醫(yī)學分子生物學重點匯總

醫(yī)學分子生物學重點匯總分子生物學：從分子水平研究生命現(xiàn)象、生命本質(zhì)、生命活動及其規(guī)律的學科。醫(yī)學分子生物學：從分子水平研究人體和疾病相關生物在正常和疾病狀態(tài)下生命活動及其規(guī)律、從分子水平開展人類疾病的預防、診斷和治療研究的科學。基因：是負責編碼RNA或一條多肽鏈的DNA片段，包括編碼序列、編碼序列外的側(cè)翼序列及插入序列結構基因：基因中編碼RNA或蛋白質(zhì)的DNA序列。順式作用元件：真核生物生物基因中的調(diào)控序列，包括啟動子和上游的啟動子元件、增強子、反應元件和poly(A)加尾信號基因突變改變遺傳信息的幾種形式？斷裂基因：真核生物基因在編碼區(qū)內(nèi)含有非編碼的插入序列?；蛐停菏侵钢鸫鷤鬟f下去的成對因子的集合，因子中一個來源于父本，另一個來源于母本。表現(xiàn)型（phenotype）：是指一些容易區(qū)分的個體特征的總和增強子：一段含有多個作用元件，可以特異性的與轉(zhuǎn)錄因子結合，增強基因的轉(zhuǎn)錄活性的短的DNA序列。轉(zhuǎn)錄：遺傳信息從DNA分子抄錄到RNA分子的過程基因組（genome）：泛指一個細胞或病毒的全部遺傳信息。真核生物基因組：指一套完整單倍體DNA（染色體DNA）的全部序列，既包括編碼序列，也包括大量存在的非編碼序列。原核生物基因組結構特征：其結構比較簡單，通常由環(huán)狀雙鏈DNA分子組成，具有操縱子結構，基因密度高，編碼序列比例大，含有編碼同工酶的同基因，不同元和生物基因組中的GC含量變化大。其非編碼區(qū)域主要是一些調(diào)控序列，細菌的基因組可產(chǎn)生轉(zhuǎn)座現(xiàn)象，還含有可以自主復制的質(zhì)粒DNA。真核生物基因組結構特征：真核基因組一般比較龐大，結構基因所占的比例小，編碼序列就更少，且存在大量重復序列。由染色體DNA和染色體外DNA組成，非編碼序列多于編碼序列，具有多基因家族和假基因操縱子（operon）：原核生物的絕大多數(shù)結構基因按功能相關性成簇地排列于染色體上，連同其上游的調(diào)控區(qū)（包括啟動子和操作元件）以及下游的轉(zhuǎn)錄終止信號共同組成一個基因表達單位。轉(zhuǎn)座因子類別及其遺傳效應：類別：插入序列、轉(zhuǎn)座子、Mu噬菌體。遺傳效應：①轉(zhuǎn)座因子的轉(zhuǎn)座不是本身的移動，而是由轉(zhuǎn)座因子復制出一個新拷貝轉(zhuǎn)移到基因組中的新位置上去。②新的轉(zhuǎn)座因子轉(zhuǎn)到靶點后，靶點序列會倍增成為兩個靶點序列，并分別排列在轉(zhuǎn)座因子的兩側(cè)，形成同向重復序列。③在轉(zhuǎn)座過程中能夠形成共合體。④轉(zhuǎn)座因子轉(zhuǎn)座后能促使染色體畸變。⑤轉(zhuǎn)座因子可以從原來位置上切除，這個過程稱為切離。⑥轉(zhuǎn)座可引起插入突變。⑦帶有標志基因，給受體基因組增添了新的基因。真核生物基因組重復序列：高達總DNA量的50％。分為1）高重復序列DNA，重復次數(shù)可高達數(shù)百萬次。有衛(wèi)星DNA和反向重復序列。衛(wèi)星DNA又分為大衛(wèi)星DNA、小衛(wèi)星DNA和微衛(wèi)星DNA。2）中重復序列DNA：散在分布于基因組中，約占基因組DNA總量的35％，常與單拷貝基因間隔排列易感基因：是一些微效基因，也就是存在于QTL中的等位基因，它決定的不是疾病本身而是對疾病的遺傳易感性，是否發(fā)病取決于多遺傳因素的累加效應和環(huán)境的相互作用功能基因組學包括①對基因表達圖譜的研究②對基因產(chǎn)物的功能的研究③對基因組多樣性的研究④對疾病相關基因的再測序⑤單核苷酸多態(tài)性的研究DNA損傷：DNA分子結構（堿基、脫氧核糖、磷酸）的任何異常改變DNA重排：DNA分子內(nèi)發(fā)生較大片段的交換，可以在同一染色體的兩條鏈間發(fā)生，也可以在不同染色體之間發(fā)生，且DNA重排可以是原來的方向或者顛倒的方向。