分子生物学 第八章

序列中对应于外显子的部 分可能还不到10% 图8-1是哺乳动物二氢叶酸还原酶基因，全长25一31 kb,但6 个外显子总长只有2kb。少数基因根本不带内含子。前尚 不清楚内含子的生理功能。某些基因完全除去内含子
以后，照样可以产生有活性的mRN A; 另一些基因， 如SV40 T抗原基因，一旦除去内含子，成熟mRNA运 人细胞质基质的过程就完全被阻断。
10
8.1.3基因家族 • 真核细胞的DNA是单顺反子结构，很 • 少出现置于一个启动子控制之下的操纵子。 真核细胞中许多相关的基因常按功能成套 组合，被称为基因家族。 • 同一家族的成员有时紧密地排列在一起， 成为一个基因簇;但更多的时候，它们分散 在同一染色体的不同部位.甚至位于不同的 染色体上。具有各自不同的表达调控模式。
8
• 选择性剪接：同一基因的转录产物由于不同的剪接方式形成不同 mRNA的过程。 • 选择性剪接的典刑例子：小鼠淀粉酶基因表达的组织特异性变化
9
• 在小鼠肝和唾液腺这两种组织中，淀粉酶mRNA的编码 序列完全相同，但5‘端起始部分长度不同。 • 事实上,L外显子只是唾液腺淀粉酶基因中内含子序列的 一部分，将在mRNA成熟过程中被切除。 • 有实验证明，由S外显子起始的转录产物是由L外显子起 始转录产物的100倍以上。 • 由于一个基因的内含子成为另一个基因的外显子，形成 基因的差异表达，这是真核基因断裂结构的一个重要特 点。
现代分子生物学
指导老师：杨林松 演绎人：徐楸能
1
8.1真核基因表达调控相关概念和一 般规律
•
• 8.1.1基因表达的基本概念 基因组： 一个细胞或病毒所携带的全部遗传 信息或整套基因。 基因：指能产生一条肽链或功能RNA所必需的 DNA片段。它包括编码区和其上下游区域。以 及在编码片段间(外显子)的间断切割序列（内 含子) 基因表达：基因经过转录、翻译，产生具有特 异生物学功能的蛋自质分子或RNA分子的过程。 基因表达调控：受内源及外源信号调控的这个 调控的过程。

第八章重组DNA技术一、选择单选1、下列哪项不属于生物工程？A. PCR技术B.重组DNA技术C.蛋白质工程D.酶工程E.细胞工程2、重组DNA技术中所用的限制酶是哪类？A.Ⅰ型限制酶B.Ⅱ型限制酶C.Ⅲ型限制酶D.Ⅳ型限制酶E.Ⅴ型限制酶3、可以利用蓝白筛选法筛选用pUC转化的重组DNA克隆，是因为pUC包含以下哪种元件？A.复制起点B. amp RC.acZ'D.多克隆位点MCSE.调节基因lacI4、关于λ噬菌体，以下叙述错误的是A.基因组DNA的部分序列并非溶原性生长所必需B.基因组DNA感染大肠杆菌后形成闭环结构C.在溶原性生长时进行滚环复制D.复制时形成多联体结构E.其转化的细菌经过培养形成噬菌斑5、pBR322质粒包含两个抗性基因：氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，据此可以利用哪种方法筛选重组DNA克隆？A.α互补B. PCRC.插入失活D.核酸分子杂交E.蓝白筛选6、制备重组DNA首先要制备目的DNA，要保证目的DNA的量和纯度能满足重组要求。

常用的制备方法不包括A.PCR扩增B.从组织细胞分离基因组DNAC.化学合成D.逆转录合成cDNAE.限制酶截取7、第一种应用于临床的重组蛋白是A.基因工程疫苗B.基因工程抗体C.激素D. 生长因子E.细胞因子8、在重组DNA技术中，目的DNA与载体在体外连接的过程称为DNA的体外重组。

