《分子生物学》word版

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第一章绪论

1.分子生物学(Molecular Biology)是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学,是人类从分子水平上真正揭示生物世界的奥秘,由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科。

狭义的概念偏重于核酸(基因)的分子生物学,主要研究基因或DNA结构与功能、复制、转录、表达和调节控制过程。也涉及与这些过程相关的蛋白质与酶的结构与功能的研究

2.功能基因组学(Functional Genomics or post—Genomics)

基因的识别与鉴定

基因功能信息的提取与证实

基因表达谱的绘制 (microarray)

蛋白质水平上基因互作的探测

3.蛋白质组学(Proteome)

1994年由Wilkins等提出蛋白质组的概念:一个基因组所表达的全部蛋白质。

基因组----固定

蛋白质组----动态

4.生物信息学(Bioinformatics) 生物大分子的结构与功能信息通过计算机语言到分辨,提取,分析,比较,预测生物信息。

第三章核酸的结构与功能

1.DNA 的一级结构:

DNA分子中各脱氧核苷酸之间的连接方式(3′-5′磷酸二酯键)和排列顺序叫做DNA 的一级结构,简称为碱基序列。一级结构的走向的规定为5′→3′。不同的DNA分子具有不同的核苷酸排列顺序,因此携带有不同的遗传信息。

Chargaff首先注意到DNA碱基组成的某些规律性,在1950年总结出DNA碱基组成的规律:·腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩尔数相等,即 A=T。

·鸟嘌呤和胞腺嘧啶的摩尔数也相等,即G=C。

·含氨基的碱基总数等于含酮基碱基总数,即A+C=G+T。

·嘌呤的总数等于嘧啶的总数,即A+G=C+T。

2.DNA的双螺旋模型特点:

a. 两条反向平行的多聚核苷酸链沿一个假设的中心轴右旋相互盘绕而形成。

b. 磷酸和脱氧核糖单位作为不变的骨架组成位于外侧,作为可变成分的碱基位于内侧,

链间碱基按A—T,G—C配对(碱基配对原则,Chargaff定律)

c.右手反平行双螺旋,

d.主链位于螺旋外侧,碱基位于内侧两条链

e.间存在碱基互补

f.螺旋的螺距为3.4nm,直径为2nm,

g.螺旋的稳定因素为氢键和碱基堆砌力

3.DNA的双螺旋结构稳定因素:·氢键·碱基堆集力·正负电荷的作用

发夹(hairpin):当同一个核酸分子中一段碱基序列附近紧接着一段它的互补序列时,核酸连有可能自身回折配对产生一个反平行的双螺旋结构

4.凸环(bulge loop):当互补序列在分子中距离较远时,形成双链区域时产生较大的单链环,如果两个可能的互补序列中的一个包含一段不配对的多余序列时产生凸环。

5反向重复序列(inverted repeats):又称回文序列(palindrome)指在双链DNA或RNA序列中.确定方向阅读每一条链的序列相同的序列。

单链DNA或RNA能形成发夹结构

双链DNA分子内形成十字架结构

6.DNA结构的动态性:不同DNA结构形式相互转变的现象。

7.正超螺旋(positive supercoil):盘绕方向与DNA双螺旋方同相同。右手超螺旋

8.负超螺旋(negative supercoil):盘绕方向与DNA双螺旋方向相反。左手超螺旋

大部分天然DNA呈负超螺旋

9.拓扑异构体(topoisomer):具有特定连接数的环状dsDNA分子。

拓扑异构体的差异是连接数的不同

10.拓扑异构酶(topoisomerase) 催化DNA拓扑变构体相互转化的酶,能改变DNA的连接数。

11.连环数 (linkage number, L):双螺旋DNA中两条链互相交叉的总次数。

12.盘绕数(twisting number, T):是DNA分子中双螺旋的周数,表示DNA分子一条链绕另

一条链的扭转数。T=碱基对总数/10.5

13.超螺旋周数(writhing number, W):双螺旋结构在一定的盘绕数下,DNA分子的超螺旋

缠绕数。 L=T+W

14.复性(renaturation):两条彼此分开的变性DNA链在适当条件下重新缔合(reassociation)成为双螺旋结构的过程称为复性。

15.RNA的结构特点及与DNA的区别

1.碱基组成不同;

2.存在稀有碱基、微量碱基、修饰碱基;

3.D-核糖;

4.单链;

5.RNA分子中的碱基不严格遵守Chargaff规则;

6.对碱性敏感;

7.只有部分双链;

8.信息传递者;

9.病毒RNA是遗传信息的载体;

10.具有催化功能

第四章基因与基因组结构与功能

1.基因(gene)是核酸的中贮存遗传信息的遗传单位,是贮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需的全部核苷酸序列。

从遗传学上来说代表1个遗传单位、1个功能单位、1个交换单位或1个突变单位。

2.基因组(gencme)指细胞或生物体中,一套完整单倍体遗传特质的总和(包括一种生物所需的全套基因及间隔序列)称为基因组。

基因组的结构主要指不同的基因功能区域在核酸分列中的分布和排布情况,基因组的功能是贮存和表达遗传信息。

3.C值(C value):真核生物单倍体基因组所包含的全部DNA量。

C值悖理(C-value paradox):真核生物中DNA含量的反常现象。

1.C值不随生物的进化程度和复杂性而增加

2.关系密切的生物C值相差甚大

3.真核生物DNA的量远远大于编码蛋白质所需的量

4.病毒基因组的一般特点:

1.基因组很小,遗传信息量也少,但不同病毒基因组大小差异很大;

2.只含有一种核酸,单链或双链,闭合环状或线状分子;

3.通常有重叠基因;

4.基因之间的间隔序列很短;

5.相关基因集中成簇;

6.噬菌体的基因是连续的,但真核细胞的病毒都含有不连续基因

5.细菌基因组的一般特点:

1.通常由一条环形或线形双链DNA分子组成,类核

2.只有一个复制起始点;

3.有操纵子结构,多个相关的结构基因串联在一起,受同一调控区调节,合成多顺反

子mRNA;

4.编码蛋白质的结构基因为单拷贝,但rRNA基因一般是多拷贝的;

5.非编码DNA所占比例很少;

6.具有多种调控区;

7.也具有可移动的DNA序列组分

6.真核生物基因组的特点:

1.真核基因组的分子量很大;

2.多条线状染色体,有多个复制起点(ori);

3.与蛋白质结合稳定,形成高级结构;

4.存在核膜,转录和翻译在时间和空间上被分隔,不偶联;

5.含有大量的重复序列;

6.单拷贝,单顺反子;

7.可移动的基因;

8.内含子,基因是不连续的(断裂基因)

7.真核生物基因组的序列类型:

(1)单拷贝序列(Unique Sequence):包括大多数编码蛋白质的结构基因和基因间间隔序列。

(2)低度重复序列

(3)中度重复序列(重复次数: 1O2-1O5)

(4)高度重复序列(重复次数:>1O6)

8.操纵子(operon):多个功能相关的结构基因成簇串联排列,与上游共同的调控区和下游转录终止信号组成的基因表达单位。

9.微卫星DNA(microstallite DNA):由2-6个核苷酸组成的重复单位串联组成的两侧为特异的单拷贝序列。

10.基因家族(gene family):真核基因组中来源相同、结构相似、功能相似的一组基因.

11.基因簇(gene cluster):基因家族中各成员紧密成簇排列成大段的串联重复单位,定位于染色体的特殊区域。

12.超基因(Supergene)指一组由多基因和单基因组成的更大的基因家族

13.超基因家族(Supergene family):由基因家族和单基因组成的大基因家族,结构上有程度不等的同源性,但功能不同.

第五章DNA的复制

1.DNA在复制时,以亲代DNA的每一股作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制(semi-conservative replication).

