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第一章名词解释1.基因（gene）是贮存遗传信息的核酸（DNA或RNA）片段，包括编码RNA和蛋白质的结构基因以及转录调控序列两部分。
2. 结构基因（structural gene）指基因中编码RNA和蛋白质的核苷酸序列。
它们在原核生物中连续排列，在真核生物中则间断排列。
3. 断裂基因（split gene 真核生物的结构基因中，编码区与非编码区间隔排列。
4. 外显子（exon）指在真核生物的断裂基因及其成熟RNA中都存在的核酸序列。
5. 内含子（intron）指在真核生物的断裂基因及其初级转录产物中出现，但在成熟RNA 中被剪接除去的核酸序列。
6. 多顺反子RNA（polycistronic/multicistronic RNA）一个RNA分子上包含几个结构基因的转录产物。
原核生物的绝大多数基因和真核生物的个别基因可转录生成多顺反子RNA。
7. 单顺反子RNA（monocistronic RNA）一个RNA分子上只包含一个结构基因的转录产物。
真核生物的绝大多数基因和原核生物的个别基因可转录生成单顺反子RNA。
8. 核不均一RNA（heterogeneous nuclear RNA, hnRNA）是真核生物细胞核内的转录初始产物，含有外显子和内含子转录的序列，分子量大小不均一，经一系列转录后加工变为成熟mRNA。
9. 开放阅读框（open reading frame, ORF）mRNA分子上从起始密码子到终止密码子之间的核苷酸（碱基）序列，编码一个特定的多肽链。
10. 密码子（codon）mRNA分子的开放读框内从5' 到3' 方向每3个相邻的核苷酸（碱基）为一组，编码多肽链中的20种氨基酸残基，或者代表翻译起始以及翻译终止信息。
11. 反密码子（anticodon）指tRNA分子反密码环中间3个相邻的核苷酸（碱基），它们与mRNA上的三联体密码子互补配对，确保蛋白质合成时氨基酸按照密码子对号入座。
分⼦⽣物学考试（附答案版）2019-2020学年第⼀学期分⼦⽣物学⼯作基础考题⼀、（18分）1、（3分）RT-PCR的基本原理是什么？2、（3分）为了防⽌PCR产物突变，宜选⽤哪种耐热聚合酶？3、(2分) 决定退⽕温度的因素是什么？4、(3分)列举3种提⾼PCR特异性的⽅法（热启动、递减扩增、巢式PCR、佐剂的使⽤等）；5、（5分）根据所给的DNA序列设计20bp的上下游引物。
⼆、（5分）鉴别CDNA产物中是否混杂有基因组DNA污染时，引物应设计在什么位置？三、（10分）已经CDNA的部分序列，如何获得全长CDNA⽚段？四、（10分）根据所给的质粒的图，列举5个描述质粒特性的⽤语并简要说明。
（⼤概就是：amp r、ori、lacZ、MCS、T-载体、分⼦量⼩-3050bp、环状等）五、（15分）MS-PCR的引物设计六、（8分）简要⽐较Southern blotting 与Northern blotting的异同七、（24分）王博⼠发现了P66基因可能与P88 蛋⽩之间有相互作⽤，P88与cyclinD1有相互作⽤等等：（1）如何证明P66与P88之间的相互作⽤？（2）如何证明P66对cyclinD1的转录有影响？（3）如何证明P66与cyclinD1之间的功能联系及P66是通过P88对cyclinD1起作⽤？（⼤概就是蛋⽩质之间的相互作⽤、蛋⽩质与DNA之间的相互作⽤、基因功能分析及蛋⽩质通路概念等⼏部分；其中蛋⽩质通路概念⼤概内容如下：蛋⽩质通路概念A-B-C ：A存在，B沉默，C不出现；外源加⼊B，C出现；A不存在，BC存在，A蛋⽩功能表达。
）⼋、（10分）⽤⾃⼰的话简单描述什么是“表观遗传学”？什么时“组蛋⽩密码”？研究它们的意义是什么？⼀．⑴．要扩增下⾯⼀段序列，请设计出其上游和下游的引物。
