分子生物学复习笔记

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1、七年制分子生物学复习笔记 2005.6 For Victor 第 1 页 共 6 页七年制分子生物学七年制分子生物学 2005.6 for Victor 第一章第一章 绪论绪论 重点与难点：掌握医学分子生物学研究的主重点与难点：掌握医学分子生物学研究的主 要内容及其在医学上的应用。要内容及其在医学上的应用。名词解释：名词解释： 分子生物学分子生物学(molecular biology)：是一门从分：是一门从分 子水平研究生命现象、生命本质、生命活动子水平研究生命现象、生命本质、生命活动 及其规律的科学。及其规律的科学。医学分子生物学医学分子生物学(medical molecular biolo

2、gy)： 是分子生物学的一个重要分支，又是一门新是分子生物学的一个重要分支，又是一门新 兴的交叉学科。它是从分子水平上研究人体兴的交叉学科。它是从分子水平上研究人体 在正常和疾病状态下的生命活动规律，从分在正常和疾病状态下的生命活动规律，从分 子水平开展人类疾病的预防、诊断和治疗研子水平开展人类疾病的预防、诊断和治疗研 究的一门科学。究的一门科学。问答题：问答题： 1分子生物学与生物化学有何联系和区别？分子生物学与生物化学有何联系和区别？(1)联系：联系： “分子生物学分子生物学”顾名思义，必须研究分子，顾名思义，必须研究分子， 是从分子水平上研究生物学，研究生命现象、是从分子水平上研究生物学

3、，研究生命现象、 生命活动及其规律。但其研究的重点不是化生命活动及其规律。但其研究的重点不是化 学，而是生物学。学，而是生物学。 现代生物化学是从分子水平上研究生命现象，现代生物化学是从分子水平上研究生命现象， 其研究重点是化学，而不是生物学。其研究重点是化学，而不是生物学。 因为分子生物学是从生物化学、生物物理、因为分子生物学是从生物化学、生物物理、 遗传学、微生物学等多门学科，经过相互杂遗传学、微生物学等多门学科，经过相互杂 交、相互渗透而产生出来的，所以：从学科交、相互渗透而产生出来的，所以：从学科 范畴讲，分生包括了生化；从研究的基本内范畴讲，分生包括了生化；从研究的基本内 容讲，遗传

4、信息流：容讲，遗传信息流：DNAmRNA蛋白质蛋白质 的过程，其许多内容又属于生化的范畴。因的过程，其许多内容又属于生化的范畴。因 此，分生与生化这两门学科是此，分生与生化这两门学科是“你中有我你中有我” “我中有你我中有你” ，难以区分。，难以区分。 但是，生化不等于分生。可从其研究方向和但是，生化不等于分生。可从其研究方向和 研究方法来区别。研究方法来区别。 (2)区别：区别： 研究方向上：研究方向上： 分生主要研究蛋白质、核酸和其他大分子的分生主要研究蛋白质、核酸和其他大分子的 结构与功能以及他们之间的相互作用，着重结构与功能以及他们之间的相互作用，着重 解决细胞中遗传信息传递和代谢调节

5、的问题。解决细胞中遗传信息传递和代谢调节的问题。生化主要研究大、小分子在生命活动的代谢生化主要研究大、小分子在生命活动的代谢 过程，特别是参与糖酵解过程、脂肪氧化过过程，特别是参与糖酵解过程、脂肪氧化过 程、三羧酸循环等代谢过程的大量的小分子程、三羧酸循环等代谢过程的大量的小分子 的代谢转化更是生化的重要课题。但是这些的代谢转化更是生化的重要课题。但是这些 都不属于分生的研究范畴。都不属于分生的研究范畴。 所以，两者在研究内容上有相同之处，但在所以，两者在研究内容上有相同之处，但在 研究方向上，分生的着重点是大分子的结构研究方向上，分生的着重点是大分子的结构 和功能，而生化则是分子的代谢转化。

6、和功能，而生化则是分子的代谢转化。 研究方法上：研究方法上： 分生是以射线衍射等物理学方法研究大分子分生是以射线衍射等物理学方法研究大分子 结构，采用生化与遗传学相结合的方法探索结构，采用生化与遗传学相结合的方法探索 其功能，解决大分子结构与功能及其代谢调其功能，解决大分子结构与功能及其代谢调 节的关系。节的关系。 生化主要是采用生化与化学的方法，探索生生化主要是采用生化与化学的方法，探索生 命化学过程，解决分子转化与能量转换的问命化学过程，解决分子转化与能量转换的问 题。所以，两者在分离、纯化生物分子时可题。所以，两者在分离、纯化生物分子时可 能采用同样的方法，但在分别探索其研究内能采用同样

