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1、绪论1. 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、化学的原理来解释生命遗传现象，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。2. 分子遗传学研究对象：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。 分子遗传学研究内容：遗传信息大分子在生命系统中的储存、复制、表达及调控过程。 分子遗传学研究目标：明确遗传信息大分子对生物表型形成的作用机制。第二章 基因1. 从遗传学史的角度看，基因概念大致分以下几个阶段：泛基因（或前基因）孟德尔（遗传因子）摩尔根（基因）：基因是功能单位（决定性状），基因是突变单位（基因是突变的最小结
2、构），交换单位(交换的最小结构)三位一体的组合。顺反子：在一个等位基因内部发生两个以上位点的突变，如两个突变位点位于同一染色体上，为顺式结构，生物个体表现为野生型；突变位点分别位于两个同源染色体上，为反式结构，生物个体表现为突变型。即其顺式和反式结构的表型效应是不同的。一个具有顺反效应的DNA片段就是一个顺反子，代表一个基因。（或者具有顺反效应的DNA片段就是一个基因）（基因内部这些不同位点之间还可以发生交换和重组：一个基因不是一个突变单位，也不是一个重组单位）操纵子：基因是一个转录单位，是一个以不同来源的外显子为构件的嵌合体,处于沉默的DNA介质（内含子）中现代基因2.鉴定基因的5个标准1）
3、基因具有开放性阅读框ORF。2）基因往往具有一定的序列特征。3）基因序列具有一定的保守特性。4）基因能够进行转录。5）通过基因失活产生的功能改变鉴定基因。（能排除假基因的干扰）3.蛋白质基因：能够自我复制的蛋白质病毒因子。朊病毒：一类不含核酸而仅由蛋白质构成的可自我复制并具有感染性的因子。4. 基因组印记(genomic imprinting)：由于一些可遗传的修饰作用（如DNA、组蛋白甲基化作用）控制着亲本中某个单一的等位印记基因活性，从而导致个体在发育上的功能差异，使个体具有不同的性状特征。5.印记基因（imprinted gene）：表达特性取决于它们是在父源染色体上还是在母源染色体上的
4、等位基因。6. 组蛋白上的共价键修饰：包括甲基化、乙酰化、磷酸化等在组蛋白上以组合形式。这些修饰的组合能改变染色质的结构，进而影响基因的表达。属于一种表观遗传学现象(epigenetics )。7.组蛋白密码含义：1）组蛋白末端不同的修饰作用将诱导与染色质相连蛋白之间的相互亲和力。2）一个核小体中同一末端的修饰可能是相互依赖的，产生不同组合。3）染色质高级结构的不同性质极大地依赖于具有不同修饰的核小体共价修饰的局部浓度和组合。8.新基因的产生和进化：途径：1）基因突变；2）基因重复：冗余基因（单基因重复，部分、完整基因组重复）；3）转座：简单转座、复杂转座；4）水平转移：不同物种之间（转化、转
5、导、结合）5）RNA选择性剪切、编辑9基因分类：1）按照基因在细胞内分布的部位，可将其分为细胞核基因和细胞质基因。2）按照基因的功能，可将其分为结构基因、调节基因和操纵基因。结构基因：编码蛋白质或RNA的，具有一定生理功能的基因。调节基因：某些可调节控制结构基因表达的基因，调控基因突变可以影响一个或多个结构基因的功能，导致一个或多个蛋白质(酶)合成量的改变。操纵基因：与一个或者一组结构基因相邻近，并且能够与一些特异的阻遏蛋白相互作用，从而控制邻近的结构基因表达的基因。 3）按照基因形态分 ：断裂基因（真核）：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
6、。重叠基因（原核）：指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列成为两个或两个以上基因的组成部分。功能：经济和有效地利用DNA遗传信息量。重叠基因中不仅有编码序列也有调控序列，可能参与对基因的调控。跳跃基因（转座子）：存在于染色体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：简单转座子（插入序列：insertional sequence,IS)复合转座子(composite transposon)TnA家族 转座子转座机制转座时发生的插入作用有一个普遍的特征，那就是受体分子中有一段很短的（3-12bp）、被称为靶序列的DNA会被复制，使插入的转座子位于两个重复的靶
7、序列之间。不同转座子的靶序列长度不同，但对于一个特定的转座子来说，它所复制的靶序列长度都是一样的。（IS1两翼总有9个碱基对的靶序列，而Tn3两端总有5bp的靶序列）。转座的方式：反转录转座 切离转座 复制转座转座作用的遗传学效应转座引起插入突变；转座产生新的基因；转座产生的染色体畸变；转座引起的生物进化。4）按照是否转录或翻译来分可转录但不翻译 (tDNA, rDNA 可转录、可翻译的（乳糖操纵子结构基因 Z,Y,A ;大多数功能基因。) 不转录、不翻译 (promoter, operator ) 10. 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。11. 原核
