? 第三节分子生物学与其他学科的关系 思考 ?证明DNA是遗传物质的实验有哪些? ?分子生物学的主要研究内容。 ?列举5~10位获诺贝尔奖的科学家,简要说明其贡献。

分子生物学总结(朱玉贤版)(2020年10月整理).pdf

结合着下载的资料复习吧~~~~ 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限制性内切酶的存在 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 (在整个细胞周期内都处于凝集状态)(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

分子生物学知识点

第一章染色体与DNA 1.原核生物的DNA的主要特征:一般只有一条染色体且大都带有单拷贝基因,只有少数的基因是以多拷贝形式存在的;整个染色体DNA几乎全部由功能基因与调控序列所组成;几乎每个基因序列都与它所编码的蛋白质序列呈线性对应状态。 2.真核生物染色体所具有的特征:分子结构稳定;能够自我复制,使亲代之间保持连续性;能够知道蛋白质的合成,从而控制整个生命活动过程;能够产生可遗传的变异。 3.染色体上的蛋白质主要包括组蛋白和非组蛋白。组蛋白是染色体的结构蛋白,与DNA组成核小体。其中组蛋白又分为:H1、H2、H2B、H3及H4。 4.组蛋白的特性:①进化上的极端保守性:不同种生物组蛋白的氨基酸组成是十分相似的②无组织特异性③肽链上的氨基酸分布的不对称性:碱性氨基酸集中分布在N端的半条链上④组蛋白的修饰作用:包括甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素华及ADP核糖基化(修饰作用只发生在细胞周期的特定时间和组蛋白的特定位点上)⑤富含赖氨酸的组蛋白H5。 5.非组蛋白包括酶类,与细胞分裂有关的收缩蛋白、骨架蛋白、核孔复合蛋白以及肌动蛋白、肌球蛋白、微管蛋白、原基蛋白等。 ①HMG蛋白:其特点在于能与DNA结合,也能与H1作用,但都容易用低盐溶液抽提,说明他们与DNA的结合并不牢靠。 ②DNA结合蛋白:相对分子质量较低的蛋白质,约占非组蛋白的20%,可能是一些与DNA的复制或者转录相关的酶或调节物质。 ③A24非组蛋白:其有两个N端,呈酸性,含有较多的谷氨酸和天冬氨酸,总含量大约是H2A的1%,位于核小体内。 6.C值(C value):一种生物单倍体基因组DNA的总量。 C值反常现象:某些两栖类的C值甚至比哺乳动物还大,而在两栖类中C值的变化也很大,可相差100倍。 7.真核细胞的DNA序列大概可分为三类(根据对DNA的动力学): ①不重复序列:这些序列一般只有一个或几个拷贝,它占DNA总量的40%—80%。注:单拷贝基因通过基因扩增仍可合成大量蛋白质。 ②中度重复序列:序列的重复次数为10-10000,约占总DNA的10%—40%。 ③高度重复序列(卫星序列):只在真核生物中发现,这类DNA是高度浓缩的,是异染色质的组成部分。 8.真核生物基因组的结构特点总结:①基因组庞大,一般大于原核生物的基因组 ②存在大量的重复序列③大部分为非编码序列,占整个基因组序列的90%以上,该特点是真核生物与细菌和病毒之间的最主要区别④转录产物为单顺反子⑤存在大量的顺式作用元件,包括启动子、增强子、沉默子等⑥存在大量的DNA多态性。DNA多态性指DNA序列中发生变异而导致的个体间核苷酸序列的差异⑦真核基因是断裂基因,有内含子结构⑧具有端粒结构。端粒是真核生物线性基因组DNA末端的一段特殊结构,它是一段DNA序列和蛋白质形成的复合体。

