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1、分子生物學(xué)1 DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu):指DNA分子中核苷酸的排列順序。2 DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu):指兩條DNA單鏈形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)、三股螺旋結(jié)構(gòu)以及四股螺旋結(jié)構(gòu)。3 DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu):雙鏈DNA進(jìn)一步扭曲盤(pán)旋形成的超螺旋結(jié)構(gòu)。4 DNA的甲基化:DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)中,有一些堿基可以通過(guò)加上一個(gè)甲基而被修飾,稱(chēng)為DNA的甲基化。甲基化修飾在原核生物DNA中多為對(duì)一些酶切位點(diǎn)的修飾,其作用是對(duì)自身DNA產(chǎn)生保護(hù)作用。真核生物中的DNA甲基化則在基因表達(dá)調(diào)控中有重要作用。真核生物DNA中,幾乎所有的甲基化都發(fā)生于二核苷酸序列5-CG-3的C上,即5-mCG-3.5 CG島:基因組DNA中大部分CG二核苷酸是高度甲

2、基化的,但有些成簇的、穩(wěn)定的非甲基化的CG小片段,稱(chēng)為CG島,存在于整個(gè)基因組中。“CG”島特點(diǎn)是G+C含量高以及大部分CG二核苷酸缺乏甲基化。6 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點(diǎn):(1) DNA是反向平行的互補(bǔ)雙鏈結(jié)構(gòu)。(2) DNA雙鏈?zhǔn)怯沂致菪Y(jié)構(gòu)。螺旋每旋轉(zhuǎn)一周包含了10對(duì)堿基,螺距為3.4nm. DNA雙鏈說(shuō)形成的螺旋直徑為2 nm。每個(gè)堿基旋轉(zhuǎn)角度為36度。DNA雙螺旋分子表面存在一個(gè)大溝和一個(gè)小溝,目前認(rèn)為這些溝狀結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)和DNA間的識(shí)別有關(guān)。(3) 疏水力和氫鍵維系DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。DNA雙鏈結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定橫向依靠?jī)蓷l鏈互補(bǔ)堿基間的氫鍵維系,縱向則靠堿基平面間的疏水性堆積力維持。

3、7 核小體的組成:染色質(zhì)的基本組成單位被稱(chēng)為核小體,由DNA和5種組蛋白H1,H2A,H2B,H3和H4共同構(gòu)成。各兩分子的H2A,H2B,H3和H4共同構(gòu)成八聚體的核心組蛋白,DNA雙螺旋纏繞在這一核心上形成核小體的核心顆粒。核小體的核心顆粒之間再由DNA和組蛋白H1構(gòu)成的連接區(qū)連接起來(lái)形成串珠樣結(jié)構(gòu)。8 順?lè)醋樱–istron):由結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄生成的RNA序列亦稱(chēng)為順?lè)醋印? 單順?lè)醋樱╩onocistron):真核生物的一個(gè)結(jié)構(gòu)基因與相應(yīng)的調(diào)控區(qū)組成一個(gè)完整的基因,即一個(gè)表達(dá)單位,轉(zhuǎn)錄物為一個(gè)單順?lè)醋?。從一條mRNA只能翻譯出一條多肽鏈。10多順?lè)醋?polycistron): 原核生物

4、具有操縱子結(jié)構(gòu),幾個(gè)結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄在一條mRNA鏈上,因而轉(zhuǎn)錄物為多順?lè)醋?。每個(gè)順?lè)醋臃謩e翻譯出各自的蛋白質(zhì)。11原核生物mRNA結(jié)構(gòu)的特點(diǎn):(1) 原核生物mRNA往往是多順?lè)醋拥模疵糠肿觤RNA帶有幾種蛋白質(zhì)的遺傳信息。(2)mRNA 5端無(wú)帽子結(jié)構(gòu),3端無(wú)多聚A尾。(3)mRNA一般沒(méi)有修飾堿基。12真核生物mRNA結(jié)構(gòu)的特點(diǎn): (1)5端有帽子結(jié)構(gòu)。即7甲基鳥(niǎo)嘌呤三磷酸鳥(niǎo)苷m7GpppN。 (2)3端大多數(shù)帶有多聚腺苷酸尾巴。 (3)分子中可能有修飾堿基,主要有甲基化。 (4)分子中有編碼區(qū)和非編碼區(qū)。14tRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)tRNA是單鏈小分子。(2)tRNA含有很多稀有堿基。(

5、3)tRNA的5端總是磷酸化,5末端核苷酸往往是pG.(4)tRNA的3端是CCAOH序列。是氨基酸的結(jié)合部位。(5)tRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)形狀類(lèi)似于三葉草,含二氫尿嘧啶環(huán)(D環(huán))、T環(huán)和反密碼子環(huán)。(6)tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)是倒L型。D環(huán)和T環(huán)在L的拐角上。15rRNA(1)rRNA是細(xì)胞內(nèi)含量最豐富的RNA,它們與核糖體蛋白共同構(gòu)成核糖體,后者是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所。(2) 核糖體和rRNA一般都用沉降系數(shù)S表示大小。原核生物核糖體的沉降系數(shù)為70S,由50S和30S兩個(gè)大小亞基組成,30S小亞基含有16SrRNA和21種蛋白質(zhì)。50S大亞基含有23S和5SrRNA以及34種蛋白質(zhì)。真核生物沉降系數(shù)

6、為80S,由大小亞基組成。40S小亞基含有18SrRNA和30多種蛋白質(zhì)。60SrRNA含有5S、5.8S和28SrRNA 以及大約45種蛋白質(zhì)。16核酶(ribozyme):某些RNA分子能催化自身或其他RNA分子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),即具有酶樣的催化活性,這類(lèi)具有催化活力的RNA稱(chēng)為核酶。核酶分為3類(lèi):(1) 異體催化的剪切型。(2)自體催化的剪切型 (3)內(nèi)含子的自我剪切型。17核內(nèi)不均一RNA(hnRNA):真核生物轉(zhuǎn)錄生成的mRNA前體即為hnRNA。這類(lèi)mRNA前體必須經(jīng)過(guò)一系列的加工處理才能變成成熟的mRNA。加工過(guò)程的主要環(huán)節(jié)包括:(1)5端加帽 (2)3端加尾 (3)內(nèi)含子的切除和外

7、顯子的連接 (4)分子內(nèi)部的甲基化修飾 (5)核苷酸序列的編輯作用。18miRNA:是一種單鏈小分子RNA,廣泛存在于真核生物中,是一組不編碼蛋白質(zhì)的短序列RNA,其特點(diǎn)就是高度的保守性、時(shí)序性和組織特異性。研究表明miRNA可能決定組織和細(xì)胞的功能特異性,也可能參與了復(fù)雜的基因調(diào)控,對(duì)組織的發(fā)育起重要作用。19siRNA:小干擾RNA。是人工合成的短的雙鏈RNA,它可抑制細(xì)胞內(nèi)特定基因的表達(dá),導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄后基因失活。siRNA是RNAi的重要工具。20反義RNA:堿基序列正好和有意義mRNA互補(bǔ)的RNA稱(chēng)為反義RNA。這類(lèi)RNA也是單鏈RNA,可與mRNA配對(duì)形成雙鏈,最終抑制mRNA作為模板進(jìn)

8、行翻譯,這是反義RNA主要的調(diào)控功能。21順式作用元件(cis-acting element):真核生物基因中的調(diào)控序列被稱(chēng)為順式作用元件,包括:?jiǎn)?dòng)子和上游啟動(dòng)子元件,增強(qiáng)子,反應(yīng)元件,Poly(A)加尾信號(hào)。22增強(qiáng)子(enhancer):是一段短的DNA序列,其中含有多個(gè)作用元件,可以特異性與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合,增強(qiáng)基因的轉(zhuǎn)錄活性。增強(qiáng)子可以位于基因的任何位置,增強(qiáng)子的功能與其位置和方向無(wú)關(guān)。23基因:是核酸分子中貯存遺傳信息的遺傳單位,是指貯存有功能的蛋白質(zhì)多肽鏈或RNA序列信息及表達(dá)這些信息所必需的全部核苷酸序列。一個(gè)基因不僅僅包括編碼蛋白質(zhì)肽鏈或RNA的核酸序列,還包括保證轉(zhuǎn)錄所必需的調(diào)

