福建医科大学考博分子生物学复习材料

- 1 -一、名词解释1、医学分子生物学：是分子生物学的重要分支，是一门新兴的交叉学科。是从分子水平上研究人体和疾病相关生物在正常和疾病状态下的生命活动及其规律，从分子水平上开展疾病的预防、诊断和治疗研究的学科。2、基因 genes：基因是负责编码 RNA 或一条多肽链DNA 片段，包括编码序列、编码序列外的侧翼序列及插入序列。是决定遗传性状的功能单位。3、结构基因 structure genes：基因中编码 RNA 或蛋白质的 DNA 序列称为结构基因。4、基因组 genome：一个细胞或病毒的全部遗传信息。 （细胞或生物体的一套完整单倍体的遗传物质的总和。 ）真核生物基因组是指一套完整单倍体DNA（染色体 DNA）和线粒体 DNA 的全部序列，包括编码序列和非编码序列。5、GT-AG 法则：真核生物基因的外显子与内含子接头处都有一段高度保守的一致性序列，即：内含子 5端大多数是以 GT 开始，3端大多是以 AG 结束。6、端粒：以线性染色体形式存在的真核基因组DNA 末端都有一种特殊的结构叫端粒。该结构是一段 DNA 序列和蛋白质形成的一种复合体，仅在真核细胞染色体末端存在。端粒 DNA 由重复序列组成，人类端粒一端是 TTAGGG 另一端是 AATCCC.7、操纵子：是指数个功能上相关的结构基因串联在一起，构成信息区，连同其上游的调控区（包括启动子和操纵基因）以及下游的转录终止信号所构成的基因表达单位。一个操纵子只含一个启动序列和数个可转录的结构基因。在同一个启动序列控制下，操纵子可转录出多顺反子 mRNA。8、操纵元件：是一段能够被不同基因表达调控蛋白质识别和结合的 DNA 序列，是决定基因表达效率的关键元件。9、顺式作用元件：是指那些与结构基因表达调控相关、能够被基因调控蛋白特异性识别和结合的特异DNA 序列。包括启动子、上游启动子元件、增强子、反应元件和 poly(A)加尾信号。10、反式作用因子：是指真核细胞内含有的大量可以通过直接或间接结合顺式作用元件而调节基因转录活性的蛋白质因子。11、启动子：是能够被 RNA 聚合酶特异性识别并与其结合并开始转录的核苷酸序列。（TATAbox、CAATbox、GCbox）12、增强子 enhancer：是一段短的 DNA 序列，其中含有多个作用元件，可以特异性地与转录因子结合，增强基因的转录活性。它可位于被增强的转录基因的上游或下游，也可相距靶基因较远。13、poly(A)加尾信号：含有 类启动子的基因在末端还有一段特定保守序列 AATAAA。此位点于下游有一段 GT 或 T 丰富区，与 AATAAA 序列共同构成Poly(A)加尾信号。14、多顺反子 mRNA 即每一个 mRNA 分子带有几钟蛋白质的遗传信息（来自几个结构基因） ，利用共同的启动子及终止信号，组成“操纵子”的基因表达调控单元。15、单顺反子 mRNA：一个编码基因转录生成一个mRNA 分子，经翻译生成一条多肽链，基本上没有操纵子的结构。16、逆转录病毒：是一类特殊的单股正链 RNA 病毒，在这些病毒颗粒中带有依赖 RNA 的 DNA 聚合酶，即逆转录酶，能使 RNA 反向转录生成 DNA。逆转录病毒基因组一般包括三个基本的结构基因，即：gag， pol，env，分别编码核心蛋白、逆转录酶和膜蛋白。17、转座现象：转座因子的插入，阻止了插入位点的基因表达的现象。18、转座子（transposon,Tn ）这是一类长度在200020000bp 之间较大的转座因子，如 Tn1681 Tn420.它们除了带有与转座有关的基因以外，还带有其他基因，如 Tn903 Tn5 带有卡那霉素抗药基因等。19、质粒 plasmid:是存在于细菌 染色体外的、具有自主复制能力的环状双链 DNA 分子。20、C 值：单倍体基因组中的全部 DNA 量。21、重复序列:真核生物基因组中非编码序列占 95以上，这些非编码序列中一部分是基因的内含子、调控序列等，另一部分便是重复序列；重复序列中除了编码 rRNA、tRNA、组蛋白及免疫球蛋白的结构基因外，大部分是非编码序列。其功能主要与基因组的稳定性、组织形式以及基因的表达调控有关。22、微卫星 DNA：又称为短串联重复（STR） ，是一类更简单的寡核苷酸串联重复序列，其重复单位为 26bp，重复次数 1060 次左右，其总长度通常小于 150bp，分布在所有的染色体。微卫星 DNA 由于重复单位的重复次数不同而具有高度的遗传多态性，并且遵照孟德尔遗传规律，可以作为很好的遗传标记。23、卫星 DNA：是出现在非编码区的串联重复序列。其特点是具有固定的重复单位，该重复单位首尾相连形成重复序列片段，通常存在于间隔 DNA 和内含子中。串联重复序列是形成卫星 DNA 的基础。分类：大卫星 DNA、小卫星 DNA、微卫星 DNA。24、回文结构：在 DNA 链上，两个拷贝反向串联在一起，中间没有间隔序列。