gcgccagtcc tccgattgac tgagtcgccc gggtacccgt gtatccaata aaccctcttg cagttgcatc cgacttgtgg tctcgctgtt ccttgggagg gtctcctctg agtgattgac tacccgtcag cgggggtctt tcatttgggg gctcgtccgg gatcgggaga cccctgccca gggaccaccg acccaccacc gggaggtaag ctggccagca acttatctgtgtctgtccga ttgtctagtg tctatgactg attttatgcg cctgcgtcgg tactagttag要点：原则：正向引物照抄反向则反向互补数量15~25不等，但保证tm值均在55度左右近似公式： tm=4*（G+C）+2*（A+T）我在primer premier 中设计的引物如下供参考f: GCGCCAGTCCTCCGA tm：55.3r： CTAACTAGTACCGACGCAGG tm：55另外还需考虑因素：引物与基因组其他基因是否有同源性？引物⾃⾝及互相会不会有错配会不会形成⼆级结构会不会形成错配是否需要在5’端设计酶切位点及保护碱基⑵．请给出三个提⾼PCR特异性的⽅法。
分子生物学1、原核基因调控机制的类型与特点1.负转录调控：调节基因的产物是阻遏蛋白，起阻止结构基因转录的作用。
(1)负控诱导:阻遏蛋白不与诱导物结合时,结构基因不转录;(2)负控阻遏:阻遏蛋白与诱导物结合时,结构基因不转录.2.正转录调控:调节基因的产物是激活蛋白.(1)正控诱导系统:诱导物的存在是激活蛋白处于活性状态;(2)正控阻遏系统:诱导物使激活蛋白处于非活性状态.2、乳糖操纵子和色氨酸操纵子大肠杆菌乳糖操纵子：乳糖——开动大肠杆菌乳糖操纵子——表达利用乳糖的三个酶——细菌利用乳糖。
乳糖操纵子的控制模型内容（1）Z、Y、A基因的产物由同一条多顺反子的mRNA分子所编码；（2）该mRNA的启动区（P）位于阻遏基因（I）与操纵区（O）之间，不能单独起始半乳糖苷酶和透过酶基因的高效表达；（3）操纵区是DNA上的一小段序列（26bp），是阻遏物的结合位点；（4）当阻遏物与操纵区结合时，Lac mRNA的转录起始受到抑制；（5）诱导物通过与阻遏物结合，改变它的三维构象，使之不能与操纵区相结合，激发Lac mRNA 的转录。
大肠杆菌色氨酸操纵子：加入色氨酸——阻遏色氨酸操纵子—相关合成酶基因关闭。
色氨酸操纵子与负控阻遏系统Trp体系参与生物合成而不是降解;Trp合成分5步,有7个基因参与.组成包括:阻遏基因（R）、启动区(P)、操纵区（O）、前导区（L）、弱化区（a）和结构基因区；Trp操纵子的转录调控包括阻遏系统和弱化系统.3、原核与真核基因表达调控的异同4、DNA水平的表达调控染色质的丢失：不可逆核的全能性（totipotency）：细胞核内保存了个体发育所必需的全部基因基因扩增(gene amplification)：增加基因的拷贝数非洲爪蟾卵母细胞rRNA基因卵裂时，扩增2000倍，达1012个核糖体药物：诱导抗药性基因的扩增；肿瘤细胞：原癌基因拷贝数异常增加基因重排(gene rearrangement)：将一个基因从远离启动子的地方移到距它很近的位点从而启动转录。
第一章1、概念：分子生物学DNA重组技术结构分子生物学“基因”的分子生物学定义：产生一条功能多肽链或功能RNA所必需的全部核甘酸序列。
2、用你现有的知识解释DNA为什么是遗传信息的载体。
3、关注了解近几年诺贝尔奖获得者及其科学发现。
第二章名词解释:DNA的C值：C值是一种生物的单倍体基因组DNA的总量。
