2022年分子生物学知识点 .pdf

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1、一1、分子生物学：研究核酸等生物大分子的功能、形态结构等特征及其重要性和规律性的科学，是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘，由被动的适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科2、基因：是合成一种功能蛋白或RNA 分子所必需的全部DNA 序列。一个典型的真核基因包括：编码序列-外显子；内含子；5端和 3端非翻译区UTR ；调控序列3、基因组：某一特定生物体的整套遗传物质的综合。基因组的大小用全部的DNA 的碱基对总数表示5、分子生物学发展史1869 年 Miesher 首次从莱茵河鲑鱼精子中提取了DNA 。1910 年，德国科学家Kossel 第一个分离了腺嘌呤、胸腺嘧啶和组氨酸。195

2、3 年， Watson 和 Crick 提出 DNA 反向平行双螺旋结构模型，为充分解释遗传信息的传递规律铺平了道路。1961 年，法国科学家Jacob和 Monod 提出并证实了操纵子作为调节细菌细胞代谢的分子机制。此外，他们还首次提出存在一种与染色体DNA 序列相互补、能将编码在染色体DNA 上的遗传信息带到蛋白质合成场所并翻译产生蛋白质的信使核糖核酸。这一学说对分子生物学的发展起到了十分重要的作用。 1968 年，美国科学家Nirenberg 由于在破译DNA 遗传密码方面的贡献，与Holley 和 Khorana等人分享了诺贝尔生理医学奖。Holley 的功绩在于阐明了酵母丙氨酸tRN

3、A 的核苷酸序列， 并证实所有 tRNA具有相似结构，而Khorana 第一个合成了核苷酸分子，并且人工复制了酵母基因6、中心法则内容DNA 是自身复制的模板DNA 通过转录作用将遗传信息传递给中间物质RNA RNA 通过翻译作用将遗传信息表达成蛋白质在某些病毒中， RNA也可以自我复制，并且还发现在一些病毒蛋白质的合成过程中，RNA可以在逆转录酶的作用下合成DNA. 7、 分子生物学的3 条基本原理：构成生物体各类有机大分子的单体在不同生物中都是相同的；生物体内一切有机大分子的构成都遵循共同的规则；某一特定生物体所拥有的核酸及蛋白质分子决定了它的属性。8、分子生物学研究内容DNA 重组技术

4、（基因工程）：将不同的 DNA 片段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，产生影响受体细胞的新的遗传性状基因的表达调控生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学）基因组、功能基因组与生物信息学研究9、DNA 重组技术的应用可被用于大量生产某些在正常细胞代谢中产量很低的多肽；可用于定向改造某些生物的基因组结构；可被用来进行基础研究10、基因表达调控在个体生长发育过程中基因表达的调控主要发生在转录水平或翻译水平上原核生物基因表达调控主要发生在转录水平上真核生物发生在各种不同水平上表现在：信号转导研究，转录因子研究，RNA 剪接11、信号转导：指外部信号通过细胞膜上

5、的受体蛋白传到细胞内部，并激发诸如离子通透性、细胞形状或其他细胞功能方面的应答过程作用原理：信号转导之所以能引起细胞功能的改变，主要是由于信号最后活化了某些蛋白质分子，是之发生结构变化，从而直接作用于靶位点，打开或关闭某些基因名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 25 页 - - - - - - - - - 12、转录因子：是一群能与基因5端上游特定序列专一结合，从而保证目的基因以特定的强度在特定的时间与空间表达的蛋白质分子二1、 外显子、内含子：真核生物基因组

6、中，蛋白质表达序列常被一些不表达的间隔序列隔开，表达的部分称为外显子，不表达的部分称内含子2、 DNA 作为遗传物质所具备的特点：分子结构相对稳定，能自我复制，在前后代保持连续性和稳定性；能指导蛋白质的合成，从而控制整个生命过程；有储存巨大数量遗传信息的潜在能力；能引起可遗传变异3、 甲基化甲基化的位点：甲基化修饰广泛存在于真核生物基因中，发生在CpG 岛上，导致基因失活甲基化在复制中的调控：复制起始的调控与DNA 被修饰的情况相关，完全甲基化的复制原点可起始复制，半甲基化的子代复制原点只有恢复完全甲基化状态之后才可以被继续利用甲基化在错配修复过程中的调控：在DNA错配修复当中，一旦复制叉通过

