七年制分子生物学2005.6 for Victor第一章绪论重点与难点:掌握医学分子生物学研究的主要内容及其在医学上的应用。
名词解释:分子生物学(molecular biology):是一门从分子水平研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律的科学。
医学分子生物学(medical molecular biology):是分子生物学的一个重要分支,又是一门新兴的交叉学科。
它是从分子水平上研究人体在正常和疾病状态下的生命活动规律,从分子水平开展人类疾病的预防、诊断和治疗研究的一门科学。
问答题:1.分子生物学与生物化学有何联系和区别?(1)联系:“分子生物学”顾名思义,必须研究分子,是从分子水平上研究生物学,研究生命现象、生命活动及其规律。
但其研究的重点不是化学,而是生物学。
现代生物化学是从分子水平上研究生命现象,其研究重点是化学,而不是生物学。
因为分子生物学是从生物化学、生物物理、遗传学、微生物学等多门学科,经过相互杂交、相互渗透而产生出来的,所以:从学科范畴讲,分生包括了生化;从研究的基本内容讲,遗传信息流:DNA→mRNA→蛋白质的过程,其许多内容又属于生化的范畴。
因此,分生与生化这两门学科是“你中有我”“我中有你”,难以区分。
但是,生化不等于分生。
可从其研究方向和研究方法来区别。
(2)区别:①研究方向上:分生主要研究蛋白质、核酸和其他大分子的结构与功能以及他们之间的相互作用,着重解决细胞中遗传信息传递和代谢调节的问题。
生化主要研究大、小分子在生命活动的代谢过程,特别是参与糖酵解过程、脂肪氧化过程、三羧酸循环等代谢过程的大量的小分子的代谢转化更是生化的重要课题。
但是这些都不属于分生的研究范畴。
所以,两者在研究内容上有相同之处,但在研究方向上,分生的着重点是大分子的结构和功能,而生化则是分子的代谢转化。
②研究方法上:分生是以射线衍射等物理学方法研究大分子结构,采用生化与遗传学相结合的方法探索其功能,解决大分子结构与功能及其代谢调节的关系。
分子生物学读书笔记第1篇化学和遗传学第1章孟德尔学派的世界观知识点:1.孟德尔定律是什么?答:显性和隐性基因都是独立传递的,并且在性细胞形成过程中能够独立分离。
这个独立分离规律(principle of independent segregation)经常被称为孟德尔第一定律。
基因存在,并且每一对基因在性细胞发育过程中,都可以独立地传递到配子中。
这一独立分配律(principle of independent assortment)经常被称为孟德尔第二定律。
第2章核酸承载遗传信息知识点:1.中心法则:答:1956年,Crick提出将遗传信息的传递途径称为中心法则(central dogma)。
复制其中,之间的箭头表示RNA译,translation)是以RNADNA知识点:1.弱化学键主要有4种:答:范德华力, 疏水键,2.弱化学键的作用:答:介导了到分子内/知识点:1.答:蛋白质是氨基酸间通过肽键连接, 核苷酸间通过磷酸二脂键连接而形成核酸。
以上2种重要生物大分子的形成都是由高能的p~p水解提供能量, 对反应前体进行活化。
2.ATP的作用:答:ATP被称为生物的能量货币, 其上储存的高能磷酸键可以直接为生物反应供能。
第5章弱、强化学键决定大分子的结构知识点:1.强化学键的作用:答:核酸(DNA/RNA)和蛋白质都是由简单的小分子通过共价键组成的高分子。
这些小分子的排列顺序决定了其遗传学和生物化学的功能。