9、控序列及位于編碼區(qū)5端上游的非編碼序列,內(nèi)含子和位于編碼區(qū)3端下游的非編碼序列。24基因組:泛指一個(gè)細(xì)胞或病毒的全部遺傳信息。在真核生物體中,基因組是指一套完整單倍體DNA和線粒體DNA的全部序列,既包括編碼序列,也包括非編碼序列。25病毒基因組包括:?jiǎn)捂溦蒖NA,單鏈負(fù)股RNA,雙鏈RNA,雙鏈DNA和單鏈正股DNA。26SARS冠狀病毒屬于:?jiǎn)捂溦蒖NA病毒。逆轉(zhuǎn)錄病毒屬于:?jiǎn)捂溦蒖NA病毒。27逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組包括三個(gè)結(jié)構(gòu)基因:gag、pol和env。分別編碼:核心蛋白、逆轉(zhuǎn)錄酶和膜蛋白。28操縱子(operon):是指數(shù)個(gè)功能上相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)基因串聯(lián)在一起,構(gòu)成信息區(qū),連同其上游的

10、調(diào)控區(qū)(包括啟動(dòng)子和操縱序列)和下游的轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)所構(gòu)成的基因表達(dá)單位,所轉(zhuǎn)錄的RNA為多順?lè)醋印?9質(zhì)粒:是存在于細(xì)菌染色體之外的、具有自主復(fù)制能力的環(huán)狀雙鏈DNA分子。30質(zhì)粒的不相容性:具有相同復(fù)制起始位點(diǎn)和分配區(qū)的兩種質(zhì)粒不能共存于一個(gè)宿主菌,這種現(xiàn)象稱(chēng)為質(zhì)粒的不相容性。31轉(zhuǎn)座因子:既可移動(dòng)的基因成分,是指能在一個(gè)DNA分子內(nèi)部或兩個(gè)DNA分子之間移動(dòng)的DNA片段。原核生物的轉(zhuǎn)座因子包括:插入序列、轉(zhuǎn)座子和Mu噬菌體。32插入序列: 是一類(lèi)較小的沒(méi)有表型效應(yīng)的轉(zhuǎn)座因子,由一個(gè)轉(zhuǎn)位酶基因及兩側(cè)的反向重復(fù)序列組成。33轉(zhuǎn)座子:是一類(lèi)較大的可移動(dòng)成分,除有關(guān)轉(zhuǎn)座的基因外,至少帶有一個(gè)與轉(zhuǎn)座

11、作用無(wú)關(guān)的并決定宿主菌遺傳性狀的基因 。34斷裂基因:真核生物的結(jié)構(gòu)基因,由若干個(gè)編碼區(qū)和非編碼區(qū)互相間隔而又連續(xù)鑲嵌而成,去除編碼區(qū)再連接后,可翻譯出由連續(xù)氨基酸組成的完整蛋白質(zhì)這些基因稱(chēng)為斷裂基因。35snRNA:核內(nèi)小RNA,分子中尿嘧啶含量最豐富。snRNA和核內(nèi)蛋白質(zhì)組成小分子核糖核蛋白體,作為RNA剪接的場(chǎng)所。36啟動(dòng)子:能夠被RNA聚合酶識(shí)別并結(jié)合并起始轉(zhuǎn)錄的核苷酸序列。典型的啟動(dòng)子包括TATA盒,CAAT盒和GC盒。37反應(yīng)元件:一些信息分子的受體被細(xì)胞外信息分子激活后,能與特異的 DNA序列結(jié)合,調(diào)控基因的表達(dá)。這些特異的DNA序列實(shí)際上也是順式元件,由于能介導(dǎo)基因?qū)?xì)胞外的

12、某種信號(hào)產(chǎn)生反應(yīng),被稱(chēng)為反應(yīng)元件。38基因家族:指核苷酸序列或編碼產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)具有一定程度同源性的一組基因。39端粒DNA重復(fù)序列:TTAGGG。微衛(wèi)星DNA常見(jiàn)重復(fù)單位(AC)和(TG)。40衛(wèi)星DNA:是出現(xiàn)在非編碼區(qū)的串聯(lián)重復(fù)序列。其特點(diǎn)是具有固定的重復(fù)序列,該重復(fù)單位首尾相連形成重復(fù)序列片段,通常存在于間隔DNA和內(nèi)含子中。衛(wèi)星DNA可分為大衛(wèi)星DNA、小衛(wèi)星DNA和微衛(wèi)星DNA。41端粒:以線性染色體形式存在的真核基因組DNA的末端都有一種特殊的結(jié)構(gòu),端粒。該結(jié)構(gòu)是一段DNA序列和蛋白質(zhì)形成的一種復(fù)合體,僅在真核細(xì)胞染色體末端存在。端粒的功能主要有:保護(hù)線性DNA的完整復(fù)制,保護(hù)染色體

13、末端及決定細(xì)胞的壽命等。42Alu家族:序列中有限制性?xún)?nèi)切酶Alu的酶切位點(diǎn)。重復(fù)單位是300bp.屬短散在核元件,為靈長(zhǎng)類(lèi)基因組所特有。43假基因:是指與某些有功能的基因結(jié)構(gòu)相似,但不能表達(dá)基因產(chǎn)物的基因。44人類(lèi)基因組的四張圖譜:遺傳圖、物理圖、序列圖和轉(zhuǎn)錄圖。遺傳圖指基因或DNA標(biāo)記在染色體上以遺傳距離表示的相對(duì)位置。物理圖指基因或DNA標(biāo)記間的實(shí)際距離。序列圖指人類(lèi)基因組的全部核苷酸序列,也是最詳盡的物理圖。轉(zhuǎn)錄圖指基因圖譜。45端粒酶:由三部分組成,端粒RNA,端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶,端粒酶協(xié)同蛋白。端粒酶兼有提供RNA模版和催化逆轉(zhuǎn)錄酶的功能。端粒酶通過(guò)一種爬行模型的機(jī)制維持染色體的完整。

14、46. 半保留復(fù)制:子代細(xì)胞的DNA,一股單鏈從親代完整的接受過(guò)來(lái),另一股單鏈則完全重新合成,兩個(gè)子細(xì)胞的DNA都和親代DNA堿基序列一致,這種復(fù)制方式稱(chēng)為半保留復(fù)制。47. 半不連續(xù)復(fù)制:順著解鏈方向生成的子鏈,復(fù)制是連續(xù)進(jìn)行的,這股鏈稱(chēng)為領(lǐng)頭鏈。另一股鏈因?yàn)閺?fù)制方向與解鏈方向相反,不能順著解鏈方向連續(xù)延長(zhǎng),必須等模板鏈解開(kāi)至足夠長(zhǎng)度,然后從5-3生成引物并復(fù)制子鏈。延長(zhǎng)過(guò)程中,又要等待下一段有足夠長(zhǎng)度的模板再次生成引物而延長(zhǎng)。這股不連續(xù)復(fù)制的鏈稱(chēng)為隨從鏈。領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制而隨從鏈不連續(xù)復(fù)制,這就是復(fù)制的半不連續(xù)復(fù)制。48. 岡崎片段:隨從鏈的復(fù)制由于與解鏈方向相反,必須待母鏈解開(kāi)足夠長(zhǎng)度后才

15、開(kāi)始生成引物接著延長(zhǎng)。復(fù)制中形成的不連續(xù)復(fù)制片斷就是岡崎片段。49. 滾環(huán)復(fù)制:是某些低等生物或染色體外的DNA的復(fù)制形式。環(huán)狀DNA外環(huán)打開(kāi),伸出環(huán)外作母鏈復(fù)制,內(nèi)環(huán)不打開(kāi)一邊滾動(dòng)一邊復(fù)制。最后,一個(gè)雙鏈環(huán)就滾動(dòng)復(fù)制成兩個(gè)雙鏈環(huán)。50. TT二聚體:在紫外線照射下,相鄰的兩個(gè)DNA分子上的嘧啶堿基之間共價(jià)結(jié)合而成的。51. 著色性干皮?。菏怯捎贒NA損傷修復(fù)有缺陷而造成的一種遺傳性疾病,患者有較高的皮膚癌發(fā)病傾向。對(duì)該病的研究,發(fā)現(xiàn)了一些與切除損傷部位有關(guān)的蛋白質(zhì),稱(chēng)為XP蛋白。52. 切除修復(fù):DNA損傷修復(fù)的一種方式。通過(guò)切除損傷部位,剩下的空隙由DNA-pol I催化dNTP聚合而填補(bǔ)

