现在分子生物学(笔记)_朱玉贤_第三版gyyi.docx

第一章 绪论分子生物物学的基基本含义义:分子生生物学是是研究核核酸、蛋蛋白质等等所有生生物大分分子的形形态、结结构特征征及其重重要性、规规律性和和相互关关系的科科学，是是人类从从分子水水平上真真正揭开开生物世世界的奥奥秘，由由被动地地适应自自然界转转向主动动地改造造和重组组自然界界的基础础学科。分子生物物学与其其它学科科的关系系分子生物物学是由由生物化化学、生生物物理理学、遗遗传学、微微生物学学、细胞胞学、以以至信息息科学等等多学科科相互渗渗透、综综合融会会而产生生并发展展起来的的，凝聚聚了不同同学科专专长的科科学家的的共同努努力。它它虽产生生于上述述各个学学科，但但已形成成它独特特的理论论体系和和研究手手段，成成为一个个独立的的学科。生物化学学与分子子生物学学关系最最为密切切 :生物化学学是从化化学角度度研究生生命现象象的科学学，它着着重研究究生物体体内各种种生物分分子的结结构、转转变与新新陈代谢谢。传统统生物化化学的中中心内容容是代谢谢，包括括糖、脂脂类、氨氨基酸、核核苷酸、以以及能量量代谢等等与生理理功能的的联系。分子生物物学则着着重阐明明生命的的本质-主要研研究生物物大分子子核酸与与蛋白质质的结构构与功能能、生命命信息的的传递和和调控。细胞生物物学与分分子生物物学关系系也十分分密切:传统的细细胞生物物学主要要研究细细胞和亚亚细胞器器的形态态、结构构与功能能。探讨讨组成细细胞的分分子结构构比单纯纯观察大大体结构构能更加加深入认认识细胞胞的结构构与功能能，因此此现代细细胞生物物学的发发展越来来越多地地应用分分子生物物学的理理论和方方法。分子生物物学则是是从研究究各个生生物大分分子的结结构入手手，但各各个分子子不能孤孤立发挥挥作用，生生命绝非非组成成成分的随随意加和和或混合合，分子子生物学学还需要要进一步步研究各各生物分分子间的的高层次次组织和和相互作作用，尤尤其是细细胞整体体反应的的分子机机理，这这在某种种程度上上是向细细胞生物物学的靠靠拢。第一章序序论18599年发表表了物物种起源源，用用事实证证明“物竞天天择，适适者生存存”的进化化论思想想。指出：物物种的变变异是由由于大自自然的环环境和生生物群体体的生存存竞争造造成的，彻彻底否定定了“创世说说”。达尔尔文第一一个认识识到生物物世界的的不连续续性。意义：达达尔文关关于生物物进化的的学说及及其唯物物主义的的物种起起源理论论，是生生物科学学史上最最伟大的的创举之之一，具具有不可可磨灭的的贡献。细胞学说说细胞学学说的建建立及其其意义德国植物物学家施施莱登和和德国动动物学家家施旺共共同提出出：一切切植物、动动物都是是由细胞胞组成的的，细胞胞是一切切动植物物的基本本单位。经典遗传传学两条条基本规规律:统一律：当两种种不同植植物杂交交时，它它们的下下一代可可能与亲亲本之一一完全相相同；分离规律律：将不不同植物物品种杂杂交后的的F1代代种子再再进行杂杂交或自自交时，下下一代就就会按照照一定的的比例分分离，因因而具有有不同的的形式。18655年发表表植物物杂交试试验，直直到19900年年才被人人们重新新发现。孟孟德尔被被公认为为经典遗遗传学的的奠基人人。现代遗传传学Morggan及及其助手手第一次次将代表表某一特特性的基基因同染染色体联联系起来来，使科科学界普普遍认识识了染色色体的重重要性并并接受了了孟德尔尔的遗传传学原理理。Morggan特特别指出出：种质质必须由由某些独独立的要要素组成成，我们们把这些些要素称称为遗传传因子或或基因。第二节 分子子生物学学发展简简史准备和酝酝酿阶段段（199世纪后后期到220世纪纪50年年代初）对生命本本质的认认识上的的两点重重大突破破：1确定定了蛋白白质是生生命的主主要基础础物质22确定定了生物物遗传的的物质基基础是DDNA现代分子子生物学学的建立立和发展展阶段（220世纪纪50年年代初到到70年年代初）这一阶段段以19953年年Wattsonn和Crrickk提出的的DNAA双螺旋旋结构模模型作为为现代分分子生物物学诞生生的里程程碑开创创了分子子遗传学学基本理理论建立立和发展展的黄金金时代。