2.弱化学键的作用:答:核酸(DNA/RNA)和蛋白质的三维空间构型及它们间的相互作用是由弱的相互作用来决定和维持。
除少数特例外,对这种弱的相互作用的破坏(如加热或去污剂),即使不破坏共价键,都将会破坏其所有的生物活性。
3.蛋白质的四级结构:答:1级结构(primary structure):多肽链中氨基酸的线性顺序。
2级结构(secondary structure):邻近的氨基酸通过弱的相互作用形成二级结构。
现代分子生物学复习提纲第一章绪论第一节分子生物学的基本含义及主要研究内容1 分子生物学Molecular Biology的基本含义⏹广义的分子生物学:以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象,从分子水平阐明生命现象和生物学规律。
1.1 分子生物学的三大原则1) 构成生物大分子的单体是相同的2) 生物遗传信息表达的中心法则相同3) 生物大分子单体的排列(核苷酸、氨基酸)的不同1.3 分子生物学的研究内容●DNA重组技术(基因工程)●基因的表达调控●生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学)●基因组、功能基因组与生物信息学研究第二节分子生物学发展简史1 准备和酝酿阶段⏹时间:19世纪后期到20世纪50年代初。
确定了生物遗传的物质基础是DNA。
DNA是遗传物质的证明实验一:肺炎双球菌转化实验DNA是遗传物质的证明实验二:噬菌体感染大肠杆菌实验RNA也是重要的遗传物质-----烟草花叶病毒的感染和繁殖过程2 建立和发展阶段⏹1953年Watson和Crick的DNA双螺旋结构模型作为现代分子生物学诞生的里程碑。
⏹主要进展包括:遗传信息传递中心法则的建立3 发展阶段⏹基因工程技术作为新的里程碑,标志着人类深入认识生命本质并能动改造生命的新时期开始。
⏹第三节分子生物学与其他学科的关系思考⏹证明DNA是遗传物质的实验有哪些?⏹分子生物学的主要研究内容。
⏹列举5~10位获诺贝尔奖的科学家,简要说明其贡献。
第二章染色体与DNA第一节染色体1.作为遗传物质的染色体特征:⏹分子结构相对稳定⏹能够自我复制⏹能够指导蛋白质的合成,从而控制整个生命过程;⏹能够产生遗传的变异。
2 真核细胞染色体组成(1) DNA(2) 蛋白质(包括组蛋白和非组蛋白)(3) 少量的RNA组蛋白:呈碱性,结构稳定;与DNA结合形成、维持染色质结构,与DNA含量呈一定的比例非组蛋白:呈酸性,种类和含量不稳定;作用还不完全清楚3.染色质和核小体染色质是一种纤维状结构,由最基本的单位—核小体(nucleosome)成串排列而成的。
第2章基因、基因组和基因组学基因(gene):携带有遗传信息的DNA或RNA序列,也称为遗传因子。
基因是合成有功能的蛋白质或RNA所必需的全部DNA,包括编码蛋白质或RNA的核酸序列,也包括为保证转录所必需的调控序列。
基因的功能:传递遗传信息,控制个体性状表现。
结构基因(structural genes):可被转录形成mRNA,并转译成多肽链,构成各种结构蛋白质,催化各种生化反应的酶和激素等。
调节基因(regulatory genes) :某些可调节控制结构基因表达的基因。
其突变可影响一个或多个结构基因的功能,或导致一个或多个蛋白质(或酶)量的改变。
eg. miRNA, siRNA, piRNA核糖体RNA 基因(ribosomal RNA genes) 与转运RNA 基因(transfer RNA genes):只转录产生相应的RNA而不翻译成多肽链。
