分子生物學(xué)總結(jié)歸納朱玉賢版

1、結(jié)合著下載的資料復(fù)習(xí)吧緒論分子生物學(xué)的開(kāi)展簡(jiǎn)史Schleiden和Schwann提出"細(xì)胞學(xué)說(shuō)"孟德?tīng)柼岢隽?“遺傳因子的概念、別離定律、獨(dú)立分配規(guī)律Miescher首次從萊茵河鞋魚(yú)精子中別離出DNAMorgan基因存在于染色體上、連鎖遺傳規(guī)律Avery證實(shí)基因就是DNA分子,提出DNA是遺傳信息的載體McClintock首次提出轉(zhuǎn)座子或跳躍基因概念Watson和Crick提出DNA雙螺旋模型Crick提出了 “中央法那么Meselson與Stah用N重同位素證實(shí)了 DNA復(fù)制是一種半保存復(fù)制Jacob和Monod提出了著名的乳糖操縱子模型Arber首次發(fā)現(xiàn)DNA限制性內(nèi)切

2、酶的存在Temin和Baltimore發(fā)現(xiàn)在病毒中存在以 RNA為模板,逆轉(zhuǎn)錄成 DNA的逆轉(zhuǎn)錄酶哪幾種經(jīng)典實(shí)驗(yàn)證實(shí)了DNA是遺傳物質(zhì)？ Avery等進(jìn)行的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)、Hershey利用放射性同位素 35S和32P分別標(biāo)記T2噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和 DNA第二章染色體與DNA第一節(jié)染色體一、真核細(xì)胞染色體的組成.DNA1 /的蒙白染色體一條白質(zhì) 、豐組蛋白R(shí)N%DNA :組蛋白：非組蛋白： RNA = 1 : 1: 1-1.5: 0.05一蛋白質(zhì)組蛋白、非組蛋白1組蛋白：H1、H2A、H2B、H3、H4功能：核小體組蛋白H2A、H2B、H3、H4作用是將DNA分子盤繞成核小體不參加核小體

3、組建的組蛋白H1,在構(gòu)成核小體時(shí)起連接作用2非組蛋白：包括以 DNA為底物的酶、作用于組蛋白的酶、RNA聚合酶等.常見(jiàn)的有HMG蛋白、DNA結(jié)合蛋白二、染色質(zhì)染色體：分裂期由染色質(zhì)聚縮形成.j同一物質(zhì)不同存在形染色質(zhì)：線性復(fù)合結(jié)構(gòu),間期遺傳物質(zhì)存在形式.,-F/常染色質(zhì)著色淺具間期染色質(zhì)形態(tài)特征和著色特征染色質(zhì)異染色質(zhì)著色深結(jié)構(gòu)性異染色質(zhì)兼性異染色質(zhì)在整個(gè)細(xì)胞周期內(nèi)都處于凝集狀態(tài)特定時(shí)期處于凝集狀態(tài)三、核小體由H2A、H2B、H3、H4各2分子組成的八聚體和繞在八聚體外的DNA、一分子H1組成.八聚體在中央,DNA分子盤繞在外,由此形成核心顆粒.,H1結(jié)合在核心核小體的定位對(duì)轉(zhuǎn)錄有促進(jìn)作用顆粒

4、外側(cè)DNA雙鏈的進(jìn)出口端,如搭扣將繞在八聚體外DNA鏈固定,核心顆粒之間的連接局部為連接DNA中期染色體由著絲粒、染色體臂、次縊痕、隨體、端粒由重復(fù)的寡核甘酸序列構(gòu)成5局部組成小陳植心就用核型：指染色體組在有絲分裂中期的表型1 4G bp染色單體建松口 NA,是染色體數(shù)目、大小、形態(tài)特征的總和第二節(jié)DNAChargaff定那么：(1)同一生物的不同組織的 DNA堿基組成相同(2) 一種生物DNA堿基組成不隨生物體的年齡、營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)或者環(huán)境變化而改變(3) A=T、G=C,總的嗯吟摩爾含量與總的喀咤摩爾含量相同(A +G=C +T)(4)不同生物來(lái)源的DNA堿基組成不同,表現(xiàn)在 A + T/G +

5、C比值的不同(一)DAN的結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)：四種脫氧核糖核甘酸dAMP、dGMP、dCMP、dTMP,通過(guò)3',5'磷酸二酯鍵連接起來(lái)的直線形或環(huán)形多聚體.某DNA分子的一條多核甘酸鏈由100個(gè)不同的堿基組成,其可能的排列方式有4A100種 QO-PoCHj1鵬,O-P1-Ck-CH-二 O HA由ffi 2- t CZA考核邪稽錘的一用A.BU,核甘酸片般 B.蠅條式除中匚TC7 S'sdB pA pT pt*pA-TC pATCC文字式右手螺旋：A-DNA、B-DNA (最常見(jiàn))二級(jí)結(jié)構(gòu)：雙螺旋結(jié)構(gòu)、左手螺旋：Z-DNAB-DNA : Watson-Crick 92%濕

6、度下的鈉鹽結(jié)構(gòu)堿基平面與雙螺旋的長(zhǎng)軸相垂直,堿基間符合堿基互 補(bǔ)配對(duì)原那么,相鄰堿基對(duì)平面間的距離為0.34nm,雙旋旋的螺距為3.4nm,每圈螺旋有10個(gè)堿基對(duì), 螺旋直徑為2.0nm.A=T 兩個(gè)氫鍵,G=C 三個(gè) 氫鍵,具大溝和小溝.A-DNA:相對(duì)濕度75%以下的結(jié)構(gòu),每圈螺旋有11個(gè)堿基對(duì),螺體較寬而短,堿基對(duì)與中央軸的傾角也不同,呈19°大溝變窄、變深,小溝變寬、變淺.假設(shè)DNA雙鏈中一條鏈被相應(yīng) RNA替換,那么變構(gòu)為 A-DNA.基因表 達(dá)Z-DNA:左手螺旋,螺距延長(zhǎng)4.5nm左右,直徑變窄1.8nm,每個(gè)螺旋含12個(gè)堿基對(duì).螺旋骨架呈 Z字形.轉(zhuǎn)錄調(diào)控/正超螺旋左