体外重组的方法不包括：A.加人工接头连接B.加同聚物尾连接C.互补黏端连接D.连接E.平移连接9、重组DNA的宿主细胞有原核细胞和真核细胞。

用于制备基因文库的宿主细胞主要是A.哺乳动物细胞B.大肠杆菌C.酵母D.枯草杆菌E.昆虫细胞10、哪种方法要求宿主细胞必须是感受态细胞？A.CaCl2法B.病毒感染法C.脂质体载体法D.显微注射法E.穿刺法11、蓝白筛选属于筛选重组DNA克隆方法的哪种？A.PCR分析B.插入失活分析C.核酸分子杂交分析D.酶切分析E.免疫分析12、重组DNA技术领域常用的质粒DNA是A. T病毒基因组DNA的一部分B. 细菌染色体外的独立遗传单位C. 细菌染色体DNA的一部分D. 真核细胞染色体外的独立遗传单位E. 真核细胞染色体DNA的一部分13、某限制性内切核酸酶切割5’…GGGGGG▼AATTCC…3’序列后产生A. 5’突出末端B. 5’或3’突出末端C. 5’及3’突出末端D. 3’突出末端E. 平末端14、“克隆”某一目的DNA的过程不包括A. 重组DNA分子导人受体细胞B. 外源基因与载体的拼接C. 基因载体的选择与构建D. 筛选并无性繁殖含重组分子的受体细胞E. 表达目的基因编码的蛋白质15、关于基因文库及其构建，以下叙述错误的是A.基因文库包括基因组文库和cDNA文库B.构建基因组文库常用的克隆载体是λ噬菌体、粘粒和酵母人工染色体系统C.目前构建的cDNA文库可以包含一种生物基因组所含的全部编码序列D.真核生物cDNA文库中的目的基因可以在原核细胞内表达活性产物E.构建cDNA文库要用到逆转录酶多选：1、用目的DNA和质粒制备重组DNA，下列哪些工具酶是必需的？A.DNA聚合酶B.核酸酶C.连接酶D.限制酶E.修饰酶2、影响限制酶切割效率的因素有那些？A.底物纯度B.底物甲基化程度C.底物结构D.反应温度E.反应体系组成3、哪些因素会降低限制酶的特异性?A.高浓度限制酶B.高浓度甘油C.低离子强度D.用Mn2+取代Mg2+E.高pH值4、限制酶的应用非常广泛，包括:A.DNA重组B.质粒改造C. DNA杂交D.探针制备E.基因定位5、关于重组DNA技术使用的DNA 连接酶A.用以将目的DNA与载体共价连接成重组DNAB.包括大肠杆菌DNA连接酶和T4 DNA连接酶C.大肠杆菌DNA连接酶需要NAD，而T4 DNA连接酶需要ATPD.大肠杆菌DNA连接酶用于连接切口或互补黏端E.T4 DNA连接酶用于连接互补黏端或平端6、重组DNA技术常用的DNA聚合酶有A.DNA聚合酶ⅠB. Klenow片段C. Taq DNA聚合酶D. 逆转录酶E. T4 DNA聚合酶7、载体分为克隆载体和表达载体两类。

1. 组蛋白的乙酰化及去乙酰化
1.1. 组蛋白的基本组成：组蛋白是组成核小体的基本成分， 核小体是组成染色质的基本结构单元。
{ } 染色体
DNA
核小体
蛋白质 组蛋白： H1 H2A H2B H3 H4
{非组蛋白
核小体
核小体是由H2A、H2B、H3、H4各两个分子生成的八聚体和由 大约200bpDNA组成的。八聚体在中间，DNA分子盘绕在外， 而H1则在核小体的外面。每个核小体只有一个H1。
CRE结合蛋白(cAMP response element bound protein,CREB)
cAMP信号与基因表达
• 该信号途径涉及的反应链可 表示为p311：
激素→G蛋白耦联受体→激活 G蛋白→激活腺苷酸环化酶 →cAMP →活化依赖 cAMP的蛋白激酶A→释放 催化亚基进入核内→ 底物 （CREB）磷酸化→激活基 因转录
❖rRNA 加 工 有 两 个 内容，一个是分子内 的切割，另一个是化 学修饰。
❖真 核 生 物 的 rRNA 基因转录时先产生一 个 45S 的 前 体 rRNA ， 然 后 前 体 rRNA 很 快就会被加工降解， 生成不同相对分子质 量的成熟rRNA。
rRNA化学修饰：甲基化 原核生物：碱基甲基化 真核生物：核糖甲基化
• 受体分子活化细胞功能的途径主要有两条：
– 一是受体本身或受体结合蛋白具有内源酪氨酸激酶活性， 胞内信号通过酪氨酸激酶途径得到传递；
– 二是配体与细胞表面受体结合，通过G蛋白介异的效应 系统产生介质，活化丝氨酸/苏氨酸或酪氨酸激酶，从 而传递信号。
膜受体(membrane receptor)
存在于细胞质膜上的受体，根据其结构和 转换信号的方式又分为三大类：离子通道受体， G蛋白偶联受体和跨膜蛋白激酶受体。

分子生物学（全套课件557P）简介分子生物学是研究生物分子结构、功能和相互作用的学科。

它涉及到核酸、蛋白质和其他生物分子的研究，以及它们在细胞和生物体中的功能。

本文档是一套全面的分子生物学课件，共有557页。

本课件旨在帮助读者系统地了解分子生物学的各个方面，包括基本的分子生物学原理、实验技术、研究方法以及应用等。

目录1.第一章：分子生物学概述2.第二章：DNA结构与功能3.第三章：RNA结构与功能4.第四章：蛋白质结构与功能5.第五章：基因表达调控6.第六章：基因突变与遗传变异7.第七章：分子生物学实验技术8.第八章：分子生物学研究方法9.第九章：分子生物学的应用领域第一章：分子生物学概述1.1 什么是分子生物学分子生物学是研究生物体内分子的结构、功能以及相互作用的学科。

