分子生物学复习.doc

1、分子生物学复习提纲1 绪论1 生物学研究策略:(1)还原论:将复杂的生命现象,丰富的生物多样性还原到核酸和蛋白质的单体及 其排列差异。(2)整体论:研究并回答生物大分子如何控制细胞的分化、组织的特化、个体的发育、物种的进化等科学问题。2 (1)广义分子生物学：在分子水平上研究生命现象，或用分子的术语描述生物现象的科学。（2）狭义分子生物学：在核酸与蛋白质水平上研究基因的复制、基因的表达、基因表达的调控以及基因的突变与交换的分子机制。3 二十一世纪分子生物学发展趋势：（1）系统生物学：指利用分子生物学的基本理论解释生物体的生长发育，遗传变异，繁殖死亡等重要生命现象本质的一门科学。（2）基因组学：

2、指对所有基因进行基因组作图（包括遗传图谱、物理图谱、转录本图谱） ，核苷酸序列分析，基因定位和基因功能分析的一门科学。（3）蛋白质组学：旨在阐明生物体全部蛋白质的表达模式及功能模式，内容包括鉴定蛋白质表达、存在方式（修饰形式） 、结构、功能和相互作用方式等。2 基因的概念1 早期的基因概念(1)融合遗传理论：父本精液与母本胚胎中的体液融合后，传递给后代并控制子代个体的形状表现。（2）获得性遗传理论：由 Lamarck 提出的，还提出了器官的用进废退的观点。此理论否定遗传物质的存在，认为物种的形成是对环境的适应过程，环境对形态的改变一旦发生就可以获得并遗传给后代，是生物体逐渐转变为新种。（3）泛

3、生论：（1866 年 Darwin）认为生物体一切性状的表现受控于体内各部分的各种泛生粒。（4）种质论:(1885 年 Weismann)认为多细胞生物的细胞可分为体质和种质。（5）遗传因子假说：（1865 年 Mendel）每个性状由定位在染色体上的遗传因子控制，并提出了遗传因子的分离和自由组合的两大遗传规律。2 经典的基因概念：（Thomas Hunt Morgan）基因是孤立地排列在染色体上的实体，是具有特定功能，能独立发生突变和遗传交换的、三位一体的、最小的遗传单位。3 顺反子理论（Theory of cistron）（1）cistron 是基因的同义词（2）顺反子内，有若干个突变单位

4、 突变子(muton)（3）在一个顺反子内，有若干个交换单位 交换子（recon）（4）基因是一个具有特定功能的，完整的，不可分割的最小的遗传单位（一位一体）（5）基因内可以较低频率发生基因内的重组，交换（6）拟等位基因（pseudo alleles）是基因内的突变体 （7）mut1 X mut2-野生型 是基因内发生交换的结果（8）顺反子概念的提出是对经典的基因概念的动摇 是对 pseudo alleles 概念的修正4 顺反（互补）测验 （1）顺反测验就是根据顺式表现和反式表现型是否相同来推测两个突变是属于同一个基因还是分属于两个不同的基因。（2）同一顺反子上的两个突变，在反式状态下是不能

5、互补的，若两个突变在反式状态可以互补，便意味着他们分属于两个不同的顺反子。从这个意义上，顺反测验又称为互补测验。5 证实 DNA 是主要的遗传物质的实验：细菌转化实验（Avery ） 、噬菌体实验（Hershey小于 100bp 的 D.S DNA 分子比较,片段愈短，变性愈快 Tm 值愈小。（4）变性剂的影响。变性液中含有尿素，酰胺等尿素，酰胺与碱基间形成氢键改变碱基对间的氢键Tm 值降低。（5）盐浓度的影响。阳离子在磷酸基团周围形成的电子云对静电斥力产生屏蔽作用 减弱静电斥力 Na+浓度升高 屏蔽作用大 斥力减弱 Tm （6）极端 pH 条件的影响当 pH 2-3 或 pH 12 氢键减弱

6、 Tm 值降低16 C0t 1/2:复性反应进行到一半时的 C0t 值(C0:初始单链 DNA 浓度 t 反应时间)17 C0t 1/2 与基因组复杂程度的关系：高度重复序列 Cot(1/2)值小；单一排列序列 Cot(1/2)值大。单一序列长度 kinetic complexity(K.C.)K.C.与 Cot(1/2)值呈正比。18 Z 型 DNA（1）结构特点：螺旋方向为左旋，磷酸骨架呈之字形走向，C3 内折，N7、C8 外露于螺旋体表面，A、G顺式，T、C反式（在 A 和 B 构型中都是反式） 。（2）生物学功能：与基因表达调控有关：Z-DNA 大沟浅 , 信息少 基因关闭B-DNA