C值矛盾（C Value paradox）：C值一般随生物进化而增加，研究发现某些两栖类的C值甚至比哺乳动物还大，而在两栖类中C值变化也很大，这种C值与生物进化（结构和组织的复杂性）矛盾的现象称为C值矛盾。
冈崎片段DNA的半保留复制（semi-conservative replication）：由亲代DNA生成子代DNA时，每个新形成的子代DNA中，一条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种复制方式称半保留复制。
半不连续复制（semi-conservative replication）：DNA复制时其中一条子链的合成是连续的，而另一条子链的合成是不连续的，故称半不连续复制。
复制子(Replicon)：从复制原点到终点，组成一个复制单位，叫复制子。
转座子（transposon）：存在于染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。
反转录转座子（retrotransposon）：指通过RNA为中介，反转录成DNA后进行转座的可动元件。
单链结合蛋白(SSBP-single-strand binding protein)：在DNA复制过程中，稳定已被解开的DNA单链，阻止复性和保护单链不被核酸酶降解。
DNA连接酶: 双链DNA中一条链有切口，一端是3ˊ-OH，另一端是5ˊ-磷酸基，连接酶可催化这两端形成磷酸二酯键，而使切口连接，不能将两条游离的DNA单链连接起来。
在DNA复制、损伤修复、重组等过程中起重要作用。
拓扑异构酶(DNA Topisomerase):拓扑异构酶І：使DNA一条链发生断裂和再连接，作用是松解（消除）负超螺旋。
第十节分子生物学（Molecular Biology)一、学科性质及研究范围分子生物学是一门从分子水平研究生命现象的科学。
是一门由生物化学、遗传学和微生物等学科融汇发展而派生出来的边缘学科，它试图运用物理学和化学的理论和方法来阐明生命活动的规律，以达到为人类服务的目的。
分子生物学中的所谓分子，一般系针对生物大分子而言，主要为核酸和蛋白质。
糖蛋白和糖脂也是大分子物质，它们在细胞的构造和信息传递中的作用，正在受到越来越大的重视，对它们的研究也应该看成为分子生物学的重要内容之一。
生物化学和分子生物学关系密切。
但两者的侧重点有所不同，前者着重于研究生物分子，尤其是小分子，如氨基酸、葡萄糖、脂肪等的转变和新陈代谢过程，而后者着重于生物大分子的结构和功能。
还有一个重要的研究领域就是分子间信息的传递和调控。
分子生物学不仅必须逐一研究生物大分子的各别结构，还应该从更高层次来研究其组织和相互作用。
各别结构的研究是十分必要的，如核酸的碱基顺序和蛋白质的氨基酸顺序测定等，这些知识是本学科的基础，也是今后长期的研究任务。
细胞乃由无数结构各异的生物分子精巧建造而成，这个高度复杂的结构体系，即所谓超分子结构体系，绝不是它的组成成分的简单加和。
当分子与分子以某种方式结合时，就会表现出原有分子所不曾有的崭新性质和功能。
水和二氧化碳经过光合作用转变成糖，而糖的性质和水及二氧化碳根本不同。
同样，核酸由四种核苷酸，蛋白质由20种氨基酸构成。
核苷酸和氨基酸都是小分子，并不表现出任何生命物质的特征，但是一旦许许多多核苷酸或氨基酸连接成为核酸或蛋白质时，其性质就出现了从无生命物质向生命物质的飞跃。
就一个细胞来说，细胞核中的DNA 与组蛋白共同构成染色质，染色质又和为数众多的功能复杂的非组蛋白相互作用；在胞质内存在着三大类RNA间的互相作用以及RNA和蛋白质问的相互作用；生物膜系统将细胞空间分隔成各种功能区域，它们由类脂质（包括糖脂）和蛋白质（包括糖蛋白）共同组成一种嵌镶流动的膜结构，这里涉及到类脂质和蛋白质以及多糖链间的组织和相互作用。
