分子生物学整理(共14页).docx

精选优质文档-倾情为你奉上分子生物学整理1绪论重要诺贝尔奖1. 1953,Watson&Crick，脱氧核糖双螺旋结构2. 1983，美McClintock发现可移动的遗传因子3. 2006，美小Kornberg揭示真核细胞转录机制；Fire&Mello揭示RNA干扰技术4. 2009，澳籍美E.Blackburn揭示端粒酶和端粒。（第100届）重组DNA技术：将不同的DNA片段（如某个基因或基因的一部分）按照人们的设计定向连接起来，在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达，产生影响受体性状的新遗传性状。2染色体与DNA2.1染色体端粒：真核生物线性基因组DNA末端的一种特殊结构，它是一段DNA序列和蛋白质形成的复合体。 作用：保护DNA的完整复制、保护染色体末端和决定细胞寿命端粒酶：一种核糖蛋白酶，具有逆转录酶的活性，是一种可催化寡聚核苷酸单链末端延长的酶。作用 :可以延长和保持染色体端粒的长度。填空/选择1、染色体的组成：DAN、蛋白质2、蛋白质包括：组蛋白、非组蛋白3、组蛋白包括：H1、H2A、H2B、H3、H44、组蛋白含有：赖氨酸、精氨酸5、组蛋白的修饰作用：甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化及ADP核糖基化简答染色体形成过程4（5）第一步，200bp的DNA绕组蛋白八聚体形成念珠状的核小体，直径10nm，宽度增加5倍，长度缩短7倍；第二步，6个核小体螺旋盘绕成螺线管，直径30nm，宽度增加3倍，长度压缩6倍；第三步，螺线管进一步压缩形成超螺旋，直径4000nm，宽度增加13倍，长度压缩40倍；第四步，超螺旋进一步压缩形成染色体，长度压缩5倍。真核基因组的结构特点：真核基因组庞大，一般都远大于原核生物的基因组。 真核基因组存在大量的重复序列。 真核基因组的大部分为非编码序列(>90)，是真核生物与细菌和病毒之间最主要的区别。 真核基因组的转录产物为单顺反子。 真核基因是断裂基因，有内含子结构。 真核基因组存在大量的顺式作用元件(启动子、增强子、沉默子)。 真核基因组中存在大量的DNA多态性：单核苷酸多态性和串连重复序列多态性。 真核基因组具有端粒结构。保护线性DNA的完整复制、保护染色体末端和决定细胞的寿命等功能。原核生物基因组（结构简练、存在转录单元、有重叠基因） 原核生物的基因组很小，大多只有一条染色体，且DNA含量少. 原核生物基因主要是单拷贝基因，只有很少数基因如rRNA基因以多拷贝形式存在； 整个染色体DNA几乎全部由功能基因与调控序列所组成； 几乎每个基因序列都与它所编码的蛋白质序列呈线性对应状态。2.2DNA结构（一级结构、二级结构、高级结构）DNA的一级结构：四种核苷酸的连接及排列顺序，表示了该DNA分子的化学结构。DNA二级结构：是两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构填空1、 DNA的二级结构：左手螺旋、右手螺旋2、 右手螺旋：A-DNA与B-DNA比大沟变窄，小沟变宽。 B-DNA（最常见，10对bp，相邻碱基对平面之间的距离为0.34nm，即顺中心轴方向，每个0.34nm有一个核苷酸，以3.4nm为一个结构重复周期；双螺旋直径2nm）左手螺旋：Z-DNA（12对bp）大沟平坦，小沟深而窄，核苷酸构象順反相间，螺旋骨架成呈Z字形。DNA的变性：当DNA的温度接近沸点或者pH较高时，互补的两条链就可能分开DNA解链温度/熔点Tm：DNA的吸光度相对温度变化，当吸光度达到最大值的一半时的温度。2.3 DNA的复制复制:以亲代DNA分子为模板合成子代DNA链的过程。复制子：生物体内能独立进行复制的单位。复制叉：复制时，双链DNA要解开分两股链进行，呈叉子形状的起始点。真核生物DNA的复制子：被称为ARS，长约150bp左右，包括数个复制起始必需的保守区。SNP：单核苷酸多态性，指基因组DNA序列中由于单个核苷酸（ATCG）的突变而引起的多态性。1. 