分子生物学总结 本文关键词：分子生物学
分子生物学总结 本文简介：『分子生物学』第一章分子生物学发展简史1、中心法则：复制DNA复制RNA蛋白质（画图+解释）P13有完整的示意图。定义：遗传信息从DNA流向RNA再流向蛋白质的规律称为中心法则。解释：编码蛋白质的基因中所蕴含的信息通过转录和翻译两个相关联的过程得到表达。RNA聚合酶以DNA中的一条链为模板合成互补的
分子生物学总结 本文内容：
『分子生物学』
第一章
分子生物学发展简史
1、中心法则：复制
DNA
复制
RNA
蛋白质（画图+解释）
P13有完整的示
意图。
定义：遗传信息从DNA流向RNA再流向蛋白质的规律称为中心法则。
解释：编码蛋白质的基因中所蕴含的信息通过转录和翻译两个相关联的过程得到表达。RNA聚合酶以DNA中的一条链为模板合成互补的一条RNA单链，将DNA中所蕴含的遗传信息以mRNA的形式带到核糖体中，在核糖体中作为多肽链合成的直接模板指导蛋白质的合成。
2、基因工程
实质：基因重组
P5
3、朊病毒，唯一一种蛋白质能够自我复制的病毒。
第二章
遗传物质的本质
1、什么可以作为遗传物质？除了DNA之外，RNA、蛋白质都可以。
2、一些经典的实验，肺炎双球菌实验，噬菌体实验都证明了DNA是主要的遗传物质。
3、RNA作为遗传物质时，病毒的例子：人免疫缺陷病毒（HIV）、非典型肺炎（SARS）
4、RNA有两种复制，一种是一般而言的复制，还有一种是一些病毒的复制，多了逆转录的步骤，如HIV。
5、逆转录酶的发现证明遗传信息不仅可以从DNA流向RNA，也可以从RNA流向DNA。
6、测序方法了解：末端终止法、化学裂解法、全自动测序
7、核酸的二级结构即双螺旋结构的基本要点：
（1）DNA分子是由两条反相平行的脱氢核苷酸链盘旋成双螺旋结构
（2）DNA核糖磷酸排列在外侧构成基本骨架，碱基位于内侧
（3）氢键，碱基互补配对原则
8、核酸的三级结构
原核细胞中的超螺旋化，真核细胞中的核小体结构。
重点掌握真核生物核小体。核小体由两个单位的组蛋白H2A、H2B、H3和H4形成八聚体的核心，约165bp的DNA双螺旋形成两圈超螺旋盘旋在核小体的核心上。在两个核小体之间由1bp-80bp长的连接DNA相连。
9、名词解释
①核酸的变性：核酸在化学或者物理因素的影响下，维系核酸双螺旋结构的氢键和碱基堆集力受到破坏，分子由稳定的双螺旋结构松懈为无规则线性结构甚至解旋成单链的现象，称为核酸的变性。
②核酸的复性：变性DNA在适当条件下，两条互补链全部或部分恢复到天然双螺旋结构的现象称为复性。
③核酸的分子杂交技术：指不同来源的核酸分子按照碱基互补配对原则形成稳定的杂交双链分子，是核酸研究中的一项基本实验技术。
④杂交的本质：在一定条件下使两条具有互补序列的核酸链实现复性，因此可以利用杂交技术检测特定的核酸序列的存在。
第三章
基因、基因组和基因组学
1、掌握关键基因
①移动基因又称转座基因，由于它可以从染色体基因组上的一个位置转移到另一个位置，甚至在不同染色体之间跃迁，因此也称跳跃基因。
②断裂基因在编码序列中间插有与氨基酸编码无关的DNA间隔区，这些间隔区称为内含子；而编码区则称为外显子。含有内含子的基因称为不连续基因或断裂基因。
2、基因按其功能主要分为结构基因、调控基因和RNA基因。
3、真核和原核生物的基因结构有何区别
①真核生物基因一般以单顺反子的形式存在，编码单基因产物。原核生物的基因一般以多顺反子的形式存在，转录产生的mRNA，可同时编码两种甚至数种基因产物。
②原核生物基因的编码区是连续的，真核生物基因的编码区被非编码区分隔开来。
4、
真核和原核生物的基因结构相同点
