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1、学习必备欢迎下载一绪论广义的分子生物学：对生物大分子结构和功能的研究。生物大分子：蛋白质，核酸，多糖以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象， 从分子水平阐明生命现象和生物学规律。狭义的分子生物学：偏重于核酸（基因）的分子生物学，主要研究基因或 DNA 的复制、转录、表达和调控等过程，也涉及与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。1972 年第一个重组 DNA 分子在实验室制造成功。1982 年世界上第一个基因重组产品人胰岛素问世。20XX 年人类基因组计划（ HGP）序列图完成。二.基因的结构与功能基因现代分子学概念：基因是核酸分子中贮存遗传信息的
2、遗传单位，是 RNA 和蛋白质相关遗传信息的基本存在形式，是指贮存 RNA 序列信息和有功能的蛋白质多肽链序列信息、以及表达这些信息所必需的全部核苷酸序列 。大部分生物中构成基因的核酸物质是DNA ，少数生物（如RNA病毒）中是 RNA 。基因现代生物学概念： 基因决定遗传性状的表达， 基因存在于染色体及线粒体 DNA 上，呈直线排列并世代相传。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 42 页学习必备欢迎下载基因的化学本质是DNA （RNA 病毒除外）。一个基因是 DNA 分子中具有特定核苷酸排列顺序的一个区段。结构基因序列：表
3、达为蛋白质或功能RNA 每个基因携带的遗传信息调控序列：表达结构基因（合成RNA ）脱氧核糖核酸基本组成单位核酸核糖核酸核苷酸DNA 是由四种脱氧核糖核苷酸通过3 ，5- 磷酸二酯键连接而成的长链大分子。RNA 是由四种核糖核苷酸通过3 ，5- 磷酸二酯键相连而成的多核苷酸长链。前一位 -OH 下一位磷酸基DNA 结构一级结构：分子中的核苷酸排列顺序二级结构：双链反向互补的右手螺旋三级结构：超螺旋结构高级结构一级结构组成：碱基，磷酸，脱氧核糖有严格的方向性书写方式 5 3 二级结构：1. Chargaff 规则：摩尔数： A=T C=G 不同生物种属的DNA 碱基组成不同同一个体不同器官，组织
4、的DNA具有相同碱基组成2. DNA 是反向平行的互补双链结构：a.碱基位于双螺旋内侧b.亲水的脱氧核糖和磷酸骨架位于外侧c.两条链碱基间氢键结合：A-T 2 C-G 3 （较稳定）碱基互补Watson-crick配对 bp,kbp 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 42 页学习必备欢迎下载3. 右手双螺旋：沿中心轴每旋转一周有10 个核苷酸表面有一个大沟和一个小沟（碱基对占据空间不对称所致）螺距3.4nm 4. 疏水性碱基堆积力和氢键是DNA双螺旋结构的稳定力横向稳定氢键纵向稳定碱基平面的堆积力（更重要）螺旋内部碱基平面
5、重叠靠近产生的疏水作用5. 双螺旋结构具有多样性：附加氢键Hoogsteen配对 B-DNA 三级结构（致密结构）：超螺旋 a.正超螺旋：盘绕方向与双螺旋相同b.负超螺旋 （自然界闭合双链DNA主要存在形式，有利于转录起始）1. 绝大部分原核生物的DNA都是共价封闭的环状双螺旋分子原核生物 DNA在细胞内进一步盘绕形成类核 80%DNA 20% 蛋白质细菌基因组中超螺旋可相互独立形成超螺旋区大肠杆菌平均 200个碱基就有一个负超螺旋形成2. 真核生物 DNA在细胞核内可组装成染色体真核生物 DNA与蛋白质的复合物以致密形式存在于核内基本结构单位 核小体 DNA 八聚体核心组蛋白组蛋白（小分子量
6、碱性富含精赖） ：H1 H2A H2B H3 H4 双链 DNA缠绕于核心组蛋白上形成核小体的核心颗粒 核心颗粒间由 DNA和组蛋白 H1构成的连接区相连形成串珠样结构细胞周期大部分时间分散存在的染色质细胞分裂期高度组织有序的 染色体DNA 蛋白质（组蛋白非组蛋白）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 42 页学习必备欢迎下载真核生物染色体功能区a.端粒 染色体末端膨大的粒状结构染色体末端 DNA（端粒 DNA 简单重复序列）和DNA结合蛋白人TTAGGG端粒在维持染色体结构的稳定与维持复制过程中DNA的完整性方面有重要作用，
7、还与衰老与肿瘤的发生发展有关b.着丝粒两个染色单体的连接位点基因的功能： a.荷载遗传信息b.通过复制，将遗传信息遗传给子代 c.基因表达的模板基因组构：单个基因的组成结构及个体内的基因组织排列方式mRNA的非翻译区： 为蛋白质编码的结构基因 （断裂基因） 中除含有一段储存着一个特定多肽链的一级结构信息外，还存在一些与多肽链编码无关的DNA序列，这些序列是多肽链翻译和加工的所必需的调控序列精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 42 页学习必备欢迎下载内含子数 = 外显子数 -1 外显子数是描述基因结构的重要特征之一外显子和内含
8、子同时出现于最初合成mRNA 前体中，在合成后被剪接高等真核生物内绝大部分编码蛋白质的结构基因都有内含子（组蛋白编码基因除外）。原核生物的结构基因基本没有内含子。不同生物结构基因特点断裂 连续 病毒取决于宿主顺式调节：一个基因的调控区和结构基因位于同一个DNA 分子中的相邻部位顺式作用元件： 与转录调控有关的DNA 序列，包括启动子、增强子、加尾信号和一些反应元件。反式调节：由某一基因表达产生的蛋白质因子，对另一个基因的表达有调控作用反式作用因子：是通过直接结合或间接作用于DNA，对基因表达发挥不同作用（激活或抑制）的各类蛋白因子阻遏蛋白5端 上游 负3端 下游 正 零不用于标记碱基位置原核生
9、物基因的调控序列：启动子和转录终止信号（最基本）1. 启动子提供转录起始信号（本身不被转录）RNA 聚合酶特异识别和结合的DNA 序列，具有方向性，一般位于结构基因转录起点的上游大肠杆菌功能区： a.RNA 合成起点（ +1 位碱基） b.RNA 聚合酶结合部位（ -10bp 区） 普里布诺盒 TATAAT c.转录起始识别部位（-35bp 区） TGACA 原核生物：强启动子弱启动子精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 42 页学习必备欢迎下载启动子序列越接近共有序列，起始转录的作用越强；反之2. 终止子提供 RNA 合成终