在在此期间间的主要要进展包包括：遗传信息息传递中中心法则则的建立立对蛋白白质结构构与功能能的进一一步认识识DNA双双螺旋发发现的意意义：确立了核核酸作为为信息分分子的结结构基础础；提出出了碱基基配对是是核酸复复制、遗遗传信息息传递的的基本方方式；从从而最后后确定了了核酸是是遗传的的物质基基础，为为认识核核酸与蛋蛋白质的的关系及及其在生生命中的的作用打打下了最最重要的的基础。Cricck于119544年所提提出遗传传信息传传递的中中心法则则（Ceentrral Doggma ）：初步认识识生命本本质并开开始改造造生命的的深入发发展阶段段（200世纪770年代代后至今今） 基因工工程技术术的出现现作为标标志。其其间的重重大成就就包括：重组DNNA技术术的建立立和发展展基因组组研究的的发展单单克隆抗抗体及基基因工程程抗体的的建立和和发展基因表达达调控机机理细胞胞信号转转导机理理研究成成为新的的前沿领领域第三节 分子生生物学的的主要研研究内容容 一DDNA重重组技术术（reecommbinnantt DNNA ttechhnollogyy）定义：又又称为基基因工程程，根据据分子生生物学和和遗传学学的原理理，将一一种生物物的遗传传物质DDNA转转移到另另一生物物体中，使使后者获获得新的的遗传性性状或表表达出所所需要的的产物。DNA重重组技术术的应用用：利用微生生物基因因工程生生产重组组基因工工程药物物、转基因因植物和和动物体体细胞克克隆、基因表表达与调调控的基基础研究究二生物物大分子子的结构构功能研研究三基因因组、功功能基因因组与生生物信息息学的研研究基因组、蛋蛋白质组组与生物物信息学学基因组(Gennomee)：细细胞或生生物体一一条完整整单体的的全部染染色体遗遗传物质质的总和和。人类基因因组计划划（Huumann Geenomme PProjjectt, HHGP）： 测定定出人基基因组全全部DNNA31109硷硷基对的的序列、确确定人类类约5-10万万个基因因的一级级结构 。基因组、蛋蛋白质组组与生物物信息学学蛋白组计计划（PProtteomme pprojjectt）:又又称为后后基因组组计划或或功能基基因组计计划，用用于揭示示并阐明明细胞、组组织乃至至整个生生物个体体全部蛋蛋白质及及其功能能。生物信息息学（BBioiinfoormaaticcs）:是在生生命科学学的研究究中，以以计算机机为工具具对生物物信息进进行储存存、检索索和分析析的科学学。四基因因表达调调控研究究第二章 染色体体与DNNA本章内容容1. 染染色体2. DDNA的的结构3. DDNA的的复制4. 原原核生物物和真核核生物DDNA复复制特点点5. DDNA的的修复6. DDNA的的转座第一节 染色体体(chhrommosoome)概念：染色体(chrromoosomme)：原指真真核生物物细胞分分裂中期期具有一一定形态态特征的的染色质质。现在在这一概概念已扩扩大为包包括原核核生物及及细胞器器在内的的基因载载体的总总称。染色质(chrromaatinn)：由由DNAA和蛋白白质构成成，在分分裂间期期染色体体结构疏疏松，称称为染色色质。其其实染色色质与染染色体只只是同一一物质在在不同细细胞周期期的表现现。常染色质质(euuchrromaatinn)：是是进行活活跃转录录的部位位，呈疏疏松的环环状，电电镜下表表现为浅浅染，易易被核酸酸酶在一一些敏感感的位点点(hyyperrsennsittivee siitess)降解解。异染色质质(heeterrochhrommatiin)：在间期期核中处处于凝缩缩状态，无无转录活活性，也也叫非活活动染色色质(iinacctivve cchroomattin)，是遗遗传惰性性区。