Chapter 11. 分子遗传学的概念：分子遗传学是研究遗传信息大分子的结构和功能的科学它依据物理、化学的原理来解释遗传现象，并在分子水平上研究遗传机制及遗传物质对代谢过程的调控其研究的对象是从基因到表型的一切细胞内与遗变异有关的分子事件不仅仅包括中心法则中从DNA到蛋白质的过程2. DNA变性(denaturation)：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 变性后特点：①增色效应； ②旋光性下降； ③粘度降低； ④生物学功能丧失或改变3. DNA复性(renaturation)：变性DNA在适当条件下，又可以使两条彼此分开的链重新缔合成为双螺旋结构 复性速率公式：C/Co = 1/(1+kCot) （C: t时单链DNA的浓度; k:反应常数; Co: t＝0 时DNA的初始浓度 C/Co=1/2时， 即复性反应完成一半时Cot 值定义为Cot1/2 Cot 1/2= 1/k图：理解 4. Cot 的大小与DNA的分子量及复杂性有关： （1）Cot 越大，表示复性速度 越慢，DNA的分子量越大； （2）在不存在重复序列的情况下,Cot 值与基因组的大小成正比,也即与 反应体系中的复杂度成正比； （3）在有重复顺序的复性中,在同一个复性曲线上的各动力学组分的Cot1/2并不因基因组的大小而增减,而是与DNA序列的重复频率成反比。
5. DNA复制原则：（1）半保留复制 （2）复制起始点 （3）双向复制1 / 15 （4）半不连续复制6. DNA复制过程：（知道) （1）复制起始 DnaB（解螺旋酶，rep蛋白）， DnaA 和DnaC参与解链，形成复制叉；SSB结合并稳定解开的单股DNA链；引物酶（DnaG）与上述因子、酶构成引发体，并合成RNA引物解链造成的超螺旋，由拓扑异构酶实现超螺旋的转型，即把正超螺旋转变为负超螺旋 （原核生物只有一个起始点（OriC），真核生物有多个） （2）DNA链的延伸 DNA聚合酶Ⅲ，前导链，滞后链； （3）复制终止 DNA聚合酶Ⅰ，连接酶拓扑异构酶解链酶5/ 3/3/ 5/ 3/ 5/DNA聚合酶Ⅲ单链结合蛋白DNA聚合酶Ⅰ前导链 随后链 DNA连接酶冈崎片段引物酶7. DNA复制相关酶及结合位点：8.DNA的损伤：物理因素（紫外线、（电离、核）辐射）；化学诱变剂如EMS等。
突变类型：（1）点突变 ： 转换，颠换 （2）移码突变： 插入，缺失 （3）重组突变 损伤修复：（1）光修复 （2）切除修复 （3）重组突变 （4）SOS修复9. DNA的转录 (Transcription)：(知道） 转录的模板：DNA双链中的一条 模板链：DNA双链中具有转录功能的一条链（template strand） 编码链：贮存有遗传信息与模板链互补的一条链（coding strand） 转录的过程：1、 转录起始①RNA 聚合酶识别、结合启动子启动子：-10核苷酸——TATAAT（Pribnow 盒）富含AT；-35核苷酸——TTGACA②形成第一个3 / ，5/-磷酸二酯键，σ因子脱离全酶第一个核苷酸：GTP或ATP）2、 转录延长(transcription elongation)核心酶催化，在模板指导下沿5/-3/方向延伸RNA链3、转录终止：（1）非依赖于ρ因子的终止子 1、GC丰富，重复序列 2、形成发夹样结构 （2）依赖于ρ因子的终止子 转录的特点：不对称转录：（1）RNA分子上只有一条可转录 （2）模板链并不总是在同一单链上 RNA合成方向：5/→3/ 转录底物：A，U，C，G 转录酶：RNA polymerase10. 蛋白质合成（知道）翻译过程：翻译的起始(initiation)（1） 原核生物翻译起始复合物形成核蛋白体大小亚基分离；mRNA在小亚基定位结合；起始氨基酰-tRNA的结合； 核蛋白体大亚基结合。
2） 真核生物翻译起始复合物形成核蛋白体大小亚基分离；起始氨基酰-tRNA结合；mRNA在核蛋白体小亚基就位；核蛋白体大亚基结合肽链合成延长：指根据mRNA密码序列的指导，次序添加氨基酸从N端向C端延伸肽链，直到合成终止的过程 三个阶段：进位指根据mRNA下一组遗传密码指导，使相应氨基酰-tRNA进入核蛋白体A位； 成肽是由转肽酶(transpeptidase)催化的肽键形成过程；转位 肽链合成的终止：当mRNA上终止密码出现后，多肽链合成停止，肽链从肽酰-tRNA中释出，mRNA、核蛋白体等分离，这些过程称为肽链合成终止 终止相关的蛋白因子称为释放因子 (release factor, RF) 原核生物释放因子：RF-1，RF-2，RF-3 ；真核生物释放因子：eRF 释放因子功能:识别终止密码: RF-1特异识别UAA、UAG；RF-2可识别UAA、UGA；诱导转肽酶改变为酯酶活性，相当于催化肽酰基转移到水分子-OH上，使肽链从核蛋白体上释放 11. 密码子特点: （1）连续性 编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读，密码间既无间断也无交叉； （2）简并性 遗传密码中，除色氨酸和甲硫氨酸仅有一个密码子外，其余氨基酸有2、3、4个或多至6个三联体为其编码； （3）通用性 蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用； （4）摆动性 转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基互补与mRNA上的遗传密码反向配对结合，但反密码与密码间不严格遵守常见的碱基配对规律，称为摆动配对。