7、的方法，但在分别探索其研究内 容时，却会采用明显不同的方法。容时，却会采用明显不同的方法。2分子生物学研究的主要内容？分子生物学研究的主要内容？ 分生的研究，几乎都是围绕核酸和蛋白质进分生的研究，几乎都是围绕核酸和蛋白质进 行的（因为这两类大分子在生物体内和生命行的（因为这两类大分子在生物体内和生命 活动中扮演了最重要的角色）活动中扮演了最重要的角色） 。从核酸和蛋白。从核酸和蛋白 质结构与功能、基因组的结构与功能到基因质结构与功能、基因组的结构与功能到基因 的复制、表达、调控及其生物学效应，从生的复制、表达、调控及其生物学效应，从生 物大分子之间的相互作用到这些相互作用构物大分子之间的相互作

8、用到这些相互作用构 成的细胞间的通讯和细胞内信号转导，从对成的细胞间的通讯和细胞内信号转导，从对 基因的结构、功能、表达调控的分析到基因基因的结构、功能、表达调控的分析到基因 的制备、改造、调控、应用所需的各种技术的制备、改造、调控、应用所需的各种技术 体系，构成了分生的基本研究内容。体系，构成了分生的基本研究内容。 医学分子生物学是分生的一个重要分支，它医学分子生物学是分生的一个重要分支，它 主要研究人体发育、分化和衰老的分子生物主要研究人体发育、分化和衰老的分子生物 学基础，人体三大功能调控系统（神经、内学基础，人体三大功能调控系统（神经、内 分泌和免疫）的分子生物学基础，基因的结分泌和免

9、疫）的分子生物学基础，基因的结 构异常或调控异常与疾病发生、发展之间的构异常或调控异常与疾病发生、发展之间的 关系；同时，应用分子生物学理论和技术体关系；同时，应用分子生物学理论和技术体系开展疾病的基因诊断和基因治疗、生物制系开展疾病的基因诊断和基因治疗、生物制 药以及卫生防疫。药以及卫生防疫。3分子生物学在医学上有哪些应用？分子生物学在医学上有哪些应用？ 人体发育调控和人体功能调控人体发育调控和人体功能调控 发育、分化与衰老的机制发育、分化与衰老的机制 细胞增殖调控的机制细胞增殖调控的机制 神经、内分泌和免疫调控的机制神经、内分泌和免疫调控的机制 基因与疾病基因与疾病 基因与疾病关系的研究基

10、因与疾病关系的研究 基因诊断基因诊断 基因治疗基因治疗 生物工程与生物制药生物工程与生物制药 基因工程基因工程 酶工程酶工程 蛋白质工程蛋白质工程 微生物工程微生物工程 细胞工程细胞工程 转基因动、植物转基因动、植物 预防医学预防医学 疫苗研究疫苗研究 环境监测与净化环境监测与净化421 世纪分子生物学发展的趋势怎样？世纪分子生物学发展的趋势怎样？ 当前，随着当前，随着 HGP 的实施与完成，人类基因组的实施与完成，人类基因组 研究的重点正由研究的重点正由“结构结构”向向“功能功能”转移。转移。 所以，所以，21 世纪的分生已进入了一个新的时代世纪的分生已进入了一个新的时代 后基因组学时代。主

11、要的重点研究领域后基因组学时代。主要的重点研究领域 有：有： 功能基因组学功能基因组学 转录组学转录组学 蛋白质组学蛋白质组学 代谢组学代谢组学 糖组学糖组学 表型组学表型组学 相互作用组学相互作用组学 生物信息学生物信息学 脑研究脑研究第二章第二章 遗传信息的表达遗传信息的表达 重点：掌握外源基因在原核系统中的表达及重点：掌握外源基因在原核系统中的表达及 酵母表达系统。酵母表达系统。 难点：外源基因表达的几种方式。难点：外源基因表达的几种方式。名词解释：名词解释： 核酸核酸(nucleic acid)：是以核苷酸为基本组成单：是以核苷酸为基本组成单 位的生物大分子。是由许多核苷酸通过磷酸位的