在在细胞周周期中表表现为晚晚复制，早早凝缩，即即异固缩缩现象(hetteroopyccnossis)。原核细胞胞与真核核细胞特特征分析析染色体特特性：分子结构构相对稳稳定能够自我我复制，使使亲、子子代之间间保持连连续性能够指导导蛋白质质的合成成，从而而控制整整个生命命过程能够产生生可遗传传的变异异真核细胞胞染色体体的组成成 DNAA 300%-40% 组蛋蛋白(hhisttonee) 30%-440% 非组组蛋白(NHPP) 变化很很大 少量量RNAA染色体中中的蛋白白质组蛋白(hisstonne)：一类小小的带有有丰富正正电荷(富含LLys、AArg)的核蛋蛋白，与与DNAA有高亲亲和力。组蛋白是是染色体体的结构构蛋白，它它与DNNA组成成核小体体。 组组蛋白分分为H11、H22A、HH2B、HH3及HH4。 非组蛋白白(noon-hhisttonee prroteein)：是染染色体上上与特异异DNAA序列结结合的蛋蛋白质，所所以又称称为序列列特异性性DNAA结合蛋蛋白。组蛋白具具有如下下特性：1、进化化上的极极端保守守性。2、 无无组织特特异性。3、肽链链上氨基基酸分布布的不对对称性。4、组蛋蛋白的修修饰作用用。5、富含含赖氨酸酸的组蛋蛋白H55。非组蛋白白：非组蛋白白大约占占组蛋白白总量的的6070%，种类类很多。（1）HHMG蛋蛋白(hhighh moobillityy grroupp prroteein) ，能能与DNNA结合合(不牢牢固)，也也能与HH1作用用,可能能与DNNA的超超螺旋结结构有关关。（2）DDNA结结合蛋白白 ：可可能是一一些与DDNA的的复制或或转录有有关的酶酶或调节节物质。（3）AA24非非组蛋白白 ：与与H2AA差不多多，位于于核小体体内，功功能不祥祥。非组蛋白白的一般般特性： 11.非组组蛋白的的多样性性；非组蛋白白的量大大约是组组蛋白的的60%700%，但但它的种种类却很很多，约约在200-1000种之之间，其其中常见见的有115-220种。 22.非组组蛋白的的组织专专一性和和种属专专一性。DNAC值：通通常指一一种生物物单倍体体基因组组DNAA的总量量。C值反常常现象：真核细细胞基因因组的最最大特点点是它含含有大量量的重复复序列，而而且功能能DNAA序列大大多被不不编码蛋蛋白质的的非功能能DNAA所隔开开，这就就是著名名的“C值反反常现象象”。染色体中中的DNNA根据DNNA的动动力学研研究，真真核细胞胞DNAA可分为为：高度重复复序列：几百几万 coppy。如如：卫星星DNAA和微卫卫星DNNA。中度重复复序列：10 几百 coppy。如如：各种种rDNNA、ttDNAA及组蛋蛋白基因因。低度重复复序列：2 10 coppy。如如：血红红蛋白。单拷贝序序列：大大多数编编码蛋白白质的结结构基因因和基因因间间隔隔序列。只只有一个个拷贝。如如：蛋清清蛋白。染色体折折叠DNA核小体螺线管圆筒超螺旋（1）核核小体 染色质质纤维细细丝是许许多核小小体连成成的念珠珠状结构构。核小小体(nnuclleossomee)：DDNA绕绕在组蛋蛋白八聚聚体(HH2A、HH2B、HH3、HH4各一一对)核核心外11.8周周(1446bpp)，形形成核小小体核心心颗粒。（2）螺螺线管10nmm的染色色质细丝丝盘绕成成螺旋管管状的330nmm纤维粗粗丝，通称螺线线管（ssoleenoiid）。螺螺线管的的每一螺螺旋包含含6个核核小体，其其压缩比比为6。这这种螺线线管是分分裂间期期染色质质和分裂裂中期染染色体的的基本组组分。（3）上上述螺线线管可进进一步压压缩形成成超螺旋旋。由330nmm螺线管管缠绕而而成一细细长、中中空的圆圆筒，直直径为44 0000nmm，压缩缩比是440。（4）超超螺旋进进一步压压缩1/5便成成为染色色体单体体，总压压缩比是是7×6×40×5，将将近一万万倍。