2.复制子:基因组内独立进行复制的功能单位。含有复制起点和终止点

3.复制叉:复制时,双链解开成两股链分别进行,起点呈现叉子

4.前导链(leading strand):DNA复制时,一股以3’→ 5’方向的母链作为模板,指导新合成的链以5’→ 3’方向连续合成的链称为前导链。复制方向与解链方向一致

5.随从链(lagging strand): DNA复制时,一股以5’→3’方向的母链作为模板,指导新合成的链沿5’→3’合成,1000-2000个核苷酸不连续的小片段的链称为随从链。(复制方向与解链方向相反)

6.岗崎片段(Okazaki):DNA复制时,一股以5’→3’方向的母链作为模板,指导新合成的链沿5’→3’合成1000-2000个核苷酸不连续的小片段称之为岗崎片段。

7.半不连续复制:在DNA复制过程中,亲代DNA分子中以3’→5’向的母链作为模板指导新的链以5’→3’方向连续合成,另一股以5’→3’为方向的母链则指导新合成的链以5’→3’方向合成1000-2000个核苷酸长度的许多不连续的片段(岗崎片段),这种复制方式称之为半不连续复制。

8.端粒(telomere)指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构。

9.端粒酶(telomerase) 是一种自身携带模板的逆转录酶,催化端粒DNA的合成,能够在缺少DNA模板的情况下延伸端粒的寡核苷酸片断。

10.原核生物与真核生物DNA复制的起始及区别:不同点很多,例如:

真核生物每条染色质上可以有多处复制起始点,而原核生物只有一个起始点;

真核生物的染色体在全部完成复制之前,各个起始点上DNA的复制不能再开始,而在快速生长的原核生物中,复制起始点上可以连续开始新的DNA复制,表现为虽只有一个复制单元,但可有多个复制叉。

第六章DNA的损伤、修复和基因突变

1.DNA损伤(DNA damage)又称突变(mutation):是指一个或多个脱氧核糖核苷酸构成的改变。即遗传物质结构改变引起遗传信息的改变。

2.DNA结构发生改变主要分为两种:单个碱基的改变,双螺旋结构的异常扭曲

3.损伤的类型:

自发性损伤:(碱基之间的互变异构移位,碱基脱氨基,碱基丢失,DNA聚合酶的打滑,活性氧引起的诱变等)

物理因素:紫外线照射形成嘧啶二聚体

化学因素;烷化剂、碱基类似物

4.DNA的修复:切除修复错配修复 DNA直接修复重组修复 SOS反应诱导的修复

(1)切除修复(base-excision repair)

1.碱基切除修复

糖苷水解酶:细胞中的各种,能特异切除受损核苷酸上的N-β-糖苷键,在DNA链上形成AP位点(去嘌呤或去嘧啶位点)。

AP核酸内切酶:能在AP位点附近(5`或3`位置)将DNA链切开;

核酸外切酶:移去包括AP位点核苷酸在内的小片段DNA;

DNA聚合酶I:合成新片段;DNA连接酶:连接切口而修复。

2.核苷酸片段切除修复:当DNA链上相应位置的核苷酸发生损伤,导致双链之间无法形成氢键,在一系列酶的作用下,将DNA分子中受损伤部分切除掉,并以完整的那一条链为模板,合成出切去的部分,然后使DNA恢复正常结构的过程。

(2)错配修复(Mismatch repair)原核细胞内存在Dam甲基化酶,能使位于5`GATC序列中腺苷酸的N6位甲基化。复制后DNA在短期内(数分钟)为半甲基化的GATC序列,一旦

发现错配碱基,即将未甲基化链切除一段包含错误碱基的序列,并以甲基化的链为模板进行修复。

(3)直接修复(direct repair)生物体内存在多种DNA损伤以后而并不需要切除碱基或核

苷酸的机制,这种修复方式称为DNA的直接修复。

(4)重组修复(Recombination repair)遗传信息有缺损的子代DNA分子通过遗传重组的方式加以弥补,即从同源DNA的母链上将相应核苷酸序列片段移至子链缺口处,然后用再合成的序列来补上母链的空缺

(5)SOS反应诱导的修复(SOS response )

SOS反应:是细胞DNA受到损伤或复制系统受到抑制的紧急情况下,为求得生存而出现的应急效应。

SOS反应诱导的修复系统包括(避免差错修复和易产生差错修复)

SOS反应由Rec A 蛋白和Lex A 阻遏物相互作用引起。

第七章DNA的重组与转座

1.遗传重组:DNA 分子内或分子间发生遗传信息的重新重合称为遗传重组或基因重排

DNA重组的意义:对生物进化起着关键作用。能迅速增加群体的遗传多样性(diversity),使有利突变与不利突变分开,通过优化组合积累有意义的遗传信息;提供修复机制;调节基因表达等。

细菌的基因转移主要有4种机制:

2.接合:(conjugation)指通过细胞的直接接触,遗传信息从供体单向转移到受体的过程。

3.遗传转化(genetic transformation):指细菌品系吸收了外源DNA(转化因子)而发生遗传

性状改变的现象。

4.转导(transduction):是指通过病毒介导发生在供体细胞与受体细胞之间的DNA转移。

5.细胞融合(cell fusion):细菌细胞膜融合导致的基因转移和重组叫细胞融合。

6.位点特异性重组(site-specific recombination)发生在专一序列而顺序极少相同的DNA 分子间的重组。

7.转座子(transposon):是在基因组中可移动的一段DNA序列。

8.转座:转座子由基因组的一个位置转移到另一个位置的过程叫转座。

9.转座过程有5大特点:p199

DNA的转座,或称移位,是由可移位因子介导的遗传物质重组。

转座可被分为(复制性和非复制性)两大类。

最简单的转座子不含有任何宿主基因而常被称为插入序列(insertional sequence,IS) 。

IS序列都是可以独立存在的单元,带有介导自身移动的蛋白。它们都是很小的DNA片段(约lkb),末端具有倒置重复序列,转座时往往复制宿主靶位点一小段(4~15bp) DNA,形成位于IS序列两端的正向重复区。

10复合式转座子(composite transposon)是一类带有某些抗药性基因(或其他基因)的转座子,其两翼往往是两个相同或高度同源的IS序列,表明IS序列插入到某个功能基因两端时就可能产生复合转座子。

第八章RNA的转录合成

1.RNA合成和DNA复制的区别:

(1)转录时只有一条DNA链为模板,而复制时两条链都可作为模板;

(2)DNA-RNA杂合双链不稳定,RNA合成后释放,而DNA复制叉形成后一直打开,新链和母成子链;

(3)RNA合成不需引物,而DNA复制需引物;

(4) 转录的底物是rNTP,复制的底物是dNTP;

(5)聚合酶系不同

2.细菌的RNA聚合酶作用特点:1.DNA为模板2.不需引物,两游离NTP或一游离NTP与RNA 链聚合.