DNA損傷修復的主要修復方式①直接修復：最簡單②切除修復：最常見③重組修復：損傷較多④SOS修復：損傷嚴重應急修復。真核生物誘導修復主要機制：細胞周期檢查點控制。概念：細胞周期中從DNA復制到細胞分裂每一時期轉(zhuǎn)折都會受到嚴密監(jiān)控，此機制稱細胞周期檢查點控制。作用：對DNA損傷做出應答。結果：暫時阻斷細胞周期，誘導細胞停滯，防止受損DNA繼續(xù)復制，同時誘導DNA損傷修復；若無法修復則誘導細胞進入凋亡管家基因：在生物體的生命全過程中及幾乎所有細胞中持續(xù)表達的基因，這些基因的表達的量是持續(xù)的、恒定的。誘導表達：在特定環(huán)境信號刺激下，有些基因的表達表現(xiàn)為開放或增強，這種表達方式稱為誘導表達。阻遏表達：在特定環(huán)境信號刺激下，有些基因的表達表現(xiàn)為關閉或下降，這種表達方式稱為阻遏表達。協(xié)調(diào)表達：在生物體內(nèi)，在一定機制控制下，功能相關的一組基因，協(xié)調(diào)一致，共同表達，使各種代謝途徑有條不紊的進行，即協(xié)調(diào)表達。基因表達調(diào)控：根據(jù)機體生長、發(fā)育、繁殖的需要，結構基因在細胞中隨著環(huán)境的變化，有規(guī)律的選擇性、程序性、適度的表達，以適應環(huán)境，發(fā)揮其生理功能的過程。反式作用因子：真核細胞內(nèi)含有的主要功能是使基因開放或關閉的一些序列特異性的DNA結合蛋白。負調(diào)控：阻遏蛋白結合于DNA后抑制轉(zhuǎn)錄，這種基因表達調(diào)控方式稱為~正調(diào)控：調(diào)控蛋白結合于特異DNA序列后促進基因的轉(zhuǎn)錄，這種基因表達調(diào)控方式稱為~原核生物乳糖操縱子的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制：結構基因：Z基因：編碼β－半乳糖苷酶。Y基因：編碼透酶。A基因：編碼半乳糖苷乙?；浮Ｕ{(diào)控元件：啟動子（P），操縱元件（O），CAP結合序列。調(diào)節(jié)基因（I）：編碼阻遏蛋白。2、功能：使細菌可以利用乳糖作為生長能源。3、調(diào)控機制：1）阻遏蛋白引起的負性調(diào)節(jié)（乳糖的影響）：A.沒有乳糖存在時，lac操縱子處于關閉狀態(tài)；B.當有乳糖存在時，乳糖轉(zhuǎn)變?yōu)榘肴樘牵T導阻遏蛋白變構失活，lac操縱子開放2）CAP蛋白引起的正性調(diào)節(jié)（受葡萄糖的調(diào)節(jié)）A．CAP（正調(diào)控蛋白）：分解代謝物基因激活蛋白B．CAP是同二聚體，有DNA的結合區(qū)及cAMP的結合位點C.CAP與cAMP結合以后被激活D．葡萄糖濃度高時，cAMP降低；葡萄糖濃度低時，cAMP升高3）協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)：A、lac操縱子中阻遏蛋白的負性調(diào)節(jié)和CAP蛋白的正性調(diào)節(jié)互相協(xié)調(diào)，共同調(diào)控lac操縱子。B、乳糖操縱子是弱啟動子，與RNA聚合酶的結合必須要CAP蛋白的輔助。如果沒有CAP存在，即使沒有阻遏蛋白與操縱元件結合，操縱子仍無轉(zhuǎn)錄活性。C、當阻遏蛋白封閉轉(zhuǎn)錄時，CAP對該系統(tǒng)不能發(fā)揮作用。D、單純?nèi)樘谴嬖跁r，細菌利用乳糖作碳源，若有葡萄糖或乳糖共同存在時，細菌首先利用葡萄糖。