原核生物和真核生物的基因都可以分为编码区和非编码区。
5、基因组指整套染色体中的全部基因。
原核基因组：原核细胞内构成染色体的一个DNA分子。
真核基因组：单倍体细胞核内整套染色体所含有的DNA分子
6、染色体功能实现的3个要素（真核生物）：复制起点、着丝粒和端粒。
7、端粒和端粒酶
①端粒是染色体末端的结构，有助于染色体的稳定，广泛存在于各种生物体中。端粒端粒由一系列短重复序列构成，人的端粒DNA长约10-15kb，由重复的GGGTTA组成。
②端粒酶是由RNA和蛋白质组成的核糖核蛋白，具有逆转录的性质，可以以特异的内在RNA为模板，合成端粒重复序列，添加到染色体的3’端。
③端粒与细胞寿命有关，决定细胞的衰老和死亡。肿瘤细胞具有端粒酶活性，使癌细胞获得无限增殖能力。
第四章
DNA的生物合成
1、中心法则内容：（同第一章）
2、DNA的合成：生物体合成DNA的手段有两种：
①、DNA复制，这是DNA为模板合成DNA的过程，它存在于所有的活细胞之中；
②、逆转录，这是以RNA为模板合成DNA的过程，主要存在于逆转录病毒的生活史之中。
3、RNA的逆转录：以RNA为模板合成DNA，典型的逆转录病毒颗粒从外到内。外被上分布表面糖蛋白（SU，主要抗原）和跨膜蛋白（TM，成熟SU的内部跨膜部分）；中间为衣壳，功能保护基因组；最里面是病毒基因组RNA，其上有逆转录酶（RT）、整合酶（IN）、蛋白酶和tRNA引物。
5、DNA的复制特点：①半保留复制
②半不连续复制
6、DNA复制的酶学，关键酶及其作用
主要成员
主要作用
DNA
A
识别复制起始位点
解螺旋酶
解开DNA双链
SSB
维持已解开单链DNA的稳定
TOPO
使打结缠绕、正超螺旋的DNA松弛
引物酶
合成RNA引物
DNA-pol
Ⅲ
DNA复制
DNA-pol
Ⅰ
水解引物，填补空隙，修复作用
DNA连接酶
催化双链DNA单链缺口的连接
7、DNA
pol
Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的比较
性质
DNA
pol
Ⅰ
DNA
pol
Ⅱ
DNA
pol
Ⅲ
结构基因
pol
A
pol
B
pol
C
3’-外切酶活性
有
有
有
5‘-外切酶活性
有
无
无
生物功能
DNA修复、RNA引物切除
DNA修复
染色体DNA复制
8、小结：E.coli（原核生物）DNA复制
过程
酶和蛋白
作用
起
始
解链酶
解开DNA双链
拓扑异构酶
松弛超螺旋
SSB
1、防止复性2、防止被水解
引物酶
合成RNA引物
延长
DNA-pol
Ⅲ
DNA链的延伸、校读
终
止
DNA-pol
Ⅰ
切除引物，填补空隙，校读
DNA连接酶
连接DNA片段
9、DNA准确复制的原因、意义
①DNA分子独特的双螺旋结构，提供精确地模板
原因
②通过碱基互补配对保证了复制的准确无误
意义：经遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的稳定性、连续性。
第五章
DNA的损伤、修复和突变
1、导致DNA损伤的因素
细胞内在的因素和环境中的因素都有可能导致DNA损伤。
内在因素：①、DNA结构本身的不稳定
②、DNA复制过程中自然发生的错误、主要是碱基错配
③、细胞内活性氧（ROS）带来的破坏作用
环境因素：①、化学因素：化学诱变剂、烷基化试剂和癌症化疗试剂
②、物理因素：紫外辐射和离子辐射
2、DNA损伤的类型及导致的因素
不同的因素造成不同的损伤，一般根据损伤的部位，DNA损伤可分为碱基损伤和DNA链的损伤。
碱基损伤：①碱基丢失：随着细胞受热或pH降低降低而加剧