7、大沟深, 信息多 基因表达19 三股螺旋 DNA 的结构特点（1）无论何种形式的三螺旋 DNA, 第二股中间链必须是嘌呤链。（2）第三条链8bp（3）第三条链上的核苷酸与原双链碱基对之间的氢键为 Hoogsteen 氢键。20 三股螺旋 DNA 的生物学功能（意义）（1）可阻止调节蛋白与 DNA 结合, 关闭基因转录过程。（2）加入第三条 S. S DNA 作为分子剪刀，定点切割 DNA 分子。21 四股螺旋 DNA 的生物学功能（意义）（1）稳定真核生物染色体结构（2）调节 DNA 复制22 正超螺旋：对 DNA 分子施加右旋外力，使双螺旋体更趋紧缩的超螺旋结构23 负超螺旋：对 DNA 分

8、子施加左旋外力，使双螺旋体趋向松弛的超螺旋结构24 细胞内的 DNA 超螺旋结构由拓扑异构酶(topoisomerase)作用形成的。25 插入分子（如溴化乙啶）可使负超向正超转变。26 DNA 超螺旋结构整体或局部的拓扑学变化及其调控对 DNA 复制和 RNA转录过程具有关键作用。27 最大 C 值：单倍体基因组总 DNA 的含量最小 C 值 ：编码基因信息的总 DNA 含量28 C 值矛盾：（1）生物体进化程度与 C 值不成明显正相关（2）亲缘关系相近的生物间大 C 值相差较大（3）一种生物内大 C 值与小 c 值相差极大29 重叠基因：不同的基因共用一段相同的 DNA 序列。30 重叠基

9、因的生物学意义：（1）原核生物中的重叠基因 常见体现了进化的经济原则，较小的基因组能够编码较多的基因信息部分回答 C c物种间重叠基因比非重叠基因更为保守 分析进化关系 （2）遗传信息量的估算，突变效应的鉴定，表达调控的理论发展。（3）丰富和发展了基因的概念。31 Alu 家族：是灵长类动物特有的一种成员众多，功能还不十分明了的中度重复序列。32 重复序列形成机制：（1）滚环扩增突变（2）反转座插入（3）跳跃复制 (4)不对称交换33 间隔基因（splitting gene）：真核生物的结构基因是由若干外显子和内含子序列相间隔排列组成的间隔基因。34 间隔基因的鉴定方法：R 环（R-loop）

10、是间隔基因典型的结构特征。35 间隔基因的生物学意义：（1）有利于生物遗传的相对稳定（2）增加变异概率，有利于生物的进化（3）扩大生物体的遗传信息储量（4）利用内含子进行代谢调节36 跳跃基因或转座子：是以“跳跃”或“转座”的方式，将一个完整的遗传结构单位在基因组内进行转移的遗传单位。37 基因转座现象的发现和证实：玉米糊粉层花斑，dgal e /dgal 的外源片断插入突变。38 原核生物转座因子的类型和结构特征：（1）插入序列（IS）：7002000bp，含有与自身转座有关的基因 ,如转座酶基因等。（2）TnA 转座子家族：携带负责自身转座的基因和抗药性基因且转座子两端没有 IS 或类 I

11、S 组件,只有 37-38bp 的末端倒转重复序列。（3）Mu 噬菌体：是一个巨型转座子，两端各有一个大小不等的附着位点。（4）复合型转座子：复合转座子除了与自身转座有关的基因外,还含有其它基因, 如抗药性基因等. 复合转座子含有一个中心序列和位于两侧的臂. 左右两侧的臂序列相似,成为长末端重复(LTR),它们的方向相同或相反。39 原核生物转座因子的类型和结构特征：（1）剪贴式转座因子：双因子系统，由自住型和非自住型转座因子组成。（2）反转录转座子：具有长末端重复结构（LTRs )，核心蛋白基因，酶基因区域，但无病毒包膜蛋白基因。40 复制型转座子的转座机制：（1）转座过程是由 Donor

12、提供 Tn copy 到 target site，涉及酶切、复制、重组的遗传学过程。（2）转座完成后，在 Tn 的两端出现 target site 序列的正向重复，其长度取决于 staggered cutting 的长度。（3）转座因子的 IR 序列是转座酶的重要识别位点，与转座，切除有关。（4）共联体是转座过程的中间体 (具有两个转座子（ Tn）和两个复制子（replicon)）, 其稳定性依转座子不同而异，或拆分酶催化（ resolution）完成转座过程。（5）共联体可能导致 Tn 和抗性的积累。41 非复制型转座子的转座机制：（1）与复制型转座相同，错切-错接。（2）在供体的另一端切割