16、,最后由DNA連接酶結(jié)合裂隙。切除損傷在原核生物需Uvr蛋白類(lèi),真核生物需XP蛋白類(lèi)。53. 光修復(fù):生物體內(nèi)有一種光修復(fù)酶,被光激活后能利用光所提供的能量使紫外線照射引起的嘧啶二聚體分開(kāi),恢復(fù)原來(lái)的非聚合狀態(tài),稱(chēng)為光修復(fù)。54. DNA損傷的修復(fù)類(lèi)型:光修復(fù)、切除修復(fù)、重組修復(fù)和SOS修復(fù)。55. 重組修復(fù)時(shí),recA蛋白被激活,使得LexA蛋白被水解。56. 突變的分子改變類(lèi)型:(1)錯(cuò)配:DNA分子上的堿基配對(duì)又稱(chēng)點(diǎn)突變。(2) 缺失,插入和框移:缺失和插入都可以導(dǎo)致框移突變??蛞仆蛔兪侵溉?lián)體密碼的閱讀方式改變,造成蛋白質(zhì)氨基酸排列順序發(fā)生改變,其后果是翻譯出的蛋白質(zhì)可能完全不同。(3

17、)重排:DNA分子中較大片斷的交換,稱(chēng)為重組或重排。57. 點(diǎn)突變分為:轉(zhuǎn)換和顛換。轉(zhuǎn)換是指由一種嘧啶變成另一種嘧啶,或一種嘌呤變成另一種嘌呤。顛換是指由嘧啶變成嘌呤,或由嘌呤換為嘧啶。58. 突變的意義: (1)突變是進(jìn)化、分化的分子基礎(chǔ)。 (2)只有基因型改變的突變。 (3)致死性的突變。 (4)突變是某些疾病的發(fā)病基礎(chǔ)。59. D環(huán)復(fù)制:是線粒體DNA的復(fù)制形式。復(fù)制時(shí)需合成引物。MtDNA為雙鏈,第一個(gè)引物以?xún)?nèi)環(huán)為模板延伸。至第二個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)時(shí),又合成另一個(gè)反向引物,以外環(huán)為模板進(jìn)行反向的延伸,最后完成兩個(gè)雙鏈環(huán)狀DNA的復(fù)制。60. 逆轉(zhuǎn)錄酶有三種活性:(1)RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶

18、活性。(2)DNA指導(dǎo)的DNA聚合酶活性。(3)RNA酶H(RNaseH)活性。61. RNA復(fù)制:是指某些病毒在宿主細(xì)胞中以自身RNA為模板,以宿主細(xì)胞中的4種dNTP為原料,按5-3方向催化合成互補(bǔ)的RNA鏈,此過(guò)程稱(chēng)為RNA復(fù)制。62. 逆轉(zhuǎn)錄:是指以RNA為模板,利用宿主細(xì)胞中4種dNTP為原料,按5-3方向催化合成與RNA互補(bǔ)的DNA鏈的過(guò)程。63. 逆轉(zhuǎn)錄病毒復(fù)制過(guò)程: (1)逆轉(zhuǎn)錄酶以RNA為模板,催化dNTP聚合生成DNA互補(bǔ)鏈,產(chǎn)物是RNA/DNA雜化雙鏈。 (2)雜化雙鏈中的RNA被逆轉(zhuǎn)錄酶中有RNA酶活性的組分如RNaseH水解. (3) 利用單鏈DNA為模板,由逆轉(zhuǎn)錄病

19、毒催化合成第2條DNA互補(bǔ)鏈。64. Klenow片斷具有:DNA聚合酶活性和3-5核酸外切酶活性。65. DNApol I的功能:對(duì)復(fù)制中的錯(cuò)誤進(jìn)行較讀,對(duì)復(fù)制和修復(fù)中出現(xiàn)的空隙進(jìn)行填補(bǔ)。66. DNA復(fù)制的保真性依賴(lài)的機(jī)制: (1)遵守嚴(yán)格的堿基配對(duì)規(guī)律。 (2)聚合酶在復(fù)制延長(zhǎng)中對(duì)堿基的選擇功能。 (3)復(fù)制出錯(cuò)時(shí)有即時(shí)的較讀功能。67. 引發(fā)體:解螺旋酶,DnaC蛋白,引物酶和DNA起始復(fù)制區(qū)域組成。68. 拓?fù)洚悩?gòu)酶作用: (1)拓?fù)涿窱 切斷DNA雙鏈中的一股,使DNA解鏈旋轉(zhuǎn)中不致打結(jié),適當(dāng)時(shí)候又把切口封閉,使DNA變?yōu)樗沙跔顟B(tài)。反應(yīng)不需ATP。 (2)拓?fù)涿窱I 在無(wú)ATP時(shí),

20、切斷處于正超螺旋的DNA分子雙鏈某一部位,斷端通過(guò)切口使超螺旋松弛;在利用ATP功能的情況下,松弛狀態(tài)的DNA又進(jìn)入負(fù)超螺旋狀態(tài),斷端在同一酶催化下連接恢復(fù)。69復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的異同:相似之處:(1)都是酶促的核苷酸聚合反應(yīng)。(2)都以DNA為模板。(3)都需依賴(lài)DNA的聚合酶。(4)聚合過(guò)程中都是核苷酸之間形成磷酸二酯鍵。(5)都從5-3方向延伸聚核苷酸鏈。(6)都遵從堿基配對(duì)規(guī)律。區(qū)別:(1)模板。復(fù)制:兩股鏈均復(fù)制。轉(zhuǎn)錄:不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)錄。(2)原料。復(fù)制:dNTP。轉(zhuǎn)錄:NTP。(3)酶。 復(fù)制:DNA聚合酶。轉(zhuǎn)錄:RNA聚合酶。(4)產(chǎn)物。復(fù)制:子代雙鏈DNA(半保留復(fù)制)。轉(zhuǎn)錄:mRNA,

21、rRNA, tRNA.(5)堿基配對(duì)。復(fù)制:A-T,C-G。轉(zhuǎn)錄:A-U,G-C,T-A。.70真核生物RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物和對(duì)鵝膏蕈堿的反應(yīng)。(1)RNA-pol I:轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物:45S-rRNA 對(duì)鵝膏蕈堿的反應(yīng):耐受。(2)RNA-pol II:轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物:hnRNA 對(duì)鵝膏蕈堿的反應(yīng): 極敏感。(3)RNA-pol III:轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物:5S-RNA, tRNA,snRNA. 對(duì)鵝膏蕈堿的反應(yīng):中度敏感。71. 轉(zhuǎn)錄:以DNA一條鏈為模板,以四種NTP為原料,在DNA指導(dǎo)的聚合酶作用下,按照堿基互補(bǔ)原則(A-U,T-A,G-C)合成RNA鏈的過(guò)程。72. 不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)錄:轉(zhuǎn)錄時(shí)因?yàn)椋?)DNA分子

