分子生物学

第一章绪论

一、分子生物学的概念

?1945年，William Astbury首先使用分子生物学这一术语。?是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能，并从分子上阐述这些大分子之间的相互作用的关系及基因表达调控机理的科学。

?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。

二. 分子生物学的研究内容

结构分子生物学、基因表达调控研究、生物信息学、DNA重组技术

三. 分子生物学简史

四. 分子生物学展望

分子细胞生物学 (Molecular Cell Biology)

分子神经生物学（Molecular Neurobiology）

分子肿瘤学（Molecular Tumorology）

中心法则的深入研究与发展（Genomics )

功能基因组学

生物信息学 (Bioinformatics)

第二章 DNA的结构

第一节 DNA的一级结构

互补双链：绝大多数生物的DNA

线状

单链：噬菌体、病毒DNA

单链环状：M13、ΦX174

环状

双链闭合环状：细菌染色体DNA、

mitDNA、chlDNA、

病毒DNA质粒

两条相互平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成

脱氧核苷酸和磷酸交替连接，排在外侧，碱基排在内侧；

两条链上的碱基通过氢键相结合，形成碱基对。

A＝T，G≡C

DNA在碱性条件下稳定性强，不断裂。pH=11.5时仍稳定，而RNA易被碱水解。

DNA一级结构对高级结构的影响

1、B-DNA中多聚（G-C）区易出现左手螺旋DNA——Z-DNA。

2、反向重复DNA易出现发夹结构或茎环结构。

DNA编码两类遗传信息

l 基因编码信息

l 基因选择性表达信息

l DNA作为遗传物质的优点 (自然选择的优势)

第二节、DNA的二级结构

一、概念

二、B-DNA双螺旋模型要点

1、主链：反向平行，主链处于外侧，碱基处于内侧；核糖平面与双螺旋主轴平行；

2、碱基对： A＝ T，G≡C，碱基平面与螺旋主轴垂直；

3、major groove和mirror groove：DNA与蛋白质相互作用；

4、螺距：34A，每个螺圈10个碱基对，链间距离为20A。

三、影响双螺旋结构稳定性的因素

1、氢键

2、疏水作用——碱基堆积力

3、磷酸基的负电荷静电斥力

4、范德华力

5、碱基分子内能

四、DNA二级结构的多样性

l 1、特征比较

l 2、动态平衡

i、水溶液或细胞中天然状态的DNA大多为B-DNA；

ii、DNA钠盐→A、B、C-DNA；

DNA铯盐、钾盐→B-DNA或C-DNA

iii、B-DNA盘绕过紧→A-DNA；

乙醇沉淀时，B-DNA→C-DNA→A-DNA；

iv、A-T丰富的DNA，常为B-DNA；

v、DNA/RNA→A-DNA；RNA/RNA→A-DNA。

Vi、相对湿度92% →B-DNA；相对湿度75% →A-DNA；

相对湿度66% →C-DNA；

l 3. 左旋双螺旋DNA Z-DNA

A、左手螺旋，每个螺旋含12个碱基对；

B、大沟不存在，小沟狭而深；

C、磷酸二酯键的连接呈锯齿状或之字型（Zigzag），故名Z-DNA。第三节 DNA超螺旋结构

一、超螺旋的类型

1、正超螺旋

旋转方向与DNA双螺旋方向相同，DNA内部张力↗。

2、负超螺旋

旋转方向与DNA双螺旋方向相反，DNA内部张力↘。

二、超螺旋的转变

三、超螺旋的性质

1、在碱性条件下沉降

?pH值在11.3以上时

?双链DNA？两条单链。

?缺口环状分子？环状单链和线状单链DNA。

?共价闭合环状结构DNA（cccDNA）？分子绕紧，其S 值比天然DNA大3倍左右。

?因此，超螺旋DNA具有较大的密度，具有高的沉降系数。

2、不同超螺旋状态的电泳移动

v DNA超螺旋呈盘绕状态，比松弛型更为紧密。

v 在凝胶电泳中的迁移率比松弛型环状分子要快。

v 超螺旋具有高的电泳迁移率。

3、在含有溴乙锭的CsCl中平衡离心

v 在DNA溶液中加染料EBr，EBr与DNA结合，嵌入到DNA 分子的碱基对之间。当更多的染料结合上去时，DNA分子的链就松开，使DNA的密度降低。

v cccDNA没有游离的末端，所以一部分DNA结合EBr使部分链松开，整个分子朝相反方向扭曲，产生一个8字型分子。v 如结合越来越多，8字型分子变得更加扭曲，最后当分子不再扭曲，就不能结合EBr 。

