【期末復(fù)習(xí)總結(jié)】基礎(chǔ)分子生物學(xué)

【期末復(fù)習(xí)總結(jié)】基礎(chǔ)分子生物學(xué)基礎(chǔ)分子生物學(xué)第一章1.DNA的發(fā)現(xiàn)Avery的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)Hershey和Chase的噬菌體侵染細(xì)菌試驗(yàn)2.基因工程操作的工具限制性內(nèi)切酶。DNA連接酶。運(yùn)載體。3.原核生物的基因組和染色體結(jié)構(gòu)都比較簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)錄和翻譯在同一時(shí)間和空間內(nèi)發(fā)生，基因表達(dá)的調(diào)控主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平。真核生物轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程在時(shí)間和空間上都被分隔開(kāi)，且在轉(zhuǎn)錄和翻譯后都有復(fù)雜的信息加工過(guò)程，其基因表達(dá)的調(diào)控可以發(fā)生在各種不同的水平上。其基因表達(dá)調(diào)控主要表現(xiàn)在信號(hào)傳導(dǎo)研究、轉(zhuǎn)錄因子研究及RNA剪輯3個(gè)方面。第二章1.原核細(xì)胞染色體：一般只有一條大染色體且大都帶有單拷貝基因，除少數(shù)基因外（如rRNA基因）。整個(gè)染色體DNA幾乎全部由功能基因和調(diào)控序列所組成。幾乎每個(gè)基因序列都與它所編碼蛋白質(zhì)序列呈線性對(duì)應(yīng)關(guān)系。2.真核生物真核生物染色體中相對(duì)分子質(zhì)量一般大大超過(guò)原核生物，并結(jié)合有大量的蛋白質(zhì)DNA具體組成成分為：組蛋白、非組蛋白、DNA。其蛋白質(zhì)與相應(yīng)DNA的質(zhì)量之比約為2:1。5.組蛋白組蛋白是染色體的結(jié)構(gòu)蛋白，其與DNA組成核小體。根據(jù)其凝膠電泳性質(zhì)可將其分為H1、H2A、H2B、H3及H4。6.組蛋白的特性：進(jìn)化上極端保守性。其中H3、H4最保守，H1較不保守。無(wú)組織特異性.肽鏈上氨基酸分布的不對(duì)稱性.組蛋白的修飾作用。包括甲基化、乙基化、磷酸化及ADP核糖基化等。富含賴氨酸的組蛋白H5.7.非組蛋白色體上除了存在大約與DNA等量的組蛋白以外，還存在大量的非組蛋白。組蛋白的量大約是組蛋白的60%～70%，非組蛋白的組織專一性和種屬專一性。組蛋白包括酶類(lèi)、骨架蛋白、核孔復(fù)合物蛋白以及肌動(dòng)蛋白、肌球蛋白等。它們也可能是染色質(zhì)的組成成分。類(lèi)常見(jiàn)的非組蛋白：HMC蛋白。一般認(rèn)為可能與DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)有關(guān)。DNA結(jié)合蛋白?？赡苁且恍┡cDNA的復(fù)制與轉(zhuǎn)錄有關(guān)的酶或調(diào)解物質(zhì)。A24非組蛋白。位于核小體內(nèi)，功能不詳。8.真核細(xì)胞基因組最大的特點(diǎn)是有大量的重復(fù)序列，而且功能DNA序列大多被不編碼蛋白質(zhì)的非功能DNA所隔開(kāi)，這就是著名的“C值反?，F(xiàn)象”。C值：一種生物單倍體基因組DNA的總量。真核生物C值是隨著生物進(jìn)化而增加，高等生物的C值一般大于低等生物。某些兩棲類(lèi)C值大于哺乳動(dòng)物真核生物DNA序列大致可分為3類(lèi)：重復(fù)序列、中度重復(fù)序列、高度重復(fù)序列——衛(wèi)星DNA。。9.真核細(xì)胞染色體的結(jié)構(gòu)四級(jí)分別為：核小體：核小體是由H2A、H2B、H3、H4各兩個(gè)分子生成的八聚體和由大約200bpDNA組成的。八聚體在中間，DNA分子盤(pán)繞在外，而H1則在核小體的外面。每個(gè)核小體只有一個(gè)H1。（10納米纖維）線管：螺線管每一螺旋包含6個(gè)核小體，壓縮比為6。這種螺線管是分裂間期和分裂前期染色體的基本組分。