原核转录与真核转录的比较

1、原核转录与真核转录的比较答:1 原核生物中mRNA的转录与翻译几乎是同步发生的,而真核生物,转录是发生在细胞核内,翻译则在核外进行.转录合成的RNA必需穿出核膜才发挥作用. 2 RNA聚合酶不相同,原核生物中RNA由一种聚合酶合成.真核生物中有三种类型的RNA聚合酶. 3 启动子不同 真核生物的启动子与原核生物的很相似,也位于转录起始部位的5/端,但存在着几个重要区域.例如在距起始部位最近的一个是-25区,称为TATA匣子,与原核生物的-10顺序(TATAAT)很相似. 4 转录后RNA加工修饰不同 其中mRNA最为突出.真核生物mRNA分子的寿命较长,不像原核生物的只有几秒钟.而且不用加工修

2、饰.真核生物mRNA在5/和3/端都要修饰, 5/端要形成一种称作帽子的复杂结构. 3/端则要加上一段多聚腺嘌呤核苷酸poly(A)的顺序。Replicator:起始子，决定DNA复制起始的序列。Initiator:起始因子，识别并作用起始子，启动复制的蛋白质。必需氨基酸（essential amino acid）:必须从食物中摄取，以维持生物体正常功能的氨基酸，赖（Lys）、苏（Leu）、异亮（Ile）、苯丙（Phe）、甲硫（Met）、缬（Val）、色（Trp）。蛋白质一级结构（primary structure）：蛋白质的多肽链中氨基酸的排列顺序，包括二硫键位置。特点为是基础结构、稳定结构

3、。测定蛋白质一级结构的一般步骤（1）测定蛋白质分子中的多肽链数目（2）拆分蛋白质分子的多肽链（3）测定多肽链的氨基酸组成（4）测定多肽链的C端（肼解法）和N端（丹磺酰氯法）残基（5）断裂多肽链内的二硫键（6）用两种以上的方法将多肽链断裂为数个肽段（E法和化学法（溴化氰法）（7）测定肽段的氨基酸顺序（Edman法）（8）用拼版法确定多肽链的氨基酸排列顺序（9）确定肽链间的二硫键蛋白质一级结构测定的常用方法末端残基的测定：N-端残基的测定：丹磺酰氯法（DNS）,该法原理与Sanger法相同，但产物有荧光，因此灵敏度高。Edman 法氨肽酶法。（2）C-端残基的测定：肼解法、还原法、羧肽酶法。二硫键

4、的断裂与巯基的保护。多肽链的断裂：至少要用两种不同的方法酶法化学法。酶法：用不同的蛋白酶水解同一肽链，得到不同的肽段，常用的蛋白酶及其专一性为：胰蛋白酶：羧基端为Lys和Arg的肽键；胰凝乳蛋白酶：羧基端Phe,Trp和Tyr的肽键；化学法：常用溴化氰法。肽段氨基酸顺序的测定：常用Edman法。多肽链氨基酸顺序的确定：拼版法。稳定蛋白质三维结构的作用力（1）氢键（2）离子键（3）配位键（4）疏水作用：是在极性环境中，氨基酸的疏水基团之间的聚集力。（5）二硫键 是Cys残基的硫氢基之间通过氧化形成的共价键，存在较少，但是由于它是共价键，所以在维持蛋白质分子构象中也起主要作用，分为链间二硫键和链内

5、二硫键。（6）范德华力 当分子间结合的结构最匹配时，范德华力最大。蛋白质的立体化学原理（1）肽键平面（peptide plane）形成原因：共轭，肽键不能自由旋转。结果：形成刚性平面，又叫酰胺平面。（2）二面角（dihedral angle）共用同一原子的两个平面间的夹角称为二面角，决定主肽链骨架的构象。（3）非键合原子最小接触距离 决定R基及其原子在空间的排列。蛋白质的二级结构（secondary structure）在规则氢键指导下，局部主肽链在空间的排列。1、螺旋（helix）：螺旋的表示方法 “nsR或L”，其中n表示上升一圈的氨基酸数，s表示氢键形成的环中所含的原子数，R或L表示螺旋

6、的旋转方向。2、折叠片（-pleated sheet）：多个折叠股平行排列通过氢键形成折叠片。平行的每个重复周期为0.65 nm，反平行0.7nm。3、回折（reverse turn）或称转角（turn）。4、-发夹（-hairpin）：它是由一条构想伸展的肽链弯曲，彼此靠近并呈反向平行的发夹状状结构（刚性结构），包含10或11个氨基酸残基，两条等长的肽段依靠16个氢键连接起来。5、无规则卷曲（random coil）：这是一种没有一定规律的结构（软性结构），但是又是蛋白质执行功能的结构部位。6、三股螺旋（triple-stranded helix）：存在于胶原蛋白（甘脯羟脯）中的一种特殊结构

7、，胶原蛋白分子由三条分子量约为120000的肽链组成。每条肽链形成左手螺旋（特点是轻微的螺旋），但内部没有氢键，三条这样的螺旋又形成右手三股螺旋，肽链间借助Gly残基的肽键之间形成氢键交联在一起，是一种超螺旋结构。7、-突起（-bulge）：在-折迭结构中片层出现弯曲，使局部肽链之间不是平行结构。蛋白质的超二级结构（super secondary structure）：指相邻二级结构单元按一定规律组合，形成空间上可以区别的结构单位。类型：1、卷曲的卷曲-螺旋（，coiled-coil-helix）2、x单元 两段平行的-折迭借助一个二级结构单元连接组成。当X=-折迭时，则形成；当X=-螺旋时，