22、雙鏈一股鏈用作模板指引轉(zhuǎn)錄,另一股鏈不轉(zhuǎn)錄。(2) 模板鏈并非總是在同一條鏈上。故稱(chēng)為不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)錄。73. 原核生物聚合酶組成:由四種亞基組成2五聚體的蛋白質(zhì)。其中2亞基稱(chēng)為核心酶。因子辨認(rèn)起始點(diǎn)。決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄。起催化作用。起結(jié)合DNA模板(開(kāi)鏈)作用。74操縱子:轉(zhuǎn)錄是不連續(xù)、分區(qū)段進(jìn)行的。每一轉(zhuǎn)錄區(qū)段可視為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位,稱(chēng)為操縱子。操縱子包括若干個(gè)結(jié)構(gòu)基因及其上游的調(diào)控序列。調(diào)控序列中的啟動(dòng)子是RNA聚合酶結(jié)合模板DNA的部位,也是控制轉(zhuǎn)錄的關(guān)鍵部位。75電子顯微鏡下觀察到的羽毛狀的圖形說(shuō)明:在同一DNA模板上,有多個(gè)轉(zhuǎn)錄同時(shí)在進(jìn)行。在RNA鏈上觀察到的小黑點(diǎn)是多聚核蛋白體。轉(zhuǎn)錄和翻譯

23、都在高效率的進(jìn)行。76轉(zhuǎn)錄空泡:由酶-DNA-RNA形成的轉(zhuǎn)錄復(fù)合物。77依賴(lài)因子的轉(zhuǎn)錄終止:因子是由相同亞基組成的六聚體,它是原核生物轉(zhuǎn)錄終止因子??山Y(jié)合轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA 3端的多聚C特殊序列,還有ATP酶和解螺旋酶活性。因子與轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA 3端的多聚C結(jié)合后,因子和RNA聚合酶都發(fā)生構(gòu)象改變,從而使RNA聚合酶停頓,解螺旋酶活性使DNA和RNA雜化雙鏈拆離,轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物中釋放。78非依賴(lài)因子的轉(zhuǎn)錄終止: RNA鏈延長(zhǎng)至終止區(qū)時(shí),轉(zhuǎn)錄出的堿基序列隨即形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)。這種二級(jí)結(jié)構(gòu)是阻止轉(zhuǎn)錄繼續(xù)向下游推進(jìn)的關(guān)鍵。其機(jī)制有兩方面:一是莖環(huán)結(jié)構(gòu)在RNA分子形成可能改變RNA聚合酶的構(gòu)象。由于酶

24、構(gòu)象的改變導(dǎo)致酶模板結(jié)合方式的改變,可使酶不再向下游移動(dòng),于是轉(zhuǎn)錄停頓。其二,轉(zhuǎn)錄復(fù)合物(酶DNA-RNA)上有局部的RNA/DNA雜化雙鏈。RNA分子和DNA分子都要形成自己的雙鏈,雜化鏈形成的機(jī)會(huì)不大,本來(lái)不穩(wěn)定的雜化鏈更不穩(wěn)定,轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解體。接著一串寡聚U是使RNA鏈從模板脫落的促進(jìn)因素,因?yàn)樗械膲A基配對(duì)中以U和A的配對(duì)最不穩(wěn)定。79TFII的功能: TFIID:TBP(TATA結(jié)合蛋白)結(jié)合TATA盒。TAF(TBP輔助因子)輔助TBP-DNA結(jié)合。 TFIIA:穩(wěn)定IID-DNA復(fù)合物。 TFIIB:促進(jìn)RNA-pol II結(jié)合及作為其他因子結(jié)合的橋梁。 TFIIF: 解螺旋

25、酶 TFIIE:ATPase TFIIH: 蛋白激酶活性。80轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物(PIC):是真核生物轉(zhuǎn)錄因子之間先互相辨認(rèn)結(jié)合,然后以復(fù)合體的形式與RNA聚合酶一同結(jié)合于轉(zhuǎn)錄起始前的DNA區(qū)域而成。81真核生物mRNA轉(zhuǎn)錄終止及加尾修飾 真核生物mRNA轉(zhuǎn)錄終止后,緊接著發(fā)生加尾修飾。過(guò)程如下:在模板鏈上轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)上游約百個(gè)或上千個(gè)核苷酸處常有一組共同的序列AATAAA。此序列后接著相當(dāng)多的GT序列。這些序列稱(chēng)為轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)。轉(zhuǎn)錄越過(guò)修飾點(diǎn)后,mRNA在修飾點(diǎn)被切斷,隨即加入poly A尾及帽子結(jié)構(gòu)。下游的RNA雖然繼續(xù)轉(zhuǎn)錄,但很快被RNA酶降解。因此有理由相信,帽子結(jié)構(gòu)是保護(hù)RNA免受降

26、解的,因?yàn)樾揎楛c(diǎn)以后的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物無(wú)帽子結(jié)構(gòu)。82外顯子:在斷裂基因及其初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上出現(xiàn),并表達(dá)為成熟RNA的核酸序列。83內(nèi)含子:隔斷基因的線性表達(dá)而在剪接過(guò)程中被除去的核酸序列。84人類(lèi)最龐大的一個(gè)基因是:抗肌萎縮蛋白基因。85剪接體:是由snRNP與hnRNA結(jié)合,使內(nèi)含子形成套索并拉近上下游外顯子距離的復(fù)合體。剪接體是mRNA剪接的場(chǎng)所。剪接過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)稱(chēng)為二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)。86mRNA編輯:通過(guò)對(duì)mRNA中的加工,使遺傳信息在mRNA水平上發(fā)生改變。87tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工: (1)tRNA前體的剪接。先由核酸內(nèi)切酶進(jìn)行催化進(jìn)行剪切反應(yīng),再由連接酶將外顯子連接起來(lái)。 (2)加上3端CCA

27、-OH。 (3)化學(xué)修飾。包括:甲基化反應(yīng),使某些嘌呤變成甲基嘌呤。還原反應(yīng),使某些尿嘧啶還原成雙氫尿嘧啶(DHU)。轉(zhuǎn)位反應(yīng),尿嘧啶核苷轉(zhuǎn)變?yōu)榧倌蜞奏ず塑眨ǎ?。脫氨反?yīng),某些腺苷酸脫氨成為次黃嘌呤核苷酸(I)。88rRNA的轉(zhuǎn)錄后加工 (1)rRNA前體的剪接。45S-rRNA經(jīng)剪接后,分出屬于小亞基的18SrRNA,余下的部分再剪接成5.8S,28S rRNA。rRNA成熟后,就在核仁上裝配,與核蛋白體蛋白質(zhì)一起形成核蛋白體,輸出胞漿。 (2)化學(xué)修飾.主要是甲基化反應(yīng)。89. 開(kāi)放閱讀框架(ORF):從mRNA 5端起始密碼子AUG到3端終止密碼子之間的核苷酸序列,各個(gè)三聯(lián)體密碼連續(xù)排列

28、編碼一個(gè)蛋白質(zhì)多肽鏈,稱(chēng)為開(kāi)放閱讀框架。90遺傳密碼的特點(diǎn): (1)連續(xù)性。編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列的各個(gè)三聯(lián)體密碼連續(xù)閱讀。 (2)簡(jiǎn)并性。除甲硫氨酸和色氨酸外,其他氨基酸都有2個(gè)或多個(gè)密碼子為之編碼,密碼子中第三位堿基是可以不同的,這稱(chēng)為密碼子的簡(jiǎn)并性。 (3)通用性。蛋白質(zhì)生物合成的整套密碼,從原核生物到人類(lèi)都通用。 (4)擺動(dòng)性。反密碼與密碼之間不嚴(yán)格遵守常見(jiàn)的堿基配對(duì)規(guī)律,尤其是密碼子的第三位堿基對(duì)反密碼子的第一位堿基,即使不嚴(yán)格配對(duì)也能辨認(rèn)配對(duì),這種現(xiàn)象稱(chēng)為擺動(dòng)配對(duì)。91原核生物翻譯起始復(fù)合物形成: (1)核蛋白體亞基分離。核蛋白體大小亞基分離。IF-1,IF-3與小亞基結(jié)合,促進(jìn)大小

29、亞基分離。 (2)mRNA在小亞基定位結(jié)合。原核生物mRNA在小亞基定位涉及兩種機(jī)制。其一,在各種原核mRNA起始AUG上游約813核苷酸部位,存在49個(gè)核苷酸的一致序列,富含嘌呤堿基如AGGAGG,稱(chēng)為S-D序列。而原核小亞基16SrRNA的3端有一段富含嘧啶的段序列如UCCUCC,通過(guò)與S-D序列堿基配對(duì)使mRNA與小亞基結(jié)合。S-D序列又稱(chēng)核蛋白體結(jié)合位點(diǎn)(RBS)。其二,mRNA上緊接S-D序列后的小核苷酸序列可被核蛋白體小亞基蛋白rpS-1識(shí)別結(jié)合。 (3)起始氨基酰tRNA的結(jié)合。起始fMet-tRNAifMet和GTP結(jié)合的IF-2一起,識(shí)別結(jié)合對(duì)應(yīng)小亞基P位的mRNA起始密碼A