7、复制起始位点，母链就会在开始 DNA 合成前几秒至几分钟内被甲基化，此后只要两条DNA 链上碱基配对出现错误，错配修复系统就会根据“保留母链，修复子链”的原则，找出错误碱基所在的DNA链，并在对应的母链甲基化腺苷酸上游鸟甘酸 5位置切开子链，再根据错配碱基相对于DNA 切口的方位启动修复途径，合成新的子链片段5、染色体上的蛋白包括组蛋白和非组蛋白组蛋白：染色体的结构蛋白，与DNA 组成核小体，分为H1、H2A 、H2B、H3、H4，富含大量的赖氨酸和精氨酸， H3、H4 富含精氨酸， H1 富含赖氨酸， H2A 、H2B 介于两者之间组蛋白的特性：进化上极端保守，不同生物体组蛋白的氨基酸组成是

8、十分相似的，特别是H3、H4；无组织特异性；肽链上氨基酸分布的不对称性，碱性氨基酸集中分布在N 端的半条链上，大部分疏水基团分布在C 端；组蛋白的修饰作用，甲基化、乙基化、磷酸化、ADP 核糖基化；富含赖氨酸的组蛋白H5，H5 具有种特异性非组蛋白：染色体上存在大量非组蛋白，具多样性，包括酶类，细胞分裂有关的收缩蛋白、骨架蛋白、以及肌动蛋白、肌球蛋白，可能是染色体的组成部分非组蛋白的类型：HMG 蛋白，能与DNA 结合也能与H1 作用，但与DNA 的结合并不牢固，可能与DNA 的超螺旋有关；DNA 结合蛋白，与DNA 牢固的结合在一起，分子量较低，是与DNA 的复制或转录有关的酶或调节物质；A

9、24 非组蛋白，溶解性与组蛋白相似，C 端与 H2A 相同，有两个N 端1、 原核生物基因组结构特点：基因组很小，大多只有一条染色体结构简炼存在转录单元多顺反子有重叠基因（ Sanger发现2、 真核生物基因组结构特点：真核基因组结构庞大，一般远大于原核的含有大量重复序列非编码序列多，多于编码序列(9:1) 转录产物为单顺反子基因不连续性，断裂基因、内含子、外显子存在大量的顺式作用元件，启动子、增强子、沉默子等名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 25 页 -

10、- - - - - - - - 存在大量的DNA 多态性（ DNA 序列中发生变异面导致的个体间核苷酸序列的差异端粒结构3、 原核生物 DNA 的特点：原核生物中一般只有一条染色体，且大都带有单拷贝基因，只有很少数基因是以多拷贝形式存在；DNA 分子的绝大部分是用来编码蛋白质的，几乎每个基因序列都与它所编码的蛋白质序列成线性对应状态；存在转录单元， 原核生物 DNA 序列中功能相关的RNA 和蛋白质基因往往丛集在基因组的一个或几个特定部位形成转录单元或功能单位，可以被一起转录为含多个mRNA 的分子（多顺反子mRNA ） ；功能上相关的几个结构基因前后相连，形成操纵子；各种基因的启动子和操作子

11、部分的DNA 序列多种多样，以便与RNA聚合酶及阻遏蛋白发生不同程度的结合，对基因的表达进行精细的调节；有重叠基因，同一段DNA携带两种以上不同蛋白质信息4、 真核生物 DNA 的特点在体细胞中含量稳定；在生殖细胞中含量减半；能携带遗传信息；能精确的自我复制；能产生可遗传变异5、 C 值：指一种生物单倍体基因组DNA 的总量C 值反常现象： 真核细胞基因组的最大特点是它含有大量的重复且功能DNA 序列，序列大多被不编码蛋白质的非功能DNA 所隔开； C 值不随生物的进化程度和复杂性而增加；亲缘关系密切的生物C 值相差甚大；高等真核生物具有比用于遗传高得多的 C 值6、 真核细胞 DNA 序列的

12、分类：不重复序列：一般只有一个或几个拷贝，占DNA 总量的 40%-80%，结构基因基本属于不重复序列中度重复序列：重复次数在10-10000 次之间，占 DNA 总量的 10%-40%，各种 rRNA、tRNA 以及某些结构基因高度重复序列 -卫星 DNA ：只在真核生物中出现，不转录，是异染色质的成分，可能与染色体的稳定性有关7、 核小体结构特点：是由 H2A 、H2B 、H3、H4 各两个分子生成的八聚体和由大约200bpDNA 和一个组蛋白H1 组成的，是 DNA压缩的第一个阶段；盘状八聚体是核小体的核心颗粒，包括由H2A 、H2B 、H3、H4 分别组成的二聚体，H3、H4 二聚体位