v 线状分子或开环型双链分子比cccDNA结合更多的EBr 而有较低的密度。

v 在含EBr的DNA溶液中，超螺旋DNA的密度大于线状或开环型双链DNA的密度。

四、超螺旋的检测

1、EBr -CsCl密度梯度超速离心

5000rpm，6 hr

2、琼脂糖凝胶电泳

在琼脂糖凝胶电泳中，细菌质粒DNA的迁移率为：

超螺旋DNA ＞线性DNA 、开环DNA

五、拓扑异构酶

v 根据酶作用的机理及其介导一条链还是两条链的断裂，拓扑异构酶可分为：

I型拓扑异构酶、II型拓扑异构酶

1、I型拓扑异构酶（TopI）

作用特点：

A、仅切断双链DNA中的一条链；

B、不需要能量辅助因子，如ATP和NAD等。

C、一般使高度超螺旋的DNA松弛。

负超螺旋松驰

DNA 正超螺旋

2、II型拓扑异构酶

作用特点：

A、同时切断、缝合DNA的两条链；

B、需要能量辅助因子

分两个亚类：

引入负超螺旋

使超螺旋DNA变松弛

六、超螺旋的生物学意义

1、超螺旋形式是DNA复制和转录的需要（即基因表达的需要）。

A、转录时，RNA Pol对负超螺旋DNA比处于松弛态DNA或有单链缺口的DNA转录活性高。

B、复制起始阶段，负超螺旋有助于一些起始因子结合到DNA 的特定部位，使复制得以开始。

C、复制延伸过程中，进一步使DNA保持负超螺旋状态，促进复制叉的解旋，复制过程更易推进。

2、可使巨大的DNA分子的体积缩小。

第四节 DNA的变性和复性

一、双螺旋结构的变性

1、双螺旋的呼吸作用

双链DNA中配对碱基的氢键不断处于断裂和再生状态之中，特别是稳定性较低的富含A-T的区段。

2、DNA变性( DNA denaturation )