真核生物的RNA聚合酶( 3种):RNA 聚Array合酶I, II, III.开放阅读框架(open reading frame,ORF):在DNA链上,由蛋白质合成的起始密码开始,到终止密码为止的一个连续编码序列。
断裂基(split gene):真核生物结构基因,由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成,去除非编码区再连接后,可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质。
基因组(genome):一个细胞内的全部遗传信息,包括染色体基因组和染色体外基因组。
基因组中的DNA包括编码序列和非编码序列。
部分病毒基因组--RNA。
C值(C-value):一种生物体单倍体基因组DNA的总量,用以衡量基因组的大小。
通常,进化程度越高的生物其基因组越大,但从总体上说,生物基因组的大小同生物在进化上所处地位的高低无关。
存在C-value paradox (C值悖理)。
生物复杂性越高,其基因的密度越低。
病毒基因组的大小: 与细菌或真核细胞相比,病毒的基因组很小。
分子生物学笔记中心法则(Central dogma)DNA的组成DNA的融解温度Tm,高GC含量使得DNA的Tm升高,以及GC的体积较小,使得测得密度较大DNA变性的条件:有机化合物,高pH,低盐浓度探针和DNA杂交基因组是一个生物体的所有遗传信息的集合。
染色体的组成:DNA、蛋白质、RNA组蛋白Histones:五种H1、H2A、H2B、H3、H4核小体核心由8个组蛋白组成H2A、H2B、H3、H4各两个(组蛋白八聚体)146bpDNA核小体核心+H1+linkerDNA组成了染色体组蛋白的修饰乙酰化:转录激活,结构变松散DNA复制半保留复制DNA聚合酶只能从5‘到3’合成DNA(前导链)2. 3‘到5’的DNA聚合酶移动是半不连续复制(后随链,也是从5’-3‘合成)冈崎片段(DNA+RNA引物),后随链绕DNA聚合酶一圈,使得两者的复制方向相同细菌的后随链片段约1000nt,真核细胞中约200nt3. 引物和模板依赖DNA聚合酶不能从头合成DNA,必须前面由10-12nt的RNA引物提供3’羟基引物酶在合成DNA前加上一小段RNA引物复制叉两条母链解开时形成复制叉(replication fork)拓扑异构酶(DNA旋转酶,gyrases):去除DNA的超螺旋结构DNA解旋酶(DNA helicase):DnaB作用以及DnaA、DnaC等其他蛋白质SSBP:单链结合蛋白,稳定解旋后的单链引物酶:合成RNA引物,需要引发体DNA聚合酶Ⅲ(原核):同时合成两条链,链伸长DNA聚合酶Ⅲ:从5‘-3’合成DNA片段,然后删去RNA引物(具有核酸外切酶5‘-3’活性),发生缺口平移(缺口出现在引物和冈崎片段之间)DNA连接酶:去除引物后,连接冈崎片段和之前合成的片段滑动夹:保持DNA聚合酶不从DNA上掉下来端粒酶(telomerase):DNA复制酶只能5‘-3’合成DNA片段,因此DNA两端5’的RNA引物去除后不能让DNA聚合酶Ⅲ生成替换RNA引物的DNA片段(末端隐缩)。
分子生物学真核生物的基因1.真核生物基因组的一般特点真核生物的基因组一般比较庞大,远大于原核生物的基因组。
真核生物的DNA与蛋白质结合形成染色体,储存于细胞核内。
真核基因组存在着许多重复序列,重复次数可达几百万以上。
绝大多数真核生物编码蛋白质的基因为断裂基因,即结构基因是不连续排列的,中间由插入序列隔开。
真核生物基因组中不编码的区域多于编码区域。
真核生物不仅含有核内染色体DNA,还有核外细胞器DNA、核外细胞器有线立体DNA和叶绿体DNA。