分子生物学问题汇总

Section A 细胞与大分子 简述复杂大分子的生物学功能及与人类健康的关系。 Section C 核酸的性质 1.DNA的超螺旋结构的特点有哪些? A 发生在闭环双链DNA分子上 B DNA双链轴线高卷曲,与简单的环状相比,连接数发生变化 C 当DNA扭曲方向与双螺旋方向相同时,DNA变得紧绷,为正超螺旋,反之变得松弛为负超螺旋。自然界几乎所有DNA分子超螺旋都为负的,因为能量最低。 2.简述核酸的性质。 A 核酸的稳定性:由于核酸中碱基对的疏水效应以及电荷偶极作用而趋于稳定 B 酸效应:在强酸和高温条件下,核酸完全水解,而在稀酸条件下,DNA的核苷键被选择性地断裂生成脱嘌呤核酸 C 碱效应:当PH超出生理范围时(7-8),碱基的互变异构态发生变化 D 化学变性:一些化学物质如尿素,甲酰胺能破坏DNA和RNA二级结构中的 而使核酸变性。 E 粘性:DNA的粘性是由其形态决定的,DNA分子细长,称为高轴比,可被机械力和超声波剪切而粘性下降。 F 浮力密度:1.7g/cm^3,因此可利用高浓度分子质量的盐溶液进行纯化和分析 G 紫外线吸收:核酸中的芳香族碱基在269nm 处有最大光吸收 H 减色性,热变性,复性。 思考题:提取细菌的质粒依据是核酸的哪些性质? 质粒是抗性基因,,在基因组或者质粒DNA中用碱提取法。 Sectio C 课前提问 1.在1.5mL的离心管中有500μL,取出10 μL稀释至1000 μL后进行检测,测得A260=0.15。 问(1):试管中的DNA浓度是多少? 问(2):如果测得A280=0.078, .A260/A280=?说明什么问题? (1)稀释前的浓度:0.15/20=0.0075 稀释后的浓度:0.0075/100=0.75ug/ml (2)0.15/0.078=1.92〉1.8,说明DNA中混有RNA样品。 2.解释以下两幅图

分子生物学知识点总结

, 宛 本人自己总结,大家随便一看。 基因与基因组 基因(gene ):储存有功能的蛋白质多肽链或 RNA 序列信息,及表达这些信息所必须的全部 核苷酸序列所构成的遗传单位。 1.顺式作用元件有:启动子和上游启动子元件,反应元件,增强子,沉默子,Poly 加尾信号 启动子:有方向性,转录起始位点上游,TATA 盒,B 地贫,与 RNA 聚合酶特异结合及启 动转录 上游启动子元件:TATA 盒上游,与反式作用因子结合,调控基因转录效率。CAAT 盒,GC 盒,CACA 盒—B 地贫 反应元件:与激活的信息分子受体结合,调控基因表达 增强子:与反式作用因子结合,基因表达正调控,无方向性 沉默子:与反式作用因子结合,基因表达负调控 Poly 加尾信号:结构基因末端 AATAAA 及下游富含 GT 或 T 区,多聚腺苷酸化特异因子, 在 3 末端加 200 个 A B 地贫 1.除逆转录病毒外,通常为单倍体基因组。 逆转录病毒:单股正链二倍体 RNA ,三个结构基因,gag ,pol ,env ,5 端甲基化帽,3 端 poly 加尾。 HIV 免疫缺陷病毒,白血病病毒,肉瘤病毒 感染细菌的病毒基因组与细菌相似,基因连续,感染真核细胞的病毒基因组与真核细胞相似, 有内含子,基因不连续。 3.基因组连续:冠状病毒,脊髓灰质炎病毒,鼻病毒 4.编码区占大部分 原核生物基因组 1.由一条环状双链 DNA 分子组成,通常只有一个复制起点。 2.结构基因大多组成操纵子,形成多顺反子(mRNA ) 3.非编码区主要是调控序列。(转录终止区可有强终止子有反向重复序列,形成茎环结构) 4.存在可移动的 DNA 序列(转座因子:能够在一个 DNA 内或两个 DNA 间移动的 DNA 片 段转座因子:插入序列,转座子,可转座的噬菌体,转座作用的机制:复制性转座,简单转 座,共整合体,插入突变) 5.编码区大于非编码区 真核生物基因组 1.有同源性的功能相关基因构成基因家族 核酸序列相同,核酸序列高度同源,编码产物的功能或功能区相同,假基因 2.真核基因为断裂基因,编码为单顺反子。 3.有单一序列(低度重复序列) 中度重复序列,高度重复序列(反向重复序列—发卡结构, 卫星 DNA :大卫星 DNA ,高度多态性:小卫星 DNA ,微卫星 DNA ) 基因表达调控 基因表达:。生物基因组中结构基因所携带的遗传信息,经过转录、翻译等一系列过程,合 成具有特定的生物学功能和生物学效应的 RNA 或蛋白质的全过程。包括 rRNA 和 tRNA 的 转录过程。 基因表达特点:时间特异性,空间特异性 按对刺激的反应性分类:基本表达(管家基因),诱导和阻遏表达。协同表达 基因表达调控:机体各种细胞中含有的相同遗传信息(相同的结构基因),根据机体的不同发

现代分子生物学总结(朱玉贤、最新版)

