『分子生物学』

1、中心法则：复制

复制

蛋白质（画图+解释） P13有完整的示 意图。

定义：遗传信息从DNA流向RNA再流向蛋白质的规律称为中心法则。 解释：编码蛋白质的基因中所蕴含的信息通过转录和翻译两个相关联的过程得到表达。RNA

聚合酶以DNA中的一条链为模板合成互补的一条RNA单链，将DNA中所蕴含的遗传信息以mRNA的形式带到核糖体中，在核糖体中作为多肽链合成的直接模板指导蛋白质的合成。

2、基因工程 实质：基因重组 P5

3、朊病毒，唯一一种蛋白质能够自我复制的病毒。

1、什么可以作为遗传物质？除了DNA之外，RNA、蛋白质都可以。

2、一些经典的实验，肺炎双球菌实验，噬菌体实验都证明了DNA是主要的遗传物质。 3、RNA作为遗传物质时，病毒的例子：人免疫缺陷病毒（HIV）、非典型肺炎（SARS） 4、RNA有两种复制，一种是一般而言的复制，还有一种是一些病毒的复制，多了逆转录的步骤，如HIV。

5、逆转录酶的发现证明遗传信息不仅可以从DNA流向RNA，也可以从RNA流向DNA。 6、测序方法了解：末端终止法、化学裂解法、全自动测序 7、核酸的二级结构即双螺旋结构的基本要点：

（1）DNA分子是由两条反相平行的脱氢核苷酸链盘旋成双螺旋结构 （2）DNA核糖磷酸排列在外侧构成基本骨架，碱基位于内侧 （3）氢键，碱基互补配对原则

8、核酸的三级结构 原核细胞中的超螺旋化，真核细胞中的核小体结构。

重点掌握真核生物核小体。核小体由两个单位的组蛋白H2A、H2B、H3和H4形成八聚体的核心，约165bp的DNA双螺旋形成两圈超螺旋盘旋在核小体的核心上。在两个核小体之间由1bp-80bp长的连接DNA相连。 9、名词解释 ①核酸的变性：核酸在化学或者物理因素的影响下，维系核酸双螺旋结构的氢键和碱基堆集

力受到破坏，分子由稳定的双螺旋结构松懈为无规则线性结构甚至解旋成单链的现象，称为核酸的变性。

②核酸的复性：变性DNA在适当条件下，两条互补链全部或部分恢复到天然双螺旋结构的

现象称为复性。

③核酸的分子杂交技术：指不同来源的核酸分子按照碱基互补配对原则形成稳定的杂交双链

分子，是核酸研究中的一项基本实验技术。

④杂交的本质：在一定条件下使两条具有互补序列的核酸链实现复性，因此可以利用杂交技

术检测特定的核酸序列的存在。

1、掌握关键基因

①移动基因又称转座基因，由于它可以从染色体基因组上的一个位置转移到另一个位置，甚

至在不同染色体之间跃迁，因此也称跳跃基因。

②断裂基因在编码序列中间插有与氨基酸编码无关的DNA间隔区，这些间隔区称为内含子；而编码区则称为外显子。含有内含子的基因称为不连续基因或断裂基因。 2、基因按其功能主要分为结构基因、调控基因和RNA基因。 3、真核和原核生物的基因结构有何区别

①真核生物基因一般以单顺反子的形式存在，编码单基因产物。原核生物的基因一般以多顺反子的形式存在，转录产生的mRNA，可同时编码两种甚至数种基因产物。

②原核生物基因的编码区是连续的，真核生物基因的编码区被非编码区分隔开来。 4、 真核和原核生物的基因结构相同点

原核生物和真核生物的基因都可以分为编码区和非编码区。 5、基因组指整套染色体中的全部基因。

原核基因组：原核细胞内构成染色体的一个DNA分子。 真核基因组：单倍体细胞核内整套染色体所含有的DNA分子 6、染色体功能实现的3个要素（真核生物）：复制起点、着丝粒和端粒。 7、端粒和端粒酶