8、则形成；当X=无规则卷曲时，则形成C。最常见的是三段平行-折迭和两段-螺旋，这类结构称为Rossmann结构。3、-迂回（- meanter）:由几个相邻反平行的折迭互相结合，中间由短链连接形成的结构。4 、回型拓扑结构5、-折迭桶（-barrel）：是大的折迭片层发生扭曲，最后卷曲成桶状的结构，其-折迭可以是平行的，也可以是反平行的。6 、-螺旋-回折-螺旋（-helix-turn-helix）这是两个-螺旋经一个回折连接起来的结构，两个螺旋互成一定的角度。蛋白质的结构域（doman）：蛋白质一条多肽链上出现紧密的、相对独立的区域。类型：-螺旋结构域-折叠结构域+结构域/结构域无规则卷曲结构

9、域-回折结构域蛋白质的三级结构（tertiary structure）：是指蛋白质分子中全部原子的空间排列。球蛋白都具有三级结构。三级结构特点1球状蛋白往往利用各种结构单元折叠成紧密的球状结构，各种结构单元所占的比例与蛋白质种类有关；2球状蛋白质分子的疏水基团主要趋向于内部，而亲水基团主要分布于表面，内部的疏水基是稳定的蛋白质结构的主要部分，而外部的亲水基团有利于蛋白质稳定的存在于极性的细胞环境中；3蛋白质表面的下陷区往往是蛋白质执行功能的部位；4同类球状蛋白具有基本相同的三级结构，不同的球状蛋白其三级结构是不同的，这是球状蛋白结构的专一性，但这种专一性也不是一成不变的，而是常发生一些必要的构

10、象变化，这种专一性和灵活性的统一是蛋白功能多样性、复杂性的结构基础。蛋白质的四级结构（quaternary structure）就是亚基在空间的排列方式。含有亚基的蛋白质称寡聚蛋白。亚基之间的主要的作用力是疏水作用力。四级结构的优越性减少遗传错误；扩大功能；节省模版；形成一定得几何构型，从而形成特殊结构的蛋白质。蛋白质的结构原则1、手性原则（handed principle）：即蛋白质从低级结构形成高级结构时要遵从右手原则。螺旋是以右手螺旋为主，平行的折迭相互连接是右手连接，折迭片层比较大时，要发生扭曲，扭曲的方向也是右手扭曲。2、疏水表面积最小原则3、自我装配原则。波尔效应PH对血红蛋白对氧

11、亲合力的影响，生理意义：在机体组织中因其低，有利于氧的释放，使组织能比氧分压降低获得更多的氧，氧的释放又促进血红蛋白与、的结合以补偿的降低；在肺部由于氧分压高，有利于、的释放与氧的结合。*摄入过多的脂肪会怎样？答：酸性体质，血液PH低，不利与血红蛋白结合氧，会使机体无力，脂肪分解过快，产生酮体，易造成酸中毒。*烫发：人工使二硫键改变。头发卷直软硬与二硫键的位置和多少有关。核酸的分类 包括DNA和RNA（tRNA、mRNA、rRNA、SnRNA、其它）。 DNA的结构：1、特点a.反平行双链右手螺旋；b.糖-Pi在螺旋线上；c.碱基伸向内部其平面垂直于轴；d.A=T、G=C；e.直径=2nm，一

12、圈上升10对核苷酸，螺距为3.4nm；f.大沟、小沟。2. 稳定作用力 氢键（碱基之间，横向力）；碱基堆积力(包括纵向的疏水作用力和碱基间p电子的相互作用)（主要）；相反电荷作用。DNA双螺旋构象的多样性1、B型DNA ：天然，大多数生物的DNA都是属于这种类型。2、A型DNA ：B型DNA脱水后变成A型DNA。3、Z型DNA ：为左手双螺旋， DNA二级结构的多样性A、B、Z、3链、4链DNA的状态和功能+意义：有利于基因的表达调控，有利于DNA的稳定。三链及四链DNA 1三链DNA：三链结构是在正常的双螺旋结构中第三链结合在大沟中，从而形成局部三链结构。三链中正常T-A链间为反平行，第三股

13、链与A链为平行。功能与基因调控有关，且第三股链只与特定区域结合它的存在使调控蛋白及酶难以结合，从而关闭基因，抑制解螺旋。2四链DNA（Ttraplex）：在染色体的端粒处，有（T4和G4）序列，两条链上各8个G形成局部四链结构。双螺旋结构的局部构象1、碱基对平面 ：形成这种构象的原因是碱基之间的互相积压。2、碱基对旋转角：平均为36°。局部构象是DNA结合蛋白识别的标志 。DNA的三级结构DNA的三级结构是指DNA的超螺旋结构。1、超螺旋DNA（Supercoiled DNA）：松弛态（relaxed state） DNA中心轴与平面平行即不扭曲的状态。超螺旋：双螺旋结构的DNA再次

14、扭曲形成的螺旋结构。右旋超螺旋-负超螺旋；左旋超螺旋-正超螺旋。2、细胞中的DNA：细胞中原核、真核DNA都以负超螺旋存在。超螺旋的重要性1超螺旋化使分子致密，易包装；2超螺旋化是DNA转录复制的需要。超螺旋是一种受力状态，负超螺旋引起互补链分开，局部变性。Z-DNA的形成对超螺旋化有意义，如BZ（1个圈），DNA超螺旋结构就会发很大变化。RNA的结构特征1、碱基组成：AGCU,区别DNA：AGCT；2、一级结构：基本组成单位：核苷酸（AMP、GMP、CMP、UMP）；核苷酸链接键：3-5磷酸二酯键；存在状态：单链，少数为双链，长度：65至60000bp。RNA构象元件（RNA有7种结构,DN