它涉及到DNA、RNA、蛋白质等生物分子的研究，以及它们在细胞和生物体中的功能。

1.2 分子生物学的历史与发展分子生物学起源于20世纪50年代，当时发现DNA是物质遗传信息的携带者后，科学家们开始研究DNA的结构和功能，从而奠定了现代分子生物学的基础。

1.3 分子生物学的重要性分子生物学的研究对于了解生命的本质和机理至关重要。

它不仅有助于解释遗传现象，还可以揭示细胞的结构、功能和调控机制，甚至为疾病的诊断和治疗提供理论基础。

2.1 DNA的组成与结构DNA是由基因序列组成的生物分子，它由核苷酸组成。

本节将介绍DNA的基本结构、双螺旋结构和碱基对的配对方式。

2.2 DNA复制与遗传信息传递DNA复制是细胞分裂过程中最重要的事件之一，它确保了遗传信息的传递和稳定性。

本节将介绍DNA复制的过程和机制。

2.3 DNA修复与突变DNA在生物体内容易受到各种外界因素的损伤，因此细胞拥有多种修复机制来修复DNA损伤。

本节将介绍DNA修复的方式和维护基因组稳定性的重要性。

3.1 RNA的种类与功能RNA是DNA转录的产物，它在细胞内发挥着多种功能，包括mRNA的编码信息传递、tRNA的氨基酸运载和rRNA的构建核糖体等。

第八章分子生物学常用技术的原理及其应用及人类基因组学测试题一、名词解释1．分子杂交2．Southern blotting3．Northern blotting4．Western blotting5．dot blotting6．DNA芯片技术7．PCR8．功能性克隆9．转基因技术二、填空题1．Southern blotting用于研究、Northern blotting用于研究，Western blotting用于研究。

