2022年分子生物学复习重点 .pdf
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1、学习必备欢迎下载1.孟德尔 (奥地利)的遗传学规律最先使人们对性状遗传产生了理性认识;Morgan(美)的基因学说则进一步将 “ 性状” 与“ 基因” 相耦联,成为分子遗传学的奠基石。2.1962 年,Watson和 Crick 因为在 1953 年提出 DNA 的反向平行双螺旋模型而与 Wilkins 共获 Noble 生理医学奖,3.1961年,法国科学家 Jacob和 Monod 提出并证实了操纵子( operon )作为调节细菌细胞代谢的分子机制。4.基因工程是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其它载体分子,构成遗传物质的新组合,使之进入原先没有这类分子的寄主细胞内并进行持续稳定的繁殖
2、和表达。5.基因工程技术是核酸操作技术的一部分,只不过它强调了外源核酸分子在另一种不同的寄主细胞中的繁衍与性状表达。6.染色体具备哪些作为遗传物质的特征:1,结构稳定; 2,能稳定的自我复制; 3,其上的基因能够控制蛋白质合成;4,能够产生可遗传的变异。7.组蛋白的特性:? 进化上的极端保守性?无组织特异性?肽链上氨基酸分布的不对称性(碱性氨基酸分布在N 端;疏水基团在 C 端) ? 存在较普遍的修饰作用(甲基化、乙酰化、磷酸化等)8.在 RNA 的合成中, DNA 的二条链中仅有一条链可作为转录的模板,称为转录的不对称性。9.与 mRNA 序列相同的那条DNA 链称为编码链; 将另一条根据碱
3、基互补原则指导 mRNA 合成的 DNA 链称为模板链。10.转录单元( transcription unit)一段从启动子开始至终止子结束的DNA 序列。11.启动子定义:指能被RNA 聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA 序列。12.TATA 区:酶的紧密结合位点(富含AT 碱基,利于双链打开)TTGACA 区:提供了 RNA 聚合酶全酶识别的信号13.核心启动子 定义: 指保证 RNA 聚合酶转录正常起始所必需的、 最少的 DNA序列,包括转录起始位点及转录起始位点上游TATA 区14.转录起始位点的识别: RNA 聚合酶与启动子DNA 双链相互作用并与之相结合的过程。15.帽子结
4、构功能:能被核糖体小亚基识别,促使mRNA 和核糖体的结合;m7Gppp结构能有效地封闭mRNA 5 末端,以保护 mRNA 免受 5 核酸外切酶的降解,增强 mRNA 的稳定。多聚腺苷酸尾巴功能:提高了mRNA 在细胞质中的稳定性。16.RNA 合成与 DNA 合成异同点:相同点: 1、都以 DNA 链作为模板, 2、合成的方向均为 53 ,3、聚合反应均是通过核苷酸之间形成的3,5-磷酸二酯键,使核苷酸链延长。17.RNA 合成与 DNA 合成不同点:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页学习必备欢迎下载18.抗菌素
5、对蛋白质合成的作用: 1、 阻止 mRNA 与核糖体结合;2、 阻止 AA-tRNA与核糖体结合; 3、干扰 AA-tRNA 与核糖体结合而产生错读;4、作为竞争性抑制剂抑制蛋白质合成。如链霉素能干扰fMet-tRNA与核糖体的结合,而阻止蛋白质合成的正确起始,也会导致mRNA 的错读。19. 在生理条件下,核酸分子中的磷酸基团是离子化的,所以,DNA 和 RNA实际上呈多聚阴离子状态(Polyanions) 。将 DNA 、RNA 放到电场中,它就会由负极正极移动。20. 在大多数核酸杂交反应中,常用的滤膜有尼龙滤膜、硝酸纤维素滤膜等等。21.核酸分子杂交实验包括如下两个步骤:1.将核酸样品
6、转移到固体支持物滤膜上,这个过程特称为核酸印迹(nucleic acid blotting) 转移,主要有电泳凝胶核酸印迹法、斑点和狭线印迹法(dot and slot blotting)、菌落和噬菌斑印迹法 (colony and plaque blotting);2.将具有核酸印迹的滤膜同带有放射性标记或其它标记的DNA 或 RNA 探针进行杂交。所以有时也称这类核酸杂交为印迹杂交。22. 细菌的转化 -所谓细菌转化, 是指一种细菌菌株由于捕获了来自另一种细菌菌株的 DNA,而导致性状特征发生遗传改变的生命过程。这种提供转化 DNA 的菌株叫做供体菌株,而接受转化DNA 的寄主菌株则称做受
