朱玉贤 第三版 现代分子生物学 重点hxzj.docx

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1、分子生物物学课程程教学讲讲义 朱朱玉贤第一讲 序论二、现代代分子生生物学中中的主要要里程碑碑分子生物物学是研研究核酸酸、蛋白白质等所所有生物物大分子子的形态态、结构构特征及及其重要要性、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。当当人们意意识到同同一生物物不同世世代之间间的连续续性是由由生物体体自身所所携带的的遗传物物质所决决定的，科科学家为为揭示这这些遗传传密码所所进行的的努力就就成为人人类征服服自然的的一部分分，而以以生物大大分子为为研究对对像的分分子生物物学就迅迅速成为

2、为现代社社会中最最具活力力的科学学。从18447年SSchlleidden和和Schhwannn提出出细胞胞学说，证明明动、植植物都是是由细胞胞组成的的到今天天，虽然然不过短短短一百百多年时时间，我我们对生生物大分分子-细胞的的化学组组成却有有了深刻刻的认识识。孟德德尔的遗遗传学规规律最先先使人们们对性状状遗传产产生了理理性认识识，而MMorggan的的基因学学说则进进一步将将性状状与基因相耦联联，成为为分子遗遗传学的的奠基石石。Waatsoon和CCricck所提提出的脱脱氧核糖糖酸双螺螺旋模型型，为充充分揭示示遗传信信息的传传递规律律铺平了了道路。在在蛋白质质化学方方面，继继Summner

3、r在19936年年证实酶酶是蛋白白质之后后，Saangeer利用用纸电泳泳及层析析技术于于19553年首首次阐明明胰岛素素的一级级结构，开开创了蛋蛋白质序序列分析析的先河河。而KKenddreww和Peeruttz利用用X射线线衍射技技术解析析了肌红红蛋白（mmyogglobbin）及及血红蛋蛋白（hhemoogloobinn）的三三维结构构，论证证了这些些蛋白质质在输送送分子氧氧过程中中的特殊殊作用，成成为研究究生物大大分子空空间立体体构型的的先驱。19100年，德德国科学学家Koosseel第一一个分离离了腺嘌嘌呤，胸胸腺嘧啶啶和组氨氨酸。19599年，美美国科学学家Ucchoaa第一次次

4、合成了了核糖核核酸，实实现了将将基因内内的遗传传信息通通过RNNA翻译译成蛋白白质的过过程。同同年，KKornnberrg实现现了试管管内细菌菌细胞中中DNAA的复制制。19622年，WWatsson（美美）和CCricck（英英）因为为在19953年年提出DDNA的的反向平平行双螺螺旋模型型而与WWilkkinss共获NNoblle生理理医学奖奖，后者者通过XX射线衍衍射证实实了Waatsoon-CCricck模型型。19655年，法法国科学学家Jaacobb和Moonodd提出并并证实了了操纵子子（opperoon）作作为调节节细菌细细胞代谢谢的分子子机制。此此外，他他们还首首次推测测存在

5、一一种与DDNA序序列相互互补、能能将它所所编码的的遗传信信息带到到蛋白质质合成场场所（细细胞质）并并翻译产产生蛋白白质的mmRNAA（信使使核糖核核酸）。 19722年，PPaull Beerg（美美）第一一次进行行了DNNA重组组。 19777年，SSangger和和Gillberrt（英英）第一一次进行行了DNNA序列列分析。19888年，MMcCllinttockk由于在在50年年代提出出并发现现了可移移动遗传传因子（jjumppingg geene或或称moobille eelemmentt）而获获得Noobell奖。 19933年，美美国科学学家Rooberrts和和Shaarp因

6、因发现断断裂基因因（inntroons）而而获得NNobeel奖。MMulllis由由于发明明PCRR仪而与与加拿大大学者SSmitth（第第一个设设计基因因定点突突变）共共享Noobell化学奖奖。 此外，GGrifffitth（119288）及AAverry（119444）等人人关于致致病力强强的光滑滑型（SS型）肺肺炎链球球菌DNNA导致致致病力力弱的粗粗糙型（RR型）细细菌发生生遗传转转化的实实验；HHerssheyy和Chhasee（19952）关关于DNNA是遗遗传物质质的实验验；Crrickk于19954年年所提出出的遗传传信息传传递规律律（即中中心法则则）:MMeseelsoo