7、旋、雙螺旋圈數(shù)增加而擰緊三級(jí)結(jié)構(gòu)：雙螺旋進(jìn)一步扭曲形成超螺旋、負(fù)超螺旋右旋、減少而擰松,絕大多數(shù)White 方程：L=T+WL Linking number:連環(huán)數(shù)或稱拓?fù)洵h(huán)繞數(shù),指 cccDNA中一條鏈繞另一條鏈的總次數(shù).其特點(diǎn)是：1 L是整數(shù)；2在cccDNA中任何拓?fù)鋵W(xué)狀態(tài)中其值保持不變；3右手螺旋對(duì)L取正值T Twisting number:纏繞數(shù),DNA 一條鏈繞另一條鏈的扭轉(zhuǎn)數(shù)即雙螺旋的圈數(shù).其 特點(diǎn)：1可以是非整數(shù)2是變量；W Writhing number:扭曲數(shù),即超螺旋數(shù),指雙螺旋分子在空間上相對(duì)于雙螺旋軸的扭曲.特點(diǎn)是：1可以是非整數(shù)2是變量；I型：轉(zhuǎn)變超螺旋為松弛狀態(tài)拓

8、撲異構(gòu)酶改變 DNA拓?fù)洚悩?gòu)體的L值、II型：引入負(fù)超螺旋&同I型二DNA主要序列類型高度重復(fù)序列衛(wèi)星 DNA、分散高度重復(fù)序列、中度重復(fù)序列、低度重復(fù)序列、反向重復(fù)序列.三DNA的理化性質(zhì)溶解度：微溶于水,鈉鹽在水中的溶解度較大.可溶于2-甲氧乙醇,但不溶于乙醇等一般有機(jī)溶劑,常用乙醇從溶液中沉淀核酸.紫外吸收：DNA鈉鹽的紫外吸收在260nm附近有最 大吸收值核酸的沉降特性如右圖四DNA的變性與復(fù)性變性：DNA分子由穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu)松解為無(wú)規(guī)那么線性結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象,不涉及到其一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變.伴隨變性,會(huì)發(fā)生增色效應(yīng)紫外吸收明顯增加50二工C0二E 三scn±溶液粘度下降等現(xiàn)象

9、.熔解DNA加熱變性的過(guò)程.溶解溫度Tm:核酸加熱變性過(guò)程中,紫外光吸收值到達(dá)最大值的50%時(shí)的溫度稱為核酸的解鏈溫度.G+T含量越高Tm越大：DNA分子序列越均一,變形過(guò)程溫度范圍越窄：溶液的離子強(qiáng)度較低時(shí),Tm值較低.復(fù)性：熱變性DNA 一般經(jīng)緩慢冷卻后即可復(fù)性,此過(guò)程稱之為退火影響DNA復(fù)性的因素：溫度和時(shí)間 DNA濃度T ,復(fù)性TDNA順序的復(fù)雜性DNA片段的大小鹽的濃度'ot 1黛1/k值越大說(shuō)明反響越慢核酸外切酶酶解："核酸核酸酶：I型和田型限制性內(nèi)切酶需要消耗 ATP、II型不需要 ATPDNA的復(fù)制Meselson與Stah用N重同位素證實(shí)了 DNA復(fù)制是一種

10、半保存復(fù)制一根本概念：半保存復(fù)制：每個(gè)子代分子的一條鏈來(lái)自親本DNA,另一條那么來(lái)是新合成的,這種復(fù)制方式稱半保存復(fù)制.半不連續(xù)復(fù)制：DNA復(fù)制時(shí),一條鏈連續(xù)復(fù)制,另一條不連續(xù)復(fù)制,這種復(fù)制方式稱先導(dǎo)鏈：DNA復(fù)制時(shí),連續(xù)合成的鏈后隨鏈：不連續(xù)合成的鏈岡崎片段：后隨鏈復(fù)制中出現(xiàn)的不連續(xù)的DNA片段復(fù)制子：從起始點(diǎn)開(kāi)始至終止點(diǎn)而獨(dú)立進(jìn)行復(fù)制的單位細(xì)菌只有一個(gè),真核多個(gè)一個(gè)復(fù)制子只含一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn),啟動(dòng)單向復(fù)制or雙向取決于起始點(diǎn)形成一個(gè)復(fù)制叉or兩個(gè).復(fù)制終止點(diǎn)：復(fù)制子中限制復(fù)制終點(diǎn)的位點(diǎn)型一一大腸桿菌質(zhì)粒DNA二DNA復(fù)制的幾種方式滾環(huán)型噬菌體線性DNA 單向、雙向,環(huán)狀DNA D環(huán)D-loo

11、p 型一一動(dòng)物線粒體三復(fù)制的過(guò)程起始、延伸、終止不能從頭開(kāi)始,必須有引物參與復(fù)制的酶：解旋酶、 DNA單鏈結(jié)合蛋白質(zhì)、引物酶、DNA聚合酶I、n、m連接酶,拓?fù)洚悩?gòu)酶單鏈結(jié)合蛋白SSB:預(yù)防被解鏈形成的單鏈重新配對(duì)或被核酸酶降解 引物酶RNA聚合酶引物是一段 RNA分子DnaB+DnaC+DNA復(fù)制起始區(qū)域+弓I物酶二引發(fā)體DNA 聚合酶I、n、mDNA聚合酶IDNA聚合酶nDNA聚合酶m5' - 3'聚合活 性+3' - 5'外切活 性+5' - 3'外切活 性+-功能修復(fù)不詳染色體DNA的復(fù) 制校對(duì)去除引物、水解DNA聚合酶有6個(gè)結(jié)合位點(diǎn)：模