`2.断裂基因(不连续基因)interrupted or discontinuous genesSV40A蛋白基因含有一段346NT的间隔区。
每个活性珠蛋白基因含有两个间隔区。
卵清蛋白基因含有7个插入序列被分成八段。
`3.基因家族与基因簇gene family & gene cluster定义:真核生物基因组中许多来源相同,结构相似,功能相关的基因在染色体上成串存在,这样的一组基因称为基因家族。
多基因家族是真核生物基因组织的一个重要特征。
多基因家族在基因组中的分布情况不同,有些基因成串排列集中在一条染色体上,集中成簇的一组基因形成基因簇。
也称串联重复基因(见后)。
如组蛋白基因, rRNA基因, tRNA基因等。
而有些基因家族成员不集中排列,而是分散在基因组的不同部位。
如干扰素,珠蛋白,生长激素,SOX 基因家族。
在多基因家族中,有些成员不具有任何功能,这类基因叫假基因(pseudogene)。
4.串联重复基因`特征:A. 各成员间有高度的序列一致性或完全相同。
B. 拷贝数高,几十个至几百个。
因其在细胞中的需要量很大。
C. 非转录的间隔区短而一致。
`组蛋白基因五种组蛋白基因彼此靠近构成一个重复单位。
许多这样的重复单位串联在一起,构成组蛋白基因簇。
`rRNA基因原核生物有三种rRNA:5S,16S,23S真核生物有四种rRNA:5.8S,18S,28S, 5S主体rRNA:三种主体rRNA基因组成重复单位,转录出一个45SrRNA,经转录后处理切除间隔区成为18S,5.8S,28S 三种rRNA。
第九版笔记是这一领域的经典教材,涵盖了生物化学和分子生物学的最新发展,对于理解细胞的生物化学过程、基因调控和蛋白质功能等方面有着重要意义。
2. 基本概念生物化学及分子生物学的基本概念包括生物大分子(蛋白质、核酸、多糖和脂类)的结构和功能、细胞代谢途径及信号传导等。
通过深入学习这些基本概念,我们可以更好地理解生命的本质及其调控机制。
3. 蛋白质的结构和功能蛋白质是细胞中最重要的大分子,它们承担着多种生物学功能,如酶催化、结构支持、信息传递等。
了解蛋白质的结构与功能对于深入理解细胞活动至关重要。
第九版笔记中对蛋白质结构的描述非常详细,包括了一级结构、二级结构、三级结构和四级结构等方面的内容,为我们提供了深入理解蛋白质结构与功能的基础知识。
4. 基因调控基因调控是细胞命运决定和分化的重要过程,也是许多疾病发生的基础。
第九版笔记中对基因调控的机制进行了系统的介绍,包括DNA的复制、转录和翻译等过程,以及转录调控和表观遗传调控。
通过学习这些内容,我们可以深入了解基因调控在细胞内部是如何进行的,为后续的疾病研究和治疗提供理论基础。
5. 分子生物学技术分子生物学技术是生物化学及分子生物学领域的重要工具,它们包括了PCR、基因克隆、蛋白质纯化等技术手段。
第九版笔记中对这些技术的原理及应用进行了系统的介绍,为我们理解和运用这些技术提供了重要的参考资料。
总结与展望生物化学及分子生物学第九版笔记涵盖了生物化学和分子生物学领域的最新进展,对于我们深入理解细胞的生物化学过程、基因调控和蛋白质功能等方面起着重要作用。
在今后的学习和研究中,我们应该注重对这些知识的深入理解和灵活运用,不断拓展自己的学术视野,为生命科学领域的发展做出更大的贡献。
个人观点生物化学及分子生物学是一门既有理论深度又具有广泛应用价值的学科,它为我们揭示了细胞的奥秘和生命的本质。
表观遗传学表观遗传(epigenetics)是指DNA序列不发生变化,但基因表达却发生了可遗传的改变。