7、体菌株。大肠杆菌是最广泛使用的实验菌株。在加入转化DNA 之前,必须预先用 CaCl2 处理大肠杆菌细胞,使之呈感受态(Competent Cells) 。Mg2+对维持外源 DNA 的稳定性起重要作用,质粒 DNA 中的抗生素是筛选标记。23. PCR(聚合酶链式反应)技术:是一种在体外快速扩增特定基因或DNA 序列的方法。也是体外酶促合成特异DNA 片段的方法。24.一个 PCR体系的基本组成:超纯水,缓冲液,Mg2+,dNTPs,DNA 模板,引物,TaqDNA 聚合酶25. PCR的主要步骤: .高温变性 -在高温( 93-95)下,待扩增的双链DNA模板受热变性成为两条单链DNA 模
8、板。 .低温退火 -在低温( 3760)情况下,两条人工合成的寡核苷酸引物与互补的单链DNA 模板结合,形成部分双链。.适温延伸 -在 TaqDNA 聚合酶的最适温度( 72)下,以引物3 -OH 端为合成的起点,以脱氧核苷三磷酸(dNTPs)为原料,按53方向延伸 ,合成单链 DNA 模板的互补链。26.转化子筛选指示系统蓝白斑筛选在培养基中加入诱导物IPTG(异丙基硫代半乳糖苷)和底物x-gal,IPTG诱导 LacZ 表达产生 ?-半乳糖苷酶,?-半乳糖苷酶使 x-gal 水解,产生兰色化合物,形成兰色菌落;当插入外源片段,使LacZ 基因失活,形成无色菌斑。精选学习资料 - - - -
9、 - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页学习必备欢迎下载27. 基因组 (genome)一个细胞或病毒所携带的全部遗传信息或整套基因。28.* 基因表达 (gene expression) 基因经过转录、翻译,产生具有特异生物学功能的蛋白质分子的过程。29.基因表达是受调控的,可在多个层次上进行,包括:基因水平、转录水平、转录后水平、翻译水平、翻译后水平的调控。30.基因表达的时间性及空间性(一)时间特异性 -按功能需要,某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生,称之为基因表达的时间特异性(temporal specificity)。多细胞生物基因
10、表达的时间特异性又称阶段特异性(stage specificity)。(二)空间特异性 -在个体生长全过程,某种基因产物在个体按不同组织空间顺序出现,称之为基因表达的空间特异性(spatial specificity)。基因表达伴随时间顺序所表现出的这种分布差异, 实际上是由细胞在器官的分布决定的,所以空间特异性又称细胞或组织特异性(cell or tissue specificity)。31.操纵子:是原核生物在分子水平上基因表达调控的单位,由结构基因、启动子、操纵基因和调节基因组成; 通过调节基因编码的调节蛋白与诱导物、辅阻遏物协同作用,开启或关闭操纵基因,对操纵子结构基因的表达进行正、负
11、控制。32.乳糖操纵子与色氨酸操纵子的基本组成以及调控机理。(略,请自行总结)33.色氨酸操纵子的弱化系统是色氨酸操纵子的第二水平控制,它决定着已经启动的转录是否能够继续进行下去。34.转录衰减( attenuation) : 是指转录可正常起动,但在转录进入第一个结构基因前即突然停止的过程。 由于这一终止作用并不能使正在进行的结构基因转录中途停止,而仅是部分中途停止转录, 所以称为转录衰减。 衰减子(attenuator ) : 操纵子前导区内类似于终止子结构的一段DNA 序列,称为衰减子。其作用是减弱操纵子的转录。35.衰减作用和负控阻遏的关系:1、负控阻遏系统和衰减作用同样对色氨酸水平应
