分子生物学2020复习提纲
现代分子生物学复习提纲
第一章绪论
1.确立DNA是遗传物质的实验；
证明DNA是遗传物质的两个关键性实验是：肺炎球菌在老鼠体内的毒性和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(而并非蛋白质)改变了其遗传潜能。
2.对课本上列的诺贝尔奖有印象；
2006 Kornberg 揭示了真核细胞的转录机制；同年，Fire and Mello因揭示了RNA干扰机制而获得了诺贝尔生理学奖。1961年，Monod和Jacob提出操纵子模型，获1965年诺贝尔生理学和医学奖
第二章染色体与DNA 参看之前的复习题
1.在真核细胞中DNA的三级结构为（核小体）结构，它由140bp的DNA缠绕于由（H2A、H2B、H3、H4）组成的八聚体外，又依60bp的DNA及（组蛋白）形成的细丝相连组成念珠状结构。
2.真核生物的组蛋白其保守程度由弱到强的排列顺序为（H2A、H2B、H3、H4 ）
3.A-DNA B-DNA Z-DNA每个螺旋所含的碱基数分别为（11、10、12 ）
4.一个两股链都带放射性的DNA分子，在无放射性标记物的体系中，经过两次复制，产生的子代DNA分子中，有（2）个DNA分子不带放射性。
5.复制起始点及复制方向，原核生物多为（单起点双向复制）而真核生物中多为（多起点双向复制）
6.腺病毒作为显性DNA分子，复制时通过（DNA链取代法）来解决末端复制问题。
7.线粒体DNA的复制方式为（双向复制），大肠杆菌的复制方式为（θ型），ΦX174 的双链环状DNA分子的复制方式为（滚环式）。
8.大肠杆菌的复制起始点序列的结构特点有两个，分别为（富含AT）和（含有多个短的重复序列）
9.大肠杆菌的复制起始因子dnaA dnaB dnaC dnaG的作用分别为（与4×9bp区域结合、解链酶蛋白、辅助dnaB 结合蛋白、引物酶）
10.原核生物DNA复制的主要复制酶是（DNA聚合酶Ⅲ），而真核生物主要的复制酶是（DNA聚合酶δ）
11.大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ经酶切后得到大小两个片段，其中大片段称为（Klenow），功能是（具有DNA聚合酶活性和3’→5’核酸外切酶活性），小片段的功能是（5’→3’核酸外切酶的活性）
12.大肠杆菌后随链的复制是通过不断更换（）完成的，而真核生物中是通过结合或释放（）完成的。
13.大肠杆菌后随链冈崎片段的引物是由（）切除并修复的，冈崎片段的连接由（）来完成。
14.大肠杆菌复制的终止因子是（），复制终止时仍有一段序列没有被复制，是通过（）完成复制的。
15.研究真核生物复制常用的生物是（），原因是（）
16.真核生物DNA复制中，用作引物酶的是（）
17.真核生物的末端复制是由端粒酶完成的，端粒酶由（）和（）组成。
18.外显子跳跃是因为（）位点发生突变形成的。
19.在大肠杆菌DNA的错配修复中，区分子母链的方法是（）
20.参与大肠杆菌错配修复的DNA聚合酶是（），参与切除修复的DNA聚合酶是（）
21. DNA分子经紫外线照射后在嘧啶相邻排列的区域会产生（）或（）
22. 转座子能够转座的两个要点是（）和（）
23. 玉米的Ac-Ds转座子中，Ac是（）转座子，Ds是一系列Ac的缺失突变体，能够成为Ds，最基本的序列是（）。
24. 产生单个碱基变化的突变叫（）突变，如果碱基的改变并不改变氨基酸残基的编码，这就是（）突变，如果改变了氨基酸残基的密码，这就是（）突变。
判断题
1.DNA的变性指的是DNA双链间氢键的断裂。（√）
2.A.Kornberg因发现DNA合成中负责复制的主酶而获得1959年诺贝尔奖。（×）
3. 由于DNA是由两条反平行的链组成，所以在DNA复制时一条新生链是沿5-3方向合成，另一条新生链则是沿3-5合成。（×）
4.如果剪接发生在一个内含子的GU序列与相邻内含子的AG序列之间，则会造成两个内含子之间的外显子缺
失。（√）
5.拓扑异构酶可以使DNA产生正向超螺旋。（×）
6.错配修复和重组修复因为发生在DNA复制之后，因此称为复制后修复（√）
7. DNA半保留复制时，后随链的总体延伸方向与先导链的延伸方向相反。（√）
8. DNA的甲基化是可以遗传的。（×）
9. 细菌中的插入序列具有转座能力，能随机插入到任一DNA序列中，在靶点两侧形成一段短的正向重复序列。
10.卫星DNA是一类高度重复序列，通常由串联重复序列组成。（√）
11.有两个核酸制剂A和B，A的A260/A280=2.0，B的A260/A280=1.5，因此可判定A制剂的纯度比B制剂高。（）
12.人类基因组中有大量重复序列，如SINE，ALU等序列。（）
13. DNA复制方式有多种，滚动式复制通常以双向方式进行。（×）
选择题
1.在真核生物细胞周期的四个时期中，用于准备DNA合成的是（B ）
A.M期
B. G1期
C. S期
D. G2期
2.下列各项中，尚未获得诺贝尔奖的是（D ）
A.DNA双螺旋模型
B. PCR仪的发明 C . RNA干扰技术 D. 抑癌基因的发现
3. 端粒酶是一种蛋白质-RNA复合物，其中RNA起：（C ）
A 催化作用B延伸作用C模板作用D引物作用
4. 真核生物负责细胞核DNA复制的酶为：（C ）
A DNA聚合酶αβγ B.DNA聚合酶αεγ C DNA聚合酶αδε D.DNA聚合酶αδγ
5. B型右旋DNA的螺旋距比Z型DNA ( B ) A.大 B.小 C.相同
简答题
1.简述真核生物染色体上组蛋白的种类；
组蛋白:命名为H1、H2A、H2B、H3和H4。它们的分子量在11 kD-21 kD之间。
组蛋白的特性：（1）进化中的保守性（2）无组织特异性（3）肽链上氨基酸分布的不对称性
（4）组蛋白的修饰作用（5）H5的特性：富含Lys
2.解释Ac/Ds转座体系的作用机制；
Ac与Ds构成一个控制体系，其中Ac的活动是自主的，亦即它能够自发转座（移位），并影响其它基因的表达；Ds的活动是非自主的，因其中央部分发生缺失，失去了自发移位功能，只有当基因组上有同一族的自主因子（如Ac）存在时，才能够转座（移位）。
第三章生物信息的传递（上）
1.RNA转录的基本过程；
转录：是指拷贝出一条与DNA链序列完全相同（除了T→U之外）的RNA单链的过程，是基因表达的核心步骤。包括：模板识别，转录起始，转录延伸，转录终止。
模板识别阶段主要指RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程。转录起始前，启动子附近的DNA双链分开形成转录泡以促使底物核糖核苷酸与模板DNA的碱基配对。
转录起始就是RNA链上第一个核苷酸键的产生。转录起始后直到形成9个核苷酸短链是通过启动子阶段，此时RNA聚合酶一直处于启动子区，新生的RNA链与DNA模板链的结合不够牢固，很容易从DNA链上掉下来并导致转录重新开始。转录起点是指与新生RNA链第一个核苷酸相对应DNA链上的碱基，通常为嘌呤。一旦RNA聚合酶成功地合成9个以上核苷酸并离开启动子区，转录就进入正常的延伸阶段。所以，通过启动子的时间代表一个启动子的强弱。
转录的延伸：RNA聚合酶离开启动子，沿DNA链移动并使新生RNA链不断伸长的过程就是转录的延伸。
大肠杆菌RNA聚合酶的活性一般为每秒50-90个核苷酸。随着RNA聚合酶的移动，DNA双螺旋持续解开，暴露出新的单链DNA模板，新生RNA链的3’末端不断延伸，在解链区形成RNA-DNA杂合物。
转录终止：当RNA链延伸到转录终止位点时，RNA聚合酶不再形成新的磷酸二酯键，RNA-DNA杂合物分离，
转录泡瓦解，DNA恢复成双链状态，而RNA聚合酶和RNA链都被从模板上释放出来。
2.原核生物的RNA聚合酶；
大多数原核生物RNA聚合酶的组成是相同的，大肠杆菌RNA聚合酶由2个α亚基、一个β亚基、一个β’亚基和一个ω亚基组成，称为核心酶。加上一个σ亚基后则成为聚合酶全酶，相对分子质量为4.65×105。该酶可以用于所有类型RNA的合成；需要Ds-DNA；以双链DNA为模板，以4种核苷三磷酸为前体，以Mg2+/Mn2+为辅助因子。全酶: α2ββ′σ。核心酶：α2ββ′。ββˊ与原核启动子识别、结合，σ协助ββˊ与原核启动子识别。
3.真核生物的三类RNA聚合酶特性比较；
真核生物中有3类RNA聚合酶，它们在细胞核中的位置不同，负责转录的基因不同，对α-鹅膏覃碱的敏感性也不同。真核生物RNA聚合酶一般有8-14个亚基所组成，相对分子质量超过5×105。
4.原核生物和真核生物启动子的组成；（各区序列位点）
原核生物启动子序列包括：CAP序列，增强聚合酶的结合和转录的起始序列（-70~-40）；识别区（-35）；解旋区（-10）；转录起始位（+1）
真核生物启动子包括：A.核心启动子：是指足以使RNA聚合酶Ⅱ转录正常起始所必需的、最少的DNA序列。其中包括转录起始位点（+1）：一般是A或G及转录起始位点上游-25/-30bp处富含TA的典型元件TA TA框。
B.上游启动子元件(UPE)：包括通常-70bp附近的CAAT框：GGCCAATCT和GC框：GGGCGG等，能通过TFⅡ-D复合物调节转录起始的频率，提高转录效率。
原核生物启动子结构
-10区(TATA box,Pribnow box)酶的紧密结合位点（保守序列，富含AT碱基，利于双链打开）
-35区（TTGACA ）提供了RNA聚合酶全酶识别的信号
–35区–10区
……T85T83G81A61C69A52……T89A89T50A65A100……
-10区与-35区的最佳间距为16-19bp，小于15bp或大于20bp都会降低启动子的活性。
Pribnow区下降突变（TATAA T→AATAAT）
Pribnow区上升突变（TATGTT→TA TATT）
真核生物启动子结构
（1）TA TA框（Hogness 框或Goldberg-Hogness 框）
结构特点：位于－30处，一致序列为T82A97T93A85A63（T37）A83A50（T37）
功能：定位转录起始点（类似原核的Pribnow框）。TATA是绝大多数真核基因的正确表达所必需的，故也称为选择子。
（2）CAA T框（CAAT box）
结构特点：位于－75bp处，一致序列为GGC/TCAATCT
功能：前两个G 的作用十分重要(转录效率)，增强启动子的效率、频率，不影响启动子的特异性（距转录起始点的距离，正反方向）
（3）GC框（GC box）：位于－90附近，较常见的成分；核心序列为GGGCGG；可有多个拷贝，也可以正反两方向排列。
（4）其他元件：①八聚核苷酸元件（octamer element OCT元件）：一致序列为ATTTGCAT
②KB元件：一致序列为GGGACTTTCC；③A TF元件：一致序列为GTGACGT
④还有一些位于起始点下游的相关元件
5.终止子的结构特点；（着重记原核的）
终止子：在转录的过程中，提供转录终止信号的RNA序列。
终止分为两类：强终止子--内部终止子：不依赖ρ因子的终止。弱终止子--需要ρ因子，又称为ρ依赖性终止子
⑴不依赖于ρ因子的终止：
模板DNA上存在终止转录的特殊信号终止子又称为内在终止子，内在终止子。⑴终止位点上游一般存在一个富含GC碱基的二重对称区，由这段DNA转录产生的RNA容易形成发卡结构。⑵在终止位点签名有一段4~ 8个A组成的序列，所以转录产物的3’端为寡聚U这种结构的存在决定了转录的终止。
结构特征：一是形成一个发夹结构；茎由7~20 bp的IR序列形成（富含G/C）；环由中间不配对序列形成；发夹结构的突变可阻止转录的终止。二是4 ~ 8 个连续的U串（发夹结构末端）。
⑵依赖于ρ因子的终止：
ρ因子结合于新合成的RNA链，借助水解A TP的能量沿RNA 链运动，当RNA 聚合酶遇终止子停止时，ρ因子追上酶，促使转录终止。
依赖于ρ因子的终止的特点：①转录的RNA也具有发夹结构，但发夹结构后无poly(U)；②形成的发夹结构较疏松，茎环上不富含GC；③终止需要ρ因子的参与；④与不依赖于ρ因子的终止一样，终止信号存在于新生的RNA链上而非DNA链上。
6.原核生物真核生物mRNA结构特点比较。（了解大标题，多顺贩子mRNA）
多顺反子mRNA：即每一个mRNA分子带有几钟蛋白质的遗传信息，利用共同的启动子及终止信号，组成“操纵子”的基因表达调控单元。
原核生物mRNA的特征：
①半衰期短。②原核细胞的mRNA（包括病毒）有时可以编码几个多肽，而真核细胞的mRNA最多只能编码一个多肽。编码区相聚较远；前一个编码区终止位置为下一个编码区的起始；前一个编码区翻译时破坏二级结构。
③原核生物mRNA的5’端无帽子结构，3’端没有或只有较短的多聚（A）结构。
真核生物mRNA的特征：
①真核生物mRNA的5’端存在“帽子”结构。真核生物基因转录一般从嘌呤（主要是A，也可能是G）起始，其5’端大都经过修饰。
［第一个核苷酸应该保留5’端的三磷酸基团，用核酸酶处理成熟mRNA，其5’端并不产生预期的核苷三磷酸，而产生以5’-5’三磷酸基团相连的二核苷酸，5’终端是一个在mRNA转录后加上去的甲基化鸟嘌呤。
帽子结构的作用：使mRNA免受核酸酶的破坏；蛋白质合成时，起始因子的识别结构；帽子结构的甲基化也是翻译所必需的。］②绝大多数真核生物mRNA具有多聚(A)尾巴。
除组蛋白基因外，真核生物mRNA的3’末端都有多聚（A）序列，其长度因mRNA种类不同而变化，一般为40-200个左右。真核基因的3‘ 末端转录终止位点上游15～30bp处的保守序列AAUAAA对于初级转录产物的准确切割及加多聚（A）是必需的。
7. mRNA、Ⅰ类内含子、Ⅱ类内含子的剪接特点？
mRNA的剪接特点：本身不能形成二级结构，依赖于剪接装置进行剪接。
结构特点：1）边界顺序：符合GU-AG法则。
2）分枝点顺序：内含子3′端上游18-40nt处，Py80NPy87Pu75APy95，A具有2’-OH。
3）内含子5’端有一保守序列5’GUAAGUA3’，和剪接体中U1 snRNA的5’端的3’CAUUUCAU5’互补。
I类内含子的剪接特点：剪接属于自我剪接，形成明显的二级结构。
结构特点：1）边界序列5’U-G 3’。2）特征性的二级结构5’ －P－Q－R－S－3’距剪接点很远，各10~12bp；P与Q互补、R与S互补而形成中部核心结构。
第一类内含子的剪接依赖于以上二级结构－－为自我剪接的进行提供活性位点。
Ⅱ类内含子的剪接结构特点
(1) 边界序列5’ GU-AG；