8、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。12. 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。13. 真核生物基因组DNA
9、序列的分类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和蛋白质的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（单拷贝）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。4）单
10、一基因和基因家族14. 重复序列：在基因组中重复出现的DNA序列。1）中度重复序列：重复次数为几十次到几千次。如rRNA基因、tRNA基因和某些蛋白质（如组蛋白、肌动蛋白、角蛋白等）的基因。2）高度重复序列：重复几百万次，一般是少于10个核苷酸残基组成的短片段。如异染色质上的卫星DNA。15.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。16. 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。17. 超基因家族（supergene family）：DNA序列相似，但功能不一定相
11、关的若干基因家族或单拷贝基因总称。由基因家族和单基因组成的大基因家族，结构上有程度不等的同源性，但功能不同。18. “C值悖论”与”N值悖论”生物体的单倍体基因组所含DNA总量称为C值低等生物中，随着生物进化，增加了生物体的结构和功能的复杂性，基因组也相应地增大即C值。随着进一步的进化，在其他生物中则看不到这种规律。 生物基因组的大小(C-value)同生物在进化上所处的地位及复杂性之间无严格的对应关系，这种现象称为C值悖理(Cvalue paradox)。生物中包含基因的总数目，称为N值 . 生物基因数目(N-value)同生物进化程度或生物复杂性的不对应现象，称为N值悖理(Nvalue p
12、aradox)。第三章 染色质1、染色质的分子构成：DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA2、DNA的结构层次：1）、一级结构2）、二级结构3）、三级结构：DNA的三级结构是指DNA中单链与双链、双链之间的相互作用形成的三链或四链结构。如H-DNA或R-环等三级结构。4）、超级结构3、染色体四级结构模型： 核小体+连接丝 螺线体(solenoid) 超螺线体(super-solenoid) 染色体(Chromoson)4、DNA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5、变性后特征： 增色效应；旋光
13、性下降；粘度降低；生物学功能丧失或改变。 6、Tm值：加热变性使DNA的双螺旋结构失去一半时的温度称为该DNA的变性温度（82-95）。（1）DNA的均一性：均质DNA的Tm范围较小，异质DNA的Tm范围较大；（2）G-C的含量：G+C的含量越高，则Tm越高。Tm69.3+0.41( GC)；（3）介质中的离子强度：离子强度高，Tm较高，且Tm范围较小。7、DNA复性： 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（reassociation）成为双螺旋结构，这过程称为DNA的复性(renaturation)。 复性速率公式： C/C0 = 1/(1+kC0t)C: t时单链DNA
14、的浓度; k:反应常数; C0: t0 时DNA的初始浓度。C/C0=1/2时， 即复性反应完成一半时C0t 值定义为Cot1/2。C0t 1/2= 1/kC0t 的大小与DNA的分子量及复杂度有关复杂度：DNA分子中无重复核苷酸序列的最大长度。（1）C0t 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, C0t 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C0t 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。 8、RNA主要有3类，即信使RNA（mRNA），核糖体RN
15、A（rRNA）和转运RNA（tRNA）。 常染色质（伸展染色质、功能性染色质）染色浅，螺旋化程度低呈松散状、有转录功能、单一顺序DNA。9、染色质的分类 异染色质（浓缩染色质、非功能性染色质）螺旋化程度高呈凝集状、染色深、功能上不活跃、含重复顺序DNA、复制时间晚。包括组成型异染色质和兼性异染色质10、组蛋白：真核生物体细胞染色质中的碱性蛋白质，富含精氨酸和赖氨酸等碱性。组蛋白与带负电荷的双螺旋DNA结合成DNA-组蛋白复合物。分为5种类型(H1，H2A，H2B，H3，H4)，后4种各2个形成组蛋白八聚体，构成核小体的核心，占核小体质量的一半。 11、核小体：组成真核细胞染色体的基本结构单位，由组蛋白和大约200