3.3'-OH与5'-P聚合形成磷酸二酯键。

4.方向:5'→3'。

3.真核生物的转录和原核转录的不同点:

1.真核mRNA单顺反子(single cistron),原核生物为多顺贩子(multicistron);

2.原核只有一种RNA聚合酶,而真核细胞有三种聚合酶,且高度分工;

3.真核的转录有很多蛋白质因子的介入;

4.启动子的结构特点不同,真核有三种不同的启动子和有关的元件;顺式作用元件;

反式作用元件;

5.真核基因转录水平的调控多以正调控为主

4.真核生物RNA聚合酶一般特点:

1、结构非常复杂;

2、结构具有相似性;

3、3类RNA Pol都有几种共同的亚基

5.结构域(structural domain)是介于二级和三级结构之间的另一种结构层次。所谓结构域是指蛋白质亚基结构中明显分开的紧密球状结构区域,又称为辖区。

6.异质性是指性质上的多样性或缺乏一致性的不同成分的组合.异质性是生物在自然界中的共同特征之一,也是生物在自然界中存活的重要保证.异质性是达尔文进化论及物种多样性的基础。

7.启动子(promoter):RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列。

8.增强子:是增强启动子转录活性的特异DNA序列。(远离转录起始点,位置灵活,其作用与启动子相互依存)

9.沉默子:对基因转录起阻遏作用的特异DNA序列,属于负性调控元件。

第九章RNA转录后的剪接与加工

1.断裂基因(interrupted gene): 对一个可表达为蛋白质的基因,如果其初始转录产物(前体mRNA)与有生物学功能的成熟mRNA相比,如其间含有不能编码为蛋白质的间隔序列,则这个基因称为断裂基因。

2.内含子(intron) :断裂基因中,转录但通过将两端的序列(外显子)剪接在一起而被去

除的转录产物所对应的DNA片段。

3.外显子(exon): 断裂基因中,在成熟mRNA产物中存在的任何片段。

4.hnRNA (heterogeneous nuclear RNA):不均一核RNA高等真核生物中,如果细胞核基因与其产物间在长度上存在差异,则其初始转录产物称之为hnRNA。

5.hnRNP:核糖核蛋白颗粒hnRNA的物理结构是核糖核蛋白颗粒(hnRNP),颗粒中蛋白质包围着hnRNA,这种hnRNA和蛋白质组成的复合物称为hnRNP。

6.剪切体(spliceosome):mRNA前体在剪接过程中组装形成的多组分复合物,主要由snRNA 和蛋白质因子组成。

7.核酶(Ribozyme)指本质为RNA或以RNA为主含有蛋白质辅基的一类具有催化功能的物质。

8.编辑(editing)指转录后的RNA在编码区发生碱基的加入,丢失或转换等现象。

9.原核生物tRNA的加工

tRNA前体的存在方式:

1.不同的tRNA串联排列;

2.多个相同的tRNA串联排列;

3.tRNA与rRNA混合串联排列。

修饰过程:

1.由RNA核酸内切酶在tRNA分子5`端切断;

2.由RNA核酸内切酶在tRNA分子3`端切断;

3.tRNA分子3`端添加-CCAOH;

4.核苷酸的修饰与异构化

10.真核细胞中rRNA的加工途径:

(1) 切除5′端的前导序列;

(2) 从41S的中间产物中先切下18S的片段。

(3) 部分退火,形成发夹结构;

(4) 最后修正。

11.内含子的剪接分三类:

1、自我的内含子: I型和II型

2、蛋白质(酶)参与的内含子主要存在于tRNA中

3、依赖于snRNP的内含子真核细胞核的蛋白质

12.真核生物tRNA前体主要有以下几种加工方式:

(1)切断:“斩头”,形成5′末端;去尾,形成3′-OH末端。。

(2)剪接。

(3)3’-末端-CCA序列添加:缺-CCA的tRNA要用tRNA核酸转移酶加-CCA。

(4)化学修饰:通过甲基化酶,硫醇酶,假尿嘧啶核苷化酶等进行修饰,如氨基酸臂的4-硫尿苷(4tu),D臂的2甲基鸟苷(2mG),TψC臂的假尿苷(ψ)和反密码子环上的2异戊腺苷(2ipA) 。

13.真核tRNA的基因和原核不同:

(1)真核的前体分子tRNA是单顺反子,但成簇排列,基因间有间隔区;

(2)真核tRNA基因一般都比原核tRNA基因多得多,如酵母约有400个tRNA基因;

(3) tRNA的前体分子中含有内含子。

14.真核tRNA内含子的特点:

①位置相同,都在反密码子环的下游;②不同tRNA的内含子长度和序列各异;

③外显子和内含子交界处无保守序列;④内含子的剪切是依靠RNase异体催化;

⑤内含子和反密码子配对形成茎环。

15.hnRNA的结构的特点

(1)5′端有帽结构;

(2) 3′端有poly(A)尾巴;

(3)帽结构后有3个寡聚U区,每个长约30nt;

(4)有重复序列,位于寡聚U区后面;

(5)有茎环结构,可能分布于编码区(非重复序列)的两侧;

(6)非重复序列中有内含子区。

16.5’帽子结构的功能:

1.有助于mRNA越过核膜;

2.保护5′不被酶降解;

3.使mRNA能与核糖体小亚基结合;

4.被蛋白质合成的起始因子所识别,促进蛋白质合成;

5.帽子结构对mRNA 前体的剪接是必需的

16.hnRNA的剪接过程:

① snRNP与hnRNA结合成为剪接体。

②剪接体结构调整,U2和U6形成催化中心,发生转酯反应。

17.I型内含子的结构特点

1、分布广泛,在原核生物,真菌,噬菌体的核、叶绿体、线粒体的基因组中发现了1000多种Group I内含子

2、具有保守的边界序列( 5′U-G 3′)和二级结构

18.II型内含子的剪接结构特点

(1) 边界序列为5′↓GUGCG……YnAG↓;

(2) 有6个茎环结构;有分支点顺序(branch-point sequence)

19.三类剪接反应总结:

按两步酯交换作用进行:

首先游离羟基进攻外显子1和内含子结合处,接着外显子1末端产生的羟基进攻外显子2与内含子结合处。

20.RNA剪接方式的分类和三种剪接机制(299)

21.编辑的生物学意义:(1)校正作用;(2)调控翻译;(3)扩充遗传信息

第十章遗传密码

1.遗传密码的特点:

(1) 遗传密码是三联体密码。

(2)遗传密码无逗号。

(3)遗传密码是不重迭的。

(4)遗传密码具有通用性。

(5)遗传密码具有简并性(degeneracy (synonyms)。

(6) 密码子有起始密码子和终止密码子。

(7) 反密码子中的“摆动”(wobble)

由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象称为简并(degeneracy),对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子(synonymous codon)。

2.移码突变(frame-shift mutation):在mRNA中,若插入或删去一个核苷酸,就会使读码发生错误,称为移码,由于移码而造成的突变、称移码突变。

3.从mRNA 5¢端起始密码子AUG到3¢端终止密码子之间的核苷酸序列,各个三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链,称为开放阅读框架(open reading frame, ORF)。

第十一章蛋白质的生物合成-翻译

1.蛋白质的生物合成步骤:

(1)翻译的起始核糖体与mRNA结合并与氨酰-tRNA生成起始复合物。

(2)肽链的延伸由于核糖体沿mRNA的5 ′端向3′端移动,开始了从N端向C端的多肽合成,这是蛋白质合成过程中速度最快的阶段。

(3)肽链的终止及释放核糖体从mRNA上解离,准备新一轮合成反应。

2.翻译:指将mRNA链上的核苷酸从一个特定的起始位点开始,按每三个核苷酸代表一个氨基酸的原则,依次合成一条多肽链的过程。

3.遗传密码:指mRNA上核苷酸排列顺序与蛋白质多肽链中的氨基酸排列顺序之间严格的对应关系。

4.密码子(codon):mRNA上每3个相邻核苷酸编码多肽链中一个氨基酸,这三个核苷酸称一个密码子或三联体密码。

5.核糖体发挥生物学功能的5个基本部位

① mRNA结合部位;

②结合AA-tRNA部位(A位);

③结合肽基 tRNA部位(P位);

④空载tRNA移出部位(E位);

⑤形成肽键的部位。此外,还有用于起始和延伸的各种蛋白质因子结合部位。

6.蛋白质合成的过程:氨基酸的活化翻译的起始肽链的延伸肽链的终止蛋白质前体的加工

7.翻译的起始,原核生物(细菌)为例:

成分①30S小亚基② 50S大亚基③fMet-tRNAfMet④3个翻译起始因子(IF-l、IF-2和IF-3)

?⑤模板mRNA⑥ GTP⑦Mg 2+

翻译起始又可被分成3步:

第一步:在IF-3作用下核糖体大小亚基分离,在IF-l作用下mRNA模板通过SD序列与30S 小亚基相结合

第二步:在IF-2和GTP的帮助下, fMet-tRNAfMet进入小亚基的P位,tRNA上的反密码子与mRNA上的起始密码子配对。

第三步:带有tRNA、mRNA和3个翻译起始因子的小亚基复合物与50S大亚基结合,GTP水解,释放翻译起始因子

8.原核生物蛋白质合成起始的小结:p334

9.真核生物翻译起始的特点(与原核生物对比)

核糖体较大,为80S;

起始因子比较多;(eukaryotic Initiation Factor, eIF)

mRNA 5′端具有m7GpppNp帽子结构;

Met-tRNAMet

mRNA的5′端帽子结构和3′端polyA都参与形成翻译起始复合物;

10.真核生物翻译起始复合物形成(区别原核生物)

原核生物中30S小亚基首先与mRNA模板相结合,再与fMet-tRNAfMet结合,最后与50S大亚基结合。而在真核生物中,40S小亚基首先与Met-tRNAMet相结合,再与模板mRNA结合,最后与60S大亚基结合生成80S·mRNA·Met-tRNAMet起始复合物.

11.肽链延伸由许多循环组成,每加一个氨基酸就是一个循环,每个循环包括:①AA-tRNA 与核糖体结合、②肽键的生成和③移位。

(1)AA-tRNA与核糖体A位点的结合—进位

起始复合物形成以后,第二个AA-tRNA在延伸因子EF-Tu及GTP的作用下,生成AA-tRNA·EF-Tu·GTP复合物,然后结合到核糖体的A位上。

(2)肽键形成—转肽是由转肽酶/肽基转移酶催化

(3)移位核糖体向mRNA3’端方向移动一个密码子。需要消耗GTP,并需EF-G延伸因子

分子生物学问题

1.分子生物学的定义。 2.简述分子生物学的主要研究内容 广义:是研究蛋白质及核酸等生物大分子特定的空间结构及结构的运动变化与其生物学功能关系的科学。从分子水平阐明生命现象和生物学规律。 狭义:主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调节控制等过程 分子生物学的主要研究内容 生物大分子本质:一切生物体中的各类有机大分子都是由完全相同的单体,如蛋白质分子中的20种氨基酸、DNA及RNA中的8种碱基所组合而成的。 生物大分子结构功能(结构分子生物学) DNA重组技术(基因工程) 基因表达调控(核酸生物学) 基因组学 ?2章DNA双螺旋模型是哪年、由谁提出的?简述其基本内容。 ?1953 DNA的双螺旋结构有哪几种不同形式,各有何特点?细胞内最常见的是哪一类构象? ?B-DNA构象: 相对湿度为92%时,DNA钠盐纤维为B-DNA构象。在天然情况下,绝大多数DNA 以B构象存在。最常见 ?A-DNA构象: 当相对湿度改变(75%以下)或由钠盐变为钾盐、铯盐,DNA的结构可成为A构象。它是B-DNA螺旋拧得更紧的状态。DNA-RNA杂交分子、RNA-RNA双链分子均采取A构象。

?Z-DNA构象: 在一定的条件下(如高盐浓度),DNA可能出现Z构象。Z-DNA是左手双螺旋,磷酸核糖骨架呈Z字性走向。不存在大沟,小沟窄而深,并具有更多的负电荷密度。Z-DNA的存在与基因的表达调控有关 第四节DNA的变性和复性 简述DNA的C-值、C-值矛盾(C Value paradox);核小体、断裂基因 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): 形态学的复杂程度(物种的生物复杂性)与C-值大小的不一致,称为C值矛盾(C-值悖理) 核小体(nucleosome)定义:用于包装染色质的结构单位,是由DNA链缠绕一个组蛋白核心构成的 简述真核生物染色体上组蛋白的种类,组蛋白修饰的种类及其生物学意义 组蛋白:H1 H2A H2B H3 H4 如甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化及ADP核糖基化等。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。 H3、H4的修饰作用较普遍。 所有这些修饰作用都有一个共同的特点,即降低组蛋白所携带的正电荷。这些组蛋白修饰的意义:一是改变染色体的结构,直接影响转录活性;二是核小体表面发生改变,使其他调控蛋白易于和染色质相互接触,从而间接影响转录活性 、

现代分子生物学_复习笔记完整版.doc

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。

分子生物学名词解释

分子生物学考试重点 一、名词解释 1、分子生物学(molecular biology):分子生物学是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学。 2、C值(C value):一种生物单倍体基因组DNA的总量。在真核生物中,C值一般是随生物进化而增加的,高等生物的C值一般大于低等生物。 3、DNA多态性(DNA polymorphism):DNA多态性是指DNA序列中发生变异而导致的个体间核苷酸序列的差异。 4、端粒(telomere):端粒是真核生物线性基因组DNA末端的一种特殊结构,它是一段DNA序列和蛋白质形成的复合体。 5、半保留复制(semi-conservative replication):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。这样形成的两个DNA分子与原来DNA分子的碱基顺序完全一样。一次,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 的半保留复制。 6、复制子(replicon):复制子是指生物体的复制单位。一个复制子只含一个复制起点。 7、半不连续复制(semi-discontinuous replication):DNA复制过程中,一条链的合成是连续的,另一条链的合成是中断的、不连续的,因此

称为半不连续复制。 8、前导链(leading strand):与复制叉移动的方向一致,通过连续的5ˊ-3ˊ聚合合成的新的DNA链。 9、后随链(lagging strand):与复制叉移动的方向相反,通过不连续的5ˊ-3ˊ聚合合成的新的DNA链。 10、AP位点(AP site):所有细胞中都带有不同类型、能识别受损核酸位点的糖苷水解酶,它能特异性切除受损核苷酸上N-β糖苷键,在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点,统称为AP位点。 11、cDNA(complementary DNA):在体外以mRNA为模板,利用反转录酶和DNA聚合酶合成的一段双链DNA。 12、C值反常现象(C value paradox):也称C值谬误。指C值往往与种系的进化复杂性不一致的现象,即基因组大小与遗传复杂性之间没有必然的联系。 13、DNA甲基化(DNA methylation):CpG二核苷酸(CpG岛)通常成串出现在DNA上,在甲基转移酶的作用下,胞嘧啶(C)的第5位碳原子能被修饰加上甲基。这种现象称为DNA甲基化。 14、DNA聚合酶(DNA polymerase):一种催化由脱氧核糖核苷三磷酸合成DNA的酶。 15、DNA拓扑异构酶(DNA topoisomerase):能在闭环DNA分子中改变两条链的环绕次数的酶。 16、DNA重组技术(recombinant DNA technology):又称基因工程(genetic engineering),将不同的DNA片段按照预先的设计定向连接