?物理化学性质变化：

?DNA粘度↘

?沉降速度↗

?浮力密度↗

?紫外吸收↗

?活性↘或丧失

?DNA分子的A 260 nm 处的OD 值上升，称为增色效应 ( Hyperchromicity )。

二、破坏DNA双螺旋的条件

?维持DNA双螺旋结构稳定的因素主要靠氢键和疏水作用，因此，破坏氢键和疏水作用的因素可导致DNA变性。

1、加热（沸水）

2、极端pH（pH＜3，pH＞10）

3、有机溶剂（乙醇、甲醇、甲醛、丙酮）

4、尿素、甲酰胺（与DNA形成氢键）

5、三氟醋酸钠（削弱疏水相互作用）

三、DNA分子的复性(anneal or renaturation）

l 复性的条件

i、一定的盐浓度

以消除两条链中磷酸基团之间的斥力。常用0.15—0.50 mol/L NaCl。

ii、温度适当高

防止随机形成链内氢键，但又不能太高，否则不能形成氢键和稳定的双链。最适温度为Tm－ 25℃。

l 影响复性速度的因素

i、DNA浓度

浓度越高互补链碰撞机会↗，复性速度↗。

ii、DNA片段大小

大的线性单链复性慢。

iii、温度:Tm-25℃

iv、阳离子浓度（＜0.4mol/L）

阳离子能降低带负电荷的DNA链之间的斥力。盐浓度↗，复性速度↗， 0.18~0.2M Na+ 可消除polydNt 间的静电斥力。V、 DNA的复杂性

简单分子易复性，序列越复杂，复性时间越长，速度越慢。真核生物DNA复杂，复性需较长时间。

l 四、复性动力学曲线

第三章基因组和基因

第一节基因组与C值矛盾

一、基因组

v 一个生物物种所有染色体的总和（细胞遗传学）

v 所有核酸分子的总和（分子遗传学）

v 所有基因的总和（经典遗传学）

v 指导一个物种的结构与功能的所有遗传信息的总和（现代分子生物学理论）

二、C值

一个单倍体基因组的DNA含量。

单位为dolton或uug或bp

1 uug = 1 pg = 6.1×1011dolton

对每一个物种，C值是恒定的。

三、C值矛盾

一般而言，随着生物的进化，生物体的结构与功能越复杂，其C值也越大。

但真核生物中DNA含量并不与生物的复杂性相一致，这种反常现象称为C值矛盾。

C值矛盾表现在：

1、结构、功能相似的同一类生物中，甚至亲缘关系十分接近的物种之间，它们的C值可相差10倍乃至上千倍。

如：

豌豆的C值为14pg，而蚕豆只有2pg。

两栖类C值的变动范围很大，为109-1011bp。

2、较低等生物的C值大于较高等生物的C值

如：两栖动物（1011bp）＞哺乳动物（109bp）

3、真核生物的C值之大，远远超过其基因编码所需

将内含子算上，哺乳动物的一个基因长约5-8Kb，少数10Kb，则哺乳动物应有40-60万个基因。

目前研究表明，实际基因数估计不会超过这个数值的10%（3-4万）。

有些基因的序列不编码蛋白质，则基因组中只含有2%-3%的DNA序列用于编码蛋白质。

余下那么多DNA序列具何功能？

难道不被表达的DNA序列都是调控基因吗？

目前还无法圆满解释。

第二节原核生物基因组

一、原核生物基因组的特点

1、不具备明显的核结构，只有类核，即DNA相对集中的区域。

2、基因组小，一般只有一个染色体，大多为双链环状，少数为单链或线型。

? E.coli DNA分子量为2.4×109，相当于4.2× 106 bp，含3000-4000个基因；

?噬菌体 DNA分子长48502bp，含46个基因；

?ΦX174 DNA分子长5386bp，含有11个基因；

?SV40病毒DNA分子量为3×106bp，含5个基因。

3、染色体DNA并不与蛋白质固定地结合，不具核小体结构。

4、结构简练，重复序列和非编码序列很少，体现经济原则。

如：ΦX174 中非编码序列占217/5386；T4-DNA中占

282/5577，均不到5%。

5、功能密切相关的基因构成转录单元，并常转录成含多基因

信息的mRNA分子，称为多顺反子mRNA。

6、有重叠基因：同一段DNA片段可以编码2—3种蛋白质分子。

二、大肠杆菌的基因组

大肠杆菌无明显的核结构，其DNA相对地集中于类核区。对数生长期的细胞具有2-4个类核。

E.coli DNA长度为4.2×106bp，每个基因平均长度

为1000bp，整个基因组有3000-4000个基因，目前已经定位的基因有1400多个。

功能上相关的基因串联在一起组成操纵子结构，由一个启动子转录调控。

E.coli有260多个基因具有操纵子结构。

E.coli的lac操纵子、Trp操纵子和His操纵子分别有3个、5个和9个相关酶蛋白串联在一起。

E.coli基因组中，几乎所有的基因都是单拷贝的。

基因组中几乎全都是由结构基因组成，很少有非必需的DNA。

三、噬菌体的基因组

噬菌体基因组研究得最好的有ΦX174、λ、T4等。

我们以ΦX174为例。

1、DNA为单链环状，共5386bp。

2、共有11个基因，依次为A，A'，B，K，C，D，E，J，F，G 和H。

3、由于ΦX174的DNA数量有限，因而在基因排列上更加体现经济原则

A、3个转录启动子PA、PB和PD，分别从基因A、

B、D开始转录。

?基因H和A之间有一强终止子信号，所有的转录都将终止。

?在基因J和F之间有一弱终止子信号，部分转录终止。

B、其DNA分子绝大部分用于编码蛋白质，不翻译部分只占4%（217/5386）。

C、有重叠基因和基因内基因。

B基因在A基因之中，E基因在D基因之中。

λ噬菌体的结构特点

双链DNA噬菌体。

基因组有48502bp，共有46个基因。

整个区域分为5个区域：头部基因、尾部基因、调控区、复制区和晚期调控区。

λ有线状分子和环状分子。

线状分子两端各有12个核苷酸的粘性末端，通过粘性末端配对，线性分子在生活周期的一定阶段可转变为环状分子

四、原核生物的重叠基因(Overlapping genes)或嵌套基因（nested genes）

概念：

指一个基因的序列中，含有另一基因的部分或全部序列。即一段序列中含有合成两个或两个以上多肽的基因。基因重叠现象是英国分子生物学家Sanger 1977年在测定噬菌体ΦX174的DNA序列是发现的。

1973年，Weiner和Weber在Qβ噬菌体(E.coli的病毒)发现基因重叠现象。

Weiner和Weber当时认为：Pr2含量少，对病毒无关紧要，而不予关注。

后来，Weissman证实，Pr1是一种外壳蛋白，故需要量大，而Pr2产量虽少，却是组成有感染力的病毒颗粒所必需的。

1977年Sanger在“自然”杂志上发表了X174 DNA的全部核苷酸序列，正式发现了重叠基因。

重叠基因有以下几种情况：

一个基因完全在另一个基因里面。

如基因B在基因A里面，基因E在基因D里面。

部分重叠，如K和C、A和C。

两个基因只有一个碱基对的重叠，如D和J。

三重重叠，如G4噬菌体的基因A、B和K。

A和C的部分重叠

A的终止密码

-ATGA-

C的起始密码

D和J部分重叠

D的终止密码

-TAATG-

J的起始密码

剑桥分子生物学家D.C.Shaw和J.E.Walker在测定噬菌体G4 DNA的核苷酸的序列时，发现了三重重叠现象.

第三节真核生物基因组

一、真核生物基因组的特点

1、结构复杂、基因数庞大。

低等真核生物 107—108bp

高等真核生物 5×108—1010bp

有些植物和两栖类 1011bp

人 109bp

2、有若干个染色体，一般不呈环状，DNA与蛋白质紧密结合形成染色体，具多个复制起始点。

3、存在核膜，DNA的转录和翻译存在时空差异。

4、有很多不编码序列(内含子，内元）或介入序列。

5、有大量的重复序列。

6、功能上密切相关的基因集中程度不如原核生物高，大多分散在不同的染色体上，但有许多基因家族和假基因存在。

7、有细胞器基因，如chl DNA，mit DNA，其密码子有特异性。

二、真核生物DNA序列的类型

（一）非重复序列(unique sequence)

1、概念

一个基因组中只存在一个拷贝

2、含量

单拷贝序列占整个基因组的40%-60%

人：60-65%；牛：55%；

小鼠：70%；果蝇：79%

3、长度和类型

v 750-2000bp，相当于一个结构基因的长度。

v 大多数蛋白质结构基因属于单拷贝序列，如蛋清蛋白、蚕的丝心蛋白、血红蛋白和珠蛋白都是单拷贝序列。

4、作用

v 放大作用，单一拷贝序列通过基因扩增可合成大量蛋白质。

v 一个蚕丝心蛋白基因作为模板合成104个丝心蛋白mRNA，每个mRNA可合成105个丝心蛋白，因此，一个单拷贝蚕丝心蛋白基因就可合成109个丝心蛋白分子。

（二）轻度重复序列

1、概念

一个基因组中含有2-10个拷贝。

2、类型

主要是组蛋白和tRNA等基因。

包括两种情况：

i、几个基因都具有功能，编码同一蛋白质或RNA。

ii、有的基因有功能，有的基因没有功能，如假基因。

（三）中度重复序列(moderately repetitive sequence)

