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1.与DNA复制酶和相关蛋白质（1）与超螺旋松驰有关的酶--拓扑异构酶：拓扑异构酶Ⅰ(TopoⅠ)：转轴酶主要是将环状双链DNA的一条链切开一个口，切口处链的末端绕螺旋轴按照松驰超螺旋的方向转动，张力下降后再将切口封起来。使DNA复制叉移动时所引起的前方DNA正超螺旋得到缓解，有利于DNA复制叉继续向前打开。拓扑异构酶Ⅱ(TopoⅡ):旋转酶在无ATP参与时，切断DNA双链，使DNA分子从超螺旋状态转变为松驰状态。再连接。DNA解螺旋酶/解链酶：通过水解ATP获得能量来解开DNA双链之间的氢键，解开DNA双链。E.coli中的rep蛋白就是解螺旋酶，还有解螺旋酶I、II、III。（2）DNA解螺旋酶/解链酶通过水解ATP获得能量来解开DNA双链之间的氢键，解开DNA双链。E.coli中的rep蛋白就是解螺旋酶，还有解螺旋酶I、II、III。（3）引物合成酶（引发酶）：此酶以DNA为模板合成一段RNA,这种短RNA片段一般十几个至数十个核苷酸不等，它们在DNA复制起始处做为合成DNA的引物。引发酶实质是以DNA为模板的RNA聚合酶。（4）引发体：高度解链的模板DNA与多种蛋白质因子形成的引发前体促进引物酶结合上来，共同形成引发体，引发体主要在随从链上，连续地与引物酶结合并解离，从而在不同部位引导引物酶催化合成RNA引物.（5）单链结合蛋白(SSB)：与解开的单链DNA结合，使其不再度螺旋化，保持单链结构；并保护单链不被核酸酶降解。可以重复利用。(6)DNA聚合酶：以DNA为模板的DNA合成酶实验证明大肠杆菌中DNA复制的主要过程靠DNApolⅢ起作用，而DNApolⅠ和DNApolⅡ在DNA错配的校正和修复中起作用。(7)DNA连接酶：若双链DNA中一条链有切口，一端是3’-OH，另一端是5’-磷酸基，连接酶可催化这两端形成磷酸二酯键，而使切口连接。但是它不能将两条游离的DNA单链连接起来。DNA连接酶在DNA复制、损伤修复、重组等过程中起重要作用2.DNA的复制过程(1)双链的解开:复制原点ori（或o）:DNA的复制有特定的起始位点，富含A、T的区段。原核生物的整个染色体上一般只有一个复制起始位点。真核生物中，DNA的复制是从许多起始点同时开始的，所以每个DNA分子上有许多个复制子。DNA复制起始点有结构上的特殊性。真核生物酵母中有专一性的复制原点，称为自主复制序列（ARS）(2)RNA引物的合成:RNA引物的合成称为“引发”。引发是一个十分复杂的过程，DNA的复制的引发需要一种称为“引发体”的RNA合成系统。引发体：由引物合成酶和另外的几种蛋白质共同组成的。可以沿模板链向分叉的方向前进，并断断续续地引发生成后随链的引物RNA短链。引物RNA一般只含少数核苷酸残基。引发体的组装形成:DnaA：辨认复制起始位点DnaB：解螺旋酶DnaC：辅助解螺旋酶使其在起始点上结合并打开双链引发体在复制叉上，沿模板链5’3’的方向移动，与复制叉移动的方向相同，识别合成的起始位点，DnaB蛋白活化引发酶。引发RNA引物的合成。先导链先引发先合成，以原来一条DNA单链为模板（3’5’），按5’3’的方向合成一段RNA引物链。先导链开始合成后，后随链也开始合成其引物。在引物的5’端含3个磷酸残基（引发酶的底物是核苷三磷酸），3’端为游离的羟基。（3）DNA链的延伸：先导链、后随链、冈崎片段和半不连续复制构成冈崎片段。（4）切除RNA引物，填补缺口，连接相邻的DNA片段（复制终止）：当新形成的冈崎片段延长至一定长度，其3’-OH端遇到上一个冈崎片段时即停止合成。复制叉移动到终止区即停止复制。DNA聚合酶Ⅰ催化切除RNA引物；留下的空隙由DNA聚合酶Ⅰ催化合成一段DNA填补上；DNA连接酶连接相邻的DNA链；修复掺入DNA链的错配碱基；以修复方式填补终止区50-100bp的空缺。3.染色体的包装——超螺旋结构染色质以核小体作为基本结构逐步进行包装压缩，经30nm染色质纤维、超螺旋环、最后压缩包装成染色体，总共经过四级包装。