分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié) 1第一章染色體與DNA 3第二章生物信息的傳遞(從DNA到RNA) 第三章生物信息的傳遞(從mRNA到蛋白質(zhì)) 第四章分子生物學(xué)研究法 第五章原核生物基因表達(dá)調(diào)控 分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)第六章真核生物基因表達(dá)調(diào)控…………………61分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)第一章染色體與DNA染色體(chromosome)是細(xì)胞在有絲分裂時(shí)遺傳物質(zhì)存在的特定形式，是真核生物的染色體在細(xì)胞生活周期的大部分時(shí)間里都是以染色質(zhì)(chromatin)染色質(zhì)是一種纖維狀結(jié)構(gòu)，叫做染色質(zhì)絲，它是由最基本的單位—核小體蛋白質(zhì)由非組蛋白和組蛋白(H1,H2A,H2B,H3,H4組蛋白的一般特性：P24⑤H5組蛋白的特殊性：富含賴氨酸(24%)(鳥(niǎo)類、魚(yú)類及兩棲類紅細(xì)胞組蛋白的可修飾性分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)在細(xì)胞周期特定時(shí)間可發(fā)生甲基化、乙?；⒘姿峄虯DP核糖基化等。H3、H4修飾作用較普遍，H2B有乙酰化作用、H1有磷酸化作用。所有這些修飾作用都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即降低組蛋白所攜帶的正電荷。這些組蛋白修飾的意義：一是改變?nèi)旧w的結(jié)構(gòu)，直接影響轉(zhuǎn)錄活性；二是核小體表面發(fā)生改變,使其他調(diào)控蛋白易于和染色質(zhì)相互接觸,從而間接影響轉(zhuǎn)錄活性。2、DNA1)DNA的變性和復(fù)性■變性(Denaturation)DNA雙鏈的氫鍵斷裂，最后完全變成單鏈的過(guò)程稱為變性?！鲈錾?yīng)(Hyperchromaticeffect)在變性過(guò)程中,260nm紫外線吸收值先緩慢上升，當(dāng)達(dá)到某一溫度時(shí)驟然上升，稱為增色效應(yīng)?！鋈诮鉁囟?Meltingtemperature,Tm)變性過(guò)程紫外線吸收值增加的中點(diǎn)稱為融解溫度。生理?xiàng)l件下為85-95℃值，離子強(qiáng)度，尿素，甲酰胺等■復(fù)性(Renaturation)熱變性的DNA緩慢冷卻，單鏈恢復(fù)成雙鏈。■減色效應(yīng)(Hypochromaticeffect)隨著DNA的復(fù)性，260nm紫外線吸收值降低的現(xiàn)象。2)C值反?，F(xiàn)象(C-valueparadox)C值是一種生物的單倍體基因組DNA的總量。真核細(xì)胞基因組的最大特點(diǎn)是它含有大量的重復(fù)序列，而且功能DNA序列大多被不編碼蛋白質(zhì)的非功能DNA所隔開(kāi)，這就是著名的“C值反常現(xiàn)象”。(四)核小體(nucleosome):用于包裝染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位，是由DNA鏈纏分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)繞一個(gè)組蛋白核[(H2A、H2B、H3、H4)*2的八聚體】構(gòu)成的。1、原核生物基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)●基因組很小，大多只有一條染色體●結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)煉重疊基因由基因內(nèi)基因、部分重疊基因、一個(gè)堿基重疊組成。2、真核生物基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)●真核基因組結(jié)構(gòu)龐大3×109bp、染色質(zhì)、核膜●基因不連續(xù)性斷裂基因(interruptedgene)、內(nèi)含子●非編碼區(qū)較多多于編碼序列(9:1)●含有大量重復(fù)序列■不重復(fù)序列/單一序列：在基因組中有一個(gè)或幾個(gè)拷貝。真核生物的大多數(shù)基因在單倍體中都是單拷貝的。如：蛋清蛋白、血紅蛋白等功能：主要是編碼蛋白質(zhì)。■中度重復(fù)序列：在基因組中的拷貝數(shù)為101～104。如：rRNA、tRNA一般是不編碼蛋白質(zhì)的序列，在調(diào)控基因表達(dá)中起重要作用■高度重復(fù)序列：拷貝數(shù)達(dá)到幾百個(gè)到幾百萬(wàn)個(gè)?！裥l(wèi)星DNA:A·T含量很高的簡(jiǎn)單高度重復(fù)序列。1、DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)：指4種脫氧核苷酸的連接及其排列順序，DNA序分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)列是這一概念的簡(jiǎn)稱。堿基序列●雙鏈反向平行配對(duì)而成●脫氧核糖和磷酸交替連接，構(gòu)成DNA骨架，堿基排在內(nèi)側(cè)●內(nèi)側(cè)堿基通過(guò)氫鍵互補(bǔ)形成堿基對(duì)(A:T,C:G)。2、DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)：指兩條多核苷酸鏈反向平行盤繞所產(chǎn)生的雙螺旋結(jié)構(gòu)。2)分類：3、DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)：指DNA雙螺旋進(jìn)一步扭曲盤繞所形成的特定空間結(jié)構(gòu)。是一種比雙螺旋更高層次的空間構(gòu)象。2)主要形式：超螺旋結(jié)構(gòu)(正超螺旋和負(fù)超螺旋)(一)DNA的半保留復(fù)制(semi-nservativereplication)1、定義：由親代DNA生成子代DNA時(shí)，每個(gè)新形成的子代DNA中，一條鏈來(lái)自親代DNA,而另一條鏈則是新合成的，這種復(fù)制方式稱半保留復(fù)制。3、DNA半保留復(fù)制的生物學(xué)意義：DNA的半保留復(fù)制表明DNA在代謝上的穩(wěn)定性，保證親代的遺傳信息穩(wěn)定地傳遞給后代。1、原料：四種脫氧核苷三磷酸(dATP、dGTP、dCTP、dTTP)2、模板：以DNA的兩條鏈為模板鏈，合成子代DNA3、引物：DNA的合成需要一段RNA鏈作為引物4、引物合成酶(引發(fā)酶):此酶以DNA為模板合成一段RNA,這段RNA作分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)為合成DNA的引物(Primer)。實(shí)質(zhì)是以DNA為模板的RNA聚合酶。●以四種脫氧核苷酸三磷酸為底物●反應(yīng)需要有模板的指導(dǎo)●DNA鏈的合成方向?yàn)?'→3'性質(zhì)聚合酶l聚合聚合酶II3'5'外切活性十+十5'3'外切活性十一一性低十很高新生鏈合成一十聚合酶I主要是對(duì)DNA損傷的修復(fù)；以及在DNA復(fù)制時(shí)切除RNA引物并填補(bǔ)其留下的空隙。聚合酶Ⅱ修復(fù)紫外光引起的DNA損傷聚合酶ⅢDNA復(fù)制的主要聚合酶，還具有3→5'外切酶的校對(duì)功能，提高DNA復(fù)制的保真性6、DNA連接酶(1967年發(fā)現(xiàn)):若雙鏈DNA中一條鏈有切口，一端是3分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)-OH,另一端是5'-磷酸基,連接酶可催化這兩端形成磷酸二酯鍵，而使切口連接。但是它不能將兩條游離的DNA單鏈連接起來(lái)DNA連接酶在DNA復(fù)制、損傷修復(fù)、重組等過(guò)程中起重要作用7、DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶(DNATopisomerase)拓?fù)洚悩?gòu)酶I:使DNA一條鏈發(fā)生斷裂和再連接，作用是松解負(fù)超螺旋。主要集中在活性轉(zhuǎn)錄區(qū)，同轉(zhuǎn)錄有關(guān)。例：大腸桿菌中的ε蛋白拓?fù)洚悩?gòu)酶II:該酶能暫時(shí)性地切斷和重新連接雙鏈DNA,作用是將負(fù)超螺旋引入DNA分子。同復(fù)制有關(guān)。例：大腸桿菌中的DNA旋轉(zhuǎn)酶8、DNA解螺旋酶/解鏈酶(DNAhelicase):通過(guò)水解ATP獲得能量來(lái)解蛋白就是解螺旋酶，還有解螺旋酶I、II、Ⅲ。rep蛋白沿3’→5’移動(dòng)，而解螺旋酶I、II、II沿5’→3'移動(dòng)。9、單鏈結(jié)合蛋白(SSBP-single-strandbindingprotein):穩(wěn)定已被解開(kāi)的DNA單鏈，阻止復(fù)性和保護(hù)單鏈不被核酸酶降解。(三)DNA的復(fù)制過(guò)程(大腸桿菌為例)■切除RNA引物，填補(bǔ)缺口，連接相鄰的DNA片段1、雙鏈的解開(kāi)------ftju制有特定的起始位點(diǎn)，叫做復(fù)制原點(diǎn)。ori(或o)富含A、T的區(qū)段。從復(fù)制原點(diǎn)到終點(diǎn)，組成一個(gè)復(fù)制單位，叫復(fù)制子復(fù)制時(shí)，解鏈酶等先將DNA的一段雙鏈解開(kāi)，形成復(fù)制點(diǎn)，這個(gè)復(fù)制點(diǎn)的分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)形狀象一個(gè)叉子，故稱為復(fù)制叉雙鏈解開(kāi)、復(fù)制起始P44大約20個(gè)DnaA蛋白在ATP的作用下與oriC處的4個(gè)9bp保守序列相結(jié)合復(fù)制起始復(fù)合物使3個(gè)13bp直接重解鏈酶六體分別與單鏈DNA相結(jié)合(需DnaC幫助),進(jìn)一步解開(kāi)DNA雙鏈2、RNA引物的合成DnaB蛋白活化引物合成酶，引發(fā)RNA引物的合成。引物長(zhǎng)度約為幾個(gè)至10個(gè)核苷酸，3、DNA鏈的延伸DNA的半不連續(xù)復(fù)制(semi-discontinuousreplication):DNA復(fù)制時(shí)其中一條子鏈的合成是連續(xù)的,而另一條子鏈的合成是不連續(xù)的,故稱半不連續(xù)復(fù)制。在DNA復(fù)制時(shí)，合成方向與復(fù)制叉移動(dòng)的方向一致并連續(xù)合成的鏈為前導(dǎo)鏈；合成方向與復(fù)制叉移動(dòng)的方向相反，形成許多不連續(xù)的片段，最后再連成一條完整的DNA鏈為滯后鏈。