1、概念

一个基因组含有10-104个拷贝

2、长度

平均长度为300bp，一般不是编码序列。

3、含量

占总DNA的10%-40%

小鼠：20%；果蝇：15%

4、类型

i、短周期分散的重复序列(interspersed repeat sequence, or interspersed element，SINES)：长100-300bp，如人、爪蟾、海胆的Alu序列。

ii、长周期分散的重复序列（long interspersed element, LINES):长5000bp，如Kpn I家族。

(四)、高度重复序列(highly repetitive sequence)

1、概念

一个基因组含有大于105个拷贝，分布于着丝点, 端粒区, 结构基因两侧。

2、含量

占总DNA的10%-60%，高等真核生物中占20%，由6-10bp 组成。

3、种类

卫星DNA

三、Alu家族重复序列

1、含量

Alu家族序列占人基因组DNA总量的5%-6%

2、长度：300bp

3、拷贝数：5×105个拷贝

4、Alu序列

v 在170位碱基附近的AGCT是限制性内切酶Alu I的酶切位点，Alu序列被Alu I切割成（AG↓CT）130bp和170bp 两段，故名Alu序列。

Alu序列两端都具有7-20bp的顺向重复序列，各个Alu成员的两端的顺向重复序列都不相同。如人的两个Alu成员：

GTTTAGATAAG…Alu…GTTTAGATAAA

AAAGAAATG… Alu… AAATAAATGG

Alu序列分散在人及哺乳类动物的基因组中，与长为6000bp的单拷贝序列间隔排列。

Alu家族不只在人基因组中发现，非洲绿猴、小鼠、中国仓鼠等哺乳动物中都有。

5、功能

参与基因活化、DNA复制起始、参与前mRNA的加工等，需进一步证实。

四、Kpn I家族

Kpn I家族占人类基因组的3%-6%，平均长度为

3500-5000bp，拷贝数为3000-4000个。

用限制性内切酶Kpn I消化后，可得1.2Kb、1.5Kb、

1.8Kb、1.9Kb。

五、卫星DNA(satellite DNA)

DNA的浮力密度决定于它的G﹢C含量，G﹢C含量越高，浮力密度越大。

ρ = 1.660 + 0.00098(G + C)% g/cm3

在高度重复序列中，常有一些AT含量很高的简单重复序列，AT含量有时高达97%（如螃蟹DNA中的卫星DNA）。

在CsCl密度梯度离心时，易与其它DNA分开，形成两个以上的峰，即含量较多的主峰和高度重复序列的小峰。

小峰在主峰旁似卫星，称为卫星DNA。

卫星DNA占总DNA的1%-30%。

人DNA有1条主带，4条卫星区带。

果蝇DNA有1条主带，3条卫星区带。

位于染色体的着丝粒部位的异染色质区

牛的卫星DNA：ATATAT

果蝇有三个卫星DNA区带，它们是：

5'ACAAATT3'，重复3.6×106次，占8%；

5'ACAAACT3'，重复1.1×107次，占25%；

5'ATAAACT3'，重复3.6×106次，占8%；

医学分子生物学讲义复习重点

分子生物学 1.ORF 答:ORF是open reading frame的缩写，即开放阅读框架。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列，叫做一个开放阅读框架。 2.结构基因 答：结构基因（structural genes）可被转录形成mRNA,并翻译成多肽链，构成各种结构蛋白质或催化各种生化反应的酶和激素等。 3.断裂基因 答：基因是核酸分子中贮存遗传信息的遗传单位，一个基因不仅仅包括编码蛋白质或 RNA 的核酸序列，还包括保证转录所必需的调控序列、位于编码区 5 ' 端与 3 ' 端的非编码序列和内含子。真核生物的结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因（split gene）。 4.选择性剪接 答：选择性剪接（也叫可变剪接）是指从一个mRNA前体中通过不同的剪接方式（选择不同的剪接位点组合）产生不同的mRNA剪接异构体的过程，而最终的蛋白产物会表现出不同或者是相互拮抗的功能和结构特性，或者，在相同的细胞中由于表达水平的不同而导致不同的表型。 5.C值 答：基因组的大小通常以其DNA的含量来表示，我们把一种生物体单倍体基因组DNA的总量成为C值（C value）。 6.生物大分子 答：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。 7.酚抽提法 答：酚抽提法最初于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。 8.凝胶过滤层析 答：凝胶过滤层析也称分子排阻层析或分子筛层析，利用凝胶分子筛对大小、形状不同的分子进行层析分离，是根据分子大小分离蛋白质混合物最有效的方法之一。 9.多重PCR 答：多重PCR技术是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。 10.荧光域值 答：荧光阈值是在荧光扩增曲线上人为设定的一个值，它可以设定在荧光信号指数扩增阶段任意位置上，一般荧光阈值的设置是基线荧光信号的标准偏差的10倍。 11.退火 答：温度突然降至37-58℃时，变性的DNA单链在碱基互补的基础上重新形成氢

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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。

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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

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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

分子生物学与基因工程复习资料

分子生物学与基因工程 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” 3、分子生物学与基因工程的专业地位与作用。 核酸概述 1、核酸的化学组成 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。