10、止信号在结构基因下游接近3 端的一段 DNA 序列中由 GC富集区组成的具有回文特征的重复序列；转录后在RNA分子中形成特殊的茎环结构以终止 RNA 链的延伸。3. 操纵元件被阻遏蛋白识别与结合操纵元件（操纵序列）是一些启动子邻近部位的一小段特定序列，可被具有抑制转录作用的阻遏蛋白识别并结合；通常与启动子区域有部分重叠4. 正调控蛋白结合位点可加强下游结构基因的转录在原核基因的弱启动子附近常有一些特殊的DNA 序列，某些具有转录激活作用的正调控蛋白可以识别并结合这种DNA 序列，加快转录的启动。真核生物基因的调控序列其顺式作用元件：启动子、上游调控元件、增强子、加尾信号和一些细胞信号反应元件1
11、. 启动子提供转录起始信号通常本身不被转录，有一些启动子（如编码tRNA 基因的启动子）的 DNA 序列可位于转录起始点的下游，可被转录启动子 II 最为复杂，和原核的启动子有很多不同。TATA 盒位于转录起始点上游-25bp 处，核心序列是 TATA，决定 RNA合成的起始位点精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 42 页学习必备欢迎下载上游启动子：a.TATA 盒上游的一些特定DNA 序列 b.与 TATA 盒共同组成启动子c.是反式作用因子（转录激活因子）的识别与结合的位点 d.决定转录的效率常见: a.CAAT 盒 含
12、有 5GGNCAATCT3 核心序列-80-90bp b.GC盒 含有 5CCGCC3 核心序列-70bp 和-120bp 真核生物 RNA 聚合酶及其对应的转录因子和启动子类型2. 增强子增强邻近基因的转录增强子是增强真核生物基因启动子的工作效率的顺式作用元件，是真核生物基因中最重要的调控序列， 决定每一个基因在细胞内的表达水平。位置：不固定一般位于转录起始点上游-100-300bp处3. 沉默子是负性调节元件沉默子是可抑制基因转录的特定序列，当其结合一些反式作用因子（转录抑制因子）时对基因的转录起阻遏作用，使基因沉默。反应元件：是一类能介导基因对细胞外的某种信号产生反应的特定DNA 序列特
13、点：a.具有较短的保守序列b.通常位于启动子附近、 启动子内或增强子区域RNA聚合酶转录因子启动子类型启动子构成含有该启动子的基因I TF I I 核心元件、上游调控元件（UCE）rRNA II TF II II TATA 盒、 几个上游启动子元件、转录起始位点mRNA III TF III III A 盒和 B 盒、转录起始点tRNA 5S rRNA U6 snRNA 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 42 页学习必备欢迎下载Poly(A)信号： a.结构基因 3 端下游b.由 AATAAA序列和 GC丰富区，或 T 丰
14、富区组成 c.终止 mRNA 转录和为其加上 Poly(A)尾Poly(A)尾：a.可能有助 mRNA 从核到细胞质转运b.避免在细胞中受到核酶降解，增强mRNA 的稳定性原核生物基因的基本结构5启动序列结构基因终止子3真核生物基因的基本结构5增强子 +上游启动子元件（启动子）+结构基因（断裂基因）+加尾信号 +转录终止点 3RNA 的结构与功能：mRNA：1.真核生物和原核生物的mRNA 中都有编码区和非翻译区mRNA 中间的一部分序列是一个特定多肽链的序列信息，这一段核苷酸序列称为多肽链编码区或开放阅读框(ORF) ORF 决定多肽链分子的一级结构非翻译区又称非编码区 (UTR):ORF
15、的 5端上游和 3端下游主要功能：参与翻译调控2.真核生物 mRNA 特有的 5末端的帽结构大部分真核生细胞的mRNA 的 5末端以 7-甲基鸟嘌呤 -三磷酸鸟苷为起始结构，这种GpppN-结构被称为帽结构帽结构可以与帽结合蛋白(CBPs)结合 功能：a.有助于 mRNA从细胞核向细胞质的转运b.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 42 页学习必备欢迎下载维护 mRNA 的稳定，不被降解c.翻译起始时，与起始因子和核糖体结合。3.真核生物 mRNA 的 3末端有多聚 A 尾结构 (转录完成后加入 ) 在真核生物 mRNA 的
16、 3末端，大多数有一段由数十个至百余个腺苷酸连接而成的多聚腺苷酸结构，称为多聚A 尾 poly(A) 功能：a.与帽结构负责 mRNA从细胞核向细胞质的转运b.维护 mRNA 的稳定 c.翻译起始调控去除 polyA 尾和帽结构是细胞内mRNA 降解的重要步骤。tRNA：a.氨基酸接纳茎 (tRNA3末端最后 3 个碱基，氨基酸结合部位) Tyr-tRN代表 tRN的氨基酸接纳茎已经结合有酪氨酸b.反密码环 (含反密码子 ) c.稀有碱基：双氢尿嘧啶 (DHU) 假尿嘧啶 ( ) 甲基化的嘌呤 (,)位于两侧的环状结构： DHU 环和 T C环rRNA ：细胞中含量最多的RNA ，是核糖体的主
17、要组成成分，构成核糖体的骨架核糖体（核糖核蛋白体）小分子 RNA ，又称非 mRNA 小 RNA(snmRNA) 分类snRNA snoRNA scRNA miRNA 、siRNA、antisenseRNA 作用真核细胞RNA 前体中的内含子的剪接rRNA的加工以及核糖体的装配蛋白质翻译合成后的转运精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 42 页学习必备欢迎下载核酸酶：指所有可以水解核酸的酶 a.DNA 酶 b.RNA酶有的核酸酶可以在DNA 或 RNA 分子内部切断磷酸二酯键， 称为核酸内切酶。在核酸内切酶中，有的要求序列特异
18、性(4-8bp) ，称为限制性核酸内切酶 (RE)； 有的没有序列特异性， 称为非限制性核酸内切酶。核酸外切酶仅能水解位于核酸分子链末端的核苷酸。根据其作用的方向性，又有 53或 35核酸外切酶之分。功能：生物体内的核酸酶负责细胞内外催化核酸的降解。1. 参与 DNA 的合成与修复、 RNA 合成后的剪接2. 清除多余的、结构和功能异常的核酸，同时也可以清除侵入细胞的外源性核酸3. 体外重组 DNA 技术中的重要工具酶4. 消化液中降解食物内的核酸加以利用核酶是一类具有催化作用的RNA ，其底物亦是核酸，因此从功能上来说，也属于核酸内切酶，且为序列特异性的核酸内切酶。基因组的结构与功能基因组：
19、细胞或生物体中， 一套完整单倍体的遗传物质的总和称为基因组。 基因组结构：指不同的基因功能区域在核酸分子中的分布和排列情况。功能：储存和表达遗传信息。进化程度越高的生物其基因组越复杂。人基因组：1. 只有不到三万种基因（只有很少一部分DNA 序列编码蛋白质）3.存在大量重复序列：（高度重复、中度重复、低度重复也称单拷贝）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 42 页学习必备欢迎下载高度重复序列： a. 反向重复序列： 由两个相同顺序的互补拷贝在同一DNA 链上反向排列而成散在分布反向重复序列易形成链内碱基配对而呈“发夹”式或
