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文檔簡介

1、醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)資料總結(jié)一、名詞解釋1、質(zhì)粒 是細菌細胞內(nèi)攜帶的染色體外的 DNA 分子,是共價閉合的環(huán)狀 DNA 分子,能 獨立進行復(fù)制。質(zhì)粒只有在宿主細胞內(nèi)才能夠完成自己的復(fù)制。2、基因 指貯存有功能的蛋白質(zhì)多肽鏈或RNA 序列及表達這些信息所需的全部核苷酸序列,是核酸分子中貯存遺傳信息的遺傳單位。3、癌基因 是細胞內(nèi)控制細胞生長和分化的基因,具有潛在的誘導(dǎo)細胞惡性轉(zhuǎn)化的特性,它的結(jié)構(gòu)異?;虮磉_異常,可以引起細胞癌變。4、基因克隆 是指把一個生物體的遺傳信息(基因片段)轉(zhuǎn)入另一個生物體內(nèi)進行無性 繁殖,得到一群完全相同的基因片段,又稱 DNA 克隆。5、抑癌基因 是指存在于正常細胞內(nèi)的一大類

2、可抑制細胞生長并具有潛在抑癌作用的基 因,當(dāng)這類基因在發(fā)生突變、缺失或失活時可引起細胞惡性轉(zhuǎn)化而導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。6、基因診斷 是以 DNA 和 RNA 為診斷材料,通過檢查基因的存在、缺陷或表達異常, 對人體狀態(tài)和疾病作出診斷的方法和過程。7、管家基因 是在生命過程都是必需的,是在一個生物個體的幾乎所有細胞中持續(xù)表達 的基因,它較少受環(huán)境因素的影響,其表達方式為組成性基因表達。8、klenow 片段亦稱 DNA聚合酶 1 大片段,為 DNA聚合酶 I經(jīng)枯草桿菌蛋白酶裂解后 產(chǎn)生的大片段,它除了保留 53聚合酶活性及 3 5外切酶活性外, 失去了 5 3 外切酶活性, 它具有的 3 5外切酶活性能

3、保證 DNA 復(fù)制的準(zhǔn)確性, 把 DNA 合成過程 中錯誤配對的堿基去除,再把正確的核苷酸接上去。9、核蛋白體 系 tRNA 與蛋白質(zhì)結(jié)合生成的一種復(fù)合體,是蛋白質(zhì)生物合成的場所。10、限制性內(nèi)切核酸酶 能識別 DNA 的特異序列,并在識別位點或其附近切割雙鏈DNA的一類內(nèi)切核酸酶, 是基因克隆中最重要的工具酶, 通常所說的限制酶是指 2 型酶。 主要從 原核細胞中提取,大多數(shù)限制性內(nèi)切酶是錯位切割雙鏈DNA,產(chǎn)生粘性末端,部分酶則沿對稱軸切割 DNA 而產(chǎn)生平端。11、Tm值 DNA變性是在一個相當(dāng)窄的溫度范圍內(nèi)完成的,在這一范圍內(nèi),紫外吸收值 達到最大值的 50%時的溫度稱為 DNA 的解

4、鏈溫度,又稱融解溫度( Tm),其大小與 G+C含 量成正比?;?:雙鏈 DNA變性一半所需要的溫度叫 DNA 的融解溫度 .12、DNA 的甲基化 是指 DNA 的一級結(jié)構(gòu)中,有一些堿基可以通過加上一個甲基而被修 飾,其作用是對自身 DNA 產(chǎn)生保護作用。13、原位雜交 是核酸保持在細胞或組織切片中, 經(jīng)適當(dāng)方法處理細胞或組織后, 將標(biāo)記 的核酸探針與細胞或組織中的核酸進行雜交的方法。14、DNA 微陳列 系直接將大量 DNA 探針以顯微打印的方式有序地固化于支持物表面所 組成的微陳列(基因芯片)稱為 DNA 微陳列。 .15、順序作用元件 是指那些與結(jié)構(gòu)基因表達調(diào)控相關(guān),能被基因調(diào)控蛋白異

5、性識別和結(jié)合的 DNA序列,抱括啟動子 .上游啟動子元件 .增強子 .加尾信號和一些反應(yīng)元件。 16轉(zhuǎn)位因子 是指能夠在一個 DNA分子內(nèi)或 2個 DNA分子之間移動的 DNA片段。 17、基因治療 -是指通過在特定靶細胞中表達該細胞本來不表達的基因,或采用特定方式關(guān) 閉和抑制異常表達基因,達到治療疾病目的的治療方法。二、綜合內(nèi)容1、DNA 的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及特點一級結(jié)構(gòu)是指 DNA分子中核苷酸的排列順序, 二級結(jié)構(gòu)是指兩條 DNA 單鏈形成的雙 螺旋結(jié)構(gòu)、三股螺旋結(jié)構(gòu)和四股螺旋結(jié)構(gòu);三級結(jié)構(gòu)是指雙鏈 DNA 進一步扭曲盤旋形成的 超螺旋結(jié)構(gòu)。 DNA 一級結(jié)構(gòu)的基本特點: 4 種脫氧核糖核苷酸以

6、 3, 5磷酸二酯鍵 相連,形成長鏈,鏈中的脫氧核糖和磷酸都是相同的。組成 DNA 的堿基有腺嘌呤( A)、鳥 嘌呤( G)、胞嘧啶( C)和胸腺嘧啶( T)。 DNA 是由兩條單鏈結(jié)合在一起形成的雙鏈分 子,兩條單鏈都是由 A、T、G、C 以千變?nèi)f化的排列組合而形成的。大多數(shù)生物的遺傳信息 都是儲存在 DNA 分子中。 DNA 分子主要攜帶兩類遺傳信息, 即有功能活性的 DNA序列所 攜帶的信息和調(diào)控信息。 DNA二級結(jié)構(gòu)是指 DNA 的雙螺旋結(jié)構(gòu),其特點為:脫氧核糖與 磷酸交替排列構(gòu)成了 DNA 主鏈;兩條脫氧核苷酸鏈?zhǔn)欠聪蚱叫信帕校?一條是 5 3 方向, 另一條為 35方向;以右手方向