这种改变是细胞内除了遗传信息以外的其他可遗传物质发生的改变,且这种改变在发育和细胞增殖过程中能稳定传递。
概述在表观遗传中,DNA序列不发生变化,但基因表达却发生了可遗传的改变。
DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶的作用下,在基因组CpG二核苷酸的胞嘧啶5'碳位以共价键结合一个甲基基团。
正常情况下,人类基因组中的“垃圾”序列的CpG二核苷酸相对稀少,并且总是处于甲基化状态;与之相反,人类基因组中大小为100-1000 bp左右且富含CpG二核苷酸的CpG岛则总是处于未甲基化状态,并且与56%的人类基因组编码基因相关。
人类基因组序列草图分析结果表明,人类基因组CpG岛约为28890个,大部分染色体每1 Mb就有5-15个CpG岛,平均值为每Mb 含10.5个CpG岛,CpG岛的数目与基因密度有良好的对应关系。
由于DNA甲基化与人类发育和肿瘤疾病的密切关系,特别是CpG岛甲基化所致抑癌基因转录失活问题,DNA甲基化已经成为表观遗传学和表观基因组学的重要研究内容。
特点DNA双螺旋结构的发现和重组DNA技术、PCR技术的产生促进了分子遗传学的发展。
几十年来,人们一直认为基因决定着生命过程中所需要的各种蛋白质,决定着生命体的表型。
但随着研究的不断深入,科研人员也发现一些无法解释的现象:马、驴正反交的后代差别较大;同卵双生的两人具有完全相同的基因组,在同样的环境中长大后,他们在性格、健康等方面却会有较大的差异。
这些现象并不符合经典遗传学理论预期的结果,提示在某些情况下,基因的碱基序列不发生改变,但生物体的一些表型却可以发生了变化。
此外,研究还发现有些特征只是由一个亲本的基因来决定,而源自另一亲本的基因却保持“沉默”。
人们对于这样一些现象都无法用经典的遗传学理论去阐明。
遗传学中的一个前沿领域:表观遗传学(Epigenetics),为人们提供了解答这类问题的新思路。
1基因(gene):编码有功能的蛋白质或RNA所必须的全部核酸序列。
2结构基因:编码蛋白质或RNA所含有的全部DNA。
3启动子:DNA分子上能与RNA聚合酶结合并形成转录起始复合体的区域,在许多情况下,还包括促进这一过程的调节蛋白的结合位点。
4顺式作用元件:DNA、RNA或者蛋白质中的一些特殊的核酸或氨基酸残基序列,只作用于与其连接在一起的靶,而不作用于不与其相连的靶。
5质粒:细菌细胞内一种自我复制的环状双链DNA分子,能稳定地独立存在于染色体外,并传递到子代,一般不整合到宿主染色体上。
现在常用的质粒大多数是经过改造或人工构建的,常含抗生素抗性基因,是重组DNA技术中重要的工具。
6基因表达:使基因所携带的遗传信息表现为表型的过程。
包括基因转录成互补的RNA序列。
对于结构基因,信使核糖核酸(mRNA)继而翻译成多肽链,并装配加工成最终的蛋白质产物。
7操纵子:转录的功能单位。
8增强子:增强基因启动子工作效率的顺式作用序列,能够在相对于启动子的任何方向和任何位置(上游或下游)上都发挥作用。
9反式作用因子:通过直接结合或间接作用于DNA、RNA等核酸分子,对基因表达发挥不同调节作用(激活或抑制)的各类蛋白质因子。
10基因组学:研究基因组的结构、功能及表达产物的学科。
基因组的产物不仅是蛋白质,还有许多复杂功能的RNA。
包括三个不同的亚领域,即结构基因组学、功能基因组学和比较基因组学。
11功能基因组学:研究基因组中各基因的功能,包括基因的表达及其调控模式的学科。
医学分子生物学九阴真经第一章~第八章酶。