①端粒是染色体末端的结构，有助于染色体的稳定，广泛存在于各种生物体中。端粒端粒由一系列短重复序列构成，人的端粒DNA长约10-15kb，由重复的GGGTTA组成。

②端粒酶是由RNA和蛋白质组成的核糖核蛋白，具有逆转录的性质，可以以特异的内在RNA为模板，合成端粒重复序列，添加到染色体的3’端。

③端粒与细胞寿命有关，决定细胞的衰老和死亡。肿瘤细胞具有端粒酶活性，使癌细胞获得无限增殖能力。

1、中心法则内容：（同第一章）

2、DNA的合成：生物体合成DNA的手段有两种：

①、DNA复制，这是DNA为模板合成DNA的过程，它存在于所有的活细胞之中； ②、逆转录，这是以RNA为模板合成DNA的过程，主要存在于逆转录病毒的生活史之中。

3、RNA的逆转录：以RNA为模板合成DNA，典型的逆转录病毒颗粒从外到内。外被上分布表面糖蛋白（SU，主要抗原）和跨膜蛋白（TM，成熟SU的内部跨膜部分）；中间为衣壳，功能保护基因组；最里面是病毒基因组RNA，其上有逆转录酶（RT）、整合酶（IN）、蛋白酶和tRNA引物。

5、DNA的复制特点：①半保留复制 ②半不连续复制 6、DNA复制的酶学，关键酶及其作用

8、小结：E.coli（原核生物）DNA复制

9、

DNA准确复制的原因、意义

①DNA分子独特的双螺旋结构，提供精确地模板 原因

②通过碱基互补配对保证了复制的准确无误

意义：经遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的稳定性、连续性。

1、导致DNA损伤的因素

细胞内在的因素和环境中的因素都有可能导致DNA损伤。

内在因素：①、DNA结构本身的不稳定 ②、DNA复制过程中自然发生的错误、主要是碱基错配

③、细胞内活性氧（ROS）带来的破坏作用

环境因素：①、化学因素：化学诱变剂、烷基化试剂和癌症化疗试剂 ②、物理因素：紫外辐射和离子辐射 2、DNA损伤的类型及导致的因素

不同的因素造成不同的损伤，一般根据损伤的部位，DNA损伤可分为碱基损伤和DNA链的损伤。

碱基损伤：①碱基丢失：随着细胞受热或pH降低降低而加剧 ②碱基转换：自发地或化学试剂如亚硝酸作用

③碱基修饰：化学试剂、生物试剂或ROS直接作用碱基造成 ④碱基交联：紫外线照射导致

⑤碱基错配：DNA复制过程中3中脱氧核苷三磷酸浓度的失调、碱基的互变异

构或碱基之间的差别不足以让聚合酶正确区分。

DNA链的损伤：①链的断裂：离子辐射（X射线和γ射线）和某些化学试剂的作用，例如

博来霉素

②DNA链的交联：双功能试剂的作用，如顺铂和丝裂霉素C

③DNA与蛋白质之间的交联，UV 3、DNA的修复

DNA修复分为直接修复、切除修复、双链断裂修复、易错修复和重组修复等。 4、点突变：

点突变也称为简单突变或单一位点突变。其最主要的形式为碱基对置换，专指DNA分子单一位点上所发生的碱基对改变，分为转换和颠换两种形式。转换是指两种嘧啶碱基（T和C）或两种嘌呤碱基（A和G）之间的相互转变，颠换是指嘧啶碱基和嘌呤碱基之间的互变。有时，发生在单个位点上的少数核苷酸缺失或插入也被视为点突变。 发生在蛋白质基因编码区的点突变有三种不同的后果：