在DNA復(fù)制過(guò)程中，前導(dǎo)鏈能連續(xù)合成，而滯后鏈只能是斷續(xù)的合成4、切除RNA引物，填補(bǔ)缺口，連接相鄰的DNA片段(復(fù)制終止)當(dāng)復(fù)制叉遇到約22個(gè)堿基的重復(fù)性終止子序列(Ter)時(shí)合物能使DnaB不再將DNA解鏈，阻擋復(fù)制叉繼續(xù)前移。P47在DNA聚合酶I催化下切除RNA引物；留下的空隙由DNA聚合酶I催化合分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)成一段DNA填補(bǔ)上；在DNA連接酶作用下，連接相鄰的DNA鏈(四)復(fù)制的幾種主要方式P421、雙鏈環(huán)狀、θ型復(fù)制、雙向等速2、滾環(huán)型：(1)模板鏈和新合成的鏈分開(kāi)；(2)不需RNA引物，在正鏈3'-OH上延伸(3)只有一個(gè)復(fù)制叉；3、D環(huán)復(fù)制---單向復(fù)制的特殊方式如：動(dòng)物線粒體DNA(五)真核生物中DNA的復(fù)制特點(diǎn)1、真核生物每條染色體上有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，多復(fù)制子(約150bp左右);2、復(fù)制叉移動(dòng)的速度較慢(約50bp/秒),僅為原核生物的1/10。3、真核生物染色體在全部復(fù)制完之前，各個(gè)起始點(diǎn)不再重新開(kāi)始DNA復(fù)制；真核生物快速生長(zhǎng)時(shí)，往往采用更多的復(fù)制起點(diǎn)。4、真核生物有多種DNA聚合酶。5、真核生物DNA復(fù)制過(guò)程中的引物及岡崎片段的長(zhǎng)度均小于原核生物。(真核岡崎片段長(zhǎng)約100-200bp,原核岡崎片段長(zhǎng)約1000-2000bp。)(六)原核和真核生物DNA的復(fù)制特點(diǎn)比較①?gòu)?fù)制起點(diǎn)(ori):原核一個(gè)，真核多個(gè)；②復(fù)制子:原核一個(gè)，真核多個(gè)；③復(fù)制子長(zhǎng)度：原核長(zhǎng)；真核短；④復(fù)制叉：原核多個(gè)；真核多個(gè)；⑤復(fù)制移動(dòng)速度：原核較快；真核較慢；分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)⑥真核生物染色體在全部完成復(fù)制前，各起始點(diǎn)的DNA復(fù)制不能再開(kāi)始。而在快速生長(zhǎng)的原核生物中，復(fù)制起點(diǎn)上可以連續(xù)開(kāi)始新的DNA⑦原核生物染色體的復(fù)制與細(xì)胞分裂同步，可以多次復(fù)制；真核生物染色體的復(fù)制發(fā)生在S期，是細(xì)胞分類的特定時(shí)期，而且僅此一次。系統(tǒng)功能恢復(fù)錯(cuò)配堿基切除修復(fù)切除突變的堿基核甘酸切除修復(fù)修復(fù)被破壞的DNA修復(fù)SOS系統(tǒng)DNA的修復(fù),導(dǎo)致變異1、錯(cuò)配修復(fù)(mismatchrepair)●Dam甲基化酶使母鏈位于5'GATC序列中腺甘酸甲基化復(fù)制之后進(jìn)行(幾秒種后至幾分鐘內(nèi))●根據(jù)復(fù)制叉上DNA甲基化程度，切除尚未甲基化的子鏈上的錯(cuò)配堿基分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)所有細(xì)胞中都帶有不同類型、能識(shí)別受損核苷酸位點(diǎn)的糖苷水解酶，它能特意切除受損核苷酸上的N-β糖苷鍵，在DNA鏈上形成去嘌呤或去嘧啶位點(diǎn)，一些堿基在自發(fā)或誘變下會(huì)發(fā)生脫酰胺，然后改變配對(duì)性質(zhì)造成氨基轉(zhuǎn)換突變*腺嘌呤變?yōu)榇吸S嘌呤與胞嘧啶配對(duì)*鳥(niǎo)嘌呤變?yōu)辄S嘌呤與胞嘧啶配對(duì)*胞嘧啶變?yōu)槟蜞奏づc腺嘌呤配對(duì)3、核苷酸切除修復(fù)1)通過(guò)特異的核酸內(nèi)切酶識(shí)別損傷部位2)由酶的復(fù)合物在損傷的兩邊切除幾個(gè)核苷酸3)DNA聚合酶以母鏈為模板復(fù)制合成新子鏈4)DNA連接酶將切口補(bǔ)平4、DNA的直接修復(fù)在DNA光解酶的作用下將環(huán)丁烷胸腺嘧啶二體和6-4光化物還原成為單體甲基轉(zhuǎn)移酶使O6-甲基鳥(niǎo)嘌呤脫甲基生成鳥(niǎo)嘌呤，防止G-T配對(duì)SOS反應(yīng)(SOSresponse):是細(xì)胞DNA受到損傷或復(fù)制系統(tǒng)受到抑制的緊急情況下，細(xì)胞為求生存而產(chǎn)生的一種應(yīng)急措施。*包括誘導(dǎo)DNA損傷修復(fù)、誘變效應(yīng)、細(xì)胞分裂的抑制以及溶原性細(xì)菌釋放噬菌體等。細(xì)胞癌變也與SOS反應(yīng)有關(guān)。兩個(gè)作用(1)DNA的修復(fù)；(2)產(chǎn)生變異分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)DNA的轉(zhuǎn)座或叫移位(transposition):由可移位因子(transposableelement)介導(dǎo)的遺傳物質(zhì)重排現(xiàn)象。轉(zhuǎn)座子(transposonTn):存在于染色體DNA上可自主復(fù)制和位移的基本單位。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)“轉(zhuǎn)座”這一命名并不十分準(zhǔn)確，因?yàn)樵谵D(zhuǎn)座過(guò)程中，可移位因子的一個(gè)拷貝常常留在原來(lái)位置上，在新位點(diǎn)上出現(xiàn)的僅僅是它的拷貝。因此，轉(zhuǎn)座有別于同源重組，它依賴于DNA復(fù)制。原核生物轉(zhuǎn)座子的類型1、插入序列(IS)IS是最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)座子,不含有任何宿主基因,它們是細(xì)菌染色體或質(zhì)粒DNA的正常組成部分。2、復(fù)合轉(zhuǎn)座子(compositetransposon)復(fù)合轉(zhuǎn)座子是一類帶有某些抗藥性基因(或其他宿主基因)的轉(zhuǎn)座子，其兩翼往往是兩個(gè)相同或高度同源的IS序列■TnA家族沒(méi)有IS序列、體積龐大(5000bp以上)、帶有3個(gè)基因，其中一個(gè)編碼β-內(nèi)酰胺酶(AmpR),另兩個(gè)則是轉(zhuǎn)座作用所必須的。(三)轉(zhuǎn)座作用的機(jī)制■轉(zhuǎn)座時(shí)發(fā)生的插入作用的普遍特征，是受體分子中有一段很短的被稱為靶序列的DNA會(huì)被復(fù)制，使插入的轉(zhuǎn)座子位于兩個(gè)重復(fù)的靶序列之間。分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)■對(duì)于一個(gè)特定的轉(zhuǎn)座子來(lái)說(shuō)，它所復(fù)制的靶序列長(zhǎng)度是一樣的，如IS1兩翼總有9個(gè)堿基對(duì)的靶序列，而Tn3兩端總有5bp的靶序列?！霭行蛄械膹?fù)制可能起源于特定內(nèi)切酶所造成的黏性DNA末端。(三)轉(zhuǎn)座作用的遺傳學(xué)效應(yīng)p63(1)轉(zhuǎn)座引起插入突變(2)轉(zhuǎn)座產(chǎn)生新的基因(3)轉(zhuǎn)座產(chǎn)生的染色體畸變(4)轉(zhuǎn)座引起的生物進(jìn)化反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子(retrotransposon):指通過(guò)RNA為中介，反轉(zhuǎn)錄成DNA后進(jìn)行轉(zhuǎn)座的可動(dòng)元件。分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)第二章生物信息的傳遞(上)——從DNA到RNA轉(zhuǎn)錄(transcription):生物體以DNA為模板合成RNA的過(guò)程。參與轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)其他蛋白質(zhì)因子RNA合成方向：5'到3'轉(zhuǎn)錄的不對(duì)稱性：在RNA的合成中，DNA的二條鏈中僅有一條鏈可作為轉(zhuǎn)錄的模板，稱為轉(zhuǎn)錄的不對(duì)稱性。與mRNA序列相同的那條DNA鏈稱為編碼鏈；將另一條根據(jù)堿基互補(bǔ)原則指導(dǎo)mRNA合成的DNA鏈稱為模板鏈。DNA分子上轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段，稱為結(jié)構(gòu)基因。一段從啟動(dòng)子開(kāi)始至終止子結(jié)束的DNA序列。二、參與轉(zhuǎn)錄起始的關(guān)鍵酶與元件聚合酶(大腸桿菌為例)---全酶=核心酶+σ因子基因量基數(shù)分功能分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)r核心酶r核心酶β和β'共同形成RNA合成的活性中心r核心酶000(需核心酶?rσ因子用于識(shí)別不同的啟動(dòng)子真核細(xì)胞的三種RNA聚合酶特征比較置錄產(chǎn)物對(duì)α-鵝膏杉仁不敏感杉敏感分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)存在物種RNA聚合酶與DNA聚合酶的區(qū)別大，4.8×小，1.09×引物無(wú)有產(chǎn)物較長(zhǎng)，與模板以氫鍵相連作用方式一段兩條鏈同時(shí)進(jìn)行外切酶活性無(wú)5’校對(duì)合成能力無(wú)有修復(fù)能力無(wú)有分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)啟動(dòng)子定義：指能被RNA聚合酶識(shí)別、結(jié)合并啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄的一段DNA序TATA區(qū)：酶的緊密結(jié)合位點(diǎn)(富含AT堿基，利于雙鏈打開(kāi))TTGACA區(qū)：提供了RNA聚合酶全酶識(shí)別的信號(hào)轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)---與新生RNA鏈第一個(gè)核甘酸相對(duì)應(yīng)DNA鏈上的堿基。真核生物啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)核心啟動(dòng)子(corepromoter)●定義：指保證RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)及轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游TATA區(qū)●作用：選擇正確的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)，保證精確起始2、上游啟動(dòng)子元件●作用：控制轉(zhuǎn)錄起始頻率。