15、A有5种结构）：双螺旋、内部环（双螺旋中间出现的环，是两条链形成的）、单碱基突起（一个碱基未形成氢键）和突环（在双螺旋的中间部位且是一条链是单链，而另一条链是完整的碱基配对，是由一条链形成的）、发夹环（一个双螺旋自身的两条链形成的环）、多分支环或结合环（连接多个双螺旋结构）、假结（在一级结构上不连续的碱基，空间上形成的另一种氢键，三级结构才能看见，二级结构不配对）、单链区mRNA结构 原核生物mRNA为多顺反子mRNA（polycistron），即一条mRNA可编码几条肽链，无帽子结构和尾巴，不含稀有碱基，半寿期短，二级结构有丰富的自身回折产生的双链区。真核生物mRNA为单顺反子mRNA（mo

16、nocistron），即一条mRNA只编码一条肽链，5有帽子结构3有尾巴，含少量稀有碱基，半寿期可达一小时。tRNA结构一级结构：分子量25000左右，7399个核苷酸，大多数是76个核苷酸含有较多的稀有碱基3为CCA 5端磷酸化。二级结构：三叶草型。三级结构：倒L型snRNA(small nuclear RNA):小分子核RNA，分布于细胞核，80260个核苷酸，沉降系数48S，普遍存在于各种真核生物中，由于富含尿嘧啶，所以以U系列命名。功能：多样化，U1、U2、U4、U5、U6与蛋白质（剪接体）结合参与mRNA的剪接，U3与rRNA加工有关（转录后加工）等。SnoRNA(small nuc

17、leolar RNA):小分子核仁RNA，存在于真核生物细胞核的核仁部分，功能为参与rRNA的加工，影响rRNA及其前体的形成，指导甲基化位点的形成等。反义RNA（antisenseRNA）指能与mRNA进行互补结合的单链RNA，具有调节作用。（与mRNA结合，使转录不进行，由于基因的过量表达，双链RNA有酶切断，发生基因沉默。）核酶（robozyme）：具有催化活性的RNA。核酶的催化方式自我剪接（self-cleavage）：这些RNA可以对自身进行催化，自己催化自己的多核苷酸链分解 ；自我剪切（self-splicing）：即RNA对自身的多核苷酸链既催化其水解，又可将成熟片段连接起来。

18、具有特殊结构，如锤头结构、发夹结构、斧头结构；分子间催化。脱氧核酶(deribozyme)：具有催化活性的DNA：RNA的切割作用：以金属离子为辅助因子Mg2+ Zn2+ Mn2+ Ca2+等；以氨基酸为辅助因子；无辅助因子；DNA切割作用：类脱氧核酶：需维生素C和Cu2+ 参加；类脱氧核酶：只需Cu2+参加；过氧化物酶活性；DNA激酶活性可使DNA5，端磷酸化；DNA连接酶活性 。DNA一级结构的测定最常用的方法为双脱氧法（Sanger法）DNA的一级结构测定体系模版和引物：模版为需测序的单链DNA片段；可以与模版互补的带放射性标记（有时用非放射性标记）的引物双脱氧核苷三磷酸参与DNA 复制

19、的酶（DNA聚合酶）与底物(4种dNTP)。离心分离的基本原理分子量越大的分子，被分离的越远。在一定离心场中，颗粒的沉降速度不仅与离心力有关，而且与颗粒大小、密度以及介质黏度有关，一组不同的颗粒在同一条件下离心时则可以根据它们的密度和颗粒大小而分离。离心场产生的离心力的表示 习惯使用法：转速-转/分（r/min）；缺点：如果旋转半径不同，则粒子所受的离心力不同。标准法：相对离心力（RCF），表示方法：数字*g（g为重力加速度，即相对离心力为重力加速度的倍数）相对离心力与转速的换算：计算法：RCF=1.119*10-5*（r/min）2*r*g g:9.8kg.m/s2. 图表法：根据旋转半径r

20、、RCF、r/min的列线计算图进行换算。离心技术沉淀离心：选定一定得时间、速度进行离心，使样品液中的大的固型物与液体分离，从而获得沉淀或上清液，又称为固液分离法，使用普通离心机。差速离心（差级离心、差分离心）在均匀介质中，利用各种物质粒子沉降速度的不同而分批分离的方法。（至少需要2个离心力）密度梯度分离（超速离心机）原理：利用各种粒子的沉降速度和浮力密度差，当一定粒子到达与其密度相同的梯度位置时停止沉降，不同粒子处于不同位置，则得到了分离。用途：是制备高纯度物质的常用方法。电泳原理 v=(*q)/(6) v:泳动速度 :电场强度 q:粒子电荷数 r:颗粒半径:介质黏度 粒子的泳动速度与电场强

21、度成正比,与粒子电荷成正比,与颗粒半径成反比,与介质黏度成反比。聚丙烯酰胺凝胶电泳PAGE 凝胶的结构：立体网状；凝胶聚合原理：在TMED（四甲基乙二胺）催化过硫酸胺还原产生的自由基的存在下，丙烯胺单体的乙烯基聚合形成聚丙烯酰胺的线状长链，在交流剂甲叉双稀酰胺的参与下的共聚合仅反应中，聚丙烯酰胺的交联形成三维带状网络结构，网格孔径的平均直径决定于丙烯酰胺和双功能交联剂的浓度。聚合方法：光聚合、化学聚合。凝胶性质 A机械强度高、有弹性、透明；B性质稳定；C有分子筛效应，抗对流；D亲水且为中性；E不溶性，不污染样品，可微量操作；F通过控制凝胶浓度，孔径大小可以控制。电泳分离原理（1）浓缩效应 1、