(2) 二级结构：a. 有6个茎环结构。b. 分支点序列：内含子的3’端，即第6 区有一6-12nt保守序列，哺乳动物中为PyPuPyPyTAPy。含有A残基，其2-OH进行转酯反应。
剪接机制：1）自我剪接2）反应需要：金属离子作为辅因子，如Mg2+，不需能量的供给。
8. 概念：RNA编辑，引导RNA
RNA的编辑：是某些RNA，特别是mRNA的一种加工方式，它导致了DNA所编码的遗传信息的改变，因为经过编辑的mRNA序列发生了不同于模板DNA的变化。
引导RNA：具有与被编辑的mRNA互补的核苷酸序列，但这类RNA上存在着一些未配对的腺嘌呤，形成缺
口。
第四章生物信息的传递（下）
1.遗传密码的特点；
(1)遗传密码连续性。(2)遗传密码具有简并性。(3)遗传密码具有通用性和特殊性。
(4) 密码子和反密码子中的相互作用。
2.tRNA的结构特点，同工tRNA，校正tRNA；
tRNA不但为每个三联密码子翻译成氨基酸提供了接合体，还为准确无误地将所需氨基酸运送到核糖体上提供了运送载体，所以，它又被称为第二遗传密码。最小的RNA，4S，74 ~ 95个base
tRNA的高级结构：
⑴tRNA二级结构（三叶草结构：5个臂，4个环）:
①受体臂：主要由链两端序列碱基配对形成的杆状结构和3’端末配对的3~4个碱基所组成，其3’端的最后3个碱基序列永远是CCA，最后一个碱基的3’或2’自由羟基（—OH）可以被氨酰化。此臂负责携带特异的氨基酸。
②D臂(D arm)：是根据它含有二氢尿嘧啶命名的。茎区长度常为4bp，也称双氢尿嘧啶环。负责和氨基酰tRNA 聚合酶结合。
③TψC臂：是根据3个核苷酸命名的，其中ψ表示拟尿嘧啶，是tRNA分子所拥有的不常见核苷酸。
④反密码子臂：是根据位于套索中央的三联反密码子命名的。
⑵tRNA的L形三级结构
tRNA的三级结构与AA- tRNA合成酶的识别有关。受体臂和TψC臂的杆状区域构成了第一个双螺旋，D臂和反密码子臂的杆状区域形成了第二个双螺旋。两个双螺旋上各有一个缺口。TψC臂和D臂的套索状结构位于“L”的转折点。所以，受体臂顶端的碱基位于“L”的一个端点，反密码子臂的套索状结构生成了“L”的另一个端点。
同工tRNA：代表同一种氨基酸的tRNA称为同工tRNA，同工tRNA既要有不同的反密码子以识别该氨基酸的各种同义密码，又要有某种结构上的共同性，能被AA- tRNA合成酶识别。
校正tRNA：校正tRNA分为无义突变及错义突变校正tRNA。
3.氨酰tRNA合成酶三个作用位点；副密码子
有三个位点aa binding site（氨基酸接受臂），tRNA binding site，ATP site 。
副密码子：tRNA中决定负载特定氨基酸的空间密码。
4.核糖体RNA的大小亚基分布，序列特点；（记原核的）P124
原核生物核糖体由约2/3的RNA和1/3的蛋白质组成。
小亚基16SrRNA 21种proteins S1-------S21
大亚基23SrRNA 5SrRNA 36种proteins L1---- L36
①5S rRNA 细菌5SrRNA含有120个核苷酸（革兰阴性菌）或116个核苷酸（革兰阳性菌）。5SrRNA有两个高度保守的区域，其中一个区域含有保守序列CGAAC，这是与tRNA分子TψC环上的GTψCG序列相互作用的部位，是5SrRNA与tRNA 相互识别的序列。另一个区域含有保守序列GCGCCGAAUGGUAGU,与23SrRNA的中一段序列互补，这是5S rRNA与50S核糖体大亚基相互作用的位点，在结构上有其重要性。
②16S rRNA 在蛋白质的合成中起着积极的作用，它与mRNA、50S亚基和P位格A位的tRNA的反密码子直接作用。其长度在1475~1544个核苷酸，含有少量修饰碱基。该分子虽然可被分叉几个区，但全部压缩在30S小亚基内。16S rRNA的结构十分保守，其中3’端一段ACCUCCUUA的保守序列，与mRNA 5’端翻译起始区富含嘌呤的序列互补。在16S rRNA靠近3’端处还有一段与23S rRNA互补的序列，在30S与50S亚基的结合中起作用。
③23S rRNA23S rRNA基因的一级结构包括2904个核苷酸，在大肠杆菌23S rRNA第1984~2001核苷酸，存在一段能与rRNA Met序列互补的片段，表明核糖体大亚基23S rRNA可能与rRNA Met的结合有关。在23S rRNA靠近5’端（143~157位核苷酸）有一段12个核苷酸的序列与5S rRNA上第72~83位核苷酸互补，表明在50S大亚基上这两种RNA之间可能存在相互作用，核糖体50S大亚基上约20种蛋白质能不同程度地与23S rRNA结合。
5.核糖体的8个作用位点；（课件）（记大点）
（1）mRNA结合位点a、位于30S亚基的头部。b、S1（可防止mRNA 链内碱基对的形成）。
c、16S rRNA 3’端是mRNA 与小亚基初始结合不可缺少的。
（2）P位点：肽酰－tRNA位点
a、大部分在小亚基内，小部分在大亚基16SrRNA的3‘末端、L2等蛋白。
b、能够与起始tRNA（fMet--tRNAf）相结合，且P位点会影响A位点的活性。
（3）A位点：氨酰基tRNA 位点
a、主要在大亚基上。
b、A位点内mRNA 表面只对特定的aa—tRNA 分子表现出特异性，且A位点结
合aa—tRNA 要求在P位点上必须有肽酰tRNA存在。
（4）肽基转移酶活性位点活性中心在大亚基上，位于P位点和A位点的连接处靠近tRNA的接受臂。（5）5s rRNA位点（与tRNA进入有关）
（6）EF—Tu位点位于大亚基内，与氨酰基tRNA的结合有关。
（7）EF—G 转位因子结合位点大亚基靠近小亚基的界面处。
（8）E位点（包括两个：脱酰基tRNA和多肽的逐出位点）。
E1为脱酰基tRNA 离开核糖体提供出口；E2为多肽离开核糖体提供出口（占核糖体1／3）。
6.原核生物和真核生物的翻译起始过程；
（1）原核生物翻译的起始（重点）
翻译的起始需要的成分：30S小亚基、mRNA、fMet-tRNAfMet、50S大亚基、GTP、Mg2+、NH4+及3个起始因子（IF-1、IF-2、IF-3）。
过程：第一步，30S小亚基首先与翻译起始因子IF-1，IF-3结合，通过SD序列与mRNA模板结合。
第二步，在IF-2和GTP的帮助下，fMet-tRNA fMet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，三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。
【三种起始因子（IF）分别为：IF1、IF2、IF3。IF1------加强IF2、IF3的酶活；IF2------促使fMet---tRNAMETf选择性的结合在30S亚基上；IF3------促使30S亚基结合于mRNA起始部位，阻止30S亚基与50S亚基的结合，或者说促进70S核糖体的解离。】
(2)真核生物翻译的起始：
翻译起始需要的成分：40S小亚基、Met-tRNAMet、mRNA、60S大亚基、GTP、Mg2+、NH4+及3个起始因子（IF-1、IF-2、IF-3）。
真核生物蛋白质合成起始的具体过程是：（1）80S核糖体的解离；（2）43S前起始复合物的形成；
（3）43S前起始复合物与mRNA结合；（4）起始密码子AUG的选择；（5）40S起始复合物与60S亚基结合。
7. 原核生物翻译的延伸和移位；
肽链的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AA-tRNA与核糖体结合、肽键的生成和移位。
⑴后续AA-tRNA与核糖体结合
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。这时GTP被水解释放，通过延伸因子EF-Ts再生GTP，形成EF-Tu·GTP 复合物，进入新一轮循环。由于EF-Tu只能与fMet-tRNA以外的其他AA-tRNA起反应，所以起始tRNA不会被结合到A位上，这就是mRNA内部的AUG不会被起始tRNA读出，肽链中间不会出现甲酰甲硫氨酸的原因。
⑵肽键的生成
经过上一步反应后，在核糖体·mRNA·AA-tRNA复合物中，AA-tRNA占据A位，fMet-tRNAfMet占据P位。在肽基转移酶的催化下，将P位tRNA上的肽基通过其羧基与A位tRNA上的氨基酸的α-氨基连接，形成肽键。
这里第一个肽键是fMet与AA形成的。起始tRNA在完成使命后离开核糖体Ｐ位点，Ａ位点准备接受新的AA-tRNA，开始下一轮合成反应。
⑶移位
核糖体向mRNA 3‘端方向移动一个密码子；仍与第二个密码子相结合的二肽基tRNA2从A位进入P位，去氨基酰-tRNA被挤入E位，mRNA上的第三位密码子则对应于A位；
原核生物中每次反应共需3个延伸因子，EF-Tu、EF-Ts及EF-G，真核生物细胞需EF-1及EF-2，消耗2个GTP，向生长中的肽链加上一个氨基酸。EF-G是移位所必须的蛋白质因子，移位的能量来自另一分子GTP水解。8.概念分子伴侣，常见分子伴侣
分子伴侣：一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质，它们在细胞内帮助其他含多肽的结构完成正确的组装，而且在组装完毕后与之分离，不构成这些蛋白质结构执行功能时的组分。
常见分子伴侣：热休克蛋白70 家族、应激蛋白90 家族、核质素、T 受体结合蛋白(TRAP) 、大肠杆菌的SecB 和触发因子及PapD 、噬菌体编码的支架蛋白等。
9.蛋白质的转运，翻译转运同步机制，信号肽
蛋白质运转机制：由于细胞各部分都有特定的蛋白质组分，因此合成的蛋白质必须准确无误地定向运送才能保证生命活动的正常进行。
翻译-转运同步机制
一般认为，蛋白质定位的信息存在于该蛋白质自身结构中，并且通过与膜上特殊受体的相互作用得以表达，这就是信号肽假说的基础。这一假说认为，蛋白质跨膜运转信号也是由mRNA编码的。在起始密码子后，有一段编码疏水性氨基酸序列的RNA 区域，这个氨基酸序列就被称为信号序列。信号序列在结合核糖体上合成后便与膜上特定受体相互作用，产生通道，允许这段多肽在延长的同时穿过膜结构；因此，这种方式是边翻译边跨膜运转。
信号肽（N端信号序列：分泌蛋白的N端13～36个AA的前导序列为越膜信号。
信号肽位于蛋白质的氨基末端，长度一般在13-36个残基之间，有如下三个特点：
①一般带有10-15个疏水氨基酸；②在靠近该序列N-端常常有1个或数个带正电荷的氨基酸；
③在其C-末端靠近蛋白酶切割位点处常常带有数个极性氨基酸，离切割位点最近的那个氨基酸往往带有很短的侧链（丙氨酸或甘氨酸）。
第五章、第六章分子生物学研究法
1.实时定量PCR；（举例）
实时定量PCR定义：在PCR反应体系中加入荧光基团，利用荧光信号累积实时监测整个PCR进程，最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。
原理：实时定量PCR反应在带有透明盖的塑料小管中进行，激发光可以直接透过管盖，使其中的荧光探针被激发。荧光探针事先混合在PCR反应液中，只有与DNA结合后，才能够被激发出荧光。随着新合成的目的DNA片段的增加，结合到DNA上的荧光探针，即被激发产生的荧光相应增加。
两种类型定量：①染料染色：非序列特异性的，如荧光染料SYBR Green Ⅰ。②探针标记：仅能与目的DNA 序列特异性结合的荧光探针，如TaqMan。
荧光染料SYBR Green Ⅰ基本过程是：
?开始反应，当SYBR Green染料与DNA双链结合时发出荧光。
?DNA变性时，SYBR Green染料释放出来，荧光急剧减少。
?在聚合延伸过程中，引物退火并形成PCR产物。
?聚合完成后，SYBR Green染料与双链产物结合，定量PCR系统检测到荧光的净增量加大。
?因此，在一个体系内，其信号强度代表了双链DNA分子的数量。
以SYBR Green Ⅰ为例，分析实时定量PCR绝对定量的结果。
1）基本原理：PCR由变性--退火（复性）--延伸三个基本反应步骤构成
①模板DNA的变性：模板DNA经加热至93℃左右,一定时间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；
②模板DNA与引物的退火：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；
③引物的延伸：DNA模板--引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基配对与半保留复制原理，合成一条新的DNA 链。
第一次PCR 循环的结果是产生两个靶序列的复制。
2）PCR反应五要素：引物、酶、dNTP、模板和Mg2+
①PCR引物设计：一对引物，与3′端互补。长度：15～30个核苷酸。碱基分布随机。引物内、引物间不应有互补序列。引物与非特异扩增区无同源性。3′端必须互补,5′端可游离。引物浓度一般为0.1～0.5 mol/L。
②DNA 聚合酶：在核苷酸底物的存在下，以一条DNA链为模板催化新链的合成。需要具有3’ -OH 的引物，具有5’到3’方向聚合的能力，通常具有5’到3’外切酶活性，Taq DNA聚合酶在70～80℃具有最高聚合活性。
③镁离子浓度：Taq酶活性需要Mg2+ ，Mg2+浓度过高导致非特异扩增，一般常用1.5mmol/L。
④底物浓度：dNTP浓度在20～200 mol/L，四种dNTP必须浓度相等。
⑤PCR反应的缓冲溶液：提供合适的酸碱度和某些离子：10～50mmol/L Tris-HCl缓冲液、50mmol/L KCl、明胶。
2.mRNA的纯化；（注意图示）Ｐ173
mRNA的分离方法较多，其中以寡聚（dT）-纤维素柱层析法最为有效，已成为常规方法。此法利用mRNA 3’末端含有Poly（A+）的特点，当RNA流经寡聚（dT）纤维素柱时，在高盐缓冲液的作用下，mRNA被特异地结合在柱上，再用低盐溶液或蒸馏水洗脱mRNA被洗脱。经过两次寡聚（dT）纤维柱后，即可得到较高纯度的mRNA。目前有许多商业化试剂盒可用于mRNA的纯化，如Promega公司的polyAT Tract Mrna 分离系统将生物素标记的寡聚dT引物与细胞总RNA温育，加入与微磁球相连的抗生物素蛋白以结合polyA mRNA从总RNA中分离。3.SNP的检测方法：Taqman探针，分子信标，焦磷酸测序