7、盤繞成雙螺旋構(gòu)型;A配 T,G配C。生物體的閉環(huán)DNA 都以超螺旋形式存在,如細菌質(zhì)粒、一些病毒、線粒體的DNA 等。2、RNA 的結(jié)構(gòu)、功能、特點由 4 種基本的核苷酸以 3, 5-磷酸二酯鍵連接而成的長鏈,堿基中沒有T,而為尿嘧啶( U)。分為 mRNA(信使 RNA), tRNA(轉(zhuǎn) RNA,轉(zhuǎn)運氨基酸)和核蛋白體 RNA (rRNA)。mRNA 結(jié)構(gòu)特點:不穩(wěn)定、代謝活躍,更新迅速,壽命短。原核生物mRNA具有操縱子結(jié)構(gòu),主要是多順反子, mRNA5端無帽子結(jié)構(gòu), 3端一般無多聚 A 尾巴,沒有修 飾堿基;真核 mRNA5端有帽子結(jié)構(gòu)、 3端大多有多聚腺苷酸尾巴、分子中可能有修飾堿 基

8、,主要有甲基化、有編碼區(qū)和非編碼區(qū)。 tRNA 的結(jié)構(gòu)特點及作用:作用:在蛋白質(zhì)合成 過程轉(zhuǎn)運氨基酸,參與蛋白質(zhì)的翻譯。一級結(jié)構(gòu)含有稀有堿基如DHU,3 端為 3 個同樣的核苷酸序列( CCA)序列,此序列是 tRNA 結(jié)合和轉(zhuǎn)運安基酸而生成氨酰 tRNA 所必需的。 5 端為 G、具有 TC;二級結(jié)構(gòu)為三葉草形, 三級結(jié)構(gòu)為倒 L形; C、rRNA 即核蛋白體 RNA: 為細胞內(nèi)含量最豐富的 RNA,約占細胞總 RNA 的 80%以上 ,參與組成核蛋白體,作為蛋白質(zhì) 生物合成的場所。 原核生物核糖體的沉降系數(shù)為 70S,由 50S和 30S 兩個大小亞基組成, 30S 小亞基含 16SrRN

9、A和 21 種蛋白質(zhì) ,50S大亞基含 23S和 5SrRNA以及 34 種蛋白質(zhì); 真核生物 細胞核糖體的沉降系數(shù)為 80S,由大小亞基組成, 40S小亞基含 18SrRNA及 30 多種蛋白質(zhì), 60S大亞基含 3種rRNA以及大約 45種蛋白質(zhì)。 hnRNA即核內(nèi)不均 -RNA,為真核生物轉(zhuǎn) 錄生成的 mRNA 前體。 SnRNA 即小分子核內(nèi) RNA,不單獨存在,常與多種特異的蛋白質(zhì) 結(jié)合在一起,形成小分子核內(nèi)核蛋白顆粒,在 mRNA 的剪接中起重要作用。反義RNA,又稱調(diào)節(jié) RNA,主要封閉 RNA。3、參與蛋白質(zhì)合成的氨基酸在特異的氨基酰tRNA 合成酶催化下, 與其相應(yīng)的 tRN

10、A 結(jié)合成氨基酰 tRNA。真核生物起始 tRNA 結(jié)合的氨基酸為蛋氨酸,結(jié)合形成Met-tRNA imet,翻譯起始時首先與 40S 核糖體小亞基結(jié)合形成復(fù)合物。 原核生物的起始氨基酸為甲?;鞍?酸,結(jié)合形成 fMet-tRNA ffmet。導(dǎo)致 DNA 變性的常用方法有熱變性、 堿變性和化學(xué)試劑變性。 DNA 變性的結(jié)果:粘性降低,密度增加, A260 紫外吸收值增加。4、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能特點 蛋白質(zhì)又稱為“功能分子”,根據(jù)功能分為結(jié)構(gòu)蛋白、活性蛋白和信息蛋白。蛋白 質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸排列的順序。 蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)發(fā)生改變, 可以使蛋 白質(zhì)的功能發(fā)生改變, 嚴(yán)重時可導(dǎo)致

11、疾病的發(fā)生。 因基因突變而導(dǎo)致的蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)改 變后表現(xiàn)出生理功能的異常, 使機體出現(xiàn)病態(tài)現(xiàn)象, 稱為分子病。 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)單元 (形式)有 a-螺旋、 -折疊、 -轉(zhuǎn)角、無規(guī)則卷曲。一級結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵是肽鍵及二硫鍵; 二級結(jié)構(gòu)主要化學(xué)鍵為氫鍵;三級結(jié)構(gòu)的主要靠疏水作用、離子鍵、氫鍵和范得華力等;四 級結(jié)構(gòu)的結(jié)合力主要是疏水作用、氫鍵和離子鍵。5、端粒的主要特點和功能: 特點為:位于真核生物染色體末端、端粒酶催化端粒 DNA 延長、 在決定細胞壽命中起重要作用、 含短的高度重復(fù)序列。 其主要功能有: 保護線性 DNA 的完整復(fù)制、保護染色體末端、決定細胞的壽命。6、DNA 聚合酶( DNA

