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1、中科院生化338大纲 2011.1220 基因治疗419 植物基因工程4农杆菌Ti质粒法：418 病毒分子生物学5SV40病毒：5人免疫缺损病毒HIV5乙型肝炎病素HBV517 高等动物基因表达5表观遗传学：5DNA甲基化5DNA甲基化抑制基因表达机理6X染色体失活6组蛋白修饰6蛋白质磷酸化与信号转导6免疫球蛋白7分子伴侣7癌基因及抑癌基因7母细瘤基因(Rb基因)7P53 基因7ras基因716 基因调控原理7基因表达调控基本概念与原理8操纵子8噬菌体9真核生物基因结构9真核基因表达调控的特点9真核基因转录调控元件及激活机制101.顺式作用元件（分子内作用元件）102.反式作用因子（分子间作用
2、因子）103.转录激活及其调控10转座频率的调控1015基因工程和蛋白质工程11自然界的基因转移和重组12重组DNA技术12基因功能的研究方法13蛋白质工程1414细胞代谢调控14细胞膜结构对代谢的调控作用14酶的调节1413蛋白质合成和转运15蛋白质生物合成体系15蛋白质生物合成过程16多肽链合成后的加工修饰17蛋白质合成抑制因子1712 DNA、RNA和遗传密码18遗传学的中心法则和反中心法则18DNA复制的特点18DNA复制的条件19DNA生物合成19DNA的损伤20DNA突变的类型20DNA突变的效应20DNA损伤的修复21RNA转录合成的特点21RNA转录合成的条件21RNA转录合成
3、的基本过程22真核生物RNA转录后的加工修饰2211 核酸代谢22核苷酸类物质的生理功用22嘌呤核苷酸的合成代谢23嘌呤核苷酸的分解代谢23嘧啶核苷酸的合成代谢23嘧啶核苷酸的分解代谢2410 脂类的合成与代谢24脂类的分类和生理功用24甘油三酯的分解代谢24脂肪酸氧化分解时的能量释放25酮体的生成及利用25甘油三酯的合成代谢25甘油磷脂的代谢26鞘磷脂的代谢26胆固醇的代谢26血浆脂蛋白279 糖类的分解代谢和合成代谢27糖类的生理功用27糖的无氧酵解28糖无氧酵解的调节28糖无氧酵解的生理意义28糖的有氧氧化28糖有氧氧化的生理意义29有氧氧化的调节和巴斯德效应29磷酸戊糖途径29磷酸戊糖
4、途径的生理意义29糖原的合成与分解30糖原合成与分解的生理意义30糖异生30糖异生的生理意义30血糖31光合作用318 新陈代谢和生物能学32生物氧化32线粒体氧化呼吸链32呼吸链成分的排列顺序33生物体内能量生成的方式33氧化磷酸化的偶联部位33氧化磷酸化的偶联机制33氧化磷酸化的影响因素33高能磷酸键的类型34线粒体外NADH的穿梭347 激素34激素按化学结构大体分为四类34作用机制分类34第二信使模式346 维生素和辅酶35分类35脂溶性维生素35一、维生素A36二、维生素D36三、维生素E36四、维生素K36水溶性维生素37一、硫胺素(VB1)37二、核黄素(VB2)37三、泛酸(V
5、B3)37四、吡哆素(VB6)37五、尼克酰胺(VPP)37六、生物素（biotin）38七、叶酸（folic acid，FA）38八、钴胺素(VB12)38九、抗坏血酸(V-C)38其他辅酶38辅酶Q38硫辛酸395 酶学39酶的命名与分类39酶的分子组成39辅酶与辅基的来源及其生理功用39金属离子的作用39酶的活性中心40酶促反应的特点40酶促反应的机制40酶促反应动力学404 脂质与生物膜42脂质42生物膜42膜的流动性423 糖类结构与功能43糖的分类43糖的鉴别43己糖43双糖442 核酸化学45一、 核酸的化学组成45二、 核苷酸的结构与命名45三、 核酸的一级结构45四、 DNA
6、的二级结构45五、 DNA的超螺旋结构45六、 DNA的功能45七、 RNA的空间结构与功能46八、 核酶46九、 核酸的一般理化性质46十、DNA的变性46十一、 DNA的复性与分子杂交46十二、 核酸酶461 蛋白质化学47一、 氨基酸47二、 肽键与肽链47三、 肽键平面(肽单位)47四、 蛋白质的分子结构47六、 蛋白质的分离与纯化48七、 氨基酸顺序分析48 48 49 49 5020 基因治疗在基因水平上治疗疾病的方法。包括基因置换、基因修正、基因修饰、基因失活、引入新基因等。基因治疗有二种形式：一是体细胞基因治疗，正在广泛使用；二是生殖细胞基因治疗，因能引起遗传改变而受到限制。1
7、9 植物基因工程农杆菌Ti质粒法：农杆菌质粒是一种能实现DNA转移和整合的天然系统。Ti质粒有两个区域：T-DNA区（是质粒上能够转移整合入植物受体基因组并能在植物细胞中表达从而导致冠瘿瘤的发生，且可通过减数分裂传递给子代的区域，即反向重复序列）和Vir区（编码能够实现T-DNA转移的蛋白，即转座酶基因），Vir区位于T-DNA以外的一个35 kb内，其产物对T-DNA的转移及整合必不可少。农杆菌侵染植物首先是吸附于植物表面伤口，受伤植物分泌的酚类小分子化合物可以诱导Vir基因的表达。Vir产物能诱导Ti质粒产生一条新的T-DNA单链分子。此单链分子从Ti质粒上脱离后，可以与Vir产物VIRD
