分子生物学期末考试考点详解

1、分子生物学期末考试重点第一讲绪论一、分子生物学的含义(概念)从广义上讲，即从分子水平阐明生命现象和生物学规律的学科。如：蛋白质的结构、运动和功能，酶的作用机理和动力学，膜蛋白结构与功能及跨膜运输。从狭义上讲，分子生物学主要是研究生物体主要遗传物质-基因或DNA的结构及其复制、转录、表达和调节控制等过程的科学，也涉及到与这些过程有关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。二、发展简史2.1 里程碑事件(说明理由！)(1) 50年代，Watson和Crick提出了的DNA双螺旋模型理由：为分子生物学的发展奠定了坚实的基础，获诺奖；(2) 60年代，法国科学家Jacob和Monod提出了的乳糖操纵子模型理由

2、：把基因细分，首次从基因水平解释自然现象，获诺奖历时最短；(3) 70年代，Kornberg首先发现了DNA连接酶，并构建了世界上第一个重组DNA分子理由：推动了DNA重组技术(基因工程)的发展；(4) 80年代，Mullis发明了聚合酶链式反应(PolymeraseChainReaction,PCR)技术理由：极大地推动了分子生物学的发展；(5) 90年代，开展了人类基因组计划”和模式生物的基因组测序，进入基因组时代”目前，分子生物学进入了后基因组时代”或蛋白质组时代2.2 重要人物(客观题)(1) 1944年，Avery在肺炎双球菌转化实验中证实了DNA是遗传的物质基础，标志着分子生物学的

3、诞生；(2) 1953年，Watson和Crick在Nature上提出了DNA双螺旋模型；(3) 1961年，Kornberg,奠定基因工程的基础；(4) 1983年，Mullis发明了PCR(聚合酶链式反应)技术；三、分子生物学与其他学科的关系(论述题)(1)总述：分子生物学的发展依赖于数理化的发展，20世纪上半叶，数理学进一步渗入生物学，带来了新的理论和思想方法，而且引入了许多新的技术和实验手段，包括X射线衍射等，推动了生物大分子结构与功能的关系的研究，推动了分子生物学的发展；其研究进展又与发育生物学、神经生物学、生态学、生理学、免疫学等学科的发展息息相关。(2)举例：例如，分子生物学与植

4、物生理学有密切关系，在植物生理学方面光合作用的研究已进入分子水平。一些植物的叶绿体DNA的全序列测定已经完成，光合作用有关的基因如光系统I和II、电子传递链、二磷酸核酮糖竣化/加氧酶等的表达调控研究都已基本完成，使光合作用研究进入了一个新的阶段；神经系统分子生物学的研究造成神经生物学的革命性变化。如乙酰胆碱受体的分离纯化和基因克隆已经完成。神经通道也已得到纯化和基因克1隆，分子生物学渗入神经科学已产生了分子神经生物学。四、分子生物学的应用一一基因工程诞生的基础(1)理论基础遗传物质的确定：1944年，美国Avery埃弗里首次用实验证明遗传物质就是DNA;DNA双螺旋结构的阐明：1953年，Wa

5、tson和Crick阐明了DNA分子的双螺旋结构和碱基互补配对的原则；半保留复制的提出：1958年，Meselson与Stahl用实验证明DNA复制是一种半保留复制；中心法则的提出：1958年，Crick提出了中心法则”；遗传密码破译：1965年，美国的尼伦伯格(Nirenberg)等破译遗传密码。(2)技术基础载体：1952年，Lederberg提出质粒”(plasmidl词，并相继发现R质粒和CoL质粒等；工具酶：1967年，Berg发现了DNA连接酶，1970年发现限制性核酸内切酶；DNA转化技术：1971年，Cohen(科恩)建立了质粒DNA转化技术，1972年Boyer(博耶)创立了

6、DNA分子的酶切和连接技术。第二讲核酸概述(DNA)一、核酸的化学组成核酸是一种高分子的化合物，它的构成单元是(脱氧)核甘酸，是核甘酸的多聚体；每个核甘酸包括3部分：五碳糖、磷酸和环状的含氮碱基；嗨文端”-碱基包括双环结构的喋吟和单环结构的喀咤。核智相邻两个核甘酸之间由3'和5'位的磷酸二酯键相连，碱五碳糖：藕瓶氟脱耙拉福一核昔醛基-糖之间是伊糖昔键，糖-磷酸之间是磷酸酯键。1t琏酸二、DNA和RNA的主要区别(5) DNA含的糖分子是月氧核糖，RNA含的是核糖；(6) DNA含有的碱基是腺喋吟(A)、胞喀咤(C)、鸟喋吟(G)和胸腺喀咤(T),RNA含有的碱基前3个与DNA完