生物化学与分子生物学的区别生物化学与分子生物学的区别在于两者的研究对象和研究内容不同。
生物化学主要研究生物体内发生的化学反应和分子结构，关注生命现
象背后的化学基础。
而分子生物学则更侧重于研究生物体内的遗传物
质DNA、RNA以及蛋白质等分子的结构、功能以及相互作用。
生物化学是一门综合性学科，涉及生物学、化学等多个学科的知识。
它主要研究生物体内的化学反应过程，如代谢途径、酶的作用机制等。
生物化学揭示了生命现象的分子基础，解释了生物体内的种种现象和
规律。
生物化学的研究对象包括蛋白质、核酸、酶等生物分子，以及
它们之间的相互作用。
分子生物学则更加聚焦于生物体内的遗传物质和分子机制。
它研究
的主要对象是DNA、RNA以及蛋白质等生物大分子，关注基因的结构和功能，以及蛋白质的合成和调控。
分子生物学通过研究基因表达、
遗传变异等现象，揭示了生物体内遗传信息传递和调控的机制。
总的来说，生物化学和分子生物学虽然有一定的重叠，但在研究对
象和研究内容上存在明显的区别。
生物化学更侧重于生物体内的化学
过程和分子结构，而分子生物学则更专注于遗传物质和分子机制的研究。
两者相辅相成，共同推动着生命科学的发展。
分子生物学名词解释：基因(gene):编码蛋白质或RNA等具有特定功能产物的遗传信息的基本单位，是染色体或基因组的一段DNA序列(对以RNA作为遗传信息载体的RNA病毒而言则是RNA序列)。
包括编码序列(外显子)、编码区前后对于基因表达具有调控功能的序列和单个编码序列间的间隔序列(内含子)。
Tm值:Tm值就是DNA熔解温度，指把DNA的双螺旋结构降解一半时的温度。
不同序列的DNA，Tm值不同。
DNA中G－C含量越高，Tm值越高，成正比关系。
中度重复序列(moderately repetitive sequence ) ：基因组中有10个到几千个拷贝的DNA 序列。
重复单元的平均长度约300bp。
高度重复序列（highly repetitive sequence ）：基因组中有数千个到几百万个拷贝的DNA 序列。
这些重复序列的长度为6~200碱基对。
启动子（promoter ）：DNA分子上能与RNA聚合酶结合并形成转录起始复合体的区域，在许多情况下，还包括促进这一过程的调节蛋白的结合位点。
增强子(enhancer element )：增强基因启动子工作效率的顺式作用序列，能够在相对于启动子的任何方向和任何位置(上游或下游)上都发挥作用。
分子杂交(molecular hybridization )：不同来源或不同种类生物分子间相互特异识别而发生的结合。
如核酸(DNA、RNA)之间、蛋白质分子之间、核酸与蛋白质分子之间、以及自组装单分子膜之间的特异性结合。
限制性内切酶（restriction endonuclease）：识别并切割特异的双链DNA序列的一种内切核酸酶。
反式作用因子(trans-acting factor )：通过直接结合或间接作用于DNA、RNA等核酸分子，对基因表达发挥不同调节作用(激活或抑制)的各类蛋白质因子。
半保留复制(semiconservative replication )：DNA复制时亲代DNA的两条链解开，每条链作为新链的模板，从而形成两个子代DNA分子，每一个子代DNA分子包含一条亲代链和一条新合成的链。
第0章绪论一、名词解释1.分子生物学2.单克隆抗体二、填空1．分子生物学的研究内容主要包含（）、（）、（）三部分。
三、是非题1、20世纪60年代，Nirenberg建立了大肠杆菌无细胞蛋白合成体系。
研究结果发现poly(U)指导了多聚苯丙氨酸的合成，poly(G)指导甘氨酸的合成。