分子生物学期末考试重点

1.定义重组DNA技术 将不同的DNA片段按照人们的设计定向连接起来，然后在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达，产生影响受体细胞的新的遗传性状。 2.说出分子生物学的主要研究内容 1.DNA重组技术 2.基因表达研究调控 3.生物大分子的结构功能研究 4.基因组、功能基因组与生物信息学研究 3.简述DNA的一、二、三级结构 一级：4种核苷酸的连接及排列顺序，表示了该DNA分子的化学成分 二级：2条多核苷酸连反向平行盘绕所形成的双螺旋结构 三级：DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定的空间结构 4.原核生物DNA具有哪些不同于真核生物DNA的特征？ ①DNA双螺旋是由2条互相平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成，多核苷酸的方向由核苷酸间的磷酸二酯键的走向决定，一条是5---3，另一条是3---5②DNA双螺旋中脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧构成基本骨架，碱基排在内侧③两条链上的碱基通过氢键相结合，形成碱基对 5.DNA双螺旋结构模型是由谁提出的？沃森和克里克 6.DNA以何种方式进行复制，如何保证DNA复制的准确性？ 线性DNA的双链复制：将线性复制子转变为环状或者多聚分子，在DNA末端形成发卡式结构，使分子没有游离末端，在某种蛋白质的介入下在真正的末端上启动复制。环状DNA 复制：θ型、滚环型、D型 ①以亲代DNA分子为模板进行半保留复制，复制时严格按照碱基配对原则 ②DNA聚合酶I 非主要聚合酶，可确保DNA合成的准确性

③DNA修复系统：错配修复、切除修复、重组修复、DNA直接修复、SOS系统 7.简述原核生物DNA复制特点 只有一个复制起点，复制起始点上可以连续开始新的DNA复制，变现为虽只有一个复制单元，但可以有多个复制叉 8.真核生物DNA的复制在哪些水平上受到调控？ 细胞生活周期水平调控；染色体水平调控；复制子水平调控 9.细胞通过哪几种修复系统对DNA损伤进行修复？ 错配修复，恢复错配；切除修复，切除突变的碱基和核苷酸片段；重组修复，复制后的修复；DNA直接修复，修复嘧啶二聚体；SOS系统，DNA的修复，导致变异 10.什么是转座子？分为哪些种类？ 是存在于染色体DNA上可自主复制和移动的基本单位。可分为插入序列和复合型转座子11.什么是编码链？什么是模板链？ 与mRNA序列相同的那条DNA链称为编码链，另一条根据碱基互补配对原则指导mRNA 合成DNA链称为模板链 12.简述RNA的种类及其生物学作用 mRNA：编码了一个或多个多肽链序列。 tRNA：把mRNA上的遗传信息变为多肽中的氨基酸信息。 rRNA：是核糖体中的主要成分。 hnRNA：由DNA转录生成的原始转录产物。 snRNA：核小RNA，在前体mRNA加工中，参与去除内含子。 snoRNA：核仁小RNA，主要参与rRNA及其它RNA的修饰、加工、成熟等过程。scRNA：细胞质小RNA在蛋白质合成过程起作用。

分子生物学复习题(有详细答案)

绪论 思考题：（P9） 1.从广义和狭义上写出分子生物学的定义？ 广义上讲的分子生物学包括对蛋白质和核酸等生物大分子结构与功能的研究，以及从分子水平上阐明生命的现象和生物学规律。 狭义的概念，即将分子生物学的范畴偏重于核酸（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、表达和调节控制等过程。其中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。 2、现代分子生物学研究的主要内容有哪几个方面？什么是反向生物学？什么是 后基因组时代？ 研究内容： DNA的复制、转录和翻译；基因表达调控的研究；DNA重组技术和结构分子生物学。 反向生物学：是指利用重组DNA技术和离体定向诱变的方法研究已知结构的基因相应的功能，在体外使基因突变，再导入体内，检测突变的遗传效应，即以表型来探索基因结构。 后基因组时代：研究细胞全部基因的表达图式和全部蛋白质图式，人类基因组研究由结构向功能转移。 3、写出三个分子生物写学展的主要大事件（年代、发明者、简要内容） 1953年Watson和Click发表了?脱氧核糖核苷酸的结构?的著名论文，提出了DNA的双螺旋结构模型。 1972~1973年，重组DNA时代的到来。H.Boyer和P.Berg等发展了重组DNA 技术，并完成了第一个细菌基因的克隆，开创了基因工程新纪元。 1990~2003年美、日、英、法、俄、中六国完成人类基因组计划。解读人类遗传密码。 4、21世纪分子生物学的发展趋势是怎样的？ 随着基因组计划的完成，人类已经掌握了模式生物的所有遗传密码。又迎来了后基因组时代，人类基因组的研究重点由结构向功能转移。相关学说理论相应诞生，如功能基因组学、蛋白质组学和生物信息学。生命科学又进入了一个全新的时代。 第四章 思考题：（P130） 1、基因的概念如何？基因的研究分为几个发展阶段？ 概念：基因是原核、真核生物以及病毒的DNA和RNA分子中具有遗传效应的核苷酸序列，是遗传的基本单位和突变单位以及控制形状的功能单位。 发展阶段：○120世纪50年代以前，主要从细胞的染色体水平上进行研究，属于基因的染色体遗传学阶段。 ○220世纪50年代以后，主要从DNA大分子水平上进行研究，属于分

