分子生物学 遗传物质的分子结构和性质
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第二章分子结构与性质单元测试页数:9
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F 第六章分子的结构与性质页数:67
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《分子结构与性质》单元测试题页数:5
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分子生物学知识点总结
分子生物学知识点总结分子生物学结构分子生物学部分绪论①总述：进化论、细胞学说、生化遗传学、DNA的发现②分子生物学：定义、研究内容（四方面）③发展史：里程碑④三个相关学科：生物化学、细胞生物学、遗传学⑤中心法则：经典、现代Ⅰ DNA ①结构：碱基比率、配对规则、种数(4n)、0.34nm的应用(碱基对M/2x,长度0.34×M/2x) ⑴三类DNA（ABZ）：结构、形成、特点及Z-DNA的作用⑵质粒超螺旋：正负超螺旋定义、转化、意义、计算、主要以负超螺旋存在 3-⑶其它：0.34nm的计算、※DNA稳定因素（PO4）与Tm、Z-DNA不稳②性质⑴复性：五条件、机制（Cot曲线）、三个吸光度⑵修饰：甲基化（ACG）O⑶变性：DNA碱性全变性、90C以上全变性增色37%、增色效应（Tm）⑷水解：酸（PHGUG>UUG）、T1/2、原核特有SD序列②真核mRNA三类帽：0、1、2类定义③原核mRNA的SD序列：5‘，作用，结构Ⅴ蛋白质与核酶①结构域：②分子伴侣：分类、作用机制③核酶：定义、分类（剪接、剪切）剪切分三类：锤头、发夹、丁肝病毒核酶基因组学部分Ⅰ染色体①观察：有丝分裂中期光学显微镜可见②功能：遗传载体③作为遗传物质所需四要素：稳定、半保留复制、产生蛋白质、可变异Ⅱ真核基因组①组成：DNA（或RNA）+Protain(组、非组)②DNA：C值与C值反常现象、三序列（不重复、中度重复、高度重复）占序列比例，单/多拷贝③组蛋白：六种、特征（保守、特例、氨基酸不对称、修饰、H5-赖氨酸）④非组蛋白：三种常见，DNA结合蛋白的定义⑤真核基因组结构基础--核小体⑴组成：200bpDNA+八聚体⑵八聚体：2×（H2A+H2B+H3+H4）⑶结构：颗粒(八聚体+120bpDNA链，直径10nm，DNA链绕1.65圈) 连接DNA（80bpDNA 链+H1，H1作用）是负超螺旋⑥染色单体：螺线管、螺旋n倍⑦端粒与端粒酶⑴端粒：真核基因组末端，功能（防真核基因组末端结合）⑵端粒酶：反转录酶、功能（反转录成端粒、连接后随链所得的冈崎片段）、反转录机理（Ⅲ原核基因组①真原核基因组比较：大小(真核大，原核小)复杂度（断裂/连续、大多为调控/表达区、重复序列/重叠基因）复制（真核多向，原核单向）转录（单顺反子/多顺反子）真核特殊（DNA多态性、端粒）②真原核基因表达的比较：复制、表达连续性及机理Ⅳ真核基因组结构①hnRNA内含子：GU-AG法则，3‘嘧啶区，5‘保守区、3’上游18-50处的保守区②启动子：核心（TATA，决定转录起始位点）、识别RNA聚合酶（CG、CAAT，决定转录起始频率）③增强子：定义、结构、作用机制、特点、代表（β-珠蛋白基因）④终止子：两类（依赖/不依赖ρ因子）、结构特点、作用机理、穷追模型Ⅴ原核基因组结构①启动子：-35区（识别RNA聚合酶），-10区（结合RNA聚合酶）Ⅵ基因组学①几个定义：重叠基因、断裂基因、基因家族、基因簇、超基因家族、假基因、管家基因、奢侈基因、组织特异性基因②顺式与反式作用因子：⑴顺式作用元件：定义，启动子、增强子、沉默子⑵反式作用元件：定义，转录复合物③人类基因组计划：④比较基因组学：基因表达部分ⅠDNA复制①半保留复制：定义、意义、发现（N14N15）②半不连续复制：前导链、后随链、冈崎片段、过程、实验证明（电泳、30s）③复制起点：复制叉、复制子、复制起点特征④复制方式：线性-眼形，环状-3种（θ型、滚环型、D环型；各对应DNA种类、机制）⑤复制方向、速度：三种，以定点反向等速为主⑥复制所需酶、蛋白：拓扑异构酶（两类）、解旋酶、SSB（作用）；引发酶；DNA聚合酶（见下）、DNA连接酶※ DNA聚合酶：原核：Ⅰ→Ⅴ结构与功能（聚合酶活性、外切酶活性），Ⅲ最主要真核：αβγωδ，αδ最主要功能总结：与连接酶共同作用（合成子链、损伤修复校正、补冈崎片段的连接处）⑦原核DNA复制过程及酶的作用：DNA解旋（三种酶）→引发（引物的作用）→延伸→终止⑧复制特点：子链复制方向：5’→3‘，原核、真核连续性⑨复制的调控：⑴原核：复制叉多少决定起始频率，起始频率直接调控因子—RNP ⑵真核：三个水平（细胞周期、染色体、复制子）Ⅱ DNA损伤与修复①损伤：三种（紫外线、脱氨、甲基化、氧化机制，对应修复法）：碱基异常（U-G、T-G）②变异：基因突变基础、突变类型、突变后果③修复：切除（碱基、核苷酸），错配（Dam、5‘GATC3’），重组（先复制后修复），直接（光修复、去甲基化），SOS（）；各修复机理（所需酶）Ⅲ DNA转录与逆转录①转录的定义：转录、转录单元②转录特点：不对称(正负链定义、负链为模板，多基因DNA正负链相间)；连续单向（mRNA5‘→3’）；有起始终止位点（启动子、终止子定义）；能力（双链强于单链及原因）；不需完全解链③转录起始位点：定义、上下游表示法（-n/+n）；原核启动子（-10区、-35区结构、功能，两区最佳间距）、真核启动子（TATA区、CAAT区、GC区结构、功能）；启动子的上升/下降突变④转录所需酶、复合物：RNA聚合酶（见下）；复合物（转录因子定义、分类、结构与功能）※ RNA聚合酶：真核：ⅠⅡⅢ（对应三种内含子），Ⅱ最主要，对应三种RNA（rRNA、hnRNA、tRNA），对α-鹅膏蕈碱敏感度（三类）原核：（α2ββˊ）σ：α2ββˊ为核心酶，ββˊ与原核启动子识别、结合，σ协助ββˊ。
分子生物学基础知识点
分子生物学基础知识点分子生物学是研究生物体内分子结构与功能的学科，主要研究生物分子的组成、结构、功能以及其在生命过程中的调控。
下面将从DNA、RNA、蛋白质和基因调控四个方面，介绍分子生物学的基础知识点。
DNA（脱氧核糖核酸）DNA是细胞的基因遗传物质，由鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）、腺嘌呤（A）和胞嘧啶（C）四个碱基组成。
DNA通过碱基配对的方式，以双螺旋结构存在，形成了著名的DNA双螺旋结构。
DNA 的重要性体现在多个方面，其中包括：1. 遗传信息的传递：DNA携带了生物个体的遗传信息，通过遗传物质的传递实现了物种遗传的延续。
2. DNA复制：DNA能够通过复制过程产生与自身一模一样的新的DNA分子，确保细胞的遗传信息能够传递给下一代细胞。
3. DNA修复：细胞会受到环境因素的影响，导致DNA损伤。
细胞通过DNA修复机制，修复受损的DNA，维持DNA的完整性。
RNA（核糖核酸）RNA也是生物分子的一种，由鸟嘌呤（G）、尿嘧啶（U）、腺嘌呤（A）和胞嘧啶（C）四个碱基组成。
与DNA不同，RNA通过单链结构存在，包括了信使RNA（mRNA）、转运RNA（tRNA）和核糖体RNA（rRNA）等不同类型。
RNA的重要性主要在于：1. 转录：RNA通过转录过程，可以将DNA的遗传信息转录成RNA 分子，为蛋白质的合成提供模板。
2. 翻译：mRNA进入到细胞质中，参与到蛋白质的合成过程中，被tRNA识别并翻译成相应的氨基酸序列，进而组装成蛋白质。
3. 调控功能：RNA还可以通过miRNA、siRNA等形式参与到基因的调控过程中，影响蛋白质合成的速率和用途。
蛋白质蛋白质是生物体内功能最为复杂和多样的分子。
蛋白质的组成由氨基酸构成，共有20种氨基酸，通过肽键连接形成多肽链，进而折叠形成特定的三维结构。
蛋白质的重要性体现在：1. 功能和结构：蛋白质具有多样的功能和结构，是细胞的工作驱动力，包括酶、结构蛋白、抗体等。
分子生物学复习资料
分子生物学复习资料分子生物学复习资料分子生物学是生物学的一个重要分支领域，研究生物体内分子结构、功能和相互作用的规律。
在现代生物科学中，分子生物学的发展对于我们深入理解生命的起源、进化和机制具有重要意义。
下面将为大家提供一些分子生物学的复习资料，希望能够帮助大家更好地掌握这门学科。
1. DNA的结构和功能DNA是生物体内存储遗传信息的分子，其结构包括磷酸基团、脱氧核糖和四种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鳕碱）。
DNA的功能主要有两个方面：一是作为遗传物质传递遗传信息，二是作为模板参与蛋白质合成。
DNA的复制、转录和翻译是实现这些功能的重要过程。
2. DNA复制DNA复制是指在细胞分裂前，将一个DNA分子复制成两个完全相同的DNA分子的过程。
该过程是由DNA聚合酶和其他辅助酶协同作用完成的。
DNA复制的过程包括解旋、引物合成、链合成和连接等步骤。
3. 转录转录是指在DNA模板上合成RNA的过程。
转录是由RNA聚合酶和其他辅助蛋白质共同完成的。
转录的产物是mRNA，它是蛋白质合成的模板。
4. 翻译翻译是指在细胞质中，根据mRNA上的遗传密码，合成蛋白质的过程。
翻译是由核糖体和tRNA等分子参与完成的。
翻译的产物是蛋白质，它是生物体内功能最为重要的分子之一。
