2022年分子生物学复习资料总结 .pdf
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1、学习必备欢迎下载分子生物学复习资料第一章DNA 与染色体的结构1、DNA 结构的多态性与动态性【重】1,二级结构的多肽性:除了B-DNA 外,人们还发现了其他的结构参数有一定差异的双螺旋DNA ,如: A-DNA, Z-DNA 等,这一现象称为DNA 结构的多态性(ploy-morphism ) 。2,动态性定义:不同DNA 结构形式相互转变的现象称为DNA 的动态性。B-DNA 的主要特点:两条反向平衡的多核苷酸链围绕同一中心轴盘绕成右手双螺旋。糖与磷酸在外侧形成螺旋的轨迹,核苷酸间彼此通过3,5 -磷酸二酯键相连。碱基伸向内部,其平面与螺旋轴垂直两条核苷酸链依靠彼此碱基之间形成的氢键相联系
2、而结合在一起,且总是a 与 t ,g 与 c 配对 双螺旋平均直径为2nm ,每个螺旋圈上升10 个核苷酸,螺距为3。4nm 沿螺旋中心轴方向看去,双螺旋结构上有两个凹槽, 一个较为宽深,称大沟,一个较浅小,称小沟。2、DNA 变性、复性和分子杂交【重】变性:在某些物理、化学因子的作用下,DNA 双链间的氢键断裂,双链解离形成单链。复性:去除变性条件后,单链DNA 在适当条件下重新形成双链,回复到原有的物理和生物学特性。分子杂交:基于DNA 的变性与复性的特性,双链DNA 加热以后变成单链,在去除变性条件后,在一定的条件下,具有互补顺序的DNA 能再形成双链。3、DNA 双螺旋结构的主要特点P
3、351)两条链反平行相互缠绕的右手螺旋,螺旋有大沟和小沟2)碱基在内侧,磷酸和核酸在外侧3)螺旋直径2nm,碱基距0.34nm 每圈 10( 10.5)个核苷酸残基,螺距3.4(3.6) nm 4)A 与 T 形成 2 个氢键, G 与 C 形成 3 个氢键第二章基因与基因组结构1. 基因 (gene) :是一段具有特定功能和结构的连续的脱氧核苷酸(DNA )序列。(或者说是合成一种功能蛋白或RNA 分子所必须的全部DNA 序列) 基因是生物体传递和表达遗传信息的基本单位。一个典型的真核基因包括编码序列 - 外显子 (exon) 插入外显子之间的非编码序列- 内合子 (intron) 5 -端
4、和 3 -端非翻译区 (UTR) 调控序列 (可位于上述三种序列中) 绝大多数真核基因是断裂基因(split-gene) ,外显子不连续顺反子理论:对经典的基因概念的第一次重要修正与发展a 一个顺反子编码一条多肽链b 顺反子:是一个为多肽链编码的DNA 片断,顺反子的内部可以发生突变或重组,即包含c 许多突变子( muton)和重组子( recon) d 顺反子学说否定Morgan 认为基因是功能单位(顺反子)、又是互换单位(重组子)、突变单位(突变子)的概念. 2. 基因家族:真核细胞中许多相关的基因常常按功能成套组合,一套基因就是所谓的一个基因家族(gene family )基因簇:一个家
5、族的基因成员可以在染色体上紧密地排列在一起,成为一族,称为基因簇(gene cluster). 在人类基因组中有12 个大的基因簇。外显子( exon) :断裂基因中的表达序列,即转录后在成熟的RNA 中存在内含子( intron) :断裂基因中的非表达序列,即在mRNA 成熟加工过程中被除去1、一个典型的真核基因包括P237 编码序列 - 外显子 (exon)绝大多数真核基因是断裂基因(split-gene) ,外显子不连续插入外显子之间的非编码序列-内合子 (intron) 5-端和 3-端非翻译区 (UTR) 调控序列 (可位于上述三种序列中) 2、基因组的概念P237 生物体的整套(单
6、倍体)遗传物质的总和。3、原核生物基因组的特点P238原核生物物的基因组都较小:如大肠杆菌,整个基因组由4.6106bp 组成,大约包含3000-4000 个基因;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基因组的序列大部分是用来编码蛋白质的,只有及少数部分不转录,而不转录部分通常是控制基因表达的序列;存在着基因重叠的现象,即同一段DNA 序列能携带2 种不同的蛋白质信息;原核生物的基因是连续的,基本不存在内含子成分,因此在转录后不需要剪接加工,并且,决大多数区域都无重复序列;在转录调控中存在操纵子结构(Op
7、eron):即 DNA 序列中功能相关的RNA 或蛋白质基因往往前后排列在一起形成一个转录单位,从同一启动子开始转录形成一个多顺反子mRNA ,然后分别表达成不同的RNA 或蛋白质;4、真核生物基因组的特点P238真核基因组DNA 在细胞核内处于以核小体为基本单位的染色体结构中即真核生物基因分布在多个染色体上;真核基因组中,编码序列只占整个基因组的很小部分(23) ;真核生物在基因组转录后的绝大部分前体RNA(pre-mRNA) 必须经过剪接过程才能形成成熟的mRNA(mature RNA) ;真核生物的转录和翻译在时空上都是分离的;真核生物的基因是不连续的,中间存在不被翻译的内含子(intr