13、。（3）释放出没有 Tn 的供体 DNA，产生具有正向重复的 Tn 插入的受体。42 转 座 的 遗 传 效 应：（1）诱变效应（提高重组频率、形成易变基因）（2）切除效应 (倒位、缺失、重复、foot printting)（3）外显子改组（4）位置效应（启动表达、增强表达）（5）转座爆炸（激活表达、基因内重排突变基因形成）43 真核生物的假基因：与正常基因结构相似，但丧失正常功能的 DNA 序列，往往存在于真核生物的多基因家族中。44 假基因的生物学意义：（1）具有遗传稳定的特点，同时进化具有整体性，无选择压力。（2）促使基因进化。（3）部分回答了生物进化的 C 值矛盾。45 基因的概念：基

14、因包括产生 mRNA 所需要的全部 DNA 序列，包括外显子、内含子等全部序列。3 DNA 的复制1 复制子(Replicon)：从复制起点到复制终点的 DNA 区段称为一个复制子。2 DNA 合成方向：5端 to 3端进化中保留的最经济、最有效的方法。大多数原核生物 DNA 复制是一个起点，双方向进行的。真核生物 DNA 复制也是双方向进行的，但在一条染色体上有多个复制起点，即表现为多复制子（multiple replicons） 。3 半保留复制： DNA 复制过程中亲代 DNA 的双链分子彼此分离，作为模板，按 AT 配对，GC 配对的原则，合成两条新生子链，称此方式为半保留复制4 半不

15、连续复制：前导链以连续复制的方式完成子代 DNA 的合成，而后随链以不连续复制的方式完成冈崎片段的合成。5 冈崎片段：最初合成的 10-20s（10002000 个核苷酸长度）的 DNA 片段称为冈崎片段。6 先导链按 dUMP 片段连续复制，后随链按 Okazaki 片段不连续复制。7 复制需要 RNA 引物。8 原核生物复制起点的特征：富含 AT 和回文对称的序列。富含 AT 解链 回文序列 结合复制起始因子 解链9 真核生物复制起点的特征：富含 AT 可提高复制效率，和起始识别复合物（ORC）结合位点（复制起始必需） 。10 DNA 复制的模式： 环复制；滚环复制；D 环复制11 DNA

16、 复制体（replisome ）：与 DNA 复制相关的多种蛋白因子在复制叉形成多酶复合体，协同发挥作用。 （DNA 聚合酶、DNA 解链酶、单链结合蛋白、拓扑异构酶、DNA 连接酶、引物的引发酶）12 原核 DNA 聚合酶的特点和功能：（1）DNA 聚合酶：多功能酶：53外切酶、 35外切酶、53聚合酶；单链多肽、大小二个片段；功能：切除 RNA 引物，填补空缺、损伤后修复（2）DNA 聚合酶与：多功能酶：53聚合酶、35外切酶；不对称二聚体；功能：DNA 复制的主要酶、高聚合酶活性、高产物真实性。13 线性 DNA 复制 5端短缩的原因：位于 5端的 RNA 引物分子被切除后，DNA 聚合

17、酶没有可被利用的 3-OH 来发动 DNA 的复制填补缺口，从而导致 5端短缩。14 线性 DNA 复制避免 5端短缩机制：（1）原核生物的对策：线状 DNA 分子首尾相连，形成共联体(concatemer) 。（2）真核生物的对策：延长末端端粒酶。15 端粒：染色体两端存在特殊结构，使染色体趋于稳定，并定名为端粒（Telomere） 。16 端粒酶 (telomerase): 与端粒序列合成有关的酶。17 端粒阈值：端粒酶的活性随细胞分裂次数的增加而逐渐减弱，从而造成端粒逐渐短缩，当短至一个重要的信号序列处，就会引起细胞的早衰或死亡。18 DNA 复制终止机制：两复制叉的相遇处具有多个终止位

18、点。19 DNA 复制的调控：（1）影响因素：多种专一性的蛋白质因子浓度、除引物以外的其他 RNA 分子、营养条件（氨基酸饥饿)（原核生物） 、细胞复制周期速率的影响（真核生物） 、（2）严格的自我调控机制：质粒、严谨型(1-2copies)、松弛型(10-100copies) 、不相容、相容。（3）调控主要表现在复制的起始水平上如营养条件。E. coli通过对复制起点的调节控制拷贝数 1. 产生与 RNA 引物互补的 RNA 片段(RNA I)：与 RNA I 的互补配对会改变引物 RNA 的二级结构，从而阻止了切割产生 3-OH2. 产生蛋白质调节 RNA I 与引物 RNA 的结合。第四

19、章 RNA 的转录1 转录的基本概念：（DNA 遗传信息表达的第一步）在 RNA 聚合酶作用下，以双链 DNA 中的一条单链 DNA 为模板按照碱基互补配对（A=U）原则合成mRNA 的过程。2 转录单元：从启动子到终止子的序列称为转录单位。3 模板链（template strand）: 根据碱基互补原则指导 mRNA 合成的 DNA 链, 或称反义链（antisense strand） 。4 编码链（coding strand）: 与 mRNA 序列相同的那条 DNA 链, 或称有意义链（sense strand） 。5 原核生物的启动子：RNA 聚合酶识别，结合和开始转录的一段 DNA 序