半保留复制：复制过程中碱基间的氢键首先断开，双螺旋解旋并被分开，每条链分别作为模板合成新链，产生互补的两条链。子代分子一条链来自亲代DNA，一条链是新合成的。2. DNA的半不连续复制：DNA复制时，前导链发生连续复制（53）而后随链不连续复制（在合成过程中，一段亲本DNA链首先暴露出来，然后以与复制叉相反的方向按53方向合成一系列的冈崎片段，再把它们连接成完整的链）。由于DNA双螺旋的两条链是反向平行的，复制叉附近解开的链一条53，另一条是35，两个模板极性不同。复制方向：53（3端加羟基）冈崎片段： DNA复制过程中，后随链不连续合成的小分子片段，每个片段前都有引物分子.复制方式：线性复制、环状复制（型、滚环型、D环型）3.DNA复制体系（四样） 亲代DNA分子为模板 四种脱氧三磷酸核苷(dNTP)为底物 提供3-OH末端的引物 多种酶及蛋白质（ DNA拓扑异构酶、DNA解链酶、单链结合蛋白、引物酶、 DNA聚合酶、RNA酶以及DNA连接酶等）4.DNA复制的基本过程（原核书p50）一、复制的起始 二、复制的延伸 三、复制的终止起始：复制起始原点、DNA双螺旋的解旋、复制的引发5. 大肠杆菌的DNA聚合酶 DNA聚合酶、作用：DNA聚合酶 具有DNA聚合酶活性和35核酸外切酶活性，可合成DNA链（非主要）、又能降解DNA保证DNA复制的准确性。N端区域具有53核酸外切酶活性，可切除紫外线形成的嘧啶二聚体，除去冈崎片段5端RNA引物。 类，但效果较差 （复制的主要酶）、 SOS修复相关2.5DNA的修复(错配修复、切除修复（碱基、核苷酸切除修复）、重组修复、DNA直接修复、SOS系统)错配修复（复制过程中的错配现象，可识别母链和子链）切除修复（自然情况下，单链发生碱基或核苷酸变异，将其切除）AP位点：每一种糖苷酶针对不同种类的 DNA损伤，在切除碱基后形成无嘌呤、无嘧啶的位点。（核酸双链上无碱基的位置）重组修复（双链都发生断裂或损伤）2.6DNA的转座巴巴拉麦克林托克（提出DNA是会转移的）转座子：（简称Tn）, 又称易位子，是指存在于染色体DNA上可以自主复制和位移的基本单位。填空转座子的类型：插入序列、复合型转座子 转座方式：复制型、非复制型3转录3.1RNA结构功能分类：1、编码特定蛋白质序列的mRNA/信使； 2、能特异性解读mRNA 中的遗传信息并将其转化成相应氨基酸后加入多肽链中的tRNA/转运； 3、直接参与核糖体中蛋白质合成的rRNA/核糖体。功能4：1、 细胞内蛋白质生物合成的主要参与者2、 核酶，参与初始转录产物的剪接加工3、 参与基因表达的调控4、 可作为某些病毒的遗传物质3.2RNA转录的基本过程转录:是指以DNA为模板，在依赖于DNA的RNA聚和酶催化下，以4种NTP（ATP、CTP、GTP和UTP）为原料，合成RNA的过程。启动子：位于结构基因5'端上游的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确的结合并具有转录起始的特异性。基因转录所必须的一段DNA序列，是基因表达的调控的上游顺式作用元件之一。转录单位：一段可被RNA聚合酶转录成一条连续mRNA链的DNA，包括转录起始和终止信号。一个简单的转录单位只携带合成一种蛋白的信息，复合转录单位可携带不止一种蛋白质分子的信息。增强子/强化子：能强化转录起始的序列为增强子或强化子。RNA编辑:是某些RNA，特别是mRNA前体的一种加工方式，如插入、删除或取代一些核苷酸残基，导致DNA所编码的遗传信息的改变。核酶：是指一类具有催化功能的RNA分子。分为剪切型核酶和剪接型核酶。填空 1、基本过程：转录的起始、延伸、终止 2、真核细胞RNA聚合酶分布及转录产物（填空） 酶 核仁，转录产物45rRNA前体。酶 核质，mRNA前体分子（hnRNA）酶 核质，tRNA、5SrRNA、snRNA（核内小RNA）3、 大肠杆菌终止子的种类： 不依赖因子的、依赖于因子的4、 内在终止子的结构：发夹结构、寡U序列5、 -10区和-35区最佳距离：1619bp6、 TATA框作用是： (1) 选择正确的转录起始位点，保证精确起始，故也称为选择子（selector）。 (2) 影响转录的速率。