(三)轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物---二元閉合復(fù)合物、二元開(kāi)鏈復(fù)合物、三元復(fù)合物。三、轉(zhuǎn)錄的基本過(guò)程1、起始位點(diǎn)的識(shí)別：RNA聚合酶與啟動(dòng)子DNA雙鏈相互作用并與之相結(jié)合的過(guò)程。分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)·在RNA聚合酶作用下發(fā)生第一次聚合反應(yīng)，形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物3、RNA鏈的延伸聚合酶核心酶變構(gòu)，與模板結(jié)合松弛，沿著DNA模板前移；●在核心酶作用下，NTP不斷聚合，RNA鏈不斷延長(zhǎng)。注意：9個(gè)核苷酸以前還在啟動(dòng)子區(qū)，容易脫落，一旦形成9個(gè)以上的核苷酸并離開(kāi)啟動(dòng)子區(qū)，轉(zhuǎn)錄正式進(jìn)入眼神階段。終止子(terminator):位于基因的末端，在轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)之前有一段回文序列(反向重復(fù)序列)約6-20bp。真核生物終止：由一段特定序列5'-AATAAA-3'和回文序列(反向重復(fù)序列)組成。分為兩類：●強(qiáng)終止子-內(nèi)部終止子：不依賴Rho(p)因子的終止?！袢踅K止子-需要p因子(rhofactor),又稱為p依賴性終止子不依賴p因子的終止當(dāng)RNA鏈延伸到轉(zhuǎn)錄終止位點(diǎn)時(shí)，RNA聚合酶不再形成新的磷酸二酯鍵，RNA-DNA雜合物分離，轉(zhuǎn)錄泡瓦解，DNA恢復(fù)成雙鏈狀態(tài)，而RNA聚合酶和RNA鏈都被從模板上釋放出來(lái)，這就是轉(zhuǎn)錄的終止。分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)終止位點(diǎn)上游一般存在一個(gè)富含GC堿基的二重對(duì)稱區(qū)，RNA形成發(fā)夾結(jié)在終止位點(diǎn)前面有一段由4-8個(gè)A組成的序列，RNA的3'端為寡聚U發(fā)夾式結(jié)構(gòu)和寡聚U的共同作用使RNA從三元復(fù)合物中解離出來(lái)。依賴p因子的終止p因子：六聚體蛋白、水解各種核甘三磷酸促使新生RNA鏈從三元轉(zhuǎn)錄復(fù)合物中解離出來(lái)，從而終止轉(zhuǎn)錄。(二)、真核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程1.轉(zhuǎn)錄起始真核生物的轉(zhuǎn)錄起始上游區(qū)段比原核生物多樣化，轉(zhuǎn)錄起始時(shí)，RNA-pol不直接結(jié)合模板，其起始過(guò)程比原核生物復(fù)雜。(1).轉(zhuǎn)錄起始前的上游區(qū)段·順式作用元件(cis-actingelement):影響自身基因表達(dá)活性的非編碼DNA序列。例：?jiǎn)?dòng)子、增強(qiáng)子、弱化子等·增強(qiáng)子：在啟動(dòng)區(qū)存在的能增強(qiáng)或促進(jìn)轉(zhuǎn)錄的起始的DNA序列。但不是啟動(dòng)子的一部分。特點(diǎn)：1.遠(yuǎn)距離效應(yīng)；2.無(wú)方向性；3.順式調(diào)節(jié)；4.無(wú)物種和基因的特異性；5.具有組織特異性；6.有相位性；7.有的增強(qiáng)子可以對(duì)外部信號(hào)產(chǎn)生反應(yīng)。(2).轉(zhuǎn)錄因子：能直接、間接辨認(rèn)和結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段DNA的蛋白質(zhì)，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種，統(tǒng)稱為反式作用因子反式作用因子中，直接或間接結(jié)合RNA聚合酶的，則稱為轉(zhuǎn)錄因子(transcriptionalfactors,TF)。分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)參與RNA-poll轉(zhuǎn)錄的TFII--TFIID、TFIIA、TFIIB、TFIIF、TFIIE、TFIH(3)轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物真核生物RNA-pol不與DNA分子直接結(jié)合，而需依靠眾多的轉(zhuǎn)錄因子。(4)模板理論(piecingtheory)一個(gè)真核生物基因的轉(zhuǎn)錄需要3至5個(gè)轉(zhuǎn)錄因子。轉(zhuǎn)錄因子之間互相結(jié)合，生成有活性、有專一性的復(fù)合物，再與RNA聚合酶搭配而有針對(duì)性地結(jié)合、轉(zhuǎn)錄相應(yīng)的基因。2.轉(zhuǎn)錄延伸真核生物轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過(guò)程與原核生物大致相似，但因有核膜相隔，沒(méi)有轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的現(xiàn)象。RNA-pol前移處處都遇上核小體。轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過(guò)程中可以觀察到核小體移位和解聚現(xiàn)象。3.轉(zhuǎn)錄終止和轉(zhuǎn)錄后修飾密切相關(guān)。5’端的一個(gè)核苷酸總是7-甲基鳥(niǎo)核苷三磷酸(m7Gppp)。mRNA5'端的這種結(jié)構(gòu)稱為帽子(cap)。帽子結(jié)構(gòu)功能：①能被核糖體小亞基識(shí)別，促使mRNA和核糖體的結(jié)合；②m7Gppp結(jié)構(gòu)能有效地封閉mRNA5'末端，以保護(hù)mRNA免受5'核酸外切酶的降解，增強(qiáng)mRNA的穩(wěn)定。分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)2、3'端加尾--多聚腺苷酸尾巴---AAUAAA:多聚腺苷酸尾巴功能：提高了mRNA在細(xì)胞質(zhì)中的穩(wěn)定性。3、RNA的剪接生物體內(nèi)內(nèi)含子的主要類型：U-AG、AU-AC、I類內(nèi)含子、Ⅱ類內(nèi)含子Ⅲ類內(nèi)含子參與RNA剪接的物質(zhì)：snRNA(核內(nèi)小分子RNA)、snRNP(與snRNA結(jié)合的核蛋白)、核內(nèi)RNA(U1、U2、U4、U5、U6)4、RNA的編輯*編輯(editing)是指轉(zhuǎn)錄后的RNA在編碼區(qū)發(fā)生堿基的突變、加入或丟失等現(xiàn)象。五、原核生物與真核生物mRNA的特征比較●半衰期短●多以多順?lè)醋拥男问酱嬖趩雾樂(lè)醋觤RNA:只編碼一個(gè)蛋白質(zhì)的mRNA。多順?lè)醋觤RNA:編碼多個(gè)蛋白質(zhì)的mRNA。Z:β-半乳糖苷酶Y:透過(guò)酶A:乙酰基轉(zhuǎn)移酶ZYA為結(jié)構(gòu)基因●5’端無(wú)“帽子”結(jié)構(gòu)，3’端沒(méi)有或只有較短的poly(A)結(jié)構(gòu)?！馭D序列：原核生物起始密碼子AUG上游7-12個(gè)核苷酸處有一被稱為分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)SD序列的保守區(qū)。mRNA中用于結(jié)合原核生物核糖體的序列。P852、真核生物mRNA的特征“基因”的分子生物學(xué)定義：產(chǎn)生一條多肽鏈或功能RNA所必需的全部核甘酸序列。尾巴(組蛋白除外)●以單順?lè)醋拥男问酱嬖诹?、RNA合成與DNA合成異同點(diǎn)相同點(diǎn)：1、都以DNA鏈作為模板2、合成的方向均為5'→33、聚合反應(yīng)均是通過(guò)核苷酸之間形成的3',5'-磷酸二酯鍵,使核苷酸鏈延長(zhǎng)。不同點(diǎn)：復(fù)制轉(zhuǎn)錄樣板用料西DNA聚合酶RNA聚合酶于分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)物對(duì)物無(wú)第三章生物信息的傳遞(下)—從mRNA到蛋白質(zhì)翻譯：指將mRNA鏈上的核甘酸從一個(gè)特定的起始位點(diǎn)開(kāi)始，按每三個(gè)核甘酸代表一個(gè)氨基酸的原則，依次合成一條多肽鏈的過(guò)程。蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所是核糖體。蛋白質(zhì)合成的模板是mRNA模板與氨基酸之間的接合體是tRNA蛋白質(zhì)合成的原料是20種氨基酸一、遺傳密碼i2;a三聯(lián)子(一)三聯(lián)子密碼：mRNA鏈上每三個(gè)核甘酸翻譯成蛋白質(zhì)多肽鏈上的一個(gè)氨基酸，這三個(gè)核甘酸就稱為密碼子或三聯(lián)子密碼(tripletcoden)?！裰?966年20種氨基酸對(duì)應(yīng)的61個(gè)密碼子和三個(gè)終止密碼子全部被查清。(三)遺傳密碼的性質(zhì)分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列的各個(gè)三聯(lián)體密碼連續(xù)閱讀，密碼間既無(wú)間斷也無(wú)交基因損傷引起mRNA閱讀框架內(nèi)的堿基發(fā)生插入或缺失，可能導(dǎo)致框移突從mRNA5'端起始密碼子AUG到3'端終止密碼子之間的核苷酸序列，各個(gè)三聯(lián)體密碼連續(xù)排列編碼一個(gè)蛋白質(zhì)多肽鏈，稱為開(kāi)放閱讀框架(openreadingframe,ORF)。由一種以上密碼子編碼同一個(gè)氨基酸的現(xiàn)象稱為簡(jiǎn)并(degeneracy),對(duì)應(yīng)于同一氨基酸的密碼子稱為同義密碼子(synonymouscodon)。3、通用性與特殊性蛋白質(zhì)生物合成的整套密碼，從原核生物到人類都通用。已發(fā)現(xiàn)少數(shù)例外，如動(dòng)物細(xì)胞的線粒體、植物細(xì)胞的葉綠體。轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的tRNA上的反密碼子需要通過(guò)堿基互補(bǔ)與mRNA上的遺傳密碼子反向配對(duì)結(jié)合，在密碼子與反密碼子的配對(duì)中，前兩對(duì)嚴(yán)格遵守堿基配對(duì)原則，第三對(duì)堿基有一定的自由度，可以“擺動(dòng)”,這種現(xiàn)象稱為密碼子的擺動(dòng)性。