12、生物大分子。是由许多核苷酸通过磷酸 二酯键联系起来的高分子化合物。包括脱氧二酯键联系起来的高分子化合物。包括脱氧 核糖核酸核糖核酸(DNA)和核糖核酸和核糖核酸(RNA)。基因基因(gene)：是：是 DNA 分子中的某一特定的核分子中的某一特定的核 苷酸序列，经过复制可以传递给后代，经过苷酸序列，经过复制可以传递给后代，经过 转录和翻译可以产生维持正常生命活动的生转录和翻译可以产生维持正常生命活动的生 物大分子（物大分子（RNA 和蛋白质）和蛋白质） 。即基因是可以转。即基因是可以转 录成录成 RNA 的基因组片段。的基因组片段。 基因具有可遗传基因具有可遗传 性、可表达性、可移动性、不连续

13、性和重叠性、可表达性、可移动性、不连续性和重叠 性的特征。性的特征。 基因是指生物体内核酸分子中具有自我复制基因是指生物体内核酸分子中具有自我复制 能力和贮存遗传信息的遗传单位，它是具有能力和贮存遗传信息的遗传单位，它是具有 特定核苷酸顺序的核酸片段，由结构基因和特定核苷酸顺序的核酸片段，由结构基因和 调节基因之分。调节基因控制着结构基因的调节基因之分。调节基因控制着结构基因的 开关。开关。S-D 序列：在紧靠起始密码子（序列：在紧靠起始密码子（AUG）的上）的上 游有一段约游有一段约 68 个核苷酸的序列个核苷酸的序列 5- AGGAGGU-3,是核糖体与是核糖体与 mRNA 的结合部的结合

14、部 位，叫位，叫 Shine-Dalgarno 序列，简称序列，简称 S-D 序列。序列。启动子启动子(promoter)：是基因：是基因 5端上游的一段启端上游的一段启 动基因转录的核苷酸序列，是动基因转录的核苷酸序列，是 RNA pol 和其和其 他转录因子结合的部位。他转录因子结合的部位。内含子内含子(intron)：断裂基因中不编码序列称内：断裂基因中不编码序列称内 含子。含子。外显子外显子(exon)：断裂基因中被内含子分隔的编：断裂基因中被内含子分隔的编 码序列叫外显子。码序列叫外显子。多克隆位点：指载体上含有多个限制酶的单多克隆位点：指载体上含有多个限制酶的单 一切点，以供外源基

15、因的插入的一段一切点，以供外源基因的插入的一段 DNA 序序 列。列。RNA 聚合酶：是转录过程中催化聚合反应的聚合酶：是转录过程中催化聚合反应的 酶。原核生物细胞中只有一种酶。原核生物细胞中只有一种 RNA 聚合酶，聚合酶， 兼有合成兼有合成 mRNA、tRNA 和和 rRNA 的功能。的功能。 反应时需要有反应时需要有 Mg2+或或 Mn2+的存在，该酶缺的存在，该酶缺 乏乏 35外切酶活性，所以它没有校对功能。外切酶活性，所以它没有校对功能。 真核生物细胞中真核生物细胞中 RNA 聚合酶有三型，分别称聚合酶有三型，分别称 为为 RNA 聚合酶聚合酶 I(A)、II(B)、II(C)，识别

16、不同，识别不同 的启动子而转录不同的基因。的启动子而转录不同的基因。RNA 聚合酶聚合酶 I 在核仁，主要转录在核仁，主要转录 5.8S、18S、28S rRNA 基基 因；因；RNA 聚合酶聚合酶 II 在核浆，主要转录编码蛋在核浆，主要转录编码蛋 白质的基因，即主要转录产生白质的基因，即主要转录产生 mRNA；RNA 聚合酶聚合酶 III 在核浆，主要转录在核浆，主要转录 tRNA 和和 5S rRNA 基因。基因。问答题：问答题： 1原核基因的结构有何特征？原核基因的结构有何特征？ 原核基因组常以操纵子的形式作为表达和调原核基因组常以操纵子的形式作为表达和调 控的基本单元，它包括功能上彼此相关的结控的基本单元，它包括功能上彼此相关的结 构基因和调控部位，