25、RFLP：即限制性片段长度多态性，个体之间DNA 的核苷酸序列存在差异，称为 DNA 多态性。由于碱基组成的变化而改变了限制性内切酶的酶切位点，从而导致相应的限制性片段的长度和数量发生变化，称为 RFLP。- 2 -26、多基因家族 multigene family：核苷酸序列或编码产物的结构具有一定程度同源性的基因，其编码产物常具有相似的功能。27、假基因 pseudogene 与某些有功能的基因结构相似，但不能表达基因产物的基因。28、基因表达：是指生物基因组中结构基因所携带的遗传信息经过转录、翻译等一系列过程，合成特定的蛋白质，进而发挥其特定的生物学功能和生物学效应的全过程。29、诱导表达：在特定的环境信号刺激下，有些基因的表达表现为开放或增强，这种表达方式即30、阻遏表达：在特定的环境信号刺激下，有些基因的表达表现为关闭或下降，这种表达方式即31、阻遏蛋白：是一类在转录水平对基因表达产生负调控作用的蛋白质。32、蛋白质编码区（开放阅读框 ORF）: 在 mRNA的核苷酸序列中，有一段序列是一个特定蛋白质多肽链的序列信息，这一段核苷酸序列从起始密码子开始、倒终止密码子结束，称为蛋白质编码区或开放阅读框，此段核苷酸序列决定蛋白质的一级结构。33、SD 序列：mRNA 起始密码子 AUG 上游 813个碱基处存在的一段特定的核苷酸序列，该序列称为 SD 序列，是 mRNA 的起始密码子之所以能与小亚基定位结合的关键。SD 序列与小亚基中 16SrRNA3端的序列互补，当 mRNA 与小亚基结合时，SD 序列与 16SrRNA3端的互补序列配对结合，使起始密码子定位于翻译起始部位。34、时间特异性：在多细胞生物从受精卵到组织、器官形成的各个不同发育阶段，相应基因严格按照一定时间顺序开启或关闭，这就是基因表达的时间特异性。35、空间特异性：在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同组织空间顺序出现。36、蛋白质折叠：多肽链自我组装成功能蛋白质的过程。是翻译后形成功能蛋白质的必经阶段。从核糖体生成的所有新生多肽链必须经过折叠才能形成热力学和动力学稳定的三维空间构象，并表达出特定的生物学功能。37、蛋白质的组装：寡聚体蛋白分子中的每一个亚基都具有特定的三维空间构象，亚基之间通过非共价键相互装配，形成空间构象更复杂的寡聚蛋白，这种功能蛋白质形成的过程即38、分子伴侣（伴侣蛋白）：是一类序列上没有相关性但有共同功能的保守性蛋白，他们在细胞内能协助其他多肽结构完成正确的折叠、组装、转运和降解。39、信号肽：分泌蛋白前体 N-末端的一段能被细胞转运系统识别的保守序列。40、信号序列：靶向输送的蛋白质的 N-末端有一些特异的氨基酸序列，亦被称为蛋白质的分检信号。不同蛋白质各有特异的分检信号，指导蛋白质的靶向输送与细胞内定位。41、泛素-蛋白酶体途径：细胞内蛋白质经地泛素 -蛋白酶体途径被降解，即在泛素活化酶(E1)、泛素偶联酶(E2) 和泛素连接酶(E3) 连续催化下，使蛋白质泛素化标记，再被 26S 蛋白酶体识别并降解。此途径有多种生理调控功能：在细胞周期、抗原提呈转录及细胞凋亡等多种生理功能中均发挥重要调控作用。若该系统功能失常可引起多种病理损害。42、ERAD 内质网相关蛋白降解途径：内质网也具有蛋白质质量监控功能，它能区别正确折叠和错误折叠的蛋白质，并在易位子协助下，把错误折叠的蛋白质逆向转运到细胞浆，再被泛素-蛋白酶体系降解。此途径即为 ERAD。43、管家基因：在生物体生命的全过程都是必须的，且在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达的基因。44、严谨反应：细菌在缺乏氨基酸的环境中，RNA聚合酶活性降低，RNA 合成减少或停止。45、衰减子 attenuator：细菌中的 mRNA 转录和蛋白质翻译合成是偶联在一起的。这一特点使细菌的一些操纵子中的特殊序列可以在转录过程中控制转录水平。这些特殊结构称为衰减子。衰减子又称为弱化子，位于一些操纵子中第一个结构基因之前，是一段能减弱转录作用的顺序。46、CAP ：是大肠杆菌分解代谢物基因活化蛋白，这种蛋白可将葡萄糖饥饿信号传递给许多操纵子，使细菌在缺乏葡萄糖时可以利用其他能源。由于CAP 的作用依赖于 cAMP，因此，CAP 又称为cAMP 受体蛋白。47、基因重排：指某些基因片段改变原来存在顺序，通过调整有关基因片段的衔接顺序，再重排成为一个完整的转录单位。48、重组修复：当 DNA 损伤范围较大时，应用直接修复或切除修复方式无法修复时，就先进行复制再进行切除修复，这种修复方式就是49、SOS：是小分子单体 G 蛋白调节因子 GEF 家庭成员，可以促进 GTP 结合于 Ras，是 Ras 活性的正调节因子。50、SOS 修复：当 DNA 片断发生高密度、大片断损伤，原有的 DNA 聚合酶活性也降低，此时，细胞紧急启动应急修复系统，诱导产生新的 DNA 聚合酶因子，又称诱导修复。