（30納米）螺旋圓筒：中期染色質(zhì)是一細(xì)長(zhǎng)、中空的圓筒，由3螺線管纏繞而成，壓縮比為40。色單體：由超螺旋圓筒再壓縮5倍而成。10.真核生物基因組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)總結(jié)歸納核基因組龐大，一般都遠(yuǎn)大于原核生物的基因組。核基因組存在大量的重復(fù)序列。核基因組的大部分為非編碼序列，占整個(gè)基因組序列的90％以上，該特點(diǎn)是真核生物與細(xì)菌和病毒之間最主要的區(qū)別。核基因組的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順?lè)醋?。核基因是斷裂基因，有?nèi)含子結(jié)構(gòu)。核基因組存在大量的順式作用元件。包括啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、沉默子等。核基因組中存在大量的DNA多態(tài)性。DNA多態(tài)性是指DNA序列中發(fā)生變異而導(dǎo)致的個(gè)體間核苷酸序列的差異，主要包括單核苷酸多態(tài)性(SNP)和串聯(lián)重復(fù)序列多態(tài)性兩類(lèi)。核基因組具有端粒結(jié)構(gòu)。10.原核生物基因組：核生物基因組很小，大多只有一條染色體，且DNA含量少。如大腸桿菌DNA僅4.6Mb，完全伸展總長(zhǎng)約為1.3mm，含4000多個(gè)基因?；蚪M的結(jié)構(gòu)來(lái)看，原核細(xì)胞DNA有如下特點(diǎn)：構(gòu)簡(jiǎn)練。非編碼序列極少，這與真核細(xì)胞DNA冗余現(xiàn)象完全不同。在轉(zhuǎn)錄單元。多順?lè)醋觤RNA。重疊基因。同一段DNA含有兩種不同蛋白質(zhì)的信息。11.DNA作為遺傳物質(zhì)的主要優(yōu)點(diǎn)：息量大，可以縮微面互補(bǔ)，電荷互補(bǔ)，雙螺旋結(jié)構(gòu)說(shuō)明了精確復(fù)制機(jī)理糖的2’脫氧，在水溶液中穩(wěn)定性好以突變，以求進(jìn)化T無(wú)U，基因組得以增大，而無(wú)C脫氨基成U帶來(lái)的潛在危險(xiǎn)。（尿嘧啶DNA糖苷酶可以靈敏識(shí)別DNA中的U而隨時(shí)將其剔除）。12.DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)Watson和Crick于1953年提出了著名的DNA雙螺旋模型。脫氧核苷酸之間由3’→5’磷酸二酯鍵連接成DNA鏈，兩條鏈的堿基通過(guò)氫鍵實(shí)現(xiàn)AT、GC配對(duì)。DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)是指兩條多核苷酸鏈反相平行盤(pán)繞所生成的雙螺旋盤(pán)繞結(jié)構(gòu)。DNA有三種構(gòu)象：A-DNA、B-DNA、Z-DNA，其中AB為右手構(gòu)象，Z為左手構(gòu)象。B型為普遍存在的結(jié)構(gòu)。DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)指DNA雙螺旋進(jìn)一步扭曲盤(pán)旋所形成的特定空間結(jié)構(gòu)。超螺旋結(jié)構(gòu)是DNA高級(jí)結(jié)構(gòu)的主要形式，可分為正超螺旋和負(fù)超螺旋兩類(lèi)，它們?cè)诓煌?lèi)型的拓?fù)洚悩?gòu)酶作用下或特殊情況下可相互轉(zhuǎn)變。拓?fù)洚悩?gòu)酶半不連續(xù)復(fù)制前導(dǎo)鏈、崗崎片段、隨從鏈復(fù)制子為生物體DNA的復(fù)制單位。14.原核、真核生物DNA復(fù)制特點(diǎn)1.原核生物DNA復(fù)制的特點(diǎn)DNA雙螺旋的解旋。首先在拓?fù)洚悩?gòu)酶I的作用下解開(kāi)負(fù)超螺旋，并由解鏈酶解開(kāi)雙鏈，接著由SSB蛋白來(lái)穩(wěn)定解開(kāi)的單鏈，以保證該局部結(jié)構(gòu)不會(huì)恢復(fù)為雙鏈。DNA復(fù)制的引發(fā)。