12、板結(jié)合位點(diǎn)；引物結(jié)合位點(diǎn)；引物3'OH結(jié)合位點(diǎn);底物dNTP結(jié)合位點(diǎn)；5' 一3'外切酶結(jié)合位點(diǎn)；3'一5'校正位點(diǎn)連接酶：DNA聚合酶只能催化多核甘酸鏈的延長(zhǎng),不能催化各片段間的連接,復(fù)制中的單鏈缺口由DNA連接酶催化,但是它不能催化兩條游離鏈的連接原核生物DNA復(fù)制的根本過(guò)程(1)起始：包括DNA復(fù)制起點(diǎn)雙鏈解開(kāi)及 RNA引物的合成(整個(gè) DNA復(fù)制過(guò)程中,只有復(fù)制起始受細(xì)胞周期的嚴(yán)風(fēng)格控)(2)延長(zhǎng)：DNA鏈的延長(zhǎng)主要由DNA聚合酶田催化(3)終止；1物的17六七3斤府勺弓|勒HNArrWin 催化 網(wǎng)7片為告L殳門成后的第引物合成產(chǎn)一個(gè)河崎片段D

13、NAW-GiW 切除尺KA中物. 門晚新的口14片段用補(bǔ)靚1真核與原核生物復(fù)制的區(qū)別:1 .原核生物單一起點(diǎn)；真核生物多起始點(diǎn)2,真核生物復(fù)制速度比原核生物慢3.原核生物催化先導(dǎo)鏈、后隨鏈的酶相同；真核不同4,原核細(xì)胞中引物酶與解旋酶相連；真核中引物酶與DNA聚合酶相連5,真核生物的染色體在全部完成復(fù)制之前,各個(gè)起始點(diǎn)上的DNA的復(fù)制不能再開(kāi)始,而原核生物,復(fù)制起始點(diǎn)可以連續(xù)開(kāi)始新的DNA復(fù)制,表現(xiàn)為雖只有一個(gè)復(fù)制單元,但可有多個(gè)復(fù)制叉.6,真核生物DNA復(fù)制的起始需要起始原點(diǎn)識(shí)別復(fù)合物 ORC參與7.在真核生物中主要有 5種DNA聚合酶a、§、丫、B半都不具有核酸外 切酶活性.端粒

14、的復(fù)制：依賴于端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶,由蛋白質(zhì)和 RNA組成DNA的損傷和修復(fù)與基因突變一DNA的損傷自發(fā)性損傷：脫嗯吟、喀咤；堿基脫氨基作用；堿基的互變異構(gòu)烯醇式與酮式、細(xì)胞正常代謝產(chǎn)物對(duì) DNA的損傷物理因素：高能離子化輻射X射線、丫射線；非離子化輻射紫外線化學(xué)因素：烷化劑；堿基類似物二DNA損傷的修復(fù)直接修復(fù)、切除修復(fù)、錯(cuò)配修復(fù)、重組修復(fù)、SOS修復(fù)直接修復(fù)：常見(jiàn)的有光復(fù)活修復(fù),作用于紫外線引起的DNA喀咤二聚體的損傷修復(fù),由DNA光復(fù)活酶識(shí)別并催化光復(fù)活反響.切除修復(fù)：切除修復(fù)是指在一系列酶的作用下,將 DNA分子中受損傷局部切除,然后以另一條完整的互補(bǔ)鏈為模板,重新合成切除的局部,使 DNA

15、恢復(fù)正常結(jié)構(gòu)的過(guò)程.一一修復(fù)DNA損傷的主要方式根本步驟：識(shí)別核酸內(nèi)切酶、切除+修補(bǔ)DNA聚合酶I 、連接DNA 連接酶錯(cuò)配修復(fù)：區(qū)別模板鏈和新合成的DNA鏈?zhǔn)峭ㄟ^(guò)堿基的甲基化來(lái)實(shí)現(xiàn)的.剛合成的子代分子中,親代鏈甲基化,新合成鏈的GATC中的A未被甲基化,故子代DNA暫時(shí)是半甲基化的,細(xì)胞發(fā)現(xiàn)錯(cuò)配堿基,首先切除未甲基化鏈上的錯(cuò)配堿基.重組修復(fù):SOS修復(fù)：當(dāng)DNA受到嚴(yán)重?fù)p傷,細(xì)胞為了生存誘發(fā)的一些復(fù)雜的反響.其誘發(fā)了修復(fù)機(jī)制相關(guān)酶與蛋白質(zhì)產(chǎn)生.三基因突變概念：在DNA分子堿基序列水平上所發(fā)生的一種永久性、可遺傳的變化.點(diǎn)突變轉(zhuǎn)換一一喀咤與喀咤,嗯吟與嗯吟、顛換一一喀咤與嗯吟、缺失、插入DNA