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一、绪论 两个经典实验 1、肺炎球菌在老鼠体内的毒性实验:先将光滑型致病菌(S型)烧煮杀活性以后、以及活的粗糙型细菌(R型)分别侵染小鼠发现这些细菌自然丧失了治病能力;当他们将经烧煮杀死的S型细菌和活的R型细菌混合再感染小鼠时,实验小鼠每次都死亡。解剖死鼠,发现有大量活的S型细菌。实验表明,死细菌DNA 进行了可遗传的转化,从而导致小鼠死亡。 2、T2噬菌体感染大肠杆菌:当细菌培养基中分别带有35S或32P标记的氨基酸或核苷酸,子代噬菌体就相应含有35S标记的蛋白质或32P标记的核酸。分别用这些噬菌体感染没有放射性标记的细菌,经过1~2个噬菌体DNA 复制周期后进行检测,子代噬菌体中几乎不含带35S标记的蛋白质,但含30%以上的32P 标记。说明在噬菌体传代过程中发挥作用的可能是DNA而不是蛋白质。 基因的概念:基因是产生一条多肽链或功能RNA分子所必需的全部核苷酸序列。

二、染色体与DNA 嘌呤嘧啶 腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶 染色体 性质:1、分子结构相对稳定;2、能够自我复制,使亲、子代之间保持连续性;3、能指导蛋白质的合成,从而控制生命过程;4、能产生可遗传的变异。 组蛋白一般特性:1、进化上极端保守,特别是H3、H4;2、无组织特异性;3、肽链上氨基酸分布的不对称性;4、存在较普遍的修饰作用;5、富含赖氨酸的组蛋白H5 非组蛋白:HMG蛋白;DNA结合蛋白;A24非组蛋白

真核生物基因组DNA 真核细胞基因组最大特点是它含有大量的重复序列,而且功能DNA序列大多被不编码蛋白质的非功能蛋白质所隔开。人们把一种生物单倍体基因组DNA的总量称为C值,在真核生物中C 值一般是随着生物进化而增加的,高等生物的C 值一般大于低等动物,但某些两栖类的C值甚至比哺乳动物还大,这就是著名的C值反常现象。真核细胞DNA序列可被分为3类:不重复序列、中度重复序列、高度重复序列。 真核生物基因组的特点:1、真核生物基因组庞大,一般都远大于原核生物的基因组;2、真核基因组存在大量的的重复序列;3、真核基因组的大部分为非编码序列,占整个基因组序列的90%以上,这是真核生物与细菌和病毒之间的最主要的区别;4、真核基因组的转录产物为单顺反之;5、真核基因组是断裂基因,有内含子结构;6、真核基因组存在大量的顺式元件,包括启动子、增强子、沉默子等;7、真核基因组中存在大量的DNA多态性;8、真核基因组具有端粒结构。

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分子生物学 第一章绪论 分子生物学研究内容有哪些方面? 1、结构分子生物学; 2、基因表达的调节与控制; 3、DNA重组技术及其应用; 4、结构基因组学、功能基因组学、生物信息学、系统生物学 第二章DNA and Chromosome 1、DNA的变性:在某些理化因素作用下,DNA双链解开成两条单链的过程。 2、DNA复性:变性DNA在适当条件下,分开的两条单链分子按照碱基互补原则重新恢复天然的双螺旋构象的现象。 3、Tm(熔链温度):DNA加热变性时,紫外吸收达到最大值的一半时的温度,即DNA分子内50%的双链结构被解开成单链分子时的温度) 4、退火:热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性,称为退火 5、假基因:基因组中存在的一段与正常基因非常相似但不能表达的DNA序列。以Ψ来表示。 6、C值矛盾或C值悖论:C值的大小与生物的复杂度和进化的地位并不一致,称为C值矛盾或C值悖论(C-Value Paradox)。 7、转座:可移动因子介导的遗传物质的重排现象。 8、转座子:染色体、质粒或噬菌体上可以转移位置的遗传成分 9、DNA二级结构的特点:1)DNA分子是由两条相互平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成;2)DNA分子中的脱氧核苷酸和磷酸交替连接,排在外侧,构成基本骨架,碱基排列在外侧;3)DNA分子表面有大沟和小沟;4)两条链间存在碱基互补,通过氢键连系,且A=T、G ≡ C(碱基互补原则);5)螺旋的螺距为3.4nm,直径为2nm,相邻两个碱基对之间的垂直距离为0.34nm,每圈螺旋包含10个碱基对;6)碱基平面与螺旋纵轴接近垂直,糖环平面接近平行 10、真核生物基因组结构:编码蛋白质或RNA的编码序列和非编码序列,包括编码区两侧的调控序列和编码序列间的间隔序列。 特点:1)真核基因组结构庞大哺乳类生物大于2X109bp;2)单顺反子(单顺反子:一个基因单独转录,一个基因一条mRNA,翻译成一条多肽链;)3)基因不连续性断裂基因(interrupted gene)、内含子(intron)、外显子(exon);4)非编码区较多,多于编码序列(9:1) 5)含有大量重复序列 11、Histon(组蛋白)特点:极端保守性、无组织特异性、氨基酸分布的不对称性、可修饰作用、富含Lys的H5 12、核小体组成:由组蛋白和200bp DNA组成 13、转座的机制:转座时发生的插入作用有一个普遍的特征,那就是受体分子中有一段很短的被称为靶序列的DNA会被复制,使插入的转座子位于两个重复的靶序列之间。 复制型转座:整个转座子被复制,所移动和转位的仅为原转座子的拷贝。 非复制型转座:原始转座子作为一个可移动的实体直接被移位。 第三章DNA Replication and repair 1、半保留复制:DNA生物合成时,母链DNA解开为两股单链,各自作为模板(template)按碱