二、tRNA的結(jié)構(gòu)、功能與種類1、二級(jí)結(jié)構(gòu)：三葉草形2、三級(jí)結(jié)構(gòu)：“L”形分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)1、解讀mRNA的遺傳信息2、運(yùn)輸?shù)墓ぞ撸\(yùn)載氨基酸t(yī)RNA有兩個(gè)關(guān)鍵部位：●與mRNA結(jié)合部位—反密碼子部位tRNA憑借自身的反密碼子與mRNA鏈上的密碼子相識(shí)別,把所帶氨基酸放到肽鏈的一定位置。能特異地識(shí)別mRNA模板上起始密碼子的tRNA稱起始tRNA,其他tRNA統(tǒng)稱為延伸tRNA。真核生物：起始密碼子AUG所編碼的氨基酸是Met,起始AA-tRNA為原核生物：起始密碼子AUG所編碼的氨基酸并不是甲硫氨酸本身，而是甲酰甲硫氨酸，起始AA-tRNA為fMet-tRNAfMet代表同一種氨基酸的tRNA稱為同工tRNA。同工tRNA既要有不同的反密碼子以識(shí)別該氨基酸的各種同義密碼，又要有某種結(jié)構(gòu)上的共同性，能被相同的氨基酰-tRNA合成酶識(shí)別(P119)。無(wú)義突變校正tRNA:可以通過(guò)改變反密碼子區(qū)校正無(wú)義突變錯(cuò)義突變校正tRNA:通過(guò)反密碼子區(qū)的改變把正確的氨基酸加到肽鏈上，合成正常的蛋白質(zhì)。分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)基酸的密碼子變成終止密碼子(UAG、UGA、UAA),使蛋白質(zhì)合成提前終止，GGA(甘氨酸)AGA(精氨酸)既能識(shí)別tRNA,又能識(shí)別氨基酸，對(duì)兩者都具有高核糖體是由rRNA(ribosomalribonucleicacid)和多種蛋白質(zhì)結(jié)合而成的一種大的核糖核蛋白顆粒，蛋白質(zhì)肽鍵的合成就是在這種核糖體上進(jìn)行的。細(xì)菌是70s{50s\30s}哺乳動(dòng)物是80s{60sl140s}(二)核糖體的功能；合成蛋白質(zhì)在單個(gè)核糖體上，可化分多個(gè)功能活性中心，在蛋白質(zhì)合成過(guò)程中各有專一●結(jié)合或接受AA-tRNA部位(A位)——大亞基●肽基轉(zhuǎn)移部位(P位)——大亞基●形成肽鍵的部位(轉(zhuǎn)肽酶中心)——大亞基分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)四、蛋白質(zhì)合成的過(guò)程(生物學(xué)機(jī)制)氨基酸的活化·蛋白質(zhì)前體的加工(一)氨基酸的活化原核生物中，起始氨基酸是：甲酰甲硫氨酸真核生物中，起始氨基酸是：甲硫氨酸(二)翻譯的起始原核生物(細(xì)菌)為例：fMet-tRNAfMet、GTP、Mg2+分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)翻譯起始因子：IF-1、IF-2、IF-3、翻譯起始(翻譯起始復(fù)合物形成)又可被分成3步：(P129)1.核蛋白體大小亞基分離2、30S小亞基通過(guò)SD序列與mRNA模板相結(jié)合。的反密碼子與mRNA上的起始密碼子配對(duì)。4、帶有tRNA、mRNA和3個(gè)翻譯起始因子的小亞基復(fù)合物與50S大亞基真核生物翻譯起始的特點(diǎn)●起始因子比較多；●mRNA的5'端帽子結(jié)構(gòu)和3'端polyA都參與形成翻譯起始復(fù)合物；真核生物翻譯起始復(fù)合物形成(區(qū)別原核生物)原核生物中30S小亞基首先與mRNA模板相結(jié)合，再與fMet-tRNAfMet結(jié)合，最后與50S大亞基結(jié)合。而在真核生物中,40S小亞基首先與Met-tRNAMet80S·mRNA·Met-tRNAMet起始復(fù)合物(P131)。(三)肽鏈的延伸肽鏈延伸由許多循環(huán)組成，每加一個(gè)氨基酸就是一個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)包括：AA-tRNA與核糖體結(jié)合、肽鍵的生成和移位。分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)延伸因子(elongationfactor,EF):真核生物：EF-1、EF-21、AA-tRNA與核糖體A位點(diǎn)的結(jié)合需要消耗GTP,并需EF-Tu、EF-Ts兩種延伸因子2、肽鍵形成：是由轉(zhuǎn)肽酶/肽基轉(zhuǎn)移酶催化3、移位：核糖體向mRNA3'端方向移動(dòng)一個(gè)密碼子。需要消耗GTP,并需EF-G延伸因子A位點(diǎn)是新到來(lái)的氨酰-tRNA的結(jié)合位點(diǎn)。P位點(diǎn)是肽酰-tRNA的結(jié)合位點(diǎn)。E位點(diǎn)是延伸過(guò)程中釋放tRNA的位點(diǎn),即,去氨酰-tRNA通過(guò)E位點(diǎn)脫出，釋放到核糖體外的胞質(zhì)中。(四)肽鏈的終止RF1:識(shí)別終止密碼子UAA和UAG終止因子RF2:識(shí)別終止密碼子UAA和UGARF3:具GTP酶活性，刺激RF1和RF2活性，協(xié)助肽鏈的釋放真核生物只有一個(gè)終止因子(eRF)(五)蛋白質(zhì)前體的加工1、N端fMet或Met的切除2、二硫鍵的形成3、特定氨基酸的修飾分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)磷酸化、糖基化、甲基化、乙基化、羥基化和羧基化4、切除新生肽鏈中非功能片段(六)蛋白質(zhì)折疊由核糖體合成的所有新生肽鏈必須通過(guò)正確的折疊才能形成動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)穩(wěn)定的三位構(gòu)象，從而表現(xiàn)出生物學(xué)活性或功能。新生多肽→一級(jí)結(jié)構(gòu)→二級(jí)結(jié)構(gòu)→三級(jí)結(jié)構(gòu)已經(jīng)具有活性→(對(duì)于寡聚蛋白需要組裝稱為四級(jí)結(jié)構(gòu)才有活性。(七)蛋白質(zhì)合成抑制劑·青霉素、四環(huán)素和紅霉素只與原核細(xì)胞核糖體發(fā)生作用，從而阻遏原核生物蛋白質(zhì)的合成，抑制細(xì)菌生長(zhǎng)。被廣泛用于人類醫(yī)學(xué)?！ぢ让顾睾袜堰拭顾丶饶芘c原核細(xì)胞核糖體結(jié)合，又能與真核生物核糖體結(jié)合，妨礙細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成，影響細(xì)胞生長(zhǎng)。氯霉素有時(shí)也用于治病，但劑量和周期受到較嚴(yán)控制。五、蛋白質(zhì)的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制1、翻譯-運(yùn)轉(zhuǎn)同步機(jī)制2、翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制(1)線粒體蛋白質(zhì)跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)(2)葉綠體蛋白質(zhì)的跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)3、核定位蛋白的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制4、蛋白質(zhì)的降解1*蛋白質(zhì)的合成位點(diǎn)與功能位點(diǎn)常常被細(xì)胞內(nèi)的膜所隔開(kāi)，蛋白質(zhì)需要運(yùn)轉(zhuǎn)。分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)T*核糖體是真核生物細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所，任何時(shí)候都有許多蛋白質(zhì)被輸送到細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核、線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等各個(gè)部分，補(bǔ)充和更新細(xì)胞功能。1*細(xì)胞各部分都有特定的蛋白質(zhì)組分，蛋白質(zhì)必須準(zhǔn)確無(wú)誤地定向運(yùn)送才能保證生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。1*細(xì)胞中蛋白質(zhì)的合成：絕大多數(shù)在細(xì)胞質(zhì)中合成；一小部分在細(xì)胞器(葉綠體和線粒體)中合成。1*定位于細(xì)胞器內(nèi)的大部分蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)中合成，細(xì)胞器內(nèi)合成的留在細(xì)胞器內(nèi)。1*蛋白質(zhì)插入或穿過(guò)生物膜的過(guò)程稱為蛋白質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)(proteintranslocation)蛋白質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)的兩種方式◆是即將進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)的易位方式；◆蛋白質(zhì)正合成的時(shí)候就可與運(yùn)轉(zhuǎn)裝置結(jié)合；(membrane-boundribosome)?！舴置诘鞍踪|(zhì)大多是以同步機(jī)制運(yùn)輸?shù)摹舻鞍踪|(zhì)翻譯完成后從核糖體上釋放，然合擴(kuò)散至合適的靶膜并與運(yùn)轉(zhuǎn)裝置結(jié)合?！舻鞍踪|(zhì)合成時(shí)，其核糖體不與任何細(xì)胞器相連，稱游離核糖體(freeribosome)◆在細(xì)胞器發(fā)育過(guò)程中，由細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞器的蛋白質(zhì)大多是以翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)機(jī)制運(yùn)輸?shù)摹！魠⑴c生物膜形成的蛋白質(zhì)，依賴于上述兩種不同的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制鑲?cè)肽?nèi)。