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1、2011年分子生物学基础本科生答疑专用一、PPT11、1953年Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型2、DNA双螺旋结构模型的意义：DNA复制的明显方式半保留复制。Waston和Crick在1953年就指出：DNA可以按碱基互补配对原则进行半保留复制。而在此之前对复制方式人们一无所知。基因和多肽成线性对应的一个可能的理由：DNA核苷酸顺序规定该基因编码蛋白质的氨基酸顺序；DNA中的遗传信息就是碱基序列；并存在某种遗传密码(genetic code)，将核苷酸序列译成蛋白质氨基酸顺序。该模型揭示了DNA作为遗传物质的稳定性特征，最有价值的是确认了碱基配对原则，这是DNA复制、转录和反
2、转录的分子基础，亦是遗传信息传递和表达的分子基础。该模型的提出是本世纪生命科学的重大突破之一，它奠定了生物化学和分子生物学乃至整个生命科学飞速发展的基石。二、PPT21、原核生物特点：遗传物质仅一个环状DNA；无核膜；无细胞器,无细胞骨架；以无丝分裂或出芽繁殖。 包括：支原体,细菌,兰藻,螺旋藻(人类未来的蛋白质食物新来源)2、真核生物三大结构体系：膜系统：质膜,内膜系统,细胞器； 细胞核系统：遗传信息表达系统；骨架系统：细胞质, 细胞核等的骨架系统3、类核体：通常含有一个折叠成类核体附着在质膜上的环状染色体。4、质粒：携有一定遗传信息的质粒，包括小分子的脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RN
3、A)、核糖体：合成蛋白质的场所5、原核生物表面的纤毛作用：可使细胞能够附着在其他细胞的表面上；而鞭毛的作用是：旋转运动可使细胞游动。6、溶酶体：是小的有膜包围的细膜器，从高尔基体出芽而成，并且含有各类能降解蛋白质、核酸、脂类和糖类的消化酶。溶酶体起着从细胞外带进大分子或来自损伤细胞器的大分子的回收中心的作用。7、微体：乙醛酸循环体是特定的植物过氧化物酶体，进行乙醛酸循环。溶酶体、过氧化物酶体和乙醛酸循环体合称微体8、大小和密度不同的细胞器，例如细胞核与线粒体、可以根据它们的沉降系数值不同由差速离心法互相分离并与其他细胞器分开。9、通常在DNA样品的分析中，往往选用测量样品的吸光度来鉴定其浓度和
4、存度，DNA的吸收峰在 260 nm，蛋白质的吸收峰在 280 nm。纯净的DNA A260/A280比值约为 1.8 ，纯净的RNA A260/A280比值约为 2.0 。10、HGP是人类基因组计划（Human Genome Project）。三、PPT31、大多数蛋白质都含有这些氨基酸残基，因此用紫外分光光度法可测定蛋白质含量。2、生物体内的氨基酸类别：蛋白质氨基酸：蛋白质中常见的20种氨基酸其中稀有的蛋白质氨基酸。蛋白质组成中，除上述20种常见氨基酸外，从少数蛋白质中还分离出一些稀有氨基酸，它们都是相应常见氨基酸的衍生物。如4-羟脯氨酸、5-羟赖氨酸等。非蛋白质氨基酸：生物体内呈游离或
5、结合态的氨基酸。3、氨基酸的性质：（1 ）两性解离和等电点。（2 ）光学性质。（3 ）重要化学反应a.与茚三酮反应：用于氨基酸定量定性测定。b.与2,4一二硝基氟苯(DNFB)的反应（sanger反应）：用于蛋白质N-端测定。 c. 与苯异硫氰酯（PITC）的反应（Edman反应），用于蛋白N-端测定，蛋白质顺序测定仪设计原理的依据。sanger反应：氨基酸与2,4一二硝基氟苯(DNFB)的反应Edman反应：氨基酸与苯异硫氰酯（PITC）的反应4、蛋白质的一级结构：多肽链中氨基酸的排列顺序，包括二硫键的位置称为蛋白质的一级结构(primary structure)。这是蛋白质最基本的结构，它
