分子生物学总结.doc

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1、第一章 绪论1、细胞学说 1847年由德国科学家施莱登和施旺提出。细胞学说的主要内容有： 细胞是有机体， 一切动植物都是由单细胞发育而来， 即生物是由细胞和细胞的产物所组成； 所有细胞在结构和组成上基本相似； 新细胞是由已存在的细胞分裂而来； 生物的疾病是因为其细胞机能失常。2、分子生物学的概念：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，并从分子水平上阐明蛋白质与核酸、蛋白质与蛋白质之间的相互作用的关系及其基因表达调控机理的学科。3、中心法则 1958年由克里克提出 4、分子生物学的研究内容： a：DNA重组技术（基因工程） b：基因的表达调控 c：生物大分子的结构和功能研究(结构

2、分子生物学） d：基因组、功能基因组与生物信息学研究【名词解释】：1、同功tRNA：多个tRNA携带一种氨基酸，这些tRNA称为同功tRNA。2、iRNA：即起始RNA，DNA合成的引物 3、核酶：即具有催化作用的一类RNA分子。4、端粒酶：是一种自身携带模板RNA的逆转录酶，催化端粒DNA的合成，能够在缺少DNA模板的情况下延伸端粒内3端的寡聚核苷酸片段，包含两个活性位点，即逆转录酶活性和核酸内切酶活性。 5、反义核酸：是根据碱基互补原理，用人工合成或生物体自身合成的特定互补的DNA或RNA片段（或其化学修饰的衍生物），能够与目的序列结合，通过空间位阻效应或诱导RNase活性，在复制、转录、

3、剪接、mRNA转运及翻译等水平，抑制或封闭目的基因的表达。第二章 核酸的结构与功能1、染色质的类型分为两种类型： 常染色质和异染色质。 常染色质处于伸展状态，碱性染料着色浅而均匀； 异染色质处于凝集状态，碱性染料着色较深。2、染色质蛋白质分为两类：组蛋白和非组蛋白。核心组蛋白，包括H2A、H2B、H3、H4和H1组蛋白。3、组蛋白的特性： （1）、进化上极端保守； （2）、有组织特异性； （3）、肽链上的氨基酸分布不对称； （4）、组蛋白有被修饰的现象； （5）、富含Lys的组蛋白H5 4、核小体：用于包装染色质的结构单位，是由DNA链缠绕一个组蛋白核构成的。先由四种组蛋白H2A、H2B、H3

4、、H4 构成八聚体，（每一种组蛋白都有2个）作为核小体的核心颗粒，再由DNA缠绕在表面形成。5、染色质的高级结构：1） 染色质的一级结构核小体 2）染色质的二级结构螺线体 3）染色质的三级结构超螺线体 4）染色质的四级结构染色单体 6、主要的RNA种类有rRNA（核糖体RNA）、mRNA（信使RNA）、tRNA(转移RNA)、HnRNA（核不均一RNA）、SnRNA（核内小RNA）、SnoRNA（核仁小分子RNA）、ScRNA（细胞质RNA）等。 7、RNA的功能：作为细胞内蛋白质合成中核蛋白复合物的结构组分，参与蛋白质的生物合成；具有生物催化剂功能，作用于初始产物的剪接加工；参与基因表达的调

5、控；与生物体的进化有关。8、原核生物mRNA的结构特点：具有多顺反子结构；5端无帽子结构,3 端一般无多聚A（Poly A）的尾巴；一般没有修饰碱基。9、每种顺反子是一个特异的翻译区。10、真核生物mRNA结构的特点：5 末端有帽子结构。3端多数带有多聚A（Poly A）的尾巴分子中可能有修饰碱基,主要是甲基化分子中有编码区与非编码区。11、tRNA的结构与功能1) tRNA是分子最小，但含有稀有碱基最多的RNA，其稀有碱基的含量可多达20%。多为甲基化。2) tRNA是保守性最强的RNA。3) tRNA是单链核酸，含7393个核苷酸,但其分子中的某些局部也可形成双螺旋结构。 4) 5 端总是