分子生物学发展史之我感

分子生物学发展史之我感 19世纪后期到20世纪50年代,分子生物学完成了两大重点突破:确定了蛋白质是生命的主要基础物质;确定了生物遗传的物质是DNA。 1953年Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构模型,这一发现犹如黎明中亮起的第一道曙光,照亮了隐藏在黑暗中的条条大路,为之后的一系列发现照明了方向,由此步入了分子生物学的建立和发展阶段。而后DNA半保留复制模型的确立,DNA作为模板转录RNA,RNA作为模板利用氨基酸合成蛋白质,RNA作为模板转录DNA。这些成果的发现共同建立了以中心法则为基础的分子生物学基本理论体系。 中心法则建立的这一过程大约花了近20年,是几代科学家辛苦专研的共同成果,个人觉得这个发展过程还是很飞速的。看分子生物学发展史,我觉得也是在看诺贝尔化学、生理和医学奖收获史。就以中心法则建立的这一过程来说,每走一小步都是一个突破,都极其重要,往往也标志着下一个突破的到来。没有DNA半保留复制方式的发现,没有RNA聚合酶的发现,就不会有转录的发现,再就不会有翻译等等的发现。这每一小步成果也都建立在科学家大胆创新的思维,合理的实验设计,共同合作和坚持不懈的反复实验基础之上。同时,在获得这一系列成果的过程中,科学家们也创造了更多的实验方法与新技术。这些新方法新技术往往推动一个学科的快速发展,甚至带来一个新的交叉学科。随着分子生物学的进一步发展,已经渗透到各个领域,分子结构生物学,分子细胞生物学,分子遗传学,分子发育生物学…… 20世纪70年代后,以基因工程技术的出现作为新的里程碑,标志人类从认识生命本质到迈出改造生命的步伐。在D.Baltimore、R.Dulbecco和H.M.Temin 发现肿瘤病毒与细胞遗传物质之间的相互作用,以及W.Arber、D.Nathans、H.O.mith发现限制性内切酶并荣获1978年诺贝尔生理或医学奖后,基因工程技术得到迅速发展。这得益于许多分子生物学新技术的不断涌现。M.R.Capecchi、O.Smithies和M.J.Evans凭借“基因打靶技术”共同分享了2007年度诺贝尔生理学或医学奖,“基因打靶”技术利用细胞脱氧核糖核酸(DNA)可与外源性DNA 同源序列发生同源重组的性质,可以定向改造生物某一基因。借助这一从上世纪80年代发展起来的技术,人们得以按照预先设计的方式对生物遗传信息进行精细改造。可以瞄准某一特定基因,使其失去活性,进而研究该特定基因的功能。尽管“基因打靶”技术刚刚诞生20余年,全世界的科学家已经利用该技术先后对小鼠的上万个基因进行了精确研究。根据导致人类疾病的各种基因缺陷,科学家培育了超过500种存在不同基因变异的小鼠,这些变异小鼠对应的人类疾病包括心血管疾病、神经病变,糖尿病和癌症等。评委会认为,是因为其“开创了全新的研究领域”,为人类攻克某些疾病提供了药物试验的动物模型。我对这一技术印象深刻,不仅惊叹于它的革新,更惊叹于其实际应用功能。它在医学领域的应用或将攻克很多人类疾病,给医学进步带来很大利益。所以说,一个学科的发展往往能推动另一学科的发展,学科之间是有界限的,往往也是无界限的。除了基因打靶,更多的技术已经被发现或将要被发现。每一次的技术革新都在影响着人类生活,给人带来更多福祉。这也教诲我们在科研工作中要有发现的眼睛,创新的思维。 学习了分子生物学的发展历史,发现分子生物学是生命科学范围发展最迅速

(完整版)分子生物学试题及答案(整理版)

分子生物学试题及答案 一、名词解释 1.cDNA与cccDNA:cDNA是由mRNA通过反转录酶合成的双链DNA;cccDNA是游离于染色体之外的质粒双链闭合环形DNA。 2.标准折叠单位:蛋白质二级结构单元α-螺旋与β-折叠通过各种连接多肽可以组成特殊几何排列的结构块,此种确定的折叠类型通常称为超二级结构。几乎所有的三级结构都可以用这些折叠类型,乃至他们的组合型来予以描述,因此又将其称为标准折叠单位。 3.CAP:环腺苷酸(cAMP)受体蛋白CRP(cAMP receptor protein ),cAMP与CRP结合后所形成的复合物称激活蛋白CAP(cAMP activated protein ) 4.回文序列:DNA片段上的一段所具有的反向互补序列,常是限制性酶切位点。 5.micRNA:互补干扰RNA或称反义RNA,与mRNA序列互补,可抑制mRNA的翻译。 6.核酶:具有催化活性的RNA,在RNA的剪接加工过程中起到自我催化的作用。 7.模体:蛋白质分子空间结构中存在着某些立体形状和拓扑结构颇为类似的局部区域 8.信号肽:在蛋白质合成过程中N端有15~36个氨基酸残基的肽段,引导蛋白质的跨膜。 9.弱化子:在操纵区与结构基因之间的一段可以终止转录作用的核苷酸序列。 10.魔斑:当细菌生长过程中,遇到氨基酸全面缺乏时,细菌将会产生一个应急反应,停止全部基因的表达。产生这一应急反应的信号是鸟苷四磷酸(ppGpp)和鸟苷五磷酸(pppGpp)。PpGpp与pppGpp的作用不只是一个或几个操纵子,而是影响一大批,所以称他们是超级调控子或称为魔斑。 11.上游启动子元件:是指对启动子的活性起到一种调节作用的DNA序列,-10区的TATA、-35区的TGACA 及增强子,弱化子等。 12.DNA探针:是带有标记的一段已知序列DNA,用以检测未知序列、筛选目的基因等方面广泛应用。13.SD序列:是核糖体与mRNA结合序列,对翻译起到调控作用。 14.单克隆抗体:只针对单一抗原决定簇起作用的抗体。 15.考斯质粒:是经过人工构建的一种外源DNA载体,保留噬菌体两端的COS区,与质粒连接构成。16.蓝-白斑筛选:含LacZ基因(编码β半乳糖苷酶)该酶能分解生色底物X-gal(5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷)产生蓝色,从而使菌株变蓝。当外源DNA插入后,LacZ基因不能表达,菌株呈白色,以此来筛选重组细菌。称之为蓝-白斑筛选。 17.顺式作用元件:在DNA中一段特殊的碱基序列,对基因的表达起到调控作用的基因元件。18.Klenow酶:DNA聚合酶I大片段,只是从DNA聚合酶I全酶中去除了5’→3’外切酶活性 19.锚定PCR:用于扩增已知一端序列的目的DNA。在未知序列一端加上一段多聚dG的尾巴,然后分别用多聚dC和已知的序列作为引物进行PCR扩增。 20.融合蛋白:真核蛋白的基因与外源基因连接,同时表达翻译出的原基因蛋白与外源蛋白结合在一起所组成的蛋白质。 二、填空 1. DNA的物理图谱是DNA分子的(限制性内切酶酶解)片段的排列顺序。 2. RNA酶的剪切分为(自体催化)、(异体催化)两种类型。 3.原核生物中有三种起始因子分别是(IF-1)、(IF-2)和(IF-3)。 4.蛋白质的跨膜需要(信号肽)的引导,蛋白伴侣的作用是(辅助肽链折叠成天然构象的蛋白质)。5.启动子中的元件通常可以分为两种:(核心启动子元件)和(上游启动子元件)。 6.分子生物学的研究内容主要包含(结构分子生物学)、(基因表达与调控)、(DNA重组技术)三部分。7.证明DNA是遗传物质的两个关键性实验是(肺炎球菌感染小鼠)、( T2噬菌体感染大肠杆菌)这两个实验中主要的论点证据是:(生物体吸收的外源DNA改变了其遗传潜能)。 8.hnRNA与mRNA之间的差别主要有两点:(hnRNA在转变为mRNA的过程中经过剪接,)、 (mRNA的5′末端被加上一个m7pGppp帽子,在mRNA3′末端多了一个多聚腺苷酸(polyA)尾巴)。 9.蛋白质多亚基形式的优点是(亚基对DNA的利用来说是一种经济的方法)、(可以减少蛋白质合成过程中随机的错误对蛋白质活性的影响)、(活性能够非常有效和迅速地被打开和被关闭)。 10.蛋白质折叠机制首先成核理论的主要内容包括(成核)、(结构充实)、(最后重排)。 11.半乳糖对细菌有双重作用;一方面(可以作为碳源供细胞生长);另一方面(它又是细胞壁的成分)。所以需要一个不依赖于cAMP—CRP的启动子S2进行本底水平的永久型合成;同时需要一个依赖于cAMP—CRP的启动子S1对高水平合成进行调节。有G时转录从( S2)开始,无G时转录从( S1)开