7、n和SStahhl（119588）关于于DNAA半保留留复制的的实验以以及Yaanoffskyy和Brreneer（119611）年关关于遗传传密码三三联子的的设想都都为分子子生物学学的发展展做出了了重大贡贡献。我国生物物科学家家吴宪220世纪纪20年年代初回回国后在在协和医医科大学学生化系系与汪猷猷、张昌昌颖等人人一道完完成了蛋蛋白质变变性理论论、血液液生化检检测和免免疫化学学等一系系列有重重大影响响的研究究，成为为我国生生物化学学界的先先驱。220世纪纪60年年代、770年代代和800年代，我我国科学学家相继继实现了了人工全全合成有有生物学学活性的的结晶牛牛胰岛素素，解出出了三方方二锌猪猪

8、胰岛素素的晶体体结构，采采用有机机合成与与酶促相相结合的的方法完完成了酵酵母丙氨氨酸转移移核糖核核酸的人人工全合合成，在在酶学研研究、蛋蛋白质结结构及生生物膜结结构与功功能等方方面都有有世所瞩瞩目的建建树。 三、分子子生物学学的主要要研究内内容所有生物物体中的的有机大大分子都都是以碳碳原子为为核心，并并以共价价键的形形式与氢氢、氧、氮氮及磷以以不同方方式构成成的。不不仅如此此，一切切生物体体中的各各类有机机大分子子都是由由完全相相同的单单体，如如蛋白质质分子中中的200种氨基基酸、DDNA及及RNAA中的88种碱基基所组合合而成的的，由此此产生了了分子生生物学的的3条基基本原理理：1 构构成生

9、物物体有机机大分子子的单体体在不同同生物中中都是相相同的；2 生生物体内内一切有有机大分分子的建建成都遵遵循着各各自特定定的规则则；3 某某一特定定生物体体所拥有有的核酸酸及蛋白白质分子子决定了了它的属属性。分子生物物学研究究内容:DNA重重组技术术-基因工工程基因表达达调控-核酸生生物学 生物大分分子结构构功能-结构分分子生物物学DNA重重组技术术（又称称基因工工程）这是200世纪770年代代初兴起起的技术术科学，目目的是将将不同DDNA片片段（如如某个基基因或基基因的一一部分）按按照人们们的设计计定向连连接起来来，在特特定的受受体细胞胞中与载载体同时时复制并并得到表表达，产产生影响响受体细

10、细胞的新新的遗传传性状。严严格地说说，DNNA重组组技术并并不完全全等于基基因工程程，因为为后者还还包括其其他可能能使生物物细胞基基因组结结构得到到改造的的体系。DDNA重重组技术术是核酸酸化学、蛋蛋白质化化学、酶酶工程及及微生物物学、遗遗传学、细细胞学长长期深入入研究的的结晶，而而限制性性内切酶酶DNAA连接酶酶及其他他工具酶酶的发现现与应用用则是这这一技术术得以建建立的关关键。DNA重重组技术术有着广广阔的应应用前景景:DNNA重组组技术可可用于定定向改造造某些生生物基因因组结构构，使它它们所具具备的特特殊经济济价值或或功能得得以成百百 上千千倍的地地提高。DDNA重重组技术术还被用用来进

11、行行基础研研究。如如果说，分分子生物物学研究究的核心心是遗传传信息的的传递和和控制，那那么根据据中心法法则，我我们要研研究的就就是从DDNA到到RNAA，再到到蛋白质质的全过过程，也也即基因因的表达达与调控控。在这这里，无无论是对对启动子子的研究究（包括括调控元元件或称称顺式作作用元件件），还还是对转转录因子子的克隆隆及分析析，都离离不开重重组DNNA技术术的应用用。基因表达达调控研研究 因为蛋白白质分子子参与并并控制了了细胞的的一切代代谢活动动，而决决定蛋白白质结构构和合成成时序的的信息都都由核酸酸（主要要是脱氧氧核糖核核酸）分分子编码码，表现现为特定定的核苷苷酸序列列，所以以基因表表达实质