原核生物物基因组组特点：1、结构构简练2、存在在转录单单元 多多顺反子子mRNNA3、有重重叠基因因 Saangeer19977在在Naaturre上上发表了了X1774 DDNA的的全部核核苷酸序序列，正正式发现现了重叠叠基因。第二节 DNAA的结构构一、DNNA的一一级结构构 所谓DDNA的的一级结结构，就就是指44种核苷苷酸的连连接及其其排列顺顺序，表表示了该该DNAA分子的的化学构构成。基本特点点DNAA分子是是由两条条互相平平行的脱脱氧核苷苷酸长链链盘绕而而成的。DNAA分子中中的脱氧氧核糖和和磷酸交交替连接接，排在在外侧，构构成基本本骨架，碱碱基排列列在内侧侧。两条链链上的碱碱基通过过氢键相相结合，形形成碱基基对，它它的组成成有一定定的规律律。这就就是嘌呤呤与嘧啶啶配对，而而且腺嘌嘌呤（AA）只能能与胸腺腺嘧啶（TT）配对对，鸟嘌嘌呤（GG）只能能与胞嘧嘧啶（CC）配对对。2、DNNA的二二级结构构DNA的的二级结结构是指指两条多多核苷酸酸链反向向平行盘盘绕所生生成的双双螺旋结结构。通常情况况下，DDNA的的二级结结构分两两大类：一类是是右手螺螺旋，如如A-DDNA和和B-DDNA；另一类类是左手手螺旋，即即Z-DDNA。3、DNNA的高高级结构构 DDNA的的高级结结构是指指DNAA双螺旋旋进一步步扭曲盘盘绕所形形成的特特定空间间结构。超超螺旋结结构是DDNA高高级结构构的主要要形式，可可分为正正超螺旋旋与负超超螺旋两两大类。DNA分分子的超超螺旋化化可以用用一个数数学公式式来表示示：L=T+W其中中L为连连接数（llinkkingg nuumbeer），是是指环形形DNAA分子两两条链间间交叉的的次数。只只要不发发生链的的断裂，LL是个常常量。TT为双螺螺旋的盘盘绕数（ttwisstinng nnumbber），WW为超螺螺旋数（wwritthinng nnumbber），它它们是变变量。23DDNA的的复制2.3.1 DDNA的的半保留留复制机机理2.3.2 复复制的起起点、方方向和速速度2.3.3 复复制的几几种主要要方式一、DNNA的复复制1、DNNA的半半保留复复制 每个子子代分子子的一条条链来自自亲代DDNA，另另一条链链则是新新合成的的，所以以这种复复制方式式被称为为DNAA的半保保留复制制（seemicconsservvatiive reppliccatiion）。DDNA的的这种半半保留复复制保证证了DNNA在代代谢上的的稳定性性。2、复制制的起点点与方向向 一一般把生生物体的的复制单单位称为为复制子子（reepliiconn）。一一个复制制子只含含一个复复制起点点。多复制子子：DNNA复制制时，原原核生物物一般只只有一个个起始位位点，而而真核生生物则有有多个起起始位点点，因而而在复制制时呈现现多复制制泡，也也称为多多复制子子。 DDNA的的复制主主要是从从固定的的起始点点以双向向等速复复制方式式进行的的（图22-188）。复复制叉以以DNAA分子上上某一特特定顺序序为起点点，向两两个方向向等速生生长前进进。拓扑异构构酶I 拓扑扑异构酶酶I解开开负超螺螺旋，并并与解链链酶共同同作用，在在复制起起点处解解开双链链。参与与解链的的除一组组解链酶酶外，还还有Dnna蛋白白等。DNA解解链酶（DDNA hellicaase） DNNA解链链酶能通通过水解解ATPP获得能能量来解解开双链链DNAA。单链结合合蛋白（SSSB蛋蛋白 ） SSSB蛋蛋白的作作用是保保证被解解链酶解解开的单单链在复复制完成成前能保保持单链链结构，它它以四聚聚体形式式存在于于复制叉叉处，待待单链复复制后才才掉下，重重新循环环。所以以，SSSB蛋白白只保持持单链的的存在，并并不能起起解链的的作用。3、DNNA的半半不连续续复制 与冈崎崎片段DNA复复制时，短短时间内内合成的的约10000个个核苷酸酸左右的的小片段段，称之之为冈崎崎片段(Okaazakki ffraggmennt)DNA复复制过程程中至少少有一条条链首先先合成较较短的片片段，然然后再由由连接酶酶连成大大分子DDNA。