分子生物学46092846

1分子生物学总复习第二章染色体与DNA真核细胞染色体与原核细胞染色体的主要区别：数量：真核数量多，原核一般只有一条位置：真核的染色体位于细胞核的核仁，原核的染色体位于拟核组成方式：真核染色体的DNA与蛋白质完全融合在一起，原核染色体外裹着稀疏的蛋白质原核生物与真核生物基因组的特点原核生物：结构简练、存在转录单元：多顺反子、有重叠基因真核生物：含有大量重复序列：（有哪几种重复序列？）、功能DNA序列大多被非功能DNA所隔开（外显子和内含子）、存在C值矛盾（C-valueparadox)2.1.3染色体的组装核小体的组成成分？核小体是如何一步一步组装成染色体的？整个过程中的压缩情况如何？2.3DNA复制的几个基本原则半保留复制：含义及具体过程半不连续复制：含义及具体过程；岗崎片断、前导链、随从链RNA引物：作用，为什么需要RNA引物？复制的真实性的保证：DNA复制过程中有哪些机制保证其遗传信息的稳定性DNA复制过程（原核生物为例）(掌握过程）确定复制的起始点解开双链DNA,提供单链DNA模板形成复制叉DNA合成的起始和延长形成带有新合成的DNA片段的复制泡复制的终止同时需要掌握的内容DNA解开成单链的过程中，拓扑异构酶、解旋酶和单链结合蛋白分别起什么作用？复制叉、复制子的概念无论是原核生物还是真核生物，DNA的复制主要是从固定的起始点以双向等速复制方式进行的。RNA引物在复制过程中的作用？引发体的大概组装过程复制的延长其化学反应的本质是生成磷酸二酯键复制的终止过程：去除RNA引物、补充空缺、用DNA连接酶连接线性DNA双链的复制和环状DNA双链的复制的常见复制类型大肠杆菌的DNA聚合酶I和III的特点（PPT）2端粒的复制端粒特征:3’端是由数百个串联重复G丰富的6个核苷酸组成端粒酶（唯一携带RNA模板的逆转录酶）的组成：蛋白质(DNA聚合酶)+RNA(合成端粒DNA的模板)大概了解端粒的复制过程DNA的损伤修复2.1DNA损伤的原因及部位：损伤原因：复制错误、DNA重组、物理化学因子损伤部位：碱基、戊糖或是磷酸二酯键2.2DNA损伤修复的类型：错配修复、碱基切除修复、核苷酸切除修复、DNA直接修复DNA转座一段DNA顺序可以从原位上单独复制或断裂下来，环化后插入另一位点，并对其后的基因起调控作用，此过程称转座。这段序列称跳跃基因或转座子.麦克林托克(B.McClintock)因首先在玉米中发现转座因子而获得了1983年诺贝尔医学奖。转座子的种类：插入序列、类插入序列、复合转座子、TnA家族第三章生物信息的传递(上)——转录（从DNA-RNA）转录：生物体以DNA的一条链为模板，按照碱基配对原则，在依赖DNA的RNA聚合酶的作用下合成一条与DNA链的一定区段互补的RNA链，这个过程称为转录。编码链：与RNA序列相同的那条DNA链，又称正(+)链、有意义链模板链：指导RNA合成的DNA链称，又称负(-)链、反意义链不对称转录：在多基因的双链DNA分子中，每个基因的模板不是全在同一条链上，也就是在双链DNA分子中的一条链，对于某基因是有义链，但对另一个基因则可能是反义链。这就是我们所说的不对称转录，即模板链并非永远在同一条单链上。不对称转录。它有两方面含义：一是在DNA双链分子上，相对某基因来说，一股链可转录，另一股链不转录；其二是模板链并非永远在同一单链上几种类型的RNA：含量及作用1，信使RNA(mRNA)：它占全部RNA的5%左右。大肠杆菌中占总RNA的2%。2，转移RNA(tRNA)：tRNA在全部RNA中约占15%，种类在40种以上3，核糖体RNA(rRNA)：rRNA一般与核糖体蛋白质结合在一起形成核糖体。在大肠杆菌中，rRNA占细胞总RNA的75%～85%。除了上述3种主要的RNA外，还有一些类型的RNA转录与DNA复制的异同相同：模板，新链延伸方向，碱基的加入原则。相异：①引物。②信息全保留与信息半保留。③底物、与T配对的碱基④模板的数量（一条与两条）。3⑤所需要的酶，及酶的外切活性的有无。