5. 基因调控基因调控是指细胞根据外界环境的变化，调节基因的表达水平和时机的过程。
基因调控包括转录调控和转录后调控两个层次。
转录调控主要通过转录因子和启动子区域的结合来实现，而转录后调控则通过miRNA、lncRNA等分子的参与来实现。
6. 基因突变基因突变是指DNA序列发生变化，导致基因功能改变的现象。
基因突变可以分为点突变、缺失、插入和倒位等不同类型。
基因突变是生物进化和疾病发生的重要原因之一。
7. PCR技术PCR（聚合酶链式反应）是一种体外扩增DNA的方法。
PCR技术通过DNA聚合酶的反复复制，可以在短时间内扩增大量的DNA片段。
PCR技术在分子生物学研究、医学诊断和法医学等领域具有广泛应用。
分子生物学第二章DNA结构与功能
Alu家族： Alu家族是哺乳动物包括人基因组中含量最丰富的一种中度重复顺序家族，在单倍体人基因组中重复达30万-50万次，约占人基因组的3-6％。 Alu家族每个成员的长度约300bp，由于每个单位长度中有一个限制性内切酶Alu的切点（AG↓CT）从而将其切成长130和170bp的两段，因而定名为Alu序列（或Alu家族）。
定义：
核心颗粒
核小体的结构
Histone octamer (组蛋白八聚体)
Top view Side view Nucleosome core
Nucleosome core
Chromatosome
146 bp, 1.8 superhelical turn
166 bp, 2 superhelical turn
原核生物(prokaryote)
（三）染色体的结构和组成
组蛋白： H1 H2A H2B H3 H4 非组蛋白 } DNA 蛋白质 真核生物染色体的组成
1、组蛋白(histone)
真核生物染色体的基本结构蛋白 富含带正电荷的Arg和Lys等碱性氨基酸 碱性蛋白质 可以和酸性的DNA紧密结合（非特异性结合）；
28S、5.8S及18S rRNA基因： 非洲爪蛙的18S、5.8S及28S rRNA基因是连在一起的，它们中间隔着不转录的间隔区，这些18S、5.8S及28S rRNA基因及间隔区组成的单位在DNA链上串联重复许多次。 不转录的间隔区是由21-100个碱基对组成的类似卫星DNA的串联重复序列。 中度重复序列往往分散在不重复序列之间。
真核细胞DNA序列大致可被分为3类：
不重复序列/单一序列
1
中度重复序列
2
高度重复序列
3
不重复序列/单一序列 在单倍体基因组里，这些序列一般只有一个或几个拷贝，它占DNA总量的40％-80％，不重复序列长约750-2000bp，相当于一个结构基因的长度。 真核生物的大多数基因在单倍体中都是单拷贝的。如：蛋清蛋白、血红蛋白等 功能：编码蛋白质。
《生物的遗传物质》课件
遗传信息
是指基因中控制遗传性状的脱氧 核苷酸顺序，它决定着蛋白质的 氨基酸排列顺序。
遗传物质的重要性
遗传物质是生物体生 长、发育和繁殖的基 础，是生物多样性的 物质基础。
遗传物质是生物遗传 信息的载体，是基因 表达和调控的物质基 础。
遗传物质是生物进化 的重要依据，是物种 演化和形成的重要因 素。
应用于罕见病和遗传性疾病治疗
应用于农业育种
基因治疗和基因编辑为罕见病和遗传性疾 病患者提供了新的治疗途径。
基因编辑技术有助于培育抗逆性更强、产 量更高的农作物品种。
CHAPTER 02
DNA的结构与功能
DNA的分子结构
总结词
DNA具有独特的双螺旋结构，由碱基、磷酸和脱氧核糖组成 。
详细描述
DNA分子由两条反向平行的多核苷酸链组成，通过碱基配对 （A与T配对，G与C配对）相互连接。这种双螺旋结构使得 DNA分子具有极高的稳定性，能够精确地储存遗传信息。
DNA的复制过程
总结词
基因的表达受到多种因素的影响，包括转录 因子、表观遗传修饰等。基因的表达调控对 于生物体的生长发育和环境适应性至关重要 。
详细描述
基因的表达调控是指基因在特定的时间、空 间条件下选择性表达的过程。这一过程受到 多种因素的影响，包括转录因子、表观遗传
修饰等。转录因子是能够与DNA结合并调 控基因转录的蛋白质，通过与特定序列结合 来激活或抑制基因的表达。表观遗传修饰是
基因重组与突变
基因重组
基因重组是指在生物体进行有性生殖 过程中，控制不同性状的基因的重新 组合，形成新的基因型。
基因突变
基因突变是指基因在复制过程中发生 碱基对的增添、缺失或替换，导致基 因结构的改变。
基因组学与进化
是指基因中控制遗传性状的脱氧 核苷酸顺序，它决定着蛋白质的 氨基酸排列顺序。
遗传物质的重要性
遗传物质是生物体生 长、发育和繁殖的基 础，是生物多样性的 物质基础。
遗传物质是生物遗传 信息的载体，是基因 表达和调控的物质基 础。
遗传物质是生物进化 的重要依据，是物种 演化和形成的重要因 素。