分子生物学知识点整理知识讲解

分子生物学知识点整 理

一、名词解释: 1. 基因:基因是位于染色体上的遗传基本单位,是负载特定遗传信息的DNA 片段,编码具有生物功能的产物包括RNA和多肽链。 2. 基因表达:即基因负载遗传信息转变生成具有生物学功能产物的过程,包括基因的激活、转录、翻译以及相关的加工修饰等多个步骤或过程。 3.管家基因:在一个生物个体的几乎所有组织细胞中和所有时间段都持续表达的基因,其表达水平变化很小且较少受环境变化的影响。如GAPDH、β-肌动蛋白基因。 4. 启动子:是指位于基因转录起始位点上游、能够与RNA聚合酶和其他转录因子结合并进而调节其下游目的基因转录起始和转录效率的一段DNA片段。 5.操纵子:是原核生物基因表达的协调控制单位,包括有结构基因、启动序列、操纵序列等。如:乳糖操纵子、色氨酸操纵子等。 6.反式作用因子:指由其他基因表达产生的、能与顺式作用元件直接或间接作用而参与调节靶基因转录的蛋白因子(转录因子)。 7.顺式作用元件:即位于基因附近或内部的能够调节基因自身表达的特定DNA 序列。是转录因子的结合位点,通过与转录因子的结合而实现对真核基因转录的精确调控。 8. Ct值:即循环阈值(cycle threshold,Ct),是指在PCR扩增过程中,扩增产物的荧光信号达到设定的荧光阈值所经历的循环数。(它与PCR扩增的起始模板量存在线性对数关系,由此可以对扩增样品中的目的基因的模板量进行准确的绝对和(或)相对定量。)

9.核酸分子杂交:是指核酸分子在变性后再复性的过程中,来源不同但互不配对的核酸单链(包括DNA和DNA,DNA和RNA,RNA和RNA)相互结合形成杂合双链的特性或现象,依据此特性建立的一种对目的核酸分子进行定性和定量分析的技术则称为分子杂交技术。 10. 印迹或转印:是指将核酸或蛋白质等生物大分子通过一定的方法转移并固定至尼龙膜等支持载体上的一种方法,该技术类似于用吸墨纸吸收纸张上的墨迹。 11. 探针:是一种用同位素或非同位素标记核酸单链,通常是人工合成的寡核苷酸片段。 12. 基因芯片:又称DNA芯片或DNA微阵列,是基于核酸分子杂交原理建立的一种对DNA进行高通量、大规模、并进行分析的技术,其基本原理是将大量寡核苷酸分子固定于支持物上,然后与标记的待测样品进行杂交,通过检测杂交信号的强弱进而对待测样品中的核酸进行定性和定量分析。 13. 基因文库:是指通过克隆方法保存在适当宿主中的一群混合的DNA分子,所有这些分子中的插入片段的总和,可代表某种生物的全部基因组序列或全部的mRNA序列,因此基因文库实际上是包含某一生物体或生物组织样本的全部DNA序列的克隆群体。基因文库包括两类:基因组文库和cDNA文库。 14. 克隆:是来自同一始祖的相同副本或拷贝的集合。 15. 载体:为携带的目的基因,实现其无性繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一些DNA分子。 16. 限制性核酸内切酶:识别DNA的特意序列,并在识别位点或其周围切割双链DNA的一类内切酶。