大肠杆菌RNA聚合酶的组成1，E.coliRNA聚合酶的核酶（coreenzyme）：由α2ββ’组成作用：参与转录的全过程，但不能精确起始2.E.coliRNA聚合酶的全酶(holoenzyme)：核酶＋σ因子σ因子负责模板链的选择与转录的起始。不仅能增加聚合酶对启动子的亲和力，还降低它对非专一位点的亲和力亚基功能（PPT）RNA聚合酶与DNA聚合酶的区别(PPT)启动子（Promoter）：位于结构基因5，端上游的一段DNA序列，能被RNA聚合酶识别,结合并启动基因转录的一段DNA序列转录起点：指RNA开始转录的第一个碱基，此点通常用+1表示上游（upstream）：转录起点的左侧，用负的数码表示下游（downstream）：转录起点右侧（转录区），用正的数码表示转录单元(transcriptionunit)：一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列.在细菌中，一个转录单元可以是一个基因，也可以是几个基因。足迹法与启动子启动子是RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列。利用DNaseⅠ足迹法和DNA测序法可以确定启动子的序列结构。DNaseⅠ足迹法的基本原理与DNA化学测序法有些相似.首先将待测双链DNA片段中一条单链的一端选择性地进行末端标记,然后加入恰当浓度的DNaseⅠ,使在DNA链上随机形成缺口,经变性后电泳分离,放射自显影,即可形成以相差一个核苷酸为梯度的DNA条带.但当DNA片段与相应的序列特异性DNA结合蛋白结合后,DNA结合蛋白可保护相应的DNA序列不受DNaseⅠ的攻击,因而在放射自显影图谱上,DNA梯度条带在相应于DNA结合蛋白的结合区域中断,从而形成一空白区域,恰似蛋白质在DNA上留下的足迹,因而被形象地称作足迹法.如果同时进行DNA化学测序,即可判断出结合区的精确顺序.原核启动子区的经典结构（PPT）原核启动子保守区的功能1，sextamabox(-35区)：RNA聚合酶识别位点，该序列提供了RNA聚合酶识别的信号。σ亚基识别-35序列，为转录选择模板。这一序列的核苷酸结构在很大程度上决定了启动子的强度。2，Pribnowbox（-10区）：RNA聚合酶牢固结合位点，此处AT含量多，有助于DNA局部双链解开。是使起始复合物由关闭状态转变成启动状态的特定序列转录的基本过程1，启动子的识别2，转录起始3，RNA链的延伸44，终止启动子识别、转录的起始1.全酶与模板的DNA接触，生成非专一的,不稳定的复合物在模板上移动；2.起始识别：全酶与－35序列结合，产生封闭的酶-启动子二元复合物closedbinarycomplex）；3.全酶紧密地结合在-10序列处，模板DNA局部变性，形成开放的启动子二元复合体；4.酶移动到起点，第一和二个NTP相连,σ因子释放,形成酶-启动子-NTP三元复合体（ternarycomplex）。转录的延伸延伸的过程中，RNA聚合酶沿着转录泡（DNA双链解开而形成，约18碱基对）向前移动转录泡（transcriptionbubble）：在转录延长过程中，由局部打开的DNA双链、RNA聚合酶核心酶及新生成的RNA三者结合在一起的复合体，为空泡状结构，又称转录复合物。转录的终止1，不依赖于ρ(rho)因子的终止（强终止子）结构特点(1)有富含GC的二重对称区；(2)茎的区域富内含G-C；(3)强终止子3′端上有poly(U)，一般为6个强终止子终止转录的机制：发夹结构改变RNA聚合酶构象，使酶停止移动；DNA、RNA各自形成自身双链使杂交体不稳定而分离；3´－端一连串U，UA配对最不稳定，易从模板上脱落。