首先由引發(fā)酶（一種RNA聚合酶）在DNA模板上合成一段RNA鏈,接著由DNA聚合酶從RNA引物3’端合成新DNA鏈隨鏈的引發(fā)過(guò)程由引發(fā)體來(lái)完成岡崎片段與半不連續(xù)復(fù)制已知DNA聚合酶的合成方向都是5’→3’，這使得后隨鏈無(wú)法連續(xù)合成。后隨鏈以5’→3’的方式先合成片段（岡崎片段），在連接為完整的鏈。復(fù)制的終止復(fù)制叉前移，遇到約22個(gè)堿基的重復(fù)性終止序列（Ter）時(shí)，Ter-Tus復(fù)合物能阻止DNA的解鏈，阻擋復(fù)制叉的前移。制停止后，仍有50-100bp未被復(fù)制，將由修復(fù)方式填補(bǔ)空缺，而后兩鏈解開(kāi)。DNA聚合酶已知大腸桿菌存在DNA聚合酶I、II、III、IV和V。DNA聚合酶I非主要聚合酶，可確保DNA合成的準(zhǔn)確性，并可切除紫外線照射產(chǎn)生的嘧啶二聚體。DNA聚合酶II主要生理功能為修復(fù)DNA。DNA聚合酶III為主導(dǎo)聚合酶。DNA聚合酶IV和V主要在SOS修復(fù)中起作用。2.真核生物DNA復(fù)制的特點(diǎn)：核生物每條染色體上可以有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)。核生物DNA在完成復(fù)制前不能開(kāi)始新的復(fù)制，而原核生物則可以連續(xù)開(kāi)始新的DNA復(fù)制，一個(gè)復(fù)制單元多個(gè)復(fù)制叉。DNA復(fù)制只能在分裂期進(jìn)行。制起點(diǎn)為自主復(fù)制序列（ARS）。制叉移動(dòng)速度慢，僅50bp/s，不到大腸桿菌的1/20。核生物DNA聚合酶有15種以上，其中DNA聚合酶α主要參與引物合成DNA聚合酶β活性水平穩(wěn)定，主要在DNA損傷的修復(fù)中起作用DNA聚合酶δ是主要負(fù)責(zé)DNA復(fù)制的酶DNA聚合酶ε的主要功能可能是在去掉RNA引物后把缺口補(bǔ)全。15.DNA的轉(zhuǎn)座DNA的轉(zhuǎn)座，或稱位移，是由可位移因子介導(dǎo)的遺傳物質(zhì)重排現(xiàn)象。轉(zhuǎn)座子最先由BarbaraMcClintock于20世紀(jì)40年代在玉米遺傳學(xué)研究時(shí)發(fā)現(xiàn)的。轉(zhuǎn)座子（transposon,Tn）是存在于染色體DNA上可自主復(fù)制和移位的基本單位。轉(zhuǎn)座子分為兩大類(lèi)：插入序列：最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)座子，不含任何宿主基因。末端具有倒置重復(fù)序列復(fù)合型轉(zhuǎn)座子：復(fù)合型轉(zhuǎn)座子一類(lèi)帶有某些抗藥性基因（或其它宿主基因）的轉(zhuǎn)座子。兩翼往往是兩個(gè)相同或高度同源的IS序列。TnA家族。攜帶3個(gè)基因轉(zhuǎn)座子也存在于真核生物中。在玉米和果蠅中發(fā)現(xiàn)了多個(gè)在基因組內(nèi)隨機(jī)分布而且能重復(fù)移動(dòng)的轉(zhuǎn)座因子序列。米中的轉(zhuǎn)座子Ac-Ds系統(tǒng)Spm-dSpm系統(tǒng)蠅中的轉(zhuǎn)座子：P轉(zhuǎn)座子（可誘發(fā)雜種不育）3.轉(zhuǎn)座作用的機(jī)制制性內(nèi)切酶切開(kāi)靶序列座子插入，形成具有單鏈粘性末端的轉(zhuǎn)座子補(bǔ)缺刻，形成直接重復(fù)序列。轉(zhuǎn)作可分為復(fù)制型和非復(fù)制型兩大類(lèi)制型（TnA類(lèi)）復(fù)制型（IS序列、Mu及Tn5）4.轉(zhuǎn)座的遺傳效應(yīng)起插入突變，可導(dǎo)致基因表達(dá)失活。生新的基因。生的染色體畸變，引起DNA缺失或倒位。起的生物進(jìn)化，可產(chǎn)生新的生物學(xué)功能的基因。第三章1.無(wú)論在原核還是真核細(xì)胞中，RNA鏈的合成都具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：RNA按5’→3’方向合成DNA雙鏈中的反義鏈為模板需要引物參與成的RNA有與DNA編碼鏈相同的序列（A-U）錄的基本過(guò)程包括：模板的識(shí)別，轉(zhuǎn)錄起始，轉(zhuǎn)錄延伸，轉(zhuǎn)錄終止2.