蛋白性質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制主要類型分泌蛋白質(zhì)在結(jié)合核糖體上合成并以翻譯-運(yùn)轉(zhuǎn)同步機(jī)制運(yùn)輸細(xì)胞器發(fā)育蛋白質(zhì)在游離核糖體上合成以翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制運(yùn)輸核、葉綠體、線體等細(xì)胞器中的蛋白質(zhì)膜的形成兩種機(jī)制兼有類囊體中的蛋白質(zhì)1、翻譯-運(yùn)轉(zhuǎn)同步機(jī)制信號(hào)肽假說(shuō)●信號(hào)肽：能啟動(dòng)蛋白質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)的任何一段多肽。(常指新合成多肽鏈中用于指導(dǎo)蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)移的N-末端氨基酸序列(有時(shí)不一定在N端))。分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)●絕大部分被運(yùn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔的蛋白質(zhì)都帶有一個(gè)信號(hào)肽?！裥盘?hào)序列特點(diǎn)：(1)一般帶有10-15個(gè)疏水氨基酸；(2)在靠近該序列N-端常常有1個(gè)或數(shù)個(gè)帶正電荷的氨基酸；(3)在其C-末端靠近蛋白酶切割位點(diǎn)處常常帶有數(shù)個(gè)極性氨基酸，離切割位點(diǎn)最近的那個(gè)氨基酸往往帶有很短的側(cè)鏈(丙氨酸或甘氨酸)?！裥盘?hào)肽假說(shuō)內(nèi)容：(1)蛋白質(zhì)合成起始首先合成信號(hào)肽(2)SRP(信號(hào)識(shí)別蛋白)與信號(hào)肽結(jié)合，翻譯暫停(3)SRP與SRP受體結(jié)合，核糖體與膜結(jié)合，翻譯重新開(kāi)始(4)信號(hào)肽進(jìn)入膜結(jié)構(gòu)(5)蛋白質(zhì)過(guò)膜，信號(hào)肽被切除，翻譯繼續(xù)進(jìn)行(6)蛋白質(zhì)完全過(guò)膜，核糖體解離信號(hào)肽與蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)系P144(1)完整信號(hào)肽是保證蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的必要條件；(2)僅有信號(hào)肽不足以保證蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)發(fā)生；(3)信號(hào)序列切除并不是轉(zhuǎn)運(yùn)所必需；(4)并非所有運(yùn)轉(zhuǎn)蛋白質(zhì)都有可降解的信號(hào)肽。蛋白質(zhì)翻譯運(yùn)轉(zhuǎn)同步運(yùn)輸?shù)幕具^(guò)程可分兩個(gè)階段：首先：帶有新生肽鏈的核糖體與膜結(jié)合；然后：新生肽鏈進(jìn)入膜通道并易位。分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)核糖體與膜結(jié)合需要信號(hào)識(shí)別顆粒(signalrecognitionparticle,SRP)。SRP有兩種能力：◆結(jié)合新合成的分泌型蛋白的信號(hào)序列；2、翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制前導(dǎo)肽及其特性：翻譯后跨膜易位的蛋白質(zhì)，前體一般含前導(dǎo)肽(leader運(yùn)轉(zhuǎn)中起重要作用。。過(guò)膜后，前導(dǎo)肽水解，蛋白質(zhì)變?yōu)橛泄δ艿牡鞍踪|(zhì)。peptide),前導(dǎo)肽在跨膜前導(dǎo)肽的一般特性：(1)帶正電荷堿性氨基酸(Arg)較豐富，分散于不帶電荷的氨基酸序列之間；(2)缺少帶負(fù)電荷的酸性氨基酸；(3)羥基氨基酸(Ser)含量較高；(4)有形成兩親(親水和疏水)α-螺旋能力。線粒體蛋白質(zhì)跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)·分子伴侶：結(jié)合在一些不完全裝配或不恰當(dāng)折疊蛋白上，幫助它們折疊或防止它們聚集的蛋白質(zhì)?！し肿影閭H的生物學(xué)功能·(1)幫助新生蛋白質(zhì)正確折疊·(2)糾正錯(cuò)誤折疊或介導(dǎo)其降解分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)·泛素活化酶(ubiquitin-activatingenzyme,E1)·泛素結(jié)合酶(ubiquitin-conjugatingenzyme,E2)·泛素蛋白連接酶(ubiquitin-proteinligatingenzyme,E3)E1,E2,E3的作用：·E1激活泛素分子，·E2就負(fù)責(zé)把泛素分子綁在被降解蛋白質(zhì)上?！3能識(shí)別被降解的蛋白質(zhì)。分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)第四章分子生物學(xué)研究法重組DNA技術(shù)-基因工程分子雜交及相關(guān)技術(shù)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的原理和應(yīng)用DNA多態(tài)性及其檢測(cè)·基因操作：主要包括DNA分子的切割與連接、核酸分子雜交、凝膠電泳、細(xì)胞轉(zhuǎn)化、核酸序列分析以及基因的人工合成、定點(diǎn)突變和PCR擴(kuò)增等?！せ蚬こ蹋褐冈隗w外將核酸分子插入病毒、質(zhì)?；蚱渌d體分子，構(gòu)成遺傳物質(zhì)的新組合，使之進(jìn)入新的宿主細(xì)胞內(nèi)并獲得持續(xù)穩(wěn)定增值能力和表達(dá)。·基因工程技術(shù)實(shí)際上是核酸操作技術(shù)的一部分。1、理論上的三大發(fā)現(xiàn)遺傳物質(zhì)主要是DNA■DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)和半保留復(fù)制機(jī)制2、技術(shù)上的三大發(fā)明限制酶和連接酶體外切割和連接DNA片斷■質(zhì)粒改造成載體以攜帶DNA片斷克隆■逆轉(zhuǎn)錄酶的使用①常用的工具酶分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)限制性核酸內(nèi)切割DNA切酶DNA連接酶生成3'-5'磷酸二酯鍵DNA聚合酶I探針標(biāo)記、補(bǔ)平3'末端反轉(zhuǎn)錄酶多聚核苷酸激5'磷酸化、探針標(biāo)記酶末端轉(zhuǎn)移酶3'末端多聚尾堿性磷酸酶切除末端磷酸基●自我復(fù)制原核載體：質(zhì)粒(pBR322,pUC…)真核載體：動(dòng)物病毒載體pLXSN載體的條件噬菌體(λ,M13)●分子小(<10Kb)·有限制酶酶切位點(diǎn)●可自主復(fù)制有足夠的copy數(shù)分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)帶篩選的標(biāo)志1982年--轉(zhuǎn)基因小鼠1997年克隆綿羊“多利”1998年--克隆鼠2001年2月--人類基因組重組DNA技術(shù)是現(xiàn)代分子生物技術(shù)發(fā)展中最重要的成就之一。即是基因工程(GeneEngineering)的核心技術(shù)。重組DNA技術(shù)(RecombinantDNATechnique)是人類根據(jù)需要選擇目的基因(DNA片段)在體外與基因運(yùn)載體重組，轉(zhuǎn)移至另一細(xì)胞或生物體內(nèi)，以達(dá)到改良和創(chuàng)造新的物種和治療人類疾病的目的。這一技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，關(guān)鍵在于限制酶的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用?；虿僮鳎褐饕―NA分子的切割與連接、核酸分子雜交、凝膠電泳、細(xì)胞轉(zhuǎn)化、核酸序列分析以及基因的人工合成、定點(diǎn)突變和PCR擴(kuò)增等?；蚬こ蹋褐冈隗w外將核酸分子插入病毒、質(zhì)?；蚱渌d體分子，構(gòu)成遺傳物質(zhì)的新組合，使之進(jìn)入新的宿主細(xì)胞內(nèi)并獲得持續(xù)穩(wěn)定增值能基因工程技術(shù)實(shí)際上是核酸操作技術(shù)的一部分?；蛘哒f(shuō)基因操作技術(shù)服務(wù)于基因工程。限制性內(nèi)切核酸酶(restrictiveendonucleases),又稱限制酶。是特異性地切斷DNA鏈中磷酸二酯鍵的核酸酶(“分子手術(shù)刀”)。分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)發(fā)現(xiàn)于原核生物體內(nèi)，現(xiàn)已分離出100多種,幾乎所有的原核生物都含有這種酶。是重組DNA技術(shù)和基因診斷中重要的一類工具酶。1、限制酶的命名命名原則：限制酶由三部分構(gòu)成，即菌種名、菌系編號(hào)、分離順序。屬名菌株名種名編號(hào)第一個(gè)限制酶。2、限制酶的特點(diǎn)：(1).限制性內(nèi)切酶一般識(shí)別完全的回文結(jié)構(gòu)，它具有兩個(gè)基本特點(diǎn)：①能夠在中間劃一個(gè)對(duì)稱軸，兩側(cè)的序列兩兩對(duì)稱互補(bǔ)配對(duì)；②兩條互補(bǔ)鏈的5’—3'的序列組成相同，即將一條鏈旋轉(zhuǎn)180度，則兩條鏈重疊。(2).識(shí)別4-8個(gè)相連的核苷酸組成的特定核甘酸序列。(3)切割方式有兩種①錯(cuò)位切割，產(chǎn)生互補(bǔ)性的粘性末端。錯(cuò)位切割所產(chǎn)生的DNA末端，兩條鏈不平齊，一條鏈凸出，一條鏈凹進(jìn)，這種末端稱為黏性末端。帶有相同黏性末端的DNA分子很容易在末端互補(bǔ)配對(duì)，連接成新的重組分子。②沿對(duì)稱軸切割，產(chǎn)生平齊末端分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)末端的一條鏈多出一至幾個(gè)核苷酸，成為突出末端，又稱粘性末端包括3'突出、5'突出。切割兩條鏈時(shí)產(chǎn)生兩端平整的DNA分子，稱為平末端。(4)具有同裂酶來(lái)源不同的限制性內(nèi)切酶識(shí)別同樣的核甘酸靶序列。如：BamH|和Bstl具有相同的識(shí)別序列GGATCC。(5)具有同尾酶來(lái)源各異，識(shí)別的靶序列也不同，但卻產(chǎn)生相同的黏性末端，故同尾酶產(chǎn)生的黏性末端可以連接起來(lái)，但一般不能再被原來(lái)的任何一種酶所切割。如：Taql、Clal和Accl為一組同尾酶，其中任何一種酶切割DNA分子都產(chǎn)生5'端CG凸出的粘性末端。