4.转录过程：(1)模板识别：RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程(2)转录起始：不需要引物。过程：1）RNA聚合酶全酶对启动子的识别，聚合酶与启动子可逆的结合形成封闭复合物，此时，DNA链处于双链状态。2）伴随DNA构象上的重大变化，封闭复合物转化为开放复合物。聚合酶全酶结合的DNA序列中一小段双链被解开。3)开放复合物与最初的两个NTP相结合并在这两个核苷酸之间形成磷酸二酯键后，转变成含RNA聚合酶，DNA和新生RNA的三元复合物（3）转录延伸：亚基脱落，RNA聚合酶离开启动子，核心酶沿DNA链移动并使新生RNA链不断伸长的过程就是转录的延伸。随着RNA聚合酶的移动，DNA双螺旋打开，以暴露的DNA为模板，新生RNA链的3’末端不断延伸（4）转录终止：转录到终止位点时，RNA聚合酶不再形成新的磷酸二酯键，RNA-DNA聚合物分离，DNA恢复，RNA及RNA聚合酶释放。5.原核生物mRNA的特征：（1）原核mRNA的半衰期短（2）许多原核mRNA以多顺反子的形式存在（3）原核mRNA的5’端无帽子结构或只有短的Poly（A）尾巴6.真核生物mRNA的特征（1）真核mRNA的5’端存在帽子结构（2）绝大多数真核mRNA具有Poly（A）尾巴7.SD序列：在起始密码子AUG上游7-12个核苷酸处，有一段可与核糖体16SrRNA配对结合的、富含嘌呤的3-9个核苷酸的共同序列，一般为AGGA，此序列称SD序列.核糖体与mRNA的结合中起作用。原核生物常以AUG（有时GUG，甚至UUG）作为起始密码子，而真核生物几乎永远以AUG作为起始密码子8.翻译：指将mRNA链上的核甘酸从一个特定的起始位点开始，按每三个核甘酸代表一个氨基酸的原则，依次合成一条多肽链的过程。蛋白质合成的场所是核糖体蛋白质合成的模板是mRNA蛋白质合成的原料是20种氨基酸9.遗传密码的性质（1）连续性：翻译由mRNA的5’端的起始密码子开始，一个密码子接下个密码子连续地阅读直到3’终止密码，密码间既无间断也无重叠，即起始密码子决定了所有后续密码子的位置，说明三联子密码是连续的。（2）简并性：由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象称为简并，对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子（3）通用性与特殊性：蛋白质生物合成的整套密码，无论是在体内还是体外，也无论是对病毒、细菌、动物还是植物而言都是通用的。遗传密码子的通用性有助于我们研究生物的进化，在遗传工程中也得到充分运用。已发现少数例外，如支原体、动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。（4）摆动性：转运氨基酸的tRNA上的反密码子需要通过碱基互补与mRNA上的遗传密码子反向配对结合，在密码子与反密码子的配对中，前两对严格遵守碱基配对原则，第三对碱基有一定的自由度，可以“摆动”，这种现象称为密码子的摆动性。10.tRNA的功能：（1）解读mRNA的遗传信息（2）运输的工具，运载氨基酸tRNA有两个关键部位：3’端CCA：接受氨基酸，形成氨酰-tRNA。与mRNA结合部位—反密码子部位11.核糖体的功能：合成蛋白质①mRNA结合部位；②结合AA-tRNA部位（A位）；③结合肽基tRNA部位（P位）；④空载tRNA移出部位（E位）；⑤形成肽键的部位。此外，还有用于起始和延伸的各种蛋白质因子结合部位12.蛋白质合成的过程(一)氨基酸的活化：一般每种氨酰-tRNA合成酶对一种氨基酸专一，但可以和该种氨基酸的多个同工tRNA结合反应分两步进行:活化和转移(二)翻译的起始：mRNA和起始氨酰-tRNA分别与核蛋白体结合而形成翻译起始复合物.