现现在已知知一般原原核生物物的冈崎崎片段要要长些，真真核生物物中的要要短些。进进一步研研究还证证明，这这种前导导链的连连续复制制和滞后后链的不不连续复复制在生生物界是是有普遍遍性的，因因而称之之为双螺螺旋的半半不连续续复制。DNA链链的延伸伸：DNA复复制体(repplissomee)：在在复制叉叉附近，形形成了以以两套DDNA聚聚合酶全酶分分子、引引发体和和解链酶酶构成的的类似核核糖体大大小的复复合体，称称为DNNA复制制体。4、滞后后链的引引发 DNNA复制制时，往往往先由由RNAA聚合酶酶在DNNA模板板上合成成一段RRNA引引物，再再由DNNA聚合合酶从RRNA引引物3'' 端开开始合成成新的DDNA链链。滞后后链的引引发过程程往往由由引发体体（prrimoosomme）来来完成。引引发体由由6种蛋蛋白质nn、n''、n'''、DDna B、CC和I共共同组成成，只有有当引发发前体（pprepprimmosoome）把把这6种种蛋白质质合在一一起并与与引发酶酶（prrimaase）进进一步组组装后形形成引发发体，才才能发挥挥其功效效。5、链的的终止 当复复制叉前前移，遇遇到200bp重重复性终终止子序序列（TTer）时时，Teer-TTus复复合物能能阻挡复复制叉的的继续前前移，等等到相反反方向的的复制叉叉到达后后在DNNA拓扑扑异构酶酶IV的的作用下下使复制制叉解体体，释放放子链DDNA。6、复制制的几种种方式(1)环环状DNNA双链链的复制制 环状双双链DNNA的复复制可分分为型、滚滚环型和和D-环环型几种种类型。(a) 型 复复制的起起始点涉涉及到DDNA双双链的解解旋和松松开，形形成两个个方向相相反的复复制叉 。前导导链DNNA开始始复制前前，复制制原点的的核酸序序列被转转录生成成短RNNA链，作作为起始始DNAA复制的的引物。(b) 滚滚环型（rrolllingg ciirclle） 这是单单向复制制的特殊殊方式。如如X1774的双双链环状状DNAA复制型型（RFF）就是是以这种种方式复复制的。DDNA的的合成由由对正链链原点的的专一性性切割开开始，所所形成的的自由55 端被被从双链链环中置置换出来来并为单单链DNNA结合合蛋白所所覆盖，使使其3OH端端在DNNA聚合合酶的作作用下不不断延伸伸。在这这个过程程中，单单链尾巴巴的延伸伸与双链链DNAA的绕轴轴旋转同同步 。（c） D-环环型（DD-looop） 这这也是一一种单向向复制的的特殊方方式。这这种方式式首先在在动物线线粒体DDNA的的复制中中被发现现。双链链环在固固定点解解开进行行复制。但但两条链链的合成成是高度度不对称称的，一一条链上上迅速合合成出互互补链，另另一条链链则成为为游离的的单链环环（即DD-环）。（2）线线性DNNA双链链的复制制 线性DDNA复复制中RRNA引引物被切切除后，留留下5''端部分分单链DDNA，不不能为DDNA聚聚合酶所所作用，使使子链短短于母链链。T44和T77噬菌体体DNAA通过其其末端的的简并性性使不同同链的33'端因因互补而而结合，其其缺口被被聚合酶酶作用填填满，再再经DNNA连接接酶作用用生成二二联体。这这个过程程可重复复进行直直到生成成原长220多倍倍的多联联体，并并由噬菌菌体DNNA编码码的核酸酸酶特异异切割形形成单位位长度的的DNAA分子。二、原核核和真核核生物DDNA的的复制特特点1、原核核生物DDNA的的复制特特点大肠杆菌菌DNAA聚合酶酶I、III和IIII的的性质比比较原核生物物的DNNA聚合合酶DNA聚聚合酶：有35外切酶酶活性和和53外切酶酶活性。保保证DNNA复制制的准确确性。DNA聚聚合酶 ：活活性低，其其35核酸外外切酶活活性可起起校正作作用。主主要起修修复DNNA的作作用。DNA聚聚合酶：7种种亚单位位9个亚亚基。只只具35外切酶酶活性，主主导聚合合酶。