二、目的基因及載體(一)目的基因(一)目的基因的獲得1)化學(xué)合成法：較短的基因(60-80bp)引物、測(cè)序引物、定點(diǎn)突變、核酸雜交探針1)DNA的化學(xué)合成單鏈DNA短片段的合成已成為分子生物學(xué)和生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)技>化學(xué)合成DNA分子是把新的脫氧核糖核苷酸加到DNA雙鏈的5'端，而在細(xì)胞中DNA分子合成的方向恰恰相反。分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)>整個(gè)DNA的化學(xué)合成過(guò)程可以在一個(gè)反應(yīng)柱上連續(xù)進(jìn)行，并且可以對(duì)合成過(guò)程進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制。>目前常用的化學(xué)合成DNA的方法是磷酰胺法。2)基因組文庫(kù)和cDNA文庫(kù)基因庫(kù)，也叫基因組文庫(kù)，DNA文庫(kù)(DNAlibrary)是指用克隆的方法將一種生物的全部基因組長(zhǎng)期以重組體方式保持在適當(dāng)?shù)乃拗髦?。將生物?xì)胞基因組DNA通過(guò)限制性內(nèi)切酶部分酶解后所產(chǎn)生的基因組DNA片段隨機(jī)地同相應(yīng)的載體重組、克隆,所產(chǎn)生的克隆群體代表了基因組DNA的所有序列。這樣保存的基因組是多拷貝、多片段，當(dāng)需要某一片段時(shí)，可以在這樣的“圖書(shū)館”中查找(沒(méi)有目錄)。cDNA文庫(kù)首先獲得mRNA,反轉(zhuǎn)錄得cDNA,經(jīng)克隆后形成文庫(kù)。CDAN文庫(kù)和基因組文庫(kù)的不同之處在于，cDNA文庫(kù)除卻了mRNA拼接過(guò)程中除去的內(nèi)含子等成分，便于DNA重組的使用。其復(fù)雜性比基因文庫(kù)主要用于研究蛋白質(zhì)的氨基酸順序，可根據(jù)克隆的cDNA分子的核酸序列直接推倒出來(lái)。組建一個(gè)cDNA文庫(kù)的步驟：1)分離表達(dá)目的基因的組織或細(xì)胞2)從組織或細(xì)胞中制備總體RNA和mRNA3)第一條cDNA鏈的合成，需要RNA模板，cDNA合成引物，逆轉(zhuǎn)錄酶，4種脫氧核苷三磷酸以及相應(yīng)的緩沖液(Mg2+)等。分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)4)第二條cDNA鏈的合成5)cDNA的甲基化和接頭的加入6)雙鏈cDNA與載體的連接載體(Vector):將外源目的DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞，并能自我復(fù)制和增殖的工具。載體具以下特征：1)分子量小，便于攜帶較大的DNA片段，能進(jìn)入宿主細(xì)胞并在其中增殖；(質(zhì)粒大于15kb時(shí)，其將外源DNA轉(zhuǎn)入大腸桿菌的效率將大大2)有多種限制酶切點(diǎn)，每種限制酶最好只有單一切點(diǎn)；3)被切割后的載體，插入外源DNA后，不影響其復(fù)制能力，并有可選擇的標(biāo)記基因(如，抗藥基因)。4)可以在載體細(xì)胞中獨(dú)立復(fù)制，即本身是一個(gè)復(fù)制子。基因工程載體的分類根據(jù)載體的分子生物學(xué)特性劃分(1).質(zhì)粒型載體—環(huán)狀dsDNA分子，自主復(fù)制(質(zhì)粒DNA載體)。如：質(zhì)粒載體(2).病毒型載體—環(huán)狀、線狀、ss-和ds-DNA分子，形成病毒顆粒。如：噬菌體載體(3).混合型載體—具質(zhì)粒和病毒特性，特性的轉(zhuǎn)換依賴于宿主細(xì)胞生物學(xué)特性。如：柯斯質(zhì)粒載體分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)用于原核生物宿主的載體目前已構(gòu)建應(yīng)用的基因工程載體主要有：(一).質(zhì)粒(plasmid):質(zhì)粒是細(xì)胞染色體或核區(qū)DNA外能夠自主復(fù)制的很質(zhì)粒載體特點(diǎn)1、至少有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，因而至少可在一種生物體中自主復(fù)制。2、至少應(yīng)有一個(gè)克隆位點(diǎn)，以供外源DNA插入。3、至少應(yīng)有一個(gè)遺傳標(biāo)記基因，以指示載體或重組DNA分子是否進(jìn)入宿4、具有較小的分子量和較高的拷貝數(shù)。*注：前三個(gè)特點(diǎn)必不可少。1、標(biāo)記基因的作用1)指示外源DNA分子(載體或重組分子)是否進(jìn)入宿主細(xì)胞2)指示外源DNA分子是否插入載體分子形成了重組子。2、標(biāo)記基因的種類1)抗性標(biāo)記基因(可直接用于選擇轉(zhuǎn)化子)主要是抗生素抗性基因：Ampr,Tetr,Cmlr,Kanr2)生化標(biāo)記基因其表達(dá)產(chǎn)物可催化某些易檢測(cè)的生化反應(yīng)，如lacZ3、常用的遺傳標(biāo)記基因及其作用機(jī)制1)四環(huán)素抗性基因(Tetr,Tcr)2)氨芐青霉素抗性基因(Ampr,Apr)44/69分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)3)氯霉素抗性基因(Cmlr,Cmr)4)卡那霉素(Kanr),新霉素(Neor)和G418抗性(G418r)基因5)β—半乳糖苷酶基因(lacZ和lacZa)三DNA重組基本程序1.分—載體和目的基因的分離2.切—限制性內(nèi)切酶的應(yīng)用3.接—載體與目的基因連接成重組體4.轉(zhuǎn)—基因序列轉(zhuǎn)入細(xì)胞5.篩—目的基因序列克隆的篩選和鑒定6.表-目的基因在宿主細(xì)胞的表達(dá)目的基因的獲取方法：從基因組中提取、CDNA法、化學(xué)合成法、PCR法。鑒定得到的目的基因的鑒定方法：抗性選擇、提取質(zhì)粒電泳鑒定大小、快速提取酶切鑒定、菌落雜交法、DNA序列分析。第二節(jié)分子雜交及相關(guān)技術(shù)分子雜交：是通過(guò)各種方法將核酸分子固定在固相支持物上，然后用標(biāo)記的探針與被固定的分子雜交，經(jīng)顯影后顯示出目的分子所處的位置的過(guò)程分子雜交包括：DNA-DNA雜交(原位雜交、點(diǎn)雜交、Southern雜交),DNA-RNA雜交(Northern雜交)及蛋白雜交(Western雜交)等。一、雜交探針(Probe)的獲得Probe:探針，是由放射性同位素、生物素或熒光染料等進(jìn)行標(biāo)記后，能與目的基因片段特異性雜交的已知序列的核酸片段。分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)根據(jù)探針的來(lái)源及核酸性質(zhì)不同又可分為DNA探針，RNA探針，cDNA探針，及寡核苷酸探針等幾類。>DNA探針：DNA探針是最常用的核酸探針,指長(zhǎng)度在幾百堿基對(duì)以上的雙鏈DNA或單鏈DNA。這類探針多為某一基因的全部或部分序列，或某一非編碼序列。可從已建立的基因組文庫(kù)中篩選分離并克隆制備。>cDNA探針(complementaryDNA):cDNA是指互補(bǔ)于mRNA的DNA分子，是由逆轉(zhuǎn)錄酶催化而產(chǎn)生的。該酶以RNA為模板，根據(jù)堿基配對(duì)原則,按照RNA的核苷酸順序合成DNA可以從已構(gòu)建的cDNA文庫(kù)中篩查和分離目的基因探針。>RNA探針：RNA探針是一類很有前途的核酸探針，由于RNA是單鏈分子，所以它與靶序列的雜交反應(yīng)效率極高。早期采用的RNA探針是細(xì)胞mRNA探針和病毒RNA探針，這些RNA是在細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄或病毒復(fù)制過(guò)程中得到標(biāo)記的，標(biāo)記效率往往不高，且受到多種因素的制約。這類RNA探針主要用于研究目的，而不是用于檢測(cè)。》寡核苷酸探針：根據(jù)已知基因序列，人工合成一段互補(bǔ)的DNA片段。一般長(zhǎng)約15~50個(gè)bpRNA探針和cRNA探針具有DNA探針?biāo)荒鼙葦M的高雜交效率，但RNA探針也存在易于降解和標(biāo)記方法復(fù)雜等缺點(diǎn)。前三種探針均是可克隆的，分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)一般情況下，只要有克隆的探針，就不用寡核苷酸探針。三、DNA雜交常用的方法用途：用于快捷地檢查出菌落中是否有某個(gè)基因，但不能檢出基因的大小或重復(fù)的程度。>將重組體DNA用限制酶切割，分離出目的DNA后進(jìn)行電泳分離，再將其原位轉(zhuǎn)至薄膜上，固定后用探針雜交的方法叫Southern雜交。>用途：用來(lái)檢查DNA樣品中是否存在有某個(gè)特定的基因，而且還可知道其大小及酶切位點(diǎn)的分布。SouthernDNA印跡雜交主要步驟：1.DNA提取，限制性內(nèi)切酶切割成DNA片段。3.印跡，將進(jìn)行DNA電泳的凝膠置于印跡設(shè)備中，緩沖液內(nèi)含有堿，在印跡過(guò)程中DNA變性，變成單鏈DNA。凝膠上的DNA分子通過(guò)毛細(xì)管4.80℃烘烤1-2小時(shí)，DNA片段牢固結(jié)合到膜上。5.帶有DNA的濾膜與雜交探針一起溫育，探針與DNA結(jié)合。洗去沒(méi)有結(jié)合的游離探針。6.用X光底片曝光后所得的放射性自顯影圖片,同溴化乙錠染色的凝膠譜帶進(jìn)行對(duì)照比較，便可鑒定出那一條限制片段是與探針核苷酸同源的。讓含重組體的菌落或噬菌斑由平板轉(zhuǎn)移到膜上并釋放出DNA,變性分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)并固定在膜上，再同DNA探針雜交的方法叫原位雜交。用途：用于在轉(zhuǎn)化菌落中篩選帶有目的基因的重組克隆四、RNA雜交常用方法NorthernRNA印跡雜交：將RNA分子從電泳凝膠轉(zhuǎn)移到硝酸纖維濾膜或其它化學(xué)修飾的活性濾紙上，進(jìn)行核酸雜交的一種實(shí)驗(yàn)方法，被檢對(duì)象為RNA,用途：用來(lái)檢查基因組中某個(gè)特定的基因是否得到轉(zhuǎn)錄。原理及步驟：提取總RNA、提純分離mRNA、瓊脂糖凝膠電泳分離RNA、轉(zhuǎn)移至硝酸纖維素膜、雜交檢測(cè)關(guān)于印跡技術(shù)的概念印跡是將DNA、RNA或蛋白質(zhì)固定在固體支持物的過(guò)程。印跡的目的是減少待測(cè)物質(zhì)的流動(dòng)性，防止丟失、擴(kuò)散，保持原有的位置，便于反復(fù)使用，容易進(jìn)行斑點(diǎn)和序列分析，簡(jiǎn)化分離手續(xù)。Southern雜交、Northern雜交和Western印跡、Eastern印跡實(shí)際上都是印跡技術(shù)。但印記轉(zhuǎn)移的目標(biāo)物質(zhì)不同，鑒別方法也不同。