20、列。6 DNA 足迹法可确定启动子的位置。7 原核启动子结构：长约 40 碱基，其中-35 区为 RNA 聚合酶的识别位点、-10区为结合位点、转录起点为+1 位点，这 3 个重要的位点定义为核心启动子。8 原核启动子功能：启动子是控制转录起始的序列，它决定着某一基因转录的起始位点、表达的强度等。9 原核 RNA 聚合酶（1）核心酶：依靠静电作用力非专一性与 DNA 结合，负责 RNA 转录延伸（2）全酶：依靠空间结构专一性与 DNA 结合，负责 RNA 转录起始。 （核心酶和 因子的结合就是全酶）（3） 因子的功能： 因子可促进 RNA 聚合酶与启动子紧密结合；全酶有选择性的对某些基因进行转

21、录，而核心酶没有选择性；核心酶可催化对称转录，不能选择模板。（4）NusA：69KD 酸性蛋白，替换 因子与核心酶结合进行 RNA 链延伸，与转录终止相关。10 真核生物的三种 RNA 聚合酶的转录产物：（1） Pol ：Pre-rRNAs (45s)（2） Pol ：Pre-mRNA, most snRNA and miRNA。（3） Pol ：tRNA, 5SrRNA, and other small RNAs。11 RNA 聚合酶启动子结构、功能：（1）TATA box 决定了转录起始点的选择。（2）CAAT box 控制着转录起始的频率。12 转录因子（TF）结构特点：是一组蛋白质的复

22、合体，能识别或结合启动子。13 转录因子激活转录的机制：转录因子先期识别或结合启动子，帮助 RNA 聚合酶定位到 DNA 上的转录起始位点，并与 RNA 聚合酶共同组装成转录起始的基本装置，同时由于一个或多个转录因子的作用，DNA 的构象从封闭式转换成开放形式。从而导致转录的进行。14 增强子和启动子的区别（1）远距离调控，可以使转录活性提高 1000 倍。（2）启动子有方向性，而增强子无方向性。（3）增强子可以调控多个启动子，无基因特异性。（4）增强子具有组织和细胞的特异性。15 沉默子和绝缘子的定义和生物学功能：（1）沉默子：通过一段延伸的 DNA 区域，影响染色质结构，从而调节基因转录的

23、 DNA 元件。 （染色质的异染色质化）功能：抑制转录（负效应）（2）绝缘子：是一段具有特化染色质结构的 DNA 序列，处于邻近基因的增强子或沉默子与启动子之间。功能：能够阻断增强子或沉默子对启动子的作用。16 常见 DNA 结合模体的结构特点：（1）螺旋转角螺旋（HTH）：两个 a-螺旋，中间连接一个短的伸展的肽链。（2）锌指：由一段富含 Cys 的多肽链构成。每 2 个 Cys 和 2 个 His 残基或四个 Cys 残基螯合一分子 Zn2+，其余约 12-13 个残基则呈指样突出，可与 DNA双螺旋的大沟相结合。（3）碱性亮氨酸拉链：组成 a-螺旋的氨基酸中每隔 7 个出现一个 Leu，

24、两个a-螺旋单体形成卷曲螺旋（coiled-coil ）二聚体。（4）反平行 -折叠：两个 -折叠形成反平行 -折叠片。17 终止子的分类：不依赖 因子的终止子、依赖 因子的终止子。18 不依赖 因子的终止子的结构特点：（1） 含反向重复序列（回文序列） ，可以内部碱基配对。（2） 富含 G、C 序列。（3） 在富含 G、C 序列后，有 A、T 重复序列。此结构会使 RNA 转录物形成茎环结构、此茎环结构能阻止复合物的延伸，引起 RNA 聚合酶停顿，导致 DNA/RNA 异源双链解离，RNA 聚合酶从模板上解离。 （终止转录机制）19 依赖 因子的终止子的结构特点：与不依赖 因子的终止子相似，

25、较少G、C 碱基对，也无明显的 A、T 重复。终止机制：将转录物从 DNA 上释放出来。20 抗终止作用：一种转录调控机制，某些终止子的作用被抗终止因子抑制，使RNA 聚合酶能越过终止子，继续转录。抗终止的机制：抗终止因子使 RNA 聚合酶变构不能与 因子结合，RNA聚合酶经过终止子并发生通读现象。21 mRNA 5端加帽子（1）加帽机制：第一步，由磷酸酶催化脱去嘌呤核苷酸的一个磷酸。第二步，由鸟甘酸转移酶催化加上一个鸟甘酸。第三步，由甲基转移酶催化，在 G7 位甲基化。（2）加帽的生物学意义：a，调节 mRNA 出核运输。 b，防止 mRNA 被核酸酶水解。 c，促进启动蛋白质翻译。 d，促