（1）原核生物翻译起始复合物形成：1)翻译起始需要的几种成分：30S小亚基2)模板mRNA3)fMet-tRNAfMet4)三个翻译起始因子（IF-1、IF-2、IF-3）5)GTP6)50S大亚基7)Mg2＋（2）翻译起始包括以下几个步骤：核糖体大小亚基分离；mRNA在小亚基定位结合；起始氨酰-tRNA的结合；核糖体大亚基结合。(三)肽链的延伸：肽链延伸由许多循环组成，每加一个氨基酸就是一个循环，每个循环包括：肽链合成的进位、转肽（是由肽基转移酶催化的肽键形成过程）、脱落和移位（EF-G有移位酶活性,可结合并水解1分子GTP，促进核糖体向mRNA的3′端移动）。（四）肽链合成的终止：识别：RF（释放因子）识别终止密码，进入核糖体的A位水解：RF使转肽酶变为酯酶，多肽链与tRNA之间的酯键被水解，多肽链释放脱离：模板mRNA、RF以及空载tRNA与核糖体脱离（五）蛋白质前体的加工：A一级结构的加工修饰（1）N端fMet或Met的切除（2）二硫键的形成：对稳定蛋白质的天然构象具有重要作用（3）特定氨基酸的修饰（4）切除新生肽链中非功能片断B新生肽链的折叠C高级结构的修饰：亚基的聚合；辅基的连接13.乳糖操纵子提出：大肠杆菌可以利用葡萄糖、乳糖、麦芽糖、阿拉伯糖等作为碳源而生长繁殖，当培养基中含有葡萄糖和乳糖时，细菌优先利用葡萄糖，当葡萄糖耗尽，细菌停止生长，经过短时间的适应，就能利用乳糖，细菌继续呈指数式繁殖增长。大肠杆菌利用乳糖至少需要两个酶：促使乳糖进入细菌的半乳糖透过酶和催化乳糖分解第一步的－半乳糖苷酶。学说：在环境中没有乳糖或其他-半乳糖苷时，大肠杆菌合成-半乳糖苷酶量极少，加入乳糖2-3分钟后，细菌大量合成-半乳糖苷酶，其量可提高千倍以上，在以乳糖作为唯一碳源时，菌体内的-半乳糖苷酶量可占到细菌总蛋白量的3%。在上述二阶段生长细菌利用乳糖再次繁殖前，也能测出细菌中-半乳糖苷酶活性显著增高的过程。这种典型的诱导现象，是研究基因表达调控极好的模型。针对大肠杆菌利用乳糖的适应现象，法国的Jocob和Monod等人做了一系列遗传学和生化学研究实验，于1961年提出乳糖操纵子学说。结构：调节蛋白、启动子、操纵基因、结构基因（Z编码β-半乳糖苷酶、Y编码β-半乳糖苷透过酶、A编码β-半乳糖苷乙酰基转移酶）乳糖操纵子的控制模型，其主要内容如下：①Z、Y、A基因的产物由同一条多顺反子的mRNA分子所编码。②这个mRNA分子的启动子紧接着操纵基因（O区），而位于I与O之间的启动子区（P），不能单独启动下游mRNA分子的转录。③操纵基因（Ｏ区）是DNA上的一小段序列（仅为26bp），是阻遏物的结合位点。④当阻遏物与操纵基因结合时，lacmRNA的转录起始受到抑制。⑤诱导物通过与阻遏物结合，改变它的三维构象，使之不能与操纵基因结合，从而激发lacmRNA的合成。当有诱导物存在时，操纵基因区没有被阻遏物占据，所以启动子能够顺利起始mRNA的合成。证明：同位素示踪实验:把大肠杆菌细胞放在加有放射性35S标记的氨基酸,但没有半乳糖诱导物的培养基中繁殖几代然后再将这些带有放射活性的细菌转移到不含35S、无放射性的培养基中随着培养基中诱导物的加入，β-半乳糖苷酶便开始合成。分离β-半乳糖苷酶，发现这种酶无35S标记说明酶的合成不是由前体转化而来的，而是加入诱导物后新合成的。乳糖操纵子可诱导的负调节机制：诱导剂:乳糖、半乳糖、IPTG无乳糖:lac操纵子处于阻遏状态。有乳糖：lac操纵子即可被诱导cAMP参与调节代谢机制：（1）无cAMP,无诱导物，葡萄糖存在，乳糖不存在，阻遏蛋白与操纵基因结合，基因不转录（2）cAMP存在，有诱导物，葡萄糖不存在，乳糖存在，阻遏蛋白失活，cAMP+CAP与CAP位点结合结合，促进基因转录（3）无cAMP,有诱导物，葡萄糖存在，乳糖存在，阻遏蛋白失活，cAMP缺乏，不与CAP结合，基因不转录（4）cAMP存在，无诱导物，葡萄糖不存在，乳糖不存在，阻遏蛋白与操纵基因结合，cAMP+CAP与CAP位点结合，基因不转录14.色氨酸操纵子色氨酸操纵子负责色氨酸的生物合成，当培养基中有足够的色氨酸时，这个操纵子自动关闭，缺乏色氨酸时操纵子被打开，其结构基因表达，为可阻遏的操纵子模型。色氨酸浓度低——trp操纵元就处于开放状态。色氨酸浓度增高——转录