16、的轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)座子：基因組上可自主復(fù)制和位移的DNA片段,可以直接從基因組內(nèi)的一個(gè)位點(diǎn)移到另一個(gè)位點(diǎn),發(fā)生轉(zhuǎn)座重組,從而改變?nèi)旧w的結(jié)構(gòu).轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)移過(guò)程叫轉(zhuǎn)座.轉(zhuǎn)座子每次移動(dòng)時(shí)攜帶著轉(zhuǎn)座必需的基因一起在基因組內(nèi)躍遷,所以轉(zhuǎn)座子又稱跳躍基因.類型：簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)座子和復(fù)合轉(zhuǎn)座子結(jié)構(gòu)特征：1結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)或多個(gè)開(kāi)放閱讀框,其中有一個(gè)編碼轉(zhuǎn)座酶的基因,這種酶催化轉(zhuǎn)座子插入新的位置；2兩端有20-40bp的反向末端重復(fù)序列,末端重復(fù)序列是轉(zhuǎn)座所必需的,由于它們是轉(zhuǎn)座酶所識(shí)別的底物.轉(zhuǎn)座作用的遺傳學(xué)效應(yīng)：1.引起插入突變2.產(chǎn)生新的基因3.產(chǎn)生染色體畸變4.引起生物進(jìn)化反轉(zhuǎn)座子：以RNA為中間體進(jìn)行轉(zhuǎn)座第三章RNA

17、的合成轉(zhuǎn)錄的概念與特點(diǎn)轉(zhuǎn)錄：以DNA中一條鏈為模板,在RNA聚合酶催化下,以四種NTP為原料,合成RNA的過(guò)程.有兩種方式：DNA指導(dǎo)的RNA合成一一生物體內(nèi)的主要合成方式.RNA指導(dǎo)的RNA合成病毒.合成的RNA中,如只含一個(gè)基因的遺傳信息,稱為單順?lè)醋?；如含有幾個(gè)基因的遺傳信息,那么稱為多順?lè)醋?轉(zhuǎn)錄特點(diǎn)：不對(duì)稱性：指以雙鏈 DNA中的一條鏈作為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄,該鏈稱為模板鏈無(wú)意義鏈、負(fù)鏈,另一條不作為模板的鏈稱為 編碼鏈有意義鏈、正鏈連續(xù)性：RNA轉(zhuǎn)錄合成時(shí)為連續(xù)合成一段 RNA鏈,各條RNA鏈之間無(wú)需再進(jìn)行 連接.單向性：合成方向?yàn)?5'-3'有特定的起始和終止位點(diǎn)：RN

18、A轉(zhuǎn)錄合成時(shí),只能以DNA分子中的某一段作為模 板轉(zhuǎn)錄可同時(shí)進(jìn)行DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的比擬相同點(diǎn)：都以DNA為模板堿基的參加嚴(yán)格遵循堿基配對(duì)原那么都生成磷酸二酯鍵新鏈合成方向?yàn)?' -3'不同點(diǎn)：復(fù)制需要引物,轉(zhuǎn)錄不需引物轉(zhuǎn)錄時(shí),模板DNA的信息全保存,復(fù)制時(shí)模板信息是半保存轉(zhuǎn)錄時(shí),RNA聚合酶只有5' f3'聚合作用,無(wú)5' -3'及3' -5'外切活性復(fù)制過(guò)程是整條染色體復(fù)制,而轉(zhuǎn)錄是有選擇的,在某個(gè)時(shí)期,只有某個(gè)特定的基因或一組基因被轉(zhuǎn)錄復(fù)制-半保存,轉(zhuǎn)錄-不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄反響體系：DNA模板,NTP,酶,Mg2+, Mn2+合成方向

19、：5' 一3'連接方式：3' ,5磷酸二酯鍵原核與真核生物RNA聚合酶組成與功能該酶在單鏈DNA模板以及四種核糖核甘酸存在的條件下,不需要引物,即可從5'一3'聚合RNA.一原核核心酶+全酶“2 § § ' 3d核心酶：不能起始RNA的合成一轉(zhuǎn)錄起始因子,識(shí)別轉(zhuǎn)錄起始開(kāi)始部位作用：識(shí)別DNA分子中轉(zhuǎn)錄的起始部位,促進(jìn)與模板鏈結(jié)合,催化NTP的聚合,識(shí)別轉(zhuǎn)錄終止信號(hào).二真核根據(jù)對(duì)轉(zhuǎn)錄抑制劑鵝膏草堿的敏感性分為三類酶 定位 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物敏感性RNA Pol IRNA Pol IIRNA Pol IIIMt體 仁質(zhì)質(zhì)粒 核核核線rRNA

20、不敏原核不均一 RNA高度敏感tRNA不同種類敏感性不同線粒體RNAs不蔽感功能：識(shí)別DNA雙鏈上的啟動(dòng)子 使DNA變性在啟動(dòng)子處解旋成單鏈通過(guò)閱讀啟動(dòng)子序列,RNA pol確定它自己的轉(zhuǎn)錄方向和模板鏈到達(dá)終止子時(shí),通過(guò)識(shí)別停止轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)子與終止子一啟動(dòng)子基因轉(zhuǎn)錄起始所必需的一段 DNA序列,位于結(jié)構(gòu)基因上游.啟動(dòng)子本身不轉(zhuǎn)錄原核生物啟動(dòng)子：包括轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)、結(jié)合部位-10區(qū)、識(shí)別部位-35區(qū)、及二者之 間的間隔區(qū).-10區(qū)：位于起始點(diǎn)上游-10bp處,5'-TATAAT-3' , AT較豐富,易于解鏈,為 RNA聚合酶結(jié)合部位.-35區(qū)：位于-35bp處,5' -TTGA

