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1、文档供参考，可复制、编制，期待您的好评与关注！ 医学分子生物学（medical molecular biology ）：医学分子生物学主要从分子水平研究人体在正常和疾病状态下的生命活动及其规律的一门学科；主要研究人体生物大分子的结构、功能、相互作用及其同疾病发生、发展的关系。第一章 基因（gene）的概念及其发展1、基因的物质载体是染色体2、基因的生化作用本质是控制酶的合成3、DNA是主要的遗传物质4、基因的概念：基因(gene)是核酸分子中储存遗传信息的遗传单位，是指储存有功能的蛋白质多肽链或RNA序列信息及表达这些信息所必需的全部核苷酸序列.第二节 基因的结构1、原核生物：类核2、真核生物
2、：染色质，基本结构单位核小体第三节 基因的功能1、功能：利用四种碱基（A、T、 G 、C）不同排列负荷遗传信息； 通过复制将遗传信息传递给子代细胞； 作为基因表达模板2、 结构基因：概念：结构基因（structural gene）是指能够编码特定RNA分子或蛋白质分子的遗传单位。含有编码序列和非编码序列（与转录后加工、修饰及翻译过程相关）特点：原核生物结构基因编码序列连续真核生物结构基因编码序列是不连续的，称为断裂基因（split gene）。通常需要进行转录后剪接加工病毒结构基因编码序列取决于侵袭的宿主外显子（exon）和内含子（intron）：能够在成熟 RNA分子中保留的序列称为外显子（
3、exon），而不能在成熟RNA分子中保留的序列称为内含子（intron）内含子数目=外显子-1（组蛋白编码基因无内含子）3、 调控序列：概念：与结构基因转录表达调控相关的非编码序列称为调控序列（regulating sequence），或调控基因（regulating gene）原核生物：启动子（promoter）：指位于结构基因上游，并与RNA聚合酶识别、结合和启动转录有关的一段特殊DNA序列（启动子序列不出现于RNA产物中）。转录起始识别部位+核心启动子（核心启动子=Pribnow盒+转录起始部位）终止子（terminater ）：指位于结构基因下游的一段富含GC的具有回文特征的特殊DNA
4、序列，该序列转录生成的RNA能够形成特殊的发卡结构并导致RNA聚合酶从DNA模板上脱离，促使转录过程终止。操纵元件（operator ）：指位于结构基因上游的一段DNA序列，该序列能够被阻遏蛋白识别并结合，从而阻止结构基因的转录。正调控蛋白结合位点：指常出现于弱启动子附近的一段特殊的DNA序列，能与某些具有转录激活作用的正调控蛋白识别结合，从而加快转录的启动真核生物：启动子（promoter ）：类启动子、聚合酶、rRNA； 类启动子、聚合酶、mRNA和miRNA； 类启动子、聚合酶、5S rRNA、tRNA、snRNA增强子（enhancer ）：是位于结构基因上游（-100 -300bp）
5、、基因之外或内含子中的特殊DNA序列，该序列能被蛋白因子识别结合，促进邻近基因的转录表达。沉默子(silencer) ：负性调节元件，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用poly(A )信号：位于结构基因下游的加尾信号，其保守序列为AATAAA。该序列也参与RNA转录终止。第二章 基因组的结构与功能1、 基因组：细胞或者生物体一套完整的单倍体遗传物质的总和。2、 基因组的结构：不同的基因功能区域在核酸分子中的分布与排列情况；基因组的功能：贮存和表达遗传信息3、 原核生物基因组的结构与功能：原核生物基因组的特点：基因组相对较小，由DNA组成，包括染色体DNA和质粒DNA两种DNA分子，均
6、为环状双链。染色体DNA为单拷贝。每个DNA分子（染色体DNA和质粒DNA）只有一个复制起始点。结构基因通常为连续基因（无内含子），极少重叠基因，非编码序列和编码序列各占50%含可转移的序列（插入序列、转座子？）：引起插入突变基因，携带标志基因使受体增添新基因A、转座（transposition）：转座因子在基因组不同位置间的移动。B、转座因子（transposable element）：能够在一个DNA分子内部或两个DNA分子之间移动的DNA片段。功能相关的基因常常组织形成操纵子结构，操纵子结构是原核基因组的一个突出的结构特点：A、操纵子：功能上相关的若干结构基因串联在一起，由一套调控序列控
7、制其转录表达，构成基本转录单位，称为操纵子（operon ）。（即调控序列+结构基因）（区别操纵元件）B、多顺反子 mRNA ( polycistronic mRNA):原核生物的一个 mRNA 分子带有几个结构基因的遗传信息，利用共同的启动子及终止信号，组成操纵子的基因表达调控单元。（对应于只有一个复制起始点）质粒（plasmid ） 是指存在于细菌中独立于染色体 DNA 外的双链环状小分子DNA，可进行自主复制。特点：在宿主细胞内可自主复制；所携带的遗传信息能赋予宿主特定的遗传性状；细胞分裂时恒定地传给子代；质粒可以转移4、 真核生物基因组的结构与功能（染色体DNA+线粒体DNA）：真核生
8、物基因组的特点：1. 每一种真核生物都有一定的染色体数目；2. 远大于原核基因组，结构复杂，基因数庞大；3. 真核生物基因转录产物为单顺反子，无操纵子结构；4. 有大量重复序列;5. 真核基因为断裂基因;6. 非编码序列远远多于编码序列;7. 功能相关基因构成各种基因家族。 真核生物基因组都是由大分子双链线状DNA构成。染色体通常成对出现（双倍体）。 基因组非常庞大，结构非常复杂，有多个复制起始位点。基因组中存在大量的重复序列以及非编码序列。非编码序列占90%以上，是与细菌、病毒的重要区别，在一定程度上也是生物进化的标尺。真核生物基因组中也存在一些转座元件。重复序列分类：高度重复序列 high