2，依赖于ρ因子的终止依赖于ρ因子的终止的特点：1，转录的RNA也具有发夹结构，但发夹结构后无poly(U)2,形成的发夹结构较疏松，茎环上不富含GC3，终止需要ρ因子的参与4，与不依赖于ρ因子的终止一样，终止信号存在于新生的RNA链上而非DNA链上过程（PPT）真核生物的转录和原核转录的不同点：(1)原核只有一种RNA聚合酶，而真核细胞有三种聚合酶；(2)启动子的结构特点不同，真核有三种不同的启动子和有关的元件；(3)真核的转录有很多蛋白质因子的介入。真核生物启动子的基本结构:核心启动子（TATAbox）、上游启动子元件(Gcbox、CAATbox)1，核心启动子：指保证RNA聚合酶转录正常起始所必需的，最少的DNA序列，包括转录起始位点及起始位点上游的TATA盒。核心启动子单独起作用时，只能确定转录起始位点并产生基础水平的转录5起始位点：mRNA的第一个碱基倾向ATATA框：其一致序列是T85A97T93A85A63A83A50，TATA框的作用：(1)选择正确的转录起始位点，保证精确起始，故也称为选择子（selector）。(2)影响转录的速率。2，真核生物的上游启动子元件包括通常位于－75bp附近的CAATbox（相当于原核启动子的sextamabox）和GCbox作用：控制转录起始的频率，基本不参与起始位点的确定原核生物mRNA的加工（PPT）真核mRNA前体的加工真核生物的mRNA转录后加工步骤：加帽5’端：m7GpppGpN作用:稳定mRNA5’端和翻译的起始有关加尾3’端:polyA尾巴作用：稳定mRNA和翻译模板活性有关mRNA前体的剪接剪除内含子，连接外显子加帽帽子（甲基化的鸟苷酸）的类型１,在末端鸟苷的第7位上存在单个甲基化位点的称O型帽子２,在次末端核苷酸的核糖上的2′-0H位点上还有一个甲基位点的称1型帽子３,此外，在第三个核苷酸的核糖上（2′-0H）有甲基化位点的称2型帽子这三种帽子都有特殊面对面核苷酸结构帽子结构的功能：(1)有助于mRNA越过核膜，进入胞质；(2)保护5'不被酶降解；(3)翻译时供IFⅢ（起始因子）和核糖体识别。加尾过程：1，特殊组分(CPSF)识别AAUAAA并指导其它的活性2，剪切因子(CF)在加尾位点AAUAAA下游11－30nt处剪切RNA；3，末端腺苷转移酶[poly(A)聚合酶]合成poly(A)尾巴；4，PBP（polyA结合蛋白）与poly(A)结合，反应停止。尾巴的功能：1,PolyA是mRNA由核进入胞质所必需的形式。2,PolyA大大提高mRNA在胞质中的稳定性。特异性剪接/选择性剪接选择性剪接：基因的初始转录物通过不同的剪接方式而实现的外显子的选择性使用。选择性6剪接可以利用同一初级转录物得到不同的mRNA，翻译成不同的蛋白质。在人类基因中大约有４０％的基因具有选择性剪接的形式选择性剪接的意义：1，选择性剪接极大地增加了蛋白质的多样性和基因表达的复杂程度2，性别决定与发育：选择性剪接可以调节决定性别及发育相关蛋白的表达3，许多疾病与mRNA前代选择性剪接有关RNA编辑RNA编辑（editing）是指转录后的RNA在编码区发生碱基的加入，丢失或转换等现象。它导致了DNA所编码的遗传信息的改变。形式：１，单碱基突变２，尿苷酸的缺失和添加原核生物和真核生物mRNA的不同（PPT）第四章生物信息的传递（下）需要掌握的几个要点：1，翻译：以mRNA为模板，按照mRNA分子上的三个核苷酸决定一种氨基酸的规则（三联体密码）合成具有特定氨基酸顺序的蛋白质。包括翻译的起始、肽链的延伸、肽链的终止与释放。2，核糖体是蛋白质合成的场所，mRNA是蛋白质合成的模板，转移RNA（tRNA）是模板与氨基酸之间的接合体。此外，在合成的各个阶段还有许多蛋白质、酶和其他生物大分子参与。实验证实三联子密码（遗传学证据）1、mRNA模板中插入、删除一个核苷酸后，该密码子后面的氨基酸序列全部改变。2、同时插入、删除一个不同核苷酸后，后续蛋白质不变。3、同时删除三个核苷酸后，翻译减少一个氨基酸，序列没有变化。烟草花叶病毒外壳蛋白亚基由400个氨基酸组成，而相应的RNA片段长约1200个核苷酸实验破译三联子密码一，以均聚物、随机共聚物和特定序列的共聚物为模板指导多肽的合成二，核糖体结合技术/三联体结合实验：核糖