22、胶层不连续2、离子成分不连续3、电位梯度不连续4、PH不连续。（2）分子筛效应凝胶孔径与蛋白质分子大小在一个数量级，各种蛋白质都可通过，但是阻力不同，小分子可很容易的通过，大分子需要从凝胶孔中挤过去。（3）电荷效应。凝胶电泳类型（1）圆盘电泳（2）垂直板凝胶电泳：优点为表面积大，易控制温度，多个样品条件相同，可进行双向电泳，放射自显影。等电聚焦凝胶电泳（IEF）1、原理：在凝胶中形成了浓度梯度（1）两性电解质载体：两性电解质载体为多羟基、多羧基化合物，因此具有等电点，氨基、羧基比例不同，其等电点也不同，两性电解质载体也具有缓冲作用。（2）PH梯度的形成.（3）电泳分离蛋白。SDS凝胶电泳 1、

23、样品处理：样品蛋白中加入SDS、巯基乙醇，巯基乙醇的作用 打开二硫键；SDS作用：作用于亚基。2、电泳：不同蛋白质的区别只有分子量，因此电泳后可按分子量的大小不同而分离，但是测出的只是亚基的分质量，为了得到蛋白质的分子量，电泳时必须加标准蛋白marker一起电泳。凝胶层析（gel chromatography）1、凝胶结构与性质；结构：立体网状；单体：葡萄糖；交联剂：甘油；性质：稳定，不溶性。2、分离原理：蛋白质在凝胶中的速度决定于内水、外水的分配系数.大分子不进入颗粒速度最快，小分子完全进入颗粒速度最慢，中等大小分子速度中间；3、操作：溶胀-装柱-层析-再生；4用途：a脱盐b分离提纯蛋白质c

24、浓缩d测定分子量。亲和层析原理 生物物质之间有专一性。特点：效率高，纯度高，可纯化细胞，条件温和。离子交换层析1、离子交换剂：弱酸型的CM-纤维素、弱碱型的DEAE-纤维素。2、分离过程：不同蛋白质所带电荷不同，与交换剂的结合力也不同，通过改变洗脱液离子强度或PH，可将蛋白质根据其结合力从弱到强依次分离。核酸的合成 原核细胞含一个染色体，真核细胞含多个染色体，细胞分裂前，DNA会发生复制。复制完毕则细胞分裂。染色体外的遗传因子，有的受染色体控制，而与染色体DNA同步复制，有的不受控制则在细胞周围的任何时期都可复制。DNA复制（replication）:以亲代DNA为模板指导合成相同的子代DNA

25、分子的过程。DNA复制的方式-半保留复制。DNA的复制方式有三种，全保留、半保留和分散式。放射自显影法 用带3H的T标记大肠杆菌DNA，用溶菌酶去掉细胞壁，释放出完整的DNA铺在透析胶上，盖上感光胶片，若干星期后3H 处则被B射线感光，显影后，就勾画出DNA分子形状在光学显微镜下可观察DNA复制的过程 1，顺序性：指DNA复制时是先局部解开两条链，再复制且边解链边复制：2，复制的起始位点:原点局部双链解开，形成复制眼（复制起点不是任意的，而是固定的，原核生物有一个起点，真核生物多个起点）；3，复制方向：单向复制，即只形成一个复制叉；双向复制，形成两个复制叉。（分子中正在复制的部位称为复制叉，它

26、是由两股解开得亲代链和在其上新合成得子链、酶、因子组成）。4，双向复制的对称性 对称复制 两个复制叉移动速度相同，对于环形DNA来说，其终点在原点180°处。不对称复制两个复制叉移动速度不同。6复制子（replicon）:从一个原点起始复制的DNA （原核细胞只有一个原点，即只有一个复制子）。5.半不连续复制:DNA聚合酶作用下，5-3开始合成，5-3方向与解链方向一致，则连续复制；另一条3-5方向的不能连续复制，则产生冈崎片段，是由DNA聚合酶控制的。冈崎片段（Okazaki）：冈崎用3H标记噬菌体感染的大肠杆菌、然后短时间内分离DNA，则得到1000碱基左右的片段，真核生物则为1

27、00-200个核苷酸片段，称为冈崎片段。结果：半不连续复制。连续链叫先导链；不连续链叫后随链；二者差一个冈崎片段。机理 两条模板链中3-5方向的模板其子代DNA合成是连续的，这条子代DNA 叫先导链，而5-3方向的链是不连续合成的，随着复制叉的移动要先合成小片段，然后连起来，这条子代DNA链叫滞后链或随后链。问题：真核生物DNA比大肠杆菌的DNA大的多复制叉移动速度慢10倍，据此计算真核细胞DNA 复制需用几个星期，实际上只用6-8小时（因为真核细胞DNA有多个原点，整个分子分为多个复制子，且都为双向复制）。5-3外切：去除引物，填补缺口。3-5外切：校对。IV和V一般不参与修复，专性很低，没

28、校对功能。I和II是主要修复。SOS对微点损伤后，不按碱基配对原则来修复，对进化有用，使基因突变。参与DNA复制的酶和辅助因子：1.DNA聚合酶 催化反应的要点：底物：四种dNTP；模板：DNA链；聚合方式：5-3；条件：聚合反应必须有引物存在。2.引发酶（primase）:功能：可能从无到有地以DNA为模板，催化合成一小段与DNA互补的RNA即引物。其本质是RNA聚合酶，有1060个核苷酸组成。引物酶本身无活性，只有与另外6种蛋白质结合为引物体（primosome）才可催化引物的合成；3，DNA连接酶（ligase）功能：将复制过程中形成的DNA片段用35磷酸二酯键连接起来；4，DNA解螺旋

29、酶（helicase）（解链酶）功能：DNA的双螺旋解链，解开一对碱基，需两分子ATP。作用点：DNA上局部单链处，向双链方向解链。5，单链结合蛋白（single strand binding protein SSB）MW:74000,四聚体，可与由解链酶解开的单链结合。功能 防止单链再次形成双链，防止核酸酶水解多核苷酸链，保护DNA。原核SSB对单链DNA结合有高度协同性，真核SSB无协同性。可重复使用。6DNA拓扑异构酶（topoisomerase）DNA构象的拓扑关系 引入副超螺旋（右旋）。减少螺旋，引入正超螺旋（左旋），增加螺旋，通过催化DNA拓扑结构的变化，减少由于解链形成的张力和合