12、pol )作用是催化 DNA合成,其活性需要 Mg2+的存在。大腸桿菌 DNA 聚合酶有 I-II、II3 種 (即原核生物 DNA 聚合酶)。 DNApolI 的功能有: a、聚合作用,使 DNA 鏈沿 5 3 方向延伸, b、3 5外切酶活性,即能從 DNA鏈 3端開始沿 3 5進行水解反應(yīng), 產(chǎn)生 5單核苷酸,糾正復(fù)制過程中的錯誤,保證DNA 復(fù)制的正確性,因而具有校對功能;C、 5 3外切酶活性,參與 RNA 生物的切除、填補岡崎片段間的空隙以及 DNA 損傷的 修復(fù)。 DNApolII:具有 5 3DNA 聚合酶活性及 3 5外切核酸酶活性,可能參與 DNA 損傷的應(yīng)急狀態(tài)修復(fù)。 D

13、NApolII:亞基具有催化合成 DNA 的功能;亞基具有 3 5外切酶活性及編輯和校對功能,則為裝配所必需,是原核生物復(fù)制延長中真正起 催化作用的酶。 DNA聚合酶的共同性質(zhì)是:需要 DNA模板; RNA或 DNA 作為引物; ATP與 Mg2+的參與; 以 dNTP作底物; DNA 合成的方向是 53。反應(yīng)特點: 新生鏈的延伸方向 為 5' 3';半保留方式合成子代 DNA 雙鏈;反應(yīng)需要 DNA 引物。共同具有的酶活性: 5' 3'聚合酶活性; 3' 5'核酸外切酶活性。7、RNA 聚合酶 RNA聚合酶也稱依賴 DNA 的 RNA聚合酶,能

14、以 DNA 為模板,四種核苷三磷酸為底 物,按照堿基配對原則, 從 5 3方向延長 RNA鏈。原核生物的 RNA聚合酶只有一種, 是由四種亞基 2 ' 組成的五聚體蛋白質(zhì),稱為全酶。去掉亞基后,剩下的2 '稱為核心酶?;罴毎霓D(zhuǎn)錄起始,需要全酶;而核心酶負責(zé)催化RNA 鏈的延伸。 真核生物 RNA聚合酶有三種,即 RNA聚合酶 I、II、III。RNA聚合酶 I 定位在核仁,主要轉(zhuǎn)錄、 18S、 28S-rRNA基因; 酶 II 定位在核漿, 主要轉(zhuǎn)錄編碼蛋白質(zhì)的基因, 即主要轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生 mRNA;酶 III 定位在核漿, 主要轉(zhuǎn)錄 tRNA 和 5S-rRNA基因。 RNA聚合

15、酶催化聚合反應(yīng)時需要有 Mg2+ 或 Mn 2+的存在,無 3'5'外切酶海性,無校對功能。8、密碼子分為 起始密碼和終止密碼, 起始密碼為 AUG,終止密碼為 UAA、UAG 和 UGA, 共有 64 種不同的密碼??勺鳛樵松锲鹗济艽a的是:。9、遺傳密碼具有以下特點: A、連續(xù)性:兩個密碼子之間沒有任何核苷酸加以分隔,即密碼是無標(biāo)點的。 B、方向 性: mRNA中密碼子的排列是有方向性的,即起始密碼子總是位于編碼區(qū) 5'末端,而終止密 碼子位于 3'末端。每個密碼子的三個核苷酸也是5' 3'方向閱讀,不能倒讀。 C、簡并性:是指遺傳密碼中除

16、色氨酸和甲硫氨酸僅有一個密碼子外,其余氨基酸有2 6 個密碼子為其編碼。 D、通用性:從最簡單的病毒、原核生物、直至人類,都使用同一套遺傳密碼。E、擺動性:翻譯過程中,氨基酸的正確加入,要靠 mRNA 上的密碼子與 tRNA 上的反密碼子相 辯認。 密碼子與反密碼子配對辯認時, 有時不完全遵守堿基互補規(guī)律, 即使不嚴(yán)格互補也能 辯認配對,這種現(xiàn)象稱為擺動。10、轉(zhuǎn)錄的過程及特點 轉(zhuǎn)錄是以 DNA為模板,以 4 種 NTP為原料,依堿基配對規(guī)律,在 DNA 指導(dǎo)的 RNA 聚合酶催化下合成 RNA 的過程,其過程包括:起始、延長和終止三個階段。轉(zhuǎn)錄的特點: A、對于一個基因組來說,轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在一

17、部分基因,而且每個基因的轉(zhuǎn)錄都受到相對獨立 的控制。 B、轉(zhuǎn)錄是不對稱的。 C、轉(zhuǎn)錄時不需要引物,而且 RNA 鏈的合成是連續(xù)的。 D、轉(zhuǎn) 錄的單向性,即 RNA生物合成時,只能向一個方向進行聚合,所依賴的模板DNA 鏈的方向為 3'5',而 RNA 鏈的合成方向為 5'3'。E、有特定的起始和終止位點。參與轉(zhuǎn)錄終止的 因素為因子或轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的 3'端發(fā)夾結(jié)構(gòu) ,轉(zhuǎn)錄終止的修飾點 :AATAAA+GT序列。11、原核生物 DNA 復(fù)制的過程及特點復(fù)制過程包括: 起始(復(fù)制起始位點識別、 解螺旋酶解開 DNA 雙鏈,引發(fā)體合成 RNA 引物)延伸( DNA