21、CA- 3',為RNA 聚合酶識(shí)別位點(diǎn)真核生物啟動(dòng)子：三類RNA聚合酶n識(shí)別的啟動(dòng)子包括根底元件、上游元件、應(yīng)答元件根底元件：包括TATAbox和起始子,TATAbox與-10區(qū)相似,是轉(zhuǎn)錄因子與 DNA 結(jié)合部位上游元件：作用是提升轉(zhuǎn)錄效率,并不是所有的啟動(dòng)子必須的二終止子在基因編碼區(qū)下游的可被 RNA聚合酶識(shí)別和停止合成 RNA的一段DNA序列特點(diǎn)：富含GC與AT,形成發(fā)卡結(jié)構(gòu)和連續(xù)的 U區(qū),以終止轉(zhuǎn)錄.蛋白p因子輔助識(shí)別終止信號(hào),參與終止.大腸桿菌中的兩類終止子:強(qiáng)終止子：發(fā)夾結(jié)構(gòu),3,端上有6個(gè)U弱終止子一需要P因子原核生物RNA的合成分為起始,延長(zhǎng)、終止三個(gè)階段轉(zhuǎn)錄起始不需要

22、引物RNA按5' 3'方向延伸真核生物轉(zhuǎn)錄過(guò)程與原核生物的不同點(diǎn)(1)轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞不同位置進(jìn)行(2)原核只有一種RNA聚合酶,而真核細(xì)胞有三種聚合酶；(3)啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同,真核有三種不同的啟動(dòng)子和有關(guān)的元件；(4)真核生物RNA聚合酶自身不能識(shí)別和結(jié)合到啟動(dòng)子上,需要轉(zhuǎn)錄因子先于啟動(dòng)子結(jié)合后才能結(jié)合上去.RNA轉(zhuǎn)錄后加工< rRNA 原核真核都需要加工tRNA J原核：一般不需要加工,邊轉(zhuǎn)錄邊賽譯I mRNAJ尸5'加帽1口 卜在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中1真核：需要加工r 3,加尾j剪接轉(zhuǎn)錄后進(jìn)行減少局部片段：切除5'端前導(dǎo)序列,3'端拖尾序列和中部的內(nèi)含子

23、增加局部片段：5'加帽,3'加poly(A),通過(guò)編輯參加一些堿基修飾：對(duì)某些堿基進(jìn)行甲基化(一)原核生物RNA專錄后加工轉(zhuǎn)錄過(guò)程中幾個(gè)結(jié)構(gòu)基因利用共同的啟動(dòng)子和共同的終止信號(hào),轉(zhuǎn)錄形成一條mRN給子,一條mRN僦可編碼幾種不同的蛋白質(zhì).形成的 mRN版為多順 反子Mrna.二真核生物RNA專錄后加工tRNA加工：與原核生物不同的一點(diǎn)是先將內(nèi)含子切除,再由連接酶將外顯子連接mRNAi口工：一個(gè)結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄成一個(gè)mRN冊(cè)子且內(nèi)含子與外顯子一起被轉(zhuǎn)錄包括：5'末端加帽子、3'端多聚A尾、剪接去除內(nèi)含子將外顯子連接"內(nèi)含子1內(nèi)含于2外顯子1外顯子2外顯子3D

24、NA_ I11【轉(zhuǎn)錄 初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物I 11_ _ 1 I加工d JI-*1_1_ _ AAAAAAAA內(nèi)含子InpoiyA5'末端加帽子：脫磷、加 GTR甲基化細(xì)胞核內(nèi)完成0 型帽子：7一甲基鳥(niǎo)甘三磷酸嗎 mA7GpppNI型、II型3'端多聚A尾：poly A不為基因編碼,由poly A聚合酶合成細(xì)胞核剪接：核內(nèi)不均一 RNA hnRNA :為mRNA勺前體,轉(zhuǎn)錄物中外顯子與內(nèi)含子間隔排列,需經(jīng)剪接加工后生成 mRNA外顯子：在真核生物基因中編碼蛋白質(zhì)的序列.內(nèi)含子：非編碼蛋白的序列內(nèi)含子的類型發(fā)現(xiàn)的位置GUAG內(nèi)含子真核細(xì)胞核mRNA前體AU-AC內(nèi)含子真逐細(xì)胞核mRNA西

25、體5'端剪切點(diǎn)為GU 3'端剪切點(diǎn)為AG核酶：具有酶的催化活性的RNA為核酶第四章 蛋白質(zhì)的生物合成和轉(zhuǎn)運(yùn)譯：從mRNA鏈上一個(gè)特定的起始位點(diǎn)開(kāi)始,按每三個(gè)核甘酸代表一個(gè)氨基酸的原那么,依次合成一條多肽鏈的過(guò)程.包括起始、延長(zhǎng)、終止.一參與蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)20種氨基酸、mRNA、tRNA、核糖核蛋白體RNA和核糖體、輔助因子mRNA :起始密碼-AUG終止密碼-UAA/UGA/UAG1通用性與特殊性人線粒體中,UGA不是終止碼,而是色氨酸的密碼子2簡(jiǎn)并性一種以上密碼子編碼同一個(gè)氨基酸(3)擺動(dòng)性(前兩個(gè)堿基決定其專一性,第三位堿基可有變異 )(4)連續(xù)性和方向性(5)不重疊

26、性tRNA： (1)具反密碼子識(shí)別 mRNA上密碼子,反密碼子閱讀方向5'3',反密碼子第一位堿基與密碼子第三位堿基配對(duì).(2)攜帶氨基酸,氨基酸結(jié)合在tRNA 3'端CCA的位置.一種氨基酸可 被幾種tRNA攜帶,一種tRNA只攜帶一種氨基酸.tRNA以所運(yùn)氨基酸命名, 如攜帶丙氨酸的叫丙氨酸一tRNA,結(jié)合氨基酸后,成為丙氨酰一tRNA.(3)連接多肽鏈和核糖核糖核蛋白體：蛋白質(zhì)肽鍵的合成就是在這種核糖體上進(jìn)行的.一類附著于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),參與分泌蛋白的合成.另一類游離于胞質(zhì),參與細(xì)胞固有蛋白質(zhì)的 合成.原核生物與真核生物核糖體組分核糖體 亞基 rRNAs細(xì)菌70S50