51、同源结构域（homeodomain,HD）：简称同源域，许多反式作用因子结合 DNA 的结构域中具有一段相同的保守序列，是 60 个左右氨基酸组成的螺旋回折螺旋结构的区域。- 3 -52、信息分子：携带生物信息，在细胞之间进行传递的小分子化学物质53、第一信使在细胞间进行信息传递的信息分子54、第二信使将第一信使的信息在细胞内进一步传递的信息分子55、受体：靶细胞中能够被体内一些生物活性物质如激素、细胞因子所识别，并与之结合将信号传至细胞内产生生物效应的物质，也即细胞接受细胞外信号的接收装置，直接参与细胞的信息传递。受体的化学性质主要为蛋白质。56、酶偶联受体：指那些受体自身具有酶的活性，或者自身没有酶的活性，但与酶分子结合存在的一类受体，主要是生成因子和细胞因子受体。57、细胞因子 是由免疫细胞或非免疫细胞分泌的，能参与调控真核细胞的增殖、分化、代谢和运动功能等多项生命过程的生物活性的多肽分子。同一细胞因子作用于不同的靶细胞，可以产生不同的效应。58、蛋白激酶（protein kinase）：能够将 -磷酸基团从磷酸供体分子上转移至底物蛋白的氨基酸受体上的一大类酶。59、蛋白磷酸酶（protein phosphatase）是具有催化已经磷酸化的蛋白质分子发生去磷酸化反应的一类酶分子，与蛋白激酶相对应存在，共同构成磷酸化与去磷酸化这一重要的蛋白质活性的开关系统。对蛋白激酶所引起的变化产生衰减信号60、接头蛋白也称调控结合元件(modular binding domain) 即信号分子中存在着的一些特殊的结构域，大约 50-100 个氨基酸构成，信号分子通过这些特殊结构域相互识别和作用而有序衔接，形成不同的信号传递链61、G 蛋白: GTP 结合蛋白，结合 GTP 时为活化形式，GTP 水解成 GDP 时回到非活性状态，活化的G 蛋白通过变构调节作用激活下游信号分子。由 亚基和 亚基结合成三聚体62、周期蛋白：是一类呈细胞周期特异性或时相性表达、累积与分解的蛋白质，它与周期素依赖性激酶共同影响细胞周期的运行。63、细胞凋亡（apoptosis)：是机体细胞在正常生理或病理状态下发生的一种自发的程序性死亡过程，它的发生受机体的严密调控。细胞凋亡的形态特点：染色体固缩、膜起泡、核膜消失、DNA 断裂凋亡小体形成。64、原癌基因（proto-oncogene)是一类广泛存在生物体中，高度保守的基因，其产物具有调控细胞增生的重要功能，当其受某些因素的影响，能发生突变（活化）成为癌基因，导致细胞恶性转化。65、抑癌基因（tumor suppressor gene）：指存在于正常细胞内的一大类可抑制细胞生长并具有潜在抑癌作用的基因，当这类基因发生突变、缺失或失活时，可引起细胞恶性转化而导致肿瘤的发生。66、癌基因：是细胞内控制细胞生长的基因，具有潜在的诱导细胞恶性转化的特性。当癌基因结构或表达发生异常时，其产物可使细胞无限制增殖，导致肿瘤的发生。包括病毒癌基因和细胞癌基因。67、细胞癌基因：存在于正常的细胞基因组中，与病毒癌基因有同源序列，具有促进正常细胞生长、增殖、分化和发育等生理功能。68、病毒癌基因：存在于病毒（大多是逆转录病毒）基因组中能使靶细胞发生恶性转化的基因。它不编码病毒结构成分，对病毒无复制作用，但是当受到外界的条件激活时可产生诱导肿瘤发生的作用。69、基因诊断：利用现代分子生物学和分子遗传学的技术和方法，直接监测基因结构及其表达水平是否正常，从而对疾病作出诊断的方法。70、DNA 变性：在物理或化学因素的作用下，导致两条 DNA 链之间的氢键断裂，而核酸分子中的所有共价键则不受影响。71、DNA 复性：当促使变性的因素解除后，两条DNA 链又可以通过碱基互补配对结合形成 DNA 双螺旋结构。72、退火：指将温度降至引物的 TM 值左右或以下，引物与 DNA 摸板互补区域结合形成杂交链。73、PCR 概念 :PCR 是近年来发展起来的一种体外扩增特异 DNA 片段的技术，它根据体内细胞分裂时DNA 半保留复制机理，能快速、特异地在体外将目的 DNA 片段扩增数百万倍。74、 RT-PCR 技术 ：以 RNA 为模板体外扩增 cDNA 的技术，可用于定性和相对定量（半定量） 。 75、RNA 酶保护试验（RPA）：是一种液相杂交技术，通过 RNase A 和 RNase T1 专一性降解单链RNA，分析受到保护的杂交双链 RNA，以确定RNA 的剪接情况、剪接位点以及基因内含子的可能位置等。76、筑巢 PCR：先用一对外侧引物扩增含目的基因的大片段，再用内侧引物以大片段为摸板扩增获取目的基因。可以提高 PCR 的效率和特异性。77、原位 PCR：以组织固定处理细胞内的 DNA 或 RNA作为靶序列，进行 PCR 反应的过程。78、定量 PCR：基因表达涉及的转录水平的研究常需要对 mRNA 进行定量测定，对此采用的 PCR 技术就叫定量 PCR。