12、答 2、衰减作用使色氨酸操纵子结构基因的转录被抑制了10 倍(细调) ;3、色氨酸阻遏蛋白的阻遏作用使转录被抑制了70 倍(粗调);4、色氨酸水平对色氨酸操纵子结构基因的表达施加了700 倍的调节效果。 意义:原核生物细致的精细调控机制,增强原核生物对环境的适应性36.(七)衰减作用的重要性(衰减子的生物学意义)1. 活性阻遏蛋白和非活性阻遏蛋白的转变可能较慢,而tRNA 负载与否可能更为灵敏; 2. aa 主要用途是合成蛋白质,因而以tRNA 负载情况为标准来进行控制可能更为恰当;3. 大多数这样的操纵子又同时需要阻遏蛋白。37.真核细胞与原核细胞在基因转录、 翻译及 DNA 的空间结构方面
13、存在以下几个方面的差异。(略。请自行找答案)38.真核生物的基因组中有很多来源相同、结构相似、功能相关的基因,将这些基因称为基因家族。39.同一家族中的成员有时紧密地排列在一起,成为一个基因簇(gene cluster) 。40.假基因是基因组中因突变而失活的基因,无蛋白质产物。一般是启动子出现问题。41.基因丢失 -在细胞分化过程中, 可以通过丢失掉某些基因而去除这些基因的活性。42.基因扩增是指某些基因的拷贝数专一性大量增加的现象,它使得细胞在短期内产生大量的基因产物以满足生长发育的需要,是基因活性调控的一种方式。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - -
14、- - - -第 3 页,共 8 页学习必备欢迎下载43.将一个基因从远离启动子的地方移到距它很近的位点从而启动转录,这种方式被称为基因重排。44.按功能状态的不同可将染色质分为活性染色质和非活性染色质。活性染色质是指具有转录活性的染色质;非活性染色质是指没有转录活性的染色质45.(二)顺式作用元件定义:影响自身基因表达活性的非编码DNA 序列。46.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。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。47.反式作用因子
15、定义:能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件的核心序列上,参与调控靶基因转录效率的蛋白质。48.蛋白质直接和 DNA 结合:螺旋 -转折-螺旋( Helix-turn-helix ,H-T-H)锌指结构(zinc finger) ,碱性-亮氨酸拉链( basic - leucine zipper) ,碱性-螺旋-环-螺旋(basic helix /loop /helix ,bHLH) ,同源异形结构域真核生物可能在哪些水平上实现对基因的表达调控真核生物基因表达的调控远比原核生物复杂,可以发生在 DNA 水平、转录水平、转录后的修饰、翻译水平和翻译后的修饰等多种不同层次。但是,最经济、最主要
16、的调控环节仍然是在转录水平上。(一) DNA 水平的调控DNA 水平上的调控是通过改变基因组中有关基因的数量、结构顺序和活性而控制基因的表达。 这一类的调控机制包括基因的扩增、重排或化学修饰。 其中有些改变是可逆的。1、基因剂量与基因扩增2基因丢失3DNA 重排(基因重排)酵母交配型转换。啤酒酵母交配型转换是DNA 重排的结果。(2)动物抗体基因重排4. DNA 甲基化和去甲基化(二)转录水平的调控持家基因和奢侈基因在多细胞的高等真核生物中,各种类型的细胞中都有相同的一些基因在表达,这些基因的产物是维持细胞的正常结构、运动、以及参与新成代谢等生命活动所必须的, 由于它们的功能对于每一个细胞开说
17、都是必不可少的,所以将这些基因称为持家基因(house keeping gene) 。另一类基因是组织特异性基因(tissue-specific gene ),又称为奢侈基因 (luxury gene)。这类基因与细胞的特定功能有关,是在各种组织中选择性表达的基因。如表皮的角蛋白基因、 肌细胞中的肌动蛋白基因和肌球蛋白基因等。据估计,各类细胞中的奢侈基因的总和大于持家基因的数目。持家基因和奢侈基因的表达调控通常发生在转录水平。前面介绍了细菌中的基因经诱导可使表达效率提高千倍以上。这种极端的调控水平很难发生在真核生物基因表达中(酵母菌除外)。大多数真核生物基因经诱导可提高几倍至数十倍的表达效率。
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