4）乳糖操縱子協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)機制：a有葡萄糖，有乳糖，lac操縱子關閉b有葡萄糖，沒有乳糖，lac操縱子關閉c沒有葡萄糖，沒有乳糖，lac操縱子關閉d沒有葡萄糖，有乳糖，lac操縱子開放真核生物基因表達在轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控：轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控是真核生物基因表達調(diào)控中最重要環(huán)節(jié)。②調(diào)控作用主要是通過反式作用因子，順式作用元件和RNA聚合酶的相互作用來完成的。③調(diào)控方式主要是反式作用因子通過結合順式作用元件后影響轉(zhuǎn)錄起始復合物的形成。其中轉(zhuǎn)錄起始復合物的形成是轉(zhuǎn)錄的可調(diào)控環(huán)節(jié)。1、方式作用因子是調(diào)控基因表達的DNA結合蛋白2、方式作用因子具有三個基本特征：（1）具有三個功能結構域：DNA結合域、轉(zhuǎn)錄活性域及結合其他蛋白結合域（2）能識別并結合基因調(diào)控區(qū)中順式作用元件（3）基因表達有正性和負性調(diào)控作用。3、方式作用因子激活方式多樣：表達式調(diào)節(jié)、共價修飾、配體結合、蛋白與蛋白相互作用4、方式作用因子與順式作用元件結合發(fā)揮調(diào)節(jié)功能5、反式作用因子的組合性調(diào)控使調(diào)控更加精確。6、反式作用因子的作用方式有多種模式7、反式作用因子結構域具有多種結構模式反式作用因子的基本特征和調(diào)節(jié)方式：基本特征（1）具有三個功能結構域：DNA結合域、轉(zhuǎn)錄活性域及結合其他蛋白結合域（2）能識別并結合基因調(diào)控區(qū)中順式作用元件（3）基因表達有正性和負性調(diào)控作用。反式作用因子與順式作用元件結合后促進或抑制基因的表達。調(diào)節(jié)方式（1）反式作用因子與順式作用元件結合發(fā)揮調(diào)節(jié)作用（2）反式作用因子的組合性調(diào)控使調(diào)控更加精確。信號轉(zhuǎn)導——細胞通過受體接收胞外信號分子的刺激，經(jīng)過復雜的胞內(nèi)應答反應，影響細胞生物學功能的過程。受體的概念——是信息分子的接收分子，它們的化學本質(zhì)是存在于細胞表面或細胞內(nèi)的蛋白分子。G蛋白循環(huán)——正常G蛋白以無活性的三聚體存在，當配體與受體的結合改變受體構象，再引起G蛋白構象改變，α亞基與GDP的親和力下降，釋放GDP，與GTP結合，與βγ亞基解離，成為活化狀態(tài)的α亞基，α亞基再激活細胞內(nèi)的各種效應分子，將信號進一步傳遞；α亞基具有內(nèi)在GTP酶活性，將GTP水解成GDP，α亞基重新與βγ亞基結合形成三聚體，回到靜止狀態(tài)，G蛋白這種有活性和無活性狀態(tài)的轉(zhuǎn)換稱為G蛋白循環(huán)。細胞與細胞間的通訊方式；①細胞間隙連接通訊。②膜表面分子接觸通訊。③化學信號介導的通訊。受體的作用、特點及分類；受體有兩個方面的作用：一是識別外源信息分子，二是將配體的信號進行轉(zhuǎn)換，傳遞至其它分子，引起細胞的應答。受體的特點：高度特異性、高親和力、可飽和性、可逆性受體按照其在細胞內(nèi)的位置分類：細胞表面受體和細胞內(nèi)受體負責信號在細胞內(nèi)傳遞與轉(zhuǎn)換的信號轉(zhuǎn)導分子；蛋白激酶和蛋白磷酸酶：蛋白質(zhì)活性的開關系統(tǒng)（磷酸化和去磷酸化）G蛋白：GTP/GDP開關作用。信號轉(zhuǎn)導復合物：由銜接蛋白和支架蛋白形成G蛋白偶聯(lián)受體信號轉(zhuǎn)導途徑的基本步驟；①配體與受體結合②受體活化G蛋白③G蛋白激活或抑制效應分子④效應分子改變第二信使的含量與分布⑤第二信使作用于相應的靶分子，使之構象改變，從而改變細胞的代謝過程及基因表達等功能。