应用于罕见病和遗传性疾病治疗
应用于农业育种
基因治疗和基因编辑为罕见病和遗传性疾 病患者提供了新的治疗途径。
基因编辑技术有助于培育抗逆性更强、产 量更高的农作物品种。
CHAPTER 02
DNA的结构与功能
DNA的分子结构
总结词
DNA具有独特的双螺旋结构，由碱基、磷酸和脱氧核糖组成 。
详细描述
DNA分子由两条反向平行的多核苷酸链组成，通过碱基配对 （A与T配对，G与C配对）相互连接。这种双螺旋结构使得 DNA分子具有极高的稳定性，能够精确地储存遗传信息。
DNA的复制过程
总结词
基因的表达受到多种因素的影响，包括转录 因子、表观遗传修饰等。基因的表达调控对 于生物体的生长发育和环境适应性至关重要 。
详细描述
基因的表达调控是指基因在特定的时间、空 间条件下选择性表达的过程。这一过程受到 多种因素的影响，包括转录因子、表观遗传
修饰等。转录因子是能够与DNA结合并调 控基因转录的蛋白质，通过与特定序列结合 来激活或抑制基因的表达。表观遗传修饰是
基因重组与突变
基因重组
基因重组是指在生物体进行有性生殖 过程中，控制不同性状的基因的重新 组合，形成新的基因型。
基因突变
基因突变是指基因在复制过程中发生 碱基对的增添、缺失或替换，导致基 因结构的改变。
基因组学与进化
分子遗传学复习总结
分子遗传学复习总结第二章基因的结构和功能一基因一酶学说：该学说具体体现了基因和酶之间的关系，表明每个基因控制单个酶的合成或激活其活性。
转化：通过裸露的外源DNA传递遗传信息。
转染：是转化的一种特殊形式。
用于原核细胞时，其外源DNA特指离体的phage DNA来感染感受态的细菌，并在其中表达；用于真核细胞时对任何裸露DNA 的吸收都成为转染。
接合：通过细胞与细胞之间的直接接触。
遗传信息单向传递到受体的过程。
转导：一个细胞的DNA或RNA通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中。
自主发育：不受周围细胞的影响，按照自身基因型发育的现象。
非自主发育：受周围细胞的影响，不按自身基因型发育的现象。
1902 [英] Garrod.A首先研究了四种遗传病:黑酸尿病白化病胱氨酸尿病戊糖尿病；1952年发现糖原贮积症（Von Gierke氏病）病人缺乏葡萄糖-6-磷酸酶芽盘移植实验第二节人类酶缺陷的遗传基础一、半乳糖血症二、白化病三、苯丙酮尿症四. 莱-尼二氏症第三节遗传咨询和产前诊断一、遗传咨询（Genetic counseling）：询问先征者的完整病史，家族史；查阅McKusick,V.A:《MendlianInheritance in Man 》是否为遗传病，遗传类型，发病风险？通过产前诊断，决定是否终止妊娠。
二、产前诊断（prenatal diagnosis）：指征是：（1）亲体为携带者；（2）母亲曾生育过先天性异常的婴儿；（4）35-40岁以上的高龄孕妇；（5）曾有多次流产，早产和死胎的孕妇；（6）亲体曾多次接触过放射线或在妊娠早期服过一些胎儿致畸药物。
采集标本的方法：羊膜穿刺抽取羊水，收集胎儿脱落细胞;从宫颈粘液中获取绒毛膜细胞;直接从子宫控中吸取绒毛膜细胞;超声波可用于产前诊断神经管缺陷，如无脑儿，脊椎裂和水脑儿。
胎儿镜（fetoscope）又称羊膜镜或宫腔镜。
产前诊断的方法：细胞学，生物化学，分子生物学三、携带者的检出：方法：(1) 染色体核型分析(2) 酶活性的检测(3) 分子生物的方法。
分子生物学2第二章-DNA结构
第四节 DNA的物理、化学性质
DNA双股链的互补 是其结构和功能上的一个基本特征 也是DNA研究中一些实验技术的基础
一、DNA分子的变性
变性（denaturation 或融解 melting）：DNA双螺旋区 的
氢键断裂，使双螺旋的两条链完全分开变成单链，这 一双链分离的过程叫做变性 1、条件：加热, 极端pH,有机溶剂（ 尿素、 酰胺 )，低盐浓度等
PolyT/A TTTTTTTTTTT AAAAAAAAAA
TTTTTTTTTTT AAAAAAAAAA TTTTTTTTTTT AAAAAAAAAA
b、 分子组成
☆ PY/PU + PU (偏碱性介质中稳定) G＊G 、 A＊A 、
G＊A＋
☆ PY/PU + PY (偏酸性介质中稳定) 常见类型
点的A260值绘制成DNA 1.185
的熔解曲线
1.0
℃
Tm = OD增加值的中点温度(一般为8595℃) 或DNA双螺旋结构失去一半时的温度
这也是一般PCR实验技术中把变性温度定为94 ℃的原因
1、 影响 Tm值的因素 （1） 在 A, T, C, G 随机分布的情况下 ，决定于GC含量 GC%愈高 → Tm值愈大 GC%愈低 → Tm 值愈小 （2）GC%含量相同的情况下 AT形成变性核心，变性加快，Tm 值小 碱基排列对Tm值具有明显影响
