四川师范大学生命科学学院分子生物学期末复习重点.docx
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四川师范大学生命科学学院分子生物学期末复习重点
分子生物学
目录
SectionC核酸的性质5
1、核酸的结构5
2、核酸的理化特性5
3、核酸的光谱学和热力学特性5
SectionD原核与真核生物的染色体结构5
1、组蛋白核心组蛋白5
2、真核生物的染色体结构5
1）C-G岛：
5
2）常染色质：
5
3）异染色质：
5
4）理想复性动力学曲线解释P846
5）遗传多态性概念6
a）单核苷酸多态性（SNP）：
6
b）简单序列重复多态性（SSLP）：
6
c）限制性片段长度多态性（RFLP）：
6
SectionEDNA的复制6
1、冈崎片段：
6
2、DNA复制时为什么需要RNA引物？
6
3、原核生物（细菌）的DNA复制过程（以大肠杆菌为例，环形DNA）P796
1）起始：
6
2）延伸：
6
3）终止分离：
7
4、真核生物的DNA复制过程P877
1）起始：
7
2）延伸：
7
5、端粒酶：
含义RNA和蛋白质，RNA具有反转录的功能。
7
SectionFDNA损伤、修复与重组7
1、DNA复制忠实性机理7
1）DNApol：
碱基配对原则7
2）3’-5’的外切酶活性7
3）RNA引物7
4）错配修复7
2、DNA修复原理：
P997
1）光复活（photoreactivation）：
7
2）烷基转移酶：
7
3）切除修复：
7
4）错配修复：
7
3、遗传修复缺陷8
1）SOS属于易错修复8
2）同源重组：
在真核生物的减数分裂过程中，发生在非姐妹染色单体之间或同一染色体上含有同源序列的DNA分子之间或分子之内的重新组合。
8
3）位点特异性重组：
非同源DNA的特异片段之间的交换，由能识别特异DNA序列的蛋白质所介导，并不需要RecA或单链DNA。
8
4）转座子：
又叫可转座元件，是一些较短的DNA序列，可以转移进细胞基因组的几乎任何位置。
8
5）最简单的转座子结构：
IS元件8
SectionG基因操作8
1、DNA克隆：
8
2、载体特点：
8
1）有一个origin8
2）有选择标记位点8
3）多克隆位点8
3、亚克隆8
1）概念：
将克隆DNA的片段由一个载体转移到另一个载体并筛选、检验的过程。
8
2）过程：
8
4、DNA文库8
1）基因组文库：
8
2）CDNA文库：
8
1、Southern杂交步骤9
1）提取总DNA9
2）酶解9
3）电泳9
4）变性解链9
5）转移到滤膜9
6）DNA探针及杂交9
7）洗脱9
8）放射自显影9
9）比较分析9
2、PCR9
1）原理：
9
2）步骤：
9
3）体系：
9
SectionK原核生物的转录9
1、启动子：
9
2、终止子9
1）概念：
9
2）分类9
3、全酶：
9
4、核心酶：
9
5、σ因子：
σ70P18910
1）-10序列（Pribnow）：
10
2）-35序列：
10
3）-10序列功能：
10
4）闭合复合物：
10
5）开放复合物：
10
6、依赖Rho（ρ）因子的转录终止10
SectionL原核生物的转录调控10
1、乳糖操纵子10
1）组成：
10
2）10
2、色氨酸（trp）操纵子10
1）组成10
2）弱化子：
11
3）弱化子机制：
11
3、σ因子对转录的调控：
热休克（自己选择举例说明）P15111
SectionM真核生物的转录11
1、RNApolⅠ11
2、RNApolⅡ11
3、RNApolⅢ11
4、CTD（羧基末端结构域）：
11
5、tRNA基因的转录P21811
6、5SrRNA基因转录P21911
7、增强子：
11
8、沉默子：
11
9、RNA聚合酶Ⅱ转录起始与TATA框启动子组装P22412
SectionN真核生物的转录调控12
1、DNA结构域：
12
1）激活结构域12
2）DNA结合结构域12
3）二聚化结构域12
4）配体结合结构域12
2、DNA结合结构域12
3、锌指结构域（Thezincfingerdomain）12
4、二聚体结构域12
1）亮氨酸拉链12
2）螺旋-环-螺旋结构域12
SectionORNA加工和RNP12
1、原核生物的核糖体：
50S、30S12