8、on)序列;真核生物基因组复制起点多,缺少明显的操纵子结构5、物种的C 值 P238一个物种单倍体基因组的DNA 含量称为该物种的C 值每个物种的C 值是相对恒定的,不同物种的C 值差异极大第三章DNA 的复制、突变、损伤修复1、DNA 复制共同特征【重】P39 半保留性 (Semi-Conservative) ;通常双向复制:复制起始点(origin)+ 两侧复制叉 =复制单位 (复制子 , Replicon) 半不连续性 (Semi-discontinuous) :前导链 (leading strand)-连续合成;随从链(Lagging Strand)- 不连续 ,由岗崎片段(okaza
9、ki-Fragment) 连接而成;复制的起点具有特殊序列;需要 RNA 引物;复制具有高度的忠实性在合成时, 1 条链的合成方向和复制叉的前进方向相同,可以连续复制,这条链称前导链链。另一条链的合成方向和复制叉的前进方向相反,不能连续复制,只能分成几个片断合成,称为滞后链、后随链。DNA 的这种方式称不连续复制, 连接滞后链的片断称冈崎片断2、基因突变与DNA 的损伤修复【重】基因突变:突变是DNA 分子碱基序列水平上所发生的一种永久性、可遗传性的变化,它是与遗传保守性相对立而又相互统一的自然现象。DNA 损伤:指正常 DNA 分子的化学结构或物理结构在某些物理、化学因素以及细胞自发产生的基
10、因毒素等干扰作用下发生改变的现象。DNA 修复:是指DNA 受到损伤后,细胞内发生的使DNA 的化学组成和核苷酸序列重新恢复或使细胞对DNA 损伤产生耐受的一系列反应。3、DNA 复制起点特征的共同点P41 共同特点:由多个独特的短重复序列组成;短重复序列被多亚基的复制起点结合蛋白所识别;复制起点附近一般有一个富含A-T 的序列,以利于双螺旋DNA 解链或解旋。4、DNA 复制的必需要素P45A、染色体DNA 复制必需三种核苷酸序列复制起点着丝粒端粒. B、RNA 引物 (RNA Primer) :一般 8-14nt.带游离 3 -OH 末端 . C、参加 DNA 复制的主要酶和蛋白质:DNA
11、 聚合酶 (DNA Polymerase) 真核 DNA 复制的主要酶DNA Pol a/ . 功能 :从 5 -3 方向延伸与模板互补的子代链. 引发酶 (Primase) :与其他多种蛋白组成多蛋白复合体-引发体 (Primosome).催化 RNA 引物合成和复制起始. DNA 连接酶 (DNA Ligase) : 催化一个双链DNA 的 5 磷酸与另一双链DNA 的 3 -OH 形成磷酸二酯键. DNA 解链酶 (DNA Helicase) :打开 DNA 双链 . 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页学习必备
12、欢迎下载增殖细胞核抗原(Proliferating cell nuclear antigen.PCNA):辅助催化前导链合成. 端粒酶 (Telomerase) : 端粒酶负责染色体末端(端粒 )复制5、突变基因、突变体、移码突变的概念P47突变基因:碱基序列发生改变的基因称为突变基因(mutant gene)突变体:携带突变基因的生物个体或群体或株系通常称为突变体(mutant)移码突变:如果插入或缺失的核苷酸数码不等于3 的倍数,将会造成突变点后的全部密码子阅读框架移位,进而翻译产生的氨基酸序列与正常蛋白质完全不同,或使肽链提前终止或延长,产生无正常功能的异常蛋白质,这种突变称之。6、突变
13、的类型突变的类型按照突变生成的过程可将突变分为自发突变和诱发突变(诱变)自发突变:由于自然界突变剂的作用或由于偶然的复制错误而产生的突变都属于自然突变诱变:利用突变剂处理生物体而产生的突变:A、碱基置换突变;B、缺失或插入突变7、DNA 修复的主要方式:直接修复: A 光复合, B 断裂链的重接,C 直接插入嘌呤,D 烷基转移修复;切除修复: A 碱基切除修复(Base excision repair、BER);B 核苷酸切除修复(Nucleotide excision repair ,NER);C 错配修复(Mismatch repair) 负责修复DNA 复制过程中由于错误掺入而产生的错配