Klennow fraagmeent：用枯草草杆菌蛋蛋白酶处处理大肠肠杆菌DDNA聚聚合酶，获获得两个个片段，大大片段分分子量7760000U，称称为Kllenoow 片片段。它它保留着着聚合酶酶和35外切酶酶的活性性，广泛泛使用于于DNAA序列分分析中。三、真核核生物DDNA的的复制特特点真核生物物DNAA复制的的起始需需要起始始原点识识别复合合物（OORC）参参与。真核生物物DNAA复制叉叉的移动动速度大大约只有有50bbp秒，还还不到大大肠杆菌菌的1220。真核生物物的染色色体在全全部完成成复制之之前，各各个起始始点上DDNA的的复制不不能再开开始。真核生物物DNAA聚合酶酶的特性性比较2.4.3 DNAA复制的的调控原核细胞胞DNAA的复制制调控：复制叉叉的多少少决定了了复制频频率的高高低。真核细胞胞DNAA的复制制调控： 11.细胞胞生活周周期水平平调控 22.染色色体水平平调控 33.复制制子水平平调控真核和原原核生物物DNAA复制的的比较相同： 11.半保保留复制制 22.都有有引发、延延长、终终止三个个阶段 33.都必必须有相相应功能能的蛋白白质和DDNA聚聚合酶参参与区别： 11.真：多个复复制起始始点；原原：一个个复制起起始点 22.真：所有复复制受一一种调控控；原：一个复复制子上上有多个个复制叉叉2.5 DNNA的修修复 DNNA修复复系统 功能能 错配修修复 恢复错错配 碱碱基切除除修复 切除除突变的的碱基 核苷酸酸切除修修复 修复被被破坏的的DNAA DDNA直直接修复复 修修复嘧啶啶二体或或甲基化化DNAA2.6 DNNA的转转座2.6.1 转转座子的的分类和和结构特特征2.6.2 转转座作用用的机制制2.6.3 转转座作用用的遗传传学效应应2.6.4 真真核生物物中的转转座子移动基因因(Moovabble genne)：又称为为转位因因子(TTrannspoosabble eleemennts)，是存存在于染染色体DDNA上上可自主主复制和和位移的的基本单单位。由由于它可可以从染染色体基基因组上上的一个个位置转转移到另另一位置置，甚至至在不同同染色体体之间跃跃迁，因因此有时时也称为为跳跃基基因(JJumppingg geene)。原核生物物的转座座因子可可分为：插入序列列(innserrtioon ssequuencce，IIS)：最简单单的不含含有任何何宿主基基因的转转位因子子。片段段长度770025000bpp。复合转座座子(ttrannspoosonn，Tnn)：是是一类携携带某些些与转座座无关的的抗性基基因(或或其它宿宿主基因因)的转转座子。分分子量20000bpp。转座噬菌菌体(MMu，DD1088)：具具有转座座功能的的一类可可引起突突变的溶溶源性噬噬菌体。 插入序列列的结构构特点： 11.在IIS两端端含有长长度为11040bbp反向向重叠序序列 22.含有有一个编编码转座座酶的长长编码区区。 33.插入入时在DDNA位位点产生生一个短短的(339bpp)正向向重复序序列。复合转座座子的结结构特点点： 11.两翼翼为两个个相同或或相似的的IS序序列。 22.中部部为某种种抗性基基因。 33.ISS序列一一般不能能单独移移动。Concclussionna) 转座过过程是由由Donnor 提供TTn ccopyy到 ttargget sitte， 涉及酶酶切、复复制、重重组的遗遗传学过过程。b) 转座完完成后，在在Tn的的两端出出现taargeet ssitee序列的的正向重重复，其其长度取取决于sstagggerred cutttinng的长长度。c) 转座因因子的 IR 序列是是转座酶酶的重要要识别位位点，与与转座，切切除有关关d) Coiinteegraaterr 是转转座过程程的中间间体 (具有两两个 TTn 和和两个 reppliccon), 其其稳定性性依 TTn不同同而异，或或 reesollutiion 完成转转座过程程.e) CCoinnteggratter 可能导导致 TTn 和和抗性的的积累。 