《分子生物學(xué)》教案(提供給學(xué)生的)

1、名師精編 精品教案第一章緒論一.分子生物學(xué)的含義及其研究內(nèi)容：1.分子生物學(xué)的含義：廣義：研究核酸、蛋白質(zhì)等所有生物大分子的形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征及其重要性、規(guī)律:性和互相 關(guān)系的科學(xué)，是人類從分子水平上真正揭開生物世界的奧秘，由被動地適應(yīng)自然界轉(zhuǎn)向主 動地改造和重組自然界的基礎(chǔ)學(xué)科。狹義：研究范疇偏重于核酸（或基因）的分子生物學(xué)，主要研究基因或 DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、 表達和調(diào)節(jié)控制等過程。（也涉及與這些過程相關(guān)的蛋白質(zhì)和酶的結(jié)構(gòu)、功能的研究） 2.分子生物學(xué)的研究內(nèi)容：（1）分子生物學(xué)的三條基本原理：構(gòu)成生物體各類有機大分子的單體在不同的生物體中都是相同的。生物體內(nèi)一切有機大分子的建成都遵循共同的規(guī)

2、則。某一特定生物體所擁有的核酸及蛋白質(zhì)分子決定了它的屬性。（2）研究內(nèi)容：DNA重組技術(shù)DNA重組技術(shù)的應(yīng)用前景：用于大量生產(chǎn)某種在正常細胞代謝中產(chǎn)量很低的多肽：如激素、抗生素、酶類、抗體等，提高產(chǎn)量，降低成本，使許多有用多肽得到廣泛的應(yīng)用。用于定向改造某些生物基因組結(jié)構(gòu) ，使其具備的特殊經(jīng)濟價值或功能提高、擴大用于基礎(chǔ)研究基因表達調(diào)控研究原核生物：基因組、染色體結(jié)構(gòu)簡單。轉(zhuǎn)錄、翻譯在同一時間和空間內(nèi)發(fā)生，調(diào)控主要在轉(zhuǎn)錄水平。真核生物：存在細胞核結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)錄、翻譯過程在時間、空間上都被隔開，且轉(zhuǎn)錄、翻譯 后存在復(fù)雜的信號加工過程。調(diào)控：三個水平上信號傳導(dǎo)研究轉(zhuǎn)錄因子研究RNA剪輯生物大分子的結(jié)構(gòu)

3、、功能研究又稱：結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)研究生物大分子特定的空間結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)的運動變化與其生物學(xué)功能關(guān)系的科學(xué)。研究方向：結(jié)構(gòu)的測定結(jié)構(gòu)運動變化規(guī)律結(jié)構(gòu)與功能相關(guān)關(guān)系常用手段：X射線衍射的晶體學(xué)（三維結(jié)構(gòu)及運動規(guī)律）三維核磁共振，多維核磁研究液相結(jié)構(gòu)二.分子生物學(xué)簡史：三, 分子生物學(xué)在生命科學(xué)中的地位：與生物化學(xué)與微生物學(xué)與遺傳學(xué)與細胞生物學(xué)與發(fā)育生物學(xué)與生理學(xué)其他四.分子生物學(xué)的展望：認識論上的重大飛躍滲入到生物科學(xué)與相關(guān)其他學(xué)科中，使這些學(xué)科面目大為改觀本世紀的帶頭學(xué)科動植物基因組的研究仍為分子生物學(xué)的重大課題實際方面復(fù)習(xí)題名詞解釋分子生物學(xué)，信號傳導(dǎo)，轉(zhuǎn)錄因子，RNA剪輯簡答題簡述分子生物學(xué)的含義

4、及研究內(nèi)容簡述DNA重組技術(shù)的應(yīng)用前景簡述真核生物基因表達調(diào)控的三個水平第二章DNA的結(jié)構(gòu)一 DNA的一級結(jié)構(gòu)：1、核酸是重要的生物大分子根據(jù)化學(xué)成分分：DNA脫氧核糖核酸RNA核糖核酸功能：DNA:信息分子，生物的主要遺傳物質(zhì)，遺傳信息的儲存和攜帶者RNA:參與信息的傳遞和表達過程，即在蛋白質(zhì)生物合成中起作用。另：有些參與調(diào)控基因表達和核酸合成；有些具有生物催化作用（核酶）；RNA病毒是遺傳物質(zhì)2、基本組成核酸核甘酸（堿基一一戊糖一一磷酸）核昔磷酸(堿基戊糖)V堿基(喋吟、喀咤)戊糖(核糖、脫氧核糖)3、DNA的一級結(jié)構(gòu)(1)定義：四種脫氧核甘酸通過3, 5,一磷酸二酯鍵連接成多核甘酸鏈，各