12、质上就是是遗传信信息的转转录和翻翻译。在在个体生生长发育育过程中中生物遗遗传信息息的表达达按一定定的时序序发生变变化（时时序调节节），并并随着内内外环境境的变化化而不断断加以修修正（环环境调控控）。原核生物物的基因因组和染染色体结结构都比比真核生生物简单单，转录录和翻译译在同一一时间和和空间内内发生，基基因表达达的调控控主要发发生在转转录水平平。真核核生物有有细胞核核结构，转转录和翻翻译过程程在时间间和空间间上都被被分隔开开，且在在转录和和翻译后后都有复复杂的信信息加工工过程，其其基因表表达的调调控可以以发生在在各种不不同的水水平上。基基因表达达调控主主要表现现在信号号传导研研究、转转录因子子

13、研究及及RNAA剪辑33个方面面。转录因子子是一群群能与基基因5端上游游特定序序列专一一结合，从从而保证证目的基基因以特特定的强强度在特特定的时时间与空空间表达达的蛋白白质分子子。 真核基因因在结构构上的不不连续性性是近110年来来生物学学上的重重大发现现之一。当当基因转转录成ppre-mRNNA后，除除了在55端加加帽及33端加加多聚AApoolyAA之外外，还要要将隔开开各个相相邻编码码区的内内含子剪剪去，使使外显子子（编码码区）相相连后成成为成熟熟mRNNA。研研究发现现，有许许多基因因不是将将它们的的内含子子全部剪剪去，而而是在不不同的细细胞或不不同的发发育阶段段有选择择地剪接接其中部

14、部分内含含子，因因此生成成不同的的mRNNA及蛋蛋白质分分子。 结构分子子生物学学 生物大分分子的结结构功能能研究（又又称结构构分子生生物学） 一个生生物大分分子，无无论是核核酸、蛋蛋白质或或多糖，在在发挥生生物学功功能时，必必须具备备两个前前提:首首先，它它拥有特特定的空空间结构构（三维维结构）；其次，在在它发挥挥生物学学功能的的过程中中必定存存在着结结构和构构象的变变化。结构分子子生物学学就是研研究生物物大分子子特定的的空间结结构及结结构的运运动变化化与其生生物学功功能关系系的科学学。它包包括结构构的测定定、结构构运动变变化规律律的探索索及结构构与功能能相互关关系的建建立3个个主要研研究方

15、向向。最常常见的研研究三维维结构及及其运动动规律的的手段是是X射线线衍射的的晶体学学（又称称蛋白质质晶体学学），其其次是用用二维核核磁共振振和多维维核磁研研究液相相结构，也也有人用用电镜三三维重组组、电子子衍射、中中子衍射射和各种种频谱学学方法研研究生物物高分子子的空间间结构。 -第二讲 染色体体与DNNA一、 DDNA的的组成与与结构 Averry在119444年的研研究报告告中写道道：当当溶液中中酒精的的体积达达到9/10时时，有纤纤维状物物质析出出。如稍稍加搅拌拌，它就就会象棉棉线在线线轴上一一样绕在在硬棒上上，溶液液中的其其它成份份则呈颗颗粒状沉沉淀。溶溶解纤维维状物质质并重复复数次，

16、可可提高其其纯度。这这一物质质具有很很强的生生物学活活性，初初步实验验证实，它它很可能能就是DDNA（谁谁能想到到！）。对DDNA分分子的物物理化学学研究导导致了现现代生物物学翻天天覆地的的革命，这这更是AAverry所没没有想到到。所谓DNNA的一一级结构构，就是是指4种种核苷酸酸的连接接及其排排列顺序序，表示示了该DDNA分分子的化化学构成成。核苷苷酸序列列对DNNA高级级结构的的形成有有很大影影响，如如B-DDNA中中多聚（GG-C）区区易出现现左手螺螺旋DNNA（ZZ-DNNA），而而反向重重复的DDNA片片段易出出现发卡卡式结构构等。DDNA不不仅具有有严格的的化学组组成，还还具有特

17、特殊的高高级结构构，它主主要以有有规则的的双螺旋旋形式存存在，其其基本特特点是： 1、DNNA分子子是由两两条互相相平行的的脱氧核核苷酸长长链盘绕绕而成的的。2、DNNA分子子中的脱脱氧核糖糖和磷酸酸交替连连接，排排在外侧侧，构成成基本骨骨架，碱碱基排列列在内侧侧。3、两条条链上的的碱基通通过氢键键相结合合，形成成碱基对对，它的的组成有有一定的的规律。这这就是嘌嘌呤与嘧嘧啶配对对，而且且腺嘌呤呤（A）只只能与胸胸腺嘧啶啶（T）配配对，鸟鸟嘌呤（GG）只能能与胞嘧嘧啶（CC）配对对。如一一条链上上某一碱碱基是CC，另一一条链上上与它配配对的碱碱基必定定是G。碱碱基之间间的这种种一一对对应的关关系