13、于核心；146bp 的 DNA 序列围绕核心八聚体1.75 圈，组蛋白H1 与剩余的 DNA 序列结合起连接作用；相邻核小体间由连接DNA 序列组成；组蛋白与DNA 序列的结合是非特异性的10、DNA 链压缩 7 倍核小体压缩6 倍螺线管压缩40 倍超螺线管压缩5 倍染色体总压缩 8400 11、DNA 的一级结构：是指4 种核苷酸的连接及其排列顺序表示了该DNA 得化学构成特点：脱氧核糖核苷酸以3 ，5磷酸二酯键聚合成为脱氧核糖核酸（DNA ）链。链的一端的核苷酸有自由的 5磷酸基团，称5端；另一端核苷酸具有自由的3羟基，称3端。交替的磷酸和2-脱氧核糖构成分子的骨架，碱基为侧链，碱基类似于

14、蛋白质氨基酸的侧链，影响着所形成的核酸的结构和功能。意义：携带遗传信息；决定DNA 的二级结构；决定DNA 的空间结构12、DNA 的二级结构：是指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构双螺旋结构模型的要点：1. 主链：主链是由两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴构成的右手螺旋结构 2.嘌呤和嘧啶碱基对层叠于双螺旋的内侧，脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架3.碱基对：两条链上的碱基以氢键相连，G 与 C 配对， A 与 T 配对 4. 螺距： 3.4nm 5 .大沟和小沟：链中螺旋型的凹槽，大沟对于在遗传上有重要功能的蛋白质识别DNA双螺旋结构上的特定信息是非常重要的，只有

15、在沟内，蛋白质才能“感觉”到不同碱基顺序13、DNA 二级结构的类型：右手螺旋：A-DNA构象：当相对湿度改变（75%以下）或由钠盐变为钾盐、铯盐，DNA 的结构可成为A 构象。它是 B-DNA螺旋拧得更紧的状态。DNA-RNA杂交分子、 RNA-RNA 双链分子均采取A 构象。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 25 页 - - - - - - - - - B-DNA构象：相对湿度为92%时，DNA 钠盐纤维为B-DNA 构象。在天然情况下，绝大多数DNA

16、以 B 构象存在。左手螺旋：Z-DNA 构象：在一定的条件下（如高盐浓度），DNA 可能出现 Z 构象。Z-DNA 是左手双螺旋，磷酸核糖骨架呈Z 字形走向。不存在大沟，小沟窄而深，并具有更多的负电荷密度。Z-DNA的存在与基因的表达调控有关。14、DNA二级结构的决定因素：氢键，强特异性，高度方向性碱基堆积力，同一条链中的相邻碱基之间的非特异性作用力，来源于疏水作用和累积的范德华力静电力，磷酸集团的负电对DNA双链的稳定性起负作用，阳离子可对之产生屏蔽，DNA溶液的离子浓度越低，DNA越不稳定碱基分子内能，碱基内能越高，氢键和碱基堆积力越容易被破坏，DNA 双链越不稳定核苷酸排列顺序，碱基组

17、成相同，但嘌呤和嘧啶的排列顺序不同双螺旋的稳定性会有很大差异DNA 的修饰： 甲基化的不表现基因活性，未甲基化的表现基因活性15、引起双链构象转变的因素：核苷酸序列；碱基组成；盐的种类；相对湿度16、DNA 链的呼吸作用：双螺旋DNA 结构中，配对碱基之间的氢键处于连续不断的断裂和再生的动态平衡之中，这种氢键的迅速断裂和再生过程17、DNA 的变性： DNA 双链的氢键断裂，逐步变为近似于无规则线团的过程称为变性。增色效应：在变性过程中，260nm 紫外线吸收值先缓慢上升，当达到某一温度时骤然上升融解温度（ Tm )：变性过程紫外线吸收值增加的中点的温度18、DNA 的复性（ Renatura

18、tion)：热变性的DNA 缓慢冷却，单链恢复成双链。减色效应：随着DNA 的复性， 260nm 紫外线吸收值降低的现象。复性的条件：消除磷酸基的静电斥力；破坏链内氢键复性的机制：随机碰撞，取决于DNA 浓度、溶液温度、离子强度等；成核作用；拉链作用19、DNA 的高级结构：指DNA 双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构，超螺旋是其主要形式，可分为正超螺旋和负超螺旋扭曲与双螺旋相反拓扑异构酶或溴乙锭负超螺旋DNA松弛 DNA扭曲与双螺旋形同拓扑异构酶或溴乙锭DNA正超螺旋拓扑异构酶：通过切断DNA 的一条或两条链中的磷酸二酯键，然后重新缠绕和封口来改变DNA 连环数的酶，酶 I 通过切断