6、磷酸化，且常是pG。5) 3 端为CCA-OH。6) 二级结构为三叶草形, 三级结构为倒L型。12、rRNA的结构与功能rRNA是细胞中含量最多的RNA，占总量的80%。rRNA与蛋白质一起构成核蛋白体，作为蛋白质生物合成的场所。在原核生物中，rRNA有三种：5S，16S，23S。其中，16S的rRNA参与构成核蛋白体的小亚基，而5S和23S的rRNA参与构成核蛋白体大亚基。在真核生物中，rRNA有四种：5S，5.8S，18S，28S。其中，18S的rRNA参与构成核蛋白体小亚基，其余的rRNA参与构成核蛋白体大亚基。13、反义RNA的定义：碱基序列正好与有意义mRNA互补的RNA，又称为调节

7、RNA。 作用机制：可与mRNA配对结合形成双链，最终抑制mRNA作为模板进行翻译。【核酸的变性、复性和分子杂交】14、DNA的变性：在理化因素作用下，DNA双螺旋的两条互补链松散而分开成为单链，从而导致DNA的理化性质及生物学性质发生改变，这种现象称为DNA的变性。15、引起DNA变性的因素主要有：高温，强酸强碱，极端PH值。有机溶剂、尿素和酰胺等。 16、DNA变性后性质的改变：增色效应：对260nm紫外光的光吸收度增加的现象； 旋光性下降； 粘度降低； 生物学功能丧失或改变。17、DNA 的变性温度Tm ：加热DNA溶液，使其对260nm紫外光的吸收度突然增加，达到其最大值一半时的温度，

8、就是DNA的变性温度。18、变性温度的影响因素：（1）DNA碱基组成。（2）DNA的均一性。（3）介质中离子强度。19、将变性DNA经退火处理，使其重新形成双螺旋结构的过程，称为DNA的复性。 退火：将热变性后的DNA溶液缓慢冷却，在低于变性温度约2530的条件下保温一段时间20、影响复性速度的因素有：（1）DNA的大小。DNA片段小的比大的容易复性。（2）离子强度（3）DNA浓度。DNA浓度越大，两条互补链彼此相遇的可能性越大，复性速度也越快。 (4)温度的影响（5）阳离子浓度21、核酸的分子杂交：两条来源不同的单链核酸（DNA或RNA），只要它们有大致相同的互补碱基顺序，经退火处理即可复性

9、，形成新的杂种双螺旋，这一现象称为核酸的分子杂交。核酸杂交可以是DNA-DNA，也可以是DNA-RNA杂交。不同来源的，具有大致相同互补碱基顺序的核酸片段称为同源顺序。 常用的核酸分子杂交技术有：原位杂交、斑点杂交、Southern杂交、Northern杂交、Wester印迹法等【名词解释】：1、探针：将已知顺序的核酸片段用放射性同位素或生物素进行标记。这种带有一定标记的已知顺序的核酸片段称为探针。2、DNA的变性：在理化因素作用下，DNA双螺旋的两条互补链松散而分开成为单链，从而导致DNA的理化性质及生物学性质发生改变，这种现象称为DNA的变性。3、复性：将变性DNA经退火处理，使其重新形成

10、双螺旋结构的过程，称为DNA的复性。 4、核酸的分子杂交：两条来源不同的单链核酸（DNA或RNA），只要它们有大致相同的互补碱基顺序，经退火处理即可复性，形成新的杂种双螺旋，这一现象称为核酸的分子杂交。第三章 基因与基因组的结构和功能1、基因的定义：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、突变单位、重组单位及控制性状的功能单位。2、一个顺反子就是一段核苷酸序列，能编码一条完整的多肽链。3、基因在结构上还可以划分为若干个小单位。 突变单位（突变子）发生突变的最小单位。最小的突变子是一个bp。 重组单位（重组子）可交换的最小单位。最小的重组单位