然后再病毒RNA聚合酶的作用下以病毒基因组基因genes:基因是负责编码RNA或一条多肽链DNARNA为模板合成出负链,在以负链为模板复制病毒片段,包括编码序列、编码序列外的侧翼序列及插入RNA,并以复制的病毒RNA和衣壳蛋白自我装配成序列。
是决定遗传性状的功能单位。
为成熟的病毒颗粒。
这些病毒称为单股正链RNA病结构基因structure genes:基因中编码RNA或蛋白毒。
2单股负链RNA病毒需要先合成与其互补的质的DNA序列称为结构基因。
MRNA:先以病毒基因组RNA为模板转录生成互补基因组genome:一个细胞或病毒的全部遗传信息。
RNA,再以这个互补RNA作为mRNA翻译出遗传密(细胞或生物体的一套完整单倍体的遗传物质的总码所决定的蛋白质。
3、双链RNA病毒基因组含有正、和。
)真核生物基因组是指一套完整单倍体DNA(染负两条RNA链。
4、部分RNA病毒基因组可以被反色体DNA)和线粒体DNA的全部序列,包括编码序转录为DNA:有一类特殊的单股正链RNA病毒,即列和非编码序列。
逆转录病毒,在这些病毒颗粒中带有依赖RNA的GT-AG法则:真核生物基因的外显子与内含子接头DNA聚合酶,即逆转录酶,能使RNA反向转录生成处都有一段高度保守的一致性序列,即:内含子5’DNA。
逆转录病毒基因组一般包括三个基本的结构基端大多数是以GT开始,3’端大多是以AG结束。
因,即:gag,pol,env,分别编码核心蛋白、逆转录酶端粒:以线性染色体形式存在的真核基因组DNA末和膜蛋白。
三、DNA 病毒基因组有环状DNA分子和端都有一种特殊的结构叫端粒。
该结构是一段DNA线性DNA分子。
四、其他:形式多样、大小不一、序列和蛋白质形成的一种复合体,仅在真核细胞染色基因重叠;、动物/细菌病毒与真核/原核基因相似:内体末端存在。
端粒DNA由重复序列组成,人类端粒含子;具有不规则的结构基因;基因编码区无间隔:一端是TTAGGG另一端是AATCCC. 通过宿主及病毒本身酶切;无帽状结构;结构基因没操纵子:是指数个功能上相关的结构基因串联在一有翻译起始序列。
1 1、 分子生物学(狭义):即在核酸与蛋白质水平上研究基因的复制,基因的表达(包括RNA转录、蛋白质翻译),基因表达的调控以及基因的突变与交换的分子机制。 2、 分子生物学(广义):即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学科。 3、 克里克认为分子生物学基于两个基本原理:①序列假说:是指核酸片段的特异性完全由其碱基序列决定,而且这种序列是某一蛋白质氨基酸的密码。②中心法则:是指DNA的遗传信息经RNA一旦进入蛋白质,也就不可能再行输出。 4、 分子生物学作为所有生命物质的共性学科所遵循的三大原则:①构成生物大分子的单体是相同的。共同的核酸语言,即构成核酸大分子的单体均是A、T(U)、C、G;共同的蛋白质语言,构成蛋白质大分子的单体均是20种基本氨基酸。②生物大分子单体的排列(核苷酸,氨基酸)决定了生物性状的差异和个性特征。③生物遗传信息的表达的中心法则相同。 5、 生物学的三大发现:DNA 双螺旋结构的揭示、遗传密码子的破译、信使RNA的发现。奠定了DNA-RNA-蛋白质三者之间关系的基础。 第二章:基因概念的演变与发展 1、遗传学家摩尔根根据对果蝇的遗传试验提出了基因是:基因像念珠(bead)一样孤立地呈线状一样排列在染色体上,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。 2、等位基因:是指野生型基因(A)发生突变后形成的突变基因(a),它与野生型基因位于相同染色体的同一基因座位上。