2．PCR的基本反应步骤包括、和三步。

3. 在PCR反应体系中，除了DNA模板外，还需加入、、和。

4．Sange法测序的基本步骤包括、、和。

5．目前克隆致病相关基因的主要策略有、、。

6．血友病第Ⅷ因子基因的首次克隆成功所采用的克隆策略是，而DMD致病基因的克隆所采用的克隆策略是。

三、选择题A型题1. 经电泳分离后将RNA转移到硝酸纤维素(NC)膜上的技术是：A．Southern blotting B．Northern blottingC．Western blotting D．dot blottingE．in situ hybridization2. 不经电泳分离直接将样品点在NC膜上的技术是A．Southern blotting B．Northern blottingC．Western blotting D．Dot blottingE．in situ hybridization3. 经电泳分离后将蛋白质转移到NC膜上的技术是A．Southern blotting B.Northern blottingC．Western blotting D．dot blottingE．in situ hybridization4. 经电泳后将DNA转移至NC膜上的技术是A．Southern blotting B．Northern blottingC．Western blotting D．Eastern blottingE．in situ hybridization5. PCR的特点不包括A．时间短，只需数小时 B．扩增产物量大C. 只需微量模板 D．用途非常广泛E. 底物必须标记6．用于PCR的DNA聚合酶必须A．耐热 B．耐高压 C. 耐酸 D．耐碱 E. 耐低温7．PCR反应过程中，模板DNA变性所需温度一般是A．95 °C B．85 °C C．75 °C D．65 °C E．55 °C 8．PCR反应过程中，退火温度一般是A．72 °C B．85 °C C．75 °C D．65 °C E．55 °C 9. PCR反应过程中，引物延伸所需温度一般是A．95 °C B. 82 °C C．72 °C D．62 °C E．55 °C 10．PCR反应体系不包括A. 模板DNA B．TaqDNA聚合酶C. 上、下游特异性引物A、B D．ddNTPE．含Mg2+的缓冲液11．PCR的循环次数一般为A．5～10次 B．10～15次 C．15～20次D．20～25次 E．25～30次12．PCR反应体系与双脱氧末端终止法测序体系不同的是缺少A．模板 B．引物 C. DNA聚合酶D．ddNTP E．缓冲液13．Sanger法测序不需要A．Klenow小片段 B．引物 C. dNTPD．标记dNTP E．ddNTP14．Sanger法测序的基本步骤不包括A．标记模板 B．模板一引物杂交 C．电泳D．引物的延长与合成阻断 E．放射自显影直读图15．Sanger法测序的四个反应体系中应分别加入不同的A．模板 B．引物 C标记dNTPD．DNA聚合酶 E. ddNTP16．人类基因组计划的主要研究内容不包括A．遗传图分析 B．物理图分析 C．转录图分析D. 序列图分析 E．蛋白质功能分析17．1996年，英国科学家克隆的Dolly羊所采用的技术是A．转基因技术 B．核转移技术 C．基因剔除技术D．肽核酸技术 E. 反义核酸技术18．Maxam—Gilbert法与Sanger法测序的共同点是均需A. 引物 B．Klenow大片段 C. ddNTPD. 化学裂解试剂 E．电泳后放射自显影读图19．Sanger法测序所得直读图像中，由终点至始点所读序列为A．待测DNA5¢到3¢的碱基序列B．待测DNA3¢到5¢的碱基序列C．待测DNA互补链3¢到5¢的碱基序列D．待测DNA互补链5¢到3¢的碱基序列E．引物5¢到3¢的碱基序列20．PCR实验的特异性主要取决于：A．DNA聚合酶的种类 B. 反应体系中模板DNA的量C．引物序列的结沟和长度 D．四种dNTP的浓度E. 循环周期的次数21．基因剔除(knock out)的方法主要被用来研究A．基因的结构 B．基因的功能 C. 基因的表达D．基因的调控 E．基因的突变22. 反义核酸作用主要是A．封闭DNA B．封闭RNA C．降解DNAD．降解DNA E．封闭核糖体的功能23．有关Sanger法测序的叙述，不正确的是A．只需标记一种dNTPB. 一般应去除DNA聚合酶I的5¢到3¢外切酶活性C．与dNTP相比阻断剂应尽可能的多D．反应时间不必太长E. 应采用超薄高压电泳B型题(1—5)A．Northern blotting B．dot blotting C．Western blottingD. Southern blottingE. in situ hybridizanon1.．用限制性内切酶酶切后进行电泳分离，再将DNA转移到NC膜上杂交的技术是2．电泳分离后将RNA转移至NC膜上杂交的技术是3．电泳分离后将蛋白质转移至NC膜上，与标记蛋白杂交的技术是4．不经电泳直接将样品点在NC膜上杂交的技术是5. 在组织切片上直接与探针杂交的技术是(6—8)A．95°C B．85 °C C．72°C D．65°C E．55°C 6．PCR变性温度一般是7．PCR退火温度一般是8．PCR引物延伸温度一般是(9—12)A．Taq DNA聚合酶 B. 反转录酶 C．K1cnow大片段 D．末端核苷酸转移酶 E．Klenow小片段9．同聚物加尾连接需要10．PCR需要11．Sanger法测序需要12．由mRNA合成cDNA需要X型题1.PCR反应体系中含有A．特异性引物 B．Klenow大片段 C.dNTPD．ddNTP E．35S-a-dATP2. PCR技术的反应步骤包括：A．退火 B. 复性 C. 变性 D．引物延伸E．引物终止3．DNA链末端合成终止法反应体系中含有A．引物 B．dNTP C．ddNTPD．35S-a-dATP E．TaqDNA聚合酶4．DNA链末端合成终止法反应体系中不含有A．模板 B．TaqDNA聚合酶 C．ddNTPD．化学裂解试剂 E．35S-a-dATP5．PCR技术可以用于A．病原微生物的微量检测 B．突变基因的筛选C. 法医学鉴定 D．DNA序列分析E．克隆目的基因6．克隆致病相关基因的策略包括A．定位克隆 B．非定位候选克隆 C．功能克隆D．定位候选克隆 E．随机克隆四、问答题1．何谓PCR?简述其基本原理、反应体系和主要步骤。

二、抑癌基因
抑癌基因(tumor suppressor gene ) /隐性癌 基因：是一种抑制细胞生长和肿瘤形成的基因。
如：Rb抑癌基因、抑癌基因p53
抑癌基因与原癌基因在生物学上有以下几点差异：
①在功能上，抑癌基因起负调控作用，而原癌基因起
正调控作用；
②在遗传方式上，原癌基因是显性的，而抑癌基因在
在无外源生长因子时提供了促进细胞分裂的信号；
③癌基因产物作用于细胞内生长控制途径，解除此途径
对外源刺激信号的需求。
（3）抑癌基因产物对原癌基因的调控 （4）外源信号对原癌基因表达的影响
第一节 肿瘤与癌症
内容提要： 癌基因(oncogene) 反转录病毒致癌基因 细胞转化基因 抑癌基因(tumor suppressor gene )
(-)
oncogen e
cance r
（5）基因扩增
使每个细胞中基因拷贝数增加，从而直接增 加可用的转录模板数以增加基因表达。 原癌基因
基因扩增
蛋白质结构未变化，但总量大大提高
3、基因互作与癌基因表达
（1）染色体构象对原癌基因表达的影响
基因表达不仅取决于基因本身及其相邻区域的一级
结构，也取决于其空间构象，即基因在染色体上的
• HIV病毒粒子的形态结构 • HIV基因组及其编码的蛋白 • HIV的复制
一、 HIV病毒粒子的形态结构
P24 Capsid protein
P18 Matrix protein
二、HIV基因组及其编码的蛋白
TAT and REV are essential for HIV replication
Contents
• 肿瘤与癌症 • 人免疫缺损病毒——HIV • 乙型肝炎病毒——HBV