19、DNA 中的一条链减少负超螺旋，增加一个连环数；酶II 也称 DNA 促旋酶20、DNA的半保留复制：由亲代DNA生成子代DNA 时，每个新形成的子代DNA中，一条链来自亲代DNA ，而另一条链则是新合成的复制方式意义： DNA 的半保留复制表明DNA 在代谢上的稳定性，保证亲代的遗传信息稳定地传递给后代。24、DNA 复制的原则：半保留复制；复制起始出现在称为原点的特定序列上；复制的控制一般是在复制的起始点处；复制叉的移动一般是单向的或双向的；链的延伸方向是5-3方向；大多数情况下是半不连续的；在模板存在的条件下 DNA 聚合酶以短的RNA 片段作为引物开始合成DNA 的短片段； 存在各种

20、DNA 链的合成起始机制， 除了 RNA 引物外，另外的一些装置如DNA 链与一个末端蛋白共价结合，以及缺口的共价延伸，或者亲本链已被环出的末端；终止也是在复制过程的某个固定点；复制的机制取决于基因组结构和构象来保护产生完整的染色体；即使在一个单细胞中也可进行多种复制机制的操作21、原核生物（大肠杆菌）DNA 的复制过程：双链的解开：大约20 个 DnaA 蛋白在 ATP 的作用下与oriC 处的 4 个 9bp 保守序列相结合；在HU 蛋白和 ATP 的共同作用下 ,DNA 复制起始复合物使3 个 13bp 直接重复序列变性,形成开链；解链酶六体分别与单链 DNA 相结合 (需 DnaC 帮

21、助 ),进一步解开DNA 双链复制原点： DNA的复制有特定的起始位点，ori(或 o） 、富含 A、T 的区段，复制起点是固定的，表现为固定的序列，并识别参与复制起始的特殊蛋白质名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 25 页 - - - - - - - - - 复制子：从复制原点到终点，组成一个复制单位，复制叉：复制时，解链酶等先将DNA 的一段双链解开，形成复制点，这个复制点的形状象一个叉子复制方向和速度：单起点、双向等速，多起点、双向等速RNA 引物的合成

22、： DnaB 蛋白活化引物合成酶，引发RNA 引物的合成，先由RNA 聚合酶在DNA 模板上合成一段RNA 引物；滞后链的引发过程由引发体开完成DNA 链的延伸：在DNA 复制时由 DNA 聚合酶从引物3端开始合成新的DNA 链，合成方向与复制叉移动的方向一致并连续合成的链为前导链；引发体在滞后链分叉的方向上前进，在模板上断断续续的引发生成滞后链的引物RNA 短链，再由 DNA 聚合酶 III 作用合成 DNA 直至遇到下一个引物或冈崎片段，合成方向与复制叉移动的方向相反，形成许多不连续的片段，最后再连成一条完整的DNA 链为滞后链半不连续复制： DNA 复制时其中一条子链的合成是连续的，而另

23、一条子链的合成是不连续的冈崎片段：在DNA 复制过程中，前导链能连续合成，而滞后链只能是断续的合成5-3 的多个短片段，这些不连续的小片段切除 RNA 引物，填补缺口，连接相邻的DNA 片段（复制终止） ：在 DNA 聚合酶催化下切除RNA 引物；留下的空隙由DNA聚合酶催化合成一段DNA填补上；在DNA连接酶作用下，连接相邻的DNA链复制的终止a、终止序列E.coli 有两个终止区域，分别结合专一性的终止蛋白序列一： terE terD terA 序列二： terF terB terC 每个区域只对一个方向的复制叉起作用b、专一性终止蛋白E.coli 中由 tus gene 编码通过抑制 D

24、NA 螺旋酶而发挥终止作用4、前导链： DNA 复制时，以复制叉向前移动的方向为标准，一条模板链是3-5走向， DNA 能以 5-3方向连续合成，称为前导链滞后链：另一条模板是5-3走向， DNA 也是以 5-3方向合成，但复制叉移动方向正好相反，所有，随着复制叉的移动，形成许多不连续的片段，最后连成一条完整的DNA 链，为滞后链22、真核生物中DNA 的复制特点：真核生物每条染色体上有多个复制起点，多复制子；真核生物染色体在全部复制完之前,各个起始点不再重新开始DNA 复制；真核生物快速生长时，往往采用更多的复制起点复制元相对较小 (40-100kb), 复制速度较慢 ,大 约 500500

25、0bp/min. 真核生物有多种DNA 聚合酶组蛋白八聚体是以全保守的方式传给子代分子的24、原核生物与真核生物DNA 复制的比较：真核生物每条染色体上可以又多个复制起点；原核生物只有一个；真核生物的染色体在全部完成复制前各个起点上DNA不能再开始；而在快速生长的原核生物中复制起点可以连续开始新的DNA 复制，可以有多个复制叉；真核生物有多种DNA 聚合酶；原核生物只有三种真核生物有端粒复制原核细胞的生长和增值速度取决于培养条件，迅速分裂的细胞有较多复制叉，复制叉的多少决定了复制起始频率的高低；真核细胞DNA复制的调控发生在三个水平上：细胞生活周期水平调控：即限制点调控，决定细胞停留在G1 期