5、核甘酸在多核昔酸鏈上的排列順序。(2)脫氧核甘酸之間的連接方式二DNA的二級結(jié)構(gòu)1. DNA堿基組成(1)堿基當量定律A+G=T+C(2)不對稱比率A+T/G+C比值因物種而異2. DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)(1) DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點DNA分子由兩條反向平行的多聚脫氧核甘酸鏈組成，一條鏈白走向5'一S,另一條鏈的走向為3，一 5 ,兩條鏈沿一個假想的中心軸右旋相互盤繞，形成大溝(寬槽)和小溝(窄槽)。磷酸和脫氧核糖單位作為不變的骨架分位于外側(cè)，作為可變成分的堿基位于內(nèi)側(cè)，鏈 間的堿基按A=T (兩個氫鍵)，C三G (三個氫鍵)配對形成堿基平面，堿基平面與螺旋縱軸 近于垂直。螺旋的直徑為

6、20?,相鄰堿基平面的垂直距離為3.4 ?,所以螺旋每隔10個堿基對(bp)重復(fù)一次，間距 34 ?。(2) DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定因素 氫鍵 堿基堆積力 范德華力 磷酸基的負電荷靜電斥力 堿基分子內(nèi)能 3. DNA二級結(jié)構(gòu)的不均一性、多樣性 (1)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的多態(tài)性A-DNA、 B-DNA、 C-DNA、 D-DNA、 Z-DNA (2)其他DNA螺旋結(jié)構(gòu) 回文結(jié)構(gòu)概念：雙鏈 DNA中含有的二個結(jié)構(gòu)相同，方向相反的序列稱反向重復(fù)序列，又稱回文 結(jié)構(gòu)DNA三股螺旋多聚喀咤和多聚喋吟組成的螺旋區(qū)段，在其序列中較長的鏡像重復(fù)時，可形成局部三股 配對并相互盤繞的三股螺旋三DNA的變性和復(fù)性1

7、.概念(1) DNA的變性：雙螺旋 DNA氫鍵斷裂，空間結(jié)構(gòu)破壞，形成單鏈無規(guī)則線團狀態(tài)的過 程。(2) DNA的復(fù)性：變性的 DNA互補鏈在適當條件下重新締結(jié)成雙鏈的過程。(3) DNA的降解：DNA磷酸二酯鍵斷裂的過程。(4)增色效應(yīng)：DNA變性后，在260nm處的紫外吸收值明顯增加的現(xiàn)象。(5)減色效應(yīng)：DNA復(fù)性過程，在260nm處的紫外吸收值明顯減小的現(xiàn)象。(6)熔解溫度(Tm): DNA的熱變性過程中，260nm處的紫外吸收值的增加量達到最大 增量的一半時的溫度。(7)雙螺旋的呼吸作用：雙鏈 DNA中配對堿基的氫鍵不斷處于斷裂和再生狀態(tài)之中，特 別是穩(wěn)定性相對較低的富含 A-T的區(qū)

8、段，在微觀上，常會發(fā)生瞬間的單鏈泡狀結(jié)構(gòu)，這種 現(xiàn)象稱雙螺旋的呼吸作用2 . DNA的變性Tm : DNA中C三G含量溶液中離子強度DNA組成成分 尿素、甲酰胺 3. DNA的復(fù)性 復(fù)性的條件：足夠高的離子強度 足夠高的溫度 影響復(fù)性速度的因素：DNA分子的復(fù)雜性DNA濃度DNA片段大小 溫度 溶液陽離子濃度四DNA超螺旋結(jié)構(gòu)1、是一切DNA (環(huán)狀、線狀)的共有的重要特征拓撲異構(gòu)酶拓撲異構(gòu)酶負超螺旋啾弓DNA 5E超螺旋澳乙錠澳乙錠2、拓撲異構(gòu)酶概念：在真核、原核生物中發(fā)現(xiàn)有催化雙螺旋DNA的超螺旋化或者回到松弛態(tài)的酶類，即負責(zé) DNA拓撲異構(gòu)體的超螺旋與松弛態(tài)相互間的轉(zhuǎn)化，反應(yīng)都與鏈的 切

9、斷一一縫合機制相關(guān)。復(fù)習(xí)題DNA的一級結(jié)構(gòu)，回文結(jié)構(gòu)，DNA的變性，DNA的復(fù)性，增色效應(yīng)，減色效應(yīng)，熔解溫度(Tm),拓撲異構(gòu)酶，雙螺旋呼吸作用，鏡像重復(fù) 總結(jié)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點 簡述在DNA熱變性過程中，影響熔解溫度( Tm)的因素有哪些？ 簡述DNA復(fù)性的兩個基本要求是什么？ 簡述影響復(fù)性速度的因素簡述拓撲異構(gòu)酶的概念、分類、特點及作用機理第三章基因的組織與結(jié)構(gòu) 一 原核生物的基因組和基因原核生物基因組的結(jié)構(gòu)特點：基因組小，DNA含量低結(jié)構(gòu)簡練存在轉(zhuǎn)錄單位 有重疊基因二真核生物基因組及其組分1 .真核生物基因組結(jié)構(gòu)特點分子量大染色體是DNA的載體轉(zhuǎn)錄、翻譯存在嚴格空間間隔重復(fù)序列