14、8、点突变类型与概念P47 最简单的碱基置换突变是点突变,即DNA 序列上单个碱基的改变。类型:( 1)同义突变(沉默或沉寂突变):ACU-ACC-ACA(苏) ; (2)错义突变;(3)无义突变; (4)终止密码子突变; (5)起始密码子突变:第四章转录与转录后加工1、转录的基本特征P64转录是 DNA 的信息流向RNA 的过程,是基因表达第一步;除了某些病毒RNA 基因组外,所有RNA 分子都是以DNA 为模板合成的转录过程中, 酶系统将 DNA 片断的遗传信息转移到与其中一条DNA 链有互补碱基顺序的RNA 链,转录大多数为对称转录;转录与复制的不同:复制过程是整条染色体复制,而转录是有
15、选择的;细胞的转录机制都类似:需要RNA 聚合酶为工具, DNA 为模板, 4 种三磷酸核苷酸(ATP/CTP/GTP/UTP )为原料,镁离子为辅助成分;转录的过程可以分为模板识别、起始、延伸和终止4 个过程(后加工可算第5 阶段)转录的初级产物通常不稳定:把作为转录模板的DNA 单链称模板链或反义链,非模板链称为编码链或有义链。mRNA 的合成延着5 3方向进行。2、原核生物与真核生物转录加工过程内容与异同?3、启动子、终止子的概念P71 启动子:启动子是基因转录起始所必须的一段DNA 序列,一般位于结构基因的上游,是DNA 分子上与 RNA 聚合酶特异结合而使转录起始的部位,启动子本身不
16、被转录终止子:是指一个在基因编码区下游的可被RNA 聚合酶识别和停止合成RNA 的一段 DNA 序列4、 35 区、 10 区 P71 原核生物启动子模式:包括两个区域:转录起点的碱基上游约40bp 范围内,包含有同源性较强的两个保守区,一个是 10bp 区和 35bp 区10 区:由 6 8 个核苷酸组成,大多包含TATAA T 序列又称 Pribnow box 区35 区:由 10 个核苷酸组成,有TTGACA序列 ,是 RNA 聚合酶结合位点,决定启动子的强弱5、原核生物RNA 的转录后加工P78 A 原核生物 mRNA 前体的加工; B 原核生物tRNA 前体的加工:(1)由核酸内切酶
17、在tRNA 两端切断;(2)由核酸内切酶从 3-端逐个切去附加的顺序,进行修剪;(3)在 tRNA3 -端加胞苷酸胞苷酸腺苷酸(CCAOH )结构; ( 4)核苷酸的修饰和异构化;C 原核生物rRNA 前体的加工:主要是在rRNA 前体需先经甲基化修饰,再被核酸内切酶和核酸外切酶切割6、真核生物RNA 的转录后加工P82精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页学习必备欢迎下载A 真核生物 mRNA 前体的加工: 5加帽(多种帽子,但都含7甲基鸟苷酸)和3端加多聚 (A) 尾 (增加 mRNA的稳定性);BtRNA 的转录后
18、加工: (1)切除 tRNA 前体两端多余序列; (2)3末端添加CCA 序列;(3)加甲基等进行修饰;CrRNA 的转录后加工;DRNA 的拼接、编辑和再编码;第五章1、遗传密码子特征及概念P104 遗传密码子: mRNA 上决定一个特定氨基酸的三个连续核苷酸,称为密码,或三联子密码a密码子的通用性;b简并性; c摆动性; d密码子的不重叠性:密码子间无标点符号;e密码子的阅读方向与阅读框:5 3方向连续阅读2、tRNA 的种类 P111 (1)校正 tRNA:校正基因突变(2)起始 tRNA与延伸 tRNA (3)同工 tRNA (4)转移信使RNA (tmRNA ) :兼具 tRNA分子
19、和 mRNA 分子的双重功能tRNA 的特点:A、tRNA 的形态特征(1) 不同来源的tRNA 具有共同的特征, 组成 tRNA 的核苷酸一般为7493 个,大部分为 76 个;几乎所有的tRNA都具有三叶草式的二级结构(2)tRNA 一级结构特点:具有一定的恒定性,含有大量的修饰性碱基。B、tRNA 的高级结构tRNA 的单链通过碱基配对折叠成三叶草形二级结构,三叶草构型进一步通过氢键等作用,折叠成倒L 型的三级结构,其长度接近7nm, 呈扁平状。 不同种类的tRNA 具有类似的三维结构,所不同的仅是在倒L 形的角有轻度改变,这表明在拐角区可伸屈,以允许tRNA 在执行不同功能时能改变其生
20、物学功能C、tRNA 的专一性tRNA 种类繁多,但一种tRNA 只携带一种氨基酸,这就是tRNA 的专一性3、蛋白质生物合成的主要步骤P122 (1)翻译的起始: 核糖体与 mRNA 结合并与氨基酰tRNA 生成起始复合物 (核糖体是蛋白质合成的场所,mRNA是蛋白质合成的模板,tRNA 是模板与氨基酸之间的接合体。此外,有20 种以上的AA-tRNA及合成酶、 10 多种起始因子、延伸因子及终止因子,30 多种 tRNA 及各种 rRNA 、mRNA 和 100 种以上翻译后加工酶参与蛋白质合成和加工过程。) ; (2)肽链的延伸:核糖体沿mRNA5 端向 3端移动,导致从N 端向 C 端
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