27、S23S5S 30S16S哺乳動(dòng)物 80S60S28s5S 5.8S 40S18S核糖體上活性位點(diǎn)空載停留位點(diǎn)t (exit) siteP ;pepiid-y si(eMS sunn Ft延伸中盤酰tRNA結(jié)合部位形成肽健的部位(轉(zhuǎn)肽彝中央)TiRNA'Oinciing siteniRX4結(jié)合部位所以動(dòng)順序是從A位點(diǎn)到P位點(diǎn)再到E,通過(guò)密碼子與反密礙于相互作用保證反 應(yīng)走向?qū)?不會(huì)1曝 (二)蛋白質(zhì)合成的過(guò)程 氨基酸的活化與轉(zhuǎn)運(yùn)、多肽鏈合成的起始、肽鏈的延長(zhǎng)、肽鏈合成終止、折疊與 加工(1)氨基酸的活化與轉(zhuǎn)運(yùn)：氨酰-tRNA合成酶催化氨基酸的活化和與特異的tRNA結(jié)合(2)多肽鏈合成的

28、起始：識(shí)別起始密碼子,核糖體與 mRNA第一個(gè)氨酰-tRNA、起始因子結(jié)合形成起始復(fù)合物.原核生物中：真核生物中：起始氨基酸是：甲酰甲硫氨酸甲硫氨酸起始 AA-tRNA是：fMet-tRNAfMetMet-tRNAMet原核起始tRNA: tRNAf 真核生物起始：tRNAi 延伸：tRNAm(3)肽鏈的延長(zhǎng)一一結(jié)合、轉(zhuǎn)肽、移位肽鏈合成的終止：當(dāng)核蛋白體 A位出現(xiàn)終止密碼后,多肽鏈合成停止,肽鏈從肽酰tRNA中釋出,mRNA、核蛋白體大小亞基等別離 真核生物與原核生物蛋白質(zhì)合成的異同(1)起始核糖體為80S用于起始的氨酰-tRNA為Met-tRNAMet (甲硫氨酸沒(méi)有被甲?；?起始因子較多m

29、RNA的5'端帽子結(jié)構(gòu)和3'端polyA都參與形成譯起始復(fù)合物(三)蛋白質(zhì)合成的抑制劑(1)抗生素類阻斷劑? 鏈霉素、卡那霉素、新霉素抑制G-蛋白質(zhì)合成的三個(gè)階段：阻止起始復(fù)合物的形成,使氨基酰tRNA從復(fù)合物中脫落；在肽鏈延伸階段,使氨基酰tRNA與mRNA錯(cuò)配；在終止階段,阻礙終止因子與核蛋白體結(jié)合,使已合成的多肽鏈無(wú)法釋放,而且還抑制 70S核糖體的解離.? 四環(huán)素和土霉素 作用于細(xì)菌內(nèi)30S小亞基,抑制起始復(fù)合物的形成； 抑制氨基酰tRNA進(jìn)入核糖體的A位,阻滯肽鏈的延伸； 影響終止因子與核糖體的結(jié)合,使已合成的多肽鏈不能脫落離核糖體.? 氯霉素一廣譜抗生素.? 與核糖

30、體上的A位緊密結(jié)合,因此阻礙氨基酰tRNA進(jìn)入A位.? 抑制轉(zhuǎn)肽酶活性,使肽鏈延伸受到影響,菌體蛋白質(zhì)不能合成,因此有較強(qiáng)的抑菌作用? 喋吟霉素代一些氨基酰tRNA進(jìn)入核糖體的A位,當(dāng)延長(zhǎng)中的肽轉(zhuǎn)入此異常 A位時(shí),容易脫落,終止肽鏈合成.? 白喉霉素(2)干擾素對(duì)病毒蛋白合成的抑制干擾素是真核細(xì)胞感染病毒后能分泌的一類有抗病毒作用的蛋白質(zhì),能抑制病毒的繁殖.擾素誘導(dǎo)的蛋白激酶使真核eIF2磷酸化失活(三)蛋白質(zhì)的運(yùn)轉(zhuǎn)分泌蛋白一譯-轉(zhuǎn)運(yùn)同步機(jī)制；細(xì)胞器需要-譯后轉(zhuǎn)錄機(jī)制(1)譯-運(yùn)轉(zhuǎn)同步機(jī)制信號(hào)肽假說(shuō)信號(hào)肽：常指新合成多肽鏈中用于指導(dǎo)蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)移的N-末端氨基酸序列假說(shuō)的根底：蛋白質(zhì)定位的信息

31、存在于該蛋白質(zhì)自身結(jié)構(gòu)中,并且通過(guò)與膜上特殊受體的相互作用得以表達(dá)假說(shuō)的內(nèi)容：蛋白質(zhì)跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)也是由 mRNA編碼的.在起始密碼子后,有 一段編碼疏水性氨基酸序列的 RNA區(qū)域,這個(gè)氨基酸序列就被稱為信號(hào)序列.信號(hào)序列在結(jié)合核糖體上合成后便與膜上特定受體相互作用,產(chǎn)生通道,允許這段多肽在延長(zhǎng)的同時(shí)穿過(guò)膜結(jié)構(gòu),因此,這種方式是邊譯邊跨膜運(yùn)轉(zhuǎn).當(dāng)譯進(jìn)行到500個(gè)氨基酸后,信號(hào)肽開(kāi)始從核糖體上露出,被糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上受體識(shí)別并結(jié)合,信號(hào)肽進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)后,被水解,正在合成的新生肽 隨之通過(guò)蛋白孔道穿越磷脂雙分子層,當(dāng)核糖體移至終止子,蛋白質(zhì)合成 結(jié)束,膜上的蛋白通道消失,核糖體重新處于自由態(tài).2譯后轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)