10、蛋白質(zhì)編碼基因往往以單拷貝存在復(fù)雜的成熟和間接過程調(diào)控2 . DNA序列的分類非重復(fù)序列輕度重復(fù)序列中度重復(fù)序列高度重復(fù)序列一衛(wèi)星 DNA三基因家族概念真核生物的基因組中有許多來源相同，結(jié)構(gòu)相似，功能相關(guān)的基因，這樣一組或一套基 因組合稱基因家族。2、分類簡單多基因家族復(fù)雜多基因家族發(fā)育調(diào)控的多基因家族3、簡單多基因家族在家族中有一個或幾個（數(shù)個）基因以串聯(lián)方式重復(fù)排列，基因與基因之間有中度重復(fù)序列，在基因組中分散成若干基因簇，各基因含有單一轉(zhuǎn)錄單元和非轉(zhuǎn)錄區(qū)4、復(fù)雜多基因家族由幾個相關(guān)基因家族構(gòu)成，基因家族之間由間隔序列隔開，并作為獨立的轉(zhuǎn)錄單元（存在不同形式的復(fù)雜多基因家族）5、發(fā)育調(diào)控的

11、多基因家族不同組織，細胞類型，時間表達的復(fù)雜多基因家族。四真核生物的不連續(xù)基因1.外顯子，內(nèi)含子概念內(nèi)含子：存在于初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物或基因組 DNA中，但不包括在成熟 mRNA、tRNA或rRNA 中的那部分核甘酸序列（非編碼序列） ，也即初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 hnRNA加工產(chǎn)生成熟 mRNA時 被切除的間隔序列。外顯子：成熟 mRNA或蛋白質(zhì)中存在的序列（蛋白質(zhì)編碼序列）3.基因斷裂結(jié)構(gòu)的重要特點外顯子與內(nèi)含子的可變性外顯子與內(nèi)含子的連接區(qū)五假基因概念在一些基因家族中，利用cDNA探針分子雜交找到若干可以雜交的同源性片段，一些在序列上與活性基因相似，但不具備有功能，不能轉(zhuǎn)錄或翻譯生成成熟mRNA或蛋白質(zhì)，

12、或產(chǎn)生過早終止的無活性肽鏈， 或由于錯誤的閱讀框架形成無活性的蛋白質(zhì)，這種序列稱假基因。例：血紅蛋白珠蛋白基因家族：“家族：移碼突變或中止密碼突變而不能表達，而且缺兩個內(nèi)含子。堿基突變不能產(chǎn)生有功能的蛋白質(zhì)。3家族：缺乏內(nèi)含子剪接加工的 5共同序列。PolyA的信號由 AATAAA 突變成AATGAA 。正常的起始密碼子 ATG為GTG所取代。從編碼第38個氨基酸開始有20個核甘酸的缺失，造成一個終止密碼，使肽鏈提前終止。六轉(zhuǎn)位因子1、概念概念一些DNA序列，能在同一細胞的不同染色體之間，或同一染色體的不同位點之間轉(zhuǎn)移，且轉(zhuǎn)移不依賴于序列的同源性，在原位點上此序列不丟失，只是它的一個新拷貝插上

13、到新的位點。1、結(jié)構(gòu)特點1、結(jié)構(gòu)特點：在轉(zhuǎn)位因子的兩端，存在末端重復(fù)序列（ TIR）,在轉(zhuǎn)位過程中至關(guān)重要。2、結(jié)構(gòu)特點：絕大多數(shù)轉(zhuǎn)位因子含有開放閱讀框架（ORF）,它可能編碼轉(zhuǎn)座酶，促進轉(zhuǎn)位因子的轉(zhuǎn)位。3、結(jié)構(gòu)特點：受體 DNA上很短的一段靶序列，由于轉(zhuǎn)位因子的插入，靶序列在轉(zhuǎn)位因子 的兩側(cè)形成正向重復(fù)序列。靶序列的長短對每類轉(zhuǎn)位因子都是特異的。4、識別機制：“區(qū)域性優(yōu)先”，絕大多數(shù)轉(zhuǎn)位因子可以插入到染色體DNA的任何堿基序列內(nèi)，但更傾向于插入到某些特定的“靶序列”位點。5、插入機制：取決于 DNA雙螺旋狀態(tài)或 DNA-蛋白質(zhì)的結(jié)合狀況等，而不是取決于靶的 具體序列，不依賴于給體和受體序列之