-10位的TATA区和-35位的TTGACA区是RNA聚合酶与启动子的结合位点，能与因子识别互相识别而具有很高的亲和力。7、 真核生物mRNA的三步加工：5端的帽子结构、3端的多（A）结构、内含子外显子的剪接8、 RNA编辑的生物学意义：校正作用、调控翻译、扩充遗传信息9、 核酶按功能分类：剪切型、剪接型问答1、 核心酶RNA聚合酶全酶（原核生物只一种） 真核见上原核含有5个亚基，四个具有酶功能，亚基识别启动子。 核心酶组装，启动子的识别 、 共同形成RNA合成的催化中心 未知 亚基识别启动子2、转录需要的物质 原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) 模板:DNA酶: RNA聚合酶，其他蛋白质因子RNA合成方向：5'3'3、转录起始的过程1. 全酶与模板的DNA接触，生成非专一的,不稳定的复合物在模板上移动；2. 起始识别：全酶与35序列结合，产生封闭的酶-启动子二元复合物（closed binary complex）；3. 全酶紧密地结合在-10序列处，模板DNA局部变性，形成开放的启动子二元复合体；4. 酶移动到I，第一个rNTP转录开始,因子释放,形成酶-启动子-rNTP三元复合体（ternary complex）。 4、增强子的特点 具有远距离效应。 无方向性。 顺式调节。 无物种和基因的特异性。 具有组织的特异性。 有相位性。其作用和DNA的构象有关。 有的增强子可以对外部信号产生反应。5、5 帽子结构的功能1）有助于翻译的开始在蛋白质合成时起到类似SD序列的作用，使核糖体小亚基便于结合；2）保护RNA免受RNA外切酶的降解；3）为成熟产物运输过程中所必需；4）促进转录。6、多A尾巴多（A）结构是mRNA由细胞核进入细胞质基质所必需的形式，它大大提高了mRNA在胞质基质中的稳定性。功能：（1）穿过核膜所必需；（2）提高mRNA稳定性。（3） 与翻译有关 a、 缺失可抑制体外翻译的起始 b、 胚胎发育中，poly(A) 对其mRNA的翻译有影 响（非poly(A) 化的为储藏形式）c、对含 poly(A) 的mRNA 失去 poly(A) 可减弱其翻译7、真核生物mRNA的三步加工过程(加帽加尾剪接)8、原核真核转录产物的差异书p93A、原核生物mRNA的半衰期短。B、许多原核生物mRNA以多顺反子的形式存在。C、原核生物mRNA的5端无帽子结构，3端没有或只有较短的Poly（A）结构。真核生物mRNA结构上的最大特征是5端的帽子结构及3端的多（A）结构。4翻译密码子的简并性：由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象同工tRNA：携带AA相同而反密码子不同的一组tRNA分子伴侣：一类序列上没有相关性但有共同功能的的保守性蛋白质，在细胞内能帮助其他多肽进行正确的折叠、组装、运转和降解填空/选择1、 翻译的起始密码子：AUG简答1、翻译的起始：需要核糖体大小亚基、起始tRNA、几十个蛋白因子参与，在模板mRNA编码区5端形成核糖体-mRNA-起始tRNA复合物，并将甲酰甲硫氨酸放入核糖体P位点。（1）原核生物翻译起始30S小亚基与翻译起始因子IF-1、IF-3结合，通过SD序列与mRNA模板结合。在IF-2和GTP的帮助下，fMet-tRNAfMet进入小亚基P位点，tRNA上的反密码子与mRNA上的起始密码子配对。带有tRNA、mRNA、3个翻译起始因子的小亚基复合物与50S大亚基结合，GTP水解，释放翻译起始因子。SD序列：原核生物mRNA起始密码子AUG上游712个核苷酸处有一个5-AGGAGGU-3保守序列，与30S亚基上16SrRNA3末端的富嘧啶区序列5-GAUCACCUCCUUA-3互补，所以可以将mRNA的AUG置于适当位置以便起始翻译作用。（2）真核生物翻译的起始：与原核生物基本相同，其差异主要是核糖体较大，有较多的起始因子参与，其mRNA具有m7GpppNp帽子结构，Met-tRNAMet不甲酰化，mRNA分子5端的帽子和3端的多（A）都参与形成翻译起始复合物。（3）相同与不同原核生物中30S小亚基首先与mRNA模板相结合，再与fMet-tRNAfMet结合，最后与50S大亚基结合。