18、聚合酶催化聚合反應(yīng), 連續(xù)合成前導(dǎo)鏈, 不連續(xù)合成隨從鏈) 。終止( RNA 引物去除、岡崎片段連接、在特殊的終止結(jié)構(gòu)區(qū)域停止)。復(fù)制的共同特點為:半保留復(fù) 制和半不連續(xù)復(fù)制、聚合反應(yīng)都需要模板、底物、DNA 聚合酶及其它酶和蛋白質(zhì)。12、真核生物染色體 DNA 復(fù)制的特點:(原核相反) 復(fù)制起始點為多個;復(fù)制叉移動速度慢;復(fù)制方向大多數(shù)為雙向; RNA 引物 短;岡崎片段短,不可連續(xù)復(fù)制13、翻譯的主要過程及特點起始:形成翻譯起始復(fù)合物延長:指每加一個氨基酸經(jīng)過進位、成肽和轉(zhuǎn)位,使 肽鏈從 N 端向 C端延長。終止(當(dāng) mRNA 分子中的終止密碼子出現(xiàn)后,多肽鏈合成停止, 肽鏈從肽酰 -tR

19、NA 中釋出, mRNA、核蛋白體等分離)。蛋白制合成是一個耗能過程,每生 成一個肽鍵, 要消耗 2 個高能磷酸鍵, 氨基酸活化要消耗 2 個高能磷酸鍵, 整個過程可能多 于 4 個高能磷酸鍵。 14 、原核生物 mRNA 的加工: 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 mRNA 分子不需加工。 tRNA 結(jié) 構(gòu)基因的初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物需要加工,才能成為具有生物功能的成熟分子。 tRNA 前體的加工包 括剪切作用(切除多余核苷酸)、添加和修復(fù)3'端 CCA 序列,某些堿基的化學(xué)修飾(成熟tRNA 分子中有稀有堿基)。15、翻譯后的加工修飾:加工包括: A、去掉 N-甲酰基、 N-蛋氨酸或 N 端序列。 B、個別氨基酸的

20、修飾(羥化、 磷酸化形成 -S-S-等)。 C、多蛋白水解修飾, D、分子伴侶,蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶,肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶輔助折疊成空間構(gòu)象。 E、亞基聚合, F、輔基的結(jié)合(糖基化等)。其中A、B、C 屬一級結(jié)構(gòu)修飾, D、E、 F 屬空間結(jié)構(gòu)修飾。多肽鏈形成后,氨基酸殘基可進行多 種共價修飾,包括;磷酸化,羥基化, ADP-核糖基化,形成胱氨酸及乙?;?。翻譯過程涉 及多種分子之間的相互作用,可以歸納為:RNA-蛋白質(zhì)相互作用,蛋白質(zhì) -蛋白質(zhì)相互作用及 RNA-RNA 相互作用。參與翻譯終止的蛋白質(zhì)因子包括:RF、 PR、 IF。廣義的核蛋白體循環(huán)包括:翻譯起始,進位,成肽,轉(zhuǎn)位和翻譯終止。

21、16、真核生物 mRNA 的加工包括: 5端加帽(由加帽酶催化 5端加入 7-甲苷烏苷酸,形成帽子結(jié)構(gòu) m7GpppmNP-)。 3端加入 Poly(A)尾(A、組蛋白的成熟 mRNA無需加 polyA 尾;B、加尾信號包括 AAUAAA 和富含 GU的序列; C、加尾不需模板; D剪切過程需要多種蛋白質(zhì)因子的輔助)。mRNA前體的剪接 (剪接加工以除去內(nèi)含子序列, 并將外顯子序列連接成為成熟的有功能的mRNA分子。內(nèi)含子兩端的結(jié)構(gòu)通常是5 -GU AG-3。選擇性剪接的作用機制包括; A 使用不同的剪接位點, B 選擇使用外顯子, C、反式剪接, D、使用不同的啟動子, E、使用不同 的多腺

22、苷酸化位點) 。 RNA的編輯(發(fā)生于轉(zhuǎn)錄后水平, 改編 mRNA序列,C U 或 AG, 增加遺傳信息容量)。17、基因表達是 指生物基因組中結(jié)構(gòu)基因所攜帶的遺傳信息經(jīng)過轉(zhuǎn)錄、翻譯等一系列 過程, 合成特定的蛋白質(zhì), 進而發(fā)揮特定的生物學(xué)功能和生物學(xué)效應(yīng)的全過程。 但并非所有 基因表達過程都產(chǎn)生蛋白質(zhì), tRNA、rRNA 編碼基因轉(zhuǎn)錄生成 RNA 的過程也屬于基因表達。 基因表達受到多級水平的調(diào)控, 具有階段特異性 (時間特異性) 和組織特異性 (空間特異性) 。 基因表達分為幾個階段:基因活化、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工、翻譯、翻譯后加工等、產(chǎn)物是 RNA 和有功能的蛋白質(zhì)。18、原核生物基因表達

23、調(diào)控的環(huán)節(jié),主要在轉(zhuǎn)錄水平,其次是翻譯水平。原核生物基因多以操縱子的形式存在, 轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控涉及到啟動子、 因子(能與 RNA聚合酶結(jié)合) 、 阻遏蛋白 (負調(diào)控 )、正調(diào)控蛋白、倒位蛋白、 RNA 聚合酶抑制物、衰減子等多種因素。而翻 譯水平的調(diào)控涉及到 SD序列(位于 AUG前)、 mRNA 的穩(wěn)定性(不穩(wěn)定,其 5端和 3 端的發(fā)夾結(jié)構(gòu)可保護其不被酶水解, mRNA 的 5端與核糖體結(jié)合, 可明顯提高其穩(wěn)定性) 、 翻譯產(chǎn)物及小分子 RNA 的調(diào)控作用。19、真核生物基因表達的調(diào)控環(huán)節(jié)較多, 在 DNA 水平可通過染色體丟失,基因擴增、 基因重排、 DNA 甲基化以及染色體結(jié)構(gòu)改變影響