当野生型基因(A)向不同方向发生突变形成不同状态的等位基因,又总称为复等位基因。 3、拟等位基因:将紧密连锁、控制同一性状的非等位基因定义为拟等位基因。 4、科学家们通过对噬菌体突变体与表型之间的关系的研究,提出了顺反子理论:顺反子是基因的同义词,认为基因是一个具有特定功能的、完整的、不可分割的最小遗传单位。在一个基因内可以发生突变、重组(交换)。该理论认为:基因(即顺反子)是染色体上的一个区段,在一个顺反子内有若干个交换单位,最小的交换单位称为交换子;在一个顺反子中有若干个突变单位,最小的突变单位被称为突变子。 5、全同等位基因:在同一基因座位中,同一突变位点向不同方向发生突变所形成的等位基因。 6、非全同等位基因:在同一基因座位中,不同突变位点发生突变所形成的等位基因。 2
7、DNA是主要的遗传物质,它以两种方式携带遗传信息。①以中心法则为基础的结构基因遗传信息。这种DNA信息是通过转录RNA,翻译蛋白质而表达的,以三联体密码子的方式编码,贮存在非模板链(有义链)的一级结构上,并具有简并性。②调控基因选择性表达的遗传信息,它是以具有特定三维结构的调节蛋白(反式作用因子)与特定核苷酸序列的DNA区段(顺式作用因子)相结合,从而启动某结构基因特异性表达的方式而体现的。 8、DNA作为遗传物质的优点:贮存遗传信息量大。1kb的DNA可能编码41000种遗传信息;以A/T、C/G互补配对形成的双螺旋结构稳定,利于复制,便于转录;可以突变以求不断进化,方便修复以求稳定遗传;核糖2’-OH脱氧,使DNA在水中的稳定性高于RNA,DNA中有T无U,消除了C突变为U带来进化中的负担和潜在危险。 9、每条DNA链的基本组成单位或单体是脱氧核苷酸,每个脱氧核苷酸由一个磷酸
和一个脱氧核苷组成,而每个脱氧核苷又由一个脱氧核糖和一种碱基组成,在DNA分子中,碱基有两种嘌呤和两种嘧啶。 10、RNA分子与DNA分子在结构上的主要差异在:①核苷中的核糖为2’非脱氧的OH基。②碱基中没有T,只有U。③RNA分子多为单链分子。④RNA分子的化学稳定性差,易发生降解。⑤在以DNA为主要遗传物质的生物中,DNA分子链长,数目少,而RNA分子链短,数目多。 11、DNA双链的特点:①每一条单链具有5ˊ→3ˊ极性,两条单链极性相反,反向平行。②两条单链之间以氢键相互作用。③B-螺旋右手螺旋。④存在大沟与小沟。 12、DNA双螺旋大沟的具有比较重要的生物学功能: 3
19、影响DNA复性过程的因素:①阳离子浓度0.18~0.2M Na+可有效屏蔽两条多聚核苷酸链间的静电斥力,促进配对。②复性反应的温度Tm-25℃可消除S.S. DNA分子内的错误局部配对和二级结构。③S.S. DNA分子的长度。S.S. DNA分子越长,扩散速度越慢,复性越慢;S.S. DNA分子越短,扩散速度越快,复性越快。④S.S. DNA分子的初始浓度。⑤DNA分子中核苷酸的排列或核苷酸的复杂性。重复排列序列的DNA分子较随机排列的复性速度更快。 20、C0t(1/2)值:有50%的单链DNA分子复性成双链分子的反应时间与初始单链DNA浓
度的乘积。也等于二级反应常数k值的倒数(1/k) 21、将最长的没有重复序列的核苷酸序列数定义为复性动力学的复杂性K.C=K* C0t
(1/2)。 22、DNA的一级结构:是指由数量很多的A、T、C、G4种基本核苷酸,通过3’,5’磷酸二
酯键连接的直线或环形分子。 23、在不同的生理条件下,DNA可能采取不同的二级结构形式,除了典型的右旋B-DNA结构类型外,尚有右旋A-DNA,左旋Z-DNA。它们与B-DNA的主要区别是,没有明显的