26、还是进入S 期染色体水平调控：决定不同染色体或同一染色体不同部位的复名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 25 页 - - - - - - - - - 制子按一定顺序在S期起始复制复制子水平调控：决定复制的起始与否，这种调控方式高度保守23、DNA 的损伤：碱基的脱落； 碱基（或核苷） 的改变； 错误碱基； 碱基的缺失或插入；嘧碇碱基的二聚化；链的断裂；DNA链的交联；氧自由基对DNA 的损伤24、DNA 的修复：DNA 修复系统：错配修复，恢复错配；碱基切除修

27、复，切除突变的碱基；核苷酸切除修复，修复被破坏的DNA ；DNA 直接修复，修复嘧啶二聚体或甲基化DNA ；易错修复，应急措施；SOS修复的概念： SOS修复是指 DNA 受到严重损伤、细胞处于危急状态时所诱导的一种DNA 修复方式，修复结果只是能维持基因组的完整性，提高细胞的生存率，但留下的错误较多25、转座子或转座元件：基因组上不必借助于同源序列就可移动的DNA 片段转座：转座子的转移过程26、转座作用机制：转座作用涉及到转座子的复制，当一个拷贝插入基因组的新位置，原来位置上仍可保留一个拷贝，因此转座作用并不是转座子由基因组一处转移到另一处的简单过程27、转座的主要过程：在靶DNA 上制造

28、一个交错的切口，转座子与突出的单链末端相连接，填充缺口28、两种不同类型的转座：复制型转座，转座子被复制，靶点插入一个新的拷贝，原来位置上的拷贝仍保留，涉及的酶：转座酶，作用于原来转座子的末端；解离酶，作用于复制拷贝如TnA 非复制型转座，转座子作为一个物理实体直接从一个部位转移到另一个部位，供体分子留下一个断裂，可能被修复或降解，涉及的酶：只需要转座酶29、转座作用的遗传学效应：转座引起插入突变，转座插入位置上出现新的基因，转座产生的染色体畸变，转座引起的生物进化30、原核生物转座子的类型：插入序列，复合转座子，TnA 转座子家族和可转移噬菌体转座子的结构特征：转座子具有反向末端重复序列以及

29、具有编码转座酶的基因插入序列： IS 是最简单的转座子，不含有任何宿主基因，它们是细菌染色体或质粒DNA 的正常组成部分，因其插入使靶点处基因失活而被发现复合转座子：复合转座子是一类带有某些抗药性基因（或其他宿主基因）的转座子，其两翼往往是两个相同或高度同源的IS 序列。TnA 家族： TnA 的转座作用的两个过程被转座酶和解离酶完成，其编码基因为tnpA 和 tnpR。解离酶需要一个确切的内部位点，是TnA 家族的的特色，转座酶的含量是转座作用的限制因子31、真核生物中的转座子：分为转座子和反转录转座子转座子：玉米中的控制因子，分为自主性因子和非自主性因子；果蝇中的转座子，如P 转座子导致杂

30、种不育反转录转座子：指通过RNA 为中介，反转录成DNA 后进行转座的可动元件，有：反转录病毒、RNA，整合宿主靶 DNA ；病毒超家族，有LTR，编码反转录或整合酶，可含内含子；非病毒超家族，无重复序列，不编码转座产物、无内含子32、与 DNA 复制有关的物质原料：四种脱氧核苷三磷酸（dATP、dGTP、dCTP、dTTP) 模板：以DNA 的两条链为模板链，合成子代DNA 引物： DNA 的合成需要一段RNA 链作为引物引物合成酶（引发酶） ：此酶以 DNA 为模板合成一段RNA ，这段 RNA 作为合成DNA 的引物，实质是以 DNA 为模板的 RNA 聚合酶DNA 聚合酶 :以 DNA

31、 为模板的 DNA 合成酶， 以四种脱氧核苷酸三磷酸为底物，反应需要有模板的指导，反应需要有3-OH 存在， DNA 链的合成方向为5到 3原核生物中的DNA 聚合酶 (大肠杆菌）：性质聚合酶聚合酶聚合酶名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 25 页 - - - - - - - - - 3 -5 外切活性+ + + 5 -3 外切活性+ - - 5 -3 聚合活性+ 中+ 很低+ 很高新生链合成- - + 聚合酶：主要是对DNA 损伤的修复；以及在DNA 复制时