①突变的密码子编码同样的氨基酸，这样的突变对蛋白质的结构和功能不会产生任何影响，因此被称为沉默突变或同义突变 ②突变的密码子编码不同的氨基酸，导致一种氨基酸残基取代另一种氨基酸残基，这样的突变可能对蛋白质的功能不产生任何影响（中性的）或影响微乎其微，也可能产生灾难性的影响而带来分子病，如镰刀形贫血和囊性纤维变性等。由于突变导致出现了错误的氨基酸，因此，这样的突变被称为错义突变。 ③突变的密码子变为终止密码子或者相反，前者因为终止密码子的提前出现可导致一条多肽链被截短，被称为无义突变。 5、移码突变

移码突变又称移框突变，是指在一个蛋白质基因的编码区发生的一个或多个核苷酸（非3的整数倍）的缺失或插入。

相同点：模板：均为DNA 遵循碱基配对原则 地点：细胞核 新链方向5’-3’ 条件：ATP、Mg2+ 都生成磷酸二酯键 2、什么是不对称转录 与DNA复制所不同，转录只发生在DNA分子上具有转录活性的区域。对于一个DNA分子来说，并不是所有的区域都能被转录，及时能转录的区域也不是每时每刻都在转录。此外，DNA两条链也并不是都会被转录。某些基因以DNA的这一条链作为模板，而某些基因以另一条链作为模板，对于某一特定的基因来说，DNA分子上作为模板的那一条链被称为模板链，与模板链互补的那一条链被称为编码链。 3、转录的酶学，真核、原核

真细菌的RNA pol分为核心酶和全酶两种形式。 全酶由核心酶和σ因子组装而成(α2ββ’ ωσ)

真细菌的RNA pol都受到利福霉素和利链霉素的特异性抑制。

4、原核生物是通过什么机制来达到转录的终止的

原核系统转录的终止有两种方式：一种依赖于被称为ρ 因子的蛋白质因子；另一种方式则不需要ρ因子，而需要RNA转录物3’端一段被称为终止子的序列 5、RNA除了可以通过DNA转录产生以外，某些RNA病毒还可以RNA作为模板通过RNA转录或复制产生。

1、真核细胞RNA前体的后加工过程 5’3’端水解 3’端添尾 2、帽子的功能

①有助于某些mRNA前体的正确拼接 ②有助于成熟的mRNA转运出细胞核 ③保护mRNA，避免核酸酶降解 ④增强mRNA的可翻译性

mRNA除了几种病毒都是戴帽子的。 3、尾巴的本质与功能

尾巴的本质是一段多聚腺苷酸序列（poly A） Poly A尾巴至少具有五个功能： ①提高mRNA的稳定性

②增强mRNA的可翻译性，提高mRNA翻译的效率 ③影响最后一个内含子的切除

④某些先天缺乏终止密码子的mRNA通过加尾反应创造终止密码子UGA（在UG序列后价位产生UGA）或UAA（在UA序列后价位产生UAA） ⑤通过选择性加尾调节基因的表达

然而，Poly A尾巴并不是mRNA反应必不可少的，因为某些mRNA虽然没有尾巴，但仍然能够被有效地翻译，比如组蛋白的mRNA。

四、基因断裂在真核生物及病毒的基因组中都是很普遍的现象，绝大多数的蛋白质基因都是断裂的，只有少数是连续的。 五、核酶是具有催化性质的RNA

rRNA，氨基酸 场所：核糖体

模板：mRNA

2、核糖体的功能部位：

（1）A部位，即氨酰tRNA结合部位，也称为受体部位；

（2）P部位，即肽酰tRNA结合部位，也称为供体部位；

（3）E部位，即空载tRNA在离开核糖体之前与核糖体临时结合的部位； （4）肽酰转移酶活性部位，该部位负责催化肽键的形成。 3、mRNA是翻译的模板，由它直接指导蛋白质的合成。 作为翻译模板的原因：其内部至少含有一个由起始密码子开始、以终止密码子结束的一段由连续的核苷酸序列构成的开放阅读框（ORF），ORF内的核苷酸序列直接决定翻译出来的多肽链的氨基酸序列。