20、“ +”字形结构 b. 卫星 DNA （随体 DNA ）：成串排列 可用等密度梯度离心法将其与主体DNA 分离开 人类基因组中可分离出三类卫星DNA ，共占人类基因组的5 6%：大卫星 DNA （macrosatellite DNA ）：其重复单位为5171 bp，主要分布于染色体的着丝粒区。小卫星 DNA （minisatellite DNA）：其重复单位为1570 bp，存在于常染色体。微卫星 DNA （microsatellite DNA ）：其重复单位为25 bp，存在于常染色体高度重复序列的功能：参与复制水平的调节； 参与基因表达的调控； 参与染色体配对；参与转位作用； 与进化有关；
21、 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：短分散 (Alu 家族、 Hinf 家族) 、长分散 (KpnI 家族) 真核生物基因组中rRNA基因属于中度重复序列， 通常集中成簇存在，这样的区域为 rRNA区，如染色体的核仁组织区。功能： a. 中度重复序列在基因组中所占比例在不同种属间差异很大，一般约占 10-40% ，在人约为 12% ，这些序列大多不编码蛋白质。b.在结构基因之间以及内含子内都可以见到中度重复序列。c. 功能类似精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -
22、第 11 页，共 42 页学习必备欢迎下载于高度重复序列， 在基因调控中起重要作用。 d. 中度重复序列中有一部分是编码 rRNA、tRNA 、组蛋白及免疫球蛋白的结构基因单拷贝序列：a. 在基因组中只出现一次或数次。b. 属于结构基因，它储存了巨大的遗传信息，编码各种功能不同的蛋白质。4. 多基因家族与假基因多基因家族：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。多基因家族中的基因通常是由同一祖先基因经进化或变异而来。分类：1. 成簇分布在某一条染色体上，可同时发挥作用如组蛋白基因家族2. 成簇分布于不同染色体上，编码一组功能上紧
23、密相关的蛋白质如珠蛋白基因家族。假蛋白：又称为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。与正常基因相比，缺少内含子，两侧有顺向重复序列。5. 线粒体 DNA(mtDNA) 结构有别于染色体DNA mtDNA ：属于真核细胞核外遗传物质，可独立编码存在于线粒体中的多肽链、rRNA或 tRNA 。mtDNA 为双链环状 DNA ，其分子结构特点与原核生物 DNA 相同。原核生物基因组的结构与功能：1. 原核生物基因以操纵子方式组构2. 原核生物中的质粒DNA质粒是细菌细胞内携带的染色体外的能独立进行精选学习资料 - - - - - - - - - 名师
24、归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 42 页学习必备欢迎下载复制的闭合环状 DNA 分子质粒特点：a. 能够独立于细胞的染色质DNA 而进行复制 b. 对宿主细胞的生存不是必需的 c.能赋予细菌特定的遗传性状： 例如使宿主细菌获得耐受抗生素的能力，因此质粒是基因工程的重要载（vector ）质粒的遗传调控： 1. 复制调控系统：质粒自身带有一个复制调控系统，能够独立于细胞的染色质DNA 而进行复制。复制调控系统：I.Ori（复制起点 ) II.rep基因（rep 蛋白启动质粒复制 ) III.cop基因（cop基因本身或其表达产物抑制复制作用）2. 分配系统：能使细胞分裂与质
25、粒复制协调。从而使质粒在细菌分裂过程中精确分配到子细胞中。3. 细胞分裂控制系统：抑制细胞分裂，使细胞分裂与质粒复制协调，避免太多不含质粒子细菌出现。4. 质粒的不相容性：具有相同复制起始点和分配区的两种质粒不能共同存在于同一个细菌细胞中，这种现象称为质粒的不相容性。质粒拷贝方式： a. 严谨型质粒：低拷贝数质粒，一个细菌内仅含数个质粒。 b. 松弛型质粒：即高拷贝质粒，每个细菌内的质粒数目可达10-60 个或更多。质粒对宿主的适应性： 1. 窄宿主谱质粒： 仅能存在于一种或数种密切相关的宿主 2. 广宿主谱质粒：可以在不同科、属、种的细菌之间传递原核生物基因组特点： a. 基因组相对较小，由
26、DNA 组成（染色体、质粒，均为共价闭环双链），染色体DNA 为单拷贝 b. 每个 DNA 分子只精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 42 页学习必备欢迎下载有一个复制起始点 c. 重复序列少 d.结构基因通常为连续基因（无内含子，因此，转录后不需要剪切），且多为单拷贝基因（编码rRNA的基因除外） e. 结构基因所占比例小 f.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。操纵子：功能上相关的若干结构基因串联在一起，由一套调控序列控制其转录表达，构成基本转录单位，称为操纵子（opero
27、n）。多顺反子：原核生物中，操纵子转录产生的mRNA 通常为多顺反子，编码多个蛋白质的mRNA，整个体系在一个启动子的控制之下。顺反子：即结构基因，为决定一条多肽链合成的功能单位单顺反子：只编码一个蛋白质的mRNA，在真核生物中， DNA 是以单顺反子的形式存在。病毒基因组的结构与功能: 1. 病毒的基因组较小2. 有的病毒基因组是DNA ，有的是 RNA 3.RNA病毒基因组可以由数条不相连的RNA 链组成4. 病毒基因组存在基因重叠5. 有的病毒基因可以形成多顺反子mRNA 6. 噬菌体基因是连续的，真核细胞病毒的基因是不连续的病毒是由一个核酸分子 （DNA 或 RNA ） 与蛋白质构成的
28、非细胞形态的，必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞型微生物。病毒组成：核衣壳 (核酸、衣壳 ) 、包膜（来自宿主细胞膜）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 42 页学习必备欢迎下载基因组复制DNA 复制需要的材料：底物：dATP ，dGTP ，dCTP ，dTTP ；聚合酶：依赖 DNA 的 DNA 聚合酶，简写为 DNA-pol ；模板：解开成单链的DNA 母链；引物：一小段 RNA ；其他的酶和蛋白质因子DNA 聚合酶： 5至 3的聚合活性聚合反应的特点： 1. 聚合反应具有方向性 : 5 至 32. DNA 聚