32、制：線粒體蛋白質(zhì)跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)、葉綠體蛋白質(zhì)的跨膜運(yùn)轉(zhuǎn)四蛋白質(zhì)的降解泛素一一蛋白酶體系統(tǒng),包括兩個(gè)主要步驟：1底物蛋白的泛素化標(biāo)記2蛋白酶體水解底物蛋白1底物蛋白的泛素化標(biāo)記A.泛素激活酶E1活化泛素形成E1-泛素復(fù)合物,消耗1分子ATP;B.泛素載體蛋白E2催化泛素分子從E1轉(zhuǎn)到E2,形成E2-泛素復(fù)合物,釋放出E1;C.在泛素蛋白連接酶E3的催化下,泛素分子羥基末端與底物蛋白肽鏈中某些賴氨酸側(cè)鏈上的e 氨基形成異肽鍵；D.第二個(gè)泛素分子竣基末端與第一個(gè)泛素分子 48位賴氨酸側(cè)鏈的e 一氨基連接,以后的泛素分子以相同方式連接,最終形成多聚泛素分子的蛋白鏈標(biāo)記.2蛋白酶體水解底物蛋白A.具調(diào)節(jié)活性的

33、19S蛋白復(fù)合體使底物蛋白去折疊,并通過(guò)蛋白酶體受體端裂隙進(jìn)入20S內(nèi)部；B.具催化活性的20S蛋白復(fù)合體將底物蛋白降解為小片段,小片段的釋放方式還不太清楚.釋放出的泛素分子可被循環(huán)利用.第五章 原核生物的基因表達(dá)調(diào)控基因表達(dá)：從DNA到蛋白質(zhì)或功能RNA的過(guò)程.基因表達(dá)調(diào)控：圍繞基因表達(dá)過(guò)程中發(fā)生的各種各樣的調(diào)節(jié)方式都通稱為基因表達(dá)調(diào)控一基因/染色體水平、轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控、轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控、翻譯水平、譯后水平的調(diào)控原核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點(diǎn)調(diào)節(jié)的主要環(huán)節(jié)在轉(zhuǎn)錄水平上進(jìn)行因子決定RNA聚合酶識(shí)別特異性主要通過(guò)操縱子模式進(jìn)行調(diào)節(jié)阻遏蛋白對(duì)轉(zhuǎn)錄的抑制作用阻遏機(jī)制是普遍存在的負(fù)調(diào)控作用順式作用：不轉(zhuǎn)變?yōu)槿?/p>

34、何其他形式RNA或蛋白質(zhì)而只以DNA形式在原來(lái)位置起作用,僅影響與其緊密相連的 DNA序列.順式作用元件：對(duì)基因表達(dá)有調(diào)節(jié)活性的DNA序列,其活性只影響與其自身同處在一個(gè)DNA分子上的基因.通常不編碼蛋白質(zhì),多位于基因旁側(cè) 或內(nèi)含子中.包括啟動(dòng)子,增強(qiáng)子,沉默子等.反式作用：編碼產(chǎn)物從合成地點(diǎn)擴(kuò)散到其他場(chǎng)所起作用的過(guò)程.反式作用因子：能直接或間接地識(shí)別或結(jié)合在各類順式作用元件核心序列上,參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率的蛋白質(zhì).調(diào)節(jié)基因編碼的產(chǎn)物.多為轉(zhuǎn)錄因子.組成蛋白：細(xì)胞內(nèi)有許多種蛋白質(zhì)的數(shù)量幾乎不受外界環(huán)境的影響,這些蛋白質(zhì)稱為組成蛋白.調(diào)節(jié)蛋白：是一類特殊的蛋白質(zhì),它們可以影響一種或多種基因的表

35、達(dá).正調(diào)節(jié)蛋白和負(fù)調(diào)節(jié)蛋白,前者是激活蛋白,后者是阻遏蛋白.基因表達(dá)的方式? 組成性基因表達(dá)? 適應(yīng)性表達(dá)誘導(dǎo)和阻遏表達(dá)1、組成性基因表達(dá)指不大受環(huán)境變動(dòng)而變化的一類基因的表達(dá).如：DNA聚合酶、RNA聚合酶等代謝過(guò)程中十分必須的蛋白質(zhì)或酶的表達(dá).2、適應(yīng)性表達(dá)誘導(dǎo)和阻遏表達(dá)指環(huán)境的變化容易使其表達(dá)水平變動(dòng)的一類基因表達(dá).?誘導(dǎo)表達(dá)induction指在特定環(huán)境因素刺激下,基因被激活,從而使基因 的表達(dá)產(chǎn)物增加.這類基因稱為可誘導(dǎo)基因.?阻遏表達(dá)repression指在特定環(huán)境因素刺激下,基因被抑制,從而使基因 的表達(dá)產(chǎn)物減少.這類基因稱為可阻遏基因.1、負(fù)調(diào)控 negative regula

36、tion? 在沒(méi)有調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)存在時(shí)基因是表達(dá)的,參加某種調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)后基因活性就被關(guān)閉,這樣的限制系統(tǒng)就叫做負(fù)控系統(tǒng) .? 其調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)叫做阻遏蛋白? 兩種類型：負(fù)控誘導(dǎo)和負(fù)控阻遏2、正調(diào)控 positive regulation? 在沒(méi)有調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)存在時(shí)基因是關(guān)閉的,參加某種調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)后基因活性就被開(kāi)啟,這樣的限制系統(tǒng)就叫做正控系統(tǒng).? 其調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)叫做無(wú)輔基誘導(dǎo)蛋白激活蛋白? 兩種類型:正控誘導(dǎo)和正控阻遏系統(tǒng)特殊代謝物調(diào)節(jié)基因表達(dá)的類型1、可誘導(dǎo)調(diào)節(jié)些基因在特殊的代謝物或化合物的作用下, 由原來(lái)關(guān)閉的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ鳡顟B(tài),即在某些物質(zhì)的誘導(dǎo)下使基因活化.調(diào)節(jié)分解代謝的操縱子,同時(shí)受 cAMP-