①原核生物的mRNA一般是含有多个ORF的多顺反子mRNA。

②真核生物mRNA通常是只有一个ORF的单顺反子，一般只编码一个蛋白。 4、tRNA在翻译中的功能： ①将氨基酸运载到核糖体

②通过其反密码子与mRNA上的密码子之间的相互作用对遗传密码进行解码，将其最终转化成多肽链上的氨基酸序列。 5、氨基酸的活化形式：氨酰-tRNA

通过活化，游离氨基酸分子上的α-羧基通过高能酯键与其同源的tRNA分子的3’-端腺苷键的羟基相连。高能酯键在翻译的延伸阶段被用来驱动肽键的形成。 6、遗传密码的主要性质：简并性、通用性、连续性、方向性和摆动性。 7、翻译具有极性：

①阅读模板时的方向性，翻译时阅读mRNA的方向都是从5’-端

’-端 ②多肽链延伸的方向总是从N-端端

8、蛋白质的合成取决于密码子和反密码子的相互作用。 9加工）

（一）起始阶段

①核蛋白体大小亚基分离 ②mRNA与小亚基结合

③起始氨基酰-tRNA与小亚基结合 ④核蛋白体大亚基结合

11、SD序列与反SD序列互补配对，使得mRNA上位于SD序列下游的第一个A UG用作起始密码子。

12、SD序列与反SD序列之间的互补关系是原核生物识别起始密码子的关键。 13、翻译的抑制剂 P250

（1）原核翻译系统的抑制剂（抗菌素类药物，抑制原核，大量可以影响真核） 链霉素、氯霉素、四环素、红霉素、黄色霉素等。

（2）真核翻译系统的抑制剂（只抑制真核翻译系统不抑制原核翻译系统） 白喉毒素、蓖麻毒素、放线菌酮、茴香霉素和α-帚曲霉素。

 

第二篇：分子生物学总结

名词解释

DNA重组技术：将不同的DNA片段按照人为地定向连接起来，在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达。

C值矛盾：C值和生物结构或组成的复杂性不一致的现象。

DNA的一级结构：指4种核苷酸的连接及其排列顺序，表示改DNA分子的化学构成。简称：DNA序列、碱基序列

DNA半保留复制：由亲代DNA生成子代DNA时，每个子代DNA中，一条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种复制方式称半保留复制。 半不连续复制：在DNA复制时，先导链连续合成，后随链的合成不连续的复制方式。

冈崎片段：是在DNA半不连续复制中产生的长度为1000-20xx个碱基的短的DNA片段，能被连接形成一条完整的DNA链。

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

转座子：存在于染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位 编码链（有意链）： 与mRNA序列相同的链。

模板链（反义链）： 另一条根据碱基互补原则指导mRNA合成的DNA链。 分子伴侣：帮助细胞内辅助性新生肽链正确折叠的蛋白质。

聚合酶链式反应（PCR）：体外基因扩增技术。利用人工合成的一对引物，在被扩

增DNA模板链的两端形成双链，由DNA聚合酶催化一对引物之间的聚合反应。 基因文库：汇集某种生物全部遗传信息（基因组DNA中所有序列信息）的重组DNA分子的克隆总和，就称为该生物基因组DNA文库

单核苷酸多态性(SNP)：指在基因组DNA序列中由于单个核苷酸(A,T,C,G)的变异所引起的DNA序列多态性。

RNA选择性剪接：是指用不同的剪接方式（选择不同的剪切位点组合）从一个mRNA前体产生不同的mRNA剪接异构体的过程。

基因定点突变：通过改变基因特定位点核苷酸序列来改变所编码的氨基酸序列。 基因敲除：通过外源DNA与染色体DNA之间的同源重组，进行精确定点修饰和基因改造，具有专一性强、染色体DNA可与目的片段共同稳定遗传等特点。 代谢物阻遏效应：如果将葡萄糖和乳糖同时加入培养基中， lac操纵子处于阻遏状态，不能被诱导；一旦耗尽外源葡萄糖，乳糖就会诱导lac操纵子表达分解乳糖所需的三种酶。