24、基因表達,在轉(zhuǎn)錄水平則主要通過反式作 用因子的作用調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子與 TATA 盒的結(jié)合、 RNA 聚合酶與轉(zhuǎn)錄因子 -DNA 復(fù)合物的結(jié)合 及轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成;在轉(zhuǎn)錄后水平主要通過RNA修飾、剪接及 mRNA 運輸?shù)目刂苼碛绊懟虮磉_;影響翻譯水平的因素有影響起始翻譯的阻遏蛋白、5 AUG、5端非編碼區(qū)的長度、 mRNA 的穩(wěn)定性調(diào)節(jié)及小分子 RNA等。真核基因調(diào)控中最重要的環(huán)節(jié)是基因轉(zhuǎn)錄, 真核生物基因表達需要轉(zhuǎn)錄因子、啟動子、沉默子和增強子。20、反式作用因子: 指能直接或間接辨認和結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段DNA 的蛋白質(zhì),其主要特點包括三個功能結(jié)構(gòu)域( DNA 識別結(jié)合域、轉(zhuǎn)錄活性域、結(jié)合其它

25、蛋白的結(jié)合域)、能 識別并結(jié)合上游調(diào)控區(qū)的順式作用元件、 對基因表達有正性和負性調(diào)控作用。 其活性調(diào)節(jié)方 式:表達式調(diào)節(jié),共價修飾,配體結(jié)合及蛋白質(zhì) -蛋白質(zhì)相互作用。作用方式 :成環(huán)、扭曲、 滑動、 Oozing。DNA 結(jié)構(gòu)域包括: 鋅指、螺旋轉(zhuǎn)角螺旋、 亮氨酸拉鏈和螺旋環(huán)螺旋。 轉(zhuǎn)錄激活域富含:酸性氨基酸、脯氨酸和谷氨酰胺。21、參與 DNA 復(fù)制(合成)的物質(zhì)包括:模板(解開成單鏈的 DNA 母鏈)。引物(提供 3'OH 未端使 dNTP可以依次聚合) 。 底物( dATP,dGTP,dCTP和 dTTP)。聚合酶 (依賴 DNA的 DNA聚合酶(DNApol)。 其它的酶和蛋

26、白質(zhì)因子。 DNA 復(fù)制的基本過程包括: DNA 雙鏈解開, RNA引物的合 成, DNA 鏈的延長,切除引物,填補缺口,連接相鄰DNA 片段,切除和修復(fù)錯配堿基。22、結(jié)構(gòu)基因突變的類型包 括點突變、缺失、插入和倒位四類,遺傳密碼的改變分為 錯義突變、無義突變、同義突變和移碼突變。23、癌基因惡性激活的機制包括: 原癌基因點突變,原癌基因獲得外源啟動子而 激活,原癌基因因甲基化程度降低而激活,基因易位或重排使原癌基因激活。24、逆轉(zhuǎn)錄病毒載體 是基因治療中最常用的載體。造血肝細胞是基因治療中最重要的 靶細胞, 禁用生殖細胞。 基因轉(zhuǎn)移技術(shù) ( 基因治療技術(shù) )包括生物學(xué)方法和非生物學(xué)方法 :

27、生物 學(xué)方法有 :逆轉(zhuǎn)錄病毒載體 .腺病毒載體 .腺相關(guān)病毒載體 .單純皰疹病毒載體 ; 非生物學(xué)方法 有:脂質(zhì)體、直接注射、受體介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移技術(shù)、DNA磷酸鈣沉淀法、電穿孔法、顯微注射、顆粒轟擊。25、DNA 甲基化 的一個特點是它們經(jīng)過細胞許多代分裂之后仍保持穩(wěn)定。在真核生物 DNA 中,幾乎所有甲基化均發(fā)生于二核苷酸序列5' mCG3'上。26、一個基因所 包括的序列有:編碼蛋白質(zhì)肽鏈或RNA 的核酸序列、保證轉(zhuǎn)錄所必需的調(diào)控序列、 位于編碼區(qū) 5'端上游的非編碼序列、 內(nèi)含子、 位于編碼區(qū) 3' 端下游的非編碼序 列。27、啟動子 是 RNA 聚合酶特異

28、性識別和結(jié)合的 DNA 序列 ,啟動子具有方向性,真核生 物的啟動子必須與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合后,才能被 DNA 聚合酶識別和結(jié)合,真核生物的啟動子元 件是 TATA 蓋,TATA盒的核心序列是 TATA(A/T)A(A/T),位于轉(zhuǎn)錄起始點上游 25bp 處,啟動子 決定轉(zhuǎn)錄方向 .模板鏈及轉(zhuǎn)錄效率。上游啟動子元件包括:CAAT盒, CACA盒和 GC盒。28、逆轉(zhuǎn)錄: 是指以 RNA為模板,利用宿主細胞中 4 種 dNTP 為原料,在引物的 3'端以 5' 3'方向合成與 RNA互補的 DNA 鏈的過程,此過程與中心法則方向相反,故稱為逆轉(zhuǎn)錄。29、原癌基因產(chǎn)物的類型及細胞

29、定位生長因子及其類似物,由細胞分泌,如C-sis家族 ( sis 編碼血小板源生長因子,表達產(chǎn)物與 PDGF鏈結(jié)構(gòu)同源)??缒どL因子受體型的酪氨酸蛋白激酶,如erb-B,表皮細胞生長因子( EGF)受體; fims,巨噬細胞集落刺激因子受體;定位于質(zhì)膜。細胞內(nèi)信號傳 導(dǎo)分子,定位于胞夜 ,包括 A、低分子量 G 蛋白,如 H-ras 等基因表達產(chǎn)物; B、胞內(nèi)蛋白激 酶(包括與膜結(jié)合的蛋白酪氨酸激酶和胞漿絲氨酸 / 蘇氨酸蛋白激酶),如 src、abl。核內(nèi) 轉(zhuǎn)錄因子:如 myc、 fos 等,定位于細胞核內(nèi)。胞漿調(diào)節(jié)蛋白,如crk 的產(chǎn)物是存在于胞漿中的調(diào)節(jié)蛋白,定位于胞漿??扇苄缘鞍桌野?/p>