29、合酶不能催化两个游离的脱氧核苷酸聚合，只能在一段寡核苷酸的 3 -OH 逐个添加脱氧核苷酸，使核苷酸链不断延长。核酸外切酶活性： a.35 外切酶活性能辨认错配的碱基对，并将其水解 b.53 外切酶活性能切除突变的 DNA片段原核生物的 DNA 聚合酶： DNA-pol DNA-pol DNA-pol 亚基数目35外切酶活性53 外切酶活性功能DNA 聚合酶 I 1 + + 切除引物、修复DNA 聚合酶 II 1 + - 校正、修复DNA 聚合酶III 10 + - DNA 复制时，DNA 合成的主要酶真核生物的 DNA 聚合酶：DNA-pol: 在复制延长中起催化作用DNA-pol: 在没有
30、其他 DNA-pol 时才发挥催化作用DNA-pol: 在线粒体 DNA复制中起催化作用精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 42 页学习必备欢迎下载DNA-pol: 在复制延长中起催化作用DNA-pol: 在复制过程中起校读、修复和填补缺口的作用DNA 复制的保真性： DNA 聚合酶的特性保证了子链与母链遗传信息的准确性。三种机制： 1.DNA聚合酶对碱基配对的选择作用, 保证严格的碱基配对规律 2.DNA 聚合酶对模板的识别作用 3.DNA 聚合酶 35外切活性的校正作用，复制出错时有即时的纠错功能解螺旋酶：利用 ATP
31、 供能，作用于氢键，使 DNA 双链解开成为两条单链。单链 DNA 结合蛋白 (SSB) DNA 拓扑异构酶：分类： I II 作用特点：既能水解，又能连接磷酸二酯键解链过程中， DNA 分子会过度拧紧、打结、缠绕、连环等现象，均需 DNA 拓扑异构酶，改变DNA 分子构象，理顺 DNA 链，使复制能顺利进行。拓扑异构酶 I ：a. 切断 DNA 双链中一股链，使DNA 解链旋转不致打结b. 不需要 ATP供能拓扑异构酶 II ：a. 切断 DNA 分子两股链，断端通过切口旋转使超螺旋松弛 b. 利用 ATP供能，连接断端， DNA分子进入负超螺旋状态引物酶：依赖 DNA 的 RNA 聚合酶：
32、不需要任何引物，错配率高。在模板的复制起始部位催化NTP的聚合, 形成短片段的 RNA 。这一小段 RNA 作为复制的引物，提供 3 -OH末端， 使 DNA-pol 能够催化 dNTP聚合。复制结束后被切除。DNA 连接酶：连接 DNA 链 3- OH 末端和相邻 DNA 链 5-P 末端，使二者生成磷酸酯键， 从而把两段相邻的DNA 链连接成完整的链。DNA 连接酶在 DNA 修复、重组、剪接中也起连接缺口的作用。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 42 页学习必备欢迎下载DNA 复制过程的共同特点：1. 半保留复制方
33、式保证了遗传信息的忠实传递2. 基因组 DNA 都有固定的复制起始点3. 复制子是基本复制单位4. 双向复制形成复制泡和复制叉5. 半不连续复制方式克服了DNA 空间结构对 DNA 新链合成的制约DNA 复制的起始： 复制起点 (ori)：DNA 复制起始于 DNA 分子上的特定部位，在此处两链分开，各形成一个单链区。富含AT区域，短的重复序列。复制叉：复制起点解链后形成的叉状结构复制泡：两个复制叉组成双向复制： DNA 复制由复制起点开始，分别向相反的方向进行DNA 聚合酶合成新的DNA 链的过程： a. 前导链（能连续合成）的生成b. 随后链（分段合成，不连续）的生成冈崎片段：随后链的合成
34、方向与复制叉移动方向相反，先合成许多不连续片段，称冈崎片段半不连续复制：一条链（前导链）连续合成，另一条链（随后链）不连续合成复制子：从一个复制起点开始所复制的DNA 分子或 DNA 片段是一个基本的复制单位，称复制子。复制的终止： a.RNA引物去除 b.冈崎片段连接c. 在特殊的终止结构区域停止精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 42 页学习必备欢迎下载原核生物的 DNA 复制特点：1. 只有一个复制起点2. 从起点向两个相反方向复制3. 复制的速度快4. RNA 引物和冈崎片段均较长5. 可以连续发动复制，即在上一轮
35、复制尚未完成的情况下能发动新的复制大肠杆菌 DNA 聚合酶：DNA 聚合酶 I ，DNA 聚合酶 II ，DNA 聚合酶 III 大肠杆菌基因组 DNA 复制过程：起始延伸终止A.起始：1.DNA双链在复制起始点的解链。2. 形成引发体，合成RNA 引物。参与大肠杆菌 DNA复制起始的主要蛋白分子名称功能DnaA蛋白辨认起始点DnaB蛋白（解螺旋酶）解开 DNA 双链DnaC蛋白协助解螺旋酶DnaG 蛋白 （引物酶）催化 RNA 引物生成SSBP 稳定解开的单链 DNA 引发体的生成：含有解螺旋酶、DnaC蛋白、引物酶和 DNA 复制起始区域的复合结构称为引发体。B.延伸：引物合成后，由DNA
36、 pol（在真核细胞为DNA 聚合酶 和)催化，按碱基配对原则，将dNTP逐一添加到引物 3末端，形成磷酸二酯键，使新合成的链不断延长。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 42 页学习必备欢迎下载前导链的合成：由 DnaG在复制起始位点附近合成一个10-60nt 的 RNA引物，然后由 DNA pol III把 dNTP加到该引物上。滞后链的合成：产生 Okazaki fragments 。C.终止：切除 RNA 引物，填补缺口，连接相邻的DNA 片段在 DNA 聚合酶、 RNaseH （真核）催化下切除RNA 引物；留下
37、的空隙由 DNA 聚合酶催化合成一段DNA 填补上；在 DNA 连接酶作用下，连接相邻的DNA 链。链的终止过程：当复制叉前移遇到20bp重复性终止子序列（Ter） 时，Ter 与 Tus蛋白结合，阻挡复制叉的继续前移，当相反方向复制叉到达，在 DNA 拓扑异构酶 II 作用下使复制叉解体，释放子链DNA 。原核生物 DNA 复制的调节： 1.DNA复制起始频率是可调节的生长条件好合成代谢活跃复制起始因子的浓度快速积累发动连续复制高复制起始频率3. 复制频率与细胞分裂次数相适应大肠杆菌半甲基化修饰是控制机制之一 oriC中重复的 GATC 序列（甲基化，复制开始）精选学习资料 - - - -
38、- - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 42 页学习必备欢迎下载甲基化抑制因子抑制半甲基化状态子代DNA 甲基化 细胞周期完成抑制因子脱离 GATC序列中的 A甲基化，复制起点激活真核生物染色体 DNA 的复制特点：1. 复制时需解开和重新组装核小体结构；组蛋白合成与 DNA 复制同时进行， DNA 边合成边组装成核小体。2. 多起点复制；3. RNA 引物及冈崎片段长度均小于原核生物；4. 真核生物染色体全部复制完成以前不会发动新一轮复制；5. 真核生物 DNA 的复制子称为 ARS( 自主复制序列）；复制的起始需要起始原点识别复合物（ORC ）参与6.