2、真核生物的核糖体：
60S、40S12
3、原核、真核生物tRNA加工区别（表格？
）12
4、3’-CCA端来源：
p24813
1）原核：
由RnaseD两次切除获得13
2）真核：
由tRNA核酸转移酶加上13
5、SNP（核糖核酸酶P）：
13
6、RNA干扰（siRNA）13
7、hnRNP：
13
8、snRNP：
13
9、5’加帽：
13
1）通过5’-5’连接，对5’端外切核酸酶形成屏障13
2）保护mRNA不被降解13
3）增加翻译效率13
4）帮助mRNA进入细胞质13
5）与第一个外显子的剪切有关13
10、3’加尾：
13
11、分支点序列：
13
12、剪接过程：
14
13、14
1）二步反应14
2）14
14、可变mRNA加工：
14
15、RNA编辑：
14
SectionP遗传密码与tRNA14
1、遗传密码的特性：
14
1）三联体密码14
2）不停顿、不重叠14
3）具有简幷性（有冗余）14
4）通用性14
2、破译的过程（填空）14
1）DNA酶处理无细胞体系，避免新转录产生14
2）+多聚核糖核苷酸14
3）+20种氨基酸，经过放射性标记14
4）三联核苷酸进行破译：
14
①人工合成核苷酸+核糖体+氨酰-tRNA+滤膜（过滤核糖体）14
②通过放射性检测滤膜上的tRNA14
3、转换：
15
4、颠换：
15
5、可读框（ORFs）：
15
6、tRNA的结构15
1）三叶草型（二级结构）：
15
2）L型（三级结构）：
15
SectionQ蛋白质合成15
1、摆动假说：
15
2、核糖体结合位点（SD序列）：
15
3、起始tRNA：
AUG（甲硫氨酸）15
4、蛋白质合成P27515
1）起始：
15
2）延伸15
3）终止16
5、核糖体位点16
1）A位点：
氨酰-tRNA结合位点16
2）P位点：
延伸肽链的位点16
3）E位点：
t-RNA退出位点16
4）tmRNA（原核生物）16
6、真核生物蛋白质合成P28016
1）扫描：
16
2）起始：
16
3）延伸与原核类似，eEF1αeEF1βγeEF2（EF-TuEF-TsEF-G）17
4）eRF识别三种终止子17
SectionC核酸的性质
1、核酸的结构
1）DNA是反向平行的双螺旋结构，碱基之间存在氢键、碱基堆积力。
RNA的结构特点：
①分子较小②多为单链③稳定性差，易水解
2）DNA结构分类：
B-DNAA-DNAZ-DNA
RNA的分类：
SnRNAScRNAasRNAmRNAtRNArRNAhnRNA
2、核酸的理化特性
1）酸水解，碱变性
2）对酸敏感度：
糖苷键>磷脂酸键嘌呤>嘧啶
3）密度：
RNA>DNA>蛋白质
3、核酸的光谱学和热力学特性
1）吸收峰值：
DNA/RNA=OD260蛋白质=OD280
2）纯DNA：
OD260/OD280=1.8；>1.8，有RNA污染；<1.8，有蛋白质、酶污染
SectionD原核与真核生物的染色体结构
1、组蛋白核心组蛋白
2、真核生物的染色体结构
1）C-G岛：
存在于启动子附近管家基因中的长约1-2kb的未被甲基化的富含CG的区域（但哺乳动物中通常被甲基化）。
2）常染色质：
指间期核内染色质纤维折叠压缩程度低，处于伸展状态，用碱性染料染色时着色浅的那些染色质。
3）异染色质：
在细胞周期中，某些染色体或染色体的某些部分的固缩常较其他的染色质早些或晚些，其染色较深或较浅，具有这种固缩特性的染色体称为异染色质。
4）理想复性动力学曲线解释P84
真核生物：
分为3个阶段，高度重复序列、中度重复序列、单一拷贝序列。
单一拷贝（50%-60%）：
复性速度慢，大多是结构基因。
中度.....（25%-40%）：
5）遗传多态性概念
基因或基因座上碱基变化使该基因或基因座产生了多种形式，形成了DNA序列的不同形态。
分类：
a）单核苷酸多态性（SNP）：
在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性，是最常见的一种可遗传变异。
b）简单序列重复多态性（SSLP）：
微卫星DNA扩增产物长度的多态性。
c）限制性片段长度多态性（RFLP）：
由遗传多态性引起的如SNP,导致限制性内切酶的切割位点发生改变，使酶切后产生片段长度发生不同。
SectionEDNA的复制