第一代分子标记——RFLP；第二代分子标记——SSR为代表的PCR基础的标记。
SNP概述：转换C←→T，颠换C←→A；发生频率极高，人类大约携带300-1000万个SNP位点；单倍型SNP：位于染色体上某一区域的一组相关联的SNP等位位点。
TaqMan探针：探针是一小段可以与靶DNA序列中间部位结合的单链DNA；两端分别带有短波长和长波长两个不同荧光基团；两个基团由于距离靠近，发生荧光猝灭；随着扩增到探针结合位点，Taq酶的外切酶活性可将探针逐个切除降解；这时便可检测到荧光，产生荧光的强度直接反映了扩增靶DNA的总量。
Taqman技术：利用Taq酶的5’ 核酸外切酶活性, 切割与PCR 扩增产物结合的DNA 探针,此探针带有一个供体-受体荧光染料对,两者能发生荧光共振能量转移(FRET )。Taq 酶切割使供体染料与淬灭的受体染料分离,结果使供体染料的荧光极大增强。
分子信标：体和受体荧光染料分别位于有互补序列的探针两侧,当未与靶序列杂交时, 探针形成一个"发夹环"结构,使供体- 受体染料对相互靠近而产生淬灭。反之,探针与正确的靶序列杂交时, 染料对分离,荧光信号可增强至900 倍。
焦磷酸测序法
?适用于已知序列的DNA片段进行验证分析；
?四种酶：DNA聚合酶、硫酸化酶、荧光素酶和双磷酸酶；
?三种原始底物：四种dNTP（dA TPS，dTTP，dCTP，dGTP）之一、APS、荧光素。
?dATP也是荧光素酶的底物，所以用dATPs代替，后者只是DNA聚合酶的底物。
焦磷酸测序法是一项全新的DNA测序技术，可以快速、准确地测定一段较短的目标片段。其基本原理如下：第1步：一个特异性的测序引物和单链DNA模板结合，然后加入酶混合物(包括DNA Polymerase、ATP Sulfurylase、Luciferase 和Apyrase)和底物混合物。
第2步：向反应体系中加入1种dNTP，如果它刚好能和DNA模板的下一个碱基配对，则会在DNA 聚合酶的作用下，添加到测序引物的3’末端，同时释放出一个分子的焦磷酸(PPi)。
第3步：在A TP硫酸化酶的作用下，生成的PPi可以和APS结合形成A TP；在荧光素酶的催化下，生成的A TP又可以和荧光素结合形成氧化荧光素，同时产生可见光。通过CCD光学系统即可获得一个特异的检测峰，峰值的高低则和相匹配的碱基数成正比。
第4步：反应体系中剩余的dNTP和残留的少量A TP在Apyrase的作用下发生降解。
第5步：加入另一种dNTP，使第2－4步反应重复进行，根据获得的峰值图即可读取准确的DNA序列信息。
4.RACE技术；
是用于从已知cDNA片段扩增全长基因的方法，它根据已知序列设计基因片段内部特异引物，由该片段向外侧进行PCR扩增得到目的序列。用于扩增5’端的方法称为5’RACE，用于扩增3’端的称为3’RACE。
（1）获得高质量总RNA；
（2）去磷酸化作用；
（3）去掉mRNA的5’帽子结构，并以RNA连接酶连接上特异RNA寡聚接头；
（4）以特异性寡聚dT为引物，在反转录酶的作用下合成第一条cDNA链；
（5）分别以第一条cDNA链为模板进行RACE反应；
（6）将纯化后的PCR产物克隆到载体DNA中，进行序列分析。
5’RACE
a.在反转录酶的作用下，以已知基因片段内部。特异性引物启始cDNA第一条链的合成。
b.RNase混合物降解模板mRNA，纯化cDNA第一条链。
c.用末端转移酶在cDNA链3‘端加入连续的dCTP。
d.以连有oligo(dG) 的锚定引物和基因片段内部特异的nested引物进行PCR扩增，以期得到目的片段，并可用nest PCR进行检测。
3’RACE
a.在反转录酶的作用下，以连有可以和polyA配对的oligo(dT)的锚定引物启始cDNA第一条链的合成。
b.用RNaseH 降解模板mRNA。
c.用通用锚定引物和基因片段内部特异引物进行PCR扩增得到目的3‘片段，并可用nest PCR的方法继续进行检测和扩增。
5.cDNA差示法，基因表达系列分析技术，原位杂交技术，基因定点突变，基因敲除等方法的研究目的。
应用cDNA差示分析法克隆基因：DA法充分发挥了PCR以指数形式扩增双链DNA模板的特性，通过降低cDNA群体复杂性和更换cDNA两端接头等方法，特异扩增了目的基因片段。因为试验对象和供试探针在接受差示分析前均经一个4碱基切割酶处理，形成平均长度256bp的代表群，保证绝大部分遗传信息能被扩增。基因表达系列分析技术
1.提取mRNA，以与生物素连接的oligo dT为引物，反转录得到cDNA，并进行第二链合成；
2.用锚定酶酶切，识别序列4碱基；
3.利用磁场分离cDNA，并将其分为两份，每份分别与含有与锚定酶黏性末端互补的连接子1，2连接；
4.用标签酶酶切，酶切位点位于识别位点下游14-15bp，末端补平，混合两份cDNA，以连接子1，2设计引物扩增；
5.扩增产物用锚定酶酶切，利用黏性末端与其他标签连接，并构建到载体上。
原位杂交(ISH)：是用标记的核酸探针，经放射自显影或非放射检测体系，在组织、细胞、间期核及染色体上对核酸进行定位和相对定量研究的一种手段，分为RNA和染色体原位杂交两大类。
RNA原位杂交：用放射性或非放射性（如地高辛、生物素等）标记的特异性探针与被固定的组织切片反应，若细胞中存在与探针互补的mRNA分子，两者杂交产生双链RNA，可通过放射性标记或经酶促免疫显色，对该基因的表达产物做出定性定量分析。
基因定点突变：过改变基因特定位点核苷酸序列来改变所编码的氨基酸序列，用于研究某个（些）氨基酸残基对蛋白质的结构、催化活性以及结合配体能力的影响，也可用于改造DNA调控元件特征序列、修饰表达载体、引入新的酶切位点等。
基因敲除技术：又称基因打靶，通过外源DNA与染色体DNA之间的同源重组，进行精确的定点修饰和基因改造，具有专一性强、染色体DNA可与目的片段共同稳定遗传等特点。基因敲除分为完全基因敲除和条件型基因敲除（又称不完全基因敲除）两种。高等动物基因敲除的技术路线主要包括构建重组基因载体，用电穿孔、显微注射等方法把重组DNA导入胚胎干细胞纯系中，使外源DNA与胚胎干细胞基因组中相应部分发生同源重组，将重组载体中的DNA序列整合到内源基因组中并得以表达。植物基因敲除技术T-DNA插入失活技术是目前在植物中使用最为广泛的基因敲除手段。
基因敲除技术的研究目的：①建立生物模型。②疾病的分子机理研究和疾病的基因治疗。③提供廉价的异种移植器官。④免疫学中的应用。⑤改造生物、培育新的生物品种。
6.酵母的单杂交系统，（酵母的双杂交系统，Far-western，凝胶滞缓实验，噬菌体展示技术，了解目的）
⑴酵母单杂交系统：是上世纪90年代中发展起来的研究DNA-蛋白质之间相互作用的新技术，可识别稳定结合于DNA上的蛋白质，在酵母细胞内研究真核生物中DNA-蛋白质之间的相互作用，并通过筛选DNA文库直接获得靶序列相互作用蛋白的编码基因。
?将已知顺式作用元件构建到最基本启动子（Pmin）的上游，把报告基因连接到Pmin下游。
?将编码待测转录因子cDNA与已知酵母转录激活结构域（AD）融合表达载体导入酵母细胞，该基因产物如果能够与顺式作用元件相结合，就能激活Pmin启动子，使报告基因得到表达。
目前酵母单杂交体系主要被用于确定某个DNA分子与某个蛋白质之间是否存在相互作用，被用于分离编码结合于特点顺式调控元件或其他DNA位点的功能蛋白编码基因，验证反式转录调控因子的DNA结合结构域，准确定位参与特定蛋白质的核苷酸序列。
⑵酵母双杂交系统：真核生物转录调控因子具有组件式结构特征，这些蛋白往往由两个或两个以上相互独立的结构域，其中DNA结合结构域（BD）和转录激活结构域（AD）是转录激活因子发挥功能所必须的。
⑶F ar Western印迹技术P208
探针蛋白是一种GST融合物，包含了蛋白酶切割位点和一种已知蛋白激酶的靶位点。将表达的融合蛋白结合到谷胱甘肽球珠上，用商业性蛋白激酶进行32P标记用蛋白酶切下GST寡肽后用谷胱甘肽洗脱被标记的蛋白探针。用SDA-聚丙烯酰胺凝胶分裂待测蛋白提取物并转移到尼龙膜上，也可将标的文库涂板后用吸印法激昂蛋白质转移到膜上。与探针孵育后，洗膜并进行放射自显影。与标记蛋白发生相互作用的某个或某些条带克隆就死编码与探针蛋白相互作用蛋白的cDNA。此外，抗GTS的抗体可以用于定位F ar Western印迹中非标记融合蛋白，也可通过组织化学法用于抗生素抗体相偶联的酶来检查生物素标记的GST。
⑷凝胶滞缓实验：体外分析DNA与蛋白质相互作用的一种特殊的凝胶电泳技术；蛋白质与DNA结合后将大大增加相对分子质量；没有结合蛋白的DNA片段跑得快，与蛋白质形成复合物的DNA由于受到阻滞而跑得慢；还用于研究与蛋白质相结合的DNA序列的特异性；在DNA-蛋白质复合物中加入超量非标记的竞争DNA分子，如果可以结合到蛋白质上，则探针处于自由状态；如果竞争DNA不能结合蛋白质，探针DNA与蛋白质能够形成阻滞条带。通过设计一系列引入一个或数个突变碱基的放射性标记探针，可以运用EMSA来评估这些突变对探针DNA与结合蛋白相互作用的影响。
⑸噬菌体展示技术
?用来研究蛋白质间的相互作用；
?将基因表达产物与亲和选择相结合的技术；
?将编码“诱饵”蛋白的DNA片段插入噬菌体基因组，使之与噬菌体外壳蛋白编码基因相融合；
?亲和筛选：直接或间接法。
第七章基因的表达与调控（上）
1. 负控系统和正控系统定义；（理解，懂判别）
⑴负转录调控系统
在负转录调控系统中，调节基因的产物是阻遏蛋白，起着阻止结构基因转录的作用。
根据其作用特征又可分为二大类：
在负控诱导系统中，阻遏蛋白与效应物（诱导物）结合时，结构基因转录；
在负控阻遏系统中，阻遏蛋白与效应物结合时，结构基因不转录。阻遏蛋白作用的部位是操纵区。
⑵正转录调控系统
在正转录调控系统中，调节基因的产物是激活蛋白。也可根据激活蛋白的作用性质分为两类：在正控诱导系统中，效应物分子（诱导物）的存在使激活蛋白处于活性状态，结构基因转录；
在正控阻遏系统中，效应物分子的存在使激活蛋白处于非活性状态，结构基因不转录。
2. 乳糖操纵子的结构及机制；（参考作业）
乳糖操纵子（lac）：1) 包括三个结构基因：Z、Y、A以及启动子，控制子和阻遏子。转录时RNA聚合酶首先与启动区结合，通过操纵区向右转录，转录从O区中间开始，按Z-Y-A方向进行，每次转录出来的一条mRNA 上都带有这三个基因，转录的调控实在启动区和操纵区进行的。
2) Z、Y、A基因的产物为一条多顺反子mRNA。lacZ：编码β-半乳糖苷酶，它可以将乳糖水解为半乳糖和葡萄糖；lacY：编码半乳糖苷透性酶，它能将乳糖运送透过细菌的细胞壁；lacA：编码硫代半乳糖苷乙酰转移酶，进行乳糖代谢。
3) 调控方式：负调控：诱导物：实际上是异构乳糖。正调控：葡萄糖腺苷酸环化酶活性降低，ATP无法转变成cAMP不能形成CAP-cAMP复合蛋，RNA 酶无法结合在DNA上结构基因不表达。
阻遏蛋白的负性调节：没有乳糖存在时，I基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列O处，乳糖操纵子处于阻遏状态，不能合成分解乳糖的三种酶；有乳糖存在时，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵序列，乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶。所以，乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控。
CAP的正性调节：在启动子上游有CAP结合位点，当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时，cAMP浓度升高，与CAP结合，使CAP发生变构，CAP结合于乳糖操纵子启动序列附近的CAP 结合位点，激活RNA聚合酶活性，促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。
协调调节：乳糖操纵子中的I基因编码的阻遏蛋白的负调控与CAP的正调控两种机制，互相协调、互相制约。大肠杆菌乳糖操纵子是大肠杆菌DNA的一个特定区段，由调节基因I，启动基因P，操纵基因O和结构基因Z、Y、A组成。
乳糖操纵子的控制模型
①Z、Y、A基因的产物由同一条多顺反子的mRNA分子所编码;
②这个mRNA分子的启动子（P），位于I与O之间,紧接着O区，它不能单独起动合成β-半乳糖苷酶和透过酶的过程。
③操纵基因（O）是DNA上的一小段序列（仅为26bp），是I基因产生的阻遏物的结合位点。
④当阻遏物与操纵基因结合时，lac mRNA的转录起始受到抑制。
⑤当诱导物与阻遏物结合，改变了阻遏物的三维构象，使之不能与操纵基因结合，操纵基因区没有被阻遏物占据，所以启动子能够顺利起始mRNA的合成，从而激发lacmRNA的合成。这就是说，有诱导物存在时，操纵区没有被阻遏物占据，所以启动子能够顺利其实mRNA的转录。
2.色氨酸操纵子的负控阻遏和弱化系统；（参考作业）P246
色氨酸（trp）操纵子
?trp操纵子里有一个启动子区（P）和一个操纵区（O），其中操纵区控制着一个由5个基因连锁在一起构成的结构基因。
?启动子上游有调节基因trpR，产生阻遏物;
?trpL：前导区；trpa：弱化子区;
?trpS（色氨酸tRNA合成酶），它与携带有色氨酸的tRNATrp共同参与trp操纵子的调控作用。
?结构基因：trpE、trpD、trpC、trpB、trpA
trpE基因编码邻氨基苯甲酸合酶,是第一个被翻译的基因;
trpD基因编码邻氨基苯甲酸磷酸核糖转移酶;
trpC基因编码吲哚甘油磷酸合酶;
trpA基因和trpB基因则分别编码色氨酸合酶的α和β亚基。
trp操纵子的阻遏系统
trp操纵子转录的调控是通过Trp阻遏物实现的，它结合于trp操纵区。Trp阻遏物的DNA结合活性直接受色氨酸调控，色氨酸结合Trp阻遏物，并起着一个效应分子的作用（辅阻遏物）。在有高浓度色氨酸存在时，Trp 阻遏物-色氨酸复合物形成一个同源二聚体，并且紧密结合于trp操纵基因序列，因此可以阻止转录。当色氨酸水平低时，缺少色氨酸的Trp阻遏物以一种非活性形式存在，不能结合DNA。在这样的条件下，trp操纵子被RNA聚合酶转录，同时色氨酸生物合成途径被激活。
弱化机制
⑴弱化子和前导区