分子生物学的研究及发展

分子生物学的应用及发展 摘要:本文在文献检索的基础上,对分子生物学的发展简史,基本原理,研究领域等作了简单介绍,阐述了分子生物学在人们日常生活中的应用并结合药学专业着重讨论了其在药学及中药开发发面的应用,并进一步对分子生物学未来的研究技术、方向和前景做了展望。 一前言 生物以能够复制自己而区别于非生物。生命现象最基本的特征是进行“自我更新”。进行“自我更新”体现了一种最高级和最复杂的运动状态。这种运动就是生物机体从环境中摄取物质和能量,以更新本身的物质组成,而山现生长、繁殖,在这样的过程中保证了将自身的特征传给历代;同时也不断地向环境输送一些物质和释放能量。在生物机体的组成物质中,防水分外,有各种无机盐类和各种有机化合物。其中生物大分子——核酸和蛋白质在进行自我更新运动中,以其功能的重要性占第一位。为探索生命现象的本质问题,产生了分子生物学这一学科[1]。 分子生物学(molecular biology)是从分子水平研究生命本质为目的的一门新兴边缘学科,它是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学,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[2]。 分子生物学的最终目标是远大的,从产生基本细胞行为类型的各种分子的角度,来理解这五类行为类型:生长、分裂、分化、运动和相互作用。即分子生物学力图完整地描述细胞大分子的结构、功能和相互联系,从而理解细胞为什么要采取这种方式[3]。 分子生物学作为一门新兴的边缘学科。它的迅速发展及其在整个生命科学领域的广泛渗透和应用,促使人们对生物学等生命科学的认识从细胞水平进入分子水平。在农业、畜牧、林业、微生物学等领域发展十分迅速,如转基因动植物等。在医学领域,为医学诊断、治疗及新的疫苗、新药物研制等开辟了新的途径,使医学科学中原有的学科发生分化组合,医学分子生物学等新的学科分支不断产生,使医学科学发生了深刻的变革,不认识到这一点就很难跟上科学发展的步伐。 分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会,也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。 二分子生物学发展简史 分子生物学的发展大致可分为三个阶段[4-7]:

分子生物学试题_完整版(Felisa)

05级分子生物学真题 一、选择题 1、激活子的两个功能域,一个是转录激活结构域,另一个是(DNA结合域) 2、转录因子包括通用转录因子和(基因特异转录因子) 3、G-protein激活needs(GTP)as energy. 4、Promoters and(enhancers)are cis-acting elements. 5、噬菌体通过(位点专一重组)整合到宿主中 6、在细菌中,色氨酸操纵子的前导区转录后,(翻译)就开始 7、mRNA的剪切跟(II)类内含子相似 8、UCE是(I)类启动子的识别序列 9、TATA box binding protein在下列哪个启动子里面存在(三类都有) 10、(5S rRNA)是基因内部启动子转录的 11、人体全基因组大小(3200000000bp) 12、与分枝位点周围序列碱基配对的剪接体(U2snRNP) 13、tRNA基因是RNA聚合酶(III)启动的 14、在细菌中,色氨酸操纵子的前导区转录后,(翻译)就开始 15、乳糖操纵子与阻遏蛋白结合的物质是(异构乳糖)。 16、核mRNA的内含子剪接和(II类内含子剪接)的过程相似 17、基因在转录时的特点(启动子上无核小体) 18、RNA干涉又叫(转录后的基因沉默,PTGS) 19、内含子主要存在于(真核生物) 20、snRNA在下列哪种反应中起催化酶的作用(mRNA的剪接) 二、判断题 1、原核生物有三种RNA聚合酶。 2、抗终止转录蛋白的机制是使RNA聚合酶忽略终止子。 3、RNA聚合酶II结合到启动子上时,其亚基的羧基末端域(CTD)是磷酸化的。 4、Operon is a group of contiguous,coordinately controlled genes. 5、RNA聚合酶全酶这个概念只应用于原核生物。 6、聚腺苷酸尾是在mRNA剪接作用前发生的。 7、σ在转录起始复合复合物中使得open到closed状态(closed转变成open) 8、剪接复合体作用的机制:组装、作用、去组装,是一个循环 三、简答题 1、原核生物转录终止的两种方式。 2、组蛋白乙酰化对基因转录的影响。 3、G蛋白在翻译中的作用有哪些? 4、什么是转座?转座子有哪些类型? 5、简述增强子的作用机制。 04级分子生物学期末题目 一、选择题(20题) 1、tRNA的5端剪切所需的酶(RNase P) 2、人体全基因组大小(3,200,000,000bp) 3、(5S rRNA)是基因内部启动子转录的 4、线虫反式剪接所占比例(10%-20%) 5、与分枝位点周围序列碱基配对的剪接体(U2snRNP)

分子生物学的产生与发展

分子生物学的产生与发展 分子生物学是指从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。不同于传统的生物物理学和生物化学,研究某一特定生物体或某一种生物体内的某一特定器官的小分子物质在生物体内的物理、化学变化,分子生物学着重在大分子研究水平上,主要是蛋白质、核酸、直至体系以及部分多糖及其复合体系,阐明整个生物界所共同具有的基本特征。1953年沃森、克里克提出DNA分子的双螺旋结构模型是分子生物学诞生的标志。而在DNA分子的双螺旋结构模型发现以前,对蛋白质、核酸的发现和认识为后来分子生物学的发展奠定基础,整个分子生物学发展的准备阶段可以追溯到19世纪中期。 一、蛋白质的发现和认识 19时期前半世纪,法国化学家盖·吕萨克发现酵母可以将糖转化为酒精。1833年,帕耶恩和珀索兹从麦芽提取液中得到一种对热不稳定的物质,它可以使淀粉水解为可溶性糖,这种物质是历史上发现的第一个酶——淀粉糖化酶。1835年伯齐利厄斯提出了催化作用概念,生化现象中起催化作用的物质被称为酵素或者生物催化剂。1878年费德里克·威廉·库恩指出,发酵现象中不是酵母本身,而是酵母中的某种物质催化了酵解反映,被给这种物质取名为酶。1897年爱德华?毕希纳发现一种离体酵母提取物可以使酒精发酵,即酵母细胞产生一种酶,这种酶引起发酵,他们证明离体酵母提取物可以象活体酵母细胞一样将葡萄糖转变为酒精和二氧化碳。也就是说,这一转变并不依赖于酵母细胞,而是依赖于无生命的酶。由此奠定了现代生物化学的基石。德国化学家费歇尔,生物化学的创始人,1899年开始对氨基酸、多肽及蛋白质的研究,发展和改进了许多分析方法,认识了19种氨基酸,并认为蛋白质都是由20种氨基酸以不同数量比例和不同排列方式结合而成的。 经过一个半世纪的摸索,人们从酵母中率先认识到能对生物产生催化作用的酶,进而继续研究开始对蛋白质的认识。直到19世纪末期,费谢尔发现蛋白质是由20种氨基酸按不同比例组合而成的。根据不同的排列组合,形成我们机体形形色色的蛋白质物质,成为构成细胞的基本有机物,它们生命活动的主要承担者,至此,对蛋白质的认识开启了人们进一步研究生命的大门,同时也奠定了生物化学的基础。 二、核酸的发现和认识 1869年瑞士生物化学家约翰?米歇尔在蒂宾根研究脓细胞的时候获得了十分重要的发现。当时人们认为脓细胞主要是由蛋白质构成,然而米歇尔注意到某种不属于迄今已知的任何蛋白质物质的存在。事实上,他证明了这种物质完全不是蛋白质并且不受消化蛋白酶——胃蛋白酶的影响。他同时还证明这种新物质仅仅来自细胞核,因此取名为“核素”,1889年,阿尔特曼命名了“核酸”一词。德国生物化学家科塞尔,细胞化学的奠基人,他在著作《细胞核的化学成分》中提到:核物质也是这种组成,化学分析表明,首先在许多情况下核物质分解成两部分,其中之一有蛋白质特性。这部分除正常的蛋白质外,不具有其他原子团。然而,另一部分有特殊的结构,已给它命名为核酸。他又进一步提出,核酸包含4种含氮基团:胞嘧啶、胸腺嘧啶、腺嘌呤、鸟嘌呤。1910年因其对蛋白质和核酸的研究荣获诺贝尔生理学与医学奖。至此,核酸进入到研究领域,在接下来的时间里,人们开始对核酸及其性质进行研究。 1909年,俄裔美国生物化学家莱文和雅各布斯通过鉴定存在于酵母核酸中的碳水化合