32、切除RNA 引物并填补其留下的空隙聚合酶：修复紫外光引起的DNA 损伤聚合酶： DNA 复制的主要聚合酶，还具有3-5外切酶的校对功能，提高DNA 复制的保真性真核生物中的DNA 聚合酶： 定位 细胞核细胞核线粒体细胞核细胞核3?-5?外切- - + + + 酶活性5?-3?+ + + + + 功能：引物合成修复作用线粒体核 DNA 的复制修复DNA 的复制复制DNA连接酶：若双链DNA 中一条链有切口，一端是3-OH ，另一端是5-磷酸基，连接酶可催化这两端形成磷酸二酯键，而使切口连接，但是它不能将两条游离的DNA 单链连接起来， DNA 连接酶在DNA复制、损伤修复、重组等过程中起重要作用

33、DNA 拓扑异构酶：拓扑异构酶?：使 DNA 一条链发生断裂和再连接，作用是松解负超螺旋，主要集中在活性转录区，同转录有关，例：大肠杆菌中的蛋白拓扑异构酶：该酶能暂时性地切断和重新连接双链DNA ，作用是将负超螺旋引入DNA 分子，同复制有关，例：大肠杆菌中的DNA 旋转酶DNA 解螺旋酶/解链酶：通过水解ATP 获得能量来解开双链DNA ，E.coli 中的 rep 蛋白就是解螺旋酶，还有解螺旋酶I、II、III 。单链结合蛋白：稳定已被解开的DNA 单链，阻止复性和保护单链不被核酸酶降解33、端粒复制的特点：真核生物线性染色体的两个末端具有特殊的结构，称为端粒，有许多成串的短的重复序列组成

34、。端粒的功能为稳定染色体末端结构，防止染色体间末端连接，并可补偿滞后链5末端在消除RNA 引物后造成的空缺、端粒由端粒酶（核糖核蛋白复合物）加到DNA的末端。端粒酶实际上是一种逆转录酶，只是模板位于酶分子内部，端粒酶中的RNA 可能还有别的作用三1、 转录：指拷贝出一条与DNA 链序列完全相同（T/U ）的 RNA 单链的过程，是基因表达的核心2、 转录的基本过程：无论是原核还是真核细胞，转录的基本过程都包括：模板识别：全酶上的因子辨认DNA 模板上的起始位点，使全酶结合在起始位点上形成全酶-DNA 复合物，即聚合酶与启动子可逆性结合形成封闭复合物（closed complex） 。伴随着DN

35、A构象的变化，封闭复合物变成开放复合物（open complex） ，聚合酶全酶所结合的DNA 序列中有一小段双链被解开。开放复合物与最初的两个NTP 相结合并在这两个核苷酸之间形成磷酸二酯键后即转变成包括RNA 聚合酶、DNA和新生 RNA 的三元复合物。转录起始：转录开始后，因子立即从复合物上脱落，由核心酶催化RNA 的合成， RNA 链上第一个核苷酸键的产生原核生物转录起始转录的起始由RNA 聚合酶与 DNA 模板的启动子结合。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7

36、 页，共 25 页 - - - - - - - - - 启动子具有下列的共同点：在-10bp 处有一段共有序列（consensus sequence ） ，富含 AT ，即 TATAAT-，系 Pribnow 等首先发现，因而称为Pribnow 盒（ box） ，再往上游 -35bp 的中心处又有一组保守的共有序列，即-TTGACT- ，结合过程可分为二个步骤，首先由因子辨认启动子的35 区，全酶与该区结合，形成疏松的复合物， 此时 DNA 双链未解开， 因而称为封闭型转录起始复合物，继而 RNA 聚合酶移向 10 区及转录起始点，在 20 区处 DNA 发生局部解链，形成1217bp 的单链

37、区， RNA 聚合酶与 DNA 结合更紧密，形成开放型转录起始复合物。以单链的模板链为模板，RNA 聚合酶上的起始位点和延伸位点被相应的NTP占据，聚合酶的亚基催化第一个磷酸二酯键的生成，亚基从全酶解离，形成DNA-RNA聚合酶（核心酶）结合在一起的起始延伸复合物。真核生物转录起始转录因子与RNA 聚合酶一起共同参与转录起始的过程。相应于 RNA 聚合酶 I、 、的 TF， 分别称为 TFI、TF 、TF 。TFD 是目前已知唯一能结合TATA 盒的蛋白质，在转录起始中作为第一步，指导RNA 聚合酶进入作用位点。真核生物RNA 聚合酶不能直接与DNA 结合，在转录之前，必须靠TF 之间的互相结