在trp mRNA 5‘端trpE基因的起始密码前有一个长162bp的mRNA片段被称为前导区，其中123～150位碱基序列如果缺失，trp基因表达可提高6-10倍。当mRNA合成起始以后，除非培养基中完全没有色氨酸，转录总是在这个区域终止，产生一个仅有140个核苷酸的RNA分子，终止trp基因转录。因为转录终止发生在这一区域，并且这种终止是被调节的，这个区域就被称为弱化子。
⑵mRNA前导区的序列分析
4个分别以1、2、3和4表示的片段能以两种不同的方式进行碱基配对：以1-2和3-4配对或只以2-3方式互补配对形成茎环结构，3区和4区茎环后边紧接着8个U（A和U结合不稳定，导致mRNA的脱落）。
⑶前导肽
弱化作用需要负载tRNATrp参与。前导序列包括起始密码子AUG和终止密码子UGA；如果翻译起始于AUG，则产生一个含有14个氨基酸的多肽。这个假设的多肽被称为前导肽。前导肽的基因在其第10和第11位上有相邻的两个色氨酸密码子。这些密码子参与了trp操纵子中的转录弱化机制。
弱化机制的因素：
弱化子、核糖体、两个色氨酸密码子、tRNATrp。1、2、3和4表示的片段能以两种不同的方式进行碱基配对⑷转录的弱化机制
转录的弱化机制认为mRNA转录的终止是通过前导肽基因的翻译来调节的。这个前导肽的翻译必定对tRNATrp 的浓度敏感。当培养基中色氨酸的浓度很低时，负载有色氨酸的tRNATrp也就少；翻译通过两个相邻色氨酸密码子的速度就会很慢，当4区被转录完成时，核糖体才进行到1区（或停留在两个相邻的trp密码子处）；这时的前导区结构是2-3配对，是一种抗终止的RNA结构，它破坏了转录终止信号,不形成3-4配对的终止结构；而4区以单链形式存在，不能形成发夹状终止结构，所以转录可继续进行，直到将trp操纵子中的结构基因全部转录。而当培养基中色氨酸浓度高时，核糖体便能顺利通过两个连续的色氨酸密码子而译出整个前导肽，直到前导肽终止密码子UGA处停止；此时，核糖体占据了1区和2区(UGA位于1区和2区之间)，这样使2-3不能配对，3-4区可以自由配对形成茎-环状终止子结构；RNA聚合酶刚好在一个聚尿嘧啶的下游处脱
离DNA模板，所以转录停止，trp操纵子中的结构基因被关闭而不再合成色氨酸。弱化子对RNA聚合酶的影响依赖于前导肽翻译中核糖体所处的位置。
阻遏与弱化作用的协调：
有实验证明，在不加色氨酸的培养基中，trp mRNA的合成仍然受到部分阻遏；现在一般认为，野生型细胞中同时存在着有活性和无活性的阻遏物，培养基中色氨酸浓度的变化，能够使这两种阻遏物间的平衡发生倾斜，最终做出关闭或启动trp操纵子的决定，从而维持一定的色氨酸含量。
低Trp时：阻遏物不结合操纵基因;
高Trp时：阻遏物+Trp 结合操纵基因
【弱化子：DNA中可导致转录过早终止的一段核甘酸序列（123-150区）。
前导序列：在trp mRNA5'端trpE基因的起始密码前一个长162bp的mRNA片段。】
4. 阻遏蛋白LexA的降解与细菌中的SOS应答。（了解）
当细菌DNA遭到破坏时，细胞内会启动一个被称为SOS的诱导型DNA修复系统。参与SOS DNA修复系统的基因都受LexA阻遏蛋白的抑制，SOS体系的诱导表达过程中LexA阻遏蛋白被移开。
一般情况下，约有1000个RecA蛋白单体分散在每个细胞中。当DNA严重受损时，单链DNA缺口数量增加，RecA与这些缺口处单链DNA相结合，被激活成为蛋白酶，将LexA蛋白切割成没有阻遏和操纵区DNA结合活性的两个片段，导致SOS体系（包括recA基因）高效表达，DNA得到修复。
【SOS反应的机理：由RecA 蛋白和LexA 阻遏物的相互作用引起的。
LexA阻遏物：是SOS DNA修复系统所有基因的阻遏物。
RecA蛋白：是SOS反应的最初的发动因子。在单链DNA和ATP存在时，RecA蛋白被激活，表现出水解酶活性，分解LexA 阻遏物。当RecA水解LexA阻遏物后，导致SOS体系（包括recA基因）高效表达，DNA得到修复。】
5. 以魔斑核苷酸为应急信号的操纵子；魔斑核苷酸概念；
魔斑核苷酸为ppGpp或pppGpp，因其能在色谱上检测出斑点而被称为魔斑
?氨基酸缺乏时，空载tRNA进入A位点。
?A位点积聚的GTP进入另一反应途径：GTP+ATP →pppGpp + AMP →ppGpp
细菌遇到氨基酸全面缺乏时产生一个应急反应以停止大量基因的表达。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）。因PpGpp与pppGpp的作用不只是一个或几个操纵子，而是影响大批操纵子，故称为超级调控子。又因其电泳的迁移率和一般的核酸不同称为魔斑核苷酸。
6.固氮酶基因是如何受NH3浓度调控的；
固氮酶组分I和II：
I由两个5.0×104的α亚基和两个6.0×104的β亚基组成，由nifD和nifK基因编码。含有4个[4Fe-4S]连接桥和两个铁-钼辅助因子（FeMoCo），常被称为铁钼蛋白（FeMo-protein）。
组分II由两个完全相同的相对分子质量为3.0×104的亚基所组成，由nifH基因编码，常被称为铁蛋白。
组分II只有一个[4Fe-4S]连接桥，位于两个亚基之间，一次只可送出一个电子，是生物固氮反应中的“瓶颈”。nifAL基因控制了整个固氮酶系统的表达和活性
若突变nifA基因，那么固氮酶和其他所有已知的nif基因产物都会消失。若再将野生型nifA基因用质粒DNA 的形式导入上述突变株中，nif操纵子的功能就得到恢复。
nifA和nifL基因产物分别是nif操纵子的正、负调控因子。
当细胞内没有nifL蛋白质时，nifA基因产物足以激活其他nif基因的表达，甚至在有NH3和O2存在时也如此。ntrA、ntrB及ntrC共同调控nifA基因活性
ntrB和ntrC位于质粒90min处，而ntrA位于70min处。
nifA基因只有在ntrA、ntrC基因产物的共同作用下才能正常启动，激活nif操纵子群，而ntrC基因的活性是直接受NH3影响的。NH3浓度较高时，ntrC基因产物没有转录活性。
ntrB对nifA基因转录功能影响
①低NH3浓度下：谷氨酰胺：α-酮戊二酸较低，UMP+GlnB蛋白→UMP-GlnB
ntrB蛋白游离，发挥其激酶活性，将ntrC磷酸化，激活nifA。
②高NH3浓度下：谷氨酰胺：α-酮戊二酸较高，ntrB蛋白+GlnB蛋白→NtrB -GlnB
ntrB蛋白不具激酶活性，不能将ntrC磷酸化，不能激活nifA。
总结：
①nifA蛋白是固氮酶基因启动所必须的。
②nifA基因的启动子P2受ntrC蛋白调控磷酸化的ntrC蛋白可以启动基因表达。
③ntrC蛋白是否磷酸化由ntrB蛋白决定：低NH3浓度下，ntrB处于自由状态，可发挥其激酶活性；高NH3浓度下，ntrB与GlnB结合，不能催化磷酸化，也就不能启动nifA基因表达。
④ntrA的δ因子也是启动nifA基因表达必需的。
7. 稀有密码子及重叠基因对翻译的影响；（理解）
稀有密码子对翻译的影响
已知dnaG和rpoD（编码RNA聚合酶亚基）及rpsU（30S核糖体上的S21蛋白）属于大肠杆菌基因组上的同一个操纵子，而这3个基因产物在数量上却大不相同，每个细胞内仅有dnaG产物50拷贝，而rpoD为2800拷贝，rpsU则高达40000拷贝之多。细胞通过翻译调控，解决了这个问题。研究dnaG序列发现其中含有不少稀有密码子，也就是说这些密码子在其他基因中利用频率很低，而在dnaG中却很高。许多调控蛋白如LacI、AraC、TrpR等在细胞内含量也很低，编码这些蛋白的基因中密码子的使用频率和dnaG相似。
重叠基因对翻译的影响
Trp操纵子由5个基因（trpE、D、C、B、A）组成，在正常情况下，操纵子中5个基因产物是等量的，但trpE突变后，其邻近的trpD产量比下游的trpBA产量要低得多。
研究trpE和trpD以及trpB和trpA两对基因中核苷酸序列与翻译耦联的关系，发现trpE基因的终止密码子和trpD基因的起始密码子共用一个核苷酸。
由于trpE的终止密码子与trpD的起始密码重叠，trpE翻译终止时核糖体立即处在起始环境中，这种重叠的密码保证了同一核糖体对两个连续基因进行翻译的机制。
第八章基因的表达与调控（下）
1. 瞬时调控，发育调控；基因家族，选择性剪接；
瞬时调控：包括某种底物或激素水平升降时，或细胞周期不同阶段中酶活性的调节。
发育调控：决定了真核细胞生长、分化、发育的全部进程。
基因家族：真核基因组中来源相同，结构相似，功能相关的一组基因，可能由某一共同祖先基因经重复和突变产生。因家族的种类：简单的多基因家族、复杂多基因家族、发育调控的复杂多基因家族
选择性剪接：原始转录产物可通过不同的剪接方式，得到不同的mRNA，并翻译成不同蛋白质；有些基因选择了不同的启动子，或者选择了不同的多聚（A）位点而使原始转录物具有不同的二级结构，产生不同的mRNA 分子，但翻译成相同蛋白质。同一基因的转录产物由于不同的剪接方式形成不同mRNA的过程称为选择性剪接。
2. DNA水平的调控：基因重排、变换，基因扩增；DNA甲基化及对基因表达的影响，DNA甲基化与X染色体失活，这些内容简单了解，形成印象。
基因扩增：是指某些基因的拷贝数专一性大量增加的现象，它使细胞在短期内产生大量的基因产物以满足生长发育的需要，是基因活性调控的一种方式。
?基因扩增之前，rDNA区位于单个核仁中；
?在卵母细胞发育过程中，核仁数量大大增加，能达几百个；
?卵母细胞成熟后，多余的rDNA将逐渐被降解；
?降解过程一直持续到卵母细胞受精后并分裂产生几个百个细胞时。
基因重排：将一个基因从远离启动子的地方移到较近的位点从而启动转录。
例，免疫球蛋白的肽链主要由可变区（V区）、恒定区（C区）以及两者之间的连接区（J区）组成，V、C和J基因片段在胚胎细胞中相隔较远。编码产生免疫球蛋白的细胞发育分化时，通过染色体内DNA重组把4个相隔较远的基因片段连接在一起，产生具有表达活性的免疫球蛋白基因。
所有Ig分子都含有两类轻链中的一类，即κ型或λ型。Κ型和λ型轻链的恒定区和可变区的氨基酸序列是不同的。在小鼠中，95%的抗体轻链是κ型，而人类抗体轻链中，κ型和λ型各占50%左右。
DNA的甲基化
DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。研究证实，CpG二核苷酸中胞嘧啶的甲基化导致了人体1/3以上由于碱基转换而引起的遗传病。
DNA甲基化主要形成5-甲基胞嘧啶（5-mC）和少量的N6-甲基腺嘌呤（N6-mA）及7-甲基鸟嘌呤（7-mG）。真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出现在CpG、CpXpG、CCA/TGG和GATC中。
高等生物CpG二核苷酸中的C通常被甲基化，极易自发脱氨，生成胸腺嘧啶，所以CpG二核苷酸序列出现的频率远远低于按核苷酸组成计算出的频率。CpG岛是指DNA上一个区域，此区域含有大量相联的胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）。
DNA甲基化能关闭某些基因的活性，去甲基化则诱导了基因的重新活化与表达。
DNA的甲基化能提高该位点的突变频率，因而可作为诱变剂或致癌因子调节基因表达。
DNA甲基化抑制基因转录
甲基化可以改变DNA双螺旋构型，也会影响模板与RNA聚合酶的结合。
对于弱启动子来说，稀少的甲基化就能使其完全失去转录活性。当这一类启动子被增强时（带有增强子），即使不去甲基化也可以恢复其转录活性。若进一步提高甲基化密度，即使增强后的启动子仍无转录活性。
DNA甲基化与X染色体失活
?失活染色体上的基因都是高度甲基化的；
?X染色体上具有失活中心Xic
?与失活有关的基因Xist，转录产物为没有ORF的RNA；
?失活染色体上的Xist基因是非甲基化的，而活性染色体上的Xist基因是甲基化的；
?失活染色体上的非甲基化Xist基因的转录产物RNA的作用用于Xic，引起构象变化，促使染色体甲基化，而使该染色体失活。
3. 反式作用因子中的DNA识别或结合域；
反式作用因子是能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上，参与调控靶基因转录效率的蛋白质。
①螺旋-转折-螺旋（H-T-H）结构。这一类蛋白质分子中有至少两个α螺旋，中间由短侧链氨基酸残基形成“转折”，近羧基端的α螺旋中氨基酸残基的替换会影响该蛋白质在DNA双螺旋大沟中的结合。
②锌指蛋白：包括锌指、锌钮和锌簇结构，有锌参与时才具备转录调控活性。与DNA的结合较为牢固，特异性也很高。例，类固醇激素受体家族含有连续的两个锌指结构，以同源或异源性二聚体的方式将两个α螺旋结合在相邻的两个大沟中。
③碱性-亮氨酸拉链，即bZIP结构，与CAAT盒和病毒的增强子结合。蛋白中每隔6个氨基酸就有一个亮氨酸残基，导致第7个亮氨酸残基都在螺旋的同一方向出现。
以二聚体形式与DNA结合，亮氨酸拉链区并不直接结合DNA，肽链氨基端20～30个富含碱性氨基酸结构域与DNA结合，但以碱性区和亮氨酸拉链结构域整体作为基础。
④碱性-螺旋-环-螺旋（即bHLH结构）
调控区长约50个aa残基，其主要特点是可形成两个亲脂性α-螺旋，两个螺旋之间由环状结构相连，其DNA 结合功能是由一个较短的富碱性氨基酸区所决定的。
例，在免疫球蛋白κ轻链基因的增强子结合蛋白E12与E47中，羧基端100～200个氨基酸残基可形成两个两性α螺旋，被非螺旋的环状结构所隔开，蛋白质的氨基端则是碱性区，其DNA结合特性与亮氨酸拉链类蛋白相似。
bHLH类蛋白只有形成同源或异源二聚体时，才具有足够的DNA结合能力。当这类异源二聚体中的一方不含有碱性区（如Id或E12蛋白）时，该二聚体明显缺乏对靶DNA的亲和力。
⑤同源域：指的是编码60个保守氨基酸序列的DNA片段，它广泛存在于真核生物基因组内，同源转换基因与生物有机体的生长、发育和分化密切相关。许多含有同源转换区的基因具有转录调控的功能，同源转换区氨基酸序列很可能参与形成DNA结合区。
4. A激酶，C激酶，酪氨酸激酶家族；
依赖于cAMP的蛋白激酶称为A激酶（PKA），它能把ATP分子上的末端磷酸基团加到某个特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上。A激酶在非活性蛋白激酶的磷酸化位点——氨基酸N端上游往往存在两个或两个以上碱性氨基酸（X-Arg-Arg-X-Ser-X）。在不同的细胞中，A激酶的反应底物不一样，所以，cAMP能在不同靶细胞中诱发不同的反应。