79、基因打靶：是指通过 DNA 定点同源重组，改变基因组中的某一特定基因，从而在生物活体内研究此基因的功能。80、Western blot 技术：是一种免疫印迹技术，以偶连标记物的抗体分子作为探针，检测转移到固相支持物上的蛋白质分子。81、荧光原位杂交：是一种非放射性的原位杂交方法，用特殊荧光素核酸(DNA)探针，可在染色体细- 4 -胞内和组织切片标本上进行 DNA 杂交，能够非常有效的检测细胞内是否存在特异性的 DNA 或 RNA 序列。82、流式细胞术：用荧光标记的抗体结合细胞表面或内部的特定蛋白质分子（抗原） ，经过流式细胞仪分析荧光信号，从而根据细胞表达特定蛋白质的情况对基因的表达活性作出判断。83、转基因：将外源基因整合到动物基因组上84、转基因技术：是指将外源基因导入受精卵细胞或胚胎干细胞中，通过外源基因与细胞染色体 DNA间随机重组的发生而将外源基因插入到受体染色体DNA 中，并随着细胞的分裂而遗传给后代。85、转基因动物（transgenic animal):应用转基因技术培育的携带外源基因并能稳定遗传的动物。86、基因敲除（gene knockout）：指通过 DNA 同源重组定向地将外源基因替换宿主细胞染色体 DNA中特定的基因，从而使特定的基因在细胞内或生物体内失活的过程87、基因敲除动物（gene knockout animal）：采用同源重组定向剔除特定基因的技术，所制备的某特定基因丧失功能的动物。88、基因敲除小鼠：应用基因敲除技术，使两条染色体上特定等位基因都丧失功能的小鼠。89、反义 RNA（antisence RNA)：能与 mRNA 互补配对的 RNA 分子。90、RNA 干涉（RNAi）是指由短双链 RNA 诱导的同源 mRNA 的降解过程，可使基因表达受到抑制。91、DNA 重组（DNA recombination）：不同来源的 DNA 分子通过共价连接（磷酸二酯键）而组合成新的 DNA 分子，这一过程称为 DNA 重组。重组DNA 技术又称为分子克隆技术或基因工程技术。92、分子克隆：在体外对 DNA 分子按照既定目的和方案进行人工重组，将重组分子导入宿主，使其在宿主中扩增和繁殖，以获得该 DNA 分子的大量拷贝。93、基因工程(genetic engineering)：有目的地通过分子克隆技术，利用克隆基因表达、制备特定的蛋白或多肽产物，或定向改造基因结构所用的方法及相关的工作统称为基因工程。94、粘性质粒：是由 DNA 的 cos 区与质粒重新构建的载体，具有质粒相同的结构特点，为双链环状DNA。95、限制性核酸内切酶：是细菌产生的一类能识别和切割双链 DNA 分子内特定的碱基顺序的核酸水解酶。96、载体(Vector)能在连接酶作用下和外源 DNA 片段连接并运送 DNA 分子进入受体细胞的 DNA 分子97、表达载体：是指用来在受体细胞中表达(转录和翻译)外源基因的载体。这类载体除具有克隆载体所具备的性质外，还带有转录和翻译所必需的 DNA 序列98、逆转录酶 ：依赖于 RNA 的 DNA 聚合酶，这是一种有效的转录 RNA 成为 DNA 的酶，产物 DNA又称 cDNA（complementary DNA） 。用于 mRNA 为模板合成 cDNA，是构建 cDNA 文库和 RT-PCR 技术中的关键工具酶。99、DNA 连接酶：DNA 重组技术的核心步骤是DNA 片段之间的体外连接。将两段 DNA 分子拼接起来的酶 DNA 连接酶。100、基因组文库：是含有某种生物体全部基因的随机片段的重组 DNA 克隆群体，它象一个储存有基因组全部序列的信息库，称为基因组文库。101、cDNA 文库：一群含重组 cDNA 的细菌或噬菌体克隆群体，含有某种生物的全部的 mRNA 的信息。102、人工接头：是指含有某些限制性内切酶酶切位点的寡核苷酸片段，在 T4DNA 连接酶的作用下，将接头连接到目的 DNA 片段的两端，然后再用相应的限制性内切酶切割，这样外源 DNA 具有粘性末端，可以连接到同一限制性内切酶线性化的载体上去。103、转化：质粒 DNA 或以它为载体构建的重组DNA 导入处于感受态的宿主菌并使其获得新的表型的过程104、感染：以噬菌体、粘性质粒和真核细胞病毒为载体的重组 DNA 分子，在体外经过包装成具有感染能力的病毒或噬菌体颗粒，才能感染适当的细胞，并在细胞内扩增。105、转导：指以噬菌体为载体，在细菌之间转移DNA 的过程，有时也指在真核细胞之间通过逆转录病毒转移和获得细胞 DNA 的过程。106、转染：指病毒或以它为载体构建的重组子导入真核细胞的过程。107、蛋白质组：一个基因组、一个细胞或组织、或一种生物体所表达的全部蛋白质108、蛋白质组学：研究蛋白质组或应用大规模蛋白质分离和识别技术研究蛋白质组的一们学科109、核酸分子杂交：具有一定同源性的两条核酸单链在一定条件下按碱基互补原则退火形成双链。