26、进前体 mRNA5端 intron 的剪切。22 mRNA 的 3端加尾（1）加尾的机制：在腺苷酸转移酶的催化下，以 ATP 为底物添加到 mRNA的 3端。（2）加尾的生物学意义：a，保护 mRNA，使其能在细胞质中稳定存在。 b，促进 mRNA 的翻译。c，参与前体 mRNA3端 intron 的除去。23 I 型内含子的剪切机制（需要外来鸟苷酸的参与）：鸟苷酸的 3-OH 作为亲核基团攻击内含子 5端的磷酸二酯键，从上游切开 RNA 链。再由上游外显子的自由 3-OH 作为亲核基团攻击内含子 3位核苷酸上的磷酸二酯键，使内含子被完全切开，上下游两个外显子通过新的磷酸二酯键相连。24 II

27、 型内含子的剪切机制：自我剪切，不需要外来核苷酸的参与，intron 以套索(lariat)的型式释放。25 III 型内含子的剪切机制：两次转酯反应，剪切下的 intron 形成套索（Intron内部不能形成有序二级结构，不能自我剪切，需借助由多种 snRNA 和蛋白质组装成的剪切体） 。26 核酶：自身具有酶活性的 RNA 分子。27 RNA 编辑：是某些 RNA，特别是 mRNA 的一种加工方式，经过编辑的mRNA 序列发生了不同于模板 DNA 的变化，导致遗传信息的改变。28 总结真核和原核 mRNA 的结构差异。第五章 蛋白质的翻译1 mRNA 的两个必需特征：一段可翻译的密码序列（

28、开放阅读框，ORF）和一个核糖体结合位点（RBS） 。2 原核 mRNA 的 SD 序列与 16S rRNA 近 3 端的序列互补核糖体结合位点。3 tRNA 的结构和功能：（三叶草形二级结构）（1）氨基酸承受臂：连接氨基酸。（2）二氢尿嘧啶环（D loop）：结合氨基酰 tRNA 合成酶。（3）反密码子环（anticodon loop）：识读密码（4）可变环或额外环（variable loop）：321nt ， tRNA 分类（5）T C 环（假尿苷环）：结合 5S rRNA，稳定蛋白质翻译。4（1）真核核糖体的组成：小亚基 40S、大亚基 60S。（2）原核核糖体的组成：小亚基 30S、大

29、亚基 50S。 （详细见书 182 页）5 8 个重要的活性位点：（1）小亚基与 mRNA 的结合位点。（2）大亚基与氨基酰 tRNA 结合的位点 A。（3）大亚基与肽链结合的位点 P。（4）空载 tRNA 离开核糖体的出口位点 E。（5）大亚基的肽基转移酶结构域，提供肽键形成的催化活性。（6）延伸因子-氨基酰-tRNA-GTP 复合体进入核糖体位点。（7）肽链转位因子结合位点。（8）核糖体大亚基与 5SrRNA 结合位点。6 遗传密码：是联系核酸的碱基序列和蛋白质的氨基酸序列的纽带。7 三联体密码：密码子是连续排列在 mRNA 上决定一个氨基酸信息的三个核苷酸，也即三联体密码。特征：（1）是

30、 mRNA 上连续排列的三个核苷酸序列，可编码一个氨基酸信息的遗传单位。（2）具有在不同生物系统中的通用性与保守性（线粒体和个别物种除外）（3）在一个基因序列中 codon 具有不重叠性和不间断性。8 密码子的简并现象：一种氨基酸受 2 个以上 codon 编码的遗传现象。9 简并现象的机制：（1）同工受体: 负载同一氨基酸，但识别不同密码子的 tRNA。同工受体 tRNA 具有相似的空间结构，可被同一种氨酰 tRNA 合成酶识别。（2）摇摆假说: 反密码子的第一个 nt 与密码子的第三个 nt 之间可能形成非标准的碱基配对，具有一定范围的灵活性。10 识别起始密码 tRNA 的特点（1）原核

31、 两种 tRNA 携带 Met：a ）tRNAfMet :NH2 发生甲酰化，只能识别起始 AUG 和 GUG。 b）tRNAmMet :faster moving ，只能识别内部 AUG。（2）两种 tRNA 携带 Met：tRNAiMet : 无甲酰化，只能识别起始 AUG。tRNAmMet :只能识别内部 AUG。11 肽链延伸机制：（1）进位反应：氨酰 tRNA 进入 A 位点。 （密码子反密码子的识别）（2）转位反应：位于 P 位点的肽酰 tRNA 将其多肽链转移到 A 位点的氨酰tRNA 上。 （肽键的形成）（3）移位反应：核糖体沿 mRNA 向前推进一个密码子，脱酰 tRNA 从