转座作作用的遗遗传学效效应1. 诱变效效应 （提提高重组组频率、形形成易变变基因）2. 切切除效应应 (倒倒位、缺缺失、重重复、ffoottpriintiing)3. 双双转座效效应（外外显子改改组 eexonn shhuffflinng ）4. 位位置效应应（启动动表达、增增强表达达）5. 转转座爆炸炸（激活活表达、基基因内重重排突变变基因形形成）转位作用用的机制制：靶序序列的复复制。转位作用用的遗传传学效应应：引起起插入突突变；产产生新基基因；产产生染色色体畸变变；引起起生物进进化。转座因子子的应用用：利用用转座子子分离、克克隆基因因；利用用Tn进进行基因因定位；作为基基因转移移载体。真核生物物中的转转座子1、玉米米中的控控制因子子自主性因因子：具具有自主主剪接和和转座的的功能；非自主性性因子：单独存存在时是是稳定的的，不能能转座，当当基因组组中存在在与非自自主性因因子同家家族的自自主性因因子时，它它才具备备转座功功能，成成为与自自主性因因子相同同的转座座子。AcDDs体系系、Sppm, En转转座子。2、果蝇蝇中的转转座子Copiia类、PP转座子子等。本章重点点染色体及及DNAA结构 DDNA复复制习题1.DNNA以半半保留方方式进行行复制,若一完完全被标标记的DDNA分分子,置置于无放放射标记记的溶液液中复制制两代,所产生生的4个个DNAA分子中中放射性性状况如如何A.两个个分子有有放射性性,两个个分子无无放射性性 B.均有放放射性C.两条条链中的的半条具具有放射射性 D.两条链链中的一一条具有有放射性性E.均无无放射性性2.DNNA复制制时哪种种酶不需需要A.DNNA指导导的DNNA聚合合酶 BB.DNNA指导导的RNNA聚合合酶 C.连接酶酶D.RNNA指导导的DNNA聚合合酶 EE.拓扑扑异构酶酶3.原核核生物的的DNAA聚合酶酶A.DNNA聚合合酶有7种种、9个个亚单位位 BB.DNNA聚合合酶有最强强的外切切核酸酶酶的活性性 CC.DNNA聚合合酶是真正正的起复复制作用用的酶D.催化化过程产产生的焦焦磷酸是是主要底底物 EE.用44种脱氧氧核苷作作底物生物信息息的传递递(上)从DNNA到RRNA基因表达达：是基基因经过过转录、翻翻译、产产生有生生物活性性的蛋白白质的整整个过程程。转录(ttrannscrripttionn)：以以DNAA为模板板，按照照碱基互互补原则则合成一一条单链链RNAA，从而而将DNNA中的的遗传信信息转移移到RNNA中去去的过程程称为转转录。编码链(coddingg sttrannd)=有意义义链模板链(temmplaate strrandd)=反反义链不对称转转录(aasymmmettricc trransscriiptiion)：转录录仅发生生在DNNA的一一条链上上。启动子(proomotter)：是DDNA转转录起始始信号的的一段序序列，它它能指导导全酶与与模板正正确的结结合，并并活化酶酶使之具具有起始始特异性性转录形形式。终止子(terrminnatoor)：转录终终止的信信号，其其作用是是在DNNA模板板特异位位置处终终止RNNA的合合成。转录单位位：DNNA链上上从启动动子直到到终止子子为止的的长度称称为一个个转录单单位。3.1 RNNA的转转录转录的基基本过程程都包括括：模板板识别、转转录起始始、通过过启动子子及转录录的延伸伸和终止止。1、模板板识别阶阶段主要要指RNNA聚合合酶与启启动子DDNA双双链相互互作用并并与之相相结合的的过程。转转录起始始前，启启动子附附近的DDNA双双链分开开形成转转录泡以以促使底底物核糖糖核苷酸酸与模板板DNAA的碱基基配对。2、转录录起始就就是RNNA链上上第一个个核苷酸酸键的产产生。3、转录录起始后后直到形形成9个个核苷酸酸短链是是通过启启动子阶阶段，通通过启动动子的时时间越短短，该基基因转录录起始的的频率也也越高。