11、也可以只是一个bp。 功能单位（顺反子，又叫作用子） 基因中指导一条多肽链的合成DNA序列，平均大小约为500-1500bp。4、基因的功能类别：蛋白质基因-a、结构基因，编码酶和结构蛋白的基因； b、调节基因，调节控制结构基因表达的基因。RNA基因-其最终产物是tRNA和rRNA。不转录基因-a、启动基因，转录是RNA聚合酶与DNA结合的部位； b、操纵基因，操纵结构基因的基因。5、原核、真核生物基因的结构特点比较：原核生物真核生物1. 功能相关基因高度集中，多顺反子形式存在；2. 编码蛋白质的基因通常以单拷贝的形式存在；3. RNA基因常是多拷贝的；4. 细菌中的结构基因没有居间序列，故它

12、们的基因是连续的；5. 细菌中DNA大部分是用于编码蛋白质（90%），只有很少不编码 的DNA序列（10%）；6. 细菌的结构基因重复序列少；7. 单个染色体呈环状，染色体DNA不和蛋白质固定地结合。1. 单顺反子形式存在。2. 含大量重复序列。3. 基因为断裂基因：基因不连续性，基因内部有间隔区(内含子)。4. 功能相关的基因串联在一起形成基因家族（ 来源相同，结构相似，功能相关的基因）5. 非编码序列占90%以上，编码序列10%。6. 染色体呈线状，染色体DNA和蛋白质固定地结合。6、基因的几种特殊形式：（重点）重复基因： 指在基因组中有多份拷贝的基因，往往是生命活动中最基本、最重要的基因

13、。重叠基因：指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列为两个或两个以上基因的组成部分。 断裂基因：指基因的编码序列在DNA分子上是不连续排列的，而是被不编码的序列所隔开。跳跃基因：指可在DNA分子间进行转移的DNA片段。也称为转座遗传因子，转座元件或转座基因，可动基因。 复等位基因：一个座位上的基因，因突变而产生两种以上的等位基因，他们都影响同一性状的状态和性质，这个座位上的一系列等位基因总称为复等位基因。 举例：人类的ABO血型系统。假基因：假基因指与正常功能基因顺序基本相同却不具有控制蛋白质合成的功能的基因。7、基因组的概念（重点）基因组(genome)指生物体或细胞中

14、，一套完整单倍体的遗传物质的总和; 或指原核生物染色体、质粒、真核生物的单倍染色体组、细胞器以及病毒中，所含有的一整套基因，包括构成基因和基因之间区域的所有DNA.8、基因和基因组的大小由内含子的大小和数目决定。9、基因组DNA的C值定理：将真核生物单倍体基因组所包含的全部DNA含量称为该物种的的C值10、基因组DNA的C值悖理：C值悖理是指真核生物中DNA含量的反常现象。具体表现为： C值不随生物的进化程度和复杂性而增加； 关系密切的生物C值相差很大； 真核细胞DNA的含量远远大于编码蛋白等物质所需的量。11、真核生物中外显子和内含子的关系：真核生物中的不连续基因无论表达或不表达其序列一般是保持不变的，但这些不连续基因中的外显子和内含子的数目、位置及长度却是可以变的。12、完整的基因结构包括：前导区、尾部区、内含子和外显子 前导区：位于编码区的前面，相当于mRNA起始密码5端的序列；尾部区：位于编码区之后，指mRNA3端终止密码子后面的非翻译序列；13、细菌基因组和真核生物基因组的特点比较：细菌基因组的特点真核生物基因组的特点基因组通常由一条环形或线形双链DNA分子组成；只有一个复制起点；有操纵子结构；编码蛋白质的基因为单拷贝，但rRNA基因一般是多拷贝；非编码DNA所占比例很少；基因组DNA具有多种调控区，如：复制起始区