A激酶的结构：A激酶：调节亚基结合→cAMP；催化亚基（释放后有活性）。
C激酶
该蛋白激酶活性是依赖于Ca2+的，所以称为C激酶（PKC）；C激酶的胞内信使是PIP2两个降解产物：IP3和
DAG；PIP2定位于膜上，受到外源信号后，磷酸酯酶活化，水解PIP2，降解产物：IP3和DAG；IP3提高胞质Ca2+浓度，导致C激酶从胞质运到膜附近；C激酶与膜上的DAG结合被激活。C激酶是一个7.7×104的蛋白质，主要实施对丝氨酸、苏氨酸的磷酸化，它具有一个催化结构域和一个调节结构域。
酪氨酸蛋白激酶（PTK）途径
?PTK家族包括跨膜受体家族（有活性）与胞质非受体家族（无活性）两大类；
?受体类由胞外结合配体结构域、跨膜结构域和细胞质激酶结构域组成；配体与受体结合可诱导受体蛋白的二聚化，将受体胞质区酪氨酸残基磷酸化。
?很多PTK家族有几个保守区，激酶功能区为SH1，另外两个区分别为SH2和SH3；SH2能与带有磷酸酪氨酸的蛋白质结合，定位在质膜内侧；SH3参与SH2定位。
?抑制区的氨基酸残基决定了该蛋白是否有转化活性；
?转化型pp60v-Src和非转化型pp60c-Src
?pp60c-Src上的Tyr527被磷酸化并以头尾相连的缔合方式折入同一分子的SH2结构域中，从而抑制了PTK活性。
?去除pp60c-Src上Tyr527的磷酸化或Tyr→Phe均能活化pp60c-Src
蛋白酪氨酸激酶是一类催化ATP上γ-磷酸转移到蛋白酪氨酸残基上的激酶，能催化多种底物蛋白质酪氨酸残基磷酸化，在细胞生长、增殖、分化中具有重要作用。迄今发现的蛋白酪氨酸激酶中多数是属于致癌RNA病毒的癌基因产物，也可由脊椎动物的原癌基因产。根据PTK是否存在于细胞膜受体可将其分成非受体型和膜受体型。
5. 简单了解蛋白质的乙酰化和去乙酰化对基因表达的影响；（小题）
组蛋白去乙酰化酶：如人类中的HDAC1和酵母中的Rpd3，Rpd3能特异性去除组蛋白的乙酰基团，使核小体相互靠近，并在转录共抑制子Sin3及R的协同作用下，抑制基因转录。
组蛋白乙酰化及去乙酰化对基因表达的影响
?组蛋白N端尾巴上赖氨酸残基的乙酰化中和了组蛋白尾巴的正电荷，降低了它与DNA的亲和性，导致核小体构象发生有利于转录调节蛋白与染色质相结合的变化，从而提高了基因转录的活性；
?乙酰化影响核小体的浓缩水平和可接近性。
6. 含氮激素的受体位于膜上，其作用方式是通过G蛋白激活的腺苷酸环化酶或磷酸肌醇酶，进而激活A激酶和C激酶，从而调控基因表达；固醇类激素因为分子较小，其受体在细胞质中，掌握其受体的结构特点。
据研究发现，体内许多糖皮质类激素应答基因都有一段大约20bp的顺式作用元件，该序列具有类似增强子的作用，活性受激素制约。所有固醇类激素的手提蛋白分子都具有相同的结果框架，包括保守性极高的（42%-94%）、位于分子中央的DNA结合区，位于C端的有15%—57%同源性的激素结合区和保守性小于15%的N端。该区的具体功能不详，但它的存在保证了专录的高效进行。研究还发现，如果糖皮质激素受体蛋白激素结合区的某个部分市区，就变成一种永久性的活性分子，即无需激素诱导也有激活基因转录的作用。研究表明，激素、受体与顺式作用元件的结合位点三者缺一不可。
固醇类激素的受体蛋白分子的结构框架
?位于分子中央的DNA结合区，保守性极高（42%~94%）；
?C端为激素结合区，保守性15%~57%；
?N端保守性小于15%。
部分激素受体蛋白的研究结果：
?激素结合区（C端）的某个部分丢失，就变成一种永久性的活性分子；
?受体蛋白中激素结合结构域妨碍了DNA结合区及转录调控区发挥生理功能，只有与相应激素结合后才能打破这种障碍。
7. 热休克蛋白诱导的基因表达；结合图理解P327
热休克蛋白诱导的基因表达
应答元件指能与某个（类）专一蛋白因子结合，从而控制基因特异表达的DNA上游序列。如，热休克应答元件，糖皮质应答元件，金属应答元件。
热休克蛋白（HSP）：许多生物在最适温度范围以上，能受热诱导合成一系列热休克蛋白，又称热激蛋白。
受热后，果蝇细胞内Hsp70 mRNA水平提高1000倍，就是因为热激因子（HSF）与hsp70基因TATA区上游60bp处的HSE相结合，诱发转录起始。
热休克蛋白的功能
?按相对分子量的大小以及同源程度可分为HSP90、HSP70、小分子HSP及泛蛋白；
?真核细胞的热休克蛋白可能具有机体保护功能并在细胞的正常生长和发育中起重要作用；
?HSP70主要参与蛋白质代谢，泛蛋白的主要功能是清除细胞内的变性蛋白质；
?分子伴侣。
热激因子HSF
不受热或其他环境胁迫时，HSF主要以单体的形式存在于细胞质和核内；单体HSF没有DNA结合能力，Hsp70可能参与了维持HSF的单体形式；受热激或其他环境胁迫时，细胞内变性蛋白增多，与HSF竞争结合Hsp70，从而释放HSF，使之形成三体并输入核内；HSF的三体能与HSE（应答元件）特异结合，促进基因转录。HSF 也受磷酸化水平的影响；热激后，HSF不但形成三体，还会迅速被磷酸化。HSF与HSE（热休克应答元件）的特异性结合，引起包括Hsp70在内的许多热激应答基因表达，大量产生Hsp70蛋白。随着热激温度消失，细胞内出现大量游离的Hsp70蛋白，它们与HSF相结合，形成没有DNA结合能力的单体并脱离DNA。
热激因子HSF结构
?具有多个可形成拉链的疏水DNA区域；
?3个位于N端，靠近DNA 结合区，参与促进三体的形成；
?第4个拉链位于C末端，与位于第452～488位氨基酸残基之间的保守区一起参与维持HSF单体构象。
序列删除实验表明，无论去除第4个拉链区，还是更换该区甲硫氨酸391→赖氨酸，亮氨酸395→脯氨酸，都会导致HSF突变体对HSE在常温下的高亲和力。删除第452～488位氨基酸，也可部分替代热激效应。
?在常温下，Hsp蛋白第1和4号拉链发生相互作用，从而阻断了三体的形成；热激或其他环境胁迫导致内源拉链之间的解离，蛋白质伸展成长链，不同链上的拉链发生作用，形成具有DNA结合能力的三体。
第九章疾病与人类健康
1. 癌基因分类；原癌基因概念
原癌基因：正常细胞中存在癌基因，在正常情况下它们不具有致癌作用，但在一定情况下被激活后可变成具有致癌作用的癌基因，在正常情况下它们不但无害，而且对细胞的发育、生长和分化的调节起重要作用。
癌基因分类：
?经典单基因病：主要病因是某个基因位点上产生了缺陷等位基因，如：地中海贫血、白化病
?多基因病：涉及多个基因及调控这些基因表达的环境因子之间的相互作用，如：高血压、糖尿病?获得性基因病：主要是由病源微生物感染或其他因素引起的，如肝炎、艾滋病
癌基因可分为两大类：
一类是病毒癌基因（V-onc），编码病毒癌基因的主要有DNA病毒和RNA病毒。
DNA病毒包括乙型肝炎病毒、SV40和多瘤病毒、乳头瘤病毒、腺病毒、疱疹病毒和痘病毒。
RNA病毒主要是反转录病毒。反转录病毒致癌基因可能是研究最多的病毒基因，它们能使靶细胞发生恶性转化。
第二类是细胞转化基因（C-onc），它们能使正常细胞转化为肿瘤细胞，这类基因与病毒癌基因有显著的序列相似性。有相当高的保守性，属于“持家基因”。
2．癌基因的来源；
就癌基因的来源分为两类，一类是细胞癌基因(c-onc)，由细胞原癌基因突变而来；另一类是病毒癌基因(v-onc)。
近年研究表明，许多致癌病毒中的癌基因不仅与致癌密切相关，而且与正常细胞中的某些DNA顺序同源，从而推测病毒癌基因起源于细胞的原癌基因。首先是古代的反转录RNA病毒感染宿主细胞后将病毒RNA反转录成双链的DNA,然后在宿主染色体的原癌基因旁整合。在病毒成熟前，病毒DNA要转录成RNA,但将原癌基因也一起转录下来；后经过突变，使原癌基因突变成癌基因，成为病毒RNA的一部分被包装进入病毒的蛋白质外壳内。
3. 原癌基因产物的分类，根据位置和功能分类；
根据原癌基因产物在细胞中的位置，可分为：
①与膜结合的蛋白，如src基因产物；②可溶性蛋白，如mos基因产物；③核蛋白，如myc基因产物。
根据原癌基因表达产物的功能，可分为：
①蛋白激酶类，如Src家族（酪氨酸蛋白激酶类）②生长因子类③生长因子受体类
④GTP结合蛋白类，如Ras家族⑤核蛋白类（DNA结合蛋白），如Myc家族⑥未知功能类
4. HIV-1病毒粒子结构模型P352图；HIV-1的基因组结构及编码的主要蛋白质。
HIV病毒粒子的形态结构
?是一种直径约为100nm的球状病毒；
?由两层脂质组成的脂膜，这种结合有许多糖蛋白分子（主要是gp41和gp120）的脂质源于寄主细胞的外膜。
?蛋白质p24和p18组成其核心，内有基因组RNA链，链上附着有反转录酶。
HIV基因组结构：
HIV基因组由两条单链正链RNA组成，每个RNA基因组约为9.7kb。在RNA5’端有一帽子结构（m7G5’GmpNp），3’端有多聚(A)尾巴。主要由5’末端LTR、结构蛋白编码区（gag）、蛋白酶编码区（pro）、具有多种酶活性的蛋白编码区（pol）、外膜蛋白（env）和3’未端LTR组成。
HIV编码的蛋白质及其主要功能
HIV的结构蛋白主要包括4个基因
①gag基因：编码病毒的核心蛋白，生成p55的前体，后在蛋白酶的作用下被切割成p24、p15、p17
②pol基因：p66和p32；
③PR基因：起始于gag和pol的重叠区，p10；
④env基因：产物糖基化后为包膜糖蛋白的前体gp160，可在蛋白酶的作用下被切割成gp120、gp41。
g p120：外膜蛋白，与宿主细胞的CD4受体蛋白结合的；
gp41：跨膜蛋白（TM），可插入细胞膜，造成膜融合使病毒核心进入细胞内。
5. HBV的病毒粒子模型P364图；HBV的基因组结构，4种转录产物，及其翻译产物。
乙型肝炎病毒——HBV
HBV病毒粒子结构
HBV完整粒子的直径为42nm，由外膜和核壳组成，有很强的感染性。其外膜由病毒的表面抗原、多糖和脂质构成；核壳直径27nm，由病毒的核心抗原组成，并含有病毒的基因组DNA、反转录酶和DNA结合蛋白等。基因组结构
乙肝病毒的基因组是一个有部分单链区的环状双链DNA分子，两条单链长度不同。
长链L（3.2kb）为负链，而短链S为正链，其长度不确定，约为负链的50%-80%左右。基因组依靠正链5’端约240bp的粘性末端与负链缺口部位的互补维持了环状结构。
在两条链的互补区两侧各有一个11碱基的直接重复序列（5’TTCAC-CTCTGC-3’），分别开始于第1842和1590核苷酸处，称为DR1和DR2。
HBV转录产物
?L链转录产物：3.5kb（核心蛋白），2.4kb 和2.1kb（S蛋白，S1和S2蛋白），0.8kb（X蛋白）。
?具有不同的转录起始点，但有相同的转录终止位点。
HBV的编码区及产物
（1）S编码区：S编码区编码乙肝表面抗原蛋白，分别编码由226个氨基酸残基的表面抗原主蛋白（SHBS）、108-115个氨基酸的原S1蛋白和55个氨基酸组成的原S2蛋白3部分组成。S蛋白和原S2蛋白组合在一起被称为中蛋白（MHBS），S蛋白和原S1、原S2蛋白组合在一起时被称为大蛋白（LHBS）。
SHBS是病毒外壳蛋白和22nm颗粒表面抗原的主要成分，占病毒蛋白的70%-90%，中蛋白和大蛋白则暴露于病毒颗粒表面。表面抗原有很强的免疫原性，是乙肝疫苗的主要成分。
（2）P编码区：长2532碱基，约占全基因组3/4以上，是最长的编码区，包含全部S编码区并与C和X编码区有部分重叠。P编码区由3个功能区和一个间隔区构成，分别为末端蛋白（又称引物酶）、间隔区、反转录酶/DNA聚合酶及RNaseH。末端蛋白是病毒进行反转录时的引物。P编码区可能先翻译成9.5×105多肽，然后加工成较小的功能型多肽。
（3）C编码区：该区长639碱基，翻译产物为病毒核心抗原（HBcAg）。其原初翻译产物是前核心蛋白，切除N端19肽和富含精氨酸的C末端后，成为E抗原（HBeAg），分子量为2.2×104蛋白，是核衣壳上唯一的结构蛋白。HBeAg是分泌型蛋白，可在血清中检测到。
（4）X编码区：是最小的编码区，编码X蛋白，覆盖了负链的缺口部位，虽然长度不等，但主要产物由154个氨基酸残基组成。X蛋白具有反式调控作用，能激活多个同源或异源启动子或增强子，与肝癌的发生有相关性。
6. 禽流感病毒颗粒主要结构P370图；图9-30冠状病毒的生活周期图示P376；（知道其结构）
第十章基因与发育
1. 免疫球蛋白的基因结构
免疫球蛋白的种类：
?轻链κ型和λ型
?根据抗体的重链结构特征将其分为5类
?再根据抗原的不同和结构的变化又可分出若干亚类。每种类型都有一个特征性的恒定区。
免疫球蛋白基因结构：免疫球蛋白分子由Igk、Igl和Igh基因编码，位于不同的染色体上。1965年，Dreyer 和Bennet认为，Ig的V区和C区由分隔存在的基因所编码，这些基因片段在淋巴细胞分化和发育过程中发生易位重排，形成有转录活性的免疫球蛋白基因。
免疫球蛋白轻链基因结构：
1）κ基因
?位于人类第2号染色体上，其可变区和恒定区分别由不连续的V基因和C基因编码；V与J基因以多拷贝形式存在，其中V基因簇含有约300个拷贝。
?人类和小鼠的J基因簇都包含5个J基因，位于V基因簇的3’端，与最后一个V基因的3’端相距23kb，与κ链恒定区C基因的5’端相距约2.5kb；人和小鼠的C基因都是单拷贝，它编码了κ链C区的106个氨基酸序列（第109-214位氨基酸）。
2）λ基因
?小鼠有两个Vλ基因：Vλ1和Vλ2。人类Vλ基因有30个拷贝，可分为Vλ1-10个亚群，Vλ1-5是主要亚群，比较保守。
?小鼠Cλ基因簇有4个拷贝，而人类Cλ基因有6个以上的拷贝。基因表达过程中，每个Jλ基因都和Cλ基因成对排列。
免疫球蛋白重链基因结构：
?人重链基因位于14号染色体，由V、D、J和C四种不同基因片段组成。
?编码重链V区基因长约1000－2000kb，包括V、D、J三组基因片段。每个V基因片段上游有L基因片段，编码20－30个疏水性氨基酸的信号肽。
?重链恒定区由C基因编码，位于J基因片段下游，由多个外显子组成；CH基因中的Cδ和Cα由3个外显子组成，而Cμ、Cγ和Cε由4个外显子组成。
2.免疫球蛋白基因的重排；轻链的重排，重链重排的多样性
轻链基因的重排：V和J重排是通过V基因3’端和J基因5’端之间的侧翼序列（又称识别序列）实现的；它具有一段由7个碱基组成的反向回文序列—CACAGTG；在V 3’端紧接着回文序列的是11个碱基的间隔序列，而后是9个富含A、C的碱基。J5’端也包含有与上述7碱基及9碱基区相配对的序列；其间隔序列由23个碱基组成，不能与V3’端11个碱基配对，因而形成单链突起（茎环结构）；V、J结合后，上述茎环结构被切除，形成连续的V、J片段。