30、成的子代DNA形成双螺旋。 控制DNA拓扑结构的酶为DNA拓扑异构酶。（1）拓扑异构酶 首先在大肠杆菌种发现，过去称为-蛋白，分子量为11000，一条肽链，它可切断DNA一条链，增加一个螺旋，再接起来，所以它可消除负超螺旋，可增加正超螺旋，不需供能系统。 功能：1，双链DNA超螺旋与松弛态和相互转换。2，单链结状DNA和环状无结状DNA的相互转换。3，单链互补环状DNA正、负形成环状DNA。4，双链环状DNA环连和解环连。（2）拓扑异构酶 E.coli中，MW=1400000为四聚体，A2B2,真核生物中该酶分子量为390000二聚体，它可使DNA两条链同时裂解，然后再连接，结果引入负超螺旋，

31、这是需能过程，能量由ATP供能.拓扑异构酶的功能：双链DNA超螺旋与松弛态的相互转化。单链结状DNA和环状无结状DNA的相互转化。单链互补环状DNA正、负链形成环状DNA。双链环状DNA环链或解环链。去除解螺旋的张力。7.端粒酶 是个核蛋白，保护能够表达的DNA不被水解。组成：蛋白质和DNA。性质：两个亚基，一个是催化亚基，一个是调节亚基。功能 以酶分子中的RNA片段为模版，在染色体DNA36端合成一段DNA。生理意义由于复制过程中，3-端引物切除以后聚合酶1无法填补，就造成了3-端的缩短。端粒酶可以补充染色体末端的丢失，防止细胞衰老。真核生物DNA复制需要的酶：真核生物DNA聚合酶aby&a

32、mp;e.a功能：合成引物与一小段DNA。b功能：DNA损伤修复。y功能：线粒体DNA的复制。&功能：复制的主要酶。e功能：修复；填补缺口。DNA复制机理1，起始：DNA分子上有特定的起始位点，在一些因子的作用下，DNA部分解链，形成一个“复制眼”（replication eye）/复制泡。2，延长。3，终止： DNA复制无特定终止位点，复制链接到达前面已复制成的片段则自动终止。真核生物DNA复制机制：1起始2延长：与原核生物基本一致。3终止：两复制叉相遇，与原核生物相似。4端粒的复制与端粒酶。端粒酶：保护DNA末端，防止细胞老化。真核生物DNA复制方式1、染色体DNA复制方式： 多复

33、制子复制 即DNA上先形成几个复制眼，双向复制。“眼”扩大互相相连，形成“大眼睛”后完成整个DNA的复制,形成两个DNA分子2 、线粒体DNA复制方式 ：D环复制模型。原核生物DNA的复制方式：1凯恩斯模型2滚环模型，均为双链环状DNA复制方式。3单链环状DNA复制方式。4线粒体DNA复制方式反转录（逆转录） 以RNA为模版合成DNA的过程。反转录酶：存在于真核生物的RNA肿瘤病毒中；催化特性：1以四种dNTP为底物，需模版和引物2 以病毒RNA为模版，合成互补DNA3 具有核糖核酸功能，水解RNADNA杂合分子中的RNA4 以自己合成的DNA链为模版合成互补的的DNA，从而形成双螺旋分子。催

34、化过程：1以RNA为引物合成负链DNA。2完成了RNA反转录为cDNA的过程。DNA损伤修复1 光复活2 切除修复：属于复制前的修复3 重组修复：复制中的修复4 SOS修复：碱基乱配。 反转录的特点：1三种反应（RNA-DNA，RNA降解，DNA-DNA）由一个酶催化。2负链DNA合成的天然引物是tRNA,是引物的3端18bp与RNA互补结合。正链合成的天然引物是分解后的RNA片段。3实现了两次跳跃。4cDNA的两条链是分步合成的。转录（transcription）:在DNA指导下合成RNA的过程.1 局部转录；RNA的转录只转录DNA的部分信息；转录时每次转录一个转录单位，转录单位从RNA转

35、录起始到终止的DNA序列。2 不对称转录：只以一条DNA链为模版合成RNA的过程，其中模版链也叫反义链与模版链互补的链因为与RNA链碱基序列基本相同，所以叫模版链（coding strand）也叫正义链(sense strand)。3 转录产物：编码mRNA的基因叫结构基因（structural gene），因其最终产物是蛋白质。编码是其他RNA的基因叫非结构基因，因其最终产物是RNADNA复制中的损伤：1碱基错配2核苷酸插入或删除3校对的疏忽。DNA损伤的修复：1错配修复2切除修复：碱基切除修复核苷酸切除修复偶联转录切除修复3直接修复光复活去甲基4重组修复（修复后损伤点还在）5SOS修复6断

36、链修复单链断裂修复双链断裂修复复制双链断裂直接双链断裂修复（重组修复）。RNA聚合酶 性质:以四种NTP（ATP 、GTP CTP UTP ）为底物，以DNA链为模版，按照碱基配对原则，将相应的NTP的5 磷酸与上一个核苷酸3羟基形成3-5磷酸二酯键,即合成方向为5-3方向,聚合反应不需要引物。转录四个阶段 识别启动子，聚合酶结合于双链，寻找基因的调控区域，识别启动子起始，聚合酶停泊在启动子上，从局部序列解旋，形成转录跑开始，到合成转录产物中最初几个核苷酸磷酸二酯键的合成延伸，聚合酶沿着双链运动，转录泡随之前进，前方的双螺旋不断解旋，暴露出心的单链模版片段终止，聚合酶识别转录终止信号，停止合成