6、内寓着决定蛋白质高级结构和生物功能的信息。5、蛋白质的二级结构（secondary structure）：指肽链主链不同区段通过自身的相互作用，形成氢键，沿某一主轴盘旋折叠而形成的局部空间结构，是蛋白质结构的构象单元主要有以下类型：() 螺旋 () 折叠 () 转角 () 无规则卷曲6、蛋白质四级结构：是指由相同或不同的称作亚基（subunit）的亚单位按照一定排布方式聚合而成的蛋白质结构，维持四级结构稳定的作用力是疏水键、离子键、氢键、范得华力。亚基本身都具有球状三级结构，一般只包含一条多肽链，也有的由二条或二条以上由二硫键连接的肽链组成。7、论述：蛋白质的主要功能是什么？催化功能；结构功能
7、；调节功能；防御功能；运动功能；运输功能；信息功能；储藏功能酶：除了少数有催化活性的RNA分子外，几乎所有的酶都是蛋白质。酶可以将生化反应速度提高几个数量级。底物与特殊氨基酸侧链间的结合是通过各种非共价相互作用。这些相互作用包括范德华力、氢键、盐桥和疏水力。结合的特异性极高，像只与单一底物结合（例如葡萄糖氧化酶只与葡萄糖结合），或者是基团特异性的（例如己糖激酶与各种己糖结合）。侧链也可以直接参与催化，例如可作为亲核体或质子供体或受体。信号传递：细胞膜上的受体蛋白质可以与来自细胞外介质的配体（如激素）结合，通过最终的构象改变，在细胞内启动配体的反应。配体结合与底物结合很相似，但配体通常保持原形。
8、转运与贮存：血红蛋白在红细胞中转运氧气，转铁蛋白转运铁：转铁蛋白+Fe进入肝脏转铁蛋白结合以铁蛋白的形式储存于肝脏。摄入的脂肪在血液中以脂蛋白形式转运。许多其他分子和离子也都以蛋白质结合形式转运和贮存，这样在需要用它们之前，可以增加溶解性、减小反应活性。结构与运动：胶原蛋白是皮肤、骨骼和结缔组织中主要的蛋白质头发主要由角蛋白组成。细胞内还有许多结构蛋白，例如细胞骨架中的许多蛋白质。主要肌肉蛋白肌动蛋白和肌球蛋白组成了滑行丝，成为肌肉收缩的基础。营养：酪蛋白和卵清蛋白分别是奶和蛋中主要的蛋白质，被用来为发育中的后代生长提供氨基酸。种子蛋白质也为萌发的植物胚提供营养。免疫：可以识别并结合细菌、病毒
9、和其他外源物质（抗原）的抗体，也是蛋白质。调节：转录因子与DNA结合并调节其功能。许多其他蛋白质通过与其他分子的结合修饰其功能。8、论述：蛋白质纯化方法凝胶过滤层析（Gel filtration chromatography）：采用填充有特定孔径的颗粒悬浮液的柱子（分子筛）进行，将样品上样在柱子顶端时，比孔径大的蛋白质分子很快被洗脱至底部，因为它们被排除在颗粒之外，因而所需缓冲液洗脱体积相对较少。比孔径小的分子可以进入颗粒，因而需要相对较多的缓冲液洗脱体积。将小分子在大分子之后从柱上洗脱下来。超速离心：超速离心时，蛋白质在高速离心场中的沉降速度（S值）随它的大小和形状不同而异。超速离心不仅可以
10、用于分离蛋白质而且也是研究蛋白质结构的有力分析工具。依据蛋白质所带净电荷采用电泳和离子交换层析来分离和纯化该蛋白质。依据疏水性不同：在高离子强度溶液中，蛋白质和柱中含有的芳香族或脂族烷基物质之间的疏水相互作用会增强。通过一个逐渐增加的离子强度梯度，蛋白质会在不同阶段被洗脱下来。亲和性：酶与底物、受体与配体和抗体与抗原反应的高度特异性，意味着可依据这些特性对蛋白质进行完全纯化。例如一个用与激素胰岛素共价结合的支持物制成的层析柱可以特异地结合胰岛素受体而不是别的蛋白质。由于酶的竞争性抑制剂不会被要被纯化的酶所降解，故常被用作亲和配体。 重组技术：在一个适合的宿主细胞中过量表达重组蛋白质，产量的提高