* 类病毒（viroid）: 使高等植物产生疾病的传染性因子 分子结构：含246~375 个核苷酸的单链环状RNA 分 子，没有蛋白质外壳。专性活细胞内寄生。
三、 是否存在核酸以外的遗传物质 Prion (proteinaccous infections particle) 朊病毒－－－蛋白质样的感染因子
分子生物学简介
分子生物学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，是现代生物学的重要分支之一。
它的研究对象包括DNA、RNA、蛋白质等生物分子，以及它们之间的相互作用和调控机制。
分子生物学的发展，不仅推动了生物学的进步，也为医学、农业、环境保护等领域提供了重要的理论和技术支持。
DNA是生物体内最基本的遗传物质，它携带着生物体的遗传信息。
分子生物学的一个重要研究方向就是研究DNA的结构和功能。
1953年，Watson和Crick发现了DNA的双螺旋结构，这一发现奠定了分子生物学的基础。
随着技术的不断进步，人们对DNA的研究也越来越深入。
现在，我们已经能够对DNA进行序列分析、基因编辑等操作，这些技术的发展，为生物学和医学的研究提供了强有力的工具。
RNA是DNA的转录产物，它在生物体内发挥着重要的作用。
分子生物学的另一个重要研究方向就是研究RNA的结构和功能。
RNA 不仅可以作为信息传递的媒介，还可以作为酶催化化学反应，参与到基因表达的调控中。
近年来，人们对RNA的研究越来越深入，发现了许多新的RNA种类和功能，这些发现为生物学的研究提供了新的思路和方法。
蛋白质是生物体内最重要的功能分子，它们参与到几乎所有的生物过程中。
分子生物学的另一个重要研究方向就是研究蛋白质的结构和功能。
蛋白质的结构决定了它的功能，因此研究蛋白质的结构和功能对于理解生物过程和疾病机制具有重要意义。
现在，人们已经能够通过X射线晶体学、核磁共振等技术解析蛋白质的结构，这些技术的发展，为药物研发和治疗疾病提供了重要的支持。
分子生物学的研究不仅关注生物分子的结构和功能，还关注它们之间的相互作用和调控机制。
生物分子之间的相互作用和调控机制是生物过程发生和维持的基础。
分子生物学的研究不仅揭示了生物过程的本质，也为生物技术的发展提供了理论和技术支持。
分子生物学是现代生物学的重要分支之一，它的研究对象包括DNA、RNA、蛋白质等生物分子，以及它们之间的相互作用和调控机制。
分子生物学(第五版)(一)2024
分子生物学（第五版）（一）引言概述：分子生物学是现代生物学中的一个重要分支，它研究生命体内分子层面的结构、功能和相互作用。
本文将介绍《分子生物学（第五版）》的内容，旨在帮助读者深入理解分子生物学的基本原理和应用。
本文将从分子结构、遗传物质、基因表达、基因调控和遗传变异等五个方面进行阐述。
正文内容：一、分子结构：1. 生命分子的组成：a. 碳水化合物的结构和功能；b. 蛋白质的结构和功能；c. 脂质的结构和功能；d. 核酸的结构和功能。
2. 分子间相互作用：a. 氢键的形成和性质；b. 范德华力的作用机制；c. 疏水作用和疏水效应；d. 离子间相互作用的重要性。
3. 分子的空间结构：a. 氨基酸序列和蛋白质的三维结构；b. DNA的双螺旋结构及其稳定性；c. RNA的次级结构和功能。
二、遗传物质：1. DNA的复制：a. DNA的准备过程；b. DNA的复制酶及其功能；c. DNA复制的机制。
2. RNA的合成和加工：a. 转录的步骤和参与者；b. RNA的修饰和加工过程；c. RNA的转运和翻译。
3. 遗传密码和蛋白质合成：a. 遗传密码的排列和读取；b. 蛋白质合成的过程和调控；c. 翻译后修饰对蛋白质功能的影响。
三、基因表达：1. 转录的调控：a. 转录因子的作用和调控网络；b. DNA甲基化和表观遗传调控；c. 过程中的转录激活和抑制。
2. RNA的稳定性和降解：a. RNA降解的机制和相关酶；b. RNA稳定性的调控；c. RNA降解与基因表达的关系。
3. 蛋白质合成的调控：a. 翻译前的调控机制；b. 翻译后的调控机制；c. 蛋白质翻译和功能的关联。
四、基因调控：1. 染色质结构和基因组编码：a. 染色质的组织和压缩；b. 染色质修饰和基因组编码；c. 基因组重复序列的功能和调控。
2. 转录组学方法和技术：a. 基于RNA-seq的转录组学分析；b. 谷氨酰-tRNA合成酶中的嵌合体络合物；c. 转录因子和miRNA调控研究进展。
分子生物学：遗传物质的分子结构和性质
1979年, Wang A.H-J(王惠君), A.Rich 对d(CGCGCG)单晶作X衍射分析提 出Z－DNA模型.