而在真核生物中，40S小亚基首先与Met-tRNAMet相结合，再与模板mRNA结合，最后与60S大亚基结合生成80S·mRNA·Met-tRNAMet起始复合物。1、 蛋白质泛素化降解书p1595、6研究方法5.1重组DNA技术重组DNA技术：又称基因工程，将不同的DNA片段（如某个基因或基因的一部分）按照人们的设计定向连接起来，在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达，产生影响受体性状的新遗传性状。限制性内切酶：是一类能够识别DNA分子中的某种特定的核苷酸序列，并由此切割DNA双链结构的核酸内切酶。DNA连接酶：一种能够催化在2条DNA链之间形成磷酸二酯键的酶。载体：将DNA片段（目的基因）转移至受体细胞的一种能自我复制的DNA。三种最常用的载体是、和和动植物病毒。质粒：存在于许多以及酵母菌等生物中，是细胞外能够自主复制的很小的环状DNA分子。1、 基因工程（重组DNA技术）技术路线：（1）获得目的基因和载体（2）切割、连接形成新的重组DNA分子（3）重组DNA分子导入受体细胞，并能在受体细胞中复制和遗传（4）对转化子筛选和鉴定（5）对获得外源基因的细胞或生物体通过培养，获得所需的遗传性状或表达出所需要的产物5.2DNA基本操作技术细菌转化：是指一种细菌菌株由于捕获了来自供体菌株的DNA而导致性状特征发生遗传改变的过程。1、 核酸凝胶电泳中常见的：琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺（PAGE）凝胶2、 制备大肠杆菌感受态的最常用方法：CaCl2 法5.3聚合酶链式反应（PCR）PCR：通过模拟体内DNA复制方式在体外选择性地将DNA某个特定区域扩增出来的技术。实时定量PCR（荧光定量PCR）：通过荧光染料或荧光标记的特异性的探针，对PCR产物进行标记跟踪，实时在线监控反应过程，结合相应的软件可以对结果进行分析，计算待测样品的初始模板量。Ct值：Real Time PCR扩增过程中，每个反应管内的荧光信号达到设定的阈值时所经历的循环数。 ( C-代表Cycle，t-代表threshold） 循环次数越多，Ct值越大基因组DNA文库：汇集包含由基因组中所有DNA序列的克隆。1、 PCR是在20世纪80年代由凯利·穆利斯发明2、 荧光定量PCR常用的两种标记方法：SYBR Green I 法、双标记探针法1、PCR技术的基本原理双链模板DNA分子在高温下解开成长链单链，短链引物分子立即与该模板DNA的特定序列结合，产生双链区，DNA聚合酶从引物处开始复制合成其互补链，迅速产生与目标序列完全相同的复制品。（DNA聚合酶是一种天然产生能催化DNA合成，修复的生物大分子，耐高温；新合成DNA链的起点，是由一对寡核苷酸引物在模板两端的退火位点决定的）后续反应中，起始模板和杂合DNA链都会在高温下解链，与体系中的引物分子结合，聚合酶再次复制模板DNA。（每一条新生链的合成都从引物的退火结合位点开始并朝相反方向延伸）DNA解链（变性）、引物与模板DNA结合（退火）、DNA合成（延伸）不断重复，经多次循环，两条引物结合位点之间的DNA区段的拷贝数理论为2n。步骤：177（变性、退火、延伸、循环）条件：94 5min （94 30s、55 30s、72 30s）×30 72 5min常用的两种标记方法及原理 书p178 SYBR Green I 法SYBR Green I 仅能与双链DNA结合，激发出绿色荧光。将其与PCR液混合，测定初始荧光信号。PCR进行，起初不能产生荧光（DNA变性，单链），延伸后，由于双链增加，信号增加；若不延伸，则信号不变，其信号强度反映了PCR产物的量。双标记探针法TaqMan探针是一小段被设计成可以与靶DNA序列中间部位结合的单链DNA（一般为50150bp），并且该单链DNA的5和3端带有短波长和长波长两个不同荧光基团。这两个荧光基团由于距离过近在TREF(荧光共振能量转移)作用下发生了荧光淬灭，因而检测不到荧光。