30、酸激酶受體和非蛋白激酶受。30、細胞周期的主要調(diào)控點細胞周期的運行受多種因素所調(diào)控,有 2 個主要調(diào)控點,亦稱為檢測點。G1/S 期檢測點:在酵母中稱起點,在哺乳細胞中稱限制點,是控制細胞進入 S 期檢測點( G1 期檢測點) ,cyclinB與 CDK4和 CDK6結(jié)合, cyclinE與 CDK2,CDK3結(jié)合,通過磷酸化使它們活化。 cyclin-CDK復(fù)合物可使 Rb蛋白磷酸化,從而釋放轉(zhuǎn)錄因子E2F,促進 DNA 復(fù)制相關(guān)基因的表達。 CDK2也可和 cyclinA、cyclinA1 結(jié)合,促進早 S期 DNA 合成的起始。 G2/M 期檢測 點:是控制細胞進入 M 期檢測點(G2期

31、檢測點) ,促有絲分裂因子 (MPF)由 cyclinB 和 CDK1 組成,是啟動有絲分裂的關(guān)鍵因子。細胞何時進入 M 期取決于 Cdc2 的磷酸化狀態(tài)。31、真核細胞轉(zhuǎn)染的基本方法: 磷酸鈣沉淀法。電穿孔法。脂質(zhì)體介導(dǎo)的基因?qū)敕?。DEAE-葡聚糖法。顯微注射法。32、DNA 損傷的主要類型堿基和糖基破壞錯配 DNA 鏈斷裂:電離輻射致 DNA 損傷的主要形式 DNA 變聯(lián)。 上述 DNA損傷可導(dǎo)致 DNA 模板發(fā)生堿基的置換、插入、缺失、鏈的斷裂,并可影響到染色 體的高級結(jié)構(gòu)。 DNA 鏈中一種嘌呤被另一種嘌呤取代,或嘧啶被另一種嘧啶所取代,稱為 轉(zhuǎn)換;嘌呤被嘧呤取代,或反之,稱為顛換;

32、轉(zhuǎn)換和顛換在 DNA 復(fù)制時可引起堿基錯配, 導(dǎo)致基因突變;堿基的插入和缺失可引起移碼突變。33、DNA 修復(fù)機制的主要類型光修復(fù);切除修復(fù);重組修復(fù);SOS修復(fù);錯配修復(fù)。34、基因文庫篩選的主要方法及原理 (1)根據(jù)抗藥性標(biāo)志篩選:對于帶有某種抗藥性標(biāo)志基因,只有轉(zhuǎn)化成功的受體菌才可 能在含該抗生素的培養(yǎng)基中生存并形成菌落; 而沒有轉(zhuǎn)化成功的受體菌, 不能在培養(yǎng)基中生 長,以此可選擇陽性菌。 (2)根據(jù)菌落的呈色反應(yīng)篩選(互補、藍-白篩選):根椐菌落的顏色并結(jié)合插入片段的序列測定篩選。(3)營養(yǎng)缺陷型標(biāo)記法 :(4) 核酸分子雜交法:即采用與目的基因部分互補的 DNA 片段作為探針,與含有

33、重組體的細菌菌落進行雜交,以確定重組體 中帶目的基因。包括原位雜交和 southern 印跡雜交。( 5)遺傳互補法:載體上的營養(yǎng)代謝 標(biāo)記可以對宿主細胞的營養(yǎng)代謝缺陷進行互補,以此作為篩選重組體的標(biāo)記。(6)免疫學(xué)方法: 如果克隆基因的產(chǎn)物是已知的, 并且在菌落或噬菌斑中表達, 因而可以用相應(yīng)的抗血 清或單克隆抗體,通過放射免疫、化學(xué)發(fā)光或顯色反應(yīng)進行篩選。35、PCR的主要步驟及引物設(shè)計的基本要求 PCR的主要步驟: PCR又稱聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng),是在體外進行的DNA 復(fù)制反應(yīng)過程。其基本過程包括: A、雙鏈 DNA模板加熱變性成單鏈 (變性),溫度 95 度左右。 B、在低溫下引 物與單鏈

34、DNA 互補配對 (退火),85-90 度。 C、延伸:在四種 DNTP底物及 Mg2+存在條件下, TaqDNA 聚合酶在最適作用溫度 (7075)下,根據(jù)堿基互補配對原則, 從特異結(jié)合到 DNA 模板上的引物 3-OH 端開始摻入單核苷酸,合成新的DNA分子。引物設(shè)計的基本要求:A、引物長度一般為 1530 個核苷酸。 B、引物中的堿基組成盡可能隨機分布,避免出現(xiàn)嘌 呤、嘧啶堿基堆積現(xiàn)象,尤其在3端避免連續(xù) 3 個 G 或 C。C、引物自身不應(yīng)存在互補序列以避免折疊成發(fā)夾結(jié)構(gòu),引物自身存在的連續(xù)互補序列,一般不超過3bp 。D、兩個引物之間不應(yīng)存在互補序列,尤其應(yīng)避免3 端的互補重疊。 E