分子生物学终极复习资料汇总

《分子生物学》复习题 1、染色体：是指在细胞分裂期出现的一种能被碱性染料强烈染色，并具有一定 形态、结构特征的物体。携带很多基因的分离单位。只有在细胞分裂中才可见的形态单位。 2、染色质：是指细胞周期间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA 组成的复合结构，因其易被碱性染料染色而得名。 3、核小体：染色质的基本结构亚基，由约200 bp的DNA和组蛋白八聚体所组 成 4、C值谬误：一个有机体的C值与它的编码能力缺乏相关性称为C值矛盾 5、半保留复制：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6、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 6、DNA重组技术又称基因工程，目的是将不同的DNA片段（如某个基因或基 因的一部分）按照人们的设计定向连接起来，在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达，产生影响受体细胞的新的遗传性状。 7、半不连续复制：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。 8、引发酶：此酶以DNA为模板合成一段RNA,这段RNA作为合成DNA的引 物（Primer)。实质是以DNA为模板的RNA聚合酶。 9、转坐子：存在与染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。 10、多顺反子：一种能作为两种或多种多肽链翻译模板的信使RNA，由DNA 链上的邻近顺反子所界定。 11、基因：产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核甘酸序列。 12、启动子：指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列。 13、增强子：能强化转录起始的序列 14、全酶：含有表达其基础酶活力所必需的5个亚基的酶蛋白复合物，拥有σ因子。 （即核心酶+σ因子） 15、核心酶：仅含有表达其基础酶活力所必需亚基的酶蛋白复合物，没有σ因子。 16、核酶：是一类具有催化功能的RNA分子 17、三元复合物：开放复合物与最初的两个NTP相结合，并在这两个核苷酸之间形成磷酸二酯键后，转变成包括RNA聚合酶，DNA和新生的RNA的三元复合物。 18、SD序列：mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列。30S亚基通过其

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

基础分子生物学(生物科学专业用)

基础分子生物学 三、选择题 1、RNA 合成的底物是------ ---------。 A dATP, dTTP , dGTP , d CTP BATP, TTP , GTP , CTP C ATP ,GTP, CTP,UTP D 、GTP, CTP,UTP，TTP 2．模板DNA的碱基序列是3′—TGCAGT—5′，其转录出RNA碱基序列是：A．5′—AGGUCA—3′ B．5′—ACGUCA—3′ C．5′—UCGUCU—3′ D．5′—ACGTCA—3′ E．5′—ACGUGT—3′ 3、转录终止必需。 A、终止子 B、ρ因子 C、DNA和RNA的弱相互作用 D上述三种 4、在转录的终止过程中，有时依赖于蛋白辅因子才能实现终止作用，这种蛋白辅因子称为---- -----。 A σ因子 B ρ因子 C θ因子 D IF因子 5．识别RNA转转录终止的因子是： A．α因子 B．β因子 C．σ因子 D．ρ因子 E．γ因子 6．DNA复制和转录过程有许多异同点,下列DNA复制和转录的描述中错误的是： A．在体内以一条DNA链为模板转录，而以两条DNA链为模板复制 B．在这两个过程中合成方向都为5′→3′ C．复制的产物通常情况下大于转录的产物 D．两过程均需RNA引物 E．DNA聚合酶和RNA聚合酶都需要Mg2+ 7、核基因mRNA 的内元拼接点序列为。 A、AG……GU B、GA……UG C、GU……AG D、UG……GA 8、真核生物mRNA分子转录后必须经过加工，切除---------，将分隔开的编码序列连接在一起，使其成为蛋白质翻译的模板，这个过程叫做RNA的拼接。 A 外显子 B 启动子 C 起始因子 D 内含子 9、在真核生物RNA polⅡ的羧基端含有一段7个氨基酸的序列，这个7肽序列为Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser ,被称作。 A C末端结构域 B 帽子结构 C Poly(A)尾巴 D 终止子 10．真核生物RNA的拼接需要多种snRNP的协助，其中能识别左端（5’）拼接点共有序列的snRNP 是： A．U1 snRNP B．U2 snRNP C．U5 snRNP E．U2 snRNP+ U5 snRNP 四、是非题 1、所有的启动子都位于转录起始位点的上游。（ X ） 2、RNA分子也能像蛋白酶一样，以其分子的空间构型产生链的断裂和和合成所必须的微环境。（对） 3、真核生物的mRNA中的poly A 尾巴是由DNA编码，经过转录形成的。（ X ） 4、在大肠杆菌RNA聚合酶中，β亚基的主要功能是识别启动子。（ X ） 5、所有起催化作用的酶都是蛋白质。（ X ） 五、问答题