8、2蛋白共价结合，并在VIRD4和VIRB等蛋白的帮助下从农杆菌进入植物细胞的染色体中。18 病毒分子生物学SV40病毒：SV40病毒的基因组是一种环形双链的DNA，是最小的DNA病毒之一 。同时它也是第一个完成基因组DNA全序列分析的动物病毒。它可长期潜伏于猴肾细胞，对新生仓鼠有致癌性，体外试验还可使多种属细胞恶性转化。SV40病毒基因的表达：（1）启动子位于调控区复制起点上游，其中含有RNA pdII识别位点位于-21-26bp之间的TATA盒可启动RNA转录起始准确位置，一般不相差10个核苷酸。 （2）增强子 在106-250位是2个串联的含有72bp的完全重复顺序，即为增强子，能增强SV
9、40及异源基因的表达。（3）早期基因转录的mRNA前体选择剪接形成不同的mRNA（TmRNA、t-mRNA)T抗原控制病毒的复制，启动晚期基因转录。（1）早期基因T及t的表达受T抗原的反馈阻遇，表现一种自我调节作用。（2）晚期基因表达需要T抗原及SV40 DNA本身的复制。一般过程是，感染早期合成T、t抗原T-方面抑制早期mRNA进一步合成；另一方激活多种与DNA复制有关的酶，引发病毒的复制进而推动晚期RNA的合成，产生Vp蛋白（12h)V-DNA+VP123病毒颗粒。 人免疫缺损病毒HIV引起获得性免疫缺陷综合征和相关疾病的RNA病毒。病毒主要侵犯CD4 T细胞、CD4单核细胞和B淋巴细胞。
10、 病毒基因组是两条相同的正链RNA，每条RNA长约9.2-9.8kb。两端是长末端重复序列（long terminal repeats, LTR），含顺式调控序列，控制前病毒的表达。已证明在LTR有启动子和增强子并含负调控区。LTR之间的序列编码了至少9个蛋白，可分为叁类：结构蛋白、调控蛋白、辅助蛋白。乙型肝炎病素HBV乙型肝炎病毒 (HBV) 属嗜肝DNA 病毒科 (hepadnaviridae)，基因组长约3.2kb ，为部分双链环状DNA。完整的乙肝病毒成颗粒状，也会被称为丹娜颗粒（Dane）。1965年由丹娜发现。直径为42纳米。颗粒分为外壳和核心两部分。 HBV DNA在复制时，有一
11、个逆转录过程，故易发生变异 。17 高等动物基因表达表观遗传学：表观遗传学是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表达了可遗传的变化的一门遗传学分支学科。表观遗传的现象很多，已知的有DNA甲基化（DNA methylation），基因组印记（genomic impriting），母体效应（maternal effects），基因沉默（gene silencing），核仁显性，休眠转座子激活和RNA编辑（RNA editing）等。DNA甲基化在甲基转移酶的催化下，DNA的CG两个核苷酸的胞嘧啶被选择性地添加甲基，形成5甲基胞嘧啶，这常见于基因的5-CG-3序列。大多数脊椎动物基因组DNA
12、都有少量的甲基化胞嘧啶，主要集中在基因5端的非编码区，并成簇存在。甲基化位点可随DNA的复制而遗传，因为DNA复制后，甲基化酶可将新合成的未甲基化的位点进行甲基化。基因组中60% 90% 的CpG 都被甲基化, 未甲基化的CpG 成簇地组成CpG 岛, 位于结构基因启动子的核心序列和转录起始点。 DNA甲基化抑制基因表达机理C的甲基化可能加强阻遏蛋白或降低激活蛋白与DNA的结合，或因mCpG的甲基伸入DNA双螺旋结构的大沟，影响DNA与结合蛋白的相互作用；也可能由于C的甲基化使DNA双螺旋大沟中过分拥挤从而改变了DNA不同构象间的平衡，更多地由B-DNA变为其他(如Z-DNA)构象以扩展大沟内
13、的空间，影响了DNA结合蛋白对相应专一序列的结合；由于Z-DNA结构收缩，螺旋加深，使许多蛋白质因子赖以结合的元件收缩入大沟而不利于基因转录的起始。用序列相同但甲基化水平不同的DNA为材料进行实验，发现甲基的引入不利于模板与RNA聚合酶的结合，降低了其体外转录活性。DNA甲基化对转录的抑制主要决定于甲基化CpG的密度和启动子强度两个因素：启动子附近甲基化CpG的密度是阻遏作用的主要决定因素。弱的启动子可被散布的甲基化CpG完全阻遏，若外加增强子使启动子强化，则在同样程度的甲基化影响下转录可以恢复；如果甲基化CpG位点进一步增加，转录就会完全停止。阻遏的严重程度与甲基化CpG区对MeCP1（me
14、thylCpG-bindingprotein1）的亲和力成正比。可见在转录的充分激活和完全阻遏之间的调节开关决定于甲基化CpG密度和启动子强度的平衡。总之：甲基化（DNA methylation） DNA甲基化是最早发现的修饰途径之一，大量研究表明，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。 X染色体失活失活的X染色体（Xi）伴随有一系列的表观遗传修饰，包括组蛋白H3的甲基化、组蛋白H3和H4的去乙酰化、macroH2A的积聚和DNA甲基化。其中，组蛋白H3Lys-9和27位点的甲基化修饰是两个独特的抑制型标记，在失活的起始和维持中起着相当重要的作用。DNA甲基化在失活状态的维持中也起到必不可少的作用。组蛋白修饰组蛋白是染色体基本结构-核小体中的重要组成部分,其N-末端氨基酸残基可发生乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化、多聚ADP糖基化等多种共价修饰作用.组蛋白的修饰可通过影响组蛋白与DNA双链的亲和