18、叫碱碱基互补补配对原原则。组组成DNNA分子子的碱基基虽然只只有4种种，它们们的配对对方式也也只有AA与T，CC与G两两种，但但是，由由于碱基基可以任任何顺序序排列，构构成了DDNA分分子的多多样性。例例如，某某DNAA分子的的一条多多核苷酸酸链有1100个个不同的的碱基组组成，它它们的可可能排列列方式就就是41100。 二、 DDNA聚聚合酶与与DNAA的合成成The acccuraacy of traansllatiion relliess onn thhe sspeccifiicitty oof bbasee paairiing. Thhe aactuual ratte iin bbac

19、tteriia sseemms tto bbe -100-8-10-10. Thhis corrressponnds to -1 errror perr geenomme pper 10000 bbactteriial reppliccatiion cyccless, oor -10-6 pper genne pper genneraatioon.DNA pollymeerasse mmighht iimprrovee thhe sspeccifiicitty oof ccompplemmenttaryy baase sellecttionn att eiitheer (or botth) o

20、f twoo sttagees:1，Itt coouldd sccruttiniize thee inncommingg baase forr thhe ppropper commpleemenntarrityy wiith thee teempllatee baase; foor eexammplee, bby sspeccifiicallly recconggnizzingg maatchhingg chhemiicall feeatuuress. TThiss woouldd bee a preesynntheeticc errrorr coontrrol. 2，Orr itt coou

21、ldd sccruttiniize thee baase paiir aafteer tthe neww baase hass beeen addded to thee chhainn, aand, inn thhosee caasess inn whhichh a misstakke hhas beeen mmadee, rremoove thee moost reccenttly addded basse. Thiis wwoulld bbe aa prrooffreaadinng cconttroll. 三、DNNA的生生理意义义及成分分分析早在19928年年英国科科学家GGrifffi

22、tth等人人就发现现肺炎链链球菌使使小鼠残残废的原原因是引引起肺炎炎。细菌菌的毒性性（致病病力）是是由细胞胞表面荚荚膜中的的多糖所所决定的的。具有有光滑外外表的SS型肺炎炎链球菌菌因为带带有荚膜膜多糖而而都能使使小鼠发发病，而而具有粗粗糙外表表的R型型因为没没有荚膜膜多糖而而失去致致病力（荚荚膜多糖糖能保护护细菌免免受运动动白细胞胞攻击）。首先用实实验证明明基因就就是DNNA分子子的是美美国著名名的微生生物学家家Aveery。AAverry等人人将光滑滑型致病病菌（SS型）烧烧煮杀灭灭活性以以后再侵侵染小鼠鼠，发现现这些死死细菌自自然丧失失了致病病能力。再再用活的的粗糙型型细菌（RR型）来来侵

23、染小小鼠，也也不能使使之发病病，因为为粗糙型型细菌天天然无致致病力。当当他们将将经烧煮煮杀死的的S型细细菌和活活的R型型细菌混混合再感感染小鼠鼠时，实实验小鼠鼠每次都都死了。解解剖死鼠鼠，发现现有大量量活的SS型（而而不是RR型）细细菌。他他们推测测，死细细菌中的的某一成成分棗转转化源（ttrannsfoormiing priinciiplee）将无无致病力力的细菌菌转化成成病原细细菌。美国冷泉泉港卡内内基遗传传学实验验室科学学家Heershhey和和他的学学生Chhasee在19952年年从事噬噬菌体侵侵染细菌菌的实验验。噬菌菌体专门门寄生在在细菌体体内。它它的头、尾尾外部都都有由蛋蛋白质组