实质: 核酸变性和具有同源序列的两条单链的复性过程。110、探针：指能与某种大分子发生特异性相互作用，并在相互作用之后可以检测出来的生物大分子。111、核酸探针：指能识别特异碱基顺序的带有标记的一段单链 DNA 或 RNA 分子。112、随机引物：是含有多种可能排列顺序的寡聚核苷酸片段的混和物，因此它可以与任意核酸序列杂交，起到聚合酶反应的引物的作用。113、DNA 芯片技术：就是一种大规模的集成的固相核酸分子杂交，以大量已知碱基序列的寡核苷酸片段为探针，检测样品中哪些核酸序列与其互补，然后通过定性定量分析得出待测样品的基因序列及- 5 -表达的信息。其方法包括芯片的制备、样品的准备、分子杂交和检测分子。114、SSCP ：单链构象多态性检测是一种基于 DNA构象差别来检测点突变的方法。相同长度的单链DNA，如果碱基序列不同，形成的构象就不同，这样就形成了单链构象多态性。115、基因突变：在基因的特定 DNA 序列中，其碱基组成及排列顺序可因机体内外因素的作用而发生改变，导致 DNA 一级结构改变，改变基因结构，形成基因突变。116、点突变：在基因一级结构的某个位点上，一种碱基被另一种碱基取代，产生的 DNA 一级结构改变。有转换和颠换两种117、基因缺失：基因的一级结构中一个核苷酸或一段核苷酸序列丢失造成的基因结构改变。118、基因插入：在基因一级结构的某个位置增加一个核苷酸或一段核苷酸序列形成的基因结构改变。119、基因倒位：基因内部 DNA 序列重组，合一段DNA 序列的方向倒转。120、错义突变：因 DNA 分子中碱基的取代，使经转录后产生的 mRNA 相应的密码子发生变化，所编码的氨基酸也发生改变，翻译成蛋白质后，一种氨基酸被另一种氨基酸取代，使突变蛋白质的氨基酸组成和排列顺序都发生改变。121、无义突变：因 DNA 分子的碱基的取代、缺失或插入，使原来编码某种氨基酸的密码子变成了终止密码子，导致蛋白翻译提前终止，mRNA 的遗传信息不能全部翻译成蛋白质。122、同义突变：因遗传密码具有简并性，突变后的密码子与突变前的密码子代表同一种氨基酸，从而不引起蛋白质氨基酸组成和排列顺序发生任何改变，即不引起蛋白质产物的错义也不使蛋白质的翻译提前终止。123、移码突变：是指基因碱基序列中发生单个、数个核苷酸或核苷酸片段的的插入或缺失，导致突变区域之后的三联体密码子阅读框移位，突变区以后的碱基序列所编码多肽链的氨基酸序列与突变前不同。124、基因治疗 gene therapy:一般是指将限定的遗传物质转入患者特定的靶细胞，以最终达到预防或改变特殊疾病状态为目的的治疗方法。125、基因置换：或称基因矫正：特定的目的基因导入特定的细胞，通过定位重组，让导入的正常基因置换基因组内原有的缺陷基因，不涉及基因组的任何改变。126、基因添加或称基因增补：通过导入外源基因使靶细胞表达其本身不表达的基因。127、基因干预：采用特定的方式抑制某个基因的表达，或者通过破坏某个基因而使之不能表达，以达到治疗疾病的目的。128、基因标记：基因标记实验是基因治疗的前奏，并不在于直接治疗疾病而是期望能够提供有关正常细胞生物学和疾病病理方面的信息。129、反义 RNA：碱基序列正好与有意义的 mRNA互补的 RNA 称为反义 RNA。可以作为一种调控特定基因表达的手段。130、反义核酸技术：是通过合成一种短链且与DNA 或 RNA 互补的，以 DNA 或 RNA 为目标抑制翻译的反义分子，干扰目的基因的转录、剪接、转运、翻译等过程的技术。131、核酶：是一种可以催化 RNA 切割和 RNA 剪接反应的由 RNA 组成的酶，可以作为基因表达和病毒复制的抑制剂。132、三链 DNA：当某一 DNA 或 RNA 寡核苷酸与DNA 高嘌呤区可结合时可形成三链，能特异地结合在 DNA 的大沟中，并与富含嘌呤链上的碱基形成氢键，阻止基因的转录。1、病毒基因组的特点： 种类单一；形式多样；大小不一 RNA 病毒基因组有单、双链和正、负链之分。DNA 病毒基因组有环状 DNA 分子和线性 DNA 分子。 单倍体基因组：每个基因组在病毒中只出现一次； 基因重叠； 动物/细菌病毒与真核/原核基因相似：内含子； 具有不规则的结构基因；结构基因没有翻译起始序列 基因编码区无间隔：通过宿主及病毒本身酶切； 无帽状结构。2、原核基因组的特点： 为一条环状双链 DNA； 只有一个复制起点； 具有操纵子结构； 绝大部分为单拷贝； 基因密度非常高，基因组序列中编码区所占的比例较大。基因序列中编码区所占的比例大，可表达基因约 50%，大于真核生物小于病毒； 基因一般是连续的，无内含子； 重复序列很少；含有编码同工酶的同基因； 同的原核生物基因组中的 GC 含量变化很大。3、真核基因组的特点： 真核生物基因组远大于原核生物基因组，结构复杂，基因数庞大，具有多个复制起点；- 6 - 基因组由染色体 DNA 和染色体外 DNA 组成。 