30、UG,起始時(shí)A位被IF-1占據(jù),不與任何氨基酰tRNA結(jié)合。 (4)核蛋白體大亞基結(jié)合。上述結(jié)合mRNA、fMet-tRNAifMet的小亞基再與核蛋白體大亞基結(jié)合,同時(shí)IF2結(jié)合的GTP水解釋能,促使3種IF釋放,形成由完整核蛋白體、mRNA、起始氨基酰tRNA組成的翻譯起始復(fù)合物。此時(shí),結(jié)合起始密碼AUG的fMet-tRNAifMet占據(jù)P位,而A位空留,對(duì)應(yīng)mRNA上AUG后的下一組三聯(lián)體密碼,準(zhǔn)備相應(yīng)氨基酰tRNA的進(jìn)入。92肽鏈的延長(zhǎng)。 (1)進(jìn)位。核糖體A位上mRNA密碼子所規(guī)定的氨酰tRNA進(jìn)入核糖體A位上稱(chēng)為進(jìn)位。這一過(guò)程需延長(zhǎng)因子EFT的參與。延長(zhǎng)因子有三種: 1EF-Tu.

31、 功能:協(xié)助氨基酰tRNA進(jìn)入核糖體。與氨基酰tRNA以及GTP結(jié)合形成EF-Tu-GTP-氨基酰-tRNA,將氨基酰-tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)到核糖體的A位。 2EF-Ts. 功能:促進(jìn)EF-Tu-GTP的再生。EF-Tu-GTP在參加一輪核糖體循環(huán)后轉(zhuǎn)變?yōu)镋F-Tu-GDP,EF-Ts使EF-Tu-GDP再轉(zhuǎn)變成EF-Tu-GTP,后者可被再利用。 3EF-G. 功能:促進(jìn)肽酰-tRNA移位。促進(jìn)mRNA-肽酰-tRNA由A位移到P位,促進(jìn)tRNA的釋放。 (2) 成肽。在轉(zhuǎn)肽酶的催化下,P位上的肽?;cA位上的氨基?;呻?,成肽反應(yīng)在A位進(jìn)行,卸載的tRNA仍在P位。 (3)轉(zhuǎn)位。在轉(zhuǎn)位酶的催化下,

32、新生肽鏈-tRNA連同mRNA從A位移到P位,而卸載的tRNA移入E位。A位空留并對(duì)應(yīng)下一組三聯(lián)體密碼。93終止因子:又稱(chēng)釋放因子(RF)。其功能是識(shí)別mRNA上的終止密碼子,終止肽鏈的合成并釋放出肽鏈。原核生物中釋放因子是RF-1,RF-2,RF-3. RF-1識(shí)別密碼子UAA及UAG,RF-2能識(shí)別UAA及UGA。RF-3結(jié)合GTP,并能促進(jìn)RF-1,RF-2與核糖體結(jié)合。94原核肽鏈終止過(guò)程:肽鏈延長(zhǎng)到mRNA終止密碼在核蛋白體A位出現(xiàn),終止密碼子不能被任何氨基酰-tRNA識(shí)別進(jìn)位。RF-1,RF-2進(jìn)入A位,識(shí)別結(jié)合終止密碼。RF-1或RF-2任一釋放因子結(jié)合終止密碼后都可觸發(fā)核蛋白體

33、構(gòu)象改變,誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)變?yōu)轷ッ富钚?。使新生肽鏈與結(jié)合在P位的tRNA間酯鍵水解,將合成的肽鏈釋出。再促使mRNA、卸載tRNA及RF從核蛋白體脫離。RF-3有GTP酶活性,能介導(dǎo)RF-1,RF-2與核蛋白體的相互作用。95分子伴侶:分子伴侶是細(xì)胞中的一類(lèi)保守蛋白質(zhì),可識(shí)別肽鏈的非天然構(gòu)象,促進(jìn)各功能域和整體蛋白質(zhì)的正確折疊。細(xì)胞中至少有兩類(lèi)分子伴侶家族:熱休克蛋白和伴侶素。96蛋白質(zhì)合成后的加工: (1)新生肽鏈的折疊。 (2)一級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾。包括:肽鏈N端的修飾,個(gè)別氨基酸的修飾,多肽鏈的水解修飾。 (3)空間結(jié)構(gòu)的修飾。包括:亞基聚合,輔基連接,疏水脂鏈的共價(jià)連接。97起始因子: (1)

34、IF-1.能促進(jìn)IF-2、IF-3的活化。(2) IF-2.促進(jìn)fMet-tRNAifMet與30S小亞基結(jié)合的作用,并具有GTP酶活性。(3) IF-3.功能是使30S亞基從不具活性的核糖體釋放,輔助mRNA與小亞基結(jié)合,并阻止大小亞基重新聚合。98信號(hào)假說(shuō)機(jī)制:這一假說(shuō)認(rèn)為,分泌性蛋白初級(jí)產(chǎn)物的N-端有信號(hào)肽結(jié)構(gòu)。在分泌性蛋白合成中,信號(hào)肽一出現(xiàn),就被信號(hào)肽識(shí)別粒子與其受體對(duì)接蛋白結(jié)合,促使膜通道開(kāi)放,信號(hào)肽帶動(dòng)合成中的蛋白質(zhì)沿通道穿過(guò)膜,信號(hào)肽在沿通道折回膜內(nèi)時(shí),被位于膜外側(cè)的信號(hào)肽酶切斷,使成熟的蛋白質(zhì)釋放到細(xì)胞外。99抗生素類(lèi)作用位點(diǎn):四環(huán)素類(lèi):作用于核蛋白體小亞基,抑制氨基酰-tR

35、NA與小亞基結(jié)合。鏈霉素、卡那霉素:作用與核蛋白體小亞基,改變構(gòu)象引起讀碼錯(cuò)誤。氯霉素:作用與核蛋白體大亞基。抑制轉(zhuǎn)肽酶,阻斷延長(zhǎng)。紅霉素:作用與核蛋白體大亞基。抑制轉(zhuǎn)肽酶,妨礙轉(zhuǎn)位。放線菌酮:作用與真核核蛋白體大亞基。抑制轉(zhuǎn)肽酶,阻斷延長(zhǎng)。嘌呤霉素:作用與真核、原核核蛋白體。屬氨基酰-tRNA類(lèi)似物,進(jìn)位后引起未成熟肽鏈脫落。100白喉毒素作用機(jī)制:可使真核生物延長(zhǎng)因子eEF-2發(fā)生ADP糖基化而失活。 干擾素作用機(jī)理:(1)誘導(dǎo)特異蛋白激酶活化,該活化的激酶使真核主要的起始因子eIF2磷酸化失活,從而抑制病毒蛋白質(zhì)的合成。(2)干擾素與雙鏈RNA共同活化2-5A合成酶,2-5A可活化核酸內(nèi)

36、切酶RNaseL,后者使病毒mRNA降解,阻斷病毒蛋白質(zhì)合成。101. 管家基因:有些基因產(chǎn)物對(duì)生命全過(guò)程都是必不可少的。這類(lèi)基因在一個(gè)生物個(gè)體的幾乎所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá),通常稱(chēng)為管家基因。管家基因的表達(dá)水平受環(huán)境因素影響很小,而是在個(gè)體各個(gè)生長(zhǎng)階段的大多數(shù)、或幾乎全部組織中持續(xù)表達(dá),或變化很小。這類(lèi)基因表達(dá)稱(chēng)為基本(或組成性)基因表達(dá)。102誘導(dǎo):可誘導(dǎo)基因在一定環(huán)境中表達(dá)增強(qiáng)的過(guò)程稱(chēng)為誘導(dǎo)。 阻遏:可阻遏基因表達(dá)產(chǎn)物水平降低的過(guò)程稱(chēng)為阻遏。103基因表達(dá)調(diào)控的生物學(xué)意義: (1)適應(yīng)環(huán)境、維持生長(zhǎng)和增殖。 (2)維持個(gè)體發(fā)育與分化。104原核生物轉(zhuǎn)錄的影響因素: (1)啟動(dòng)子。啟動(dòng)子決定轉(zhuǎn)錄