24、组成的外外壳，头头内主要要是DNNA。噬噬菌体侵侵染细菌菌的过程程可以分分为以下下5个步步骤：噬菌体体用尾部部的末端端（基片片、尾丝丝）吸附附在细菌菌表面；噬菌体体通过尾尾轴把DDNA全全部注入入细菌细细胞内，噬噬菌体的的蛋白质质外壳则则留在细细胞外面面；噬菌体体的DNNA一旦旦进入细细菌体内内，它就就能利用用细菌的的生命过过程合成成噬菌体体自身的的DNAA和蛋白白质；新合成成的DNNA和蛋蛋白质外外壳，能能组装成成许许多多多与亲亲代完全全相同的的子噬菌菌体；子代噬噬菌体由由于细菌菌的解体体而被释释放出来来，再去去侵染其其他细菌菌。他们们发现被被感染的的细菌中中带有770%的的噬菌体体DNAA

25、，但只只带有220%的的噬菌体体蛋白质质。子代代噬菌体体中带有有50%标记的的DNAA，却只只有1%的标记记蛋白质质。四. CC-vaaluee和Coot1/2The tottal amoountt off DNNA iin tthe happloiid ggenoome is a ccharractteriistiic oof eeachh liivinng sspecciess knnownn ass C-vallue.Cot11/2 is thee prroduuct of conncenntraatioon aand timme rrequuireed ffor 50% reeasss

26、ociiatiion givven in nuccleootidde-mmolees seeconnd/lliteer.五、 染染色体结结构DNA mollecuuless arre tthe larrgesst mmacrromoolecculees iin tthe celll aand aree coommoonlyy paackaagedd innto strructturees ccallled “chhrommosoomess”, mosst bbactteriia &p; vviruusess haave a ssinggle chrromoosomme wwherre a

27、as EEukaaryooticc ceellss ussuallly conntaiin mmanyy. 任何一条条染色体体上都带带有许多多基因，一一条高等等生物的的染色体体上可能能带有成成千上万万个基因因，一个个细胞中中的全部部基因序序列及其其间隔序序列统称称为geenommes（基基因组）。 如果设设想将人人体细胞胞中的DDNA分分子绕地地球一周周，那么么，每个个碱基大大约只占占155厘米，而而一个223kkb的基基因只相相当于地地球上一一条数十十米长，数数厘米宽宽的线段段！Genootyppe (基因型型)： Thee geenettic connstiituttionn off a

28、givven orgganiism (指某某个特定定生物体体细胞内内的全部部遗传物物质)。Phennotyype (表现现型)： Viisibble prooperrty of anyy giivenn orrgannismm (某某个特定定生物体体中可观观察到的的物理或或生理现现象)。Mutaatioons： 染色色体DNNA中可可遗传的的核苷酸酸序列变变化。六、 染染色体的的组成 1染色色质和核核小体 染色质DDNA的的Tm值值比自由由DNAA高，说说明在染染色质中中DNAA极可能能与蛋白白质分子子相互作作用；在在染色质质状态下下，由DDNA聚聚合酶和和RNAA聚合酶酶催化的的DNAA复制

29、和和转录活活性大大大低于在在自由DDNA中中的反应应；DNNA酶II（DNNaseeI）对对染色质质DNAA的消化化远远慢慢于对纯纯DNAA的作用用。染色色质的电电子显微微镜图显显示出由由核小体体组成的的念珠状状结构，可可以看到到由一条条细丝连连接着的的一连串串直径为为10nnm的球球状体。核小体是是由H22A、HH2B、HH3、HH4各两两个分子子生成的的八聚体体和由大大约2000bppDNAA组成的的。八聚聚体在中中间，DDNA分分子盘绕绕在外，而而H1则则在核小小体的外外面。每每个核小小体只有有一个HH1。在核小体体中DNNA盘绕绕组蛋白白八聚体体核心，从从而使分分子收缩缩成1/7，22

30、00bbpDNNA的长长度约为为68nnm，却却被压缩缩在100nm的的核小体体中。但但是，人人中期染染色体中中含3.31099碱基对对，其理理论长度度应是1180ccm，这这么长的的DNAA被包含含在466个511m长的的圆柱体体（染色色体）中中，其压压缩比约约为1004。2染色色体中的的核酸组组成不重复复序列 在单倍倍体基因因组里，这这些序列列一般只只有一个个或几个个拷贝，它它占DNNA总量量的400%880%。不不重复序序列长约约750020000ddp，相相当于一一个结构构基因的的长度。单单拷贝基基因通过过基因扩扩增仍可可合成大大量的蛋蛋白质，如如一个蚕蚕丝心蛋蛋白基因因可作为为模板合