五、蛋白質(zhì)印跡法(Westernbloting)Westernblotting分析(p189)是蛋白質(zhì)分析的技術(shù)在基因表達(dá)研究中，應(yīng)用非常廣泛，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)是基因的產(chǎn)物，研究蛋白質(zhì)的變化來(lái)分析判斷基因轉(zhuǎn)錄的高與低。步驟：細(xì)胞→提取總蛋白質(zhì)→聚丙烯酰胺凝膠電泳→轉(zhuǎn)膜(Westernblotting,常用醋酸纖維膜)→固定→用化學(xué)發(fā)光試劑標(biāo)記(抗體抗原反應(yīng))分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)→分析相對(duì)量以判斷表達(dá)量的多少。第三節(jié)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerasechainreaction,PCR)PCR是模擬體內(nèi)DNA復(fù)制條件，應(yīng)用DNA聚合酶反應(yīng)，特異性擴(kuò)增某一DNA片段的技術(shù)。體外程序化的DNA合成技術(shù)。1.增效PCR(boosterPCR)2.巢式PCR(nest轉(zhuǎn)錄PCR(retro-transcriptionPCR,簡(jiǎn)稱RTPCR)5.不對(duì)稱PCR6.反向PCR7、錨定PCR(AnchoredPCR,A-PCR)>先合成cDNA,并用末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶在其3'-可變區(qū)末端加上一個(gè)PolyG尾巴，所用引物是具5'-polyC尾巴，可以與PolyG尾巴結(jié)合，是一個(gè)固定點(diǎn)，無(wú)論其余部分序列如何，只識(shí)別片段末端，由此進(jìn)行PCR擴(kuò)增，叫錨定PCR。>錨定PCR主要用于分析具有可變末端的DNA序列.>PCR技術(shù)的應(yīng)用1.遺傳性疾病的基因診斷2.傳染病的診斷(肝炎病毒)3.癌基因檢測(cè)4.法醫(yī)學(xué)(親子鑒定)上的應(yīng)用5.DNA測(cè)序6.基因克隆7.引入基因點(diǎn)突變，基因融合等第四節(jié)DNA多態(tài)性(DNAPolymorphism群體中每個(gè)個(gè)體(體細(xì)胞)的兩套單倍體DNA是不完全相同的，一般每100～500bp就有一個(gè)是不相同的，它們多位于內(nèi)含子序列中，表型并沒(méi)有改變，這種表現(xiàn)稱為DNA多態(tài)。常用做遺傳分析中的標(biāo)記。除一卵雙生子外，沒(méi)有兩個(gè)個(gè)體的基因組DNA是完全相同的。分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)DNA多態(tài)性有兩類：1.位點(diǎn)多態(tài)性：是由于等位基因之間在特定的位點(diǎn)上DNA序列存在差異，也就是基因組中散在的堿基的不同，包括點(diǎn)突變(轉(zhuǎn)換和顛換),單個(gè)堿基的置換、缺失和插突變是基因多態(tài)性的一種特殊形式，單個(gè)堿基的置換又稱為單核苷酸多態(tài)性(singlenucleotidepolymorphism,SNP)。2.序列長(zhǎng)度多態(tài)性：>又稱可變數(shù)目變異串聯(lián)重復(fù)序列(variablenumberoftandemrepeats,VNTRS),重復(fù)序列以各自的核心序列(重復(fù)單元)首尾相連多次重復(fù)，散在地分布于染色體上，以插入/缺失方式形成多態(tài)。>VNTR兩側(cè)的酶切位點(diǎn)固定，但兩酶切點(diǎn)之間的串聯(lián)重復(fù)拷貝數(shù)不同，酶切后產(chǎn)生不同長(zhǎng)度的片段。PCR-SSCP(Single-StrandedConformationPolymorphroism)SSCP:單鏈構(gòu)象多態(tài)性是指單鏈DNA由于堿基序列不同而引起構(gòu)象差異，這種差異將造成相同或相近長(zhǎng)度的單鏈DNA電泳遷移率不同。據(jù)此，可用于DNA中單個(gè)堿基的替代、微小的缺失或插入的檢測(cè)。通常與PCR技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，稱基因芯片，又稱生物芯片，DNA芯片，DNA探針微陣列(Microarray)。它集成了大量的密集排列的基因探針，這些探針位于芯片的特定位點(diǎn)上，可與被熒光標(biāo)記的若干靶核酸序列互補(bǔ)匹配，利用基因芯片雜交圖象，可以確定雜交探分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)針的位置，便可根據(jù)堿基互補(bǔ)匹配的原理確定靶基因的序列，實(shí)現(xiàn)核酸序列的分子識(shí)別?；蛐酒茉谕粫r(shí)間內(nèi)分析大量的基因，實(shí)現(xiàn)生物基因信息的大規(guī)模2.尋找基因功能3.基因型及單堿基多態(tài)(SNP)4.突變檢測(cè)6.基因測(cè)序7.藥物篩選幾乎所有的生物學(xué)研究領(lǐng)域。作為一種高通量的基因檢測(cè)方法，具有巨大的應(yīng)用潛力。分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)第五章原核生物基因表達(dá)調(diào)控一、基因表達(dá)(geneexpression):在一定調(diào)節(jié)機(jī)制控制下，基因通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯而產(chǎn)生其蛋白質(zhì)產(chǎn)物，或轉(zhuǎn)錄后直接產(chǎn)生其RNA產(chǎn)物，如tRNA、rRNA等的過(guò)程?！ご蠖鄶?shù)基因的表達(dá)產(chǎn)物是蛋白質(zhì)，部分基因如tRNA和rRNA基因表達(dá)產(chǎn)物是RNA。二、基因表達(dá)調(diào)控·圍繞基因表達(dá)過(guò)程中發(fā)生的各種各樣的調(diào)節(jié)方式都通稱為基因表達(dá)調(diào)控.DNA水平包括基因丟失、基因重排、染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。RNA水平包括轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控、RNA的轉(zhuǎn)錄后加工、mRNA從核內(nèi)向胞漿轉(zhuǎn)蛋白質(zhì)水平包括翻譯過(guò)程；翻譯后加工的蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。三、基因表達(dá)的特性：1)時(shí)間特異性或階段特異性2)空間特異性或組織細(xì)胞特異性1、時(shí)間特異性按功能需要，某一特定基因的表達(dá)嚴(yán)格按特定的時(shí)間順序發(fā)生，稱之為基因分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)表達(dá)的時(shí)間特異性(temporalpecificity)。多細(xì)胞生物基因表達(dá)的時(shí)間特異性又稱階段特異性(stagespecificity)?！?、空間特異性(spatialspecificity)■在個(gè)體生長(zhǎng)全過(guò)程，某種基因產(chǎn)物在個(gè)體按不同組織空間順序出現(xiàn)，稱之為基因表達(dá)的空間特異性(spatialspecificity)。■基因表達(dá)伴隨時(shí)間順序所表現(xiàn)出的這種分布差異，實(shí)際上是由細(xì)胞在器官的分布決定的，所以空間特異性又稱細(xì)胞或組織特異性(cellortissuespecificity)。四、基因表達(dá)的方式·適應(yīng)性表達(dá)(誘導(dǎo)和阻遏表達(dá))1、組成性基因表達(dá)>指不大受環(huán)境變動(dòng)而變化的一類基因的表達(dá)。如：DNA聚合酶、RNA聚合酶等代謝過(guò)程中十分必須的蛋白質(zhì)或酶的表達(dá)。某些基因在一個(gè)生物個(gè)體的幾乎所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)，通常被稱為管家基因如：微管蛋白基因、糖酵解酶系基因、核糖體蛋白基因2、適應(yīng)性表達(dá)(誘導(dǎo)和阻遏表達(dá))指環(huán)境的變化容易使其表達(dá)水平變動(dòng)的一類基因表達(dá)?！ふT導(dǎo)表達(dá)(induction)指在特定環(huán)境因素刺激下，基因被激活，從而使基因的表達(dá)產(chǎn)物增加。這類基因稱為可誘導(dǎo)基因?！ぷ瓒舯磉_(dá)(repression)指在特定環(huán)境因素刺激下，基因被抑制，從而使基因的表達(dá)產(chǎn)物減少。這類基因稱為可阻遏基因。在一定機(jī)制控制下，功能上相關(guān)的一組基因，無(wú)論其為何種表達(dá)方式，均需協(xié)調(diào)一致、共同表達(dá)，即為協(xié)調(diào)表達(dá)(coordinateexpression),這種調(diào)節(jié)稱為協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)(coordinateregulation)。五、基因表達(dá)調(diào)控的基本原理1.基因表達(dá)調(diào)控的多層次和復(fù)雜性四個(gè)基本調(diào)控點(diǎn)(1)基因結(jié)構(gòu)的活化(2)轉(zhuǎn)錄起始：最有效的調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)(3)轉(zhuǎn)錄后加工及轉(zhuǎn)運(yùn)(4)翻譯及翻譯后加工2.基因轉(zhuǎn)錄激活調(diào)節(jié)基本要素基因表達(dá)的調(diào)節(jié)與基因的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)，生物個(gè)體或細(xì)胞所處的內(nèi)、外環(huán)境，以及細(xì)胞內(nèi)所存在的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白有關(guān)。三個(gè)基本要素：1)特異的DNA調(diào)節(jié)序列2)調(diào)節(jié)蛋白3)RNA聚合酶基因轉(zhuǎn)錄激活調(diào)節(jié)基本要素1、特異DNA序列原核生物的操縱子真核生物的順式作用元件分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)2、調(diào)節(jié)蛋白真核生物的順式作用元件:是指可影響自身基因表達(dá)活性的特異DNA序列。通常是非編碼序列。