35、、引物與非特異擴增區(qū)的序列的同源性不要超過 70%,引物 3末端連續(xù) 8 個堿基在待擴增區(qū)以外不能有完全互補序列。F、 引物與模板結(jié)合時,引物的 5端可以修飾。36、乳糖操縱子的正、負調(diào)節(jié)機制乳糖操縱子包含 3 個結(jié)構(gòu)基因(編碼 -半乳糖苷酶, -半乳糖苷通透酶和轉(zhuǎn)乙酰基 酶)、3 個調(diào)控元件 (啟動子、 操縱基因和 CAP結(jié)合位點) 和 1 個調(diào)節(jié)基因 (編碼阻遏蛋白) 。 乳糖操縱子的轉(zhuǎn)錄起始是由 CAP和阻遏蛋白兩種調(diào)控因子來調(diào)控的。(1)阻遏蛋白的負調(diào)控:無乳糖時,阻遏蛋白結(jié)合操縱基因,妨礙 RNA 聚合酶結(jié)合啟動子,從而抑制結(jié)構(gòu)基因 轉(zhuǎn)錄。有乳糖時,生成半乳糖(誘導(dǎo)劑)結(jié)合阻遏蛋白,

36、使阻遏蛋白構(gòu)象改變,變構(gòu)的阻遏 蛋白不能與操縱序列結(jié)合, 阻遏機制解除, 結(jié)構(gòu)基因可以轉(zhuǎn)錄, 基因得以表達。 cAMP-CAP 復(fù)合物的正調(diào)控 :無葡萄糖時, cAMP 濃度高,形成的 cAMP-CAP復(fù)合物結(jié)合于 CAP結(jié)合位點, 增強啟動子轉(zhuǎn)錄活性,促進下游基因得以表達;有葡萄糖時,cAMP 濃度低, cAMP-CAP 復(fù)合物形成受阻,影響轉(zhuǎn)錄活性。正、負調(diào)控機制相輔相成:cAMP-CAP 復(fù)合物是轉(zhuǎn)錄必需的,同時阻遏蛋白進一步控制轉(zhuǎn)錄啟動。 綜上, 乳糖操縱子最強的表達條件是有乳糖而無葡 萄糖。37、雙脫氧末端終止法 DNA 測序的主要步驟: 雙脫氧末端終止法是以單鏈或雙鏈 DNA 為模

37、板,采用 DNA 引物引導(dǎo)新生 DNA 的合成,又稱為引物合成法,或酶促引物合成法。其 主要步驟為:制備單鏈模板。模板與測序引物結(jié)合。摻入法標(biāo)記反應(yīng)。延伸-終止反應(yīng)。 變性膠電泳。放射自顯影。閱讀測序結(jié)果。38、常用的分子生物學(xué)技術(shù)的原理、過程及特點 核酸分子雜交技術(shù):基本原理是:具有互補序列的兩條單鏈核酸分子在一定條件下 堿基互補配對結(jié)合, 重新形成雙鏈; 在這一過程中,核酸分子經(jīng)歷了變性和復(fù)性的變化,以 及復(fù)性過程中各分子間鍵的形成和斷裂等。特點:直接檢測血清中病毒基因組,無須擴增, 靈敏度較 PCR低。在雜交體系中已知的核酸序列稱作探針。 聚合酶鏈反應(yīng)( PCR):PCR的原理是根據(jù)待測

38、 DNA 片段兩端的核苷酸序列,設(shè)計并 人工合成兩個分別與 DNA 片段兩端互補的寡聚核苷酸引物,在有過量的引物、過量的底物 (4種 dNTP)、 DNA 聚合酶以及模板(待擴增片段的 DNA分子)的反應(yīng)體系中,經(jīng)過高溫 變性(使 DNA鏈解開)、低溫退火(使引物與模板結(jié)合)和適溫延伸(新合成的DNA 片段)三個階段的循環(huán)周期,對 DNA 分子進行擴增。特點 :極強的擴增能力 ,度高靈敏性 ,高度特異 性,只需微量模板 ,只需數(shù)小時 ,擴增產(chǎn)物量大 ,變性 .復(fù)性.延伸三個步聚循環(huán)進行 ,操作簡便, 適用廣泛,但可出現(xiàn)假陽性 . DNA 序列測定: DNA 序列測定是在高分辨率變性聚丙烯酰胺凝

39、膠電泳技術(shù)的基礎(chǔ)上 建立起來的,包括 Sanger 雙脫氧鏈末端終止法和化學(xué)降解法。 Sanger 法的基本原理是:雙 脫氧核苷酸( ddNTP)在 DNA 合成過程中代替相應(yīng)的脫氧核苷酸( dNTP)作為底物,不能 形成 3, 5-磷酸二酯鍵而導(dǎo)致鏈延伸終止?;瘜W(xué)降解法:是采用化學(xué)試劑處理末端放射 性標(biāo)記的 DNA 單鏈片段,造成堿基特異性切割,由此產(chǎn)生一組具有不同長度的DNA 鏈的反應(yīng)混合物,經(jīng)凝膠電泳按分子大小分離和放射自顯影,直接讀出待測 DNA 的核苷酸順序。 DNA 芯片技術(shù): DNA 芯片技術(shù)是一種大規(guī)模集成的固相核酸分子雜交,以大量已知 堿基序列的寡核苷酸片段為探針, 檢測樣品

40、中哪些核酸序列與其互補, 然后通過定性、 定量 分析得出待測樣品的基因序列及表達的信息。 DNA 芯片的主要技術(shù)流程包括:芯片的設(shè)計與制備、靶基因的標(biāo)記(常用熒光色素 .生物素或放射性核素標(biāo)記 dNTP)、芯片雜交與雜交 信號檢測。特點:高通量 .鑒別診斷。酶: DNA 聚合酶。所需探針:合成的寡核苷酸片段, cDNA,已克隆的基因片段,雙鏈或單鏈DNA 或 RNA,肽核酸。 基因克隆技術(shù)(重組 DNA 技術(shù)):基因克隆是指某種目的基因的擴增與分離過程, 具體是從基因組或 DNA大片段中分離并獲得某一特定的基因或 DNA 片段,再通過 DNA序列 擴增形成由眾多拷貝組成的 DNA 拷貝群體的過