39、 有五种 DNA 聚合酶；7. 真核生物 DNA 复制叉的移动速度大约只有50bp/s （慢），还不到大肠杆菌的 1/20；8. 真核生物线性 DNA 末端具有端粒结构。真核生物染色体 DNA 复制过程1. 真核生物 DNA 复制的 DNA 聚合酶与辅助因子真核生物 DNA 聚合酶亚基数目35外切酶活性53 外切酶活性功能DNA 聚合酶 4 - - 引物合成DNA 聚合酶 1 - - DNA 损伤修复精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 42 页学习必备欢迎下载DNA 聚合酶 2 + - 线粒体 DNA 复制DNA 聚合酶
40、2 + - 核 DNA 复制DNA 聚合酶 5 + - 填补缺口、修复真核生物 DNA 复制的辅助因子名称结构特点活性在 DNA 复制中的作用PCNA DNA 聚合酶 的辅助蛋白PCNA 沿 DNA 滑动，使聚合酶 不会从 DNA 上滑落RF-C 5 个亚基负责将 PCNA 套在DNA 上RF-A 单链 DNA结合蛋白维持 DNA 局部单链结构RNase-H1 核酸酶切除 RNA 引物，但在冈崎片段上保留一个核糖核苷酸FEN1 核酸内切酶切除冈崎片段上保留的一个核糖核苷酸2. 真核生物 DNA 复制的起始和终止： a. 与原核生物基本相似b. 起始与终止了解较少3. 端粒结构和端粒酶在真核生物
41、基因组复制过程中的作用：端粒的功能：维持染色体结构的完整性，防止染色体被核酸酶降解及染色体间相互融和。 防止染色体结构基因在复制时丢失，解决了末端复制的难题。端粒的存在使每次丢失的仅为端粒的一部分，从而保护了染色体内部的结构基因。另外，有些研究还显示，端粒与核运动有关，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 42 页学习必备欢迎下载可能对同源染色体的配对重组有重要意义。即端粒有“分裂时钟”的作用。端粒酶：为反转录酶，由蛋白质和RNA 共同组成，能以自身的RNA 为模板反复延伸端粒的重复序列。 a. 端粒酶的活性是细胞持续分裂的
42、重要条件。b. 机体在出生前就会关闭端粒酶，为细胞能够分裂的次数规定一个严格的上限。4. 复制过程中核小体的装配：p39 真核生物 DNA 复制的调控：1. 细胞周期进程中的调控复制许可因子保证一个细胞周期内只进行一次基因组复制2. 染色体水平的调控不同染色体或同一染色体不同部位的复制子按先后顺序在S期的不同时间复制时间起始复制，其控制因素尚不清楚3. 复制子水平的调控对复制的起始，包括复制起始复合物的形成和RNA 引物的合成进行调控线粒体 DNA 的复制： D环复制：两条链的复制不同步D环：一条单链和一条双链组成的泡状结构病毒 DNA 复制共同特点：1. 需要宿主提供一套完成复制所需要的蛋白
43、分子2. 起始引物形式多样精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 42 页学习必备欢迎下载DNA 损伤与修复：DNA 损伤即是指在生物体生命过程中DNA 双螺旋结构发生的任何改变。a. 碱基改变 b. 结构扭曲因素： 1. 生物体内因素（自发性损伤）2. 环境因素自发性损伤： 1.DNA复制错误 2. 碱基丢失 3. 机体代谢过程中产生的活性氧 (ROS)化学性质活泼，易与DNA 分子发生化学反应。环境因素：物理化学 生物物理：紫外线（ UV ）照射引起的 DNA 损伤主要是形成嘧啶二聚体（TT，TC ）。还可引起 DNA 的
44、交联, DNA 与蛋白质的交联。 电离辐射引起的 DNA 损伤电离辐射包括电磁辐射（X-线和线）和特殊辐射（ -粒子、-粒子、原子和中子）。电离辐射的结果可以引起DNA 的碱基损伤、链断裂以及 DNA 的交联。直接效应：指辐射对DNA 直接沉积能量，并引起理化改变；间接效应是指电离辐射在DNA 周围环境的其它成分上沉积能量，而引起 DNA 分子的变化。化学：自由基碱基修饰物：烷化剂 DNA链上的磷酸二酯键被烷化则形成不稳定的磷酸三酯键，可能在糖与磷酸间发生水解作用，导致 DNA 链的断裂。碱基类似物： 碱基类似物是一类结构与碱基相似的人工合成的化合物， 它们进入细胞以后， 便能替代正常的碱基而
45、掺入到 DNA 链中，干扰了 DNA 的正常合成。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 42 页学习必备欢迎下载最常见的碱基类似物是5- 溴尿嘧啶（ 5-BU）。嵌入剂：吖啶橙、吖啶黄素、原黄素等生物： a. 黄曲霉 b.DNA 和 RNA 病毒DNA 损伤类型： 1. 从化学本质看： A. 碱基和糖基破坏 B. 错配 C.DNA链断裂 D.DNA交联：共价结合3. 从突变的表型： 1）形态突变：突变影响生物的形态结构。 2 ）生化突变：突变影响生物的代谢过程，导致一个特定生化功能的改变或丧失。 3）致死突变：突变影响生物个
46、体的生活力。分为显性致死和隐性致死。 4 ）条件致死突变：在某一些条件下致死，而在另一些条件下成活的突变。4. 从对遗传信息的改变： 1）同义突变 : 碱基序列的改变没有引起产物氨基酸序列的改变 , 与密码子的简并性有关。 2）无义突变 : 某个碱基的改变使代表某种氨基酸的密码子变成了终止密码子，使蛋白质合成提前终止，因而蛋白质产物一般是没有活性的。3）错义突变: 碱基序列的改变引起了产物氨基酸序列的改变。DNA 修复：直接修复、切除修复、损伤跨越精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页，共 42 页学习必备欢迎下载1. 直接修复：
47、最简单嘧啶二聚体：又称光复活作用。生物体内存在光复活酶，能够直接识别和结合于 DNA 链上的嘧啶二聚体部位， 在波长 300-500nm的可见光激发下，将其解聚为原来的单体核苷酸从而修复。烷基化碱基： 特异的烷基转移酶催化， 可将烷基从核苷酸转移到自身肽链上，修复 DNA 的同时自身发生不可逆转的失活。人类- 甲基鸟嘌呤 -DNA甲基转移酶能够将位的甲基转移到酶自身的半胱氨酸残基上，使甲基化的鸟嘌呤恢复正常结构，无嘌呤位点 (AP位点) ：由 DNA 嘌呤插入酶直接催化糖苷键的形成单链断裂的直接修复：通过DNA 连接酶的重接而修复2. 切除修复：最普遍碱基切除 (BER)：a.BER可以去除因
48、脱氨基或碱基丢失，无氧射线辐射或内源性物质引起的环氮类的甲基化等因素产生的DNA 损伤。b.BER是维持 DNA 稳定的重要修复方式c.DNA糖苷酶特异识别受损碱基, 水解其 N-糖苷键。核苷酸切除 (NER)：a.NER并不识别具体损伤，而是识别损伤造成的结构缺陷 b.NER 的关键特征是对损伤的DNA 链的两端进行切割。c.NER在已研究过的真核生物中都很相似，说明其在进化过程中高度保守。遗传性着色性干皮症 (XP) 碱基错配：区分母链和子链：母链是高度甲基化的，新合成子链中A的甲基化尚未进行。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2