包括啟動(dòng)子、增強(qiáng)子及沉默子等是調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄的蛋白因子，如原核生物的阻遏蛋白和CAP蛋白(降解物基因活化蛋白)、真核生物的基本轉(zhuǎn)錄因子和特異轉(zhuǎn)錄因子等。原核啟動(dòng)序列或真核啟動(dòng)子是由轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)、RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)及控制轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)組件組成。啟動(dòng)序列影響其與RNA聚合酶的親和力，而親和力大小則直接影響轉(zhuǎn)錄起動(dòng)的頻率。六、基因表達(dá)調(diào)控的生物學(xué)意義1、適應(yīng)環(huán)境、維持生長(zhǎng)和增殖2、維持個(gè)體發(fā)育與分化基因表達(dá)調(diào)控●轉(zhuǎn)錄后水平上的調(diào)控》原核生物主要是在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)控基因的表達(dá)。>當(dāng)需要某種基因產(chǎn)物時(shí)，就大量合成這種mRNA,當(dāng)不需要這種基因產(chǎn)物時(shí)就抑制這種mRNA的轉(zhuǎn)錄，就是讓相應(yīng)的基因不表達(dá)?！吠ǔＫf(shuō)的基因不表達(dá)，并不是說(shuō)這個(gè)基因就完全不轉(zhuǎn)錄為mRNA,而是轉(zhuǎn)錄的水平很低，維持在一個(gè)基礎(chǔ)水平(本底水平)。分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)>基因表達(dá)完全關(guān)閉的情況使極為少見(jiàn)的?！ぴ跊](méi)有調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)存在時(shí)基因是表達(dá)的，加入某種調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)后基因活性就被關(guān)閉，這樣的控制系統(tǒng)就叫做負(fù)控系統(tǒng)。·其調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)叫做阻遏蛋白●兩種類型：負(fù)控誘導(dǎo)和負(fù)控阻遏·在沒(méi)有調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)存在時(shí)基因是關(guān)閉的，加入某種調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)后基因活性就被開(kāi)啟，這樣的控制系統(tǒng)就叫做正控系統(tǒng)。·其調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)叫做無(wú)輔基誘導(dǎo)蛋白(激活蛋白)(二)特殊代謝物調(diào)節(jié)基因表達(dá)的類型●一些基因在特殊的代謝物或化合物的作用下，由原來(lái)關(guān)閉的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ鳡顟B(tài)，即在某些物質(zhì)的誘導(dǎo)下使基因活化。●調(diào)節(jié)分解代謝的操縱子，同時(shí)受cAMP-CAP的活性調(diào)節(jié)●一些基因在特殊的代謝物或化合物的作用下,由原來(lái)開(kāi)啟的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)，基因的表達(dá)被阻遏.●調(diào)節(jié)合成代謝的操縱子(三)原核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點(diǎn)●調(diào)節(jié)的主要環(huán)節(jié)在轉(zhuǎn)錄水平上進(jìn)行分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)●σ因子決定RNA聚合酶識(shí)別特異性●主要通過(guò)操縱子模式進(jìn)行調(diào)節(jié)●阻遏蛋白對(duì)轉(zhuǎn)錄的抑制作用(阻遏機(jī)制)是普遍存在的負(fù)調(diào)控作用原核生物中基因的組織形式》幾個(gè)作用相關(guān)的基因在染色體上串連排列在一起，由同一個(gè)調(diào)控系統(tǒng)來(lái)控制。>這樣的一個(gè)整體稱為一個(gè)操縱元二、弱化子對(duì)基因活性的影響在操縱區(qū)與結(jié)構(gòu)基因之間的一段可以終止轉(zhuǎn)錄作用的核苷酸序列，當(dāng)操縱子被阻遏時(shí)，RNA合成被終止，這段核苷酸起終止轉(zhuǎn)錄信號(hào)作用.2、弱化子作用機(jī)制RNA分子在分子內(nèi)采用不同的堿基配對(duì)方式，形成不同的二級(jí)結(jié)構(gòu)而參與調(diào)控。當(dāng)不同的結(jié)構(gòu)對(duì)是否允許終止存在差異時(shí),改變二級(jí)結(jié)構(gòu)可對(duì)轉(zhuǎn)錄終止進(jìn)行調(diào)控三、降解物對(duì)基因活性的調(diào)節(jié)1、葡萄糖效應(yīng)(降解物抑制作用)是指當(dāng)葡萄糖和其它糖類一起作為細(xì)菌的碳源時(shí)葡萄糖總是優(yōu)先被利用，葡萄糖的存在阻止了其它糖類的利用的現(xiàn)象。2、降解物對(duì)基因活性的調(diào)節(jié)葡萄糖通過(guò)降低cAMP的含量而抑制基因表達(dá)分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)四、細(xì)菌的應(yīng)急反應(yīng)1、細(xì)菌的應(yīng)急反應(yīng)指細(xì)菌在惡劣生長(zhǎng)環(huán)境中關(guān)閉tRNA和核糖體形成的能力。2、細(xì)菌的應(yīng)急反應(yīng)的機(jī)制鳥(niǎo)苷四磷酸(ppGpp)、鳥(niǎo)苷五磷酸(pppGpp)>誘導(dǎo)物：空載tRNA乳糖操縱子模型1、Z、Y、A基因的產(chǎn)物為一條多順?lè)醋觤RNAlacZ:編碼β-半乳糖苷酶，它可以將乳糖水解為半乳糖和葡萄糖；lacY:編碼半乳糖苷透性酶，它能將乳糖運(yùn)送透過(guò)細(xì)菌的細(xì)胞壁；lacA:編碼硫代半乳糖苷乙酰轉(zhuǎn)移酶，進(jìn)行乳糖代謝。>代謝激活蛋白(Cataboliteactivatingprotein,CAP)是cAmp的受體蛋白(cyclicAmpreceptorprotein,CRP)>cAmp-CAP復(fù)合物，是lac操縱元的正調(diào)控因子4、葡萄糖對(duì)lac操縱子的影響·葡萄糖腺苷酸環(huán)化酶活性降低ATP無(wú)法轉(zhuǎn)變成cAMP不能形成CAP-cAMP復(fù)合蛋白R(shí)NA酶無(wú)法結(jié)合在DNA上結(jié)構(gòu)基因不表達(dá)?！ごx物阻遏效應(yīng)·研究認(rèn)為葡萄糖的某些降解產(chǎn)物抑制lacmRNA的合成，這種效應(yīng)稱之為代謝物阻遏效應(yīng).特殊代謝物調(diào)節(jié)基因活性的類型●可誘導(dǎo)調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)分解代謝的操縱子，同時(shí)受cAMP-CAP的活性調(diào)節(jié)●可阻遏調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)合成代謝的操縱子●色氨酸操縱子主要參與調(diào)控一系列用于色氨酸合成代謝的酶蛋白的轉(zhuǎn)錄合成。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)缺乏色氨酸時(shí)，此操縱子開(kāi)放，而當(dāng)細(xì)胞內(nèi)合成的色氨酸過(guò)多時(shí)，此操縱子被關(guān)閉?！裆彼岵倏v子的調(diào)控機(jī)制與乳糖操縱子類似，但通常情況下，操縱子處于開(kāi)放狀態(tài)，其輔阻遏蛋白不能與操縱基因結(jié)合而阻遏轉(zhuǎn)錄?！穸?dāng)色氨酸合成過(guò)多時(shí),色氨酸作為輔阻遏物與輔阻遏蛋白結(jié)合而形成阻遏蛋白，后者與操縱基因結(jié)合而使基因轉(zhuǎn)錄關(guān)閉。(一)弱化子在操縱區(qū)與結(jié)構(gòu)基因之間的一段可以終止轉(zhuǎn)錄作用的核苷酸序列，當(dāng)操縱子被阻遏時(shí)，RNA合成被終止，這段核苷酸起終止轉(zhuǎn)錄信號(hào)作用.(四)轉(zhuǎn)錄的弱化作用●mRNA轉(zhuǎn)錄的終止是通過(guò)前導(dǎo)肽基因的翻譯來(lái)調(diào)節(jié)的。●在前導(dǎo)肽基因中有兩個(gè)相鄰的色氨酸密碼子，故這個(gè)前導(dǎo)肽的翻譯必定對(duì)tRNATrp的濃度敏感。(五)衰減子的生物學(xué)意義分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)●活性阻遏物和非活性阻遏物的轉(zhuǎn)變可能較慢，而tRNA負(fù)載與否可能更為靈敏；●氨基酸的主要用途是合成蛋白質(zhì)，因而以tRNA負(fù)載情況為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行控制可能更為恰當(dāng).●當(dāng)細(xì)胞內(nèi)氨基酸高于某一水平時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)完全的阻遏；而只有低于這一水平時(shí)，才需用衰減子這個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，阻遏蛋白和衰減子調(diào)節(jié)機(jī)制都是為了避免浪費(fèi)，提高效率。分子生物學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)第六章真核生物基因表達(dá)調(diào)控基因表達(dá)(geneexpression)--基因轉(zhuǎn)錄及翻譯的過(guò)程。rRNA、tRNA的合成屬于基因表達(dá)DNA水平的調(diào)控轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控翻譯水平的調(diào)控翻譯后水平的調(diào)控真核基因組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、在真核細(xì)胞中，一條成熟的mRNA鏈只能翻譯出一條多肽鏈，不存在原核生