41、程。其基本過程為: A-目的基因的制備;栽 體的選擇與制備; B-DNA 分子的體外連接; C-將外源 DNA 導(dǎo)入宿主細胞; D-目的基因的篩 選與鑒定; E-DNA 重組體的擴增與表達39、原核生物與真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控的特點比較:兩者均涉及 RNA 聚合酶和轉(zhuǎn)錄調(diào)控序列(啟動子等)的相互作用。真核需要多種 轉(zhuǎn)錄因子輔助、原核不需要。真核以正調(diào)控為主,原核以負調(diào)控為主。真核 3 種 RNA 聚合酶負責(zé)不同種類基因的轉(zhuǎn)錄,原核只有1 種 RNA 聚合酶。40、原核生物和真核生基因表達調(diào)控特點的比較。相同點:轉(zhuǎn)錄起始是基因表達調(diào)控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)不同點:A、原核基因表達調(diào)控主要包括轉(zhuǎn)錄和翻譯水平;真核基

42、因表達調(diào)控主要包括染色質(zhì)活化、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工、翻譯、 翻譯后加工多個層次。 B、原核基因表達調(diào)控主要為負調(diào)節(jié),真核主要為正調(diào)節(jié)。C、原核轉(zhuǎn)錄起始不需要轉(zhuǎn)錄因子, RNA 聚合酶直接結(jié)合啟動子,由因子決定基因表達的特異性; 真核轉(zhuǎn)錄起始需要基礎(chǔ)、特異兩類轉(zhuǎn)錄因子,依賴 DNA-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì) -蛋白質(zhì)相互作用, 調(diào)控轉(zhuǎn)錄激活。 D、原核基因表達調(diào)控主要采用操縱子模型,轉(zhuǎn)錄出多順反子 RNA,實現(xiàn)協(xié) 調(diào)調(diào)節(jié);真核基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子RNA,功能相關(guān)蛋白質(zhì)的協(xié)調(diào)表達機制更為復(fù)雜。41、質(zhì)粒的特征:原核細胞中染色體外的共價閉合的環(huán)狀 DNA 分子。能獨立于細胞的染色體而進行 復(fù)制, 并依賴于宿主細

43、胞。 在同一宿主中具有不相容性, 即具有相同復(fù)制起始位點和分配 區(qū)的兩種質(zhì)粒不能共存于一個宿主菌。 具有嚴(yán)格的遺傳控制系統(tǒng) (復(fù)制調(diào)控系統(tǒng), 分配系 統(tǒng),細胞分裂控制系統(tǒng) ,位點特異重組系統(tǒng))。其所攜帶的遺傳信息能賦予宿主細胞特 定的遺傳性狀。 是 DNA 重組技術(shù)中所使用的主要載體。 作為克隆載體的質(zhì)粒具有的特點: 分子量較小,能在細菌內(nèi)穩(wěn)定存在, 有較高的拷貝數(shù);具有一個以上的遺傳標(biāo)志; 具有多個 限制酶的單一切點,稱為多克隆位點,便于外源基因的插入。42、真核生物基因組結(jié)構(gòu)與功能的特點。每一種真核生物都有一定的染色體數(shù)目, 體細胞一般為雙倍體。 真核基因組遠遠 大于原核生物的基因組, 具

44、有許多復(fù)制起點。 真核基因組由一個結(jié)構(gòu)基因與相關(guān)的調(diào)控區(qū) 組成,轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子,即一分子 mRNA 只能翻譯一種蛋白質(zhì)。真核生物分子含有 大量重復(fù)順序。 真核生物基因組內(nèi)非編碼的順序占90%以上。 真核基因是斷裂基因。 功能相關(guān)的基因構(gòu)成各種基因家族。真核生物基因組中也存在一些可移動的遺傳因素。43、蛋白質(zhì)生物合成后的靶向輸送過程及特點: 蛋白質(zhì)合成后,定向地被輸送到最終發(fā)揮生物學(xué)功能的部位稱為靶向輸送。靶向輸送 的蛋白質(zhì)的 N 端往往有一些特異的氨基酸序列,稱為信號序列,是決定蛋白質(zhì)靶向輸送特性的重要元件,通過信號序列引導(dǎo)蛋白質(zhì)從胞漿進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng).線粒體 .葉綠體和核內(nèi),靶向不同的蛋白質(zhì)各

45、有特異的信號序列。 分泌型蛋白合成后進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng), 經(jīng)加工, 包裝成分泌小泡, 再轉(zhuǎn)移 .融合到靶部位或分泌出細胞,其靶向輸送主要靠信號肽與胞漿中的信號肽識別粒子 (SRP)識別并特異結(jié)合,然后再通過SRP與膜上的對接蛋白( DP)識別并結(jié)合后,將所攜帶的蛋白質(zhì)送出細胞; 線粒體蛋白的靶向輸送靠導(dǎo)肽與多種蛋白復(fù)合體介導(dǎo)進入基質(zhì)和膜間 腔,然后自發(fā)的或在分子伴侶HSP70 幫助下折疊形成有功能的蛋白質(zhì);而細胞核蛋白的靶向輸送則通過核定位信號與核輸入受體結(jié)合形成核蛋白-受體復(fù)合物,被導(dǎo)出核孔,再與核孔復(fù)合體結(jié)合后進入細胞核。44、核酸分子雜交的基本方法 包括: Southern 印跡雜交(鑒別 DNA 靶分子的雜交、待 測核酸是 DNA 片段)、 Northern 印跡雜交(鑒別 RNA 靶分子、待測核酸是 RNA)、斑點雜 交、原位雜交和液相雜交。45、DN

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