1、冈崎片段：
DNA复制过程中，由于复制方向只能从5’—3’端，前导链能够进行连续复制，而后随链先通过形成片段，再连接形成一条链，形成的片段就叫冈崎片段。
2、DNA复制时为什么需要RNA引物？
1因为模板复制最初几个碱基时，碱基堆积力、氢键结合力都很弱，所以碱基错配几率大；
2少数几个核苷酸没有与模板形成稳定双链结构，所以DNApol的3’—5’的校对活性很难发挥作用；
3先合成RNA引物，既可以为DNApol提供自由3’-OH端，又容易被DNApolⅠ识别，停止其聚合作用，便于DNApolⅠ进行切口平移；
4切口平移过程中发生错误的几率小，因为DNApolⅠ具有3’-5’的外切酶活性校对功能。
3、原核生物（细菌）的DNA复制过程（以大肠杆菌为例，环形DNA）P79
1）起始：
1DnaA+oriC，形成复合物，识别起始位点
2DnaB（DNAhelicase）水解解旋，同时Ssb覆盖稳定单链结构
3DNAG（DNAprimase）合成RNA引物，提供3’-OH端
4Ⅱ型拓扑异构酶（DNAgyraseDNA促旋酶）引入负超螺旋，解开正超螺旋
2）延伸：
1DNApolⅢ（二聚体）合成引物，并进行延伸
α亚基：
聚合作用
ε亚基：
3’-5’外切酶活性的校对功能
β亚基：
固定，形成clamp
2DNApolⅠ切除RNA引物，并填补DNA
3DNAligase连接磷酸二酯键
3）终止分离：
在oriC的180。
对面，存在几个终止子。
复制叉与Tus蛋白结合，阻止复制叉移动，再通过拓扑异构酶Ⅳ解链。
4、真核生物的DNA复制过程P87
1）起始：
多个起始位点，但都有一个简单的11bp的保守序列。
1ARS+ORC,识别起始位点，CDK激活ARS+ORC复合物，引导DNA解旋（50bp/s）进行复制
2RP-A功能类似Ssb
2）延伸：
1DNApolα：
DNAprimer活性+聚合酶活性
2DNApolδ：
前导链上替换α，合成长链，可能在后随链上一样，有校对活性
3DNApolε：
可能在后随链上完成DNA复制，有校对活性
4PCNA（复制因子）：
功能类似β亚基
5、端粒酶：
含义RNA和蛋白质，RNA具有反转录的功能。
SectionFDNA损伤、修复与重组
1、DNA复制忠实性机理
1）DNApol：
碱基配对原则
2）3’-5’的外切酶活性
3）RNA引物
4）错配修复
2、DNA修复原理：
P99
1）光复活（photoreactivation）：
正确DNA→紫外光→嘧啶二聚体→黑暗条件→与酶（DNA光解酶）结合→可见光下→修复
2）烷基转移酶：
错误的O6-G-T→修复→G-C，烷基被烷基转移酶吸收，每个烷基转移酶只能用一次
3）切除修复：
1NER（核苷酸切除修复）：
UvrA+UvrB识别→UvrB+UvrC,内切位点→UvrD解旋→DNApolⅠ（真核：
DNApolδ/ε）+DNAligase填补、连接
2BER（碱基切除修复）：
DNA糖基化酶识别修饰碱基→切除糖苷键→留下脱嘧啶/脱嘌呤（AP）位点→AP内切核酸酶切开DNA→DNApolⅠ（真核：
β）+ligase
4）错配修复：
用于修复在复制中错配并漏过校正检验的任何碱基。
通过甲基化区分子母链，母链NGATC位点甲基化:
A.MutS+MutL复合体识别、结合错配碱基对
B.+MutH内切核酸酶，在子链未被甲基化的GATC的附近位点特异性产生缺口
C.5’-3’/3’-5’外切酶，UvrD解旋
D.DNApolⅢ+DNAligase
3、遗传修复缺陷
1）SOS属于易错修复
2）同源重组：
在真核生物的减数分裂过程中，发生在非姐妹染色单体之间或同一染色体上含有同源序列的DNA分子之间或分子之内的重新组合。
3）位点特异性重组：
非同源DNA的特异片段之间的交换，由能识别特异DNA序列的蛋白质所介导，并不需要RecA或单链DNA。
4）转座子：
又叫可转座元件，是一些较短的DNA序列，可以转移进细胞基因组的几乎任何位置。
5）最简单的转座子结构：
IS元件
SectionG基因操作
1、DNA克隆：
将基因组中携有该基因或其他序列的较小片段连接到一段可以自主复制的DNA（载体）上，形成通常可以在另一宿主中进行复制的重组DNA，这一系列操作过程就称为DNA克隆
2、载体特点：
1）有一个origin
2）有选择标记位点