31、合成1004个丝丝心蛋白白mRNNA，每每个mRRNA可可存活44d，共共合成1105个个丝心蛋蛋白，这这样，在在几天之之内，一一个单拷拷贝丝心心蛋白基基因就可可以合成成1099个丝心心蛋白分分子 。中度重重复序列列 这类类重复序序列的重重复次数数在1001004之间间，占总总DNAA的100%440%。各各种rRRNA、ttRNAA 及组组蛋白基基因等都都属这一一类。非洲爪蟾蟾的188S、55.8SS及288SrRRNA基基因是连连在一起起的，中中间隔着着不转录录的间隔隔区，这这些单位位在DNNA链上上串联重重复约550000次。在在卵细胞胞形成过过程中这这些基因因可进行行几千次次不同比比例

32、的复复制，产产生21066个拷贝贝，使rrDNAA占卵细细胞DNNA的775%，从从而使该该细胞能能积累110122个核糖糖体。高度重重复序列列卫星星DNAA 这类类DNAA只在真真核生物物中发现现，占基基因组的的10%60%，由661000个碱基基组成，在在DNAA链上串串联重复复几百万万次。由由于碱基基的组成成不同，在在CsCCl密度度梯度离离心中易易与其他他DNAA分开，形形成含量量较大的的主峰及及高度重重复序列列小峰，后后者又称称卫星区区带（峰峰）。高等真核核生物DDNA无无论从结结构还是是功能看看都极为为复杂，以以小鼠为为例：1.小鼠鼠总DNNA的110是是小于110bpp的高度度重

33、复序序列，重重复数十十万到上上百万次次/geenomme。 2.总DDNA的的20是重复复数千次次、长约约数百bbp的中中等重复复序列。 3.总DDNA的的70是不重重复或低低重复序序列,绝绝大部分分功能基基因都位位于这类类序列中中。Centtrommeree：是细细胞有丝丝分裂期期间纺锤锤体蛋白白质与染染色体的的结合位位点（aattaachmmentt poointt），这这种结合合对于染染色体对对在子细细胞中的的有序和和平均分分配至关关重要。在在酵母中中，ceentrromeere的的功能单单位长约约1300 bpp，富含含AT 碱基对对。在高高等真核核细胞中中，ceentrromeere

34、都都是由长长约510 bp、方方向相同同的高度度重复序序列所组组成。Teloomerres aree seequeencees aat tthe endds oof eeukaaryooticc Chhrommosoomess thhat hellp sstabbiliize theem。 酵母TTeloomerres一一般以1100 bp左左右不精精确重复复序列所所组成。5(TTxGyy)n3(AAxCyy)n其中X、YY一般为为144，单细细胞真核核生物中中n常为为201000，高等等真核生生物中>15000。染色体末末端的线线性重复复序列不不能被DDNA pollymaarasse

35、 所所准确复复制，它它们一般般在DNNA复制制完成以以后由tteloomarrasee合成后后加到染染色体末末端。Alu（长长约3000bpp）是人人类高度度重复序序列,因因为该序序列中带带有AlluI的的识别序序列而得得名。数数十万个个Aluu重复序序列散布布于整个个人类基基因组中中，达到到总序列列的13。AAlu与与其它高高度重复复序列共共占人类类DNAA的100以上上。3染色色体中的的蛋白质质染色体上上的蛋白白质包括括组蛋白白和非组组蛋白。组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。通常常可以用用2mool/LL NaaCl或或0.225mool/LL的HCCl/HH

36、2SOO4处理理使组蛋蛋白与DDNA分分开。组组蛋白分分为H11、H22A、HH2B、HH3及HH4。这这些组蛋蛋白都含含有大量量的赖氨氨酸和精精氨酸，其其中H33、H44富含精精氨酸，HH1富含含赖氨酸酸；H22A、HH2B介介于两者者之间。组蛋白白的一般般特性进化上的的极端保保守性。牛牛、猪、大大鼠的HH4氨基基酸序列列完全相相同。牛牛的H44序列与与豌豆序序列相比比只有两两个氨基基酸的差差异（豌豌豆H44中的异异亮氨基基酸600缬氨酸酸60，精精氨酸赖氨酸酸）。HH3的保保守性也也很大，鲤鲤鱼与小小牛胸腺腺的H33只差一一个氨基基酸，小小牛胸腺腺与豌豆豆H3只只差4个个氨基酸酸。 无组织