左旋DNA
〔一〕Z-DNA的构造特点： 糖磷骨架呈“之〞字形
〔Zigzag〕走向。 左旋。 G残基位于分子外表。 分子外形呈波形。 大沟消失，小沟窄而深。 每个螺旋有12bp。
Z-DNA B-DNA
DNA的分子量不变，二级构造中的氢键遭到破坏，DNA 的双螺旋构造局部解体，或维系DNA分子二级构造的氢 键全部被破坏，双螺旋解旋别离成DNA单链的过程叫做 DNA的变性〔Denaturation〕。
以下因素可导致DNA变性： 高温、 酸、 碱、 尿素、甲酰胺：增加碱基在水中的溶解度，从而
减弱碱基的疏水交互作用而造成。
Z－DNA存在的条件：
(1) 高盐：NaCl>2 Mol/L, MgCl2>0.7 Mol/L (2) Pu, Py相间排列： (3) 在活细胞中如果m5C,那么无需嘌呤-嘧啶相间排列，
在生理盐水的浓度下可产生Z型。 (4) 在体内多胺化合物，如精胺和亚胺及亚精胺和阳离子
一样，可和磷酸基因结合，使B-DNA转变成 Z-DNA。 (5) 某些蛋白质如Z-DNA结合蛋白带有正电荷，可使
DNA周围形成局部的高盐浓度微环境。 (6) 负超螺旋的存在
生物学意义
(1) 可能提供某些调节蛋白的识别。啮齿类动物病毒的复 制起始部位有d〔GC〕有交替顺序的存在；
(2) 在SV40的增强子中有三段8bp的Z-DNA存在。 (3) 原生动物纤毛虫，它有大、小两个核，大核有转录活
性，小核和繁殖有关。Z-DNA抗体以萤光标记后， 显示仅和大核DNA结合，而不和小核的DNA结合， 说明大核DNA有Z-DNA的存在，可能和转录有关。
左旋DNA
〔一〕Z-DNA的构造特点： 糖磷骨架呈“之〞字形
〔Zigzag〕走向。 左旋。 G残基位于分子外表。 分子外形呈波形。 大沟消失，小沟窄而深。 每个螺旋有12bp。
Z-DNA B-DNA
DNA的分子量不变，二级构造中的氢键遭到破坏，DNA 的双螺旋构造局部解体，或维系DNA分子二级构造的氢 键全部被破坏，双螺旋解旋别离成DNA单链的过程叫做 DNA的变性〔Denaturation〕。
以下因素可导致DNA变性： 高温、 酸、 碱、 尿素、甲酰胺：增加碱基在水中的溶解度，从而
减弱碱基的疏水交互作用而造成。
Z－DNA存在的条件：
(1) 高盐：NaCl>2 Mol/L, MgCl2>0.7 Mol/L (2) Pu, Py相间排列： (3) 在活细胞中如果m5C,那么无需嘌呤-嘧啶相间排列，
在生理盐水的浓度下可产生Z型。 (4) 在体内多胺化合物，如精胺和亚胺及亚精胺和阳离子
一样，可和磷酸基因结合，使B-DNA转变成 Z-DNA。 (5) 某些蛋白质如Z-DNA结合蛋白带有正电荷，可使
DNA周围形成局部的高盐浓度微环境。 (6) 负超螺旋的存在
生物学意义
(1) 可能提供某些调节蛋白的识别。啮齿类动物病毒的复 制起始部位有d〔GC〕有交替顺序的存在；
(2) 在SV40的增强子中有三段8bp的Z-DNA存在。 (3) 原生动物纤毛虫，它有大、小两个核，大核有转录活
性，小核和繁殖有关。Z-DNA抗体以萤光标记后， 显示仅和大核DNA结合，而不和小核的DNA结合， 说明大核DNA有Z-DNA的存在，可能和转录有关。
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第二章 染色体与DNA
? 遗传物质的分子结构和性质 ? 基因组和染色体 ? DNA的复制 ? DNA损伤与修复 ? 重组和转座
第一节 核酸的分子结构
1869年 J.T.Miescher 发现核素（muclein） ? 米歇尔在作博士论文时要确定淋巴细胞蛋白质
的组成，不想却发现了一种既不溶解于水、醋 酸，也不溶解于稀盐酸和食盐溶液的未知的新 物质，最终证实这种物质存在于细胞核里，便 将它定名为“核质”。后由瑞典著名生化学家 阿尔特曼建议将“核质”定名为“核酸”。
? 核苷酸(nucleotide) ：核苷与磷酸残基构成的化 合物，即核苷的磷酸酯。核苷酸是核酸分子的 结构单元。核苷酸中戊糖上的所有游离羟基均 可与磷酸形成酯键，但生物体内多数核苷酸的 磷酸连接在核糖或脱氧核糖的 C-5′ 上，形成 5′核苷酸。
? DNA 分子中是含有 A 、G、C、T四种碱基的脱 氧核苷酸； RNA 分子中则是含 A 、G、C、U四 种碱基的核苷酸。
? 核 酸 分 子 中 还 发 现 数 十 种 修 饰 碱 基 （ the modified component), 又 称 稀 有 碱 基 ， (unusual component) 。它是指上述五种碱基 环上的某一位置被一些化学基团（如甲基化、 甲硫基化等）修饰后的衍生物。 DNA 中的修饰 碱基主要见于噬菌体 DNA ，RNA 中以 tRNA 含 修饰碱基最多。
5'－磷酸腺苷的结构式
?含有1个磷酸基团的核苷酸称为核苷一磷酸 （NMP），含有 2个磷酸基团的核苷酸称为核苷 二磷酸（ NDP），有 3个磷酸基团的核苷酸称为 核苷三磷酸（ NTP）。如 AMP 是腺苷一磷酸， GDP是鸟苷二磷酸， CTP是胞苷三磷酸。
DNA的一级结构