真核基因为单顺反子，而细菌和病毒的结构基因多为多顺反子； 基因组中非编码区多于编码区； 真核基因多为不连续的断裂基因，由外显子和内含子镶嵌而成； 存在大量的重复序列； 功能相关的基因构成各种基因家族；还存在一些假基因 存在可移动的遗传因素； 细胞为双倍体，而精子和卵子为单倍体。4、转座因子的类别和遗传效应：1、原核生物转座因子可以分为：插入序列、转座子、Mu 噬菌体。2、转座因子的几个遗传效应：转座因子的转座不是本身的移动，而是由转座因子复制出一个新的拷贝转移到基因组中的新位置上去。新的转座因子转到靶点后，靶点序列会倍增为两个靶点序列，并分别排列在转座因子的两侧，形成同向重复序列。在转座过程中能够形成共同体。转座因子转座后能促使染色体畸变。转座因子可以从原来的位置上切除，这个过程成为切离。转座可引起插入突变。给受体基因组增添了新的标志基因。5、引起 DNA 损伤的因素及机制：（1）紫外线引起 DNA 损伤：形成胸腺嘧啶二聚体引起 DNA 之间的交联、DNA 与蛋白质的交联、甚至 DNA 链的断裂。（2）电力辐射引起 DNA 损伤：可导致碱基变化：由.OH 自由基引起，包括 DNA链上的碱基氧化修饰、过氧化物的形成、碱基环的破坏和脱落等可导致脱氧核糖的变化：脱氧核糖分解，最后可引起 DNA 链断裂。可导致 DNA 断裂：使脱氧核糖破坏或磷酸二酯键断开。引起 DNA 链交联：包括 DNA-DNA 链间链内交联和 DNA-蛋白质交联。（3）烷化剂引起 DNA 损伤：烷化剂导致碱基烷基化烷化剂导致碱基脱落烷化剂导致 DNA 断链烷化剂导致 DNA 链交联（4）碱基类似物、修饰剂引起碱基对的改变（5）其他因素：丫啶类化合物引起碱基插入和碱基缺失；氧自由基。（6）DNA 也会产生自发性损伤：DNA 复制时产生碱基错配；DNA 修复使产生碱基错配；碱基自发改变导致 DNA 损伤：互变异构位导致DNA 突变；脱氨基作用导致 DNA 突变；碱基丢失导致 DNA 突变。6、DNA 损伤（突变）分类：链内共价交联链间共价交联DNA 链断裂碱基突变（转换和颠换）插入或缺失DNA 重组等7、DNA 损伤修复机制：（1）直接修复： DNA 断裂口可以直接修复； 二聚体可被光复活酶直接修复； 烷基化碱基可以直接修复。（2）切除修复识别：DNA 特异内切酶或糖苷酶识别 DNA 损伤位点；切除：在损伤位点的 5上游切断 DNA 链，沿 5-3方向逐步切除 DNA 损伤部分合成：DNA 聚合酶在缺口处催化 DNA 合成并沿5-3方向延伸连接：在 DNA 连接酶的作用下，新合成的 DNA片段与原来的 DNA 链连接。（3）重组修复是 DNA 损伤较多时的修复方式（4）SOS 修复是 DNA 损伤严重时的应急性修复方式。（5）细胞周期检查点控制是真核生物诱导修复的主要机制8、 因子依赖性和非依赖性两种机制介导转录的终止：（1）不依赖 因子的终止子有两个重要特征：一个反向重复序列，使 RNA 末端形成一个发夹结构在信息链上有一连串的 T，因而 RNA 末端发夹结构之后紧接着出现一串 U，RNA/DNA 杂交分子的rU-dA 碱基对结合力较弱，当发夹结构形成时，RNA聚合酶停止移动，RNA 链从 DNA 上脱落。（2）有一些基因的 RNA 转录终止阶段依赖 因子。当 RNA 聚合酶移动至终止子部位时， 因子与其结合，并发挥 ATP 酶和解链酶活性，使 RNA 与 DNA分离，转录过程终止。9、原核生物的 tRNA 转录后的加工：（1）剪切作用将多顺反子初级转录产物分离并切除- 7 -多余序列；（2）有些 tRNA 分子在 3端需要修复或添加 CCA序列；（3）通过某些碱基的化学修饰在 tRNA 分子中形成稀有碱基。10、真核生物 mRNA 的加工：（1）甲基化鸟苷酸以 5端磷酸基团连接 mRNA5端形成帽子结构。（2）多聚腺苷酸的加入形成 mRNA 的 3尾。（3）mRNA 前体经剪接过程除去内含子序列。（4）mRNA 分子中的少数碱基可被甲基化。（5）RNA 编辑：是通过对 mRNA 的加工使遗传信息在 mRNA 水平上发生改变。11、原核生物转录水平调控：（1）启动子决定转录方向、模板链、转录效率。（2）不同的 因子可以竞争结合 RNA 聚合酶，打开特定的一套基因。（3）阻遏蛋白在转录水平对基因表达具有负调控作用。（4）正调控蛋白结合于特异 DNA 序列后促进基因的转录。（5）倒位蛋白通过 DNA 重组倒位而调节基因表达、（6）RNA 聚合酶抑制物可与 RNA 结合并抑制转录。（7）衰减子可以在转录过程中控制转录水平。12、乳糖操纵子的作用机制（1）乳糖操纵子（lac operon）的组成：大肠杆菌乳糖操纵子含 Z、Y、A 三个结构基因，分别编码半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶，此外还有一个操纵元件 O，一个启动子 P 和一个调节基因I（是调节基因，编码产生阻遏蛋白） 。