32、 E 位点离开核糖体，肽酰 tRNA 进入 P 位点，A 位点空出。 （进行新一轮反应，延长肽链）12 EF-Tu 的功能：氨酰-tRNAs 不能直接与核糖体结合， 需要延伸因子 EF-Tu (G 蛋白) 的辅助。合成后的氨酰-tRNA 用其 3端结合在 EF-Tu-GTP 上，在释放 EF-Tu 之前不能参与肽键的形成。EF-Tu 的 GTP 酶活性在大亚基的因子结合中心(factor binding center)被激活，水解 GTP，释放自身。13 EF-G 的功能：移位反应需要第二个延伸因子的参与 :EF-G。与 GTP 结合后，EF-G 可进入 A 位点，其 GTP 酶活性可在因子结

33、合中心被激活。EF-G-GDP可占据 A 位点，使原在 A 位点的 tRNA 进入 P 位点，而远在 P 位点的脱酰基 tRNA 进入 E 位。14 EF-Ts 的作用：在 EF-Ts 的作用下 EF-Tu-GDP 和 EF-G-GDP 把 GDP 转变为GTP，以参加下一轮反应。15 释放因子（RF）作用机制：当核糖体遇到一终止密码子时，释放因子与 A位点结合。将肽链从 P 位点的 tRNA 上切割下来，并使核糖体解离。16 保证蛋白质翻译精确性的机制： tRNA 对氨基酸的准确负载，tRNA 对密码子的准确识读以及核糖体对进入 A 位的 aa-tRNA-EF-Tu-GTP 复合体在成肽键前

34、的最后校对。17 氨酰 tRNA 的结构：在 tRNA 的 3端-C-C-A-3处连接了一个氨基酸。18 氨基酸与 tRNA 间的负载专一性：是由专一性的氨酰 tRNA 合成酶（AARS）完成的。 （一种 AARS 只能识别负载同一种氨基酸的 tRNA 并对氨基酸进行严格的选择双筛效应）19 核糖体对氨酰 tRNA 的选择：保证 tRNA 与 mRNA 的正确配对。密码子和反密码子的正确配对可保证 tRNA 旋转时不从核糖体中脱落。20 抑制 tRNA：tRNA 上的反密码子发生了突变，改变了密码子的表达。无义抑制 tRNA 和错义抑制 tRNA21 中心法则的概念和发展：第六章 基因表达的调

35、控1 基因表达：指储存在 DNA 序列中的遗传信息经过一系列步骤表现出其生物学功能的整个生物学过程。2 调控层次：转录水平的调控、转录后水平的调控、翻译水平的调控、翻译后水平的调控。 （DNA 水平、RNA 水平、蛋白质水平）3 顺式因子：是指基因序列中可在原位发挥作用并影响与其相连的基因表达的保守结构。4 反式因子：是指结合顺式因子调控基因表达的游离产物的基因。5 组成型表达（看家基因）：维持细胞的基本代谢过程所必须的、在不同的细胞类型和细胞生长时期都具有的基因表达。6 诱导型表达(奢侈基因)：为细胞，生物的发育以及生物适应环境所需要的基因表达。7 操纵子(operon)：通常由 2 个以上

36、的编码序列与启动序列、操纵序列以及其他调节序列在基因组中成簇串联，组成一个转录单位。8 操纵子结构：在结构基因的上游有一个启动子（Promoter ）和一个操纵区（Operator） ，在启动子上游还有一个 CAP-cAMP 结合位点，以及一个调节基因（lacI，又称 R 基因） 。9 调控类型：（1）负调控：阻遏蛋白与调节区结合，关闭转录。（2）正调控：激活蛋白与调控区结合，辅助 RNA 聚合酶结合到启动子上，起始转录。10 阻遏蛋白 (repressor)：与操纵子结合后能减弱或阻止结构基因转录的调控蛋白。( 由调控基因编码)11 乳糖操纵子的负调控：调控基因（I）编码的蛋白质作为阻遏物与

37、操纵基因（O）结合，阻断了 RNA 聚合酶与启动子序列的识别和结合，导致乳糖操纵子不能被转录。当没有葡萄糖，有乳糖存在时，异构乳糖作为诱导物与阻遏蛋白结合，导致阻遏蛋白不能与操纵基因结合或从操纵基因上解离，导致乳糖操纵子开启。12 乳糖操纵子的正调控：当没有葡萄糖存在时，cAMP 浓度表现为较高，这时cAMP 与 CAP 蛋白结合形成 cAMP CAP 复合物。此复合物可结合在启动子上游附近的 CAP 位点上，从而可增强转录达 50 倍之多。当有葡萄糖存在时，cAMP 浓度较低，cAMP 与 CAP 蛋白不能形成复合物，也就不能结合到 CAP 位点，lac 基因的转录水平较低。由此可见，对 l