当PCR开始后，随着双链DNA变性产生单链DNA，TaqMan探针结合到与之配对靶DNA上，并被具有外切酶活性的TaqDNA聚合酶逐个切除而降解，从而解除荧光淬灭的束缚，荧光基团在激发光下发出荧光，所产生的荧光强度直接反应了被扩增的靶DNA量总量。5.4RNA的基本操作1、 总RNA的抽提方法最常用的是异硫氰酸胍­苯酚抽提法2、RNA基本操作过程：总RNA的提取、mRNA的纯化、 cDNA的合成、cDNA文库的构建、基因文库的筛选1、RNA的浓度和纯度测定 测OD260和OD280 来判断 当为1时相当于RNA含量为40微克/ml，而OD260/OD280 的比值为1,82.0，表示提取的RNA纯度较好，如果样品中有蛋白质或酚污染，则OD260/OD280 的比值将明显低于1.8。2、 菌落杂交筛选的步骤杂交筛选法是基因文库筛选的最常用方法之一，常用放射性标记的特异性DNA探针进行高密度的菌落杂交筛选。操作步骤书p189 5.5蛋白质与蛋白质组学技术 蛋白质组学：一个细胞或一个组织或一个机体的基因组所表达的全部蛋白质 1、目前常用的质谱：基质辅助激光解吸附电离飞行时间质谱(MALDI-TOF)和电喷雾质谱(ESI-MS)双向电泳（二维凝胶电泳2DE）技术的原理及特点 原理：在电流的作用下，在以两性电解质为介质的电泳系统中，不同等电点的蛋白质会聚集在介质上不同的区域从而被分离。第一相为等电聚焦电泳（IEF）,在PH梯度中，蛋白质在电场作用下，移向静电荷为零的点（等电点）；第二相是SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE)，根据分子量的不同进行分离。 特点： 目前唯一的一种能溶解大量蛋白质并进行定量的方法 具有高通量、重复性好、灵敏度较高的优点 能同时分离和定量数千种甚至上万种蛋白 分辨率极高 不易检测低丰度的蛋白质6原位杂交：用标记好的核酸做探针，在原位检测细胞或组织切片内特定核酸序列的方法。基因敲除：又称为基因打靶，该技术通过外源DNA与染色体DNA之间的同源重组，进行精确的定点修饰和基因改造，进而推测相应基因的功能。RNA干涉（RNAi）：是指内源性或外源性双链RNA（dsRNA）介导的细胞内mRNA发生特异性降解，从而导致靶基因的表达沉默，产生相应的功能表型的缺失现象。基因芯片技术：指通过微阵列(Microarray)技术将高密度DNA片段阵列通过高速机器人或原位合成方式以一定的顺序或排列方式使其附着在如玻璃片等固相表面，以荧光标记的DNA探针，借助碱基互补杂交原理，进行大量的基因表达及监测等方面研究的最新革命性技术1、基因敲除分为：完全基因敲除、条件型基因敲除2、酵母单杂交系统用于研究DNA-蛋白质之间的相互作用酵母双杂交系统直接检测细胞内蛋白质间的相互作用1、 基因敲除的流程（大概了解）（1） 构建重组基因载体（2）用电穿孔、显微注射等方法把重组DNA转入受体细胞核内（3）用选择培养基筛选已击中的细胞（4）将击中细胞转入胚胎使其生长成为转基因动物，对转基因动物进行形态观察及分子生物学检测。2、 RNA干涉的原理双链RNA是RNAi的触发物，引发与之互补的单链RNA（ssRNA）降解。经过Dicer的加工，细胞中较长的双链RNA首先被降解形成2125个核苷酸的小分子干扰核糖核酸（siRNA），并有效地定位目标mRNA。由siRNA中的反义链指导合成一种被称为RNA诱导的沉默复合体（RISC）的核蛋白体。由RISC介导切割目的mRNA分子中与siRNA反义链互补的区域，实现干扰靶基因表达的目的。3、 蛋白质免疫印迹五个步骤：书p239基本原理：被测蛋白只能与标记的特异性抗体相结合，而这种结合不改变该蛋白在凝胶电泳中的相对分子质量。步骤：蛋白样品的制备；SDS-PAGE电泳分离样品；将已分离的蛋白转移到尼龙或其他膜上，转以后先将膜上未反应的位点封闭起来以抑制抗体的非特异性吸附；用固定在膜上的蛋白质作为抗原，与对应的非标记抗体结合；洗去未结合的一抗，加入酶偶联或放射性同位素标记的二抗，通过显色或放射自显影法检测凝胶中的蛋白质成分。七原核基因表达调控基因表达:随着个体的发，DNA分子能有序地将其所承载的遗传信息，通过密码子-反密码子系统转变为蛋白质分子（转录及翻译），执行各种生化功能，完成生命的全过程。