11、大大简化纯化过程。例如将编码蛋白质的基因插入一个在强启动子控制下的噬菌体或质粒的表达载体，并将其转化大肠杆菌，该蛋白质的合成量可以占细胞总蛋白质的30。通过在基因的5或3端加入6个组氨酸密码子，形成用于纯化的标签，可进一步加速纯化进程。这种情况下被合成的蛋白质会在N或C端有一个六组氨酸标签，这使得在含有固定金属离子如可与组氨酸结合的Ni2+的亲和柱上，对蛋白质进行一步纯化成为可能。标签通常对蛋白质功能没有什么影响。四、PPT1、RNA的类别：信使RNA（messenger RNA，mRNA）：在蛋白质合成中起模板作用； 核糖体RNA（ribosoal RNA，rRNA）：与蛋白质结合构成核糖体
12、（ribosome）,核糖体是蛋白质合成的场所； 转移RNA（transfor RNA，tRNA）：在蛋白质合成时起着携带活化氨基酸的作用。2、原核生物mRNA的结构特点及功能先导区+翻译区（多顺反子）+末端序列真核生物mRNA特征： “帽子”（m7G-5ppp5-N-3p）+单顺反子+“尾巴”（Poly A）3、真核生物mRNA的结构特点及功能4、请指出原核生物与真核生物mRMA的不同之处。5、核酸的某些理化性质u 核酸的两性解离性质u 核酸的紫外吸收特性（max=260nm）u 核酸的变性、复性和分子杂交u 核酸的熔解温度（Tm）u 核酸的沉降特性：沉降系数（s）6、核酸分子杂交：不同来源
13、的DNA单链间或单链DNA与RNA之间只要有碱基配对的区域，在复性时可形成局部双螺旋区，称核酸分子杂交（hybridization）制备特定的探针（probe）通过杂交技术可进行基因的检测和定位研究。实例：southern印迹法 7、Tm值：DNA的变性发生在一个很窄的温度范围内，通常把热变性过程中A260达到最大值一半时的温度称为该DNA的熔解温度，用Tm表示。 Tm的大小与DNA分子中（G+C）的百分含量成正相关，测定Tm值可推算核酸碱基组成及判断DNA纯度。五、PPT1、DNA的突变：DNA分子中的核苷酸序列发生突然而稳定的改变，从而导致DNA的复制以及后来的转录和翻译产物随之发生变化，
14、表现出异常的遗传特性，称为DNA的突变2、遗传重组：不同DNA分子之间的交换而引起的3、突变的类型：沉默突变： 错义突变： 无义突变：移码突变： 癌变：v 沉默突变：如果它发生在DNA的非编码区、非调节区或密码子的第3个碱基位置，并不影响掺进蛋白质中的氨基酸。v 错义突变：如果改变了基因产物的1个氨基酸，则是错义突变。错义突变的效应可以是无作用的，也可以是致死的，这取决于被影响的氨基酸。v 无义突变：形成新的终止密码子的突变是无义突变，结果会产生截短了的蛋白质产物。移码突变：插入或缺失涉及一个或多个碱基的增加或丢失，这会引起基因的移码突变。移码突变的结果是所翻译出的蛋白质序列从突变点起至C末端
15、都完全被改变了。v 癌变：影响细胞生长或细胞死亡过程的突变可以引发癌变。4、复制的忠实性：DNA复制过程是一个高度精确的过程，据估计，大肠杆菌DNA复制5109碱基对仅出现一个误差，保证复制忠实性的原因主要有以下三点： DNA聚合酶的高度专一性（严格遵循碱基配对原则，但错配率为7 10-6 ） DNA聚合酶的校对功能（错配碱基被3-5外切酶切除） 起始时以RNA作为引物5、填空：物理诱变剂：紫外线(ultraviolet)和电离辐射(ionizing radiation)：紫外线引起相邻嘧啶碱基产生嘧啶二聚体 。化学诱变剂：如碱基类似物(base analog)、碱基修饰剂(base modifier)、嵌入染料(intercalation dye)、烷化剂等。 碱基类似物(base analog)：改变碱基配对特性的正常碱基衍生物，可诱发直接诱变。 亚硝酸：使胞嘧啶脱氨变成尿嘧啶，从而和腺嘌呤配对，引起随后复制中发生GC向AT转换。 烷化剂：如甲烷磺酸甲酯（methylmethanesulfonate，MMS）、乙基亚硝基尿（ethylnitrosourea，ENU）及芳基化剂须经修复才能防止给转录及复