14、間的任何同源性的相互關(guān)系，即有別于DNA重組現(xiàn)象。6、每個轉(zhuǎn)位因子攜帶自身轉(zhuǎn)位所需的基因。7、轉(zhuǎn)位作用可以引起缺失和倒位，一段序列轉(zhuǎn)位到新的位點，可以阻礙有關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄和 翻譯。2、分類4、轉(zhuǎn)位作用的機理復(fù)習(xí)題名詞解釋：重疊基因，重復(fù)序列，衛(wèi)星 DNA ,基因家族，外顯子，內(nèi)含子，假基因，轉(zhuǎn)位 因子，插入序列 問答題真核生物不連續(xù)基因的特點舉例說明基因家族的各種類型根據(jù)復(fù)性動力學(xué)的研究及重復(fù)頻率對DNA序列進行分類真核生物與原核生物基因組結(jié)構(gòu)特點及區(qū)別轉(zhuǎn)位因子的特點轉(zhuǎn)位因子的作用機理(轉(zhuǎn)位因子的轉(zhuǎn)位作用與重組過程的區(qū)別，能根據(jù)圖示區(qū)分兩個過程及順序) 1、 IS元件整合到靶位點時發(fā)生什么？2、

15、 一個復(fù)合轉(zhuǎn)座子和一個 IS元件之間的關(guān)系是什么？3、列出一個轉(zhuǎn)座子插入到一個新位點所要求的步驟？4、分析比較細菌轉(zhuǎn)座子的結(jié)構(gòu)與特點？5、比較簡單轉(zhuǎn)座模型和復(fù)制轉(zhuǎn)座模型，指出他們的不同之處？ 第四章蛋白質(zhì)與DNA的相互作用一 DNA結(jié)合蛋白質(zhì)的檢測和純化：1 .凝膠滯留法分析DNA結(jié)合蛋白2 .足跡法分析DNA上蛋白質(zhì)結(jié)合位點3 .親和層析分離純化結(jié)合蛋白質(zhì)二蛋白質(zhì)與DNA結(jié)合的特性1 .結(jié)合類型與單鏈RNA與莖環(huán)結(jié)構(gòu)與雙鏈DNA的普遍結(jié)合與雙鏈DNA的特異性結(jié)合2 .蛋白質(zhì)與DNA結(jié)合的一般規(guī)律1、識別部位的DNA序列具有某種二度對稱性，結(jié)合蛋白質(zhì)分子具有二個結(jié)合位點，分 別與之結(jié)合。2、接

16、觸區(qū)：蛋白質(zhì)和 DNA接觸區(qū)只在DNA分子的一側(cè)。3、“識別螺旋”：蛋白質(zhì)分子中存在一個或幾個“螺旋區(qū)，某個螺旋(識別螺旋)負責(zé)與DNA特異性結(jié)合，此“螺旋區(qū)內(nèi)氨基酸與 DNA特定部位的堿基接觸。4、蛋白質(zhì)與DNA分子發(fā)生構(gòu)象的變化，通過誘導(dǎo)、配合進行“相互作用”5、穩(wěn)定“相互作用”的力：帶正電荷的氨基酸殘基常與DNA骨架中帶負電荷的磷酸基團形成離子鍵，離子鍵的形成不具有專一性，但可穩(wěn)定相互作用。三蛋白質(zhì)與DNA的普遍結(jié)合1 .普遍結(jié)合涉及的結(jié)構(gòu)因素(1) 0.7nm的重復(fù)距離(2)對稱性2 .結(jié)構(gòu)模型四 蛋白質(zhì)與DNA特異性識別的模型1 .普遍性結(jié)合可能是特異性識別的一個階段2 . DNA大

17、溝存在特異性識別的結(jié)構(gòu)3 .特異性識別中氨基酸與 DNA堿基對的共平面4 .氨基酸殘基與堿基對之間形成氫鍵5 .小溝中“二元碼”識別復(fù)習(xí)題填空題蛋白質(zhì)與雙鏈DNA結(jié)合的類型, 。蛋白質(zhì)與DNA 普遍結(jié)合的結(jié)構(gòu)因素, 。及類蛋白質(zhì)與DNA結(jié)合的一般規(guī)律蛋白質(zhì)與DNA特異結(jié)合模型的特點如何檢測、純化 DNA上的結(jié)合蛋白第五章基因工程原理一 概念1 .現(xiàn)代生物技術(shù)：利用微生物、哺乳動物或植物細胞等生物體系，采用先進的生物學(xué)和工程學(xué)技術(shù)，有目的、有計劃、有選擇地加工制造各種生物制品的新興技術(shù)領(lǐng)域。主體技術(shù)：基因工程、蛋白質(zhì)工程、細胞工程、發(fā)酵工程、酶工程2 .基因工程：外源DNA,通過具有復(fù)制能力的載