（2）阻遏蛋白的负性调节：没有乳糖存在时，I 基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列 O 处，抑制 RNA聚合酶与启动子结合，乳糖操纵子处于阻遏状态，不能合成分解乳糖的三种酶；有乳糖存在时，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵序列，乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶。所以，乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控。（3）CAP 的正性调节 ：lac 启动子是弱启动子，在启动子上游有 CAP 结合位点，当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时，cAMP 浓度升高，与 CAP 结合，使 CAP 发生变构，CAP 结合于乳糖操纵子启动序列附近的 CAP 结合位点，激活 RNA 聚合酶活性，促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。（4）协调调节：乳糖操纵子中的 I 基因编码的阻遏蛋白的负调控与 CAP 的正调控两种机制，互相协调、- 8 -互相制约。CAP 结合 DNA 是由 cAMP 控制的。cAMP 结合于 CAP，诱导 CAP 发生构象改变，使之能够结合于特定的 DNA 序列，激活临近基因的转录。cAMP 水平降低时，cAMP 与 CAP 解离，CAP 转回到无活性的构象，并与 DNA 解离，这将关闭葡萄糖以外的其他的与糖代谢相关的操纵子。13、原核生物翻译水平的调控：（1）SD 序列是影响翻译的重要因素：SD 序列的顺序及位置影响翻译起始效率。mRNA 二级结构可以屏蔽 SD 序列。（2）mRNA 的稳定性（降解速度）是翻译调控的另一重要机制。mRNA 的 5端与核糖体结合，可明显提高其稳定性。（3）翻译产物也可以对相应的 mRNA 翻译进行调控：核糖体蛋白控制其 mRNA 的翻译。翻译终止因子 RF2 调节自身的翻译。（4）小分子 RNA 可以抑制特定 mRNA 的翻译。14、真核生物在转录水平的调控：主要是通过反式作用因子、顺式作用元件和RNA 聚合酶的相互作用来完成的，主要是反式作用因子结合顺式作用元件后影响转录起始复合物的形成过程。（1）转录起始复合物的形成是转录的可调控环节：真核生物 RNA 聚合酶识别的是由通用转录因子与DNA 形成的蛋白质-DNA 复合物，只有当一个或多个转录因子结合到 DNA 上，形成有功能的启动子，才能被 RNA 聚合酶所识别并结合。转录起始复合物的形成过程为：TFD 结合 TATA 盒；RNA 聚合酶识别并结合 TFD-DNA 复合物形成一个闭合的复合物；其他转录因子与 RNA 聚合酶结合形成一个开放复合物，开放转录。（2）反式作用因子是真核细胞内重要的基因表达调控蛋白。在转录调控过程中，反式作用因子的作用： 促进或抑制 TFD 与 TATA 盒结合；促进或抑制 RNA 聚合酶与 TFD-DNA 复合物的结合；促进或抑制转录起始复合物的形成。（3）转录起始是由多种激活的反式作用因子进行复合调控1）反式作用因子的活性调节：表达式调节反式作用因子合成出来就具有活性；共价修饰磷酸化和去磷酸化，糖基化；配体结合许多激素受体是反式作用因子；蛋白质与蛋白质相互作用蛋白质与蛋白质复合物的解离与形成。2）反式作用因子与顺式作用元件的结合：反式作用因子被激活后，即可识别并结合上游启动子元件和增强子中的保守性序列，对基因转录起调节作用。3）反式作用因子的作用方式成环、扭曲、滑动、Oozing。4）反式作用因子的组合式调控作用：每一种反式作用因子结合顺式作用元件后虽然可以发挥促进或抑制作用，但反式作用因子对基因调控不是由单一因子完成的而是几种因子组合发挥特定的作用。15、反式作用因子三个基本特征一般具有三个功能域：DNA 识别结合域、转录活性域和结合其他蛋白结合域；能识别并结合上游调控区中的顺式作用元件；对基因的表达有正性或负性调控作用，激活和阻遏基因的表达。16、反式作用因子结构域具有多种结构模式：1、DNA 结合域有不同的结构模式：锌指结构借助半胱氨酸和组氨酸与锌离子结合；同源结构域具有螺旋回折螺旋结构：亮氨酸拉链结构使两个单体结合并形成 DNA 结合域。螺旋-环螺旋结构易于形成二聚体碱性 -螺旋含较多的碱性氨基酸。2、转录活化结构域是反式作用因子的转录激活区。其模型有：酸性 -螺旋结构。带有负电荷的 -螺旋区。富含谷氨酰胺结构域存在于多种转录因子中。富含脯氨酸结构域 常与 DNA 结合结构域相连。17、真核生物转录后水平的调控机制mRNA 的加工和运输可形成转录后水平的调控：5端加帽和 3端多聚腺苷酸化的调控意义：5端加帽和 3端多聚腺苷酸化是保持 mRNA 稳定的一个重要因素，它至少保证 mRNA 在转录过程中不被降解。