（×）四、简答题1. 分子生物学的概念是什么？2. 你对现代分子生物学的含义和包括的研究范围是怎么理解的？3. 分子生物学研究内容有哪些方面？4. 分子生物学发展前景如何？5. 人类基因组计划完成的社会意义和科学意义是什么？6．简述分子生物学发展史中的三大理论发现和三大技术发明。
7. 简述分子生物学的发展历程。
8. 二十一世纪生物学的新热点及领域是什么？9. 21世纪是生命科学的世纪。
20世纪后叶分子生物学的突破性成就，使生命科学在自然科学中的位置起了革命性的变化。
试阐述分子生物学研究领域的三大基本原则，三大支撑学科和研究的三大主要领域？答案：一、名词解释1.分子生物学：分子生物学就是研究生物大分子之间相互关系和作用的一门学科，而生物大分子主要是指基因和蛋白质两大类；分子生物学以遗传学、生物化学、细胞生物学等学科为基础，从分子水平上对生物体的多种生命现象进行研究。
2.单克隆抗体：只针对单一抗原决定簇起作用的抗体。
二、填空1.结构分子生物学，基因表达与调控，DNA重组技术三、是非题四、简答题1. 分子生物学的概念是什么？答案：有人把它定义得很广：从分子的形式来研究生物现象的学科。
但是这个定义使分子生物学难以和生物化学区分开来。
另一个定义要严格一些，因此更加有用：从分子水平来研究基因结构和功能。
从分子角度来解释基因的结构和活性是本书的主要内容。
2. 你对现代分子生物学的含义和包括的研究范围是怎么理解的？分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科，它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，是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。
分子生物学专业名词AAllele(等位基因)：在染色体上占据给定位点基因的不同形式。
Alu family (Alu 家族)：人类基因组中一系列分散的相关序列，每个约300bp 长。
每个成员其两端有Alu 切割位点(名字的由来)。
Amber codon ( 琥珀密码子)：核苷酸三联体UAG，引起蛋白质合成终止的三个密码子之一。
Aminoacyl-tRNA ( 氨酰-tRNA)：是携带氨基酸的转运RNA，共价连接位在氨基酸的NH2基团和tRNA 终止碱基的3`或者2`－OH基团上。
Aminoacyl-tRNA synthetases ( 氨酰-tRNA 合成酶)：催化氨基酸与tRNA 3`或者2`－OH 基团共价连接的酶。
Amplification ( 扩增)：指产生一个染色体序列额外拷贝，以染色体内或者染色体外DNA形式簇存在。
Annealing (退火)：两条互补单链配对形成双螺旋结构。
Antibody ( 抗体)：由B 淋巴细胞产生的蛋白质(免疫球蛋白质)，它能识别特殊的外源“抗原”，从而引起免疫应答。
Anticoding strand (反编码链)：DNA 双链中作为膜板指导与之互补的RNA合成的链。
Antigen (抗原)：进入基体后能引起抗体(免疫球蛋白质)合成的分子。
Antitermination protein ( 抗终止蛋白质)：能够使RNA 聚合酶通过一定的终止位点的蛋白质。
Apoptosis ( 细胞凋亡)：细胞进行程序性死亡的能力；对刺激应答使通过一系列特定反应摧毁细胞的途径发生。
Attenuation (衰减)：控制一些细菌启动子表达中涉及的转录终止调控。
Attenuator (衰减子)：衰减发生处的一种内部终止子序列。
Autonomous controlling element ( 自主控制元件)：玉米中一种具有转座能力的转座元件。
BBacteriophage (细菌噬菌体)：侵染细菌的病毒，通常简称为噬菌体。
高中生物知识——分子生物学与分子遗传学如今，生物学的研究范畴越来越广，分支学科也越来越复杂。