现代分子生物学课后答案(朱玉贤_第三版)上

第一章绪论 2.写出DNA和RNA的英文全称。 答:脱氧核糖核酸(DNA, Deoxyribonucleic acid),核糖核酸(RNA, Ribonucleic acid)4.早期主要有哪些实验证实DNA是遗传物质?写出这些实验的主要步骤。 答:一,肺炎双球菌感染实验,1,R型菌落粗糙,菌体无多糖荚膜,无毒,注入小鼠体内后,小鼠不死亡。2,S型菌落光滑,菌体有多糖荚膜,有毒,注入到小鼠体内可以使小鼠患病死亡。3,用加热的方法杀死S型细菌后注入到小鼠体内,小鼠不死亡; 二,噬菌体侵染细菌的实验:1,噬菌体侵染细菌的实验过程:吸附→侵入→复制→组装→释放。2,DNA中P的含量多,蛋白质中P的含量少;蛋白质中有S而DNA中没有S,所以用放射性同位素35S标记一部分噬菌体的蛋白质,用放射性同位素32P标记另一部分噬菌体的DNA。用35P标记蛋白质的噬菌体侵染后,细菌体内无放射性,即表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部;而用32P标记DNA的噬菌体侵染细菌后,细菌体内有放射性,即表明噬菌体的DNA进入了细菌体内。 三,烟草TMV的重建实验:1957年,Fraenkel-Conrat等人,将两个不同的TMV株系(S株系和HR株系)的蛋白质和RNA分别提取出来,然后相互对换,将S株系的蛋白质和HR株系的RNA,或反过来将HR株系的蛋白质和S株系的RNA放在一起,重建形成两种杂种病毒,去感染烟草叶片。 6.说出分子生物学的主要研究内容。 答:1,DNA重组技术;2,基因表达调控研究;3,生物大分子的结构功能研究----结构分子生物学;4,基因组、功能基因组与生物信息学研究。 第二章染色体与DNA 3.简述真核生物染色体的组成及组装过程 真核生物染色体除了性细胞外全是二倍体,DNA以及大量蛋白质及核膜构成的核小体是染色体结构的最基本单位。核小体的核心是由4种组蛋白(H2A、H2B、H3和H4)构成的扁球状8聚体。 蛋白质包括组蛋白与非组蛋白。组蛋白是染色体的结构蛋白,它与DNA组成核小体,含有大量赖氨酸核精氨酸。非组蛋白包括酶类与细胞分裂有关的蛋白等,他们也有可能是染色体的结构成分 由DNA和组蛋白组成的染色体纤维细丝是许多核小体连成的念珠状结构。 1.由DNA与组蛋白包装成核小体,在组蛋白H1的介导下核小体彼此连接形成直径约10nm的核小体串珠结构,这是染色质包装的一级结构。 2.在有组蛋白H1存在的情况下,由直径10nm的核小体串珠结构螺旋盘绕,每圈6个核小体,形成外径为30nm,内径10nm,螺距11nm的螺线管,这是染色质包装的二级结构。 3.由螺线管进一步螺旋化形成直径为0.4μm的圆筒状结构,称为超螺线管,这是染色

分子生物学总结完整版

分子生物学总结完整版 1、结构分子生物学; 2、基因表达的调节与控制; 3、DNA重组技术及其应用; 4、结构基因组学、功能基因组学、生物信息学、系统生物学 第二章DNA and Chromosome 1、DNA的变性:在某些理化因素作用下,DNA双链解开成两条单链的过程。 2、 DNA复性:变性DNA在适当条件下,分开的两条单链分子按照碱基互补原则重新恢复天然的双螺旋构象的现象。 3、 Tm(熔链温度): DNA加热变性时,紫外吸收达到最大值的一半时的温度,即DNA分子内50%的双链结构被解开成单链分子时的温度) 4、退火:热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性,称为退火 5、假基因:基因组中存在的一段与正常基因非常相似但不能表达的DNA序列。以Ψ来表示。 6、 C值矛盾或C值悖论:C值的大小与生物的复杂度和进化的地位并不一致,称为C值矛盾或C值悖论(C-Value Paradox)。 7、转座:可移动因子介导的遗传物质的重排现象。 8、转座子:染色体、质粒或噬菌体上可以转移位置的遗传成分

9、 DNA二级结构的特点:1)DNA分子是由两条相互平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成;2)DNA分子中的脱氧核苷酸和磷酸交替连接,排在外侧,构成基本骨架,碱基排列在外侧;3)DNA分子表面有大沟和小沟;4)两条链间存在碱基互补,通过氢键连系,且A=T、G ≡ C(碱基互补原则);5)螺旋的螺距为 3、4nm,直径为2nm,相邻两个碱基对之间的垂直距离为0、34nm,每圈螺旋包含10个碱基对;6)碱基平面与螺旋纵轴接近垂直,糖环平面接近平行 10、真核生物基因组结构:编码蛋白质或RNA的编码序列和非编码序列,包括编码区两侧的调控序列和编码序列间的间隔序列。特点:1)真核基因组结构庞大哺乳类生物大于2X109bp;2)单顺反子(单顺反子:一个基因单独转录,一个基因一条mRNA,翻译成一条多肽链;)3)基因不连续性断裂基因(interrupted gene)、内含子(intron)、外显子(exon);4)非编码区较多,多于编码序列(9:1) 5)含有大量重复序列1 1、Histon(组蛋白)特点:极端保守性、无组织特异性、氨基酸分布的不对称性、可修饰作用、富含Lys的H5 12、核小体组成: 由组蛋白和200bp DNA组成 13、转座的机制:转座时发生的插入作用有一个普遍的特征,那就是受体分子中有一段很短的被称为靶序列的DNA会被复