模板的識(shí)別模板的識(shí)別階段主要指RNA聚合酶與啟動(dòng)子DNA雙鏈相互作用并與之相結(jié)合的過(guò)程。啟動(dòng)子是基因轉(zhuǎn)錄起始所必需的一段DNA序列，是基因表達(dá)調(diào)控的上游順式作用元件之一。真核細(xì)胞中的模板識(shí)別與原核細(xì)胞有所不同，需要一些轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子（輔助蛋白），RNA聚合酶才能識(shí)別啟動(dòng)子并形成轉(zhuǎn)錄前起始復(fù)合物（PIC）。轉(zhuǎn)錄起始RNA聚合酶結(jié)合到啟動(dòng)子上以后，使啟動(dòng)子附近的DNA解旋并解鏈，形成轉(zhuǎn)錄泡以促使核糖核苷酸與模板DNA配對(duì)。轉(zhuǎn)錄起始即是RNA鏈上第一個(gè)核苷酸鏈的產(chǎn)生。無(wú)需引物。起始后直到形成9個(gè)核苷酸的過(guò)程是通過(guò)啟動(dòng)子階段，此時(shí)RNA聚合酶一直在啟動(dòng)子處，之后進(jìn)入正常延伸。轉(zhuǎn)錄延伸錄延伸即是RNA聚合酶釋放σ因子離開(kāi)啟動(dòng)子后，核心酶沿著模板DNA移動(dòng)并使新生RNA鏈不斷伸長(zhǎng)的過(guò)程。轉(zhuǎn)錄終止RNA鏈延伸到終止位點(diǎn)時(shí)，RNA將停止合成，轉(zhuǎn)錄泡瓦解，DNA鏈復(fù)原，新生RNA鏈和RNA聚合酶將被釋放下來(lái)。這即是轉(zhuǎn)錄終止。3.RNA聚合酶大腸桿菌RNA聚合酶：(2個(gè)α亞基1個(gè)β亞基1個(gè)β’亞基)--(核心酶）+1個(gè)σ亞基--（全酶）轉(zhuǎn)錄的其實(shí)過(guò)程需要全酶，延伸過(guò)程僅需要核心酶。亞基的功能：亞基和β’亞基組成了聚合酶的催化中心，它們?cè)谛蛄猩吓c真核生物RNA聚合酶的兩個(gè)大亞基同源。β亞基能與模板DNA、新生RNA鏈及核苷酸底物相結(jié)合。亞基可能與核心酶的組裝及啟動(dòng)子的識(shí)別有關(guān)，并參與RNA聚合酶和部分調(diào)節(jié)因子的相互作用。σ因子的作用是負(fù)責(zé)模板鏈的選擇與轉(zhuǎn)錄的起始，它是酶的別構(gòu)效應(yīng)物，使酶專一性識(shí)別啟動(dòng)子。真核生物RNA聚合酶真核生物中共有3類(lèi)RNA聚合酶。酶位置轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物相對(duì)活性對(duì)α-鵝膏蕈的敏感性RNA聚合酶Ⅰ核仁28s,18s,5.8srRNAs50～70%不敏感RNA聚合酶Ⅱ核質(zhì)hnRNA,mRNA,某些SnRNAs20～40%高度敏感RNA聚合酶Ⅲ核質(zhì)tRNA,5SrRNA,某些SnRNAs～10%存在物種特異性啟動(dòng)子區(qū)的基本結(jié)構(gòu)動(dòng)子是一段位于結(jié)構(gòu)基因5’端上游區(qū)的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之與模板DNA準(zhǔn)確地結(jié)合，并具有轉(zhuǎn)錄起始的特異性。原核生物中經(jīng)對(duì)啟動(dòng)子的比較，它們有共有序列：上游10bp處為T(mén)ATAAT，又稱為Pribnow盒上游35bp處為T(mén)TGACA。真核生物中：TATA序列(TATAbox)：位于-25～-35，使轉(zhuǎn)錄精確地起始，TATA序列也叫核心啟動(dòng)元件。CCAAT序列(CAATbox)：位于-70～-80，CAAT區(qū)主要控制轉(zhuǎn)錄起始頻率。GCCACACCC或GGGCGGG序列（GCbox）：位于-110～-80，主要控制轉(zhuǎn)錄起始頻率。非每個(gè)基因中都包含這3個(gè)區(qū)域。RNA聚合酶并不直接識(shí)別堿基對(duì)本身，而是通過(guò)氫鍵互補(bǔ)的方式加以識(shí)別。增強(qiáng)子是長(zhǎng)約100～200bp的序列，它們與啟動(dòng)子不同，可以位于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的上游，也可位于其下游。