38、合和促进，然后RNA 聚合酶再加入，形成起始前复合物(PIC) ，再开始进行转录。TFD 有两类组分，即 TATA 结合蛋白 (TBP) 可特异识别结合TATA 序列，另是 TBP 相关因子 (TAFs)有 9 个亚基，TFA 能激活TBP 并解除 TAFs 对转录复合物组装的抑制作用。TFD 结合于 TATA 盒后， TFA 和 TFB 次序加入，TF B 可与 TATA 盒的下游松散作用， 保护转录起始点附近DNA 模板，为 RNA pol 结合的识别作好准备。继后 TF F 可携带 RNA pol 进入， TFF 大亚基有解旋酶活性，小亚基与RNA pol 结合。这使聚合体覆盖至下游 +

39、15 部位，催化第一个磷酸二酯键合成。另外 TFF 进入使复合体离开启动子向下游移动。TF H 和 TFJ加入，消耗ATP 促进 DNA 解旋暴露模板链和转录起点，共同促进RNA poi 复合物向下游移动。完成转录起始复合物组装。转录的延伸：亚基脱落， RNA 聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA 模板前移；在核心酶作用下， NTP 不断聚合， RNA 链不断延长转录终止：当转录到一定长度时，终止因子识别模板上的终止信号，终止转录，释放转录产物，RNA 聚合酶起始基因转录后，它就会沿着模板5 3方向不断移动，合成RNA 链，直到碰上终止信号时才与模板 DNA 相脱离并释放新生RNA 链

40、。终止发生时， 所有参与形成RNA-DNA杂合体的氢键都必须被破坏，模板 DNA 链才能与有意义链重新组合成DNA 链3、 转录单元：一段从启动子开始至终止子结束的DNA 序列4、 转录的不对称性：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5、 编码链与模板链：与mRNA 序列相同的那条DNA 链称为编码链或称有意义链；将另一条根据碱基互补原则指导mRNA 合成的 DNA 链称为模板链或称反意义链6、 原核生物 RNA 聚合酶（大肠杆菌为例） ：全酶 =核心酶+ 因子， DNA 指导下的 RNA 聚合酶（ RNApolymerases） ，以四种NTP 为底物，在双链D

41、NA 模板的指导下，以Mg2+、Mn2+ 为辅助因子，按碱基互补原则，把NTP 逐个从单核苷酸3?-OH 末端加上去，形成3?5? 的磷酸二酯键，合成的RNA 链按 5?3?方向延长，且与模板链反向平行，不需要引物，且无校正功能，催化反应速度很快，在37时 RNA 链的延伸可达40 个核苷酸 /秒亚基基因相对分子量亚基数组分功能rpoA 36500 2 核心酶核心酶组装，启动子识别rpoB 151000 1 核心酶和共同形成 RNA 合成的活性中心 rpoC 155000 1 核心酶和共同形成 RNA 合成的活性中心？11000 1 核心酶？rpoD 70000 1 因子存在多种因子，用于识别

42、不同的启动子7、真核生物 RNA 聚合酶：真核细胞RNA 聚合酶的性质与大肠杆菌RNA 聚合酶相似。真核细胞中转录速度很快，在37时 RNA 链的延伸可达2500 个核苷酸 /分酶位置转录产物相对活性对-鹅膏蕈碱的敏感性名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 25 页 - - - - - - - - - RNA 聚合酶核仁rRNA 50-70% 不敏感RNA 聚合酶核质hnRNA 20-40% 敏感RNA 聚合酶核质tRNA 约 10% 存在物种特异性8、 RNA

43、 聚合酶与 DNA 聚合酶的区别：RNA 聚合酶DNA 聚合酶大小 (M) 大， 4.8105dol 小， 1.09105dol 引物无有产物较短，游离较长，与模板以氢键相连作用方式一条链的某一段两条链同时进行外切酶活性无5-3 ，3-5校对合成能力无有修复能力无有9、 启动子：指能被RNA 聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA 序列10、原核生物启动子结构：转录起点：与新生RNA 链第一个核甘酸相对应DNA 链上的碱基（通常为嘌呤）TATA 区（ -10） ：酶的紧密结合位点（富含AT 碱基，利于双链打开TTGACA区（ -35） ：提供了RNA 聚合酶全酶识别的信号，酶的结合位点11

44、、真核生物启动子的结构：核心启动子（ TATA -25bp） ：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，作用：选择正确的转录起始位点，保证精确起始上游启动子元件（UPE） ：包括 CAAT 盒（ CCAAT）和 GC 盒（ GGGCGG）等，作用：控制转录起始频率12、真核生物与原核生物启动子比较：其中以启动子最为复杂，它和原核的启动子有很多不同：有多种转录因子识别和结合元件；结构不恒定：不同启动子中各种元件的位置、序列、距离和方向都不完全相同，有的有远距离的调控元件存在，如增强子；这些元件常常起到控制转录效率和选择起始位