suizhgene regulation 。基因：指能产生一条肽链或功能RNA所必需的DNA片段。安慰性诱导物：如果某种物质能够促使细菌产生酶而本身又不被分解，这种物质被称为安慰诱导物，如IPTG（异丙基- D-硫代半乳糖苷）； TMG（巯甲基半乳糖苷）；ONPG（ O-硝基半乳糖苷）。操纵子：是基因表达的协调单位，由启动子、操纵基因及其所控制的一组功能上相关的结构基因所组成；操纵基因受调节基因产物的控制。原核基因的表达调控分类：主要发生在转录水平上，可分为负转录调控和正转录调控。分析四种类型与操纵子关系。P249诱导调节：基因由关闭打开 正调节：与诱导物结合有活性 阻遏调节：基因打开关闭 负调节：与诱导物结合后失活正转录调控：如果在没有调节蛋白质存在时基因是关闭的，加入这种调节蛋白质后基因活性就被开启，这样的调控称正转录调控。负转录调控：乳糖操纵子（Lac）1.负控诱导2.乳糖操纵子1961年，Monod和Jacob提出3. 大肠杆菌乳糖操纵子包括3个结构基因：lacZ、lacY、lacA，及启动子、控制子、阻遏子。lacZlacYlacA功能编码-半乳糖苷酶-半乳糖苷透过酶-半乳糖苷乙酰基转移酶酶作用将乳糖水解成葡萄糖、半乳糖使外界的-半乳糖苷（如乳糖）透过大肠杆菌细胞壁和原生质膜进入细胞把乙酰辅酶A上的乙酰基转移到-半乳糖苷上，形成乙酰半乳糖。在乳糖的利用中非必需。当有乳糖供应时，在无葡萄糖培养基中生长的lac+细菌中将同时合成-半乳糖苷酶、透过酶。4.调控模型主要内容： LacZ、Y、A基因的产物由同一条多顺反子的mRNA分子所编码 这个mRNA分子的启动区（P）位于阻遏基因（Lac I）与操纵区（O）之间，不能单独起动合成-半乳糖苷酶和透过酶的生理过程。 操纵基因是DNA上的一小段序列（仅为26bp），是阻遏物的结合位点。当阻遏物与操纵基因结合时，lac mRNA的转录起始受到抑制。诱导物通过与阻遏物结合，改变它的三维构象，使之不能与操纵基因结合，从而激发lac mRNA的合成。当有诱导物存在时，操纵基因区没有被阻遏物占据，所以启动子能够顺利起始mRNA的合成。5.葡萄糖对Lac操纵子的影响代谢物阻遏效应葡萄糖的代谢产物通过抑制腺苷酸环化酶活性抑制lac mRNA的转录CAP的正调控cAMP在腺苷酸环化酶（受葡萄糖抑制）作用下由ATP转化而来。调节基因的产物为环腺苷酸受体蛋白（CAP），能结合cAMP（ATP在腺苷酸环化酶作用下转变而来），又被称为环腺苷酸受体蛋白（CRP）。当它与环腺苷酸(cAMP)结合后,形成cAMP-CAP复合物, 结合到CAP位点（转录起始位点上游），帮助RNA聚合酶集合到启动子区域。半乳糖、麦芽糖、阿拉伯糖、山梨醇等在降解过程中均转化生成葡萄糖或糖酵解途径中的其他中间产物，所以糖酵解中有关的酶都是由可诱导的操纵子控制的，只要葡萄糖存在，操纵子就不表达（降解物敏感型操纵子），由cAMP-CRP复合物调节。弱化子：指原核生物操纵子中能显著减弱甚至终止转录作用的一段核苷酸序列，该区域能形成不同的二级结构，利用原核生物转录与翻译的偶联机制对转录进行调节。情况分析：只有葡萄糖 OFF 只有乳糖 on 都没有 off都有 off 真实情况下 先off 在 on色氨酸操纵子（trp体系）负控阻遏P266trp操纵子弱化子：指原核生物操纵子中能显著减弱甚至终止转录作用的一段核苷酸序列，该区域能形成不同的二级结构，利用原核生物转录与翻译的偶联机制对转录进行调节。 弱化作用:使阻遏物失活突变不能完全消除色氨酸对trp操纵子表达的影响。