18、體分子(質(zhì)粒、噬菌體、病毒等)形成重組 DNA分子, 導(dǎo)入到不具有這種重組分子的受體細胞內(nèi)，進行持久穩(wěn)定的復(fù)制和表達，使受體細胞產(chǎn)生 外源DNA或其蛋白質(zhì)分子。構(gòu)成要素：(1)目的基因(外源 DNA(2)載體(復(fù)制能力)(3)受體細胞(4)工具酶重要技術(shù)環(huán)節(jié)：(1)目的基因的獲得(2)載體的制備(3)體外構(gòu)建重組載體(4)受體的遺傳轉(zhuǎn)化(5)篩選轉(zhuǎn)化細胞(成敗與否的關(guān)鍵)第六章DNA的復(fù)制一、DNA復(fù)制的特點1、DNA的半保留復(fù)制DNA復(fù)制過程中每個子代分子的一條鏈來自親代DNA ,另一條鏈則是新合成的，這種復(fù)制方式稱DNA的半保留復(fù)制。2、復(fù)制的順序性（起點、方向和速度）無論原核生物還是真核

19、生物DNA的復(fù)制主要是從固定的起始點開始，以雙向等速復(fù)制的方式進行。一個復(fù)制子只含有一個復(fù)制起點3、DNA的半不連續(xù)復(fù)制岡崎片段：在半不連續(xù)復(fù)制過程中形成的短DNA片段。前導(dǎo)鏈和后滯鏈：復(fù)制叉上一股鏈上DNA合成總是比另一股超前一步，稱前導(dǎo)鏈，則另一條鏈稱后滯鏈。半不連續(xù)復(fù)制：前導(dǎo)鏈的連續(xù)復(fù)制和滯后鏈的不連續(xù)復(fù)制（形成多個岡崎片段再轉(zhuǎn)化成成熟的DNA鏈）的復(fù)制方式。二、復(fù)制的幾種主要方式1、線fDNA雙鏈的復(fù)制單一起點的單向復(fù)制單一起點的雙向復(fù)制多起點的雙向復(fù)制2、環(huán)狀DNA雙鏈的復(fù)制0型滾環(huán)型（8型，成環(huán)滾環(huán)型）D型三、原核生物和真核生物 DNA的復(fù)制過程及特點（一）、原核生物DNA的復(fù)制過

20、程及特點1、復(fù)制過程：DNA雙鏈復(fù)制起始復(fù)制的不斷延伸復(fù)制的終止2、相關(guān)的酶和蛋白質(zhì)DNA聚合酶I、n、出引物酶和RNA聚合酶解鏈酶單鏈DNA結(jié)合蛋白（SSB）依賴DNA的ATPaseDNA連接酶旋轉(zhuǎn)酶（二）、真核生物DNA的復(fù)制過程及特點與原核的區(qū)別：1、真核生物是多復(fù)制子的，而原核生物一般是單復(fù)制子的。2、真核生物染色體在全部復(fù)制完之前，各起始點上 DNA不能開始新的復(fù)制，而快速生長 的原核生物，復(fù)制起始點可以連續(xù)開始新的 DNA復(fù)制，表現(xiàn)為一個復(fù)制子，多個復(fù)制叉的 現(xiàn)象。3、真核生物復(fù)制叉移動速度 50bp/s, E.coil是其20倍，因此人類每 30000-300000bp就有一 個

21、復(fù)制原點。4、核生物5種聚合酶，分別是聚合酶 a、聚合酶3、聚合酶丫、聚合酶8、聚合酶&。原 核生物3種聚合酶，分別是聚合酶I、聚合酶H、聚合酶出。5、真核生物和原核生物在復(fù)制的主要方面相似，但在合成RNA引物的聚合酶種類，輔助蛋白，決定開始引物轉(zhuǎn)錄的核昔酸序列等方面有差異。6、在調(diào)控水平上有差異。四、DNA復(fù)制的調(diào)控E.coli的復(fù)制調(diào)控原核生物細胞生長、增殖速度取決于培養(yǎng)條件，但不同生長速度的細胞中的DNA鏈延伸速度恒定，只是復(fù)制叉數(shù)目不同。復(fù)制叉多少，決定復(fù)制起始頻率的高低，是原核生物細胞復(fù)制調(diào)控機制，調(diào)控因子是蛋白質(zhì)和RNA真核細胞DNA的復(fù)制調(diào)控3個水平1、細胞生活周期水平調(diào)

22、控2、染色體水平調(diào)控3、復(fù)制子水平調(diào)控復(fù)習(xí)題1、概念：DNA的半保留復(fù)制，DNA的半不連續(xù)復(fù)制2、DNA復(fù)制的幾種形式有（_）3、真核生物復(fù)制調(diào)控的水平_。4、描述E.coli的DNA復(fù)制過程及水平。5、真核生物及原核生物 DNA復(fù)制的區(qū)別。第七章生物信息的傳遞（上）從DNA至U RNA （ RNA的轉(zhuǎn)錄）一、轉(zhuǎn)錄的概述1、基因的編碼鏈和有意義鏈轉(zhuǎn)錄：由RNA聚合酶催化，通過互補堿基配對合成RNA的反應(yīng)。有意義鏈（編碼鏈）：基因的DNA總是以mRNA相一致（除T與U之間差別外）的非模板鏈序列來表示，非模板鏈稱有意義鏈（編碼鏈）。反義鏈（模板鏈）：合成mRNA的轉(zhuǎn)錄模板DNA稱反義鏈（模板鏈）。