肿瘤分子生物学讲义

肿瘤分子生物学讲义 第一节概述 (1) 第二节肿瘤的发生机制 (4) 第三节癌基因及其致癌的分子机制 (5) 第四节抑癌基因及其抑癌的分子机制 (9) 第五节肿瘤转移相关基因 (11) 第六节肿瘤的预防和治疗 (13) 第一节概述 一、肿瘤及肿瘤分子生物学的概念 肿瘤（tumor）是一类疾病的总称，它们的基本特征是细胞增殖与凋亡失控，扩张性增生形成新生物。肿瘤可分为良性肿瘤（benign tumor）和恶性肿瘤（malignant tumor）。 良性肿瘤生长缓慢，虽可增长至相当大的体积，但仍保留正常细胞的某些特性，通常在瘤体外有完整的包膜，手术切除后患者预后良好。绝大多数良性肿瘤基本上是无害的，不引起或很少引起宿主损伤。不过有极少数良性肿瘤因其靠近生命中枢或能合成大量生物活性物质也可能杀伤宿主。例如，脑膜上生长缓慢的良性肿瘤通过压迫使得生命中枢萎缩破坏，最终导致宿主死亡；胰岛细胞良性肿瘤可以分泌大量胰岛素而引起体内胰岛素过量，导致低血糖和死亡。 恶性肿瘤统称为癌症（cancer），它不同于良性肿瘤的最重要的特性是能侵袭周围组织，疾病晚期癌细胞发生远端转移，破坏受侵袭的脏器，最终使机体衰亡，但如能在侵袭转移前切除癌瘤，一般预后明显改善。由于技术水平的限制，目前临床诊断的癌症患者多处于中晚期。加上不良生活方式如吸烟、过度饮酒、不合理饮食习惯，以及环境污染增加等因素，在刚过去的20世纪，世界各国许多常见癌症的发病率在总体上呈上升趋势，或维持在高水平，在我国的情况亦大致如此。目前除几种较少见的癌症如妇科的宫颈癌、绒癌等的死亡率有明显下降外，多数常见恶性肿瘤死亡率还处于令人忧心的高位态势下。有研究者预测，在21世纪癌症仍将是危害人类健康的主要疾病之一，故应引起预防、临床和基础研究者的高度关注。 恶性肿瘤几乎在所有类型的细胞中均可发生。根据组织学来源，癌症的起源可分为三种：癌（carcinoma）起源于上皮细胞，大部分成人癌症属此类；淋巴瘤起源于脾和淋巴结等的淋巴细胞；肉瘤（sarcoma）起源于间叶组织如结缔组织、骨和肌肉等。以上在各种实质性组织、脏器中发生的癌症属实体肿瘤（solid tumor）。白血病起源于骨髓造血细胞，恶性细胞存在于流动的血液中，属液体肿瘤（liquid tumor）。 肿瘤分子生物学，就是用分子生物学的理论和技术来研究肿瘤的一门科学，是医学和生物学的一门交叉学科 二、肿瘤的生物学特征 1、癌症是体细胞遗传病 就本质而论，癌症是一种遗传学疾病或体细胞遗传学疾病，可简称为遗传病。在癌细胞中发生的遗传学变异有：基因内的碱基替代、缺失、插入和基因扩增等，以及染色体的数量和结构的改变，如非整倍体、易位等；表遗传学改变有：DNA甲基化型式改变、组蛋白修饰和染色质改型等。这些改变引起了肿瘤抑制基因灭活和原癌基因的活化，它们所产生的恶性表型通过有丝分裂能在细胞世代间传递。上述过程均发生在体细胞，这是占全部癌症中绝大多数的、散发性癌症的发生模式。遗传性癌综合征不同于其他一些遗传病，它遗传的仅是癌易感性，还需要体细胞的多次击中才能产生恶性表型。 基因组内存在两类癌相关基因：一类基因直接调控细胞增殖与凋亡、运动与黏着，以及细胞基质的改型等，并参与细胞的信号转导，结果得以维持正常组织细胞的自稳性。当这些基因缺陷造成上述过程失衡，随着细胞各种恶性特征的积累，最终癌症发生。这些基因包括癌基因、肿瘤抑制基因中把关基因（gatekeeper gene）；另一类基因并不直接调控细胞的增殖和凋亡，而是影响第一类癌相关基因的突变速率的管护基因（caretaker gene），这包括各类DNA修复基因，还包括代谢酶多态性在内的一组修饰基因（modifier gene）。 2、癌细胞的恶性生物学特征

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

分子生物学实验基础

分子生物学实验基础 分子生物学是在生物化学基础上发展起来的，以研究核酸和蛋白质结构、功能等生命本质的学科，在核酸、蛋白质分子水平研究发病、诊断、治疗和预后的机制。其中基因工程（基因技术，基因重组）是目前分子生物学研究热点，这些技术可以改造或扩增基因和基因产物，使微量的研究对象达到分析水平，是研究基因调控和表达的方法，也是分子水平研究疾病发生机制、基因诊断和基因治疗的方法。转化（transforma tion）、转染、转导、转位等是自然界基因重组存在的方式，也是人工基因重组常采用的手段。基因重组的目的之一是基因克隆（gene clone），基因克隆可理解为以一分子基因为模板扩增得到的与模板分子结构完全相同的基因。使需要分析研究的微量、混杂的目的基因易于纯化，得以增量，便于分析。 外来基因引起细胞生物性状改变的过程叫转化（transformation），以噬菌体把外源基因导入细菌的过程叫转染（transfection）。利用载体（噬菌体或病毒）把遗传物质从一种宿主传给另一种宿主的过程叫转导（transduction）。一个或一组基因从一处转移到基因组另一处的过程叫转位（transposition），这些游动的基因叫转位子。 一、基因工程的常用工具 （一）载体 载体（Vector）是把外源DNA（目的基因）导入宿主细胞，使之传代、扩增、表达的工具。载体有质粒（p lasmid）、噬菌体、单链丝状噬菌体和粘性末端质粒（粘粒）、病毒等。载体具有能自我复制；有可选择的，便于筛选、鉴定的遗传标记；有供外源DNA插入的位点；本身体积小等特征。 质粒存在于多种细菌，是染色体（核）以外的独立遗传因子，由双链环状DNA组成，几乎完全裸露，很少有蛋白质结合。质粒有严紧型和松弛型之分。严紧型由DNA多聚酶Ⅲ复制，一个细胞可复制1-5个质粒。而松弛型由DNA多聚酶Ⅰ复制，一个细胞可复制30-50个质粒，如果用氯霉素可阻止蛋白质合成，使质粒有效利用原料，复制更多的质粒。质粒经过改造品种繁多，常用的有pBR322、pUC系列等。这些质粒都含有多个基本基因，如复制起动区（复制原点Ori），便于复制扩增；抗抗生素标记（抗氨芐青霉素Apr、抗四环素Tcr等）或大肠埃希菌部分乳糖操纵子（E.coli LacZ）等，便于基因重组体的筛选；基因发动子（乳糖操纵子Lac、色氨酸操纵子Trp等）和转录终止序列，便于插入的外源基因转录、翻译表达。质粒上还有许多限制性内切酶的切点，即基因插入位点，又叫基因重组位点，基因克隆位点。 常用噬菌体载体有单链噬菌体M13系统；双链噬菌体系统。噬菌体应和相应的宿主细胞配合使用。以上载体各有特点，便于选择，灵活应用。