37、特特异性。到到目前为为止，仅仅发现鸟鸟类、鱼鱼类及两两栖类红红细胞染染色体不不含H11而带有有H5，精精细胞染染色体的的组蛋白白是鱼精精蛋白。 肽链上氨氨基酸分分布的不不对称性性。碱性性氨基酸酸集中分分布在NN端的半半条链上上。例如如，N端端的半条条链上净净电荷为为+166，C端端只有+3，大大部分疏疏水基团团都分布布在C端端。 组蛋白的的修饰作作用。包包括甲基基化、乙乙基化、磷磷酸化及及ADPP核糖基基化等。 非组蛋蛋白的一一般特性性染色体上上除了存存在大约约与DNNA等量量的组蛋蛋白以外外，还存存在大量量的非组组蛋白。非非组蛋白白的多样样性。非非组蛋白白的量大大约是组组蛋白的的60%700

38、%，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。 非组蛋蛋白的组组织专一一性和种种属专一一性。 (3)几几类常见见的非组组蛋白a.HMMG蛋白白（hiigh mobbiliity grooup prooteiin）。这这是一类类能用低低盐（00.355moll/L NaCCl）溶溶液抽提提、能溶溶于2%的三氯氯乙酸、相相对分子子质量较较低的非非组蛋白白，相对对分子质质量都在在3.001044以下。b. DDNA结结合蛋白白。用22moll/L NaCCl除去去全部组组蛋白和和70%非组蛋蛋白后，还还有一部部分蛋白白必须用用2mool/LL NaaC

39、l和和5mool/LL尿素才才能与DDNA解解离。这这些蛋白白分子量量较低，约约占非组组蛋白的的20%，染色色质的88%。七. 原原核与真真核染色色体DNNA比较较原核生物物中一般般只有一一条染色色体且大大都带有有单拷贝贝基因，只只有很少少数基因因如rrRNAA基因是以多多拷贝形形式存在在； 整个染色色体DNNA几乎乎全部由由功能基基因与调调控序列列所组成成； 几乎每个个基因序序列都与与它所编编码的蛋蛋白质序序列呈线线性对应应状态。 Viraal DDNA mollecuuless arre rrelaativvelyy smmalllHIV = 990000 ntt RNNAQ = 4220

40、0 ntBacttariia DDNA is 1000 tiimess &ggt; thaan vviraalE. ccolii 466392221 bp douublee-sttranndeddConttourr leengtth = 1.7mmm, 8850倍倍细菌本本身长度度。细菌菌中常常常带有质质粒DNNA。Eucaaryooticc ceellss果蝇带有有25倍倍于E. Cooli 的DNNA,人人类带有有6000倍于EE. CColii 的DDNA. Euucarryottic DNAA 中基基因密度度明显低低于原核核和病毒毒。如人人DNAA中平均均每毫米米只带有有50个个基因,

41、而E. Cooli中中基因密密度每毫毫米DNNA带有有24000个基基因！一一个人细细胞中所所带有的的DNAA约有22m/11.7mmm细菌菌。成人人带有11X100144个细胞胞，成人人体内全全部DNNA的总总长度（CConttourr Leengtth） 2XX1011KKm第三讲 蛋白质质合成一.基因因与基因因表达的的一般概概念基因作为为唯一能能够自主主复制、永永久存在在的单位位，其生生理学功功能以蛋蛋白质形形式得到到表达。DDNA序序列是遗遗传信息息的贮存存者，它它通过自自主复制制得到永永存，并并通过转转录生成成mRNNA，翻翻译生成成蛋白质质的过程程控制所所有生命命现象。编码链（cc

42、odiing strrandd）又称称sennse strrandd，是指指与mRRNA序序列相同同的那条条链。非非编码链链（annticcodiing strrandd），又又称anntissensse sstraand，是是指那条条根据碱碱基互补补原则指指导mRRNA生生物合成成的DNNA链。Geneeticc innforrmattionn iss peerpeetuaatedd byy reepliicattionn（复制制）inn whhichh a douublee- sstraandeed nnuclleicc accid is duppliccateed tto ggivee