4、RNNA聚合合酶离开开启动子子，沿DDNA链链移动并并使新生生RNAA链不断断伸长的的过程就就是转录录的延伸伸。5、当RRNA链链延伸到到转录终终止位点点时，RRNA聚聚合酶不不再形成成新的磷磷酸二酯酯键，RRNA-DNAA杂合物物分离，这这就是转转录的终终止。3.1.1 转录的的基本过过程RNA合合成的基基本特点点：1.底物物是：AATP、GGTP、CCTP、UUTP2.在聚聚合酶作作用下形形成磷酸酸酯键3.RNNA的碱碱基顺序序由DNNA的顺顺序决定定4.仅以以一条DDNA链链作为模模板5.合成成方向为为536.合成成中不需需要引物物3.1.2 转录机机器的主主要成分分原核生物物RNAA聚合酶酶：亚基 基基因 相对对分子量量 亚基基数 组组分 功功能 rrpoAA 33.655×10 4 2 核心心酶 核核心酶组组装， 启动动子识别别 rrpoBB 1.551×10 5 1 核心酶酶 和 共共同形成成 RNNA合成成的活性性中心 rpooC 1.555×10 5 11 核核心酶 ？ 11××10 4 1 核心心酶 未未知 rpooD 7.0×10 4 11 因子 存存在多种种因子，用用 于于识别不不同的启启动子1、RNNA聚合合酶 大多多数原核核生物RRNA聚聚合酶的的组成是是相同的的，大肠肠杆菌RRNA聚聚合酶由由2个亚基、一一个亚基、一一个亚基和和一个亚基组组成，称称为核心心酶。加加上一个个亚基后后则成为为聚合酶酶全酶（hholooenzzymee），相相对分子子质量为为4.665×1055。研究究发现，由由和亚基基组成了了聚合酶酶的催化化中心，它它们在序序列上与与真核生生物RNNA聚合合酶的两两个大亚亚基有同同源性。亚基能与模板DNA、新生RNA链及核苷酸底物相结合。因子可可以极大大地提高高RNAA聚合酶酶对启动动子区DDNA序序列的亲亲和力，加加入因子以以后，RRNA聚聚合酶全全酶识别别启动子子序列的的特异性性总共提提高了1107倍倍。因子的的作用是是负责模模板链的的选择和和转录的的起始，转录的起起始从化化学过程程来看是是单个核核苷酸与与开链启启动子-酶复合合物相结结合构成成新生RRNA的的5端，再再以磷酸酸二酯键键的形式式与第二二个核苷苷酸相结结合，起起始的终终止反映映在因子的的释放。过过去认为为二核苷苷酸的形形成就是是转录起起始的终终止，实实际上，只只有当新新生RNNA链达达到6-9个核核苷酸时时才能形形成稳定定的酶-DNAA-RNNA三元元复合物物，才释释放因子，转转录进入入延伸期期。真核生物物RNAA聚合酶酶 真核核生物中中共有33类RNNA聚合合酶。真真核生物物RNAA聚合酶酶一般有有8-114个亚亚基所组组成，相相对分子子质量超超过5××1055。除了细胞胞核中的的RNAA聚合酶酶之外，真真核生物物线粒体体和叶绿绿体中还还存在着着不同的的RNAA聚合酶酶。线粒粒体RNNA聚合合酶只有有一条多多肽链，相相对分子子质量小小于7××1044，是已已知最小小的RNNA聚合合酶之一一，与TT7噬菌菌体RNNA聚合合酶有同同源性。叶叶绿体RRNA聚聚合酶比比较大，结结构上与与细菌中中的聚合合酶相似似，由多多个亚基基组成，部部分亚基基由叶绿绿体基因因组编码码。线粒粒体和叶叶绿体RRNA聚聚合酶活活性不受受-鹅膏膏覃碱所所抑制。常用的转转录抑制制剂及其其作用： 抑制制剂 靶靶酶 抑制制作用 利利福霉素素 细细菌的全全酶 与与亚基结结合，阻阻止起始始 链霉溶溶菌素 细菌菌的核心心酶 与亚基结结合，阻阻止延长长 放线菌菌素D 真核RRNA聚聚合酶 与与DNAA结合，并并阻止延延长-鹅膏膏蕈碱 真真核RNNA聚合合酶 与RNNA聚合合酶结合起始复合合物的形形成转录可被被分为44个阶段段，即启启动子的的选择、转转录起始始、RNNA链的的延伸和和终止。原核生物物中：启启动子选选择阶段段包括RRNA聚聚