3）多克隆位点
3、亚克隆
1）概念：
将克隆DNA的片段由一个载体转移到另一个载体并筛选、检验的过程。
2）过程：
1质粒DNA的提取
2限制性内切酶将质粒DNA酶切成不连续片段
3琼脂糖凝胶电泳分离片段
4纯化目标片段
5目标片段连接到新质粒上，形成重组分子
6转化到大肠杆菌中
7重组质粒分析
4、DNA文库
1）基因组文库：
一系列DNA克隆，每个克隆插入不同片段的载体在宿主中扩增后的产物。
2）CDNA文库：
来自表达目的基因细胞或组织的mRNA作为来源构建成的文库。
SectionJ克隆DNA的分析及应用
1、Southern杂交步骤
1）提取总DNA
2）酶解
3）电泳
4）变性解链
5）转移到滤膜
6）DNA探针及杂交
7）洗脱
8）放射自显影
9）比较分析
2、PCR
1）原理：
双链DNA在高温时可以发生变性解链，当温度降低后又可以复性成为双链。
因此，通过温度变化控制DNA的变性和复性，加入设计引物，DNA聚合酶、dNTP就可以完成特定基因的体外复制。
2）步骤：
变性、退火、延伸
3）体系：
模板、引物（上下游）、TaqDNApol、Mg2+、dNTP、H2O
SectionK原核生物的转录
1、启动子：
RNA聚合酶特异性识别和结合的一段保守DNA序列，作为起始或调控转录
2、终止子
1）概念：
转录终止，即转录复合物的解体和RNA合成的终止，发生在特定的DNA序列，这些序列含有一些自身互补区，能在RNA产物上形成茎环或发夹结构，使聚合酶停顿并随即终止转录。
2）分类
1依赖Rho（ρ）因子：
茎环结构区G/C%减少,3’紧接着poly（U）结构减少或缺失
2不依赖Rho因子：
包括茎环结构区、自身形成发夹结构和poly（U）序列
3、全酶：
RNA聚合酶由5种亚基组成，分别是α、β，β´、ω、σ亚基，全酶中有2个α亚基，另4种亚基各一个。
全酶是转录起始所必需的。
4、核心酶：
σ因子对于转录延伸并非必需，转录起始后就从转录复合物上释放下来。
剩下的酶沿DNA链移动，称为核心酶。
5、σ因子：
σ70P189
1）-10序列（Pribnow）：
σ70启动子中最保守的一个6bp序列。
TATAAT，头两个碱基（TA）和最后的T是最保守的
2）-35序列：
-35上游区的一段保守的六聚体序列，共有序列为TTGACA，在高效启动子中非常保守，前三个碱基最保守。
3）-10序列功能：
对于DNA解旋很重要
-35序列功能：
-35序列组成增强与聚合酶σ因子相互识别和相互作用的识别区
4）闭合复合物：
聚合酶与处于碱基配对状态的启动子DNA所形成的最初的复合物。
5）开放复合物：
DNA初始解旋导致DNA与聚合酶形成的复合物。
6、依赖Rho（ρ）因子的转录终止
ρ蛋白沿新生RNA链向转录复合物移动，能使RNA聚合酶在ρ依赖性终止子处终止转录
不依赖Rho（ρ）因子的转录终止
SectionL原核生物的转录调控
1、乳糖操纵子
1）组成：
调节基因（regulatorgenes）：
LacⅠ、操纵序列（operatorsequence）：
OLac、结构基因（structuralgenes）：
LacZ、LacY、LacA
2）
1.Glu&Lac：
Lacoperonshutdown
cAMPlevellow
LacⅠ的表达产物乳糖阻抑物结合到操纵序列（OLac）上，使LacZ、LacY、LacA不能表达，并且cAMP含量减少
2.Laconly：
Lacoperonturnon
cAMPlevelhigh
乳糖通过细胞膜透性酶的作用下进入细胞，在本底表达的β-半乳糖苷酶的催化下形成异乳糖，引起乳糖阻抑物的构象发生变化，使乳糖阻抑物从操纵序列上脱落，RNA聚合酶开始转录，使LacZ、LacY、LacA得以表达产生β-半乳糖苷酶、
透性酶、乙酰基转移酶；cAMP与Rap结合并激活Rap，再结合启动子，使DNA发生90。
的弯曲，促进转录发生。
2、色氨酸（trp）操纵子
1）组成
mRNA1序列中有两个色氨酸密码子
a）Trphigh：
3,4形成发夹结构，终止信号形成（不依赖Rho因子），只翻译出前导肽
b）Trplow：
因为没有足够的色氨酸tRNA，使核糖体滞留在1序列上，2，3配对形成发夹结构，终止信号不能形成，使得翻译继续产生色氨酸合成所需的酶
2）弱化子：