重排的多样性：V基因簇中的任何一个V片段和J基因簇中的任何一个J片段在DNA水平上均可随机结合形成VJ单位；这种随机组合重排并不精确，造成了重排后的多样性。V3’和J5’常由于重排不精确而造成碱基丢失或错位，导致κ链中第96位以后的氨基酸编码发生改变，免疫球蛋白结构发生多样性变化。
3. 病原物进入体内后，由抗体、T细胞和组织相容性抗原所介导的特异性免疫反应。
分子生物学作业
分子生物学作业 一、名词解释 1.断裂基因 真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区相互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，这些基因成为断裂基因。 2.单核苷酸多态性 单核苷酸多态性是由基因组DNA上的单个碱基的变异引起的DNA 序列多态性。是人群中个体差异最具代表性的DNA多态性，相当一部分还直接或间接与个体的表型差异、对疾病的易感性或抵抗能力、对药物的反应性等相关。单核苷酸多态性被认为是一种能稳定遗传的早期突变。 一、简答题 1.简述真核生物基因组的结构与功能特点。 ①真核生物基因组DNA与蛋白质结合形成染色体，储存于细胞核 内，除配子细胞外，体细胞内基因组是双份的（即双倍体），有两份同源的基因组。 ②真核生物的基因转录产物为单顺反子。即一个结构基因经过转 录生成一个mRNA分子，再翻译生成一条多肽链。 ③真核生物基因组存在重复序列，重复次数可达百万次以上。 ④真核生物基因组中不编码的区域多于编码的区域。 ⑤真核生物的大部分基因都含有内含子，因此，基因是不连续的
（断裂基因）。 ⑥真核生物基因组远远大于原核生物的基因组，具有多复制起始 点，而每个复制子的长度较小。 2.试述双向凝胶电泳技术的基本原理。 双向凝胶电泳技术是指第一向的固相pH梯度等电聚焦电泳与第二向SDS-PAGE组成的分离系统，也称双向聚丙烯酰胺凝胶电泳，简称2-DE。等电聚焦电泳是基于蛋白质等电点（pI）的差异进行分离，SDS-PAGE则是根据蛋白质分子量（Mw）的不同进行分离。 其中等电聚焦指：在电场中电泳基质形成一个从正极到负极不断增大的PH梯度，由于蛋白质为两性电解质，带负电荷的蛋白质分子向正极移动，待正电荷的蛋白质分子向负极移动，当蛋白质分子运动到各自的PI处时，所带净电荷变为零，于是停止迁移而留在该位置上，这种不同的蛋白质分别聚焦在各自的PI处，形成一条狭窄稳定的区带而彼此分开的现象就称为等电点聚焦。 SDS-PAGE是在PAGE系统中加入SDS和还原剂后所组成的电泳系统。SDS是一种阴离子去垢剂，疏水端能插入蛋白质分子内，破坏蛋白质分子内的氢键及疏水作用，改变蛋白质分子的三级和四级结构；还原剂则断裂蛋白质分子内的二硫键，使蛋白质分子去折叠，结构变得舒展。蛋白质分子与SDS充分结合后，形成带负电荷的蛋白质-SDS复合物，所带负电荷大大超过蛋白质分子原有的电荷量，消除了不同分子间原有电荷的差异。蛋白质-SDS复合物在聚丙烯酰胺凝胶电泳系统中的迁移率不再与电荷相关，而主
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。
现代分子生物学第六章作业
现代分子生物学第六章作业 09级一班芮世杭222009317011027 1，列举两种研究基因表达模式的方法并简述其原理。 （1）基因表达序列分析技术（SAGE）是一种以DNA序列测定为基础定量分析全基因组表达模式的技术能够直接读出任何一种细胞类型或组织的基因表达信息在转录组水平上，任何长度超过9—10个碱基的核苷酸片段都可能代表一种特异性核苷酸的转录产物，因此，用特定限制性核酸内切酶分离转录产物中具有基因特异性的9—10个碱基的核苷酸序列并制成标签。将这些序列标签连接，克隆，测序后，根据其占总标签数的比例即可分析其对应编码基因的表达频率。 （2）原位杂交技术（ISH）是用标记的核酸探针，经放射自显影或非放射检测体系，在组织，细胞，间期核及染色体上对核酸进行定位和相对定量研究的一种手段，分为RNA和染色体原位杂交两大类。RNA原位杂交用放射性或非放射性标记的特异性探针与被固定的组织切片反应。若细胞中存在与探针互补的mRNA分子，两者杂交产生双链RNA，课通过反射性标记或经酶促免疫显色，对该基因的表达产物做出定性定量分析。 （3）基因芯片技术（FISH）对寡核苷酸探针做特殊的修饰和标记，用原位杂交与靶染色体或DNA上特定的序列结合，再通过与荧光素分子相耦联的单克隆抗体来确定该DNA序列在染色体上的位置。 2，简述基因芯片技术对分子生物学研究的意义。 解某些基因对特定生长发育阶段的重要性；基因芯片还可用于进行基因诊断，可建立正常人特定组织、器官的基因芯片，给出标准杂交信号图。用可疑病人的cDNA做探针与之杂交，检查哪些基因的表达受抑制或激活，另可研究表达基因的生物学特性。 3，比较酵母双杂交技术和免疫共沉淀技术在研究蛋白质相互作用方面的优缺点？ （1）酵母双杂交技术称Two-hybrid system也叫interaction trap（相互作用陷井），是90年代初发展起来的分离基因的新方法，可用于分离能与已知靶蛋白质（target protein）相互作用的基因。 基本原理： 真核生物的转录因子大多是由两个结构上分开、功能上独立的结构域组成的。如GAL4的N端1-147aa是DNA结合域（BD），其C端768-881aa是转录激活域（AD）。一般情况下，AD能与GAL4效应基因启动子上游的特定DNA区段（UAS）相结合，而此时，AD 则推动了转录起始。 若用基因工程的方法，将GAL4 AD和BD分别克隆到不同的载体上，导入同一细胞株中表达，效应基因无法被激活,但可把来自不同转录因子的AD或BD区域连成一个功能基因。 主要实验过程： a. 选择缺失GAL4编码基因的酵母寄主菌株-SFY526或HF7c； b. 构建带有GAL1 UAS-启动子-lac Z（His3）的转化载体; c. 把已知的靶蛋白质编码基因克隆到pGBT9的多克隆位点上，把所有cDNA都克隆到pGAD424载体上，构成cDNA表达文库。 d. 从大肠杆菌中分别提取这两种重组质粒DNA，共转化感受态酿酒酵母菌株。 e. 将共转化的酵母菌株涂布于缺少Leu，Trp和His的培养基上，筛选表达相互作用的杂种蛋白的阳性菌落。
分子生物学笔
(gene) RNA DNA --(exon) --(intron) 5'-3'-(UTR) () (split-gene) (genome) () DNA 3X1 09(30bp)10 DNA C(C-value Paradox) human genome project, HGP genomics,structural genomics functional genomics proteome proteomics DNA (2--3) DNA• ()(>lO5) DNA(Satellite DNA) () 1 DNA () 2 (long interspersed repeated segments) LINES (Short interspersed repeated segments) SINES SINES<500bp>105Alu LINEs>1000bp(7Kb),104-105LINEl ()(Unique Sequence)
(gene family) (ancestral gene)(duplication) (gene cluster)(tandemly repeated genes)rRNA tRNA (Pseudogene) a1a1 (processed pseudogene) 1tRNA 1300tRNA tRNA 2rRNA >l00copy rRNA(28S18S 5.8s-rRNA) 3 30-40copy7q32-q36 (H1H2A H2B H3H4) intron Poly(A)- RNA 4 16p13(24Kb)5'------1--2--1--3' 11p15(60Kb)5'----Gr--Ar--------3' (Supergene family Superfamily) 1A1u 50-1003-6Kb Alu A1u300bp 2X130bp +31bp() 7-21bp(direct repeats)? Alu90%Alu Alu 2• • Variable number tamdem repeat VNTR DNA(minisatellite DNA) (6-40bp)(6-100) VNTR----DNA fingerprint. DNA H-Ras 3short tandem repeat,STR DNA microstallite DNA 2-6(10-60), l0kb
612生物化学与分子生物学
中科院研究生院硕士研究生入学考试 《生物化学与分子生物学》考试大纲 一、考试内容 1.蛋白质化学 考试内容 ●蛋白质的化学组成，20种氨基酸的简写符号 ●氨基酸的理化性质及化学反应 ●蛋白质分子的结构（一级、二级、高级结构的概念及形式） ●蛋白质一级结构测定的一般步骤 ●蛋白质的理化性质及分离纯化和纯度鉴定的方法 ●蛋白质的变性作用 ●蛋白质结构与功能的关系 考试要求 ●了解氨基酸、肽的分类 ●掌握氨基酸与蛋白质的物理性质和化学性质 ●了解蛋白质一级结构的测定方法（目前关于蛋白质一级结构测定的新方法和新思路很多，而教科书和教学中 涉及的可能不够广泛，建议只让学生了解即可） ●理解氨基酸的通式与结构 ●理解蛋白质二级和三级结构的类型及特点，四级结构的概念及亚基 ●掌握肽键的特点 ●掌握蛋白质的变性作用 ●掌握蛋白质结构与功能的关系 2.核酸化学 考试内容 ●核酸的基本化学组成及分类 ●核苷酸的结构 ●DNA和RNA一级结构的概念和二级结构要特点；DNA的三级结构 ●RNA的分类及各类RNA的生物学功能 ●核酸的主要理化特性 ●核酸的研究方法 考试要求 ●全面了解核酸的组成、结构、结构单位以及掌握核酸的性质 ●全面了解核苷酸组成、结构、结构单位以及掌握核苷酸的性质 ●掌握DNA的二级结构模型和核酸杂交技术 ●了解microRNA的序列和结构特点（近年来针对非编码RNA的研究越来越深入，建议增加相关考核） 3. 糖类结构与功能 考试内容 ●糖的主要分类及其各自的代表 ●糖聚合物及其代表和它们的生物学功能 ●糖链和糖蛋白的生物活性 考试要求 ●掌握糖的概念及其分类 ●掌握糖类的元素组成、化学本质及生物学功用 ●理解旋光异构 ●掌握单糖、二糖、寡糖和多糖的结构和性质 ●掌握糖的鉴定原理 4. 脂质与生物膜 考试内容
分子生物学笔记
分子生物学笔记 ? ?第一章基因的结构第一节基因和基因组 一、基因(gene) 是合成一种功能蛋白或RNA分子所必须的全部DNA序列． 一个典型的真核基因包括 ①编码序列—外显子(exon) ②插入外显子之间的非编码序列—内合子(intron) ③5'-端和3'-端非翻译区(UTR) ④调控序列(可位于上述三种序列中) 绝大多数真核基因是断裂基因(split-gene)，外显子不连续。 二、基因组(genome) 一特定生物体的整套(单倍体)遗传物质的总和， 基因组的大小用全部DNA的碱基对总数表示。 人基因组3X1 09(30亿bp)，共编码约10万个基因。 每种真核生物的单倍体基因组中的全部DNA量称为C值，与进化的复杂性并不一致(C-value Paradox)。 人类基因组计划（human genome project, HGP） 基因组学（genomics）,结构基因组学（structural genomics）和功能基因组学（functional genomics）。蛋白质组（proteome）和蛋白质组学（proteomics）
第二节真核生物基因组 一、真核生物基因组的特点：， ①真核基因组DNA在细胞核内处于以核小体为基本单位的染色体结构中． ②真核基因组中，编码序列只占整个基因组的很小部分(2—3％)， 二、真核基因组中DNA序列的分类？ (一)高度重复序列(重复次数>lO5) 卫星DNA(Satellite DNA) (二)中度重复序列 1．中度重复序列的特点 ①重复单位序列相似，但不完全一样， ②散在分布于基因组中． ③序列的长度和拷贝数非常不均一， ④中度重复序列一般具有种属特异性，可作为DNA标记． ⑤中度重复序列可能是转座元件(返座子)， 2．中度重复序列的分类 ①长散在重复序列(long interspersed repeated segments．)LINES ②短散在重复序列(Short interspersed repeated segments)SINES SINES：长度<500bp，拷贝数>105．如人Alu序列 LINEs：长度>1000bp(可达7Kb),拷贝数104-105，如人LINEl (三)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， 三、基因家族(gene family)
现代分子生物学第四章作业【修订版】
现代分子生物学第四章作业（5-13题） 222009317011128 牛旭毅2011.10.15 5，比较原核与真核的核糖体组成？ 答：相同点：核糖体是一个致密的核糖核蛋白颗粒，可以解离为两个亚基，每个亚基都含有一个相对分子质量较大的rRNA和许多不同的蛋白质分子。 不同点：（1）原核生物核糖体由约2/3的RNA及1/3的蛋白质组成。真核生物核糖体中RNA占3/5，蛋白质占2/5。（2）大肠杆菌核糖体小亚基由21种蛋白质组成，分别用S1……S21表示，大亚基由33种蛋白质组成，分别用L1……L33表示。真核生物细胞核糖体大亚基含有49种蛋白质，小亚基有33种蛋白质。 6，什么是SD序列？其功能是什么？ 答：定义：因澳大利亚学者夏因(Shine)和达尔加诺(Dalgarno)两人发现该序列的功能而得名。信使核糖核酸(mRNA)翻译起点上游与原核16S 核糖体RNA或真核18S rRNA 3′端富含嘧啶的7核苷酸序列互补的富含嘌呤的3～7个核苷酸序列(AGGAGG)，是核糖体小亚基与mRNA结合并形成正确的前起始复合体的一段序列。 功能：此序列富含A-G，恰与16SRNA3’端富含T-C的序列互补，因此mRNA 与核蛋白体sRNA容易配对结合。因此SD序列对mRNA的翻译起重要作用。 7，核糖体有哪些活性中心？ 答：核糖体有多个活性中心，即mRNA结合部位、结合或接受AA- tRNA部位（A 位）、结合或接受肽酰-tRNA的部位（P位）、肽基转移部位及形成肽键的部位（转肽酶中心），此外还应有负责肽链延伸的各种延伸因子的结合位点。 8，真核生物与原核生物在翻译起始过程中有什么区别？ 答：原核生物的起始tRNA是fMet-tRNA(fMet上角标），30s小亚基首先与mRNA 模板相结合，再与fMet-tRNA(fMet上角标）结合，最后与50s大亚基结合。 真核生物的起始tRNA是Met-tRNA(Met上角标），40s小亚基首先与Met-tRNA(Met上角标）相结合，再与模板mRNA结合，最后与60s大亚基结合生成起始复合物。真核生物蛋白质生物合成的起始机制与原核生物基本相同，其差异主要是核糖体较大，有较多的起始因子参与，其mRNA具有m7GpppNp帽子结构，Met-tRNA （Met上角标）不甲酰化，mRNA分子5' 端的“帽子”参与形成翻译起始复合物。9，链霉素为什么能预制蛋白质合成？ 答：链霉素是一种碱性三糖，干扰fMet-tRNA与核糖体的结合，从而阻止蛋白质合成的正确起始，并导致mRNA的错读。若以poly（U）作模板，则除苯丙氨酸（UUU）外，异亮氨酸（AUU）也会掺入。链霉素的作用位点在30S亚基上。