7、全相同，只有最后一个胸腺嘴咤被尿喀咤(U)所代替；(7) DNA通常是双链，而RNA主要为单链；(8) DNA的分子链一般较长，而RNA分子链较短。三、DNA作为遗传物质的证据(1)间接证据大量实验证明，一种生物在不同组织、不同发育阶段，DNA含量都是恒定的，且生殖细胞DNA量是体细胞一半，多倍体生物DNA含量随染色体加倍而递增。蛋白质无此规律；DNA在代谢上比较稳定；DNA是所有生物的染色体所共有的，而某些生物的染色体上则没有蛋白质；DNA通常只存在于细胞核染色体上，但某些能自体复制的细胞器，如线粒体、叶绿体有其自己的DNA。在各类生物中能引起DNA结构改变的化学物质都可引起基因突变。(2)

8、直接证据1944年，Avery的肺炎双球菌转化实验，证实DNA是遗传物质；1952年，赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染实验，排除了蛋白质的可能性，进一步证明DNA是遗传物质。四、DNA的性质8.1 变性8.1.1 变性的含义：它是指当双螺旋DNA加热至生理温度以上（接近100QC）时，它就失去生理活性。这时DNA双股链间的氢键断裂，最后双股链完全分开并成为无规则线团的过程。简而言之，就是DNA从双链变成单链的过程。8.1.2 增色效应：它是指在DNA的变性过程中，它在260nm的吸收值先是缓慢上升，至U达某一温度后即骤然上升的效应。8.1.3 Tm：熔解温度，DNA热变性过程中增色效应吸收值增加的中点

9、时所对应的温度。8.1.4 Tm的影响因素：DNA序列中G+C的含量越高，Tm值也越大（决定性因素）；核酸分子长度越长，Tm值越大；溶液的离子强度（在低离子强度中，Tm较低，解链的温度范围较宽；在高离子强度中，Tm值较高，解链的温度范围较窄）；溶液的pH值（当溶液的PH值在5-9范围内，Tm值变化不明显；当PH>11或PH<4时,Tm值变化明显）；某些化学物质（变性剂，干扰碱基堆积力和氢键的形成）。8.1.5 变性的应用：设置退火温度，PCR。8.2 复性8.2.1 复性的含义：指热变性的DNA进行一定操作如缓慢冷却，已分开的互补链又可能重新缔合成双螺旋的过程。（复性的速度与DNA

10、的浓度有关，因为两互补序列间的配对决定于它们碰撞频率）8.2.2 DNA复性对浓度的依赖关系：Cot曲线（复性动力学曲线）（1）理解曲线：DNA复性过程中单链消失的速度用公式表示：-dC/dt=kC0的DNA分子复性慢，Cot（1/2）大。（3）曲线的用途：衡量DAN复性的快慢积分得到：C/C0=1/（1+KCot）Co为单链DNA的起始浓度；t是以秒为单位的时间；K是复性速度常数邕口.5（2）曲线意义0.0当C/Co=1/2时（即复性反应完成一半时）的C0t值定义为Cot"2,Cot（1/2）=1/K已知：DNA序列的碱基配对数（复杂性）与K值负相关，卞据公式K值和Cot（1/2）

11、负相关结论：相同核甘酸数量的DNA,复杂性小的DNA分子，复性快，Cot（1/2）值小；复杂性大提供了一种测定DAN分子量的方法揭示单一来源的DNA所具有的不同复杂性部分4.1.3复性的应用：分子杂交（杂交可发生在DNA和DNA或DNA与RNA间）五、DNA的结构5.1 一级结构DNA的一级结构，即4种脱氧核甘酸的数量和排列顺序，本质是碱基的数量和排列顺序。（DNA序列的阅读方向是5'-3；要知道）5.2 二级结构A-DNAB-DANZ-DNA螺旋方向右手性右手性左手性每圈螺旋数111012螺距2.8nm3.4nm4.5nm活性B>A>Z重点：B-DANDNA的双螺旋结构（