37、的效率和方向。 (2)因子。 (3)阻遏蛋白具有負(fù)調(diào)控作用。 (4)正調(diào)控蛋白促進(jìn)基因的轉(zhuǎn)錄。 (5)倒位蛋白通過(guò)DNA重組倒位而調(diào)節(jié)基因表達(dá)。倒位蛋白是一種位點(diǎn)特異性的重組酶。 (6)RNA聚合酶抑制物可與RNA結(jié)合并抑制轉(zhuǎn)錄。 (7)衰減子。105衰減子(attenuator):細(xì)菌中mRNA轉(zhuǎn)錄和翻譯是偶聯(lián)在一起的。這一特點(diǎn)使細(xì)菌中的一些操縱子的特殊序列可以在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中控制轉(zhuǎn)錄水平。這些特殊序列稱(chēng)為衰減子。106乳糖操縱子 (1)乳糖操縱子的結(jié)構(gòu):含有Z、Y、A三個(gè)結(jié)構(gòu)基因,分別編碼半乳糖苷酶、透酶和乙?;D(zhuǎn)移酶。此外,含有一個(gè)操縱基因O,一個(gè)啟動(dòng)序列P,一個(gè)CAP結(jié)合位點(diǎn)和一個(gè)基因I。

38、I基因編碼一種阻遏蛋白,與操縱基因O結(jié)合。啟動(dòng)序列P、操縱序列O和CAP結(jié)合位點(diǎn)組成乳糖操縱子的調(diào)控區(qū)。 (2)阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)控作用:1當(dāng)有乳糖存在時(shí),乳糖通過(guò)半乳糖苷酶變?yōu)榘肴樘?,再?jīng)透酶進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。真正的誘導(dǎo)劑是半乳糖而不是乳糖。乳糖可與阻遏蛋白結(jié)合,導(dǎo)致阻遏蛋白與操縱序列O解離,啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄。2當(dāng)沒(méi)有乳糖存在時(shí),沒(méi)有誘導(dǎo)劑與阻遏蛋白結(jié)合,阻遏蛋白與操縱序列O結(jié)合,發(fā)揮負(fù)性調(diào)控作用,基因不轉(zhuǎn)錄。(3)CAP的正性調(diào)控作用:1當(dāng)沒(méi)有葡萄糖及cAMP濃度較高時(shí),cAMP和CAP結(jié)合緊密,此時(shí)CAP結(jié)合在CAP結(jié)合位點(diǎn),刺激RNA轉(zhuǎn)錄活性。2當(dāng)有葡萄糖存在及cAMP濃度較低時(shí),cAMP和CAP

39、結(jié)合受阻,因此lac操縱子表達(dá)下降。(4)協(xié)調(diào)調(diào)節(jié): 1當(dāng)葡萄糖存在,乳糖存在時(shí):盡管乳糖作為誘導(dǎo)劑和阻遏蛋白結(jié)合,使阻遏蛋白與操縱序列O解離。但由于cAMP濃度較低,cAMP和CAP結(jié)合受阻,基因處于關(guān)閉狀態(tài)。 2當(dāng)葡萄糖存在,乳糖不存在時(shí):此時(shí)無(wú)誘導(dǎo)劑存在,阻遏蛋白與DNA結(jié)合。而且由于葡萄糖的存在,CAP也不能發(fā)揮正性調(diào)控作用,基因處于關(guān)閉狀態(tài)。 3當(dāng)葡萄糖和乳糖都不存在時(shí):CAP可以發(fā)揮正性調(diào)控作用,但由于沒(méi)有誘導(dǎo)劑,阻遏蛋白的負(fù)調(diào)控作用使基因仍處于關(guān)閉狀態(tài)。4當(dāng)葡萄糖不存在,乳糖存在時(shí):此時(shí)CAP可以發(fā)揮正性調(diào)控作用,阻遏蛋白由于誘導(dǎo)劑的存在而失去復(fù)調(diào)控作用,基因被打開(kāi),啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。1

40、07色氨酸操縱子調(diào)控機(jī)制: (1)當(dāng)細(xì)胞內(nèi)色氨酸增多時(shí),結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄受到抑制。衰減子轉(zhuǎn)錄物有4段特殊序列。片段1和2,2和3,3和4能配對(duì)形成發(fā)夾結(jié)構(gòu),形成發(fā)夾能力的強(qiáng)弱依次為片段1/2>片段2/3>片段3/4。片段3/4所形成的發(fā)夾結(jié)構(gòu)之后緊接著寡尿嘧啶,是不依賴(lài)因子的轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)。(2)當(dāng)細(xì)胞內(nèi)有色氨酸存在時(shí),形成色氨酰tRNA,核糖體編譯可通過(guò)片段1并通過(guò)片段2,核糖體在到達(dá)片段3之前就從mRNA脫落。在這種情況下,片段1/2和片段2/3都不能形成發(fā)夾結(jié)構(gòu),只有片段3/4形成發(fā)夾結(jié)構(gòu),即形成轉(zhuǎn)錄終止信號(hào),從而導(dǎo)致RNA聚合酶作用停止。(3)當(dāng)細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有色氨酸存在時(shí),色氨酰tR

41、NA缺乏,核糖體停留在兩個(gè)相鄰的色氨酸密碼子的位置上,片段1/2不能形成發(fā)夾結(jié)構(gòu),片段2/3之間形成形成發(fā)夾結(jié)構(gòu),則片段3/4之間就不能形成轉(zhuǎn)錄終止信號(hào),后面的基因得以轉(zhuǎn)錄。108SD序列:mRNA起始密碼子前的一段富含嘌呤核苷酸的核糖體結(jié)合位點(diǎn)。109原核翻譯水平的調(diào)控: (1)SD序列是影響翻譯的重要因素。 (2)mRNA的穩(wěn)定性是調(diào)控翻譯的方式之一。 (3)翻譯產(chǎn)物也可以對(duì)相應(yīng)mRNA的翻譯進(jìn)行調(diào)控。 (4)小分子RNA可以抑制特定mRNA的翻譯。110真核生物基因表達(dá)在DNA水平的調(diào)控主要通過(guò)下列幾種方式: (1)染色質(zhì)丟失。 (2)基因擴(kuò)增。 (3)基因重排。 (4)DNA甲基化。

42、(5)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)可影響基因表達(dá)。111反式作用因子:真核細(xì)胞內(nèi)有大量的序列特異的DNA結(jié)合蛋白,其中一些蛋白的主要功能是使基因開(kāi)放或關(guān)閉,稱(chēng)為反式作用因子。112轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物形成的步驟: (1)TFIID結(jié)合TATA盒。 (2)RNApol識(shí)別并結(jié)合TFIIDDNA復(fù)合物。 (3)其他轉(zhuǎn)錄因子與RNApol結(jié)合,轉(zhuǎn)錄起始部位的DNA解鏈,形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物。113反式作用因子的特點(diǎn): (1)一般具有三個(gè)功能結(jié)構(gòu)域:DNA結(jié)構(gòu)域、轉(zhuǎn)錄活性域和結(jié)合其他蛋白的結(jié)合域。 (2)能識(shí)別并結(jié)合基因調(diào)控區(qū)中的順式作用元件。 (3)對(duì)基因表達(dá)有正性和負(fù)性調(diào)控作用,即激活和阻遏基因的表達(dá)。114鋅指結(jié)構(gòu):是指