49、5 页，共 42 页学习必备欢迎下载错配修复系统组成： Mut 错配修复蛋白，包括Mut S，Mut L，Mut H。S：识别含有纽结的错配位点L：被 S募集，激活 H H：结合在甲基化位点处，有需要激活的核酸内切酶活性，切开未甲基化的 DNA 链。双链断裂 (DSK)极为严重，需要重组修复重组修复：指依靠重组酶系将另一段未受损伤的DNA 移到损伤部位，提供正确的模板，进行修复。A.同源重组 b. 非同源重组同源重组：参加重组的两段双链DNA 在相当长的范围内顺序相同。 生成的新片段具有很高的忠实性。关键：RecA蛋白，即重组酶RecA蛋白：多个 Rec单体在 DNA 上聚集可形成右手螺旋的核
50、蛋白细丝，细丝中有深的螺旋凹槽，可以识别和容纳DNA 链。需要 ATP 非同源重组修复 (NHEJ)：修复的 DNA 序列存在一定错误； 是哺乳动物细胞 DNA 双链断裂的修复方式。关键： DNA 依赖的蛋白激酶 (DNA-PK) DNA-PK ：组成：催化亚基 (DNA-PKcs)，杂二聚体蛋白Ku 介导 DNA-PK 的催化功能与双链 DNA 的断端连接，促进双链的重接与重组另一个参与的重要蛋白：XRCC4 ，能与 DNA 连接酶形成复合物，并增强连接酶的活力，在DNA 连接酶与组装在 DNA 末端的 DNA-PK 复合物相结合的过程中起中间体作用。跨越 DNA 损伤的复制后修复：复制已经
51、开始，DNA 损伤部位失去模板作用而中止复制，细胞启动应急途径，先复制，再修复。SOS反应。类型： 1. 重组跨越 2. 损伤合成跨越精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 26 页，共 42 页学习必备欢迎下载1. 重组跨越损伤部位： 当复制进行到损伤部位时， DNA 聚合酶 III停止移动从模板上脱离下来，然后在损伤下游启动复制，产生带有缺口的子链。RecA蛋白以正常链为模板， 对子链的缺口进行填补。2、应急修复反应（ SOS ）是一种错误倾向修复：是产生突变的修复反应，紧急情况下， 诱导产生新的 DNA 聚合酶，替换停留在损伤部位的D
52、NA 聚合酶 III 。新的 DNA 聚合酶：以随机方式插入正确的或错误的核苷酸，使复制继续。识别碱基的精确度差，一般无校对功能，出错率大大增加。DNA 损伤修复的不同层面：DNA 复制时校对功能将损伤几率降至极低 单碱基损伤、单链断裂时靠回复修复、切除修复、错配修复等机制修复复杂损伤靠重组修复、SOS 修复完成，但此时为不精确修复易产生突变损伤程度到了无法修复时，细胞发生凋亡修复 DNA 能力越强，动物寿命越长基因表达：指基因所储存的遗传信息通过RNA 转录和蛋白质生物合成产生具有生物功能的RNA 或蛋白质的过程。转录的一般性原则：RNA 聚合酶 M DNA 不需要引物NTP + (NMP)
53、n (NMP)n+1 + PPi 转录体系原料：ATP CTP GTP UTP 模板：基因组 DNA 蛋白分子： RNA 聚合酶，其他蛋白分子不对称转录： DNA 链是有极性的。 RNA聚合酶以不对称的方式与启动精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 27 页，共 42 页学习必备欢迎下载子结合，使得转录只能沿着一个方向进行，一个基因的两条互补链中也只能有一条被转录成RNA ，这种现象称为不对称转录。非模板链就是编码链。不同基因的模板链与非模板链并非固定在DNA双螺旋中某一条链上，即一个DNA分子中的不同基因的模板链可以位于该分子的不同单链
54、上。酶的催化活性中心大肠杆菌的 RNA聚合酶：由 5 种亚基( ，, , ) 组成的复合酶。核心酶 +=全酶亚基：识别启动子，并启动转录亚基：转录速度的调控核心酶： RNA 链的延伸真核生物： RNA 聚合酶 I，II ，III 种类细胞内定位转录产物RNA 聚合酶 I 核仁45S rRNA RNA 聚合酶 II 核质mRNA,miRNA RNA 聚合酶 III 核质tRNA,5S rRNA,snRNA RNA 聚合酶 II ：亚基上有一特殊的羧基末端结构域(CTD)共有重复序列： tyr-ser-pro-thr-ser-pro-ser 是 RNA Pol II 所特有的结构CTD 的长度随生
55、物基因组复杂性的增加而延长。去磷酸化的 CTD在转录起始中发挥作用精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 28 页，共 42 页学习必备欢迎下载转录起始复合物控制转录速度：原核生物： RNA 聚合酶与启动子相互作用真核生物：RNA 聚合酶与模板 DNA 的结合需要一系列转录因子的参与。原核生物转录起始过程：RNA聚合酶全酶与模板结合 , 形成闭合转录复合体DNA双链局部解开，形成开放转录复合体(OTC)在 RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应，完成转录起始真核生物转录起始过程： 真核生物的转录起始上游区段比原核生物多样化，转录起始时， RN
56、A-pol 不直接结合模板，而需依靠众多的转录因子，形成转录起始复合物(PIC) 转录因子：反式作用因子中，直接或间接结合RNA 聚合酶的，则称为转录因子 (TF) 。RNA 聚合酶 II 的基本转录因子：TF-D 与 TATA盒结合 (TBP) 、TAF TF-B 介导 RNA 聚合酶的结合TF-F 与 RNA 聚合酶形成复合体TF-E 募集 TF-H TF-H 解旋酶、蛋白激酶TF-A 稳定 TF-D 的结合原核生物转录延伸： 1. 亚基脱落， RNA-pol 聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA 模板前移；2. 在核心酶作用下， NTP不断聚合， RNA 链不断延长。 (NMP)
57、n+ NTP (NMP)n+1+PPi 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 29 页，共 42 页学习必备欢迎下载转录泡：在 RNA 链合成延伸的过程中，双链DNA 模板不断被打开，完成 RNA 合成后又恢复的现象使得DNA 分子在电子显微镜下呈现一泡状结构，称为转录泡。由局部解链的DNA 模板、 RNA 聚合酶及新生成的RNA 构成。原核生物的转录与翻译偶联：在电子显微镜下观察原核生物的转录，可在正在合成的 RNA 链上见到一些点状物， 这些点状物被证明是核糖体。可见在原核生物中，转录尚未完成，已在RNA 链上开始进行蛋白质的翻译了，
58、这一现象称为转录与翻译偶联。真核生物转录的延伸： 1. 真核生物转录延长过程与原核生物大致相似（TBP ） ，但因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的现象。2. RNA-pol 前移处处都遇上核小体。 转录延长过程中可以观察到核小体的移位和解聚现象。转录的终止： RNA 聚合酶在 DNA 模板上停止前进，转录产物RNA 链从转录复合物上脱落下来原核生物转录的终止： 1. 依赖因子 2. 不依赖 因子:DNA 模板上靠近终止处，有些特殊的碱基序列，转录出RNA 后，RNA 产物形成特殊的结构来终止转录。RNA 链出现茎 - 环结构，促进转录的终止。1. 这样的结构改变 RNA 聚合酶的构象，使酶不再