38、ac 操纵子来说 CAP 是正调节因素， lac 阻遏蛋白是负调节因素。13 诱导物作用机制：诱导物与阻遏蛋白结合，改变了阻遏蛋白的构象，导致阻遏蛋白不能与操纵基因结合或从操纵基因上解离，从而诱导了操纵子开启。14 色氨酸的负调控：当细胞中存在色氨酸时，色氨酸作为辅助阻遏物与调控基因编码的阻遏蛋白结合，形成的复合体与操纵基因（O ）结合，使得 RNA 聚合酶不能与启动子（P 基因）结合，导致色氨酸合成酶操纵子关闭。当细胞中的色氨酸被耗竭，阻遏蛋白由于没有色氨酸的结合而不再具有与操纵基因（O）结合的活性，RNA 聚合酶便可以与启动子（P 基因）结合，启动色氨酸合成酶操纵子开放。15 弱化调节机制

39、：弱化子对基因活性的影响是通过影响前导序列 mRNA 的结构而起作用的。起调节作用的是某种氨基酰-tRNA 的浓度。 （如色氨酸的合成酶操纵子的衰减子调控，书本的 229 页）16 翻译水平调控：在翻译或翻译后水平进行微调，是对转录调控的补充。mRNA 二级结构对翻译的调节：多顺反子有次序的进行翻译（离起始点越近，翻译量越多） ；通过对翻译起点的控制，调节蛋白质的合成量及比例。17 反义 RNA 技术：反义 RNA 通过与 mRNA 形成互补双链，从而抑制蛋白质的翻译。(书本的 258 页)18 应急（严紧）反应：细菌在氨基酸饥饿状态下，自动停止或降低 rRNA, tRNA 转录，从而调节蛋白

40、质合成速率的现象。19 严紧反应相关因子（ppGGpp 和 pppGpp）的产生过程：当缺乏相应的氨基酰-tRNA 时，空载 tRNA 占据核糖体 A 位点，引发空转反应ATP 将焦磷酸基团转移到 GTP 或 GDP 的 3 位 C 上形成 ppGGpp 或 pppGpp。20 相关因子（ppGGpp 和 pppGpp）的生物学效应：可特异性的抑制 rRNA 基因转录的起始。抑制多种结构基因的转录的延伸。21 噬菌体生活周期的调控机制：当 OL1 位点被 C I 蛋白结合，RNA 聚合酶在CII+CIII 蛋白的激活下，启动 Pint 转录整合酶。 噬菌体在整合酶的作用下完成对寄主 DNA 的

41、整合，进入溶原状态。当使用紫外线或木瓜蛋白酶处理溶原菌，使 Q 基因表达出 Q 蛋白，Q 蛋白作为正调控的激活蛋白，促进转录 噬菌体的头部、尾部蛋白以及裂解相关基因，并转录 xis 基因产生切离酶，促使 噬菌体从寄主 DNA 上切离出来， 噬菌体从溶原状态转向溶菌裂解状态。22 真核与原核基因结构及表达的差异：（1）真核基因组比原核基因组大得多。（2）真核 DNA 与组蛋白构成染色质，存在于核膜内。核外还有线粒体、叶绿体基因组。（3）真核基因组是二倍体，mRNA 是单顺反子，也无操纵子结构；原核基因组是单倍体，mRNA 是多顺反子。（4）真核细胞中许多来源相同、结构相似、功能相关的基因往往成套

42、组合一个基因家族。（5）原核基因组的大部分序列被利用于编码结构蛋白，而真核仅 10%-20%的序列编码结构基因。（6）原核基因是连续的；真核基因是不连续的，为断裂基因。（7）原核基因组中除 rDNA、tDNA 基因有多个拷贝外，重复序列不多。真核基因组中存在大量的重复序列。（8）真核基因表达调控的环节多：转录和翻译两个过程是分开的。（9）真核细胞在分化过程中会发生基因重排、基因丢失、与基因扩增。（10）真核中，染色质的局部异染色质化、核小体结构、胞嘧啶的甲基化等导致基因关闭。（11）真核基因表达以正控制方式为主。 23 真核生物 DNA 水平上的调控：染色质修饰和 DNA 重排。24 表观遗传

43、学：本身不改变基因的序列，但是可以通过基因修饰，蛋白质与蛋白质、DNA 和其它分子的相互作用，而影响和调节遗传的基因的功能和特性，并且通过细胞分裂和增殖周期影响遗传。25DNA 甲基化：DNA 中的胞嘧啶被甲基化。抑制转录因子与 DNA 的结合导致基因关闭。26 组蛋白修饰：（1）组蛋白的乙酰化促进基因的表达。（2）组蛋白的甲基化导致基因关闭。27DNA 重排：通过基因的转座，DNA 的断裂错接等过程使正常基因顺序发生改变。28 真核生物转录后水平的调控：（1）前体 mRNA 加工（2）小 RNA 的调节作用29 选择性剪切：前体 mRNA 经选择性剪切使外显子出现多种组合形式扩大了遗传信息的