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。从一条mRNA只能翻译出一条多肽链。10.多顺反子(polycistron): 原核生物具有操纵子结构,几个结构基因转录在一条mRNA 链上,因而转录物为多顺反子。每个顺反子分别翻译出各自的蛋白质。 11.原核生物mRNA结构的特点: (1) 原核生物mRNA往往是多顺反子的,即每分子mRNA带有几种蛋白质的遗传信息。 (2)mRNA 5‘端无帽子结构,3‘端无多聚A尾。 (3)mRNA一般没有修饰碱基。 12.真核生物mRNA结构的特点: (1)5‘端有帽子结构。即7-甲基鸟嘌呤-三磷酸鸟苷m7GpppN。 (2)3‘端大多数带有多聚腺苷酸尾巴。 (3)分子中可能有修饰碱基,主要有甲基化。 (4)分子中有编码区和非编码区。 14.tRNA的结构特点 (1)tRNA是单链小分子。 (2)tRNA含有很多稀有碱基。 (3)tRNA的5‘端总是磷酸化,5’末端核苷酸往往是pG. (4)tRNA的3‘端是CCA-OH序列。是氨基酸的结合部位。 (5)tRNA的二级结构形状类似于三叶草,含二氢尿嘧啶环(D环)、T环和反密码子环。

现代分子生物学总结题库

第一章、基因的结构和功能实体及基因组 1、基因定义 基因(遗传因子)是遗传的物质基础,是DNA(脱氧核糖核酸)分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列的总称,携带有遗传信息的DNA序列,是具有遗传效应的DNA分子片段,是控制性状的基本遗传单位,通过指导蛋白质的合成来表达自己所携带的遗传信息,从而控制生物个体的性状表现。 2、DNA修复 DNA修复(DNA repairing)是细胞对DNA受损伤后的一种反应,这种反应可能使DNA结构恢复原样,重新能执行它原来的功能;但有时并非能完全消除DNA的损伤,只是使细胞能够耐受这DNA的损伤而能继续生存。也许这未能完全修复而存留下来的损伤会在适合的条件下显示出来(如细胞的癌变等),但如果细胞不具备这修复功能,就无法对付经常在发生的DNA损伤事件,就不能生存。对不同的DNA损伤,细胞可以有不同的修复反应。3、DNA损伤 DNA损伤是复制过程中发生的DNA核苷酸序列永久性改变,并导致遗传特征改变的现象。情况分为:substitutation (替换)deletion (删除)insertion (插入)exon skipping (外显子跳跃)。 DNA损伤的改变类型:a、点突变:指DNA上单一碱基的变异。嘌呤替代嘌呤(A与G之间的相互替代)、嘧啶替代嘧啶(C与T之间的替代)称为转换(transition);嘌呤变嘧啶或嘧啶变嘌呤则称为颠换(transvertion)。b、缺失:指DNA链上一个或一段核苷酸的消失。c、插入:指一个或一段核苷酸插入到DNA链中。在为蛋白质编码的序列中如缺失及插入的核苷酸数不是3的整倍数,则发生读框移动(reading frame shift),使其后所译读的氨基酸序列全部混乱,称为移码突变(frame-shift mutaion)。d、倒位或转位:(transposition)指DNA链重组使其中一段核苷酸链方向倒置、或从一处迁移到另一处。 e、双链断裂:对单倍体细胞一个双链断裂就是致死性事件。 4、同源重组 同源重组,(Homologus Recombination)是指发生在姐妹染色单体(sister chromatin) 之间或同一染色体上含有同源序列的DNA分子之间或分子之内的重新组合。同源重组需要一系列的蛋白质催化,如原核生物细胞内的RecA、RecBCD、RecF、RecO、RecR等;以及真核生物细胞内的Rad51、Mre11-Rad50等等。同源重组反应通常根据交叉分子或holiday 结构(Holiday Juncture Structure) 的形成和拆分分为三个阶段,即前联会体阶段、联会体形成和Holiday 结构的拆分。 a、基因敲除 基因敲除(geneknockout),是指对一个结构已知但功能未知的基因,从分子水平上设计实验,将该基因去除,或用其它顺序相近基因取代,然后从整体观察实验动物,推测相应基因的功能。这与早期生理学研究中常用的切除部分-观察整体-推测功能的三部曲思想相似。基因敲除除可中止某一基因的表达外,还包括引入新基因及引入定点突变。既可以是用突变基因或其它基因敲除相应的正常基因,也可以用正常基因敲除相应的突变基因。 b、因转移法 同源重组(homologousrecombination)是将外源基因定位导人受体细胞染色体上的方法,因为在该座位有与导人基因同源的序列,通过单一或双交换,新基因片段可替换有缺陷的基因片段,达到修正缺陷基因的目的。位点特异性重组是发生在两条DNA链特异位点上的重组,重组的发生需一段同源序列即特异性位点(又称附着点;attachmentsite,att)和位点特异性的蛋白因子即重组酶参与催化。重组酶仅能催化特异性位点间的重组,因而重组具有特异性和高度保守性。