生物化学与分子生物学问答题
机体是如何维持血糖平衡的（说明血糖的来源、去路及调节过程）？ 血液中的葡萄糖称为血糖，机体血糖平衡是糖、脂肪、氨基酸代谢协调的结果，也是肝、肌、脂肪组织等器官代谢协调的结果（由于血糖的来源与去路保持动态平衡，血糖是组织、中枢神经、脑能量来源的主要保证）。 A.血糖来源（3分） 糖类消化吸收：食物中的糖类经消化吸收入血，这是血糖最主要的来源；肝糖原分解：短期饥饿后，肝中储存的糖原分解成葡萄糖进入血液；糖异生作用：在较长时间饥饿后，氨基酸、甘油等非糖物质在肝内异生合成葡萄糖；其他单糖转化成葡萄糖。 B.血糖去路（4分） 氧化供能：葡萄糖在组织细胞中通过有氧氧化和无氧酵解产生ATP，为细胞供给能量，此为血糖的主要去路。合成糖原：进食后，肝和肌肉等组织将葡萄糖合成糖原以储存。转化成非糖物质：可转化为甘油、脂肪酸以合成脂肪；可转化为氨基酸、合成蛋白质。转变成其他糖或糖衍生物（戊糖磷酸途径），如核糖、脱氧核糖、氨基多糖等。血糖浓度高于肾阈时可随尿排出一部分。 C.血糖的调节（2分） 胰岛素是体内唯一降低血糖的激素，但胰岛素分泌受机体血糖的控制（机体血糖升高胰岛素分泌减少）。胰岛素分泌增加，糖原合酶活性提高、糖原磷酸化酶活性降低，糖原分解降低、糖原合成提高，血糖降低。否则相反（胰岛素分泌减少，糖原合酶活性降低、糖原磷酸化酶活性提高，糖原分解提高、糖原合成降低，血糖提高）。胰高血糖素、肾上腺素作用是升高机体血糖。胰高血糖素、肾上腺素分泌增加，糖原合酶活性降低、糖原磷酸化酶活性提高，糖原分解提高、糖原合成降低，血糖提高。否则相反。 老师，丙酮酸被还原为乳酸后，乳酸的去路是什么 这个问题很重要。 肌组织产生的乳酸的去向包括：大量乳酸透过肌细胞膜进入血液，在肝脏进行糖异生转变为葡萄糖。大量乳酸进入血液，在心肌中经LDH1催化生成丙酮酸氧化供能；部分乳酸在肌肉内脱氢生成丙酮酸而进入到有氧氧化供能。大量乳酸透过肌细胞膜进入血液，在肾脏异生为糖或经尿排出体外。 下面问题你能回答出来不 1说明脂肪氧化供能的过程 （1）脂肪动员：脂肪组织中的甘油三酯在HSL的作用下水解释放脂酸和甘油。 （2）脂酸氧化：经脂肪酸活化、脂酰CoA进入线粒体、β-氧化、乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化成H2O 和CO2并释放能量。 （3）甘油氧化：经磷酸化、脱氢、异构转变成3-磷酸甘油醛，3-磷酸甘油醛循糖氧化分解途径彻底分解生成H2O 和CO2并释放能量。 1．丙氨酸异生形成葡萄糖的过程 答：（1）丙氨酸经GPT催化生成丙酮酸。（2）丙酮酸在线粒体内经丙酮酸羧化酶催化生成草酰乙酸，后者经苹果酸脱氢酶催化生成苹果酸出线粒体，在胞液中经苹果酸脱氢酶催化生成草酰乙酸，后者在磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶作用下生成磷酸烯醇式丙酮酸。（3）磷酸烯醇式丙酮酸循糖酵解途径至1，6-双磷酸果糖。1，6-双磷酸果糖经果糖双磷酸酶催化生成6-磷酸果糖，再异构成6-磷酸葡萄糖。6-磷酸葡萄糖在葡萄糖-6-磷酸酶作用下生成葡萄糖。
分子生物学笔记完全版
分子生物学笔记第一章基因的结构 第一节基因和基因组 一、基因(gene)是合成一种功能蛋白或RNA分子所必须的全部DNA序列. 一个典型的真核基因包括 ①编码序列—外显子(exon)②插入外显子之间的非编码序列—内合子(intron)③5'-端和3'-端非翻译区(UTR) ④调控 序列(可位于上述三种序列中) 绝大多数真核基因是断裂基因(split-gene) ，外显子不连续。 二、基因组(genome) 一特定生物体的整套(单倍体)遗传物质的总和，基因组的大小用全部DNA的碱基对总数表示。人基因组3X1 09(30亿bp)，共编码约10万个基因。 每种真核生物的单倍体基因组中的全部DNA量称为C值，与进化的复杂性并不一致(C-value Paradox)。 人类基因组计划( human genome project, HGP ) 基因组学( genomics ),结构基因组学( structural genomics )和功能基因组学( functional genomics )。 蛋白质组( proteome )和蛋白质组学( proteomics ) 第二节真核生物基因组 一、真核生物基因组的特点：， ①真核基因组DNA在细胞核内处于以核小体为基本单位的染色体结构中. ②真核基因组中，编码序列只占整个基因组的很小部分(2 —>% ), 三、基因家族(gene family) 一组功能相似且核苷酸序列具有同源性的基因. 可能由某一共同祖先基因(ancestral gene) 经重复(duplication) 和突变产生。 基因家族的特点： ①基因家族的成员可以串联排列在一起，形成基因簇(gene cluster)或串联重复基因(tandemly repeated genes)，如 rRNA、tRNA和组蛋白的基因；②有些基因家族的成员也可位于不同的染色体上，如珠蛋白基因；③有些成员不产生 有功能的基因产物，这种基因称为假基因(Pseudogene) . ￥ a1表示与a1相似的假基因. 四、超基因家族(Supergene family ，Superfamily) 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． 第四节细菌和病毒基因组 一、细菌基因组的特点。 1 ．功能相关的几个结构基因往往串联在—起，受它们上游的共同调控区控制，形成操纵子结构，2．结构基因中没有内含子，也无重叠现象。 3 .细菌DNA大部分为编码序列。 二、病毒基因组的特点 1 .每种病毒只有一种核酸，或者DNA，或者RNA ; 2 .病毒核酸大小差别很大，3X10 3 一3X106bp ; 3.除逆病毒外，所有病毒基因都是单拷贝的。 4 .大部份病毒核酸是由一条双链或单链分子(RNA或DNA)，仅少数RNA病毒由几个核酸片段组成. 5. 真核病毒基因有内含子，而噬菌体(感染细菌的病毒)基因中无内含子. 6. 有重叠基因. 第五节染色质和染色体 (二)组蛋白(histone): 一类小的带有丰富正电荷<富含Lys，Arg)的核蛋白，与DNA有高亲和力. (二).端粒(telomere) ：真核生物线状染色体分子末端的DNA 区域端粒DNA的特点： 1、由富含G的简单串联重复序列组成(长达数kb). 人的端粒DNA重复序列：TTAGGC。
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
生物化学与分子生物学试题库完整
“生物化学与分子生物学” 题库 第二军医大学基础医学部 生物化学与分子生物学教研室编制 2004年7月
第一篇生物大分子的结构与功能 第一章蛋白质的结构与功能 一、单项选择题（A型题） 1.蛋白质的一级结构是指下面的哪一种情况？( ) A、氨基酸种类的数量 B、分子中的各种化学键 C、氨基酸残基的排列顺序 D、多肽链的形态和大小 E、氨基酸的连接方式 2.关于蛋白质分子三级结构的描述，其中错误的是:( ) A、天然蛋白质分子均有这种结构 B、具有三级结构的多肽链都有生物学活性 C、三级结构的稳定性主要是次级键维系 D、亲水基团多聚集在三级结构的表面 E、骨架链原子的空间排布 3、学习“蛋白质结构与功能”的理论后，我们认识到错误概念是（）。 A、蛋白质变性是肽键断裂所致 B、蛋白质的一级结构决定其空间结构 C、肽键的键长较单键短，但较双键长 D、四级结构蛋白质必定由二条或二条以上多肽链组成 E、蛋白质活性不仅取决于其一级结构，还依赖于高级结构的正确 4、通过“蛋白质、核酸的结构与功能”的学习，认为错误的概念是（）。 A、氢键是维系多肽链β-折叠的主要化学键 B、DNA分子的二级结构是双螺旋，维系其稳定的重要因素是碱基堆积力 C、蛋白质变性后可以恢复，但DNA变性后则不能恢复 D、谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸三者组成GSH E、蛋白质亚基具有三级结构，而tRNA三级结构呈倒L形 5、“蛋白质分子结构与功能”一章学习，告之我们以下概念不对的是（）。 A、氢键不仅是维系β-折叠的作用力，也是稳定β-转角结构的化学键 B、活性蛋白质均具有四级结构 C、α-螺旋的每一圈包含3.6个氨基酸残基 D、亚基独立存在时，不呈现生物学活性的 E、肽键是不可以自由旋转的 6、关于蛋白质分子中α-螺旋的下列描述，哪一项是错误的？（） A、蛋白质的一种二级结构 B、呈右手螺旋
!!分子生物学笔记完全版
列〃一个典型的真核基因包括 ①编码序列—外显子(exon) ②插入外显子之间的非编码序列—内合子(intron) ③5'-端和 3'-端非翻译区(UTR) ④调控序列(可位于上述三种序列中) 绝大多数真核基因是断 裂基因(split-gene)，外显子不连续。二、基因组(genome) 一 特定生物体的整套(单倍体)遗传物质的总和，基因组的大小 用全部 DNA 的碱基对总数表示。 人基因组 3X1 09(30 亿 bp)，共编码约 10 万个基因。 每种真核生物的单倍体基因组中的全部 DNA 量称为 C 值，与进化的复杂性并不一致(C-value Paradox)。 人类基因组计划（human genome project, HGP）基因组学（genomics）,结构基因组学（structural genomics）和功能基因组学（functional genomics）。 蛋白质组（proteome）和蛋白质组学（proteomics） 第二节真核生物基因组一、真核生物基因组的特 点：， ①真核基因组 DNA 在细胞核内处于以核小体为基本单位的染色体结构中〃 ②真核基因组中，编码序列只占整个基因组的很小部分(2—3％)， 二、真核基因组中 DNA 序列的分类 • (一)高度重复序列(重复次数>lO5) 卫星 DNA(Satellite DNA) (二)中度重复序列 1〃中度重复序列的特点
①重复单位序列相似，但不完全一样， ②散在分布于基因组中〃 ③序列的长度和拷贝数非常不均一， ④中度重复序列一般具有种属特异性，可作为 DNA 标记〃 ⑤中度重复序列可能是转座元件(返座子)， 2〃中度重复序列的分类 ①长散在重复序列(long interspersed repeated segments〃) LINES ②短散在重复序列(Short interspersed repeated segments) SINES SINES：长度<500bp，拷贝数>105〃如人 Alu 序列 LINEs：长
现代分子生物学作业
现代分子生物学与基因工程作业 姓名________________班级_____________学号________________ 1、绝大多数的真核生物染色体中均含有HI、H2A、H2B、H3和H4五种组蛋白，在不同物种之间它们的保守性表现在（） A．H3和H4具有较高的保守性，而H2A和H2B的保守性比较低 B. H2A和H2B具有较高的保守性，而H3和H4的保守性比较低 C. H1和H4具有较高的保守性，而H3和H2B的保守性比较低 D. H1和H3具有较高的保守性，而H4和H2B的保守性比较低 2、下列叙述哪个是正确的（） A. C值与生物体的形态学复杂性成正相关 B. C值与生物体的形态学复杂性成负相关 C. 每个门的最小C值与生物体的形态学复杂性是大致相关的 C值指一种生物单倍体基因组DNA的总量。不同物种的C值差异很大，随着生物体的进化 3、真核DNA存在于（） A. 线粒体与微粒体内 B. 线粒体与高尔基体内 C. 线粒体与细胞核内 D.细胞核与高尔基体内 E. 细胞核与溶酶体内 4、在核酸分子中核苷酸之间的连接方式是（） A. 2‵-3‵磷酸二酯键 B. 2‵-5‵磷酸二酯键 C. 3‵-5‵磷酸二酯键 D.糖苷键 5、所有生物基因组DNA复制的相同之处是（） A. 半保留复制 B. 全保留复制 C. 嵌合型复制 D. 偶联型复制 6、复制子是（） A. 细胞分离期间复制产物被分离之后的DNA片段 B. 复制的DNA片段和在此过程中所需的酶和蛋白 C. 任何自发复制的DNA序列（它与复制起始点相连） D. 复制起点和复制叉之间的DNA片段 7、在原核生物复制子中，下列哪种酶除去RNA引发体并加入脱氧核糖核酸（） A.DNA聚合酶I B.DNA聚合酶II C.DNA聚合酶III D. 连接酶
分子生物学作业