44、含量。30 RNA 干涉（ RNAi）的作用机制：小分子干扰 RNA（siRNA）双链首先与一个核酶复合物结合形成 RNA 诱导的沉默复合物（RISC） ，随后双链 siRNA 解链为单链，当与靶 mRNA 互补的 siRNA 单链进入 RISC 后，激活 RISC，在激活的 RISC 中存在 RNase，将 mRNA 切割，使得靶 mRNA 被完全降解。（siRNA 的来源：外源加入的或者内源 dsRNA 被 Dicer 酶切割而成的。 ）31 分子伴侣：一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质，它们在细胞内帮助其他含多肽的结构完成正确的组装，而且在组装完毕后与之分离，不构成这些蛋白质结构

45、执行功能时的组份。32 信号肽：是一类典型的翻译和转运同时进行的蛋白质，这类蛋白质的转运包括内质网或质膜的蛋白转运。33 泛素：是真核生物广泛存在的种类较多的能够识别失活，错译蛋白的一类酸性蛋白质，其氨基酸序列在进化中高度保守。34 真核生物发育调控：基因组按照预定的程序，高度有序的调节基因的表达。（表现为细胞的分化过程）35 同源异型基因：将身体一部分构造变为另一相似构造的转变称为同源异型转变 （homeotic transformation） ，造成这类转变的基因就称为同源异型基因（homeotic gene） 36 细胞程序性死亡（PCD）的特征：（1）染色质聚集、分块、位于核膜上，胞质

46、凝缩，最后核断裂，细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体。（2）凋亡小体内有结构完整的细胞器，还有凝缩的染色体，可被邻近细胞吞噬消化，因始终有膜封闭，没有内溶物释放，故不会引起炎症。第七章 基因突变和遗传重组 1 遗传变异来源：基因重组、基因突变。2 基因突变：点突变和 DNA 片段的插入与缺失突变。3 点突变：（1）依据核苷酸的替换分为：转换突变和颠换突变。（2）根据突变是否引起其编码氨基酸的改变分为：错义突变、无义突变、同义突变。4 突变效应：（1）形态突变（morphological mutation） ，或称可见突变(visible mutation)，是泛指能造成外形改变的突变。 （2）

47、致死突变（lethal mutation）：是指能造成个体死亡的突变。（3）条件致死突变（conditional lethal mutation)：指在一定条件下表现致死效应，而在其它条件下可以存活的突变（4） 条件致死突变（conditional lethal mutation)：指在一定条件下表现致死效应，而在其它条件下可以存活的突变（5）回复突变（reverse mutation）：是指由突变型回复为野生型的突变。（6）极性突变（polarity mutation）：指操纵子中靠近操纵基因的结构基因发生突变（无义突变） ，除了影响它自身外，还将影响下游基因的表达。5 诱发突变的因素：（1

48、）物理诱变：电离辐射诱变（X 射线和 射线） 、非电离辐射诱变（UV）（2）化学诱变：干扰碱基合成的化学诱变剂、碱基类似物、修饰碱基结构的诱变剂、插入诱变剂。6 定点诱变：利用一个已知序列的单链环状 DNA 为模板，将一段经过特定设计合成的含有目标突变位点在内的引入分子，在体外复制体系的作用下，经过一个半保留复制，义突变引物为模板合成的双链 DNA 基因便是一个可以稳定遗传的定点突变基因，然后将其转化到细菌中进行识读和筛选。7 自发突变：特指在 DNA 复制的过程中，由于细胞内的碱基异构式替代正常结构的碱基掺入到 DNA 分子中，而引起的复制错误，或由于重复序列间的不对称交换而形成的突变。8

49、DNA 复制错误：（1）DNA 复制错误可引起点突变，或是小片段的插入或缺失(2)摆动配对可引起碱基错配9 DNA 修复的类型：（1）直接修复（光修复、烷基化损伤可被特异酶系修复）（2）切除修复（碱基切除修复、核苷酸切除修复、错配修复）（3）SOS 修复（SOS 修复是指 DNA 受到严重损伤、细胞处于危急状态时所诱导的一种 DNA 修复方式,修复结果只是能维持基因组的完整性,提高细胞的存活率,但留下的错误较多）10 同源重组：是在俩个分子的同源序列间直接进行交换的一种重组形式。11 Holliday 模型：联会的染色单体在特定位点被酶切，两条游离的 3末端交叉移动到对方的端头 5端，连接，交叉移端，形成 Holliday 中间体结构，分支点移动形成十字形结构，十字形两臂旋转，异构化形成中空的十字形结构，随后内切酶对十字形从两个不同方向进行酶切和连接后，形成重组交换的染色体。12 RecA 蛋白及其功能：（ 1）诱发 SOS 反应，是 SOS 反应