轉(zhuǎn)錄抑制劑根據(jù)其作用性質(zhì)主要可以分為兩大類(lèi)：DNA模板功能抑制劑，與DNA結(jié)合而改變模板的功能。RNA聚合酶抑制劑，與RNA聚合酶結(jié)合而抑制其活力。4.原核生物mRNA的特征核生物mRNA半衰期短多原核生物mRNA可能已多順?lè)醋拥男问酱嬖?’端無(wú)帽子結(jié)構(gòu)，3’端沒(méi)有或只有較短的poly(A)結(jié)構(gòu)始密碼子常為AUG，有時(shí)也為GUG，甚至UUG存在SD序列(Shine-Dalgarnosequence)。原核生物起始密碼子AUG上游7～12個(gè)核苷酸處的一段保守序列，與16SrRNA端3′端反向互補(bǔ)，被認(rèn)為在核糖體-mRNA的結(jié)合過(guò)程中起作用。真核生物mRNA的特征：順?lè)醋?′端存在帽子結(jié)構(gòu)。3′端具poly(A)尾巴始密碼子僅為AUG5’端加帽反應(yīng)在轉(zhuǎn)錄早期即已完成。帽子結(jié)構(gòu)有三種不同甲基化形式。子的作用可能使mRNA免遭核酸酶的破壞?；拿弊右部赡苁堑鞍踪|(zhì)合成起始信號(hào)的一部分。聚尾巴是在轉(zhuǎn)錄后，由內(nèi)切酶切開(kāi)mRNA3’端的特定部位，然后由polyA聚合酶催化多聚腺苷酸反應(yīng)。PolyA是mRNA進(jìn)入胞質(zhì)必需的形式，增強(qiáng)穩(wěn)定性。mRNA剛進(jìn)入進(jìn)入胞質(zhì)時(shí)，polyA尾巴較長(zhǎng)，隨時(shí)間推移將變短直至消失，隨后mRNA將降解。5.不依賴于ρ因子的終止此類(lèi)終止反應(yīng)中，無(wú)任何其它因子參與。模板中存在終止轉(zhuǎn)錄的特殊信號(hào)——終止子，又稱內(nèi)在終止子（發(fā)卡式結(jié)構(gòu),3′末端中相應(yīng)的有一連串U序列）3′末端中相應(yīng)的有一連串U序列每個(gè)基因或操縱子都有一個(gè)啟動(dòng)子和一個(gè)終止子。依賴于ρ因子的終止有些終止點(diǎn)的DNA序列缺乏共性，不能誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄的自發(fā)終止，需要ρ因子的參與?！案F追”模型大腸桿菌ρ-依賴型終止子占所有終止子的一半左右?？菇K止兩種類(lèi)型：破壞終止位點(diǎn)RNA的莖-環(huán)結(jié)構(gòu)依賴于蛋白質(zhì)因子的轉(zhuǎn)錄抗終止6.轉(zhuǎn)錄作用產(chǎn)生出的mRNA、tRNA及rRNA的初級(jí)轉(zhuǎn)錄本全是前體RNA或核不均一RNAmRNA的剪接許多相對(duì)分子質(zhì)量較小的核內(nèi)RNA（如U1，U2，U3，U4，U5和U6）以及與這些RNA相結(jié)合的核蛋白參與RNA的剪接。內(nèi)含子的末端識(shí)別有內(nèi)含子限定和外顯子限定兩種方式。RNA的編輯RNA的編輯是某些RNA，特別是mRNA前體的一種加工方式，如插入、刪除或取代一些核苷酸殘基，導(dǎo)致DNA編碼的遺傳信息的改變。位點(diǎn)特異性脫氨基作用引導(dǎo)RNA指導(dǎo)的尿嘧啶插入或刪除。RNA的編輯的生物學(xué)意義：校正作用有些基因在突變過(guò)程中丟失的遺傳信息可能通過(guò)RNA編輯修復(fù)。調(diào)控翻譯通過(guò)編輯可以構(gòu)建和去除起始或終止密碼子，是基因表達(dá)調(diào)控的一種方式。擴(kuò)充遺傳信息能是基因產(chǎn)物獲得新的結(jié)構(gòu)和功能，有利于生物進(jìn)化。RNA的再編碼RNA的化學(xué)修飾第四章1.遺傳密碼的性質(zhì)密碼的連續(xù)性。起始密碼子決定所有后續(xù)密碼子的位置。密碼的簡(jiǎn)并性。由一種以上密碼子編碼同一個(gè)氨基酸的現(xiàn)象稱為簡(jiǎn)并，對(duì)應(yīng)于同一種氨基酸的幾個(gè)密碼子稱為同義密碼子。密碼的普遍性與特殊性。密碼子與反密碼子的相互作用。在密碼子與反密碼子的配對(duì)中，前兩對(duì)嚴(yán)格遵守堿基配對(duì)原則，第三對(duì)堿基有一定的自由度，可以"擺動(dòng)"，因而使某些tRNA可以識(shí)別1個(gè)以上的密碼子。2.tRNA在蛋白質(zhì)合成中處于關(guān)鍵地位。