胰島素受體介導的信號轉(zhuǎn)導的主要步驟。①受體二聚體的形成及其磷酸化②募集街頭蛋白Grb2③Grb2的SH3募集SOS④Ras的活化⑤MAPK的級聯(lián)激活⑥轉(zhuǎn)錄因子的磷酸化及其轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用細胞周期——大多數(shù)真核細胞經(jīng)過一系列有序事件，使細胞體積增大，染色體復制，并且分裂成兩個各含有一套完整的染色體的子代細胞細胞凋亡——是機體細胞在正常生理或病理狀態(tài)下發(fā)生的一種自發(fā)的程序化死亡過程。細胞周期及細胞周期中的關卡；細胞周期四個時期：G1期，S期，G2期，M期四個關卡：G1晚期的限制點，G1-S轉(zhuǎn)折和G2-S轉(zhuǎn)折的DNA損傷關卡，有絲分裂中期關卡（又稱紡錘體組裝關卡）細胞周期中關卡的作用；G1晚期限制點：監(jiān)控G1期細胞大小及環(huán)境中是否有生長因子，細胞生長大足夠大；G1-S處關卡：監(jiān)控DNA是否損傷；G2-M處關卡：監(jiān)控DNA是否損傷及DNA是否已正確、完全的復制；有絲分裂中期關卡：監(jiān)控姐妹染色體是否已穩(wěn)定地附著在紡錘體上。細胞周期的調(diào)控蛋白質(zhì)；（1）周期蛋白；（2）周期蛋白依賴性激酶；（3）周期蛋白-周期蛋白依賴性激酶抑制因子（CKI）；(4)RB及E2F-DP1轉(zhuǎn)錄因子；（5）調(diào)節(jié)Cdk磷酸化和去磷酸化的蛋白激酶和磷酸酶；（6）泛素和使蛋白質(zhì)泛素化的酶。凋亡途徑中的胱天蛋白酶級聯(lián)反應；Egl----抑制---Ced9---抑制---Ced4---活化---Ced3---凋亡細胞調(diào)亡的形態(tài)學變化；由于細胞縮小而喪失與周圍細胞接觸，染色質(zhì)固縮在核膜附近，細胞骨架崩解，核膜消失，DNA斷裂成片段，細胞膜起泡，最終細胞解體為許多由細胞膜包裹的凋亡小體，并被周圍的健康細胞或吞噬細胞吞噬。細胞凋亡與細胞死亡的區(qū)別。最重要的區(qū)別就是凋亡過程中細胞內(nèi)的物質(zhì)自始自終并無外流，很少引起炎癥反應；壞死過程中細胞腫脹、破裂、內(nèi)容物外流而導致炎癥反應，基因工程：將基因進行克隆，利用克隆基因表達，制備特定的蛋白或多肽產(chǎn)物或定向改造細胞乃至生物個體特性所用的方法及相關工作。DNA重組：不同來源的DNA分子通過末端共價連接，形成重新組合的DNA分子的過程?？寺≥d體：攜外源DNA入宿主細胞實現(xiàn)外源DNA的克隆和擴增的載體。質(zhì)粒：存在于包括細菌，酵母在內(nèi)的多種微生物中，在宿主細胞的染色體外以穩(wěn)定的方式遺傳。轉(zhuǎn)化：指將質(zhì)粒或其他外源DNA導入處于感受態(tài)的宿主菌，并使其獲得新的表型的過程。轉(zhuǎn)導：用噬菌體或細胞病毒介導的遺傳信息的轉(zhuǎn)移過程。轉(zhuǎn)染：真核細胞主動攝取或被動導入外源DNA片段而獲得新的表型過程。表達系統(tǒng)：通過導入目的基因從而獲得所需要的蛋白或多肽片段，包括表達載體及表達構件。限制性核酸內(nèi)切酶及其識別位點特征:具有回文序列結構質(zhì)粒載體應該具備的特性：1.分子量相對較小，能在細菌內(nèi)穩(wěn)定存在，有較高的拷貝數(shù)。2.具有一個以上的遺傳標志。3.具有多個限制性內(nèi)切酶的單一切點，便于外源基因的插入?；蚬こ碳夹g的基本過程：1.制備目的基因和相關載體。2.將目的基因和有關載體進行連接。3.將重組的DNA導入受體細胞。4.DNA重組體的篩選和鑒定。5.DNA重組體的擴增，表達和其他研究。