43、iddentticaal ccopiies.基因表达达包括转转录（ttrannscrripttionn）和翻翻译（ttrannslaatioon）两两个阶段段。转录录是指拷拷贝出一一条与DDNA链链序列完完全相同同（除了了TU之外外）的RRNA单单链的过过程，是是基因表表达的核核心步骤骤。翻译译是指以以新生的的mRNNA为模模板，把把核苷酸酸三联子子遗传密密码翻译译成氨基基酸序列列、合成成蛋白质质多肽链链的过程程，是基基因表达达的最终终目的。只有mRRNA所所携带的的遗传信信息才被被用来指指导蛋白白质生物物合成，所所以人们们一般用用U、CC、A、GG这4种种核苷酸酸而不是是T、CC、A、GG的

44、组合合来表示示遗传性性状。所所谓翻译译是指将将mRNNA链上上的核苷苷酸从一一个特定定的起始始位点开开始，按按每3个个核苷酸酸代表一一个氨基基酸的原原则，依依次合成成一条多多肽链的的过程。二. 遗遗传密码码三联联子mRNAA上每33个核苷苷酸翻译译成蛋白白质多肽肽链上的的一个氨氨基酸，这这3个核核苷酸就就称为一一个密码码，也叫叫三联子子密码。翻翻译时从从起始密密码子AAUG开开始，沿沿mRNNA53的方向向连续阅阅读直到到终止密密码子，生生成一条条具有特特定序列列的多肽肽链。mRNAA中只有有4种核核苷酸，而而蛋白质质中有220种氨氨基酸，若若以一种种核苷酸酸代表一一种氨基基酸，只只能代表表4

45、种(41=4)。若若以两种种核苷酸酸作为一一个密码码（二联联子），能能代表442=116种氨氨基酸。而而假定以以3个核核苷酸代代表一个个氨基酸酸，则可可以有443=664种密密码，满满足了编编码200种氨基基酸的需需要。50-660年代代破译遗遗传密码码方面的的三项重重要成果果：（1）PPaull Zaameccnikk等人证证实细胞胞中蛋白白质合成成的场所所。他们们把放射射性标记记的氨基基酸注射射到大鼠鼠体内，经经过一段段时间后后收获其其肝脏，进进行蔗糖糖梯度沉沉淀并分分析各种种细胞成成份中的的放射性性蛋白质质。如果注射射后经数数小时（或或数天）收收获肝脏脏，所有有细胞成成份中都都带有放放射

46、性标标记的蛋蛋白质;如果注射射后几分分钟内即即收获肝肝脏，那那么，放放射性标标记只存存在于含含有核糖糖体颗粒粒的细胞胞质成份份中。（2）FFrannciss Crrickk等人第第一次证证实只有有用三联联子密码码的形式式才能把把包含在在由AUUGC四四个字母母组成遗遗传信息息（核酸酸）准确确无误地地翻译成成由200种不同同氨基酸酸组成的的蛋白质质序列，实实现遗传传信息的的表达。实验1:用吖啶类类试剂（诱诱导核苷苷酸插入入或丢失失）处理理T4噬噬菌体rrII位位点上的的两个基基因，使使之发生生移码突突变（fframme-sshifft），就就生成完完全不同同的、没没有功能能的蛋白白质。实验2:研

47、究烟草草坏死卫卫星病毒毒发现，其其外壳蛋蛋白亚基基由4000个氨氨基酸组组成，相相应的RRNA片片段长112000个核苷苷酸，与与密码三三联子体体系正好好相吻合合。实验3:以均聚物物为模板板指导多多肽的合合成。 在含有有tRNNA、核核糖体、AAA-ttRNAA合成酶酶及其它它蛋白质质因子的的细胞抽抽提物中中加入mmRNAA或人工工合成的的均聚物物作为模模板以及及ATPP、GTTP、氨氨基酸等等成分时时又能合合成新的的肽链，新新生肽链链的氨基基酸顺序序由外加加的模板板来决定定。19611年，NNireenbeerg等等以pooly（UU）作模模板时发发现合成成了多聚聚苯丙氨氨酸，从从而推出出UUUU代表苯苯丙氨酸酸（Phhe）。以以polly（CC）及ppolyy（A）做做模板分分别得到到多聚脯脯氨酸和和多聚赖赖氨酸。实验4:以特定序序列的共共聚物为为模板指指导多肽肽的合成成。以多多聚二核核苷酸作作模板可可合成由由2个氨氨基酸组组成的多多肽， 5UUGU GUGG UGGU GGUG UGUU GUUG3,不管读读码从U