第八章分子生物学研究方法上自测题1.（单选题）识别并切割特异DNA序列的酶是A. 非限制性核酸外切酶B. 限制性核酸内切酶C. 限制性核酸外切酶D. 非限制性核酸内切酶您的答案：2.（单选题）普通琼脂糖凝胶电泳分离DNA片段的上限是A. 30 kbB. 40 kbC. 50 kbD. 60 kb您的答案：3.（单选题）Sau3A酶切产生的DNA片段可插入到（）消化的λ噬菌体载体上A. EcoRⅠB. Hind ⅢC. BamHⅠD. SmaⅠ您的答案：4.（单选题）筛选基因文库不使用A. 核酸杂交法B. PCR筛选法C. 正负筛选法D. 免疫筛选法您的答案：5.（单选题）由于一些大肠杆菌细胞会切除带有5'-甲基胞嘧啶的外源DNA，所以实验中常选用（）菌株以防止cDNA被降解A. mrr- tonA-B. mcrA- mcrB-C. mrr- mutS-D. mrr- malA-您的答案：6.（单选题）在RFLP作图中，1 cM（厘摩）相当于重组率A. 1%B. 2%C. 5%D. 10%您的答案：7.（单选题）RAM PAGE技术使用山梨醇和海藻糖的目的是A. 提高酶的热稳定性B. 提高酶的催化性C. 提高酶的高效性D. 提高酶的专一性您的答案：8.（多选题）可改造成基因工程载体的有A. 质粒B. 噬菌体C. 哺乳动物的病毒D. 逆转录病毒DNA您的答案：9.（多选题）关于pUC质粒载体，描述正确的是A. 有大肠杆菌β-半乳糖酶基因lacZ启动子B. 有原核复制起点（ori）C. 有编码β-半乳糖苷酶全长的DNA序列D. 有氨苄青霉素抗性基因（Ampr）您的答案：10.（多选题）引物设计时应注意A. 长度一般为18~27 bpB. GC含量控制在40%~60%C. Tm值在60℃为宜D. 3'端可加外切核酸酶的识别位点您的答案：11.（多选题）在构建文库时，通常采用哪些策略提高文库的代表性A. 用机械切割法随机断裂DNA，增加克隆的随机性B. 用限制性内切核酸酶切割随机断裂DNA，增加克隆的随机性C. 减少文库重组克隆的数目，以提高文库构建的准确性D. 增加文库重组克隆的数目，以提高覆盖基因组的倍数您的答案：12.（多选题）可用于基因组文库构建的载体包括A. λ噬菌体载体B. 细菌人工染色体（BAC）C. P1源人工染色体（PAC）D. 酵母人工染色体（YAC）您的答案：13.（多选题）基因的图位克隆法需要A. 通过染色体步移技术将位于这两个标记之间的基因片段分离并克隆出来B. 通过建遗传连锁图，将目的基因定位到某个染色体的特定位C. 通过对相同生态型个体的大量限制性内切酶和杂交探针分析，找出与目的基因距离最近的分子标记D. 确定紧密连锁的RFLP或RAPD分子标记您的答案：14.（多选题）固相化pH梯度技术的优点是A. 提高了双向电泳的分辨率B. 避免了载体两性电介质向阴极漂移C. 大大提高了双向凝胶电泳结果的可重复性D. 减少了蛋白质上样量您的答案：15.（判断题）提取动物细胞的DNA，加入CATB溶解细胞膜。

• 当终止密码子UAA、UAG或UGA出现 在核糖体的A位时，没有相应的氨酰tRNA能与之结合。
• 释放因子RF能识别这些密码子并与之 结合，使肽酰转移酶将多肽链转移至 H2O分子，而不是氨酰-tRNA，释放新 生的肽链和tRNA。
• 释放因子RF具有GTP酶活性，它催化 GTP水解，使肽链与核糖体解离。
• 原核生物释放因子（release factor）
• RF1：识别终止密码子UAA和UAG • RF2：识别终止密码子UAA和UGA • RF3：具GTP酶活性，刺激RF1和 RF2活性，协助肽链的释放
• 真核细胞释放因子：eRF1 能识别三个终止密码子。
多核糖体(Polyribosome)
EF-Tu-GDP+ EF-Ts EF-Tu-Ts + GDP EF-Tu-Ts + GTP EF-Tu-GTP + EF-Ts
成肽
• 由大亚基上肽基转移酶（peptidyl transferase） 完成. • 在形成氨酰-tRNA时能量已经储存，所以，形成肽键无需补IF4E和5’端帽子结合 • eIF4A具有解螺旋酶活性,能够解开mRNA
5’端起始15bp中存在的二级结构 • eIF4B能够激活eIF4A的解螺旋酶活性 • eIF4G用于连接起始复合物中的其它因子 • PABP和mRNA 3’端poly A结合,能够促进
起始复合物的形成
• PABP 能和eIF4G 结合, mRNA形成一个环 形结构
• 跟原核生物差异之处：
• Met-tRNAi不甲酰化。 • 寻找AUG依靠扫描，而原核生物靠SD序列。 • 有较多起始因子。 • 5‘帽子和3’尾巴都参与起始复合物形成。 • ATP水解提供能量，是结合mRNA所必需的。 • 小亚基首先跟氨酰-tRNA结合再跟mRNA结合。