37、磷酸二酯键，转录复合物解体释放解体释放转录产物。真核细胞RNA的转录机理与原核RNA转录机理基本相同。主要不同之处为：1. 启动子复杂2. 需要多种因子参与3. RNA聚合酶不同。真核RNA聚合酶有三种，即RNA聚合酶I、 II、 III。原核生物转录的机理：起始：搜索、结合启动子形成封闭复合物形成开放复合物形成三元复合物因子的解离延伸：聚合酶的变化与运动：酶的变化：因子离去，全酶变为核心酶，亲和力降低。运动方式：蠕虫运动。链的生成双螺旋模板的拓扑变化终止：聚合酶到达终止子，则停止转录。终止子（terminator）：能够使转录停止的序列。终止子特点：富含、的反向重复序列末端有连续的对。终止因

38、子：能够帮助终止子进行终止的蛋白质。强终止 只依靠终止子和部分因子就可使转录停止，并释放合成的链和聚合酶弱终止 不仅需要终止子，而且需要r因子才能停止转录并释放RNA和RNA聚合酶的终止方式。又叫依赖于r因子的终止子。核心启动子：1.-35区，功能：RNA聚合酶识别位点，对聚合酶全酶有很高的亲和力。.区，功能：聚合酶紧密结合位点，决定转录方向，开始解链区。因子的功能：识别核心启动子，使聚合酶全酶结合与启动子部位，并开始转录。RNA转录后的加工1. rRNA加工：（1）剪接（2）修饰：主要是甲基化2.tRNA的加工（1）剪切(2) 修饰：3加CCA。剪切加工后，全部的真核tRNA和原核细胞中一大

39、类tRNA无3端的CCA，需要在修饰加工中加上。其它修饰：如还原、糖苷键移位、甲基化等。 3.真核mRNA的加工 （1）5¢加帽子，3¢加尾巴（2）剪接：真核细胞的蛋白质基因是断裂基因，即一个基因中有的片段具有指导合成蛋白质的信息，而有的片段无此信息。DNA和hnRNA中在mRNA中出现的相应序列称为外显子。DNA和hnRNA中在mRNA中不出现的相应序列称为内含子。RNA复制酶 催化性质：以4种NTP为底物，以RNA为模板，按照碱基配对原则进行聚合反应，合成方向为5 3。聚合反应不需要引物。蛋白质合成体系多顺反子mRNA(polycistronic mRNA) 原核细胞m

40、RNA的编码序列可指导几条肽链的合成。单顺反子mRNA(monocistronic mRNA)： 真核细胞mRNA的编码序列只指导一条肽链的合成。mRNA(messenger RNA) ：携带有指导合成蛋白质的遗传信息的RNA。1.结构：原核细胞 mRNA 5端有引导序列，3端有拖尾序列，引导序列之后是编码序列，可直接指导肽链合成。真核细胞mRNA 5端有引导序列，3端有拖尾序列，还有帽子（cap）结构，3端有尾巴(tail),中间是编码序列。3端有尾巴（多聚A200左右个核苷酸）功能：保护作用；5端有帽子结构：0号帽子：结构为 m7G5ppp5 Np；1号帽子：结构为 m7G5ppp5 Nm

41、pNp；2号帽子：结构为 m7G5ppp5 NmpNmp；功能：保护作用，参与蛋白质合成起始2. 遗传密码(genetic code) mRNA编码区核苷酸的排列顺序与肽链中氨基酸的排列顺序的对应方式。密码表的组成 有义密码子编码氨基酸的密码子，61 个；无义密码子不编码氨基酸的密码子，即终止密码子。UAA UAG UGA；起始密码子 作为翻译起始信号的密码子，AUG（GUG）。移码突变（frame shift mutation）：由某一个核苷酸 漏读、重读或者编码区插入、删除一个核苷酸就会使该处之后的读码发生错误而引起的突变。密码的特点 （1）无间断性。密码阅读方向5-3，密码之间无间隔。2

42、）简并性（degeneracy）。一个氨基酸有一个以上密码子的现象。意义：加强翻译的准确性（3）变偶性(wobble)。指翻译过程中密码子与反密码子碱基配对时，密码子的第三个碱基不严格遵守碱基配对原则的现象。（4）通用性。所有生物的遗传密码都是通用的。但是相对通用性，不是绝对通用性。即有少部分生物（如红色面包霉）或细胞器（如线粒体）具有另外的遗传密码。变偶学说的四种关系A：密码的前两个碱基与反密码的相应碱基相成强有力的配对B：反密码的第一个碱基决定给定tRNA所读密码子的数目。第一个碱基为C、A，这种tRNA只能阅读一种密码子；第一个碱基为U、G，这种tRNA能阅读两种不同的密码子；第一个碱基

43、为I，这种tRNA能阅读三种不同的密码子；C：一个氨基酸有不同的密码子时，头两个碱基不同的密码子需要不同的tRNA。D：最少需要32种tRNA来翻译所有64 种密码子；意义 1、保证翻译的速度：密码的第三个碱基与反密码结合的不专一性，说明它们之间的碱基配对是松散的，可保证蛋白质合成时tRNA从密码子上迅速离去。2、保证翻译的准确性：如果密码子第三位碱基发生突变，依然能保证翻译的肽链不变。反密码子 （anticudon）位于tRNA反密码环可与mRNA的密码子碱基配对的三个碱基称为密码子。核糖体（ribosome）原核生物蛋白质合成因子有起始因子（initiation factor, IF）,延