表達載體:用來在受體細胞中表達（轉(zhuǎn)錄和翻譯）外源基因的載體?；蚪M文庫:指將某種生物的整個基因組DNA切割成大小合適的片段，并將所有這些片段都與適當?shù)妮d體連接，引入相應的宿主細胞中保存和擴增,所獲得的重組子群體的總稱。CDNA文庫:將生物特定的組織器官或特定發(fā)育時期的全部mRNA反轉(zhuǎn)錄成cDNA，各cDNA分別插入載體形成重組子，再導入宿主細胞克隆擴增。這些重組子內(nèi)的cDNA的集合即cDNA文庫。DNA連接酶及其在基因工程中的主要用途DNA連接酶是能催化雙鏈DNA片段靠在一起的3’羥基末端與5’磷酸基團末端之間通過形成磷酸二脂鍵，使兩末端連接的一種核酸酶。它能連接目的基因和載體從而構成重組子。DNA聚合酶I在基因工程中的主要用途1.5’—3’DNA聚合酶活性。2.5’—3’外切酶活性。3.3’—5’外切酶活性基因突變的概念，類型及其遺傳性效應基因突變：在基因的特定DNA序列中，其堿基組成及排列順序可因機體內(nèi)外因素的作用發(fā)生改變，導致DNA一級結構發(fā)生改變，改變基因結構，形成基因突變。包括:點突變，缺失，插入，倒位，配子突變和體細胞突變，動態(tài)突變。其遺傳性效應：1.基因突變引起遺傳密碼的改變（錯義突變，無義突變，同義突變，移碼突變）2.基因突變影響hnRNA的剪切。功能克隆及定位克隆的概念功能克?。豪玫鞍踪|(zhì)的表達及功能信息分離未知基因的方法叫未知基因的功能克隆。定位克?。豪没蛟谌旧w的位置信息分離鑒定未知基因的策略?；蚪Y構和表達與疾病的研究策略1.通過結構分析確定基因變異在疾病發(fā)生中的作用。2.通過基因表達水平分析確定基因在疾病發(fā)生中的作用。3.通過功能學研究確定基因在疾病中的作用。功能克隆及定位克隆的方法功能克?。?.通過純化蛋白質(zhì)的氨基酸序列信息分離鑒定未知基因。2.通過蛋白質(zhì)的抗原抗體反應分離鑒定未知基因。3.通過mRNA的差異分離鑒定未知基因。定位克隆1.用遺傳分析和染色體斷裂點分析對疾病基因定位2.利用HGP數(shù)據(jù)進行靶區(qū)域的基因組分析3.通過編碼序列篩選鑒定基因4.采用突變分析技術篩選致病突變基因診斷的基本技術：核酸分子雜交和PCR擴增基因診斷：利用分子生物學技術，從DNA/RNA水平檢測基因的存在，分析基因的結構變異和表達狀態(tài)，從而對疾病作出診斷。Southern印跡：用于DNA的檢測，不但能檢測出特異的DNA片段，還能進行定位和測定分子量，可用于基因的限制性內(nèi)切酶圖譜分析、基因突變分析等。Northern印跡:雜交用于RNA的檢測，能對組織細胞中總RNA或mRNA進行定性和定量分析斑點雜交:既可檢測DNA也可檢測RNA，用于基因組中特定基因及其表達的定性和定量分析，方法簡單、快速、靈敏、樣品用量少；缺點是不能鑒定所分析基因的分子量，特異性較低、有一定比例的假陽性。原位雜交：是細胞學技術與核酸雜交結合的一種核酸分析檢測技術。用標記核酸探針與細胞涂片、壓片、細胞懸液滴片或組織切片上具有互補序列的單鏈DNA或RNA進行雜交，然后通過放射自顯影或酶底物顯色或激發(fā)熒光等方法檢測待測核酸分子。限制性片斷長度多態(tài)性：基因突變導致的基因堿基組成或（和）順序發(fā)生改變，會在基因結構中產(chǎn)生新的限制性內(nèi)切酶位點或使原有的限制性內(nèi)切酶位點消失。因此，突變基因在經(jīng)過相應的限制性內(nèi)切酶水解后，其電泳條帶的數(shù)量和大小就會發(fā)生改變，根據(jù)這些改變可以判斷出突變是否存大。對不同的疾病需要采用不同的基因診斷策略：對致病基因已經(jīng)找到、發(fā)生機制也基因清楚的疾病，可以通過直接檢測致病基因進行基因診斷；對致病基因還沒有找到、發(fā)生機制不清，但致病基因已經(jīng)定位于染色體或基因組的特定區(qū)域的疾病，可以通過檢測致病基因的連鎖