43、在結(jié)合DNA結(jié)構(gòu)域中含有較多的半胱氨酸(Cys)和組氨酸(His)的區(qū)域,借肽鏈的彎曲使2個(gè)Cys 和2個(gè)His或4個(gè)Cys與一個(gè)鋅離子絡(luò)合成的指狀結(jié)構(gòu)。115同源結(jié)構(gòu)域:許多反式作用因子結(jié)合DNA的結(jié)構(gòu)域中有一段相同的保守序列。是由60個(gè)左右的氨基酸組成的螺旋回折螺旋結(jié)構(gòu)的區(qū)域,稱(chēng)為同源結(jié)構(gòu)域。116亮氨酸拉鏈:有些反式作用因子結(jié)合DNA結(jié)構(gòu)域中有一段約30個(gè)氨基酸組成的核心序列,每隔6個(gè)氨基酸有規(guī)律的出現(xiàn)1個(gè)亮氨酸殘基,能形成兩性-螺旋。在螺旋的一側(cè)是排列成行的亮氨酸,具有疏水性,稱(chēng)為亮氨酸拉鏈區(qū)。兩個(gè)亮氨酸拉鏈區(qū)的單體以疏水作用形成亮氨酸拉鏈。117反式作用因子DNA結(jié)合域的結(jié)構(gòu)模式:

44、(1)鋅指結(jié)構(gòu)。 (2)同源結(jié)構(gòu)域。 (3)亮氨酸拉鏈。 (4)螺旋環(huán)螺旋結(jié)構(gòu)。 (5)堿性螺旋。118轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)模型: (1)酸性螺旋結(jié)構(gòu)域 (2)富含谷氨酰胺結(jié)構(gòu)域 (3)富含脯氨酸結(jié)構(gòu)域。119mRNA的選擇性剪接方式 (1)外顯子選擇方式可保留或部分保留外顯子。 (2)內(nèi)含子選擇方式可刪除或部分刪除內(nèi)含子。 (3)互斥外顯子是指兩個(gè)外顯子不能同時(shí)被保留。 (4)內(nèi)部剪切位點(diǎn)造成內(nèi)含子或外顯子的部分序列被切除或保留。120翻譯起始的調(diào)控 (1)阻遏蛋白的調(diào)控作用。 (2)翻譯起始因子的功能調(diào)控。 (3)5AUG對(duì)翻譯的調(diào)控作用。 (4)mRNA非編碼區(qū)長(zhǎng)度對(duì)翻譯的影響。121翻譯

45、后水平的調(diào)控 (1)新生肽鏈的水解。 (2)肽鏈中氨基酸的共價(jià)修飾。 (3)通過(guò)信號(hào)肽分揀、運(yùn)輸、定位。122. 同源重組:是指發(fā)生在同源序列間的重組,它通過(guò)鏈的斷裂和再連接,在兩個(gè)DNA分子同源序列之間進(jìn)行單鏈或雙鏈片段的交換。又稱(chēng)基本重組。123Holliday模型: (1)兩個(gè)同源染色體DNA排列整齊 (2)一個(gè)DNA的一條鏈斷裂,并與另一個(gè)DNA對(duì)應(yīng)的鏈連接,形成Holliday中間體。 (3)通過(guò)分支移動(dòng)產(chǎn)生異源雙鏈DNA。 (4) Holliday中間體切開(kāi)并修復(fù),形成兩個(gè)雙鏈重組DNA。即片段重組體和拼接重組體。124細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移:細(xì)菌中,可以通過(guò)接合、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞融合四種

46、方式,在不同DNA分子間發(fā)生共價(jià)連接,即基因轉(zhuǎn)移。125接合作用:當(dāng)細(xì)胞或細(xì)菌通過(guò)菌毛相互接觸時(shí),質(zhì)粒DNA可以從一個(gè)細(xì)胞(細(xì)菌)轉(zhuǎn)移導(dǎo)另一個(gè)細(xì)胞(細(xì)菌),這種類(lèi)型的DNA轉(zhuǎn)移稱(chēng)為接合作用。126轉(zhuǎn)化作用:通過(guò)自動(dòng)獲取或人為的供給外源DNA,使細(xì)胞或培養(yǎng)的受體細(xì)胞獲得新的遺傳表型,這就是轉(zhuǎn)化作用。127轉(zhuǎn)導(dǎo)作用:當(dāng)病毒從被感染的細(xì)胞(供體)釋放出來(lái),再次感染另一細(xì)胞(受體)時(shí),發(fā)生在供體細(xì)胞和受體細(xì)胞之間的DNA轉(zhuǎn)移及基因重組即為轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。自然界常見(jiàn)的例子就是噬菌體感染宿主時(shí)伴隨發(fā)生的基因轉(zhuǎn)移。當(dāng)噬菌體感染宿主時(shí)會(huì)有兩種結(jié)局,一是溶菌生長(zhǎng)途徑,二是溶源菌生長(zhǎng)途徑。128特異位點(diǎn)重組:由整合酶催

47、化,在兩個(gè)DNA序列的特異位點(diǎn)之間發(fā)生的整合稱(chēng)為位點(diǎn)特異的重組。129重組DNA常用的工具酶 1限制性核酸內(nèi)切酶:識(shí)別特異序列,切割DNA。 2DNA連接酶 3DNA聚合酶I。具有完整的5-3聚合,3-5外切活性,以及 5-3外切活性。用枯草桿菌蛋白酶可將DNA聚合酶I裂解成兩個(gè)片段,大片段稱(chēng)為Klenow片段。具有5-3聚合,3-5外切活性,無(wú)5-3外切活性。Klenow片段用途: (1)在cDNA克隆中,第二股鏈的合成。 (2)DNA序列分析。 (3)補(bǔ)齊雙鏈DNA的3端。 (4)通過(guò)補(bǔ)齊3端,使3端標(biāo)記。 4逆轉(zhuǎn)錄酶。 5堿性磷酸酶。能去除末端磷酸基。 6末端轉(zhuǎn)移酶。在3羥基末端進(jìn)行同聚

48、物加尾。 7多聚核苷酸激酶。催化多聚核苷酸5羥基磷酸化,或標(biāo)記探針。130限制性核酸內(nèi)切酶:就是識(shí)別DNA的特異序列,并在識(shí)別位點(diǎn)或其周?chē)懈铍p鏈DNA的一類(lèi)內(nèi)切酶。131回文結(jié)構(gòu):大部分II類(lèi)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別DNA位點(diǎn)的核苷酸序列呈二元旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng),通常稱(chēng)這種特殊結(jié)構(gòu)順序?yàn)榛匚慕Y(jié)構(gòu)。132C值 :基因組的大小常以其DNA含量表示。單倍體基因組中的全部DNA量稱(chēng)為C值。133作為克隆載體的質(zhì)粒應(yīng)具備: (1)分子量相對(duì)較小,能在細(xì)菌中穩(wěn)定存在,有較高的拷貝數(shù)。 (2)具有一個(gè)以上的遺傳標(biāo)志。 (3)具有多個(gè)限制性?xún)?nèi)切酶的單一切點(diǎn),便于外源基因的插入。134常用作克隆的載體:質(zhì)粒、噬菌體、M13

49、噬菌體、粘性質(zhì)粒、病毒載體、酵母人工染色體和細(xì)菌人工染色體。135DNA克?。簯?yīng)用酶學(xué)的方法,在體外將各種來(lái)源的遺傳物質(zhì)與載體結(jié)合成一具有自我復(fù)制能力的DNA分子復(fù)制子,繼而通過(guò)轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)染宿主細(xì)胞,篩選出含有目的基因的轉(zhuǎn)化子細(xì)胞,再進(jìn)行擴(kuò)增、提取獲得大量同一DNA分子,即DNA克隆。又稱(chēng)基因克隆。實(shí)現(xiàn)基因克隆所采用的方法及相關(guān)工作稱(chēng)為基因工程或重組DNA技術(shù)。136基因克隆的步驟: (1)目的基因的獲取。 1化學(xué)合成法。 2基因組DNA文庫(kù)。 3cDNA文庫(kù)。 4PCR。 (2)克隆載體的選擇和構(gòu)建。 (3)外源基因和載體的連接。 1粘性末端連接。 2平端連接。 3同聚物加尾連接。 4人工街頭