mRNA 选择性剪接对基因表达调控的作用mRNA 运输的控制调节进入细胞质的 mRNA 量。18、受体的作用：（1）识别外源性信息分子，与受体相对应，信息分子亦可以称为配体；（2）将配体的信号进行转换，使之称为细胞内分子可以识别的信号，并传递到其他分子，引起细胞的应答。19、受体与信息分子的结合特点： 高度亲和力 高度特异性- 9 - 可逆行 可饱和性 放大效应。 特定的作用模式20、受体的分类：（1）细胞表面受体：水溶性、表面信号分子：离子通道受体、G 蛋白偶联受体、单次跨膜受体。（2）细胞内受体：脂溶性化学信号。可以位于细胞质也可以位于细胞核内。21、信息分子的化学本质(1)蛋白质多肽类 (2)氨基酸衍生物：如肾上腺素、去甲肾上腺素、多巴胺等。(3)脂类化合物：固醇类化合物：糖皮质激素、性激素等，磷脂类化合物：1磷酸神经酰胺，溶血磷脂酸，甘油二酯(4)其他小分子：核苷酸衍生物、NO、CO 等 22、信息分子的作用特点(1)亲水性 ：不能穿过细胞膜的脂质双分子层，而需要与细胞膜上的受体相结合，把信息转入靶细胞。 (2)亲脂性：能穿过细胞膜，进入细胞内，形成信息分子-受体复合物，引起效应。 (3)信息分子由信息细胞释放分泌，经运输系统，达到靶细胞，与特异性受体结合，产生细胞内的第二信使，作用于效应分子，产生效应。23、信息分子的种类(1)激素 主要指内分泌激素 (2)神经递质 (3)细胞因子24、接头蛋白的结构域接头蛋白也称调控结合元件(modular binding domain) 即信号分子中存在着的一些特殊的结构域，大约 50-100 个氨基酸构成，信号分子通过这些特殊结构域相互识别和作用而有序衔接，形成不同的信号传递链。SH2 结构域 信号分子与含磷酸酪氨酸蛋白分子SH3 结构域 信号分子与含脯氨酸蛋白分子PH 结构域 磷脂分子 PIP2、PIP3PTB 结构域 同 SH2 ：信号分子与含磷酸酪氨酸蛋白分子信号转导途径及作用机制 25-3125、离子通道型受体及信号转导 这种受体本身就是离子通道，这种通道的开放与接受信息分子（神经介质）的控制紧密连接，少量的神经介质能短暂快速的打开或关闭离子通道而改变某些离子的通透性。如骨骼肌细胞的乙酰胆碱受体 26、G 蛋白的循环和活化：(1)G 蛋白的组成 ：三聚体 G 蛋白由 、 三种亚基组成。 亚基具有 GTP 水解酶活性，又有调节效应蛋白作用， 和 亚基具有调节 亚基作用，也有调节效应蛋白的作用，而且 亚基上有脂链，故具有固定作用。这三个亚基可以聚合在一起形成 三聚体，也可以解离为 和 形式。当 G 蛋白与 GDP 相结合时无活性，而与 GTP 结合时则活化成激活状态。(2)G 蛋白循环：受体与信息分子结合后，受体构象改变，并使与受体相偶联的 G 蛋白构象改变，使 GTP 置换了GDP。G 蛋白激活后，离开受体并解离成 和 亚基 GTP， 亚基水解 GTP，并调节腺苷酸环化酶的活性，调节细胞内 cAMP 等第二信使的浓度，从而把信息传导给下游分子，同时，与 亚基结合的 GTP 水解成 GDP，然后 亚基 GDP 复合物重新与 亚基结合形成无活性的三聚体，完成一次信息传导。G 蛋白这种有活性和无活性状态的转换称为 G 蛋白循环27、(G 蛋白偶联受体信号转导通路 I)(1)cAMPPKA 途径-活化：信号分子与受体结合，引起受体构象变化受体活化 G 蛋白（结合 GTP， 与 解离）活化后的 G 蛋白激活腺苷酸环化酶（ AC）AC 催化 ATP 生成 cAMPcAMP 活化 PKA（依赖 cAMP 的蛋白激酶）PKA 使目标蛋白磷酸化，调节代谢酶的活性或调节基因的表达(2)cAMPPKA 途径-失活：信息分子与受体解离，受体失活G 蛋白失活（GTP 被水解成GDP， 亚基重新聚合）AC 失活cAMP被磷酸二酯酶水解PKA 失活28、(G 蛋白偶联受体信号转导通路 II)IP3-Ca2+信号途径：(1)信号分子与受体结合，引起受体构象变化(2)受体活化 G 蛋白(3)活化后的 G 蛋白激活 PLC(4)PLC 水解 PIP2 生成 IP3 和 DG(5)IP3 使钙通道打开，细胞内 Ca2+升高(6)Ca2+与 CaM 结合，激活 Ca2+-CaM 依赖的蛋白激酶(7)Ca2+-CaM 依赖的蛋白激酶使目标蛋白磷酸化。29、(G 蛋白偶联受体信号转导通路 II)PKC 途径- 10 -(1)信号分子与受体结合，引起受体构象变化(2)受体活化 G 蛋白（结合 GTP， 与 解离）(3)活化后的 G 蛋白激活 PLC(4)PLC 水解 PIP2 生成 IP3 和 DG(5)DG 与 Ca2+共同活化 PKC(6)PKC 使目标蛋白磷酸化30、(酶偶联受体)胰岛素受体介导的信号传导通路（1）胰岛素受体介导的 IRS-1-Ras-MAPK