现代分子生物学考研复习重点

现代分子生物学考研复习资料整理 第一章绪论 分子生物学:是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构及其重要性、规律性和相互关系的科学 分子生物学的主要研究内容 1、DNA重组技术 2、基因表达调控研究 3、生物大分子的结构功能研究——结构分子生物学 4、基因组、功能基因组与生物信息学研究 5、DNA的复制转录和翻译 第二章染色体与DNA 半保留复制:DNA在复制过程中碱基间的氢键首先断裂,双螺旋解旋并被分开,每条链分别作为模板合成新链,产生互补的两条链。这样新形成的两个DNA分子与原来DNA分子的碱基顺序完全一样,因此,每个子代分子的一条链来自亲代DNA,另一条链则是新合成的,所以这种复制方式被称为DNA半保留复制 DNA半不连续复制:DNA双螺旋的两条链反向平行,复制时,前导链DNA的合成以5′-3′方向,随着亲本双链体的解开而连续进行复制;后随链在合成过程中,一段亲本DNA单链首先暴露出来,然后以与复制叉移动相反的方向、按照5′-3′方向合成一系列的冈崎片段,然后再把它们连接成完整的后随链,这种前导链的连续复制和后随链的不连续复制称为DNA 的半不连续复制 原核生物基因组结构特点:1、基因组很小,大多只有一条染色体2、结构简练3、存在转录单元,多顺反子4、有重叠基因 真核生物基因组的结构特点:1、真核基因组庞大,一般都远大于原核生物的基因组2、真核基因组存在大量的重复序列3、真核基因组的大部分为非编码序列,占整个基因组序列的90%以上,该特点是真核生物与细菌和病毒之间最主要区别4、真核基因组的转录产物为单顺反子5、真核基因是断裂基因,有内含子结构6、真核基因组存在大量的顺式作用元件,包括启动子、增强子,沉默子等7、真核基因组中存在大量的DNA多态性8、真核基因组具有端粒结构 DNA转座(移位)是由可移位因子介导的遗传物质重排现象 DNA转座的遗传学效应:1、转座引入插入突变2、转座产生新的基因3、转座产生的染色体畸变4、转座引起生物进化 转座子分为插入序列和复合型转座子两大类 环状DNA复制方式:θ型、滚环型和D-环型 第三章生物信息的传递(上)从DNA到RNA 转录:指拷贝出一条与DNA链序列完全相同的RNA单链的过程 启动子:是一段位于结构基因5′段上游区的DNA序列,能活化RNA聚合酶,使之与模板DNA准确地结合并具有转录起始的特异性 原核生物启动子结构:存在位于-10bp处的TATA区和-35bp处的TTGACA区,其是RNA聚合酶与启动子的结合位点,能与σ因子相互识别而具有很高的亲和力 终止子:是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列(促进转录终止的DNA序列) 终止子的类型:不依赖于ρ因子和依赖于ρ因子 增强子:能增强或促进转录起始的序列 增强子的特点:1、远距离效应2、无方向性3、顺式调节4、无物种和基因的特异性5、具