在其中，分子生物学以及分子遗传学则是生物学中备受瞩目的两个分支。
这两个分支学科是现代生物学的两个重要组成部分，在诸多领域都有重要的应用价值和现实意义。
今天，我们便来深入分析一下高中生物学知识中的分子生物学与分子遗传学。
一、分子生物学分子生物学是研究生物大分子结构、分子生物学基本单位、生命过程与分子结构等问题的一门综合学科，它是由生物化学、分子遗传学和微生物学等多个学科共同组成的。
其中，重点研究物质的分子结构、化学成分、功能以及它们在生命过程中的作用。
在分子生物学中，重要的基本单位就是生物大分子。
目前被广泛研究的大分子主要有三类，分别是蛋白质、核酸和多糖。
蛋白质是大分子中研究最为深入的一类，它们在生命过程中扮演着重要的角色。
比如酶就是一种特殊的蛋白质，可以加速化学反应。
另外，细胞膜上的受体蛋白则是细胞与环境之间传递信息的重要媒介。
此外，核酸的研究在分子生物学中也十分重要，它们不仅构成细胞核的基础，而且还可以传递遗传信息。
有了基本单位的认识后，在分子生物学中，人们通过研究生物大分子的结构、功能以及其在生命过程中的作用等方面，加深对细胞机理与分子间的相互作用的认识，进而推动生物科学向更高的层次发展。
二、分子遗传学分子遗传学是遗传学的一个重要分支学科，它是研究遗传信息的携带者（DNA），以及DNA转录为RNA、翻译为蛋白质的遗传信息传递过程的学科。
近年来，随着计算机科学技术不断发展，分子遗传学的研究方法与手段也得到了极大地改进。
DNA分子的发现，标志着分子生物学与遗传学的结合，同时也为分子遗传学的研究提供了强有力的手段。
DNA作为载体，承载着细胞体内的遗传信息，但其自身也是一个具有特殊性质的生物大分子。
通过对DNA序列的解析，我们可以深入了解基因的结构和功能，了解基因在生命活动中的作用。
再次，RNA的研究也是分子遗传学中不可缺少的一个分支。
基因（gene）：指具有遗传学效应的核酸（通常为DNA，部分病毒为RNA）片段，是核酸分子中储存遗传信息的遗传单位，指储存有功能的蛋白质 / 多肽或RNA序列信息（编码序列 / 结构基因）及表达这些信息所需的序列（调控序列 / 调控基因）， 还包括内含子、编码区5’端上游和3’端下游的非编码序列。 蛋白质 / 多肽和RNA的结构信息以基因的形式储存在DNA / RNA中。 DNA的结构特点：一级结构，二级结构（双螺旋），高级结构（核小体、超螺旋） 基因的基本结构包括结构基因和调节基因/调控序列。 结构基因/编码区： 能通过转录产生与其序列互补对应的RNA的DNA片段。 调节基因 / 调控序列/非编码区：指能对其下游临近的结构基因的转录发挥调控作用的DNA片段。 操纵子：为原核生物的一个转录单位，由一个调控序列及若干个功能相关的结构基因构成，即由一个相对简单的调控序列，调控多个串联的功能相关基因的转录，具“一控多”的特点，具体表现为： ⑴调控序列：主要包括上游的启动子（promoter，P）和下游的终止子(ter)。 ⑴调控序列：主要包括上游的启动子（promoter，P）和下游的终止子(ter)。 ①启动子：位于原核生物结构基因上游-1∽-40范围，能被特异性的RNA聚合酶辨认结合，并启动转录的DNA片段，是调控转录的关键部位。原核生物启动子结构特点：-10区为保守的富含TATAAT的Pribnow box，-35区为保守的富含TTGACA的GACA box。 ②终止子(ter)：位于结构基因的下游，可导致转录终止的DNA片段。 ⑵结构基因：若干个功能相关的结构基因相互串联。 ⑶转录单位：若干个结构基因共用上游一个调控序列，其转录产物mRNA属多顺反子，能指导合成若干条多肽链。 真核生物的基因结构 由多个部件组成的调控序列及一个结构基因组成，即由多个调控部件调控一个结构基因（为断裂基因，由内含子和外显子组成）的转录，具“多控一”的特点。 