基因家族：真核细胞中许多相关的基因常按功能成套组合，被称为基因家族。 启动子：在DNA分子中，RNA聚合酶能够识别、结合并导致转录起始的序列。 增强子：能使与它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列。

蛋白质的磷酸化反应：指通过酶促反应把磷酸基团从一个化合物转移到另一个化

合物上的过程,是生物体内存在的一种普遍的调节方式，在细胞信号的传递过程中占有极其重要的地位。

癌基因：是一类与肿瘤发生和发展密切相关的基因，在体外可促进细胞转化，在体内可诱导肿瘤的发生，其蛋白产物可促进细胞的增殖

原癌基因：正常细胞中存在癌基因，在正常情况下它们不具有致癌作用，但在一定情况下被激活后可变成具有致癌作用的癌基因，在正常情况下它们不但无害，而且对细胞的发育、生长和分化的调节起重要作用。

基因治疗：向有功能缺陷的细胞补充相应功能基因，以纠正或补偿其基因缺陷，从而达到治疗的目的。

开放阅读框架：编码一个蛋白质的外显子连接成为一个连续的可翻译框架。 RNA编辑：是指转录后的RNA在编码区发生碱基的突变、加入或丢失等现象。

机理阐述

转录过程：模板识别，转录起始，通过启动子及转录的延伸和终止

翻译过程：

1.翻译的起始 核糖体与mRNA结合并与氨基酰-tRNA生成起始复合物。

2.肽链的延伸 核糖体沿mRNA5‘端向3’端移动，从N端向C端的多肽合成。

3.肽链的终止及释放 核糖体从mRNA上解离，准备新一轮的合成反应。 乳糖操纵子调控模型：① Z、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O区，而位于I与O之间的启动子区（P），不能单独起动合成β-半乳糖苷酶和透过酶的生理过程③ 操纵基因是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，lac mRNA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lac mRNA的合成。

DNA甲基化抑制基因转录的机理：DNA甲基化导致某些区域DNA构象变化，从而影响了蛋白质与DNA的相互作用，抑制了转录因子与启动区DNA的结合效率。

技术介绍

核酸的凝胶电泳：按分子量大小分离DNA，用来分析鉴定重组DNA分子的重要手段。主要有琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶（分离鉴定低分子量，小于1Kb的片段和DNA序列分析）

原理：电泳分子的迁移率（带电分子在电场作用下的迁移速度）与电场强度和电泳分子本身所携带的净电荷数成正比，与片段大小成反比。DNA和RNA被称为

多聚阴离子 （生理条件下，核酸分子中的磷酸基团呈离子化状态） ，在电场中向正电极的方向迁移。

CaCl2法原理：

1、将快速生长中的大肠杆菌置于经低温（0℃） 预处理的氯化钙溶液中，便会造成细胞膨胀（形成原生质球）。

2、原生质球与转化混合物中的外源DNA形成粘附在细胞表面的复合物。

3、立即将该体系转移到42℃下做短暂的热刺激，复合物便会被细胞所吸收。

4、在全培养基中生长一段时间使转化基因实现表达、细胞活性恢复。

5、涂布于选择性培养基中分离转化子。

PCR具体过程：

① 变性：将双链DNA加热（95℃）使之变性，DNA双链变成单链

② 退火：降低温度至56℃使引物与模板DNA单链结合

③ 延伸：将温度升至72℃，在DNA聚合酶作用下，在引物3’端进行延伸，

使原模板DNA的一条链变成两条链。

双向电泳：依赖蛋白质两个重要特性：等电点和相对分子质量。在以两性电解质为介质的电泳体系中，不同等电点的蛋白质会聚集在介质上不同的区域从而被分离。主要有等电聚焦电泳和SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳

作用意义

转座的遗传效应：①转座引起插入突变，② 转座产生新的基因，③转座产生的染色体畸变，④ 转座引起的生物进化

RNA的编辑的意义：校正作用；调控翻译：构建或去除起始密码子和终止密码子；扩充遗传信息：是基因获得新结构和功能，利于进化

SNP的应用：人类基因单体型图的绘制；SNP与疾病易感基因的相关分析；指导用药与药物设计

特征性质

原核生物DNA主要特征：原核生物中一般只有一条染色体且大都带有单拷贝基因，只有很少数基因以多拷贝形式存在；整个染色体DNA几乎全部由功能基因与调控序列组成；几乎每个基因序列都与它所编码的蛋白质呈线性对应状态。 真核生物基因组结构特点：真核基因组庞大；存在大量重复序列；基因组大部分为非编码序列；基因组转录产物单顺反子；真核基因是断裂基因，存在内含子结构；基因组存在大量顺式作用元件；存在大量的DNA多态性；具有端粒结构。 原核生物与真核生物mRNA的特征比较：

原核生物mRNA的特征：半衰期短；多以多顺反子的形式存在；5’ 端无“帽子”

结构， 3’ 端没有或只有较短的poly（A ）结构。

真核生物mRNA的特征：5’ 端存在“帽子”结构；多数mRNA 3’ 端具有poly（A ）尾巴（组蛋白除外）；以单顺反子的形式存在

遗传密码的性质：

1、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。

2、连续性 翻译由mRNA的5’端的起始密码子开始，一个密码子接一个密码子连续阅读到3’终止密码，密码间无间断也无重叠。

3、普遍性与特殊性 蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用；已发现少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。

4、摆动性 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。

类型分类

组蛋白：染色体的结构蛋白，分为H1、H2A、H2B、H3、H4、

DNA的二级结构分类：右手螺旋：A-DNA，B-DNA；左手螺旋：Z-DNA 环状DNA双链的复制类型：θ型复制，滚环型，D-环型

DNA修复系统：错配修复，恢复错配；切除修复，切除突变的碱基和核苷酸片段；DNA直接修复，修复嘧啶二体或甲基化DNA；重组修复，复制后修复，重新启动停滞的复制叉；SOS系统，DNA的修复，导致变异。

原核生物转座子的分类：插入序列，复合转座子

翻译起始氨基酸：原核生物中，起始氨基酸是：甲酰甲硫氨酸；真核生物中，起始氨基酸是：甲硫氨酸

分子伴侣分类：1、热休克蛋白：促使某些能自发折叠的蛋白质正确折叠。

2. 伴侣素：为非自发性折叠蛋白提供能形成能自发折叠的微环

境。

细菌转化的方法：转化方法；CaCl2法和电击法

基因文库的筛选：核酸杂交法；PCR筛选法；免疫筛选法

RNA选择性剪接的分类：平衡剪接；5′选择性剪接；3 ′选择性剪接；外显子遗漏剪接；相互排斥剪接

植物基因敲除技术：T-DNA：是农杆菌侵染植物细胞时，从Ti质粒上切割下来转移到植物细胞的一段DNA。

Ti质粒：是根癌农杆菌染色体外的物质，为双股共价闭合的环状DNA分子。 基因的表达调控包括:基因水平的调控；转录水平的调控；转录产物加工的调控；mRNA从细胞核向胞质转运过程的调控；翻译水平的调控以及翻译后的加工等 信号：鸟苷四磷酸ppGpp, 鸟苷五磷酸 pppGpp

乳糖操纵子的结构：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

前rRNA转录产物：分子量为45S,包括18S，28S和5.8S三个主要rRNA分子 DNA结合结构域：螺旋-转折-螺旋；锌指结构；碱性-亮氨酸拉链；碱性-螺旋-环-螺旋

癌基因可分为两大类：病毒癌基因；细胞癌基因（cellular oncogene, c-onv） 基因治疗的病毒载体应具有的基本条件：携带外源基因并能组装成病毒颗粒；介导外源基因的转移和表达；对机体没有致病能力