特點(diǎn)：存在經(jīng)過(guò)特殊修飾的堿基，3’端都以CCA-OH結(jié)束，這是其氨基酸結(jié)合位點(diǎn)。由于小片段堿基互補(bǔ)配對(duì)，形成三葉草形的二級(jí)結(jié)構(gòu)。受體臂、TψC臂、反密碼子臂、D臂、額外環(huán)tRNA三級(jí)結(jié)構(gòu)都呈L形折疊式tRNA的種類(lèi)起始tRNA和延伸tRNA。一類(lèi)能特異地識(shí)別mRNA模板上起始密碼子的tRNA叫起始tRNA（原核生物起始tRNA攜帶甲酰甲硫氨酸）。其他tRNA統(tǒng)稱為延伸tRNA。同工tRNA。幾個(gè)代表相同氨基酸的tRNA稱為同工tRNA。校正tRNA。分兩類(lèi)：無(wú)義突變的校正tRNA和錯(cuò)義突變的校正tRNA。均通過(guò)改變其反密碼子區(qū)校正突變而依然合成原氨基酸。氨酰-tRNA合成酶是一類(lèi)催化氨基酸與tRNA結(jié)合的特異性酶。蛋白質(zhì)合成的真實(shí)性主要決定于tRNA能否把正確的氨基酸放到新生多肽鏈的正確位置上，而這一步主要決定于AA－tRNA合成酶是否使氨基酸與對(duì)應(yīng)的tRNA相結(jié)合。3.核糖體是一個(gè)致密的核糖核蛋白顆粒，可以解離為大小兩個(gè)亞基，大亞基約為小亞基相對(duì)分子質(zhì)量的二倍。核糖體由三個(gè)tRNA結(jié)合位點(diǎn)，位于大小亞基交界面核糖體小亞基負(fù)責(zé)對(duì)模板mRNA進(jìn)行序列特異性識(shí)別，如起始部分的識(shí)別、密碼子與反密碼子的相互作用等，mRNA的結(jié)合位點(diǎn)也在小亞基上。大亞基負(fù)責(zé)攜帶AA-tRNA、肽鍵的形成、AA-tRNA與肽鏈的結(jié)合、A位、P位、轉(zhuǎn)肽酶中心等在大亞基上。4.氨基酸的活化在細(xì)菌中，起始氨基酸是甲酰甲硫氨酸；所以，與核糖體小亞基相結(jié)合的是N-甲酰甲硫氨酰-tRNAfMet，可以與延伸中的Met-tRNAMet區(qū)分開(kāi)。真核生物中，多肽合成是從生成甲硫氨酰－tRNAiMet開(kāi)始的，體內(nèi)存在兩種tRNAMet。只有甲硫氨酰－tRNAiMet能與40S小亞基相結(jié)合，起始肽鏈合成，普通tRNAMet攜帶的甲硫氨酸只能被摻入正在延伸的肽鏈中。5.翻譯起始又可被分成3步：30S小亞基與翻譯起始因子IF-l，IF-3的作用下通過(guò)mRNA的SD序列與之相結(jié)合在IF-2和GTP的幫助下，fMet-tRNAfMet進(jìn)入小亞基的P位，tRNA上的反密碼子與mRNA上的起始密碼子配對(duì)帶有tRNA、mRNA及3個(gè)翻譯起始因子的小亞基復(fù)合物與50S大亞基結(jié)合；然后，釋放翻譯起始因子。細(xì)菌核糖體上一般存在3個(gè)與氨酰－tRNA結(jié)合的位點(diǎn)，即A位點(diǎn)（aminoacylsite），P位點(diǎn)（Peptidylsite）和E位點(diǎn)（exitsite）。只有fMet-tRNAfMet能與第一個(gè)P位點(diǎn)相結(jié)合，其他所有tRNA都必須通過(guò)A位點(diǎn)到達(dá)P位點(diǎn)，再由E位點(diǎn)離開(kāi)核糖體。5.肽鏈的延伸當(dāng)?shù)谝粋€(gè)氨基酸與核糖體結(jié)合以后，按照mRNA模板密碼子的排列，氨基酸通過(guò)新生肽鍵的方式被有序地結(jié)合上去。每加一個(gè)AA是一個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)包括：后續(xù)AA-tRNA與核糖體結(jié)合肽鍵的生成移位。6.肽鏈的終止肽鏈的終止當(dāng)終止密碼子UAA、UAG或UGA出現(xiàn)在核糖體的A位時(shí)，沒(méi)有相應(yīng)的AA-tRNA能與之結(jié)合，而釋放因子能識(shí)別這些密碼子并與之結(jié)合，水解P位上多肽鏈與tRNA之間的二酯鍵，釋放新生的肽鏈和tRNA，核糖體大、小亞基解體，蛋白質(zhì)合成結(jié)束。釋放因子RF具有GTP酶活性，它催化GTP水解，使肽鏈與核糖體解離。