启动子（P）: 位于真核生物结构基因上游-1∽-40范围，能被特异性的RNA聚合酶辨认结合，并启动转录的DNA片段，在大约-25区，有保守的核心序列：TATA序列，称为Hognest盒或TATA盒(TATA box)。 启动子上游元件：位于启动子的TATA盒上游的保守序列，距转录起始点约-40～-100bp，常见的是GC盒和CAAT盒，能够被反式作用因子识别并结合。 增强子：距离转录起始点较远，（多在上游-100～-300bp处，也可在内含子中），能够被反式作用因子识别并结合，促进邻近或远隔基因的转录。 ⑵结构基因：真核生物的结构基因为断裂基因（split gene），由若干个相互隔开的编码区（外显子）和非编码区（内含子）组成。 外显子(exon)：在真核生物结构基因中，被内含子隔断，其转录产物在转录后加工过程中被剪接而保留下来，并表达为mRNA/tRNA/rRNA的DNA片段，具有编码氨基酸/核苷酸序列的效应； 内含子(intron)：在真核生物的结构基因中，隔断外显子，其转录产物在转录后加工过程中被剪除的DNA片段，不具有编码效应。 ⑶转录单位： 由多个调控序列构成顺式作用元件与编码一条多肽链的一个结构基因串联而成，其转录产物hnRNA需进一步加工，才能形成熟的mRNA，且该mRNA属单顺反子，只能指导合成一条多肽链。 基因组（gencme） 细胞或生物中，一套完整单倍体遗传物质的总和（包括一种生物所需的全套基因及间隔序列）。 人类基因组包含22条染色体和X、Y两条性染色 体上的全部遗传物质（核基因组）以及胞质中线粒 体上的遗传物质（线粒体基因组）。DNA分子上，除了具有生物学功能的基因外，还含有许多目前不十分清楚的序列---间隔序列，它们可能同样含有遗传信息。 一个生物的所有基因加上那些可能带有或不带有遗传信息的间隔序列，即一个细胞中全部的DNA就组成一个基因组。除了位于细胞核中的核基因组外，不同的物中 可能还有线粒体基因组、叶绿体基因组等。 基因组结构 不同的基因在核酸分子中的排布情况及间隔序列的组成和分布情况。 基因组学 研究生物基因组的结构与功能，包括基因组作图、基因定位、序列分析及基因功能分析等。 以细菌为代表讲述，有称bacteria genome。 细菌是基因工程研究的主要材料之一。因为： 1.构造相对简单，基因结构也不复杂，取材便利，易于培养，可选择突变株进行研究，实验结果容易重复 2.与人类有共同的生物学规律，如： （1）遗传物质都是DNA； （2）主要的功能分子都是蛋白质； （3）基因密码是通用的。 3.E.coli,是分子克隆的“明星“。 一、原核生物基因组结构与功能的特点 1.基因组通常仅由一条环状双链DNA分子组成。 其DNA是与蛋白质结合，但并不形成染色体结构，只是习惯上将之称为染色体。细菌染色体DNA在胞内形成一个致密区域，即类核（nucleoid），类核无核膜将之与胞浆分开。 2.具有操纵子结构。 操纵子（operon） 是指数个功能相关的结构基因串联在一起，构成信息区，连同其上游的调控区（包括启动和操纵区）及其下游的转录终止子构成的基因表达单位。 3.基因序列是连续的，无内含子结构。 4.基因组中只有1个复制起点。 5.结构基因无重叠现象，基因组中任何一段DNA不会用于编码2种蛋白。 6.编码区和非编码区在基因组中约各占50%，非编码区主要是调控序列。 7.基因组中的重复序列很少。 8. 结构基因多为单拷贝，但编码rRNA的基因往往是多拷贝，这有利于核糖体的快速组装。 9.细菌基因组中存在可移动的DNA序列，包括插入序列和转座子。 10.原核基因的基本结构特点： 调控序列、启动子（promoter）、操纵序列（operator）、结构基因（structure gene）、终止子（terminator）。 