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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

分子生物学习题与答案

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。狭义:偏重于核酸的分子生物学,主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调节控制等过程,其中也涉及与这些过程有关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会,也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传、生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明,从而为利用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。这些生物大分子均具有较大的分子量,由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息,并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统,由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务。 3. 分子生物学主要包含以下三部分研究内容:A.核酸的分子生物学,核酸的分子生物学研究核酸的结构及其功能。由于核酸的主要作用是携带和传递遗传信息,因此分子遗传学(moleculargenetics)是其主要组成部分。由于50年代以来

分子生物学发展简史准备和酝酿阶段现代分子生物学的建立和可编辑

分子生物学发展简史准备和酝酿阶段现代分子生物学的建 立和(可编辑) 分子生物学发展简史准备和酝酿阶段现代分子生物学 的建立和 药学分子生物学药学分子生物学 Pharmaceutical Molecular Biology Pharmaceutical生化教研室肖建英绪论 一、分子生物学与药学分子生物学 二、分子生物学发展的回顾 三、分子生物学和现代医药科学绪论 生命是什么生命是什么? ?? 医学和生命科学的永恒主题 ?? 医学和生命科学的永恒主题绪论 一、分子生物学与药学分子生物学 1. 分子生物学Molecular Biology的概念: 1. 分子生物学Molecular Biology的概念: 从分子水平研究生命现象的 科学,是现 代生命科学的“共同语言” 。核心内容是通过生物的物质基础?? 核酸、 蛋白质、酶等生物大分子的结构、功能及其相互作用等运动规律的研究来阐明生命分子基础 , 从而探讨生命的奥秘。绪论 2、分子生物学的产生与发展: 2、分子生物学的产生与发展:

生物学 生物化学 遗传学 细胞生物学 相互渗透进入细胞水平 生物物理学 相互促进 微生物学 20世纪中叶 有机化学 物理化学 生物学引入生物大分子 分子生物学绪论分子生物学的研究和发展轨迹分子生物学的研究和发 展轨迹 ?分子生物学不断地与其他学科进行深入的横 ?向联系和交叉融合 ? 分子、细胞、整体水平的研究得到和谐统一 ? 表型和基因型的关系得到客观准确解释分子生物学打破了学科的界线 分子生物学把各学科联系在一起病理学药理学 免疫学 生理学 绪论分子生物学与其他学科的结合分子生物学与其他学科的结合 临床医学 分子 生物学

分子生物学作业(完整版)

分子生物学作业 第一次 1、Promoter:(启动子)一段位于结构基因5…端上游、能活化RNA聚合酶的DNA序列,是RNA聚合酶的结合区,其结构直接关系转录的特异性与效率。 2、Cis-acting element:(顺式作用元件)影响自身基因表达活性的非编码DNA序列,组成基因转录的调控区包括:启动子、增强子、沉默子等 一、简述基因转录的基本特征。(作业)P35 二、简述蛋白质生物合成的延长过程。P58 肽链的延伸由于核糖体沿mRNA5 ′端向3′端移动,开始了从N端向C端的多肽合成。 起始复合物,延伸AA-tRNA,延伸因子,GTP,Mg 2+,肽基转移酶 每加一个氨基酸完成一个循环,包括: 进位:后续AA-tRNA与核糖体A位点的结合 起始复合物形成以后,第二个AA-tRNA在EF-Tu作用下,结合到核糖体A位上。 通过延伸因子EF-Ts再生GTP,形成EF-Tu?GTP复合物,参与下一轮循环。 需要消耗GTP,并需EF-Tu、EF-Ts两种延伸因子。 转位:P位tRNA的AA转给A位的tRNA,生成肽键; 移位:tRNA和mRNA相对核糖体的移动; 核糖体向mRNA3’端方向移动一个密码子,二肽酰-tRNA2进入P位,去氨酰-tRNA 被挤入E位,空出A位给下一个氨酰-tRNA。移位需EF-G并消耗GTP。 三、真核细胞mRNA分子的加工过程有哪些?P40 1、5’端加帽 加帽指在mRNA前体刚转录出来或转录尚未完成时,mRNA前体5’端在鸟苷酸转移酶催化下加G,然后在甲基转移酶的作用下进行甲基化。 帽子的类型 0号帽子(cap1) 1号帽子(cap1) 2号帽子(cap2) 2、3’端的产生和多聚腺苷酸花 除组蛋白基因外,真核生物mRNA的3?末端都有poly(A)序列,其长度因mRNA种类不同而变化,一般为40~200个A 。 大部分真核mRNA有poly(A)尾巴,1/3没有。 带有poly(A)的mRNA称为poly(A)+, 不带poly(A)的mRNA称为poly(A)-。 加尾信号: 3?末端转录终止位点上游15~30bp处的一段保守序列AAUAAA。 过程: ①内切酶切开mRNA3?端的特定部位; ②多聚A合成酶催化加poly(A)。 3、RNA的剪接

分子生物学名词解释

C值:一种生物单倍体基因组中DNA的总量。单位是碱基对(base pair, bp)或道尔顿。 卫星DNA:随体DNA,因为真核细胞DNA的一部分是不被转录的异染色质成分,其碱基组成与主体DNA不同,因而可用密度梯度沉降技术将它与主体DNA分离。卫星DNA通常是高度串联重复的DNA。 (高度重复DNA序列的含大量A、T碱基组成因而浮力密度比主体DNA小,在浮力密度梯度离心时,可形成不同于主DNA带的卫星带,此类DNA称为卫星DNA。) 常染色质:包装密度较低,没有转录活性。 异染色质:包装密度较高,一般没有转录活性。 组成型异染色质:在整个细胞周期中都处于凝集状态。多位于着丝粒、端粒和次缢痕处。 兼性异染色质:指在一定的细胞类型或一定的发育阶段呈现凝集状态的异染色质。核小体: 是染色质的基本结构单位,由200 bp DNA,组蛋白八聚体,H1蛋白组成。 DNA解旋酶:DNA解旋酶是利用ATP水解获得的能量来打断氢键,解开双链DNA 并在DNA分子上沿一定方向移动的一类酶的总称(又称解链酶)。 引发酶:是一种依赖DNA的RNA聚合酶,是引物合成酶,其功能是在DNA复制过程中合成RNA引物。 DNA聚合酶:一种催化由脱氧核糖核苷三磷酸合成DNA的酶。因为它以DNA为模版,所以又被称为依赖DNA的DNA聚合酶。不同种类的DNA聚合酶可能参与DNA的复制和/或修复。 DNA拓扑异构酶:能在闭环DNA分子中改变两条链的环绕次数的酶,它的作用机制是首先切断DNA,让DNA绕过断裂点以后再封闭成双螺旋或超螺旋DNA。转座:或称移位,遗传信息一个基因座转移至另一个基因组的现象称为基因转座,是由可移位因子介导的遗传物质重排现象。 转座子(Tn):是存在于染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。 插入序列:最简单的转座子,是细菌的一小段可转座元件,它不含有任何宿主基因,是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分。 复合转座子:是一类带有某些抗药性基因或其他宿主基因)的转座子,含有一个中心序列和两个相同或高度同源的IS序列,大部分情况下,转座能力由IS序列决定或调节。 σ因子:是原核生物RNA聚合酶全酶的一个亚基,是聚合酶的别构效应物,帮助聚合酶专一性识别并结合模版链上的启动子,起始基因转录。 ρ因子:是一个相对分子质量为2.0*105的六聚体蛋白,它能水解各种核苷三磷酸,是一种NTP酶,它通过催化NTP的水解促进新生RNA链从三元转录复合物中解离出来,从而终止转录。 启动子:与基因表达启动相关的顺式作用原件,是结构基因的重要成分。它是一段位于转录起始位点5’端上游区大约100—200bp以内的具有独立功能的DNA 序列,能活化RNA聚合酶,使之与模版DNA准确地相结合并具有转录起始的特异性。 上游启动子原件:将TATA区上游的保守序列称为…..(随便看) 增强子:能提高转录起始效率的序列被称为增强子或强化子。增强子可位于转录起始点的5’或3’末端,而且一般与所调控的靶基因的距离无关。