5）启动子清除，释放σ因子，RNApol变构，蠕动移出启动子区域
2. 新生RNA链的延伸 1）延伸复合体的形成，
σ因子解离引起RNApol全酶构象转变为核心酶构象，与DNA
模板结合，向下游移动。
2）转录的底物与新生RNA
底物NTP添加在RNA链3‘-OH端，不断延伸
影响新生RNA链转录延伸速度的因素： 1. RNApol来源，E.coliRNApol转录速度为17nt/s，其他细菌为12~19nt/s 2. 模板链的特殊序列（GC富集或反向重复序列产生的茎环结构） 3. 预警子的干扰
核心启动子由4个较小的元件组成：1）起始子；2)中心约位 于-33位的TATA框；3）位于TATA框上游的TF ⅡB识别元件 （BRF)；4）下游启动子元件。 其中，哺乳动物基因启动子在转录起点上游-25~-30有TATA 框，-75区域有CCAAT框，-90区域有GC框。
3. 类型Ⅲ基因启动子 类型Ⅲ基因的启动子是RNApol Ⅲ所识别的，转录基因包括 典型的类型Ⅲ基因如5S rRNA基因、tRNA基因、腺病毒 VARNA基因等。根据类型Ⅲ基因启动子所处的位置，可以 分为2种：基因内启动子和转录起点上游启动子。
7.1.1 RNA转录的一般特点
• • 转录具有选择性，只对基因组或DNA分子中编码 区进行转录，并具有时空选择性。 转录起始于模板的一个特定起点，并在特定终点 处终止，一个转录单位可以是一个基因（真核） 或多个基因（原核）。
5‘ 启动子 +1 专录区 终止子 3‘ 编码链 5‘ 模板链 5‘ 3‘
7.3.2 大肠杆菌的RNA聚合酶
催化中心
α2ββ’σω
核心酶
RNA聚合酶主要功能：
• 识别和结合DNA链上的启动子 • 能沿着DNA链蠕动并解开DNA双螺旋，转录后是双 螺旋恢复 • 能同时与局部链分离的DNA及转录产物RNA链结合 • 按DNA链的模板序列选择正确的底物NTP，以5’3‘方向催化磷酸二酯键形成，合成RNA链 • 识别转录的终止信号 • 能够与转录因子相互作用，调节转录速度 • 能在转录受到阻遏的情况下进行自身调整，借助辅 助因子，恢复和维持RNA合成

2H+
Cytc ox
Cytc red
Cytc red
Ⅲ
线粒体内膜 Ⅳ
2H+
1/2O2+2H+
H2O
2H+
电子传递链各复合体在线粒体内膜中的位置
药学分子生物学第八章生物氧化
16
复合体之间氧化状态的转变
• 复合体各个组分传递电子的分子基础是什 么？
• 递氢体与递电子体
药学分子生物学第八章生物氧化
17
NAD+和NADP+的结构
药学分子生物学第八章生物氧化
6
生物氧化的一般过程
糖原
三酯酰甘油
蛋白质
葡萄糖
脂酸+甘油
乙酰CoA
氨基酸
TAC CO2
ADP+Pi ATP
2H
呼吸链
药学N分A子D生H物+学H第+、八F章A生D物H氧2化
H2O
7
生物氧化的实质
• 实质为氧化磷酸化，是NADH、FADH2上 的电子通过一系列的电子传递体传递给O2 生成水，并将释放的能量使ADP磷酸化形 成ATP的过程。
The Oxidative Phosphorylation System with ATP Producing
药学分子生物学第八章生物氧化
12
定义
一、呼吸链
指线粒体内膜中按一定顺序排列的一系列具
有电子传递功能的酶复合体，通过连锁的氧化还
原反应将代谢物脱下的成对的氢原子最终传递给
氧生成水。这一系列酶和辅酶称为呼吸链
糖 脂肪 蛋白质
O2
CO2和H2O
能量
药学分子生物学第八章生物氧化