12. 基因：基因是具有某种特定遗传效应的DNA片段，是遗传的基本单位储存遗传信息，可通过控制细胞内RNA和蛋白质(酶)的合成决定生物的遗传性状 三位一体：功能单位（决定性状），突变单位（基因是突变的最小结构），交换单位(交换的最小结构)13. 顺反子：在一个基因内部发生两个以上位点的突变，其顺式和反式结构的表型效应是不同的顺式是野生型，反式却是突变型，所以，基因就是一个顺反子14. 乳糖操纵子（Lac Operon）：分子生物学 大肠杆菌中，由启动子、操纵基因、调节基因以及与其相邻的三个结构基因(基因Z、基因Y和基因A)组成调节基因控制产生一种阻遏蛋白，阻遏蛋白可与操纵基因结合，阻碍结合在启动子上的RNA聚合酶向三个结构基因移动，从而抑制转录的进行 当培养基中含有乳糖时，乳糖进入大肠杆菌细胞中，并能与操纵基因上的阻遏蛋白结合，使其发生构象改变，并从操纵基因上脱落下来，这时，在启动子上的RNA聚合酶即可顺利通过操纵基因和三个结构基因，从而产生一条编码三种酶的mRNA，经翻译产生三种酶：β-半乳糖苷酶、透性酶和乙酰基转移酶15. 真核生物—断裂基因（Splitting Gene）：基因的编码序列在DNA放在上不是连续的，而是被不编码的序列隔开，形成镶嵌排列的断裂形式。
外显子Exon ：基因中编码的序列，与mRNA的序列相对应 内含子Intron ：基因中不编码的序列 启动子：位于转录起始位点附近，具有相对固定位置，且为转录起始所必需的序列元件 增强子：位于转录起始位点较远位置上，具有参与、激活和增强转录起始功能的序列元件增强子元件常常是组织特异性或短暂调节的靶位点 终止子 重叠基因：一个基因的启动子可以在另一个基因的编码区内15. 跳跃基因 DNA的转座：由可移位因子介导的遗传物质重排现象 转座子（transposon）：存在与染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位 原核生物转座子的类型： （1）插入序列(insertional sequence,IS) （2）复合转座子(composite transposon) （3）TnA家族 转座作用的遗传学效应：① 转座引起插入突变;② 转座产生新的基因;③ 转座产生的染色体畸变;④ 转座引起的生物进化16. 基因组（genome）：生物中，一个物种单倍体的染色体所携带的一整套基因 真核生物基因组DNA分子可以根据其结构和功能从不同角度分成不同的类别： （1）基因序列和非基因序列 基因序列指基因组里决定蛋白质(或RNA产物)的DNA序列。
非基因序列则是基因组中除基因以外的所有DNA序列，主要是两个基因之间的间插序列(intervening sequence) （2）编码序列(Coding sequence)和(Non-coding sequence)非编码序列 编码序列指编码RNA、蛋白质的DNA序列 非编码序列指基因的内含子序列以及居间序列的总和 （3）单一序列(single copy sequences)和重复序列 (repetitive sequences) 单一序列是基因组里只出现一次的DNA序列，又称非重复序列原核生物基因组的特点：1）原核生物的基因组很小，DNA含量低；2）原核生物DNA不和蛋白质固定结合，一般不具有核小体结构；3）原核生物的基因组内绝大部分序列用于编码蛋白质4）功能上密切相关得到基因高度集中形成一个功能转录单位，可以转录形成含有多个蛋白质分子的一个mRNA单元5）重复序列少，具重叠基因真核生物基因组的特点：1）真核生物基因组的分子量大；2）真核生物的DNA一般与蛋白质结合成染色体；3）转录和翻译在细胞中不同的位置进行4）基因组DNA的大量序列不编码蛋白。
5）真核生物的蛋白编码基因往往以单拷贝存在6）真核生物的蛋白编码基因大部分为断裂基因真核生物的重复序列1. 基因家族(有编码功能)基因家族（gene family） 真核生物基因组中来源相同，结构和功能相关的一组基因形成一个基因家族多基因家族 (multigene family) 多基因家族是一个基因组中功能相似、进化上同源的一组基因超基因家族（supergene family） DNA序列相似，但功能不一定相关的若干基因家族或单拷贝基因总称根据分布形式分基因簇和散布的基因家族：基因簇（gene cluster）、散布的基因家族2. 基因外的重复DNA序列(无编码功能)即为无编码功能的重复序列A、 串联重复DNA——卫星DNA(高度重复序列)(satellite DNA)微卫星 (microsatellite, MS) 或为简短串联重复(STR, short tandem repeats ):是目前最有用的遗传标记B、散布的重复DNA1）短分散片段。