23、2、RNA聚合酶催化轉(zhuǎn)錄的四個階段：模板的識別（啟動子的選擇）啟動子：原核生物基因中進行起始反應(yīng)所必要的全部序列。轉(zhuǎn)錄的起始延伸終止3、RNA合成的基本特征存在RNA聚合酶底物前體模板RNA合成的方向4、RNA合成的測定5、合成RNA的酶類原核生物RNA聚合酶真核生物RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄復(fù)合物一、原核生物轉(zhuǎn)錄階段I 啟動子與轉(zhuǎn)錄起始1、啟動子區(qū)的基本結(jié)構(gòu)上游：起點前面，5末端的序列。下游：起點后面3末端的序列。啟動子內(nèi)保守的共同序列：2、啟動子區(qū)的識別3、酶和啟動子的結(jié)合4、 8因子的結(jié)合與解離、原核生物轉(zhuǎn)錄階段H RNA延伸三、原核生物轉(zhuǎn)錄階段出一一轉(zhuǎn)錄終止 1、概念：終止子：轉(zhuǎn)錄終止的信號序列

24、。分類：不依賴于p因子的終止子：不需要任何輔助因子， 核心酶能夠在某些終止信號上完成 轉(zhuǎn)錄的終止，又稱強終止子。依賴于p因子的終止子：需要輔助因子p才能完成終止的整個過程。2、依賴于p因子的終止 結(jié)構(gòu)特點：終止位點上游一般存在一個富含GC堿基的二重對稱區(qū)（導(dǎo)致 RNA產(chǎn)物具有一個發(fā)夾結(jié)構(gòu)）終止位點前面有一段由 4-8個A組成的序列（導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物3端有一段富含寡聚 U片 段）終止過程RNA聚合酶到達終止子位點時，發(fā)生暫停。發(fā)夾結(jié)構(gòu)莖區(qū)前一半序列與后一半序列合成后首先配對，形成RNA的二級結(jié)構(gòu)，提前把莖區(qū)序列從 RNA-DNA 雜合配對中“吸引”出來。RNA鏈生長端剩下一段寡聚 U序列還能繼續(xù)與

25、DNA模板上白勺寡聚 A氫鍵配對。因為 為rU-dA雙鏈十分不穩(wěn)定，氫鍵和堿基堆積力都很弱，為 rU-dA雙鏈可以解開，新生 RNA 從模板DNA上脫落，不需要p因子可以終止轉(zhuǎn)錄。 3、依賴于p因子的終止 P因子 結(jié)構(gòu)特點：終止位點上游一般存在一個的二重對稱區(qū)（導(dǎo)致RNA產(chǎn)物具有一個發(fā)夾結(jié)構(gòu)）但含GC堿基較少。終止位點前面缺少 AT組成的序列（導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物3端缺少寡聚U片段）終止過程RNA合成起始，p因子即結(jié)合到新生 RNA鏈5端。P因子利用NTPase水解反應(yīng)提供的能量沿 RNA鏈向前移動。RNA聚合酶在終止子發(fā)夾處暫停。P因子趕上RNA聚合酶，并與聚合酶相互作用。p因子通過與3亞基相互作用

26、，將嵌合于RNA聚合酶空間結(jié)構(gòu)中的 RNA “拉”出來，與RNA聚合酶競爭RNA3 '端（p因子的 兩種活性，催化 NTP水解促使新生 RNA鏈從三元復(fù)合物中解離出來），同時促使RNA聚 合酶脫離模板DNA ,三元復(fù)合物解體，轉(zhuǎn)錄中止。 四、真核生物轉(zhuǎn)錄過程五、轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物及其加工原核生物與真核生物 mRNA的特征比較L原核生物mRNA的特征原核生物mRNA的半衰期短許多原核生物mRNA以多順反子的形式存在原核生物mRNA的5,端無帽子結(jié)構(gòu)，3,端沒有或只有較短的 poly (A)結(jié)構(gòu)。起始密碼子上游 7-12個核甘酸處存在 SD序列保守區(qū)，16SrNA3'端反向互補2 .真核生物