細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)存在三種終止因子（或稱釋放因子，RF1，RF2，RF3）。一旦RF與終止密碼相結(jié)合，它們就能誘導(dǎo)肽基轉(zhuǎn)移酶把一個(gè)水分子而不是氨基酸加到延伸中的肽鏈上。真核細(xì)胞只有一個(gè)（RF）終止因子。7.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。氨基酸側(cè)鏈的修飾包括：磷酸化（如核糖體蛋白質(zhì)）、糖基化（如各種糖蛋白）、甲基化（如組蛋白、肌肉蛋白質(zhì)）、乙基化（如組蛋白）、羥基化（如膠原蛋白）和竣基化等。切除新生鏈中非功能片段8.蛋白質(zhì)的折疊9.真核生物翻譯的起始機(jī)制與原核生物基本相同。其差異是：核糖體較大有較多的起始因子mRNA具有5’端帽子結(jié)構(gòu)Met-tRNAMet不甲酰化mRNA分子5’端的“帽子”和3’端的多聚A都參與形成翻譯起始復(fù)合物10.蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)可分為兩大類(lèi):翻譯運(yùn)轉(zhuǎn)同步機(jī)制：蛋白質(zhì)的合成和運(yùn)轉(zhuǎn)同時(shí)發(fā)生。分泌蛋白質(zhì)大多是以同步機(jī)制運(yùn)輸?shù)?。翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制：蛋白質(zhì)從核糖體上釋放后才發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)。在細(xì)胞器發(fā)育過(guò)程中，由細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞器的蛋白質(zhì)大多是以翻譯后運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制運(yùn)輸?shù)摹?蛋白質(zhì)通過(guò)線粒體膜運(yùn)轉(zhuǎn)是一種需要能量的過(guò)程。)第七章1.原核基因調(diào)控分類(lèi)原核生物的基因調(diào)控主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平上，根據(jù)調(diào)控機(jī)制的不同可分為負(fù)轉(zhuǎn)錄調(diào)控和正轉(zhuǎn)錄調(diào)控。在負(fù)轉(zhuǎn)錄調(diào)控系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)基因的產(chǎn)物是阻遏蛋白(repressor)。根據(jù)其作用特征又可分為負(fù)控誘導(dǎo)系統(tǒng)和負(fù)控阻遏系統(tǒng)二大類(lèi)。在正轉(zhuǎn)錄調(diào)控系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)基因的產(chǎn)物是激活蛋白(activator)。也可根據(jù)激活蛋白的作用性質(zhì)分為正控誘導(dǎo)系統(tǒng)和正控阻遏系統(tǒng)。2.操縱子：是基因表達(dá)的協(xié)調(diào)單位，由啟動(dòng)子、操縱基因及其所控制的一組功能上相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因所組成。操縱基因受調(diào)節(jié)基因產(chǎn)物的控制。原核基因調(diào)控的主要特點(diǎn)：原核生物通過(guò)特殊代謝物調(diào)節(jié)的基因活性主要分為可誘導(dǎo)和可阻遏兩大類(lèi):可誘導(dǎo)調(diào)節(jié)。是指一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。這類(lèi)基因中最突出的例子是大腸桿菌的乳糖操縱子。可阻遏調(diào)節(jié)。這類(lèi)基因平時(shí)都是開(kāi)啟的，處在產(chǎn)生蛋白質(zhì)或酶的工作過(guò)程中，由于一些特殊代謝物或化合物的積累而將其關(guān)閉，阻遏了基因的表達(dá)。比如大腸桿菌中的色氨酸操縱子。