? 四种脱氧核苷酸按一定的排列顺序，以 3′, 5′-磷酸二酯键相连接，形成多聚脱氧核 苷酸链，即DNA 。
? 戊糖: ? RNA 中的戊糖是 D－核糖， ? DNA 中的戊糖是 D－2－脱氧核糖。 ? D－核糖的Ｃ－ 2所连的羟基脱去氧就是 D－2
脱氧核糖。
? 核 苷 （ nucleoside) ： 由D－核糖或 D－2脱氧 核糖与嘌呤或嘧啶通过 糖苷键连接组成的化合 物。核酸中的主要核苷 有八种。
? 寡核苷酸（ oligonucleotide) ：这是与核酸有关的文献 中经常出现的一个术语，一般是指二至十个核苷酸残基 以磷酸二酯键连接而成的线性多核苷酸片段。
? 但在使用这一术语时，对核苷酸残基的数目并无严格规 定，在不少文献中，把含有三十甚至更多个核苷酸残基 的多核苷酸分子也称作寡核苷酸。
? DNA的一级结构是指DNA分子中核苷酸 的排列顺序及其连接方式。
? DNA分子中脱氧核苷酸的连接有严格的 方向性，前一个脱氧核苷酸的 3′-羟基（OH）下一个脱氧核苷酸的5′-磷酸形成3′， 5′-磷酸二酯键，从而构成一个没有分支 的线性大分子，其两个末端分别是 5′-末 端（游离磷酸基）和3′-末端（游离羟 基）。
? 5＇pＡpＣpＴpＴpＧpＡpＡpＣpＧ3＇DNA 5＇p Ａp Ｃ p Ｕp Ｕp Ｇp Ａp Ａ p Ｃ p Ｇ3＇RNA
? 此式可进一步简化为： ? 5＇pＡＣＴＴＧＡＡＣＧ 3＇
5＇pＡＣＵＵＧＡＡＣＧቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3＇
? 上述简写式的 5′－末端均含有一个磷酸残基（与 糖基的Ｃ－ 5′位上的羟基相连）,3′－末端含有 一个自由羟基（与糖基的Ｃ－ 3′位相连）,若5′ 端不写Ｐ，则表示 5′－末端为自由羟基。
Phoebus Levene
?1885—1900年间， Kossel、 Johnew 、Levene 证实核酸由 不同的碱基组成。其最简单的 单体结构是碱基 -核糖 -磷酸构 成的核苷酸。 1929年又确定了 核酸有两种，一种是脱氧核糖 核酸 (DNA)，另一种是核糖核 酸(RNA)。
这五种碱基的结构如图
? 寡核苷酸目前已可由仪器自动合成，它可作为 DNA合 成的引物（primer) 、基因探针（probe) 等，
核酸链的简写式
? 字符式： ? 用英文大写字母缩写符号代表碱基， ? 用小写英文字母 P代表磷酸残基。 ? 核酸分子中的糖基、糖苷键和酯键等均省略不写，将碱 基和磷酸相间排列即可。 ? 简写式中出现Ｔ就视为 DNA 链，出现Ｕ则视为 RNA 链。 ? 以5＇和 3＇表示链的末端及方向，分别置于简写式的左 右二端。
? 双链DNA 分子的简写式多采用省略了磷酸残基 的写法，在上述简式的基础上再增加一条互补链 （complentary strand) 即可，链间的配对碱基 用短纵线相连或省略。
?5＇ＧＧＡＡＴＣＴＣＡＴ3＇ 3＇ＣＣＴＴＡＧＡＧＴＡ5＇
? 线条式：在字符书写 基础上，以垂线（位 于碱基之下）和斜线 （位于垂线与Ｐ之间） 分别表示糖基和磷酸 酯键。
DNA的二级结构——双螺旋结构
? (1) 主链 (backbone) ：由脱氧核 糖和磷酸基通过酯键交替连接而 成。主链有二条 ,它们似“麻花 状绕一共同轴心以右手方向盘旋 , 相互平行而走向相反形成双螺旋 构型。主链处于螺旋的外侧 ,这 正好解释了由糖和磷酸构成的主 链的亲水性。 所谓双螺旋就是 针对二条主链的形状而言的。
? (2) 碱基对 (base pair) ：碱 基位于螺旋的内则 ,它们以 垂直于螺旋轴的取向通过糖 苷键与主链糖基相连。同一 平面的碱基在二条主链间形 成碱基对。配对碱基总是 A 与T和G与C。碱基对以氢键 维系， A与T 间形成两个氢 键。
? 斜线与垂线部的交点 为糖基的Ｃ－ 3＇位， 斜线与垂线下端的交 点为糖基的Ｃ－ 5＇位。
DNA的一级结构
? DNA 的一级结构是指 DNA 分子中核苷酸的排 列顺序，DNA 顺序（或序列）是这一概念的简 称。由于核苷酸之间的差异仅仅是碱基的不同， 故可称为碱基顺序。
? DNA 分子中不同排列顺序的 DNA 区段构成特 定的功能单位，这就是基因，不同基因的功能 各异，各自分布在 DNA 的一定区域。
? 遗传物质的分子结构和性质 ? 基因组和染色体 ? DNA的复制 ? DNA损伤与修复 ? 重组和转座
第一节 核酸的分子结构
1869年 J.T.Miescher 发现核素（muclein） ? 米歇尔在作博士论文时要确定淋巴细胞蛋白质
的组成，不想却发现了一种既不溶解于水、醋 酸，也不溶解于稀盐酸和食盐溶液的未知的新 物质，最终证实这种物质存在于细胞核里，便 将它定名为“核质”。后由瑞典著名生化学家 阿尔特曼建议将“核质”定名为“核酸”。
? 核苷酸(nucleotide) ：核苷与磷酸残基构成的化 合物，即核苷的磷酸酯。核苷酸是核酸分子的 结构单元。核苷酸中戊糖上的所有游离羟基均 可与磷酸形成酯键，但生物体内多数核苷酸的 磷酸连接在核糖或脱氧核糖的 C-5′ 上，形成 5′核苷酸。