59、向下移动。2.DNA和 RNA 各自形成自己的局部双链，使杂化链更加不稳定，以致转录复合物趋于解体。接着的一串寡聚U ，则更是促进 RNA 新链从模板上脱落的促进因素。真核生物转录的终止：和转录后修饰密切相关精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 30 页，共 42 页学习必备欢迎下载转录产物的加工修饰：转录生成的RNA ，称为初级转录产物。原核生物： tRNA和 rRNA需加工， mRNA 不需要加工真核生物： tRNA 、rRNA 、mRNA（首尾，剪接）均需加工mRNA 剪接：hnRNA ：核内的初级 mRNA 称为核不均一 RNA(
60、hnRNA)除去 hnRNA 中的内含子，将外显子连接原核生物 mRNA5 端 SD序列： 起始密码子 AUG 上游 9-13 个核苷酸处，有一段可与核糖体16S rRNA配对结合的、富含嘌呤的3-9 个核苷酸的共同序列，一般为AGGA ，此序列称 SD序列。它与核糖体小亚基内16S rRNA的 3端一段富含嘧啶的序列（称反SD序列）互补，形成氢键， 因此 SD序列也称为核蛋白体结合位点， SD序列使得结合于 30S亚基上的起始 tRNA能正确地定位于 mRNA 的起始密码子 AUG 。真核生物 mRNA 无 SD序列内含子的特点： 1.5端有 5-GU-3序列；2.3 端有 5-AG-3序列
61、； (GU-AG规则) 3. 嘧啶区上游 10-40nt 有分支点序列区内含子剪接在剪接体内完成：snRNA ：5 种：U1 ，U2 ，U4 ，U5 ，U6 。snRNP （核小核糖核蛋白颗粒） ：snRNA 与相应蛋白结合组成 snRNP 与 hnRNA 结合成为剪接体选择性剪接： 初级转录物以不同剪接方式选择性用外显子、得到不同的 mRNA 分子的现象称为选择性剪接RNA 编辑：有些基因的蛋白质产物的氨基酸序列与基因的初级转录物序列并不完全对应， mRNA 上的一些序列在转录后发生了改变，称为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 31
62、 页，共 42 页学习必备欢迎下载RNA 编辑。复制和转录的相似点：以 DNA 为模板需要解开DNA双链在 3OH 末端与加入的核苷酸形成磷酸二酯键多核苷酸链的延伸方向为 53遵守碱基配对规律复制和转录的不同点：复制转录模板全部基因组两条链均被复制仅部分基因的模板链被转录原料dNTP NTP 酶DNA 聚合酶RNA 聚合酶引物需要不需要链的合成半不连续连续配对A-T A-U 产物子代双链 DNA 各种 RNA 加工修饰不需要需要翻译：生物体以 mRNA 为模板合成蛋白质的过程蛋白质翻译体系：1. 模板： mRNA 2. 原料：氨基酰 tRNA 3. 场所：核糖体精选学习资料 - - - - -
63、 - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 32 页，共 42 页学习必备欢迎下载4. 运载工具： tRNA 5. 酶：氨基酰 tRNA合成酶（既能识别氨基酸，又能识别tRNA 。特异性强，催化特定的氨基酸与特异的tRNA结合，每种氨基酸都由特异的合成酶催化，此种特异性保证了遗传信息准确翻译）；转肽酶6. 蛋白质因子：起始、延长、终止因子。如果是真核生物，则在这些因子前加“ e”模板 mRNA：mRNA 是翻译的直接模板mRNA 的寿命一般较短mRNA 具有方向性，从 5端到 3端对应肽链从氨基端到羧基端3 个核苷酸构成 1 个密码子编码单个蛋白或多个蛋白密码子特点：1. 方
64、向性2. 连续性3. 简并性：64 个密码子中有 61 个编码氨基酸，而氨基酸只有 20 种，因此有的氨基酸可由多个密码子编码，这种现象被称为简并。4. 摆动性：密码子的翻译通过与tRNA 的反密码子配对反应而实现。这种配对有时并不严格遵循Watson-Crick 碱基配对原则， 出现摆动。5. 通用性起始氨基酸：原核细胞： N-甲酰甲硫氨酸（密码子AUG 、GUG 、UUG ）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 33 页，共 42 页学习必备欢迎下载真核细胞：甲硫氨酸（密码子AUG ）核糖体为肽链装配厂： A位：结合氨基酰 -tRNA
65、，称为氨基酰位P位：结合肽酰 -tRNA 位，称为肽酰位E位：出口位。释放已经卸载了氨基酸的tRNA 。真核生物没有E位。由氨基酰 -tRNA 合成酶催化与氨基酸的连接，具有绝对专一性和校正功能核糖体存在方式：不论原核细胞还是真核细胞，一条mRNA 可以被同时几个核糖体阅读，把同时结合并翻译同一条mRNA 的多个核糖体称为多核糖体。真核生物：游离核糖体或与内质网结合原核生物：游离核糖体或与mRNA 结合成串状的多核糖体（提高翻译效率） 。第一步反应：氨基酸 + ATP-E 氨基酰 -AMP-E + PPi 第二步反应：氨基酰 -AMP-E + tRNA 氨基酰 -tRNA + AMP + E
66、氨基酸的活化与转运特点：一种氨基酸可由26 种 tRNA特异地运载tRNA的总数（ 40-50）大于氨基酸的数目氨基酰 tRNA合成酶具有高度特异性氨基酰 tRNA合成酶具有校读活性真核生物携带甲硫氨酸的tRNA有两种，分别为tRNAimet和 tRNAemet原核生物 AUG 只能辨认甲酰化的甲硫氨酸氨基酸一旦与 tRNA形成氨酰 tRNA后，进一步的去向就由tRNA来决精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 34 页，共 42 页学习必备欢迎下载定了蛋白因子：名称原核细胞真核细胞起始因子IF1，IF2，IF3 eI(10 余种) 延长因
67、子EFTu,EFTs,EFG eE( , , ),eE释放因子RF1,RF2,RF3 eRF 原核生物功能真核生物EF-Tu 促进氨基酰 -tRNA 进入 A位，结合并水解EF-1-EF-Ts 调节亚基EF-1-、EF-G 有转位酶活性，促进mRNA- 肽酰-tRNA 由 A 位移至 P位， 促进 tRNA卸载EF-2 真核生物肽链延长：1. 基本过程一致2. 有各自的反应体系，如eEF 3 核糖体上没有 E位，空载 tRNA直接从 P位解离蛋白质合成中的能量计算： 合成二肽（形成一个肽链）需 8 个高能键，其后每加一个 aa 需 4 个高能键。精选学习资料 - - - - - - - - -
68、 名师归纳总结 - - - - - - -第 35 页，共 42 页学习必备欢迎下载问：合成 200 个 aa 残基的多肽，至少消耗多少高能键？8+4(n-2)=8+198 4=800 (n表示氨基酸个数 ) 能量： GTP ，ATP 5 个高能磷酸键 / 肽键离子： Mg2+、K+同功受体 tRNA: 一种氨基酸可以有一种以上tRNA作为运载工具。把携带相同氨基酸而反密码子不同的一组tRNA称为同功受体 tRNA 。翻译基本过程：1. 氨基酸的活化和转运2. 起始：形成翻译起始复合物3. 延长：指每加一个氨基酸经过进位、成肽和转位4. 终止 原核细胞： RF1, RF2 识别终止密码， RF