27、mRNA的特征真核生物mRNA5 '端存在帽子結(jié)構(gòu)帽子結(jié)構(gòu)帽子結(jié)構(gòu)的功能帽子結(jié)構(gòu)常被甲基化絕大多數(shù)真核生物 mRNA有poly (A)結(jié)構(gòu)。poly (A)結(jié)構(gòu)poly (A)功能(真核生物)內(nèi)含子的剪接，編輯及化學(xué)修飾含內(nèi)含子，外顯子一斷裂基因3 .RNA的剪接自我剪接方式I類內(nèi)含子n類內(nèi)含子核蛋白參與的剪接方式GU-AG 型AU-AC 型蛋白質(zhì)(酶)參與的方式內(nèi)含子的變位剪接：個體發(fā)育或細胞分化時可以有選擇地越過某些外顯子或某個剪接點進行變位剪接，產(chǎn)生組織或發(fā)育階段特異性mRNA。分類：tRNA前體的剪接方式變位剪接方式4 .RNA的編輯和化學(xué)修飾RNA的編輯RNA的編輯：某些 R

28、NA ,特別是mRNA的一種加工方式，它導(dǎo)致了 DNA所編碼的遺傳信 息的改變，使經(jīng)過編輯的 mRNA序列發(fā)生了不同于模板 DNA的變化。RNA的編輯的方式：單堿基突變尿甘酸的缺失和添加RNA的化學(xué)修飾復(fù)習(xí)題：L概念轉(zhuǎn)錄；啟動子；終止子；RNA的剪接；RNA的編輯；編碼鏈；模板鏈5 .RNA的特異性化學(xué)修飾有RNA的主要編輯方式RNA的主要剪接方式 , , 。原核生物轉(zhuǎn)錄啟動子內(nèi)保守的共同序列稱 , 。-10區(qū)又稱。-35區(qū)又稱。 合成RNA的最主要酶：原核生物是 ;真核生物是 。原核RNA聚合酶包括 和 兩部分，其中核心酶包括 2個 亞基，1個 亞基，1個 亞基，1個 亞基。由原核RNA聚合

29、酶參與形成的轉(zhuǎn)錄復(fù)合體有 , 。兩者的區(qū)別在于 。真核mRNA的帽子結(jié)構(gòu)是由 和 縮合成的產(chǎn)物內(nèi)含子的主要種類 , , , 。6 .簡述RNA聚合酶催化轉(zhuǎn)錄的 4個階段簡述RNA合成的基本特征圖示RNA三種剪接方式簡述原核RNA聚合酶各亞基的功能簡述真核生物5'帽子和3 poly （A）尾巴的功能7 .真核生物、原核生物 mRNA特征比較原核生物轉(zhuǎn)錄終止的兩種方式及過程（或原核生物轉(zhuǎn)錄終止子的分類及各自的結(jié)構(gòu)特點）第八章 生物信息的傳遞（下）從mRNA到蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)的生物合成，基因的翻譯）翻譯：將mRNA鏈上的核甘酸從一個特定的起始位點開始，按每3個核甘酸代表一個氨基酸的原則，依次合

30、成一條多肽鏈的過程。一、遺傳密碼一一三聯(lián)子1 .三聯(lián)子密碼2 .三聯(lián)子密碼的破譯核酸的插入和刪除實驗以均聚物、隨機共聚物、特定序列的共聚物為模板指導(dǎo)多肽的合成核糖體結(jié)合技術(shù)3 .遺傳密碼的性質(zhì)密碼的兼并性密碼子的普遍性和特殊性密碼子和反密碼子的相互作用二、參與翻譯的主要物質(zhì)1. mRNA2. tRNAtRNA的結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)：三葉草形三級結(jié)構(gòu)：L型折疊式tRNA的功能專一性識別氨基酸，形成氨基酰一tRNA ,是氨基酸活化階段。識別氨基酸密碼子，將氨基酸準確運到核糖體一定部位，參與肽鏈合成。tRNA的種類起始tRNA ,延伸tRNA起始tRNA : 一類能特異地識別 mRNA模板上起始密碼子的 t

31、RNA。延伸tRNA :除起始tRNA外的其他tRNA統(tǒng)稱延伸tRNA。同工tRNA同工tRNA :幾個代表相同氨基酸的 tRNA。校正tRNA無義突變：在蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因中，一個核甘酸的改變可能使代表某個氨基酸的密 碼子變成終止密碼子，使蛋白質(zhì)合成提前中止，合成無功能或無意義的多肽，這種突變稱無義突變。錯義突變：由于結(jié)構(gòu)基因中某個核甘酸的變化使一種氨基酸的密碼子變成另一種氨 基酸的密碼。3. 氨酰一一tRNA合成酶4. 核糖體及rRNA核糖體的基本成分及分布核糖體的基本成分之一 -rRNA核糖體的結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)功能核糖體必須包括 5個活性中心mRNA結(jié)合部位A位點P位點結(jié)合或接受肽基tRNA