09生科2班米热古丽.艾沙2220093170110351.基因家族的分类及其主要表达调控模式按序列同源性基因家族可分为两种：1）家族成员中的全部序列或至少编码序列具有高度的同源性。

2）基因家族是各成员在编码产物上有大段高度保守的氨基酸序列。

但家族成员间总的序列相似性较低。

按照基因组内的分布：1）位于同一染色体上的串联排列，可同时发挥作用；2）位于不同染色体上，各成员间的DNA不完全相同。

按照基因结构或转录方向：1）简单的多基因家族；基因一般以串联方式前后相连2）复杂的多基因家族；杂多基因家族一般由几个相关基因家族构成，基因家族之间由间隔序列隔开，并作为独立的转录单位。

现已发现存在不同形式的复杂多基因家族。

3）受发育调控的复杂多基因家族。

2.何为外显子，内含子及其结构特点和可变调控？（1）外显子(英语expressed region) 是真核生物基因的一部分，它在剪接(Splicing)后仍会被保存下来，并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质。

（2）真核生物细胞DNA中的间插序列。

这些序列被转录在前体RNA中，经过剪接被去除，最终不存在于成熟RNA分子中。

内含子和外显子的交替排列构成了割裂基因。

在前体RNA中的内含子常被称作“间插序列”。

内含子是相对的，一个基因的内含子可能是另一个基因的外显子3.DNA甲基化对基因表达的调控机制DNA甲基化发生于DNA的CpG island（CG序列密集区）。

发生甲基化后，那段DNA就可以和甲基化DNA结合蛋白相结合。

结合后DNA链发生高度的紧密排列，其他转录因子，RNA合成酶都无法再结合了，所以这段DNA的基因就无法得到表达了。

4.真核生物转录元件组成及其分类（1）顺式作用元件：启动子，启动子上游元件，增强子。

TATA/Hognest盒，启动子的核心序列GC盒CAAT盒顺式作用元件是转录起始点上游的DNA序列，能够影响其它基因的表达活性（2）反式作用因子螺旋转角螺旋（Helix-turn-helix）锌指结构亮氨酸拉链螺旋一环一螺旋（HLH）同源异形结构域（Homeodomains，HD）5. 增强子的作用机制（1）影响模板附近的DNA双螺旋结构，活化基因转录（2）将模板固定在细胞核内特定位置，如连接在核基质上，有利于DNA拓扑导致酶改变DNA双螺旋结构的张力，促进RNA聚合酶II在DNA链上的结合和滑动（3）增强子区可以作为反作用因子或RNA聚合酶II进入染色质结构的“入口”6.反式作用因子的结构特点及其对基因表达的调控（1）特点DNA结合域：a.螺旋-转角-螺旋b.锌指结构c.亮氨酸拉链d.螺旋-突环-螺旋转录激活域：与其他转录因子相互作用的结构成分。

《分子生物学》教案第一章：分子生物学概述1.1 分子生物学的定义和发展历程1.2 分子生物学的研究内容和方法1.3 分子生物学的重要性和应用领域第二章：DNA与基因2.1 DNA的结构和功能2.2 基因的概念和作用2.3 基因的表达和调控第三章：RNA与蛋白质3.1 RNA的结构和功能3.2 蛋白质的结构和功能3.3 蛋白质合成和调控第四章：酶与催化作用4.1 酶的定义和特性4.2 酶的分类和作用机制4.3 酶的研究方法和应用第五章：分子生物学实验技术5.1 分子克隆与基因工程5.2 PCR技术及其应用5.3 蛋白质分离和鉴定技术5.4 生物信息学在分子生物学中的应用第六章：基因表达调控6.1 基因表达的转录和翻译过程6.2 真核生物的转录调控机制6.3 翻译调控和后修饰机制第七章：蛋白质结构与功能7.1 蛋白质结构的基本层次7.2 蛋白质功能的多样性7.3 结构决定功能的原则第八章：信号传导与细胞代谢8.1 细胞信号传导的基本概念8.2 细胞信号传导的主要途径8.3 信号传导与细胞代谢的调控第九章：基因组学与遗传变异9.1 基因组学的基本概念和方法9.2 基因组结构和变异类型9.3 遗传变异在疾病和进化中的作用第十章：分子生物学在生物技术与医学中的应用10.1 基因克隆与基因治疗10.2 重组蛋白药物的开发与应用10.3 分子诊断与个性化医疗10.4 生物芯片技术及其应用第十一章：分子生物学实验设计与分析11.1 实验设计的原则和方法11.2 实验数据的收集与分析11.3 实验结果的验证与解释第十二章：蛋白质相互作用与网络12.1 蛋白质相互作用的机制12.2 蛋白质相互作用网络的构建与分析12.3 蛋白质相互作用在生物学中的意义第十三章：RNA干扰与基因沉默13.1 RNA干扰机制及其作用13.2 基因沉默技术在研究中的应用13.3 RNA干扰在医学和生物技术领域的应用第十四章：病毒分子生物学14.1 病毒的基本结构与生命周期14.2 病毒基因组的复制与表达14.3 病毒与宿主细胞的相互作用第十五章：分子生物学在生物技术与医学中的应用案例分析15.1 基因治疗与基因编辑技术的应用15.2 生物制药与重组蛋白的应用15.3 分子诊断与个性化医疗的实践案例重点和难点解析第一章：分子生物学概述重点：分子生物学的定义和发展历程，研究内容和方法，重要性和应难点：分子生物学研究方法的理解和应用。