②碱基转换：自发地或化学试剂如亚硝酸作用
③碱基修饰：化学试剂、生物试剂或ROS直接作用碱基造成
④碱基交联：紫外线照射导致
⑤碱基错配：DNA复制过程中3中脱氧核苷三磷酸浓度的失调、碱基的互变异构或碱基之间的差别不足以让聚合酶正确区分。
DNA链的损伤：①链的断裂：离子辐射（X射线和γ射线）和某些化学试剂的作用，例如博来霉素
②DNA链的交联：双功能试剂的作用，如顺铂和丝裂霉素C
③DNA与蛋白质之间的交联，UV
3、DNA的修复
DNA修复分为直接修复、切除修复、双链断裂修复、易错修复和重组修复等。
4、点突变：
点突变也称为简单突变或单一位点突变。其最主要的形式为碱基对置换，专指DNA分子单一位点上所发生的碱基对改变，分为转换和颠换两种形式。转换是指两种嘧啶碱基（T和C）或两种嘌呤碱基（A和G）之间的相互转变，颠换是指嘧啶碱基和嘌呤碱基之间的互变。有时，发生在单个位点上的少数核苷酸缺失或插入也被视为点突变。
发生在蛋白质基因编码区的点突变有三种不同的后果：
①突变的密码子编码同样的氨基酸，这样的突变对蛋白质的结构和功能不会产生任何影响，因此被称为沉默突变或同义突变
②突变的密码子编码不同的氨基酸，导致一种氨基酸残基取代另一种氨基酸残基，这样的突变可能对蛋白质的功能不产生任何影响（中性的）或影响微乎其微，也可能产生灾难性的影响而带来分子病，如镰刀形贫血和囊性纤维变性等。由于突变导致出现了错误的氨基酸，因此，这样的突变被称为错义突变。
③突变的密码子变为终止密码子或者相反，前者因为终止密码子的提前出现可导致一条多肽链被截短，被称为无义突变。
5、移码突变
移码突变又称移框突变，是指在一个蛋白质基因的编码区发生的一个或多个核苷酸（非3的整数倍）的缺失或插入。
第七章
RNA的生物合成
1、DNA转录与RNA转录的区别
DNA复制与转录的不同点
性质
复制
转录
模板
合成方式
原料
聚合酶
碱基配对
引物
产物
两股链均复制
半保留复制
dNTP
DDDP
A-T、G-C
需要
子代双链DNA
模板链局部
不对称转录
NTP
DDPP
A-U、T-A、G-C
不需要
mRNA、tRNA、rRNA
相同点：模板：均为DNA遵循碱基配对原则
地点：细胞核
新链方向5’-3’
条件：ATP、Mg2+
都生成磷酸二酯键
2、什么是不对称转录
与DNA复制所不同，转录只发生在DNA分子上具有转录活性的区域。对于一个DNA分子来说，并不是所有的区域都能被转录，及时能转录的区域也不是每时每刻都在转录。此外，DNA两条链也并不是都会被转录。某些基因以DNA的这一条链作为模板，而某些基因以另一条链作为模板，对于某一特定的基因来说，DNA分子上作为模板的那一条链被称为模板链，与模板链互补的那一条链被称为编码链。
3、转录的酶学，真核、原核
真细菌的RNA
pol分为核心酶和全酶两种形式。
全酶由核心酶和σ因子组装而成(α2ββ’
ωσ)
真细菌的RNA
pol都受到利福霉素和利链霉素的特异性抑制。
真核细胞5中RNApol结构与功能的比较
名称
细胞中的定位
组成
对α鹅膏蕈碱的敏感性
对放线菌D的敏感性
RNApolⅠ
RNApolⅡ
RNApolⅢ
线粒体RNApol
叶绿体RNApol
核仁
核质
核质
线粒体基质
叶绿体基质
多个亚基组成
多个亚基组成
多个亚基组成
单体酶
类似于原核细胞
不敏感
高度敏感
中度敏感
不敏感
不敏感
非常敏感
轻度敏感
轻度敏感
敏感
敏感
4、原核生物是通过什么机制来达到转录的终止的
原核系统转录的终止有两种方式：一种依赖于被称为ρ
因子的蛋白质因子；另一种方式则不需要ρ因子，而需要RNA转录物3’端一段被称为终止子的序列