45、点的作用；不直接和 RNA 聚合酶结合，转录时先和其他转录激活因子相结合，再和聚合酶结合13、增强子：一类可促进起始的序列，处于上游或下游区离起始点很远的地方，这类序列组成另一种元件类型：组织和细胞专一性增强子：只有在特殊的组织细胞、特定的转录因子参与下才能发挥其功能诱导性增强子：通常要有特定的启动子参与14、增强子特点： 增强效应十分明显，一般能使基因转录频率增加10-200 倍 增强效应与其位置和取向无关，不论增强子以什么方向排列（5,3?或 3,5?） ， 甚至和靶基因相距3 kb，或在靶基因下游，均表现出增强效应大多为重复序列，一般长约50bp，适合与某些蛋白因子结合。其内部常含有一个

46、核心序列：（G）TGGA/TA/TA/T （G） ，该序列是产生增强效应时所必需的 增强效应有严密的组织和细胞特异性，说明增强子只有与特定的蛋白质（转录因子）相互作用才能发挥其功能； 没有基因专一性，可以在不同的基因组合上表现增强效应； 有相位性，其作用和DNA 的构象有关许多增强子还受外部信号的调控，如金属硫蛋白的基因启动区上游所带的增强子，就可以对环境中的锌、镉浓度做出反应。15、终止子：因子：六聚体蛋白、水解各种核苷三磷酸促使新生RNA 链从三元转录复合物中解离出来，从而终止转录不依赖因子的终止：终止位点上游一般存在一个富含GC 碱基的二重对称区，RNA 形成发夹结构，在终名师资料总结

47、- - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 25 页 - - - - - - - - - 止位点前面有一段由4-8 个 A 组成的序列， RNA 的 3?端为寡聚 U， 发夹式结构和寡聚U 的共同作用使RNA从三元复合物中解离出来，终止效率与二重对称序列和寡聚U 的长短有关，长度长效率高依赖因子的终止： RNA 聚合酶沿模板移动，因子依附在RNA 的 5端，因子沿 RNA 链运动跟踪聚合酶，因子赶上在终止位点暂停的聚合酶，使三元复合物解体16、抗终止：破坏终止位点RNA 的茎环结构

48、弱化机制；依赖于蛋白质因子的转录抗终止N 蛋白17、转录的抑制：DNA 模板功能抑制剂：通过与DNA 结合而改变模板的功能；放线菌素D RNA 聚合酶抑制物：与RNA 聚合酶结合而抑制其活力，利福霉素、利迪霉素、-鹅膏蕈碱18、转录后加工：绝大数原核生物的mRNA 不需加工，仍为初级转录体的形式。真核生物从断裂基因产生的 mRNA 要经过复杂的加工历程，包括去除内含子的剪接反应19、mRNA 的加工 (真核生物 )：5端加帽： 5端的一个核苷酸总是7-甲基鸟核苷三磷酸（m7Gppp ） 。mRNA5 端的这种结构称为帽子（cap） ，作用：使mRNA 更稳定；增加蛋白质合成的效率；帽子结构对m

49、RNA 前体的剪接是必须的3端加尾：核酸外切酶切去3末端一些过剩的核苷酸，所切核苷酸的数量因hnRNA 来源不同而不同，然后由多聚核苷酸聚合酶催化，以ATP 为底物，在mRNA3 末端逐个加上腺苷酸，形成poly （A）尾巴，作用：有利于mRNA 通过核孔；使mRNA 稳定；增强翻译效率RNA 的剪接：剪除内含子，并使外显子连接起来真核内含子的序列特征：真核内含子总是由GU 开始，以 AG 结束，内含子的5端剪接位点和3端的剪接点，以及内含子中的一个内部序列分支点是mRNA 前提正确剪接所必需的，AG 的前一位核苷酸影响剪接效率，一般CAG = UAG AAG GAG mRNA 前提剪接的机制

50、：剪接过程由两步连续的转酯反应组成，产生一个套索状中间体，结果使两个被分隔的外显子连接剪 接 体： 细胞 核内 的 小分 子 RNA-SnRNA, 包 括 U1-U6等 ， SnRNA与特 异 的蛋 白质 形成 复合 物 - SnRNAmRNA 前体与 snRNP 形成的复合物 -剪接体， mRNA 前体的剪接通过剪接体进行核酶（ Ribozyme RNA ） ：有酶活性的RNA RNA 的编辑： 是一种与 mRNA 剪接不同的加工方式，指 mRNA 在转录后因插入、 缺失或核苷酸的替换，改变了 DNA 模板来源的信息，从而翻译出氨基酸序列不同的多蛋白20、原核生物与真核生物mRNA 的特征比