大沟与小沟。Z-DNA区的基因通常是不表达的。嘌呤与嘧啶交替排列最易形成
Z-DNA。
24、除了正常的DNA双螺旋,在基因组中的DNA还有可能呈现三股螺旋和四股螺旋状态。三股螺旋DNA可能是分子内(H-DNA)、分子间和平行三股螺旋。 25、三股螺旋DNA的结构特点:镜像重复或者同源回文的结构。无论是分子内还是分子间,位于中间的链一定是嘌呤链,故有嘌呤型(嘌呤-嘌呤-嘧啶)和嘧啶型(嘧啶-嘌呤-嘧啶);主体双螺旋中的碱基是按Watson-Crick氢键方式连接,而其大沟中多余的氢键给体与受体正是第三条链结合的条件基础,不过第三条链上的核苷酸与Watson-Crick碱基对之间的连接氢键被称为Hoogsteen 氢键;第三条链至少要有8个碱基以上,其中如果有C,必须在酸性条件下发生质子化后才能形成C+-G/C三碱基基本结构单元;各种碱基间均以二氢键连接。 26、三股螺旋DNA具有的生物学意义:①是阻止了调节蛋白与DNA序列的结合,关闭基因的表达。②与重组交换有关,可作为分子剪刀,定点切割DNA。③可能与RNA形成三股螺旋,是RNA参与基因表观遗传调控的机制之一。 27、尽管到目前为止,尚未在体内发现四股螺旋,但根据真核生物着丝粒区和染色体末端序 5
列的特点,均有形成四股螺旋的可能。所以他们可能具有比较重要的生物学功能。(如避免5’端短缩现象,维持线性染色体末端的稳定性,与染色体的有丝分裂和减数分裂有关等)。 28、DNA三级结构:在细胞内特定的离子浓度、PH条件和拓扑异构酶的环境下,DNA双
螺旋分子进一步形成或扭曲成结,或超螺旋或多重螺旋的高级拓扑结构,超螺旋结构最常见。 29、EB分子会使DNA分子局部螺旋紧缩,引起DNA分子不断正超螺旋化。
30、DNA超螺旋均由拓扑异构酶作用。拓扑异构酶Ⅰ(单聚体蛋白)、Ⅱ(异源四聚体蛋
白),作用相反,相互抑制效应维持了体内基本恒定的5%的负超螺旋密度,过低过高都不利。 31、大C值:某生物单倍体基因组DNA的核苷酸数。 小c值:受中心法则限定,编码结构基因DNA的核苷酸数。 C值悖论:亲缘关系接近的同种生物中大C值差别较大;部分高等动物基因组较低等动物的小;人类小c值仅占大C值的10%;病毒利用较小的基因组编码较多的功能基因。 32 、重叠基因:即不同的基因共用一段相同的DNA序列。有对终止密码漏读、从不同起始密码子起始、采用不同读码框架等方式。 反向重叠基因:编码在同一DNA区段不同极性单链上的重叠基因,它们的转录方向
相反。 同向重叠基因:编码在同一DNA区段同一极性单链上的重叠基因,它们的转录方向相同。 33、真核生物中由于对内含子的选择性剪接,使从某一DNA区域转录的前体mRNA可形成不同的成熟mRNA,翻译成不同的蛋白质,有时也称其为重叠基因。 34、(重复基因?)重复序列:DNA区段中存在的相同的序列拷贝。 35、中度重复序列:每一重复单位的序列长度为0.1~1kb,每一基因组有10~10000拷贝, C0t
(1/2)值为0.001~0.1的组分。 由T-18S-T-5.8S-T-28S-NT构成的rDNA重复单位成簇状排列在核仁组织区,也称为主体rDNA。(T为转录区、18S为18SrDNA) 36、中度重复序列的特点:基因拷贝数多、各重复成员之间的序列相同或相似,排列成
束状串联,功能相同,具有进化的整体性,在整个基因家族中可以累积突变。 37、高度重复序列:每一重复单位的序列长度为2~10bp,每一基因组有105~106拷贝, C0t
(1/2)值小于0.001的组分。在真核生物中多存在于着丝点,端粒和结构基因之间。