44、伸因子（elongation factor, EF）,终止因子（termination factor, RF）真核生物蛋白质合成因子有起始因子（e IF）,延伸因子（e EF）,终止因子（e RF）。tRNA的种类：起始tRNA专一性识别起始密码子AUG，进P位，结合于mRNA小亚基复合体上；延长tRNA:识别一般密码子，进A位，结合于mRNA核糖体复合体；校正tRNA：识别24个密码子，校正移码突变发生的阅读错误，通过再编码改正。起始复合体包括mRNA,小亚基，起始氨酰tRNA,IF。氨酰-tRNA合成酶的专一性一种酶只识别一种氨基酸和相应的tRNA.氨酰-tRNA合成酶每一个氨基酸有一个氨

45、酰-tRNA合成酶，如果这个氨基酸有几个tRNA，一个酶可以催化所有相应tRNA氨酰化。对氨基酸的专一性：有三个校正过程:（1）氨基酸的结合（2）氨酰-AMP的识别，若不正确则将其水解(3）氨酰-tRNA的识别，若不正确则将其水解对tRNA的专一性：（1）识别特殊核苷酸残基的位点，主要几种在氨基酸臂和反密码臂，也有其它位置。（2）识别tRNA分子的构象（3）识别反密码子氨酰-tRNA合成酶与tRNA的相互作用被人们称为是“第二遗传密码”，这套遗传密码显然要比第一套复杂的多，它在保证蛋白质合成的精确性上其非常重要的作用。大肠杆菌蛋白质的合成 肽链合成的起始：起始信号 起始密码子AUG。SD(Sh

46、ine-Dalgasrnon)序列 位于起始密码上游(5-端方向)10个核苷酸左右，可与16SrRNA3-端的核苷酸序列互补。起始复合体的形成 核糖体分离，氨酰tRNA与起始因子结合。反应过程需要IF-1、IF-2、IF-3三种辅助因子。延长:进位：正确的氨酰-tRNA进入A位的过程。该过程需要Tu、Ts两个因子和GTP参与。水解一分子GTP，使一分子氨酰tRNA到达A位。(2)转肽（3）移位（核糖体移动，mRNA,tRNA不动）：移动距离：3组核苷酸 一个密码，消耗一个键，移动一个密码距离，方向5-3；3、终止。大肠杆菌蛋白质合成延伸部分（1）进位反应：起始tRNA已进入P位点。第二个氨基酸

47、以连接于tRNA的活化形式到达，按照mRNA上密码子的要求进入A位点需要延伸因子EF-Tu和GTP；（2）转位和肽键的合成；（3）移位反应：结合有肽酰-tRNA的mRNA与核糖体相对位置移动一个密码子。结果：1、原来在p位点内的去氨酰的tRNA被移到E位点，准备离开核糖体；2、原来位于A位点内的密码子及其连接的二肽酰-tRNA一起移到P位点内；3、A位点空载，准备接受下一轮的氨基酸tRNA，移位需要延伸因子EF-Tu和GTP。多核糖体（polyribosome）：结合于同一mRNA上不同时间开始翻译的多个核糖体，mRNA翻译过程形成，不同核糖体结合与mRNA不同位置，长度不同。优点：提高mRN

48、A的利用率，加快蛋白质的合成速度，同时合成许多分子，可重复利用。蛋白质合成后加工N-端氨基酸的反应：原核：甲酰甲硫氨酸；真核：甲硫氨酸化学修饰：磷酸化（形成稀有氨基酸）、羟基化、甲基化、乙酰化；结合蛋白的形成；形成特有的空间结构：形成亚基的空间结构以及亚基之间排列的信息存在于蛋白质的一级结构中，但是需要折叠酶和一类蛋白质因子分子伴侣（chaperonin）功能：与折叠过程的蛋白结合，帮助折叠，防止其生成非天然构象，帮助肽键形成特有的空间结构。一级结构决定空间结构的非特定性，肽链剪接，肽链中也有内含子，需经过剪接才能成熟。蛋白质合成抑制剂抗生素：嘌呤霉素(puromycin): 结构类似与氨酰-

49、tRNA3端，可进入A位，形成肽键，但不能进入P位从而终止肽链合成。四环素(tetracyclines)：阻断A位，抑制氨酰-tRNA的结合，终止蛋白质合成。氯霉素(chloramphenicol): 阻断肽基转移，抑制细菌和叶绿体、线粒体的蛋白质合成，但不抑制真核生物蛋白质合成。环已酰亚胺(cycloheximide)：抑制真核细胞核糖体的肽基转移酶，但不抑制细菌和叶绿体、线粒体的同种酶。链霉素(streptomycin)：低浓度引起遗传密码的错读，高浓度抑制合成蛋白质合成的起始。负作用：引起耳聪。毒素 白喉毒素(diphtheria)： 灭活真核延长因子eEf-2，从而终止蛋白质合成。（引

50、起咳嗽特别是儿童）。蓖麻毒蛋白(ricin)：灭活真核细胞核糖体的60S亚基。生蓖麻引起中毒。干扰素：抗病毒(唯-种不杀死病毒的蛋白质)降解模板RNA：干扰素与双链病毒RNA共同活化2，5-A合成酶，促进2，5-A合成酶。2，5-A活化核酸内切酶促进mRNA降解使eIF-2磷酸化，抑制蛋白质合成起始。蛋白质的定向运输导肽类 对于向细胞核、线粒体、叶绿体等细胞器的蛋白质，他们的肽链中都有一段或多段叫“导肽”，可以将蛋白质定向运输。信号肽类 对于向溶酶体、质膜和细胞外运输的蛋白质，它们N-端有一段有信号作用的肽端，叫做信号肽(signal peptide),它的作用：将肽链引导进内质网。然后蛋白质