69、3激活转肽酶释放肽链真核细胞 eRF 同时具有上述功能翻译起始复合物： 原核生物：大小亚基的拆分， mRNA 与小亚基结合，起始 tRNA的结合，核糖体大亚基的结合真核生物 eIF-4F 复合物翻译后加工分为：1. 切除加工2. 共价修饰3. 肽链的正确折叠4. 蛋白质合成后的转运分子伴侣：分子伴侣是细胞中一大类蛋白质, 它们介导其它蛋白质的精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 36 页，共 42 页学习必备欢迎下载正确装配，但自己不成为最后功能结构中的组分。近年来， 已经确定，细胞中蛋白质的折叠和转运是在分子伴侣的帮助下进行的，其中大部
70、分是热休克蛋白 (hsp) 在个体内决定细胞类型的不是基因本身，而是基因表达模式蛋白质组：指一个细胞或一个组织的基因组所表达的全部蛋白质细胞的基因表达谱：基因表达的种类和强度管家基因：有些基因参与生命的全过程， 因此必须在一个生物体的所有细胞中持续地表达，这样的基因被称为管家基因。组成性表达： 管家基因的表达只与启动子和RNA 聚合酶有关， 基本上不受环境因素和其他因素的影响， 这样的基因表达方式称为组成性表达。基因表达的普遍方式：1. 组成性表达2. 可调控表达（诱导和阻遏）3. 协调表达：在一定机制控制下，功能上相关的一组基因，无论其为何种表达方式，均需协调一致、共同表达。这种调节称为协调
71、调节基因表达调控基本规律：1. 基因表达呈现多层次和复杂性2. 转录起始的调节是基因表达调控的主要环节：a. 受顺式作用元件与反式作用因子共同调节b. 有正调控和负调控精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 37 页，共 42 页学习必备欢迎下载c. 分子基础是蛋白 -DNA 、蛋白 - 蛋白相互作用乳糖操纵子调控方式：无乳糖：阻遏蛋白与操纵序列结合、 lac基因转录水平极低有乳糖，有葡萄糖：阻遏蛋白失活，下游基因转录开放，CAP激活不足，lac 基因表达水平较低有乳糖，无葡萄糖：阻遏蛋白失活，下游基因转录开放，CAP活化充分，lac 基因
72、高水平表达转录活跃区域特点：a. 核小体结构松弛、缺失b. 对核酸酶敏感c.CpG岛低甲基化d. 组蛋白乙酰化、磷酸化、甲基化等修饰增加DNA 甲基化的特点：a. 不改变 DNA 的碱基配对特性b. 不改变 DNA 的编码属性c. 增加额外的信息d. 体细胞可遗传DNA 结合域的几种模体： a. 锌指 b. 亮氨酸拉链c. 螺旋环螺旋（ HLH ）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 38 页，共 42 页学习必备欢迎下载癌基因：并不意味着其在细胞中的作用仅仅是促进肿瘤的发生。基因组内正常存在的基因， 其编码产物通常作为正调控信号，促进细
73、胞的增殖和生长。癌基因的突变或表达异常是细胞恶性转化（癌变）的重要原因。病毒癌基因；病毒基因组中的基因，但不参与病毒复制、不编码病毒的结构成分。其受到外界刺激后可使正常细胞转变为癌细胞。原癌基因：存在于正常细胞中，其DNA 序列与病毒癌基因同源，其表达产物具有促进正常细胞生长、增殖、分化和发育等生理功能。又叫细胞癌基因病毒癌基因细胞癌基因内含子无有转录速度高水平低水平或不转录表达产物多为融合蛋白正常细胞生长调节蛋白功能有强的细胞转化功能有促进细胞正常增殖的作用肿瘤病毒：1. DNA病毒： SV40 、HPV 、EB 、乙肝病毒 (这些病毒作用于抑癌基因，使其的蛋白功能失活）2. RNA病毒（逆
74、转录病毒）：RNA肿瘤病毒是通过激活细胞的原癌基因来起作用的。抑癌基因 ( 如 p53)：是一种抑制细胞生长和肿瘤形成的基因。当这精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 39 页，共 42 页学习必备欢迎下载些基因不能表达， 或者当它们的产物失去活性时，细胞就会异常生长和增殖，最终导致细胞癌变。反之，若导入或激活它则可抑制细胞的恶性表型。癌基因活化的机制：1. 获得启动子与增强子：逆转录病毒感染细胞后，病毒基因组所携带的长末端重复序列 （LTR内含较强的启动子和增强子）插入到细胞原癌基因附近或内部 ,使原癌基因过度表达， 从而导致细胞发生癌
75、变。2. 基因扩增3. 点突变：原癌基因在射线或化学致癌剂作用下，发生单个碱基的替换点突变 , 从而改变了表达蛋白的氨基酸组成，造成蛋白质结构的变异。4. 染色体异味：在染色体易位的过程中发生了某些基因的易位和重排，使原来无活性的原癌基因移至强的启动子或增强子附近而被活化，原癌基因表达增强，导致肿瘤的发生。细胞外生长因子： 作用于细胞膜上的受体系统或直接被传递至细胞内，通过蛋白激酶活化转录因子，引发一系列基因的转录激活。跨膜的生长因子受体： 接受细胞外的生长信号并将其传入胞内。受体的胞质结构区具有酪氨酸特异的蛋白激酶活性，激活多种信号通路，促进生长信号在胞内的传递。细胞内信号传导分子：原癌基因
76、的产物作为胞内信息传递体系成员，或者通过影响第二信使作用， 将接受到的信号由胞内传至核内，促进精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 40 页，共 42 页学习必备欢迎下载细胞生长。核内转录因子： 某些癌基因表达蛋白定位于细胞核内，与靶基因的顺式调控元件相结合直接调节靶基因的转录活性。连续分裂细胞，如表皮生发层细胞、部分骨髓细胞等。肿瘤细胞。休眠细胞暂不分裂，但在适当的刺激下可重新进入细胞周期，称G0期细胞，如淋巴细胞、肝、肾细胞等。不分裂细胞，指不可逆地脱离细胞周期，不再分裂的细胞，又称终端细胞，如神经、肌肉、多形核细胞等细胞周期调控机制
77、：组成： Cyclin （细胞周期素）、 CDKs （细胞周期素依赖性激酶）、 CKI（细胞周期素依赖性激酶抑制剂） 、细胞周期检查点机制细胞周期蛋白：特点：在细胞周期中呈周期性变化。作用：激活 CDK ，引导 CDK 调控细胞周期。细胞周期素依赖性激酶： CDK 与细胞周期蛋白结合才具有激酶的活性，故名细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)。能使下游的蛋白质磷酸化，促进与细胞周期相关事件的基因的转录。最重要的检验点： G1/S检验点：DNA 是否损伤？细胞外环境是否适宜？细胞体积是否足够大？在哺乳动物中称限定点或R点抑癌基因影响细胞周期：主要原因：G1/S检查点异常失察结果：探测 DNA 损伤功能降低癌基因与肿瘤抑制基因在肿瘤发生中的作用特点：1. 细胞癌变的多基因协同精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 41 页，共 42 页学习必备欢迎下载2. 细胞周期和细胞凋亡的分子调控是肿瘤进展的关键精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 42 页，共 42 页