? DNA 分子中是含有 A 、G、C、T四种碱基的脱 氧核苷酸； RNA 分子中则是含 A 、G、C、U四 种碱基的核苷酸。
? 核 酸 分 子 中 还 发 现 数 十 种 修 饰 碱 基 （ the modified component), 又 称 稀 有 碱 基 ， (unusual component) 。它是指上述五种碱基 环上的某一位置被一些化学基团（如甲基化、 甲硫基化等）修饰后的衍生物。 DNA 中的修饰 碱基主要见于噬菌体 DNA ，RNA 中以 tRNA 含 修饰碱基最多。
5'－磷酸腺苷的结构式
?含有1个磷酸基团的核苷酸称为核苷一磷酸 （NMP），含有 2个磷酸基团的核苷酸称为核苷 二磷酸（ NDP），有 3个磷酸基团的核苷酸称为 核苷三磷酸（ NTP）。如 AMP 是腺苷一磷酸， GDP是鸟苷二磷酸， CTP是胞苷三磷酸。
DNA的一级结构
? 四种脱氧核苷酸按一定的排列顺序，以 3′, 5′-磷酸二酯键相连接，形成多聚脱氧核 苷酸链，即DNA 。
? 戊糖: ? RNA 中的戊糖是 D－核糖， ? DNA 中的戊糖是 D－2－脱氧核糖。 ? D－核糖的Ｃ－ 2所连的羟基脱去氧就是 D－2
脱氧核糖。
? 核 苷 （ nucleoside) ： 由D－核糖或 D－2脱氧 核糖与嘌呤或嘧啶通过 糖苷键连接组成的化合 物。核酸中的主要核苷 有八种。
? 寡核苷酸（ oligonucleotide) ：这是与核酸有关的文献 中经常出现的一个术语，一般是指二至十个核苷酸残基 以磷酸二酯键连接而成的线性多核苷酸片段。
? 但在使用这一术语时，对核苷酸残基的数目并无严格规 定，在不少文献中，把含有三十甚至更多个核苷酸残基 的多核苷酸分子也称作寡核苷酸。
? DNA的一级结构是指DNA分子中核苷酸 的排列顺序及其连接方式。
? DNA分子中脱氧核苷酸的连接有严格的 方向性，前一个脱氧核苷酸的 3′-羟基（OH）下一个脱氧核苷酸的5′-磷酸形成3′， 5′-磷酸二酯键，从而构成一个没有分支 的线性大分子，其两个末端分别是 5′-末 端（游离磷酸基）和3′-末端（游离羟 基）。
? 5＇pＡpＣpＴpＴpＧpＡpＡpＣpＧ3＇DNA 5＇p Ａp Ｃ p Ｕp Ｕp Ｇp Ａp Ａ p Ｃ p Ｇ3＇RNA
? 此式可进一步简化为： ? 5＇pＡＣＴＴＧＡＡＣＧ 3＇
5＇pＡＣＵＵＧＡＡＣＧቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3＇
? 上述简写式的 5′－末端均含有一个磷酸残基（与 糖基的Ｃ－ 5′位上的羟基相连）,3′－末端含有 一个自由羟基（与糖基的Ｃ－ 3′位相连）,若5′ 端不写Ｐ，则表示 5′－末端为自由羟基。
Phoebus Levene
?1885—1900年间， Kossel、 Johnew 、Levene 证实核酸由 不同的碱基组成。其最简单的 单体结构是碱基 -核糖 -磷酸构 成的核苷酸。 1929年又确定了 核酸有两种，一种是脱氧核糖 核酸 (DNA)，另一种是核糖核 酸(RNA)。
这五种碱基的结构如图
? 寡核苷酸目前已可由仪器自动合成，它可作为 DNA合 成的引物（primer) 、基因探针（probe) 等，
核酸链的简写式
? 字符式： ? 用英文大写字母缩写符号代表碱基， ? 用小写英文字母 P代表磷酸残基。 ? 核酸分子中的糖基、糖苷键和酯键等均省略不写，将碱 基和磷酸相间排列即可。 ? 简写式中出现Ｔ就视为 DNA 链，出现Ｕ则视为 RNA 链。 ? 以5＇和 3＇表示链的末端及方向，分别置于简写式的左 右二端。
? 双链DNA 分子的简写式多采用省略了磷酸残基 的写法，在上述简式的基础上再增加一条互补链 （complentary strand) 即可，链间的配对碱基 用短纵线相连或省略。
?5＇ＧＧＡＡＴＣＴＣＡＴ3＇ 3＇ＣＣＴＴＡＧＡＧＴＡ5＇
? 线条式：在字符书写 基础上，以垂线（位 于碱基之下）和斜线 （位于垂线与Ｐ之间） 分别表示糖基和磷酸 酯键。
DNA的二级结构——双螺旋结构
? (1) 主链 (backbone) ：由脱氧核 糖和磷酸基通过酯键交替连接而 成。主链有二条 ,它们似“麻花 状绕一共同轴心以右手方向盘旋 , 相互平行而走向相反形成双螺旋 构型。主链处于螺旋的外侧 ,这 正好解释了由糖和磷酸构成的主 链的亲水性。 所谓双螺旋就是 针对二条主链的形状而言的。
? (2) 碱基对 (base pair) ：碱 基位于螺旋的内则 ,它们以 垂直于螺旋轴的取向通过糖 苷键与主链糖基相连。同一 平面的碱基在二条主链间形 成碱基对。配对碱基总是 A 与T和G与C。碱基对以氢键 维系， A与T 间形成两个氢 键。
? 斜线与垂线部的交点 为糖基的Ｃ－ 3＇位， 斜线与垂线下端的交 点为糖基的Ｃ－ 5＇位。
DNA的一级结构
? DNA 的一级结构是指 DNA 分子中核苷酸的排 列顺序，DNA 顺序（或序列）是这一概念的简 称。由于核苷酸之间的差异仅仅是碱基的不同， 故可称为碱基顺序。
? DNA 分子中不同排列顺序的 DNA 区段构成特 定的功能单位，这就是基因，不同基因的功能 各异，各自分布在 DNA 的一定区域。