51、运至高尔基器，在高尔基器中进行定向分拣，接着定向运输。信号肽作用 含有信号肽的蛋白端合成信号识别粒子(SRP)与肽链结合使蛋白合成停止信号肽经过内质网后形成运输泡SRP与SRPreceptor结合信号肽与空间蛋白结合用剪切酶将其它的肽与信号肽切开，运输到高尔基器经行更近一步的修饰转运到溶酶体或分泌小泡和质膜中去或分泌到膜外。miRNA与siRNA的联系（1）均为Dicer的产物：长度约为22m左右，5端Pi基，3端-OH；（2）均需A蛋白家族的存在，因为RISC的组合。（3）进化关系上两种推论：siRNA是miRNA的补充，miRNA在进化过程中替代了siRNA。寻找miRNA的方法分子生物学

52、：分离、提纯、测序、分子杂交等分子信息学：原理：出发点：前体的发夹膜结构和miRNA在物种间的保守性。DNA结合蛋白的基本结构域螺旋转角螺旋（helix-turn-helix,HTH）结构特点：每个HTH由20个左右氨基酸残基组成，1-7构成第一个螺旋，12-20构成第二个螺旋。锌指（zinc finger）一个锌指单元含有一个锌离子，它可以与肽链的Cys、His形成配位键，使局部肽链形成指形区，故称为锌指。Zn2+的作用 对蛋白质分子形成的指形构想的骨架及其与DNA的结合均有固定作用，它比蛋白质分子的二硫键更加稳定，而且不参与氧化还原作用。（3）亮氨酸拉链（Leucine zipper）蛋白

53、质分子中的一个螺旋，在其一侧集中了大量的疏水残基，并且每7个氨基酸残基就出现一个亮氨酸，即每两个螺旋出现一个亮氨酸，两个蛋白质的这种螺旋相互接触，其亮氨酸测链交错相插，从而形成二聚体。二聚化的蛋白质可以与DNA结合，但其结合区不是拉链区，拉链的功能是维持蛋白质的二聚化。 碱性螺旋环螺旋（helix-loop-helixHLH）这种结构为两个螺旋有一个可变长度的肽链形成的环连接，这种结构对蛋白质与DNA的结合以及蛋白质分子二聚化都是很重要的。-折叠 蛋白质分子中反向平行的折叠插到DNA分子的大沟中直接与碱基相互作用，这类蛋白质分子也经常形成二聚化。乳糖操纵子（1）如有乳糖存在时，乳糖转化为半乳糖

54、，此时与蛋白质结合使阻遏蛋白变性，启动子处于开放状态：（2）无乳糖时，阻遏物可以结合在操纵基因上，阻止转录过程，导致基因关闭。基因 负载特定遗传的DNA片段，包括由编码序列，非编码序列组成的DNA序列。CDNA 以mRNA为模板，在反转录酶的作用下合成的DNA。基因组 指来自一个遗传体的一整套遗传信息。在真核生物体，基因组是指一套完整的单倍体的染色体DNA和线粒体DNA的全部序列。基因表达 基因的携带的遗传信息，经转录，翻译等，产生具有特异生物学功能的蛋白质分子的过程。但对于rRNA、tRNA编码基因，基因表达仅是转录的过程。基因表达的特异性 ：时间特异性 某一特定基因的表达严格特定的时间顺序

55、发生，多细胞生物基因表达的时间特异性与发育阶段相关，故又称阶段特异性空间特异性 在个体生长发育过程中，某种基因在个体不同组织（空间）表达的差异，基因表达伴随时间顺序所表现出的这种空间分布的差异，实际上由细胞在个体的分布所决定，空间特异又称细胞组织特异性。基因表达的方式基因表达 某类基因在一个个体的几乎所有细胞中持续表达，通常被称为管家基因。它们较少受环境因素影响，而且在个体各个生长阶段的几乎所有组织中都持续表达，这类基因表达称为基因表达或组成性表达诱导和阻遏表达 在特定环境信号刺激下，相关的基因可被激活，基因表达产物增加，这种基因称为可诱导基因，可诱导基因在特定的环境中表达增强的过程被称为诱导

56、。可阻遏蛋白 如果基因对环境信号应答是被抑制，这种基因称为可阻遏蛋白。阻遏 可阻遏基因表达产物水平降低的过程称为阻遏。基因表达调控的基本机理基因表达调控的多层次和复杂性：基因激活、转录起始转录后加工mRNA降解、蛋白质翻译翻译后加工修饰蛋白质降解等基因转录激活调节基本要素：基因表达的调节与基因的结构、性质、生物个体或细胞所处的内外环境以及细胞内存在的转录调节蛋白有关。启动序列(promoter):是RNA聚合酶结合并启动转录的特异DNA。操纵序列(operator):阻遏蛋白识别、结合的DNA序列，当操纵序列结合有阻遏蛋白时，会阻碍RNA聚合酶与启动序列的结合，或是RNA聚合酶不能沿DNA向前

57、移动，阻碍转录。真核生物基因的特异DNA序列：顺式作用元件(cis-acting element)：可影响自身基因表达活性的DNA序列。包括启动子、增强子、沉默子等。调节蛋白 原核生物基因调节蛋白分3类：特异因子决定RNA聚合酶对启动序列的特异性的特异性识别和结合能力阻遏蛋白 可结合操纵序列，阻遏基因转录，介导负性调节机制激活蛋白(activator) 结合启动序列邻近的DNA序列，促进RNA聚合酶与启动序列的结合，增强RNA聚合酶活性，介导正性调节机制。真核基因的调节蛋白 绝大多数此蛋白可通过与顺序作用元件识别结合，反式激活另一个基因的转录，又称反式作用因子，这种作用叫反式作用。（元件：DNA调节序列，因子：蛋白质）。顺式作用：某些真核转录因子可特异识别，结合自身基因的调节序列，调节自身基因表达，称为顺式作用。DNA-蛋白质相互作用反式作用因子与顺式作用元件之间的特异识别及结合。绝