分子生物学主要研究内容

分子生物学主要研究内容 1. 核酸的分子生物学。 核酸的分子生物学研究 核酸的结构及其功能。由于 核酸的主要作用是携带和传 递遗传信息,因此分子遗传 学是其主要组成部分。由于 50年代以来的迅速发展,该 领域已形成了比较完整的理 论体系和研究技术,是目前分子生物学内容最丰富的一个领域。研究内容包括核酸/基因组的结构、遗传信息的复制、转录与翻译,核酸存储的信息修复与突变,基因表达调控和基因工程技术的发展和应用等。遗传信息传递的中心法则是其理论体系的核心。 2. 蛋白质的分子生物学。 蛋白质的分子生物学研究执行各种生命功能的主要大分子──蛋白质的结构与功能。尽管人类对蛋白质的研究比对核酸研究的历史要长得多,但由于其研究难度较大,与核酸分子生物学相比发展较慢。近年来虽然在认识蛋白质的结构及其与功能关系方面取得了一些进展,但是对其基本规律的认识尚缺乏突破性的进展。 3.细胞信号转导的分子生物学。 细胞信号转导的分子生物学研究细胞内、细胞间信息传递的分子基础。构成生物体的每一个细胞的分裂与分化及其它各种功能的完成均依赖于外界环境所赋予的各种指示信号。在这些外源信号的刺激下,细胞可以将这些信号转变为一系列的生物化学变化,例如蛋白质构象的转变、蛋白质分子的磷酸化以及蛋白与蛋白相互作用的变化等,从而使其增殖、分化及分泌状态等发生改变以适应内外环境的需要。信号转导研究的目标是阐明这些变化的分子机理,明确每一种信号转导与传递的途径及参与该途径的所有分子的作用和调节方式以及认识各种途径间的网络控制系统。信号转导机理的研究在理论和技术方面与上述核酸及蛋白质分子有着紧密的联系,是当前分子生物学发展最迅速的领域之一。 4.癌基因与抑癌基因、肽类生长因子、细胞周期及其调控的分子机理等。 从基因调控的角度研究细胞癌变也已经取得不少进展。分子生物学将为人类最终征服癌症做出重要的贡献。

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》

第一章绪论 一.分子生物学的含义及其研究内容: 1. 分子生物学的含义: 广义:研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规侓性和互相关系的科学,是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘,由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科。 狭义:研究范畴偏重于核酸(或基因)的分子生物学,主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调节控制等过程。(也涉及与这些过程相关的蛋白质和酶的结构、功能的研究) 2. 分子生物学的研究内容: (1)分子生物学的三条基本原理: 构成生物体各类有机大分子的单体在不同的生物体中都是相同的。 生物体内一切有机大分子的建成都遵循共同的规则。 某一特定生物体所拥有的核酸及蛋白质分子决定了它的属性。 (2)研究内容: DNA重组技术 DNA重组技术的应用前景: 用于大量生产某种在正常细胞代谢中产量很低的多肽:如激素、抗生素、酶类、抗体等,提高产量,降低成本,使许多有用多肽得到广泛的应用。 用于定向改造某些生物基因组结构,使其具备的特殊经济价值或功能提高、扩大 用于基础研究 基因表达调控研究 原核生物:基因组、染色体结构简单。转录、翻译在同一时间和空间内发生,调控主要在转录水平。 真核生物:存在细胞核结构。转录、翻译过程在时间、空间上都被隔开,且转录、翻译后存在复杂的信号加工过程。 调控:三个水平上 信号传导研究 转录因子研究 RNA剪辑 生物大分子的结构、功能研究 又称:结构分子生物学 研究生物大分子特定的空间结构及结构的运动变化与其生物学功能关系的科学。 研究方向:结构的测定 结构运动变化规律 结构与功能相关关系 常用手段:X射线衍射的晶体学(三维结构及运动规律) 三维核磁共振,多维核磁研究液相结构 二.分子生物学简史: 三.分子生物学在生命科学中的地位: 与生物化学 与微生物学 与遗传学 与细胞生物学 与发育生物学

细胞分子生物学名词解释最全版

, 内膜系统的膜结构破裂后自己重新封闭起来的小囊泡(主要 是内质网和高尔基体), 是异质性的集合体, 形态、大小及功能常因生物种类和细胞类型不同而异。据微体内含有的酶的不同可分为过氧化物酶体、糖酵解酶体和乙醛酸循环体。在蛋白质合成过程中,同一条mRNA分子能够同多个核糖体结合,同时合成若干条蛋白质多肽链,结合在同一条mRNA上的核糖 叠的多肽链相互作用的蛋白质,能够加速正确折叠的进行或提供折叠发生所需要的微环境。动物体细胞在体外可传代的次数,与物种的寿命有关,它们的增殖能力不是无限的, DNA在核小体连接处断裂成核小体片 色体末端的特殊结构,即染色体末端DNA 序列的多个重复,其作用是保护和稳定染色 RNA 依赖性DNA 聚合酶,为一种核糖核蛋白酶,是合成端粒必需的酶。在双线期中,交叉数目逐渐减少,在着丝粒两侧的交叉向两端移动.这个现象称为 成染色体联会的两条同源染色体互相紧靠,进而缠绕在一起,基质开始附着到染色丝上,成为一条短而粗的染色体。据染色体被拉向两极所受到的力的不同,后期可分为后期A 和后期B,此时的染色体 启动DNA复制的关键因子,是真核细胞DNA M期促进因子。

能够促使染色体凝集,使细胞由G2期进入M 物质多肽的形式合成,其N末端含有作为通过膜时之信号的氨基酸序列。引导前体多肽 是指具有摄取、处理及提呈抗原能力的细胞,能摄取病原体蛋白并将其加工将成短肽段,呈递给T细胞。 ,从中 于高等真核细胞中,是内层核被膜下纤维蛋白片层,纤维纵横排列整齐呈纤维网络状。 成串排列在一起,主要集中在染色体的着丝 DNA和组蛋白构成,是染色质的基本结构 在一定时期的特种细胞的细胞核内, 它由不表达的DNA序列组成, 分裂过程中,核仁出现周期性变化。一般在分裂前期逐渐消失,其纤丝和颗粒成分散失于核质之中;在分裂末期又重新出现。核仁的形成常与特定染色体的一定区域密切相关。 色体片段, 通过次缢痕与染色体主要部分相连。 指染色体组在有丝分裂中期的表型, 是染色体数目、大小、 是卵母细胞进行第一次减数分裂时, 停留在双线期的染色体。含4条染色单体,形似灯刷。 由核内有丝分裂产生的多股染色单体平行排列而成。

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