32、的部位轉(zhuǎn)肽酶中心5. 可溶性蛋白質(zhì)因子E.coli可溶性蛋白質(zhì)因子起始因子：IF延伸因子：EF真核生物可溶性蛋白質(zhì)因子三、蛋白質(zhì)合成的生物學(xué)機制氨基酸的活化翻譯的起始1 .原核生物30S小亞基首先與IF-1、IF-3結(jié)合，通過 SD序列與 mRNA結(jié)合。在IF-2、GTP幫助下，fMet-tRNA fMet進入小亞基 P位點，tRNA上反密碼子與 mRNA 上起始密碼子配對。帶tRNA、mRNA、3個起始因子的小亞基復(fù)合物與50S大亞基結(jié)合，GTP水解，釋放起始因子。2 .真核生物核糖體解離成40S、60S亞基Met-tRNA Met結(jié)合與40S亞基，形成40S前起始復(fù)合物。MRNA結(jié)合于40

33、S前起始復(fù)合物，形成 40S起始復(fù)合物40S起始復(fù)合物與60S亞基連接，形成 80S起始復(fù)合物。肽鏈的延伸1. AA-tRNA與核糖體的結(jié)合2. 肽鍵的生成3. 移位肽鏈的終止新生多肽鏈的折疊和加工：1 .蛋白質(zhì)前體的加工N端fMet或Met的切除二硫鍵的形成特定氨基酸的修飾切除新生肽鏈中非功能片段2 .新生肽鏈的折疊（六）蛋白質(zhì)合成抑制劑四、 蛋白質(zhì)運轉(zhuǎn)機制機制一：翻譯一一運轉(zhuǎn)同步機制L信號肽信號序列：在 mRNA的起始密碼子后，有一段編碼疏水性氨基酸序列的RNA區(qū)域，這個氨基酸序列稱信號序列。信號肽：能啟動蛋白質(zhì)運轉(zhuǎn)的任何一段多肽，狹義上指蛋白質(zhì)N端一段額外的肽段（疏水性肽段），在成熟的蛋

34、白中不存在，引導(dǎo)隨后多肽穿膜運轉(zhuǎn)。信號肽特點結(jié)構(gòu)特點。幾乎所有的信號肽在整體上都是疏水的。信號肽一般位于 N端，進入膜后被信號肽酶水解。信號肽幾乎沒有嚴格專一性。2 .信號肽識別蛋白3 .機制：信號肽假說機制二：翻譯后運轉(zhuǎn)機制1 .導(dǎo)肽2 .運轉(zhuǎn)機制運轉(zhuǎn)特點：跨膜運輸?shù)氖欠g后的完整蛋白質(zhì)。運送前，蛋白質(zhì)大多以前體形式存在。蛋白質(zhì)通過線粒體內(nèi)膜的運轉(zhuǎn)是需能的過程導(dǎo)肽中不同片段含有不同的跨膜信息分子伴侶結(jié)合于運轉(zhuǎn)多肽，外膜上Tom受體復(fù)合蛋白質(zhì)識別運轉(zhuǎn)多肽，通過 Tom和Tim組成的膜通道進入線粒體內(nèi)腔。3 .葉綠體蛋白質(zhì)跨膜運轉(zhuǎn)其他機制蛋白質(zhì)的降解復(fù)習(xí)題：1、名詞解釋：三聯(lián)子密碼；翻譯；（密碼

35、子）兼并；同義密碼子；SD序列；無義突變；錯義突變；信號肽2、簡述遺傳密碼的性質(zhì)簡述蛋白質(zhì)生物合成的 5個階段簡述蛋白質(zhì)前提的 4種加工方式3、tRNA三葉草二級結(jié)構(gòu)中的四個臂 , , , 。tRNA三級結(jié)構(gòu)中第一對雙螺旋由 , 構(gòu)成，第二對雙螺旋由 , 構(gòu)成。tRNA的功能, 。tRNA 的種類, , , 。核糖體的 5個活性中心, , , , 。肽鏈延伸包括, , 三階段。肽鏈終止的條件, 。蛋白質(zhì)運轉(zhuǎn)機制, 。4、分別闡述原核生物、真核生物蛋白質(zhì)合成起始階段的反應(yīng)過程。信號肽的特點。第九章基因的表達與調(diào)控（上）一一原核基因表達調(diào)控模式一、原核基因表達調(diào)控概述：1、原核基因調(diào)控類型：根據(jù)調(diào)控機制分：負轉(zhuǎn)錄調(diào)控：負控誘導(dǎo)系統(tǒng)負控阻遏系統(tǒng)正轉(zhuǎn)錄調(diào)控：正控誘導(dǎo)系統(tǒng)正控阻遏系統(tǒng)概念：效應(yīng)物：原核生物的操縱子通過調(diào)節(jié)蛋白與小分子物質(zhì)相互作用來達到誘導(dǎo)狀態(tài)或阻遏狀態(tài)，這些小分子可能是代謝途徑的底物或產(chǎn)物，是基因表達的調(diào)節(jié)物質(zhì)稱效應(yīng)物。小分子效應(yīng)物：誘導(dǎo)物；協(xié)（輔）阻遏物。調(diào)節(jié)蛋白：調(diào)節(jié)基因的產(chǎn)物。阻遏蛋白：阻止結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄，存在于負