题目2、一个操纵子通常含有（B） (A) 数个启动序列和一个编码基因 (B) 一个启动序列和数个编码基因 (C) 一个启动序列和一个编码基因 (D) 两个启动序列和数个编码基因 (E) 数个启动序列和数个编码基因 4、乳糖操纵子的直接诱导剂是 （E）(A) 葡萄糖 (B) 乳糖 (C) 一半乳糖苷酶 (D) 透酶 (E)异构乳糖 5、Lac阻遏蛋白结合乳糖操纵子的 （B）(A) CAP结合位点 (B) O序列 (C) P序列 (D) Z基因 (E) I基因6、cAMP与CAP结合、CAP介导正性调节发生在 （）(A) 葡萄糖及cAMP浓度极高时 (B) 没有葡萄糖及cAMP较低时 (C) 没有葡萄糖及cAMP较高时 (D) 有葡萄糖及cAMP较低时 (E) 有葡萄糖及CAMP较高时 7、Lac阻遏蛋白由 （D）(A) Z基因编码 (B) Y基因编码 (C) A基因编码 (D) I基因编码 (E) 以上都不是 13、 乳糖、阿拉伯糖、色氨酸等小分子物质在基因表达调控中作用的共同特点是（D）A 与启动子结合 B 与DNA结合影响模板活性 C 与RNA聚合酶结合影响其活性D 与蛋白质结合影响该蛋白质结合DNA E 与操纵基因结合21、 Lac 阻遏蛋白由 _I_ 基因编码，结合 _O_ 序列对 Lac 操纵子（元）起阻遏作用。 22、 Trp 操纵子的精细调节包括 _阻遏机制_ 及 _弱化机制_ 两种机制。 八真核基因表达调控基因组：一个细胞或病毒所携带的全部遗传信息或整套基因基因：指能产生一条肽链或功能RNA所必需的DNA片段。外显子：真核细胞基因DNA中的编码序列，这些序列被转录成RNA并进而翻译为蛋白质。内含子：真核细胞基因DNA中的间插序列，这些序列被转录成RNA，但随即被剪除而不翻译。外显子-内含子的连接区GT-AG法则：序列分析表明，几乎每个内含子5端起始的两个碱基都是GT，而3端最后两个碱基总是AG，由于这两个碱基的高度保守性好广泛性，有人把它称为。组成型剪接：一个基因的转录产物通过剪接只能产生一种成熟的mRNA，编码一个多肽。选择性剪接：同一基因的转录产物由于不同的剪接方式形成不同mRNA的过程。基因家族：真核细胞中许多相关的基因常按功能成套组合，称为基因家族。如：编码组蛋白、免疫球蛋白和血红蛋白的基因都属于基因家族。基因簇：同一基因家族的成员有时紧密地排列在一起，成为一个基因簇简单多基因家族：基因一般以串联方式前后相连。表观遗传调控（真核生物，转录之前，染色质水平上的结构调）主要包括：DNA修饰（甲基化）和组蛋白修饰（乙酰化、甲基化）1、DNA水平上基因表达调控：染色质结构与基因表达调控：基因缺失、基因扩增、基因重排、染色质结构的影响DNA修饰（甲基化）1 DNA甲基化：是指在DNA复制后，在甲基化转移酶（Dnmt）的催化下，将甲基集团连接到DNA分子的腺嘌呤或胞嘧啶碱基上，进行DNA修饰的过程。2 DNA甲基化的部位通常在CpG岛的胞嘧啶CpG岛：真核生物中，成串出现在DNA上的CpG二核苷酸。5甲基胞嘧啶主要出现在CpG序列、CpXpG、CCA/TGG和GATC中，高等生物CpG二核苷酸序列中的C通常是甲基化的，极易自发脱氧，生成胸腺嘧啶，故出现的频率远低于按核苷酸组成计算得到的频率。作用：DNA甲基化导致某些区域DNA构象发生变化，从而影响了蛋白质与DNA的相互作用，抑制了转录因子与启动子区DNA的结合效率。3 DNA甲基化抑制基因的转录：导致某些区域DNA构象变化，从而影响了蛋白质与DNA的相互作用，抑制了转录因子与启动区DNA的结合效率。4 举例：DNA甲基化与X染色体失活失活的DNA片段上存在着一个失活中心（Xic），失活染色体上绝大数基因处于关闭状态，DNA序列都呈高度甲基化。Xist基因只在失活染色体上表达，而不在活性X染色体上表达。Xist编码产生的RNA分子能与Xic位点相互作用，引起后者构象变化，更容易与各种蛋白因子结合，最终导致X染色体失活。活性染色体上的Xist基因总是甲基化的，失活染色体上该位点都是去甲基化的。组蛋白修饰（乙酰化、甲基化）组蛋白是核小体的基本成分，包括H2A,H2B, H3,H4和H1组成，起到稳定染色体高级结构的作用。1.组蛋白乙酰化对基因表达的影响组蛋白N端“尾巴”上赖氨酸残基的乙酰化中和了组蛋白尾巴的正电荷，降低了它与DNA的亲和性，导致核小体构象发生有利于转录调节蛋白与染色质相结合的变化（就是染色质重建），从而提高了基因转录的活性。核心组蛋白H2A、H2B、H3、H4 通过组蛋白“尾部”选择性乙酰基化影响核小体的浓缩水平和可接近性。研究发现，受乙酰化修饰的组蛋白形成的核小体的结构比未经修饰的组蛋白核小体松散。由于乙酰化的组蛋白抑制了核小体的浓缩，使转录因子更容易与基因组的这一部分相接触，有利于提高基因的转录活性。