9、ly repetitive sequences：A、 反向重复序列（inverted repeats）：是由两个相同顺序的互补拷贝在同一 DNA双链上反向排列而成。B、 卫星DNA（satellite DNA ）：有相同的核心序列,多为210 bp，成串排列。（大卫星DNA（macrosatellite DNA）染色体的着丝粒区；小卫星DNA（minisatellite DNA）常染色体；微卫星DNA（microsatellite DNA ）常染色体）C、 复杂重复序列（complex repeats）：这种高度重复序列的重复单位是较为复杂的核苷酸序列，多见于哺乳动物。功能：参与复制水平的调节
10、；参与基因表达的调控；参与染色体配对（大卫星DNA位于着丝粒区）；参与转位作用；与进化有关；同一种属中不同个体的高度重复顺序的重复次数不一样，这可以作为每一个体的特征，即 DNA指纹。中度重复序列：一部分是编码 rRNA、tRNA、组蛋白及免疫球蛋白的结构基因，另一部分可能与基因调控有关。A、 短散在核元件（short interspersed nuclear elements ，SINEs）Alu重复序列家族B、 长散在核元件（long interspersed nuclear elements ，LINEs）Kpn重复序列家族低度重复序列（单拷贝序列）：在单倍体基因组中只出现一次或数次，结
11、构基因主要是单拷贝序列。编码不同功能的蛋白质。多基因家族（multigenefamily）：概念：指DNA序列具有较高的同源性（通常大于50%），并且其编码产物具有相同或相似生理功能的一组结构基因。通常是由同一祖先基因经进化或变异而来。A、 基因家族成簇地分布在同一染色体上并同时进行转录，如组蛋白基因家族B、 基因家族成簇地分布于不同的染色体上并分别进行转录，且不同基因编码的蛋白质在功能上相关，如珠蛋白基因家族。假基因（pseudogene）：加工基因或非功能基因。:这类基因的核苷酸顺序虽然与正常的结构基因很相似，但基本上不能表达。原因：假基因是由于在进化过程中，某些 DNA片段发生了缺失、倒
12、位或点突变，导致调控基因丢失；或无剪接加工信号；或编码区出现终止信号；或编码无功能或不完整的基因。线粒体DNA的结构：可独立编码存在于线粒体中的多肽链、 rRNA:或tRNA。编码 13种蛋白（呼吸链酶复合物的单位）、 22种tRNA和2种rRNA。5、 病毒基因组的特点：较小，但不同病毒基因组大小相差较大不同病毒基因组可以是不同结构的核酸除逆转录病毒外，通常为单倍体基因组有的病毒基因组存在节段病毒基因组基因有连续的和间断的（有内含子）功能相关基因可以转录成多顺反子mRNA基因重叠（Gene overlap）即同一段DNA片段能够以两种或两种以上的阅读方式进行阅读，因而可编码两种或两种以上的多
13、肽第三章 基因的表达调控第一节 基因表达调控的基本规律1、 基因表达（gene expression）：是指在一定调节因素的作用下，生物基因组中的结构基因被激活并转录生成特定的RNA，或由此引起特异性蛋白质合成的过程 。本质基因转录或者翻译的过程。2、 基因表达调控 （gene expressionregulation）：是指生物体通过特定的蛋白质与DNA，蛋白质与蛋白质之间的相互作用来调控基因是否表达，或调节表达产物的多少以满足生物体的自身需求以及适应环境变化的过程。3、 基本规律：（1） 基因表达具有时空特异性：某一特定基因的表达严格按照特定的时间顺序发生。即空间分布差异，某一基因只在特定
14、的细胞或组织中表达，或者不同的细胞或组织中的表达量不同（2） 诱导表达和阻遏表达是基因表达调控的普遍方式：组成性表达（constitutive gene expression ）：指个体发育的任一阶段都能在大多数细胞中持续进行表达的基因，不受环境的影响。管家基因：在一个生物体所有细胞中持续表达，且较少受环境因素的影响，这类基因通常被称为 管家基因（house-keepinggene）。如各种组蛋白基因可调控型表达（ adaptive expression）：A诱导：在特定环境因素刺激下，相应的基因被激活，从而使基因的表达产物增加的过程，称为诱导(induction) ，这类基因称为可诱导基因(
15、inducible gene) 。能够诱导基因表达的分子称为诱导剂。B抑制：在特定环境因素刺激下，基因被抑制，从而使基因的表达产物减少的过程称为阻遏(repression)，这类基因称为可阻遏基因(repressible gene) 。能够阻遏基因表达的分子成为阻遏剂。C奢侈基因(luxury gene)：在特别细胞类型中大量表达并编码特殊功能产物的基因。这类基因指导合成组织特异性蛋白，对分化有重要影响。如肌肉细胞的肌动蛋白基因和肌球蛋白基因、红细胞的血红蛋白基因等。（3） 基因表达受顺式作用元件和反式作用因子共同调节：顺式作用元件为调控序列（基因），与结构基因位于同一DNA链上。反式作用因子为转录因子（蛋白质），识别结合顺式作用元件而发挥作用。（4） 蛋白质-DNA以及蛋白质-蛋白质的相互作用是基因表达调控的分子基础（5） 基因表达调控是多层次的复杂调节：基因、转录、转录后、翻译、翻译后第二节 原核生物的基因表达调控1、原核生物基因表达的调控主要