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

分子生物学课程教学大纲

《分子生物学》课程教学大纲 课程编号：233201 课程名称：《分子生物学》 总学时数：64 实验学时：0 先修课及后续课：先修课为《生物化学》，《遗传学》；后续课为《基因工程》 一、说明部分 1. 课程性质：生物技术专业课，必修 2. 教学目标及意义 本课程是高等院校生物专业的专业课。旨在使学生掌握分子生物学的基本知识、基本概念，并了解分子生物学的发展趋势及应用前景。 3. 教学内容和要求 本课程安排在学生完成《生物化学》、《遗传学》等有关基础和专业基础课程之后的第六学期。内容上注意与以上课程的衔接，并避免不必要的重复。同时注意与后续课程《基因工程》等课程的衔接。课堂教学应力求使学生掌握基本概念，了解分子生物学的发展历史以及最新研究成果；熟练掌握DNA的结构与功能、DNA的复制、RNA的转录、蛋白质的合成、RNA在蛋白质合成中的功能、遗传密码、基因表达与调控的本质、基因组与比较基因组学；由于该课程内容繁多，发展迅速，故授课教师在吃透教材基础上，应广泛阅读相关参考资料，紧跟本学科发展，随时补充新内容，使学生及时了解本学科的重要进展及发展动态。分子生物学的发展依赖于现代分析和研究技术，因此，配合分子生物学实验课程，讲解一些分子生物学的重要研究方法。 4. 教学重点，难点 重点：DNA的结构与功能；DNA的转座；基因的表达与调控 难点：基因表达的调控 5. 教学方法与手段 在教学方法上采取课堂讲授为主，辅以多媒体课件、提问、综述、实验、作业、教学辅助材料等，以加强学生对理论知识的消化和理解，在教学过程应注意积极启发学生的思维，培养学生发现问题和解决问题的能力。 6. 教材及主要参考书 教材：朱玉贤，李毅.《现代分子生物学》，第三版；北京：高等教育出版社.2007. 主要参考书： （1）杨岐生.《分子生物学基础》，杭州：浙江大学出版社.1998. （2）郜金荣等.《分子生物学》，武汉：武汉大学出版社.1999. （3）阎隆飞，张玉麟.《分子生物学》，北京：中国农业大学出版社.1997. （4）魏群，分子生物学实验指导.北京：高等教育出版社，2003. （5）李振刚.《分子遗传学》，北京：科学出版社，2000. （6）Weaver R. Molecular Biology. 2nd Edition.北京：科学出版社，2001.

分子生物学资料 试题及答案

星期二 2010 03 09分子生物学考试大纲 分子生物学作为生命科学领域的一门新兴学科，是以学科的相互交叉和相互渗透为基础发展起来的，其发展反过来又成为其它学科从分子水平揭示生命现象实质的强有力的工具。本学科的特点是涉及面广，知识更新快，因此本课程重点介绍分子生物学的基本理论,使学生掌握坚实宽广的基础理论知识，以适应科学技术突飞猛进的时代要求。 绪论 1. 分子生物学与药学分子生物学； 2. 分子生物学的发展的回顾； 4. 分子生物学和现代医学 第一章、遗传物质的分子结构、性质和功能 考试内容 一、核酸是遗传物质 二、核酸的结构 1、 DNA是遗传物质的携带者 1）. DNA的一级结构 2）. DNA的二级结构及其多样性 3）DNA的三级结构 4）. DNA的拓扑学性质 5）. DNA的四级结构 2、RNA的结构 1核酸的功能 一）、DNA的功能及基因治疗 二）、RNA的功能 1hnRNA 和mRNA的功能 2. rRNA的功能 3. tRNA的功能 4.scRNA 、snRNA、iRNA 、gRNA 5. 端粒酶RNA 、Ribozyme 四、核酸的变性、复性和杂交 2核酸的变性、复性 3核酸的杂交的应用 4生物芯片—基因芯片的概念、类型和应用 5反义核酸概念、技术、应用 考试要求： 【掌握】1．核酸的一级结构。 2．DNA的一、二、三、四级结构的特点，掌握原核生物DNA的超螺旋结构，真核生物染色体的基本单位-核小体的结构。DNA的生物学功能 3．RNA的种类与功能。信使RNA和转运RNA的结构特点。tRNA二级结构的特点与功能。 4．DNA的变性和复性概念和特点，解链曲线与Tm。

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）