《分子生物学》> 作业系统> 答题 第一次作业 题目：一、名词解释 1.广义分子生物学 2. 狭义分子生物学 3. 基因 4.断裂基因 5.外显子 6.内含子 7.C值与C值矛盾 8.半保留复制 9.转座子 10.超螺旋结构 参考答案： 1.广义的分子生物学概念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。例如，蛋白质的结构、运动和功能，酶的作用机理和动力学，膜蛋白结构与功能和跨膜运输等。 2.狭义分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能，并从分子水平阐明蛋白质与核酸、蛋白质与蛋白质之间相互作用的关系及其基因表达调控机理的学科。 3.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。包括编码蛋白质和tRNA、rRNA的结构基因，以及具有调节控制作用的调控基因。基因可以通过复制、转录和决定翻译的蛋白质的生物合成，以及不同水平的调控机制，来实现对遗传性状发育的控制。基因还可以发生突变和重组，导致产生有利、中性、有害或致死的变异。 4.断裂基因：在真核生物基因组中，基因是不连续的，在基因的编码区域内部含有大量的不编码序列，从而隔断了对应于蛋白质的氨基酸序列。这一发现大大地改变了以往人们对基因结构的认识。这种不连续的基因又称断裂基因或割裂基因。 5.外显子：基因中编码的序列称为外显子。 6.内含子是在信使RNA被转录后的剪接加工中去除的区域。 7.C值与C值矛盾：C值指生物单倍体基因组中的DNA含量，以pg表示（1pg=10-12g）。C值矛盾（C value paradox）是指真核生物中DNA含量的反常现象。 8. 半保留复制：在DNA复制程程中，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，这种方式称为半保留复制。
研究生-分子生物学Ⅱ笔记整理版
分子生物学Ⅱ 专题一细胞通讯与细胞信号转导（一）名词解释 （1）信号分子(signal molecule)：是指在细胞间或细胞内进行信息传递的化学物质。 （2）受体（receptor）：是指细胞中能识别信息分子，并与之特异结合、引起相应生物效应的蛋白质。 （3）蛋白激酶（protein kinase）：是指使蛋白质磷酸化的酶。 （二）简答分析 （1）细胞通讯的方式及每种作用方式的特点。 答： （2）膜受体介导的信息传递途径的基本规律。
答：配体→膜受体→第二信使→效应蛋白→效应。（3）试以肾上腺素、干扰素、胰岛素、心纳素为例，阐述其信息转导过程。 答：①肾上腺素：cAMP-PKA途径； 过程：首先肾上腺素与其受体结合，使G蛋白被激活；然后G蛋白与膜上的腺苷酸环化酶相互作用，后者将ATP转化为cAMP；最后cAMP磷酸化PKA，从而产生一系列生物学效应。 ②胰岛素：受体型TPK途径； 过程：胰岛素与其靶细胞上的受体结合后，可使其受体中的TPK激活，随后通过下游的Ras途径继续传递信号，直至发生相应的生物学效应。 ③干扰素：Jak-STAT途径； 过程：首先干扰素与受体结合导致受体二聚化，然后受体使JAK（细胞内TPK）激活，接着JAK将下游的STAT磷酸化形成二聚体，暴露出入核信号，最后STAT进入核内，调节基因表达，产生生物学效应。 ④心钠素：cGMP-PKG途径； 过程：心钠素与其受体结合，由于该受体属于GC型酶偶联受体，具有鸟苷酸环化酶的的活性，因此结合后可直接将GTP转化为cGMP，进而激活下游的PKG，最终产生一系列的生物学效应。
（4）类固醇激素是如何调控基因表达的？ 答：类固醇激素穿膜后与细胞内（或核内）受体结合，使受体变构形成激素受体活性复合物并进入细胞核中，然后以TF的形式作用于特异的DNA序列，从而调控基因表达。 专题二基因分析的策略 （一）名词解释 （1）分子杂交（molecular hybridization）：是指具有一定同源序列的两条核酸单链（DNA或RNA）在一定条件下，按碱基互补配对原则经退火处理，形成异质双链的过程。（2）核酸分子杂交技术：是指采用杂交的手段（方式），用一已知序列的DNA或RNA片段（探针）来测检样品中未知核苷酸顺序。 （3）探针（Probe）：是指用来检测某特定核苷酸序列的标记DNA或RNA片段。 （4）增色效应：是指DNA变性时260nm紫外吸收值增加的现象。 （5）解链温度（Tm）：是指加热DNA溶液，使其对260nm 紫外光的吸光度达到其最大值一半时的温度，即50%DNA 分子发生变性的温度。 （6）转基因：是指是借助基因工程将确定的外源基因导入
生物化学与分子生物学名词解释
生物化学与分子生物学名词解释
生化名解 1、肽单元（peptide unit）:参与肽键的6个原子Ca1、C、O、N、H、Ca2位于同一平面,Ca1和Ca2在平面上所处的位置为反式构型，此同一平面上的6个原子构成了肽单元，它是蛋白质分子构象的结构单元。Ca是两个肽平面的连接点，两个肽平面可经Ca的单键进行旋转，N—Ca、Ca—C是单键，可自由旋转。 2、结构域（domain）:分子量大的蛋白质三级结构常可分割成1个和数个球状或纤维状的区域，折叠得较为紧密，具有独立的生物学功能，大多数结构域含有序列上连续的100—200个氨基酸残基，若用限制性蛋白酶水解，含多个结构域的蛋白质常分成数个结构域，但各结构域的构象基本不变。 3、模体（motif)：在许多蛋白质分子中，二个或三个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个特殊的空间构象。一个模序总有其特征性的氨基酸序列，并发挥特殊功能，如锌指结构。 4、蛋白质变性(denaturation)：在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，也即有序的空间结构变成无序的空间结构，从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失。主要发生二硫键与非共价键的破坏，不涉及一级结构中氨基酸序列的改变，变性的蛋白质易沉淀，沉淀的蛋白质不一定变性。 5、蛋白质的等电点( isoelectric point, pI)：当蛋白质溶液处于某一pH时，
而改变酶的活性，此过程称为共价修饰。主要包括：磷酸化—去磷酸化；乙酰化—脱乙酰化；甲基化—去甲基化；腺苷化—脱腺苷化；—SH与—S—S—互变等；磷酸化与脱磷酸是最常见的方式。 10、酶原和酶原激活(zymogen and zymogen activation)：有些酶在细胞内合成或初分泌时只是酶的无活性前体，必须在一定的条件下水解开一个或几个特定的肽键，使构象发生改变，表现出酶的活性，此前体物质称为酶 原。由无活性的酶原向有活性酶转化的过程称为酶原激活。酶原的激活，实际是酶的活性中心形成或暴露的过程。 11、同工酶（isoenzyme isozyme）：催化同一化学反应而酶蛋白的分子结构，理化性质，以及免疫学性质都不同的一组酶。它们彼此在氨基酸序列，底物的亲和性等方面都存在着差异。由同一基因或不同基因编码，同工酶存在于同一种属或同一个体的不同组织或同一细胞的不同亚细胞结构中，它使不同的组织、器官和不同的亚细胞结构具有不同的代谢特征。 12、糖酵解(glycolysis)：在机体缺氧条件下，葡萄糖经一系列酶促反应生成丙酮酸进而还原生成乳酸的过程称为糖酵解（糖的无氧氧化）。糖酵解的反应部位在胞浆。主要包括由葡萄糖分解成丙酮酸的糖酵解途径和由丙酮酸转变成乳酸两个阶段，1分子葡萄糖经历4次底物水平磷酸化，净生成2分子ATP。关键酶主要有己糖激酶，6-磷酸果糖激酶-1和丙酮酸激酶。它的意义是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式；某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。
发育生物学作业
用分子生物学、细胞生物学的方法研究个体发育机制的学科。 验胚胎学发展起来的。 实验胚胎学是研究发育中的胚胎各部分间的相互关系及其性质，如何相互影响，发育生物学则是追究这种相互关系的实质是什么，是什么物质（或哪些物质）在起作用，起作用的物质怎样使胚胎细胞向一定方向分化，分化中的细胞如何构成组织或器官，以保证组织和器官的发育，正常发育的胚胎怎样生长、成熟、成为成长的个体，后者在发育到一定阶段后为什么逐步走向衰老，如何在规定的时间和空间的顺序下完成个体的全部发育。 精子发生：spermatogenesis 定义1：由精原细胞经初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞至成熟精子形成的过程。 应用学科：细胞生物学（一级学科）；细胞分化与发育（二级学科） 定义2：由原始生殖细胞发育成精原细胞、精母细胞，再发育为成熟精子的整个过程。 胚胎诱导：中文名称：胚胎诱导 英文名称：embryonic induction 定义：动物在一定的胚胎发育时期，一部分细胞影响相邻的另一部分细胞使其向一定方向分化的现象。 应用学科：细胞生物学（一级学科）；细胞分化与发育（二级学科） 胚胎干细胞：英文名称：embryonic stem cell;ES cell 定义1：由胚胎内细胞团或原始生殖细胞经体外抑制培养而筛选出的细胞，具有发育全能性，理论上可以诱导分化为机体中200多种细胞。 应用学科：免疫学（一级学科）；免疫系统（二级学科）；免疫细胞（三级学科） 定义2：取自哺乳动物囊胚的内细胞团细胞，经培养而成的多能干细胞。具有分化为各种组织的潜能。
应用学科：细胞生物学（一级学科）；细胞分化与发育（二级学科） 定义3：从囊胚期内细胞团分离得到的干细胞，可以分化为体内任何一种类型的细胞。 应用学科：遗传学（一级学科）；发育遗传学（二级学科） 细胞表型：也就是细胞的表现形式。我们知道有基因型和表型，遗传后染色体自有重组会产生新的“基因型”，但不同的基因型不一定都有不同的表现，而生物体外在表现出来的就是所谓“表型”。 知道隐性显性吗？比如隐形是a，显性是A，基因型Aa和AA的东西表现出来的样子其实就可以是一样的（完全显性状况下），即为他们的表型相同。 分生组织：英文名称：meristem 定义：植物体内能连续或周期性地进行细胞分裂的组织。 应用学科：水产学（一级学科）；水产基础科学（二级学科） （meristem）是在植物体的一定部位，具有持续或周期性分裂能力的细胞群。分裂所产生的细胞排列紧密，无细胞间隙；细胞壁薄，细胞核大，一小部分仍保持高度分裂的能力，大部分则陆续长大并分化为具有一定形态特征和生理功能的细胞，构成植物体的其他各种组织，使器官得以生长或新生。分生组织是产生和分化其他各种组织的基础，由于它的活动，使植物体不同于动物体和人体，可以终生增长。 信号转导：信号转导(signal transduction) 是细胞通讯的基本概念, 强调信号的接收与接收后信号转换的方式(途径)和结果, 包括配体与受体结合、第二信使的产生及其后的级联反应等, 即信号的识别、转移与转换。 在细胞通讯系统中，细胞或者识别与之相接触的细胞，或者识别周围环境中存在的各种化学和物理信号（来自于周围或远距离的细胞)，并将其转变为细胞内各种分子活性的变化，从而改变细胞的某些代谢过程，影响细胞的生长速度，甚至诱导细胞凋亡，这种针对外源信息所发生的细胞应答反应全过程称为信号转导（signal transduction）。 变态：英文名称：metamorphosis;metamorphoses (复) 定义1：脊椎动物中，仅两栖类所特有的一种生命过程。其幼体具鳃，多水栖，而成体一般用肺呼吸，多陆生。变态过程伴随骨骼系统、呼吸系统等一系列身体形态和结构的巨大变化。 应用学科：古生物学（一级学科）；古脊椎动物学与古人类学（二级学科）；两栖类（三级学科） 定义2：
分子生物学笔记完全版
分子生物学笔记 第一章基因的结构 第一节基因和基因组 一、基因(gene) 是合成一种功能蛋白或RNA分子所必须的全部DNA序列． 一个典型的真核基因包括 ①编码序列—外显子(exon) ②插入外显子之间的非编码序列—内合子(intron) ③5'-端和3'-端非翻译区(UTR) ④调控序列(可位于上述三种序列中) 绝大多数真核基因是断裂基因(split-gene)，外显子不连续。 二、基因组(genome) 一特定生物体的整套(单倍体)遗传物质的总和，基因组的大小用全部DNA的碱基对总数表示。人基因组3X1 09(30亿bp)，共编码约10万个基因。 每种真核生物的单倍体基因组中的全部DNA量称为C值，与进化的复杂性并不一致(C-value Paradox)。 人类基因组计划（human genome project, HGP） 基因组学（genomics）,结构基因组学（structural genomics）和功能基因组学（functional genomics）。 蛋白质组（proteome）和蛋白质组学（proteomics） 第二节真核生物基因组 一、真核生物基因组的特点：， ①真核基因组DNA在细胞核内处于以核小体为基本单位的染色体结构中． ②真核基因组中，编码序列只占整个基因组的很小部分(2—3％)， 三、基因家族(gene family) 一组功能相似且核苷酸序列具有同源性的基因．可能由某一共同祖先基因(ancestral gene)经重复(duplication)和突变产生。 基因家族的特点： ①基因家族的成员可以串联排列在一起，形成基因簇(gene cluster)或串联重复基因(tandemly repeated genes)，如rRNA、tRNA和组蛋白的基因；②有些基因家族的成员也可位于不同的染色体上，如珠蛋白基因；③有些成员不产生有功能的基因产物，这种基因称为假基因(Pseudogene)．Ψa1表示与a1相似的假基因． 四、超基因家族(Supergene family ，Superfamily) 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． 第四节细菌和病毒基因组 一、细菌基因组的特点。 1．功能相关的几个结构基因往往串联在—起，受它们上游的共同调控区控制，形成操纵子结构， 2．结构基因中没有内含子，也无重叠现象。 3．细菌DNA大部分为编码序列。 二、病毒基因组的特点 1．每种病毒只有一种核酸，或者DNA，或者RNA； 2．病毒核酸大小差别很大，3X103一3X106bp； 3．除逆病毒外，所有病毒基因都是单拷贝的。 4．大部份病毒核酸是由一条双链或单链分子(RNA或DNA)，仅少数RNA病毒由几个核酸片段组成． 5．真核病毒基因有内含子，而噬菌体（感染细菌的病毒）基因中无内含子． 6．有重叠基因． 第五节染色质和染色体 (二)组蛋白(histone)：一类小的带有丰富正电荷<富含Lys，Arg)的核蛋白，与DNA有高亲和力． (二)．端粒(telomere)：真核生物线状染色体分子末端的DNA区域 端粒DNA的特点： 1、由富含G的简单串联重复序列组成(长达数kb)． 人的端粒DNA重复序列：TTAGGC。