5、RNA除了可以通过DNA转录产生以外，某些RNA病毒还可以RNA作为模板通过RNA转录或复制产生。
第八章
转录后加工
1、真核细胞RNA前体的后加工过程
5’端“加帽”3’端水解3’端添尾剪切拼接
2、帽子的功能
①有助于某些mRNA前体的正确拼接
②有助于成熟的mRNA转运出细胞核
③保护mRNA，避免核酸酶降解
④增强mRNA的可翻译性
mRNA除了几种病毒都是戴帽子的。
3、尾巴的本质与功能
尾巴的本质是一段多聚腺苷酸序列（poly
A）
Poly
A尾巴至少具有五个功能：
①提高mRNA的稳定性
②增强mRNA的可翻译性，提高mRNA翻译的效率
③影响最后一个内含子的切除
④某些先天缺乏终止密码子的mRNA通过加尾反应创造终止密码子UGA（在UG序列后价位产生UGA）或UAA（在UA序列后价位产生UAA）
⑤通过选择性加尾调节基因的表达
然而，Poly
A尾巴并不是mRNA反应必不可少的，因为某些mRNA虽然没有尾巴，但仍然能够被有效地翻译，比如组蛋白的mRNA。
四、基因断裂在真核生物及病毒的基因组中都是很普遍的现象，绝大多数的蛋白质基因都是断裂的，只有少数是连续的。
五、核酶是具有催化性质的RNA
第九章
蛋白质的生物合成
1、原料：mRNA，tRNA，rRNA，氨基酸
场所：核糖体
模板：mRNA
2、核糖体的功能部位：
（1）A部位，即氨酰tRNA结合部位，也称为受体部位；
（2）P部位，即肽酰tRNA结合部位，也称为供体部位；
（3）E部位，即空载tRNA在离开核糖体之前与核糖体临时结合的部位；
（4）肽酰转移酶活性部位，该部位负责催化肽键的形成。
3、mRNA是翻译的模板，由它直接指导蛋白质的合成。
作为翻译模板的原因：其内部至少含有一个由起始密码子开始、以终止密码子结束的一段由连续的核苷酸序列构成的开放阅读框（ORF），ORF内的核苷酸序列直接决定翻译出来的多肽链的氨基酸序列。
①原核生物的mRNA一般是含有多个ORF的多顺反子mRNA。
②真核生物mRNA通常是只有一个ORF的单顺反子，一般只编码一个蛋白。
4、tRNA在翻译中的功能：
①将氨基酸运载到核糖体
②通过其反密码子与mRNA上的密码子之间的相互作用对遗传密码进行解码，将其最终转化成多肽链上的氨基酸序列。
5、氨基酸的活化形式：氨酰-tRNA
通过活化，游离氨基酸分子上的α-羧基通过高能酯键与其同源的tRNA分子的3’-端腺苷键的羟基相连。高能酯键在翻译的延伸阶段被用来驱动肽键的形成。
6、遗传密码的主要性质：简并性、通用性、连续性、方向性和摆动性。
7、翻译具有极性：
①阅读模板时的方向性，翻译时阅读mRNA的方向都是从5’-端
3’-端
②多肽链延伸的方向总是从N-端
C-端
8、蛋白质的合成取决于密码子和反密码子的相互作用。
9、摆动性规则：
反密码子第一个碱基
密码子的第三个碱基
A
U
C
G
G
C、U
U
A、G
I
A、C、G
10、原核生物的翻译过程（氨基酸的活化、起始、延伸、终止和释放及折叠与后加工）
（一）起始阶段
①核蛋白体大小亚基分离
②mRNA与小亚基结合
③起始氨基酰-tRNA与小亚基结合
④核蛋白体大亚基结合
11、SD序列与反SD序列互补配对，使得mRNA上位于SD序列下游的第一个A
UG用作起始密码子。
12、SD序列与反SD序列之间的互补关系是原核生物识别起始密码子的关键。
13、翻译的抑制剂
P250
（1）原核翻译系统的抑制剂（抗菌素类药物，抑制原核，大量可以影响真核）
链霉素、氯霉素、四环素、红霉素、黄色霉素等。
（2）真核翻译系统的抑制剂（只抑制真核翻译系统不抑制原核翻译系统）
白喉毒素、蓖麻毒素、放线菌酮、茴香霉素和α-帚曲霉素。