2、基因转录水平调控的基本要素包括顺式作用元件、反式作用因子、RNA聚合酶。顺式作用元件：影响自身基因表达活性的非编码DNA序列，组成基因转录的调控区。 顺式作用元件是指启动子和基因的调节序列，包括启动子、增强子、沉默子等。 例： 启动子、增强子、沉默子和绝缘子等。 启动子：在DNA分子中，RNA聚合酶能够识别、结合并导致转录起始的序列。分2种：核心启动子和上游启动子。 增强子：指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列。 沉默子：某些基因含有负性调节元件沉默子，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。反式作用因子：能够结合在顺式作用原件上调控基因表达蛋白质或者RNA。反式作用因子存在：DNA识别或结合域：螺旋-转折-螺旋结构（HTH结构）、锌指结构、碱性亮氨酸拉链、碱性-螺旋-环-螺旋结构（bHLH结构）转录活化结构域：带负电的螺旋结构、富含谷氨酰胺的结构、富含脯氨酸的结构（特征性不强）3、真核基因转录后水平上的调控：一、RNA的加工成熟：rRNA、tRNA、mRNA的加工成熟二、翻译水平的调控：mRNA的扫描模式与蛋白质合成的起始、mRNA5末端帽子结构的识别与蛋白质合成、mRNA的稳定性与基因表达调控、可溶性蛋白因子的修饰与翻译起始调控7、细胞间信息物质是由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质的统称，又称作第一信使，下列不属于第一信使的是（ D ）A、生长因子 B、细胞因子 C、激素 D、Ca2+4、基因沉默：又称RNA沉默，是真核生物中由双链RNA诱导的识别和清除细胞中非正常RNA的一种机制。通常可分为转录水平和转录后水平。RNA干扰（RNAi）：是指内源性或外源性双链RNA（dsRNA）介导的细胞内mRNA发生特异性降解，从而导致靶基因的表达沉默，产生相应的功能表型的缺失现象。这一现象属于转录后的基因沉默机制(PTGS)。siRNA、miRNAsiRNA作用机制：dsRNA降解为siRNA 书p333 经Dicer切割形成双链小片段；组装复合物； 形成有活性的沉默复合物；RNA依赖的RNA聚合酶（RDRP）使siRNA继续扩增，产生次级放大效应九.疾病与人类健康1.癌基因：在体外能引起细胞转化，在体内诱发肿瘤的基因。是细胞内遗传物质的组成成分在正常情况下，这些基因处于静止或低表达状态，对正常细胞不仅无害而且不可缺少。.两大类分别为病毒癌基因【DNA病毒、RNA病毒（反转录病毒）】和细胞转化基因。2.原癌基因：是细胞内与细胞增殖相关的正常基因，是维持机体正常生命活动所必须的，在进化上高等保守。 3.根据原癌基因表达产物的功能，可分为六大类：蛋白激酶类 （1、 酪氨酸蛋白激酶类2.丝/苏氨酸蛋白激酶类）生长因子类、生长因子受体类、GTP结合蛋白类（如Ras家族）、核蛋白类（DNA结合蛋白）、未知功能类4.原癌基因的表达调控（转变为抑癌基因）：点突变、LTR插入、基因重排、缺失、扩增5.LTR：是反转录病毒基因组两端的长末端重复序列，其结构中含有强的启动子序列。6.抑癌基因/隐性癌基因：是一种抑制细胞生长和肿瘤形成的基因。如：Rb抑癌基因、抑癌基因p537.抑癌基因与原癌基因在生物学上有以下几点差异：在功能上，抑癌基因起负调控作用，而原癌基因起正调控作用；在遗传方式上，原癌基因是显性的，而抑癌基因在细胞水平上是隐性的，在突变发生的细胞类型上，抑癌基因突变可以发生在体细胞中，也可能发生在生殖细胞中并通过生殖细胞得到遗传。原癌基因突变只发生在体细胞中。8.人类免疫缺陷病毒（HIV）RNA病毒，反转录9.HIV的基因结构 及编码的蛋白质 基因结构（1） HIV基因组由两条单链正链RNA组成，每个RNA基因组约为9.7kb。在RNA 5端有一帽子结构(m7C5GmpNp)，3端有poly(A)尾巴。（2） HIV的主要基因结构和组织形式与其他反转录病毒相同，均由5末端LTR、结构蛋白编码区(gag)、蛋白酶编码区(9m)、具有多种酶活性的蛋白编码区（pol)、外膜蛋白(env)和3末