50、連接。 (4)重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞。 1轉(zhuǎn)化:是指將質(zhì)?;蚱渌庠碊NA導(dǎo)入處于感受態(tài)的宿主菌,并使其獲得新的表型的過(guò)程。 2感染:噬菌體、粘性質(zhì)粒和真核細(xì)胞病毒為載體的重組DNA分子,在體外包裝成具有感染能力的病毒或噬菌體顆粒,然后才能感染適當(dāng)?shù)募?xì)胞,并在細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)增。3轉(zhuǎn)染:轉(zhuǎn)染是轉(zhuǎn)化和感染兩個(gè)詞構(gòu)成的新詞,指真核細(xì)胞主動(dòng)攝取或被動(dòng)導(dǎo)入外源DNA片段而獲得新的遺傳表型的過(guò)程。常用方法有:電穿孔法、磷酸鈣共沉淀法和脂質(zhì)體融入法等。(5)重組體的篩選。 1遺傳學(xué)方法 2免疫學(xué)方法 3核酸雜交法 4PCR技術(shù) 5酶切鑒定(6)克隆基因的表達(dá)137真核細(xì)胞轉(zhuǎn)染的方法:(1)磷酸鈣共沉淀法 (2)

51、電穿孔法(3)DEAE葡聚糖法(4)脂質(zhì)體介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)染(5)顯微注射法138重組DNA技術(shù)應(yīng)用(1)疾病基因的發(fā)現(xiàn)和克?。?)生物制藥(3)基因診斷(4)基因治療(5)遺傳病的預(yù)防139. 細(xì)胞間信息物質(zhì)(第一信使):凡由細(xì)胞分泌的調(diào)節(jié)靶細(xì)胞生命活動(dòng)的化學(xué)物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)細(xì)胞間信息物質(zhì)。包括:神經(jīng)遞質(zhì)、內(nèi)分泌激素、局部化學(xué)介質(zhì)和氣體信號(hào)。140細(xì)胞內(nèi)信息物質(zhì):在細(xì)胞內(nèi)傳遞細(xì)胞調(diào)控信號(hào)的化學(xué)物質(zhì)稱(chēng)為細(xì)胞內(nèi)化學(xué)物質(zhì)。141第二信使:通常將Ca2+、cAMP、cGMP、DAG、IP3、Cer、花生四烯酸及其代謝產(chǎn)物這類(lèi)在細(xì)胞內(nèi)傳遞信息的小分子化合物稱(chēng)為第二信使。142第三信使:負(fù)責(zé)細(xì)胞核內(nèi)外信息傳遞的物質(zhì)稱(chēng)

52、為第三信使。是一類(lèi)可與靶基因特異序列結(jié)合的核蛋白,能調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄,因此又稱(chēng)為DNA結(jié)合蛋白。143膜受體分為:環(huán)狀受體、G蛋白偶聯(lián)受體、單次跨膜螺旋受體和具有鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶活性的受體。144胞內(nèi)受體包括四個(gè)區(qū)域:高度可變區(qū)、DNA結(jié)合區(qū)、鉸鏈區(qū)和激素結(jié)合區(qū)。145受體與配體結(jié)合的特點(diǎn):高度專(zhuān)一性、高度親和力、可飽和性、可逆性和特定的作用模式。146膜受體介導(dǎo)的信息轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑(1)cAMP蛋白激酶途徑。1cAMP的生成與降解。一些激素如腎上腺素、胰高血糖素等作用于相應(yīng)的受體后,活化相應(yīng)的受體,活化的受體可催化Gs的GDP與GTP交換,導(dǎo)致Gs的亞基與解離,釋放出sGTP,sGTP可導(dǎo)致AC活化,使

53、得ATP轉(zhuǎn)變?yōu)閏AMP,細(xì)胞內(nèi)cAMP濃度升高。 cAMP在細(xì)胞內(nèi)的濃度除與AC活性相關(guān),還和磷酸二酯酶活性有關(guān)。2cAMP的作用機(jī)制。cAMP對(duì)細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用是通過(guò)激活cAMP依賴(lài)性蛋白激酶系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。PKA是一種由四聚體組成的別構(gòu)酶(C2R2).其中C為催化亞基,R為調(diào)節(jié)亞基。每個(gè)調(diào)節(jié)亞基上有兩個(gè)cAMP結(jié)合位點(diǎn),催化亞基有催化底物蛋白質(zhì)特定絲/蘇氨酸殘基磷酸化的功能。調(diào)節(jié)亞基與催化亞基結(jié)合時(shí),PKA呈無(wú)活性狀態(tài)。當(dāng)4分子cAMP與兩分子調(diào)節(jié)亞基結(jié)合后,調(diào)節(jié)亞基脫落,游離的催化亞基具有蛋白激酶活性。3PKA的作用。PKA被cAMP激活后,能在ATP存在的情況下使許多蛋白質(zhì)特定的絲/蘇氨酸

54、殘基磷酸化,從而調(diào)節(jié)細(xì)胞的物質(zhì)代謝和基因表達(dá)。對(duì)代謝的調(diào)節(jié)作用:腎上腺素調(diào)節(jié)糖原分解的級(jí)聯(lián)反應(yīng)。腎上腺素與質(zhì)膜上的受體結(jié)合后,通過(guò)激動(dòng)型G蛋白使AC活化,AC激活A(yù)TP生成cAMP。后者進(jìn)一步激活PKA,PKA一方面使無(wú)活性的磷酸化酶激酶b磷酸化為有活性的磷酸化酶激酶b,后者能催化磷酸化酶b成為有活性的磷酸化酶a. 磷酸化酶a經(jīng)磷蛋白磷酸酶脫去磷酸又轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)活性的磷酸化酶b。磷蛋白磷酸酶活性也受PKA的調(diào)節(jié)。同時(shí),PKA也使有活性的糖原合酶的特定絲/蘇氨酸殘基磷酸化轉(zhuǎn)變成無(wú)活性。對(duì)基因表達(dá)的調(diào)節(jié)作用:在基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)有一類(lèi)cAMP應(yīng)答元件(CRE),它可與cAMP應(yīng)大元件結(jié)合蛋白(CREB)

55、相互作用而調(diào)節(jié)此基因的轉(zhuǎn)錄。當(dāng)PKA的催化亞基進(jìn)入細(xì)胞核后,可催化反式作用因子CREB中特定的絲/蘇氨酸殘基磷酸化。磷酸化的CREB與DNA上的CRE結(jié)合,從而激活受CRE調(diào)控的基因轉(zhuǎn)錄。(2)Ca2+-依賴(lài)性蛋白激酶途徑1Ca2+-磷脂依賴(lài)性蛋白激酶途徑IP3和DAG的生物合成和功能:去甲腎上腺素等激素作用于靶細(xì)胞膜上相應(yīng)的受體后,通過(guò)Gp激活PI-PLC,后者可水解PIP2而生成DAG和IP3。DAG生成后仍留在質(zhì)膜上,在磷脂酰絲氨酸和Ca2+的配合下激活PKC。IP3生成后,從膜中擴(kuò)散到胞漿中與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和肌漿網(wǎng)上的受體結(jié)合,促進(jìn)這些鈣儲(chǔ)存庫(kù)內(nèi)Ca2+ 的釋放,Ca2+能與胞漿內(nèi)的PKC結(jié)合并聚集到質(zhì)膜,在DAG和膜磷脂共同誘導(dǎo)下,PKC被激活。PKC的生理功能:對(duì)代謝的調(diào)節(jié)作用和對(duì)基因表達(dá)的調(diào)節(jié)作用。2Ca2+-鈣調(diào)蛋白依賴(lài)性途徑鈣調(diào)蛋白為鈣結(jié)合蛋白,人體的CaM有4個(gè)Ca2+結(jié)合位點(diǎn),這些位點(diǎn)被占滿(mǎn)后其構(gòu)象發(fā)生改變。當(dāng)胞漿內(nèi)Ca2+濃度高到10-2mmol/L時(shí),Ca2+與CaM結(jié)合。Ca2+CaM底物譜很廣,可以磷酸化許多蛋白質(zhì)的絲/蘇氨酸殘基,使之激活或失活。Ca2+CaM既可以激活腺苷酸環(huán)化

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