现代分子生物学总结

第一章、基因的结构与功能实体及基因组 1、基因定义 基因(遗传因子)就是遗传的物质基础,就是DNA(脱氧核糖核酸)分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列的总称,携带有遗传信息的DNA序列,就是具有遗传效应的DNA分子片段,就是控制性状的基本遗传单位,通过指导蛋白质的合成来表达自己所携带的遗传信息,从而控制生物个体的性状表现。 2、DNA修复 DNA修复(DNA repairing)就是细胞对DNA受损伤后的一种反应,这种反应可能使DNA结构恢复原样,重新能执行它原来的功能;但有时并非能完全消除DNA的损伤,只就是使细胞能够耐受这DNA的损伤而能继续生存。也许这未能完全修复而存留下来的损伤会在适合的条件下显示出来(如细胞的癌变等),但如果细胞不具备这修复功能,就无法对付经常在发生的DNA 损伤事件,就不能生存。对不同的DNA损伤,细胞可以有不同的修复反应。 3、DNA损伤 DNA损伤就是复制过程中发生的DNA核苷酸序列永久性改变,并导致遗传特征改变的现象。情况分为:substitutation (替换)deletion (删除)insertion (插入)exon skipping (外显子跳跃)。DNA损伤的改变类型:a、点突变:指DNA上单一碱基的变异。嘌呤替代嘌呤(A与G之间的相互替代)、嘧啶替代嘧啶(C与T之间的替代)称为转换(transition);嘌呤变嘧啶或嘧啶变嘌呤则称为颠换(transvertion)。b、缺失:指DNA链上一个或一段核苷酸的消失。c、插入:指一个或一段核苷酸插入到DNA链中。在为蛋白质编码的序列中如缺失及插入的核苷酸数不就是3的整倍数,则发生读框移动(reading frame shift),使其后所译读的氨基酸序列全部混乱,称为移码突变(frame-shift mutaion)。d、倒位或转位:(transposition) 指DNA链重组使其中一段核苷酸链方向倒置、或从一处迁移到另一处。e、双链断裂:对单倍体细胞一个双链断裂就就是致死性事件。 4、同源重组 同源重组,(Homologus Recombination)就是指发生在姐妹染色单体(sister chromatin) 之间或同一染色体上含有同源序列的DNA分子之间或分子之内的重新组合。同源重组需要一系列的蛋白质催化,如原核生物细胞内的RecA、RecBCD、RecF、RecO、RecR等;以及真核生物细胞内的Rad51、Mre11-Rad50等等。同源重组反应通常根据交叉分子或holiday结构(Holiday Juncture Structure) 的形成与拆分分为三个阶段,即前联会体阶段、联会体形成与Holiday 结构的拆分。 a、基因敲除 基因敲除(geneknockout),就是指对一个结构已知但功能未知的基因,从分子水平上设计实验,将该基因去除,或用其它顺序相近基因取代,然后从整体观察实验动物,推测相应基因的功能。这与早期生理学研究中常用的切除部分-观察整体-推测功能的三部曲思想相似。基因敲除除可中止某一基因的表达外,还包括引入新基因及引入定点突变。既可以就是用突变基因或其它基因敲除相应的正常基因,也可以用正常基因敲除相应的突变基因。 b、因转移法 同源重组(homologousrecombination)就是将外源基因定位导人受体细胞染色体上的方法,因为在该座位有与导人基因同源的序列,通过单一或双交换,新基因片段可替换有缺陷的基因片段,达到修正缺陷基因的目的。位点特异性重组就是发生在两条DNA链特异位点上的重组,重组的发生需一段同源序列即特异性位点(又称附着点;attachmentsite,att)与位点特异性的蛋白因子即重组酶参与催化。重组酶仅能催化特异性位点间的重组,因而重组具有特异性与高度保守性。 5、碱基错配对修复

高二生物会考知识点总结5篇精选

高二生物会考知识点总结5篇精选 直到高二,学生的学习自觉性增强,获取知识一方面从教师那里接受,但这种接受也应该有别于以前的被动接受,它是在经过自己思考、理解的基础上接受。另一方面通过自学主动获取知识。能否顺利实现转变,是成绩能否突破的关键。下面就是给大家带来的高二生物会考知识点,希望能帮助到大家! 1.酶的定义?由活细胞产生的具有催化作用的生物大分子 2.ATP的中文名称、结构简式?腺苷三磷酸A-P~P~P 3.叶绿体层析在滤纸条上的名称和颜色分布?自上而下:胡萝卜素(橙黄色,蓝紫光)叶黄素(黄色,蓝紫光)叶绿素a(蓝绿色,红橙光、蓝紫光)叶绿素b(黄绿色,红橙光、蓝紫光) 4.光合作用的光反应和暗反应的能量变化光:光能-活跃化学能暗:活跃化学能-稳定化学能 5.光合作用的反应式?6CO2+12H2O——>C6H12O6+6H2O+6O2 6.影响光合作用的因素?温度、光照、CO2浓度

7.有氧呼吸的场所?细胞质基质、线粒体 8.无氧呼吸的2个反应式?C6H12O6→C2H5OH+CO2+能量、C6H12O6→2C3H6O3(乳酸)+能量 9.呼吸作用的意义?氧化分解有机物,为生命活动提供能量 10.糖代谢的途径?多糖分为肝糖原与肌糖原,肝糖原能合成葡萄糖 1.解旋酶:作用于氢键,是一类解开氢键的酶,由水解ATP来供给能量它们常常依赖于单链的存在,并能识别复制叉的单链结构。在细菌中类似的解旋酶很多,都具有ATP酶的活性。大部分的移动方向是5′→3′,但也有3′→5′移到的情况,如n′蛋白在φχ174以正链为模板合成复制形的过程中,就是按3′→5′移动。在DNA复制中起作用。 2.DNA聚合酶:在DNA复制中起作用,是以一条单链DNA为模板,将单个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA 链,形成链与母链构成一个DNA分子。 3.DNA连接酶:其功能是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。如果将经过同一种内切酶剪切而成的两段DNA比喻为断成两截的梯

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