第二节 真核生物基因 一.真核生物基因组的结构 (一)真核基因的基本结构特点 1.结构基因为断裂基因。 （1）结构基因 指能转录成为mRNA、rRNA或tRNA的DNA序列。 （2）断裂基因（split gene）： 在真核生物结构基因中，编码序列不是连续的，而是被许多非编码序列分割成数段，因而称真核生物的结构基因为断裂基因。 （3）内含子和外显子 真核生物的结构基因是不连续的，编码序列被非 编码序列打断。 编码序列称为外显子（extron）。 在编码序列之间的序列称为内含子（intron）。 2.顺式调控元件 顺式调控元件（cis—acting elements）： 真核生物转录起始点上游的DNA序列，与结构基因表达调控相关，能够被基因调控蛋白特异性识别和结合。 反式作用因子（trans—acting factors）：能与顺式调控元件结合，调节基因转录活性的蛋白质因子。 顺式调控元件有： （1）启动子（promoter） ①概念：是可与RNA-pol 特异性识别结合并促进DNA转录的DNA序列。 ②结构特点：位于结构基因上游，多数有保守序列5`-TTGACA-3` 和5`-TATAAT-3`，该保守序列不一定位于-35区和-10区。 ③功能特点：启动子有方向性决定转录方向及那一条DNA链作模板转录 （2）上游启动子元件（upstream promoter elements ups） ①概念：位于启动子上游的一些促进转录的特定的DNA序列 ②结构特点：有保守序列GC盒和CAAT盒。 ③功能特点：反式作用因子可与这些元件结合，通过调节TATAbox结合蛋白（TBP）与TATA box的结合、RNA-pol与启动子结合及转录起始复合物形成来调控基因转录效率。 （3）反应元件（response elements） ①概念：能介导基因对细胞外的某种信号产生反应的DNA序列，是顺式调控元件的一种。 ②结构特点：通常位于启动子附近和增强子内，都具有较短的保守序列，有不少是回文序列。 ③功能特点：介导基因对细胞外的某种信号产生反应。 ④举例：热休克反应元件位于启动子附近，糖皮质激素反应元件位于增强子内。 （4）增强子（enhancer） ①概念：能增强邻近基因的转录DNA序列。 ②结构特点：一般位于转录起始点上游-100～-300bp处，但在基因之外或某些内含子中也有增强子序列。 ③功能特点：①增强启动子发挥作用；②不受序列方向制约；③可在所作用的基因的上游或下游，多位于上游；④不受与作用基因之间距离的远近的影响。 ※沉默子 负调控序列、负增强子 （5）加尾信号 在结构基因的最后一个外显子中有一个保守的AATAAA序列，此位点下游有一段GT丰富区或T丰富区，这两部分序列共同构成poly(A)加尾信号。 二)基因家族(gene family) 基因家族 是指核苷酸序列或编码产物具有一定程度同源性的一组基因. 根据家族中各成员同源性分5类: 1.核苷酸序列相同 实为多拷贝基因，可分为： 单纯多基因家族 复合多基因家族 1）单纯多基因家族：如tRNA家族 tRNA基因:同种tRNA往往串联在一起形成基因簇， 2）复合多基因家族：如组蛋白基因家族 5种组蛋白串联成一个单元，再由许多单元串联成族。 2. 核苷酸序列高度同源 如人类生长激素基因家族，包括： 人生长激素（hGh）、人胎盘促乳素（hcs）和催乳素. 它们之间的同源性很高，尤其是hGh和hcs之间，蛋白质氨基酸序列有85%的同源性，mRNA上序列上有92%的同源性，说明它们是来自一个共同祖先基因。
3. 编码产物具有功能区，但基因的核苷酸序列可能不同。 如src癌基因家族 此家族中各基因的DNA序列没有明显的同源性。但每个基因产物都含有250个氨基酸序列的同源蛋白激酶结构