是指原核生物的操纵子中可以明显衰减乃至终止转录作用的一段核苷酸序列，位于操纵子的上游。
3）弱化子机制：
是一个不依赖ρ因子的终止子区域，在一段富含GC的回文序列之后是8个连续的U残基。
如果这段序列能在RNA转录物中形成发夹结构，就可作为一个高效的转录终止子，因而只有140bp的转录物合成。
3、σ因子对转录的调控：
热休克（自己选择举例说明）P151
大肠杆菌在温度骤升下，只有热休克蛋白可以被合成。
其编码基因的启动子被一个含有变异的σ因子（σ32）的RNA聚合酶全酶所识别。
含σ32的全酶主要作用于热休克蛋白的启动子但不能识别大部分其他基因的共有序列启动子。
相应地，热休克启动子含有一些与结合到σ70上的其他一般启动子不同的序列。
SectionM真核生物的转录
1、RNApolⅠ
存在核仁中→负责大多数rRNA前体的合成
2、RNApolⅡ
核质→mRNA前体、小核RNA的合成
3、RNApolⅢ
核质→5SrRNA、tRNA前体、一些snRNA、胞质RNA前体合成
4、CTD（羧基末端结构域）：
RNApolⅡ的最大的亚基在羧基端有七个氨基酸的重复序列，被称为CTD。
Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser
5、tRNA基因的转录P218
DNA上有两个高度保守序列，Abox、Bbox，是编码tRNA的重要序列。
TFⅢC+A框+B框→TFⅢB+A框上游50bp→+RNA聚合酶，开始转录。
TFⅢ是TFⅢB定位装配因子。
6、5SrRNA基因转录P219
7、增强子：
能从启动子上游数千个bp（任意位置）处通过顺式作用提高转录效率的序列元件。
8、沉默子：
能够同反式因子结合从而阻断增强子及反式激活因子的作用，并最终抑制该基因的转录活性的顺式序列元件。
9、RNA聚合酶Ⅱ转录起始与TATA框启动子组装P224
其中，TBP可识别TATA序列，TFⅡB作为桥梁：
RNApol+B+TBP（TFⅡD）,F因子可帮助解旋，TFⅡH三种酶活性：
①.ATP水解酶②.解旋酶活性③.激酶活性
SectionN真核生物的转录调控
1、DNA结构域：
1）激活结构域
2）DNA结合结构域
3）二聚化结构域
4）配体结合结构域
2、DNA结合结构域
1）螺旋转角螺旋结构域（Thehelix-turn-helixdomain）
结构：
4个α螺旋+一个β折叠
功能：
3、锌指结构域（Thezincfingerdomain）
结构：
功能：
1）碱性结构域
结构：
亮氨酸拉链+HLH
功能：
4、二聚体结构域
1）亮氨酸拉链
2）螺旋-环-螺旋结构域
SectionORNA加工和RNP
1、原核生物的核糖体：
50S、30S
2、真核生物的核糖体：
60S、40S
3、原核、真核生物tRNA加工区别（表格？
）
4、3’-CCA端来源：
p248
1）原核：
由RnaseD两次切除获得
2）真核：
由tRNA核酸转移酶加上
5、SNP（核糖核酸酶P）：
由一个RNA分子（催化、切割作用）和一个蛋白质分子（持续催化结构）组成的一种内切酶。
作用是修剪tRNA前体分子产生成熟的5’端。
6、RNA干扰（siRNA）
细胞中出现长链dsRNA→被Dicer识别、切割→成为21-23nt大小siRNA→被Dicer解旋，成为siRNA→
1。
+蛋白质→RISC复合物→与mRNA结合→
1）内切酶切出切口→外切酶降解
2）mRNA作为模板→RdRp作用下→再次合成长链dsRNA
2。
不形成RISC复合物→siRNA自我解旋→与单链mRNA结合→形成引物→合成dsRNA
7、hnRNP：
是由RNApolⅡ合成的mRNA的前体物质，很快被A~U类蛋白质包裹形成的核内不均一的RNP，有助于保持hnRNA的单链状态，并辅助各种RNA加工反应。
8、snRNP：
大部分由RNApolⅡ转录的snRNA（富含尿嘧啶U）与特定蛋白质形成snRNP，位于核仁中，参与了rRNA前体加工中5’甲基化位点的确定。
9、5’加帽：
在RNApol开始转录不久，RNA链超过30nt之前，其5’经化学修饰被加上一个7-甲基鸟苷残基的过程。
作用：
1）通过5’-5’连接，对5’端外切核酸
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