弱化子對(duì)基因活性的影響在這種調(diào)節(jié)方式中，起信號(hào)作用的是有特殊負(fù)載的氨酰-tRNA的濃度，在色氨酸操縱子中就是色氨酰-tRNA的濃度。當(dāng)操縱子被阻遏，RNA合成被終止時(shí)，起終止轉(zhuǎn)錄信號(hào)作用的那一段DNA序列被稱為弱化子。操縱子是基因表達(dá)和調(diào)控的單元，典型的操縱子包括:結(jié)構(gòu)基因（除調(diào)節(jié)基因以外的所有基因），編碼那些在某一特定的生物合成途徑中起作用的、其表達(dá)被協(xié)同調(diào)控的酶。調(diào)控元件，如操縱序列，是調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列。調(diào)節(jié)基因，其產(chǎn)物能夠識(shí)別調(diào)控元件，例如阻抑物，可以結(jié)合并調(diào)控操縱基因序列。3.大腸桿菌能利用乳糖作為碳源，而利用乳糖作為碳源的酶只有當(dāng)乳糖成為惟一的碳源時(shí)才會(huì)被合成。大腸桿菌乳糖操縱子（lactoseoperon）包括3個(gè)結(jié)構(gòu)基因：Z、Y和A，以及啟動(dòng)子、控制子和阻遏子等。轉(zhuǎn)錄的調(diào)控是在啟動(dòng)區(qū)和操縱區(qū)進(jìn)行的。P為啟動(dòng)子，O為操縱區(qū)，lacI編碼阻遏子3個(gè)結(jié)構(gòu)基因各決定一種酶：Z編碼β-半乳糖苷酶；Y編碼β-半乳糖苷透過(guò)酶；A編碼β-半乳糖苷乙酰基轉(zhuǎn)移酶。葡萄糖對(duì)lac操縱子影響β-半乳糖苷酶在乳糖代謝中的作用是把前者分解成葡萄糖及半乳糖。如果將葡萄糖和乳糖同時(shí)加入培養(yǎng)基中，大腸桿菌在耗盡外源葡萄糖之前不會(huì)誘發(fā)lac操縱子。lac操縱子小結(jié)通常情況（葡萄糖供應(yīng)正常）阻遏蛋白與操縱序列結(jié)合，基因不轉(zhuǎn)錄。細(xì)胞外的乳糖通過(guò)透性酶吸收到細(xì)胞內(nèi)；細(xì)胞內(nèi)的β-半乳糖苷酶將乳糖轉(zhuǎn)變?yōu)楫惾樘?。異乳糖結(jié)合到乳糖阻抑物上使之從操縱序列上脫離，聚合酶迅速開(kāi)始lacZYA基因的轉(zhuǎn)錄。這就是負(fù)控誘導(dǎo)。然而，還需要細(xì)菌生長(zhǎng)系統(tǒng)中缺少葡萄糖，使cAMP含量增加，才有足夠量的cAMP與CRP結(jié)合形成CRP-cAMP復(fù)合物結(jié)合于Plac上游。使DNA雙螺旋發(fā)生彎曲，轉(zhuǎn)錄才可以有效地進(jìn)行。4.色氨酸操縱子(tryptophaneoperon)負(fù)責(zé)色氨酸的生物合成，當(dāng)培養(yǎng)基中有足夠的色氨酸時(shí)，這個(gè)操縱子自動(dòng)關(guān)閉，缺乏色氨酸時(shí)操縱子被打開(kāi)，trp操縱子的結(jié)構(gòu)基因表達(dá)，色氨酸或與其代謝有關(guān)的某種物質(zhì)在阻遏過(guò)程（而不是誘導(dǎo)過(guò)程）中起作用。trp體系參與生物合成，它不受葡萄糖或cAMP-CRP的調(diào)控。色氨酸合成主要分5步完成，有7個(gè)基因參與整個(gè)合成過(guò)程。當(dāng)培養(yǎng)基中色氨酸含量較高時(shí)，它與游離的輔阻遏蛋白相結(jié)合，并使之與操縱區(qū)DNA緊密結(jié)合；當(dāng)培養(yǎng)基中色氨酸供應(yīng)不足時(shí)，輔阻遏物失去色氨酸并從操縱區(qū)上解離，trp操縱子去阻遏。在trpmRNA5’端有一個(gè)長(zhǎng)162bp的mRNA片段被稱為前導(dǎo)區(qū)，其中123～150位堿基序列如果缺失，trp基因表達(dá)可提高6-10倍。mRNA合成起始以后，除非培養(yǎng)基中完全沒(méi)有色氨酸，轉(zhuǎn)錄總是在這個(gè)區(qū)域終止，產(chǎn)生一個(gè)僅有140個(gè)核苷酸的RNA分子，終止trp基因轉(zhuǎn)錄。這個(gè)區(qū)域被稱為弱化子，該區(qū)mRNA可通過(guò)自我配對(duì)形成莖-環(huán)結(jié)構(gòu)。細(xì)菌中為什么要有弱化子系統(tǒng)呢？一般認(rèn)為弱化子系統(tǒng)主要