* IPTG，异丙基-β-D硫代半乳糖苷 * TMG ，巯甲基半乳糖苷 * ONPG，O-硝基半乳糖苷
4、阻遏蛋白与操作子的相互作用
阻遏蛋白与操作子是否发生相互作用？ 硝酸纤维素膜可以和蛋白质结合而不与ＤＮＡ结合 阻遏蛋白四聚体结合与膜上，可以与野生型DNA片段形 成复合物。并可被IPTG抑制。 而用lacOc 突变体的DNA片段，则不能与阻遏蛋白结合
Luxury gene
顺、反因子间互作方式的基因表达调控
♫ 顺式作用元件（cis-acting element）:能够影响 同一条或相连DNA序列活性的特定DNA片段。例如，启 动子 ♫ 反式作用因子（trans-acting factor）:一种基 因的蛋白质产物，能够影响位于基因组另一条染色体上的 （或基因组别处的）另一个基因的表达活性。例如，RNA polymerase
经典锌指的三维结构：一个β发卡和一个α－螺旋
锌指上的α－螺旋 负责与DNA作用
b、Cys-Cys(C2/C2)锌指
Zn＋＋与4个Cys残基 形成配位键
酵母的转录激活 因子GAL4、哺 乳类的固醇类激 素受体为典型代 表。
糖皮质激素受体
• ZYJ272 •
The DNA-binding domain of Cys2-Cys2 zinc finger proteins (Figure 1. Glucocorticoid receptor) is composed of two irregular antiparallel beta-sheets and an alpha-helix, followed by an extended loop.
♫ 操纵元中各结构基因按一定比例协调翻译 ♫ 聚有极性突变效应：
操纵元中一个近基因的无义突变能够影响远基因表， 且根据距离远近呈极性梯度效应

可编辑修改精选全文完整版《分子生物学》硕士研究生考试大纲《分子生物学》硕士研究生招生考试大纲第一章绪论1、掌握分子生物学概念和研究内容；2、DNA是遗传物质的特征及实验验证；3、分子生物学的发展简史。

第二章DNA的结构1、掌握DNA遗传物质的本质；2、掌握核酸的化学组成、DNA的二级结构；3、掌握DNA的变性和复性的概念、过程以及影响因素；4、了解超螺旋和拓扑异构体（酶）的概念、超螺旋状态的描述和形成趋势、拓扑异构体（酶）的种类和作用方式。

第三章有机体、染色体和基因1、掌握原核生物基因组织的特点；2、掌握真核生物染色体组装和压缩的过程；3、掌握C值和C值矛盾的概念、表现以及原因；4、掌握真核生物基因组的DNA类型；5、掌握基因簇与基因家族的概念。

第四章DNA的复制1、掌握DNA的半保留复制的概念和实验证明；2、掌握DNA复制起始机制、复制方式；3、掌握与DNA复制相关酶学；4、大肠杆菌DNA复制的过程；5、了解原核和真核生物各自复制的特殊性。

第五章DNA的损伤、修复和突变1、掌握错配修复、光复活、切除修复、重组修复和SOS修复的过程；2、掌握原核生物的限制－修饰现象；3、了解基因内和基因间回复突变（抑制突变）的分子机制；4、了解突变类型、突变剂的种类和突变生成、突变热点的概念和例子。

第六章转录1、掌握转录、有义链、反义链、转录单位等基本概念；2、掌握原核生物RNA转录的起始、延伸、终止和转录产物的后加工；3、掌握真核生物RNA转录的起始、延伸、终止和转录产物的后加工；4、掌握真核生物转录产物中内元的分类和切除；5、掌握不连续转录和反式拼接概念和发现。

第七章蛋白质翻译1、掌握蛋白质合成相关的基本元件；2、掌握蛋白质合成的分子过程；3、掌握保证蛋白质合成准确的分子机制；4、掌握蛋白质前体的加工与转运机制。

第八章原核生物基因表达调控1、掌握基因表达调控的空间密码；2、掌握乳糖操纵元（Lac Operon）的组成和调控；3、掌握Trp Operon及弱化作用机理；4、了解原核生物基因转录的时序调控、翻译水平的调控和DNA 序列重排对基因转录的调控。