37、CAP的活性調(diào)節(jié)一一乳糖操縱子2、可阻遏調(diào)節(jié)些基因在特殊的代謝物或化合物的作用下, 由原來(lái)開(kāi)啟的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài),基因的表達(dá)被阻遏調(diào)節(jié)合成代謝的操縱子一一色氨酸操縱子細(xì)菌的應(yīng)急反響：指細(xì)菌在惡劣生長(zhǎng)環(huán)境中關(guān)閉tRNA和核糖體形成的水平細(xì)菌的應(yīng)急反響的機(jī)制:應(yīng)急信號(hào)：鳥(niǎo)甘四磷酸(ppGpp)、鳥(niǎo)甘五磷酸(pppGpp) 誘導(dǎo)物：空載tRNA降解物對(duì)基因活性的調(diào)節(jié)1、葡萄糖效應(yīng)(降解物抑制作用)是指當(dāng)葡萄糖和其它糖類一起作為細(xì)菌的碳源時(shí)葡萄糖總是優(yōu)先被利用,葡萄糖的存在阻止了其它糖類的利用的現(xiàn)象.2、降解物對(duì)基因活性的調(diào)節(jié)葡萄糖通過(guò)降低cAMP的含量而抑制基因表達(dá)操縱子：由操縱基因以及相鄰的假設(shè)

38、干結(jié)構(gòu)基因所組成的功能單位,其中結(jié)構(gòu)基因 轉(zhuǎn)錄受操縱基因限制操縱基因(operator) ： O也引聾作子,是持久子中的捏制假設(shè)因,在揉城子上一景與息動(dòng)子相討, 通常處于開(kāi)放狀態(tài),使RKA聚臺(tái)癖通過(guò)并作用于肩動(dòng)子扇動(dòng)轉(zhuǎn)錄.A調(diào)控某因(regulator gene) ： I通過(guò)編題蛋白質(zhì)或RNA來(lái)調(diào)節(jié)箕他基 舌表達(dá)的塞舌,結(jié)枸基因(structural gene) ： Z YA需得蚩芻既成RNA的基因,哦操到子得坐 的基因,S乳糖操縱子模型一一代謝型操縱子DNA mHNAPolypepfickiFoldingprat GinO ZYStruduml gwiesMedium/J-Gakaclosi

39、dae Ptenrwase MwwtelylaM1、Z、Y、A基因的產(chǎn)物為一條多順?lè)醋?mRNAlacZ:編碼B-半乳糖甘酶,它可以將乳糖水解為半乳糖和葡萄糖；lacY:編碼半乳糖甘透性酶,它能將乳糖運(yùn)送透過(guò)細(xì)菌的細(xì)胞壁；lacA:編碼硫代半乳糖甘乙酰轉(zhuǎn)移酶,進(jìn)行乳糖代謝.2、O區(qū)就是阻遏物結(jié)合區(qū)3、lac P 啟動(dòng)子區(qū)：從I基因結(jié)束到mRNA轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)止,有cAMP-CAP結(jié)合區(qū)4、cAmp-CAP代謝激活蛋白CAP 是cAmp的受體蛋白CRPcAmp-CAP復(fù)合物,是lac操縱元的正調(diào)控因子5、葡萄糖對(duì)lac操縱子的影響?葡萄糖存在時(shí)腺甘酸環(huán)化酶活性降低,ATP無(wú)法轉(zhuǎn)變成cAMP,不能形

40、成CAP-cAMP復(fù)合蛋白,RNA酶無(wú)法結(jié)合在 DNA上,結(jié)構(gòu)基因不表達(dá).?代謝物阻遏效應(yīng)?研究認(rèn)為葡萄糖的某些降解產(chǎn)物抑制lac mRNA的合成,這種效應(yīng)稱之為代謝物阻遏效應(yīng).K 1POZVatrp操縱子的阻遏調(diào)控機(jī)制一一合成代謝trjj呆trjj? trjfO trpE trpJ irpC IrjrB tqWTrpK 無(wú)活性阻遏蛋白捕阻遏物CTrp圖16-17 TrpR被T激活后可阻遏tr/ 鼬子的轉(zhuǎn)錄結(jié)構(gòu)基因EDCBA色氨酸操縱子主要參與調(diào)控一系列用于色氨酸合成代謝的酶蛋白的轉(zhuǎn)錄合成.當(dāng)細(xì)胞內(nèi)缺乏色氨酸時(shí),此操縱子開(kāi)放,而當(dāng)細(xì)胞內(nèi)合成的色氨酸過(guò)多 時(shí),此操縱子被關(guān)閉.色氨酸操縱子的調(diào)控機(jī)制與乳糖操縱子類似,但通常情況下,操縱子處于開(kāi)放狀態(tài),具輔阻遏蛋白不能與操縱基因結(jié)合而阻遏轉(zhuǎn)錄.而當(dāng)色氨酸合成過(guò)多時(shí),色氨酸作為輔阻遏物與輔阻遏蛋白結(jié)合而形成阻遏 蛋白,后者與操縱基因結(jié)合而使基因轉(zhuǎn)錄關(guān)閉.色氨酸操縱子特點(diǎn)1 trpR89'和 trpEDCBA25'不連