12、1）主要内容两条多核甘酸链反向平行；以右手螺旋的形式盘绕在同一轴上形成双螺旋；碱基在内，满足碱基互补配对原则，A=T,C-G;螺旋直径2nm,螺距3.4nm,一个螺旋10个碱基，上下碱基对之间距离0.34nm；双螺旋表明有大沟小沟交替出现。（2）生物学意义DNA双螺旋结构模型的建立，说明了基因的结构、信息和功能三者之间的关系，揭示了DNA作为遗传物质的稳定性特征，最有价值的是确认了碱基配对原则，这是DNA复制、转录和反转录的基础，亦是遗传信息传递和表达的分子基础。这被认为是20世纪自然科学中最伟大的成就之一，给生命科学带来了深远的影响，奠定了生物化学和分子生物学乃至整个生命科学飞速发展的基石。

13、5.3 精细结构5.3.1 依赖于序列的B-DNA构象变化双螺旋的许多结构参数是随碱基序列的不同而在一定范围内变化的，这称为DNA的局部构象。（重要的参数有螺旋扭转角、螺旋桨扭角、碱基对转动角等，此外碱基对间还会发生滑动）例如：具CGCGAATTCGCG的DNA片段的X射线衍射分析指出，其螺旋扭转角在2842o间变动的，而不是360b在混合喋吟/喀咤序列中，会发生大沟或小沟中的挤压这些变化使DNA形成了精细结构。而精细结构正是DNA发挥功能时，相应蛋白质因子与靶位点作专一性识别和结合的标志。5.3.2 连续AT序列的构象变化5.3.3 含错配碱基对的B-DNA5.3.4 DNA的局部构象与DN

14、A结合蛋白（各种酶和调节蛋白）5.4 超螺旋结构5.4.1 L=T+WL：DNA连接数（linking,即双链交叉次数）；T：双螺旋盘绕数（Twist）;W：超螺旋数L=T,W=0,无超螺旋；LvT,WV0,负超螺旋；L>T,W>0,正超螺旋自然界天然DNA都是负超螺旋的5.4.2 拓扑异构酶（1）含义：细胞内一类能催化DNA拓扑异构体相互转化的酶。（2）作用：能与DNA形成共价结合的蛋白质-DNA中间体，从而在其骨架的磷酸二酯键处造成暂时性的裂口，使DNA的多核甘酸链得以穿越，结果改变了分子的拓扑状态。I型（原核）n型（原核）松弛负超螺旋产生负超螺旋5.4.3 超螺旋的鉴定（1）

15、超离心法：超螺旋更致密，沉降速度增加。（2）凝胶电泳（最好）：迁移速率增加。5.5 不寻常结构（1）交替的喀咤、喋吟重复序列倾向形成Z-DNA（2）反向重复序列倾向形成十字形结构（2条链）厂.T&£tftTACT<h-1m54MilMlI!IN!|II.U1ACG<TAT4JiQ|iur（3）构成镜像重复的同型喀咤-同型喋吟序列可能形成三链结构。（TAT、CGC）Hoogsteen（4）端粒DNA结构，富含G的序列可能形成四链结构。Hoogsteen方式Gqiuirtrt注：Hoogsteen：参与三链或四链DNA中形成氢键的位点，被称为Hoogsteen位置，是

16、非Watson-Crick配对的，被称为Hoogsteen配对。第三讲基因组结构和特点一、含义genome：一种生物染色体内全部遗传物质的总和，包括组成基因和基因之间区域的所有DNA。C-值：在真核生物中，每种生物的性细胞（配子）基因组的DNA总量是恒定的，称为该物种的C-值。人类基因组：22+X+Y家蚕：ZW蝗虫：XOC-值悖理：C值大小与生物进化复杂程度不相对应的现象。（肺鱼1011bp,人类109bp）二、DNA的大小、形状和序列组织2.1 DNA的大小：不同的DNA大小相差悬殊2.2 DNA的形状：DNA一般为长而无分支的双股线性分子，但有些为环型，也有少数为单股环型2.3 DNA的序

17、列组织（高度重复、中度重复、单一序列）（1）高度重复序列卫星DNA:基因组中由富含AT的寡核甘酸串联、重复排列而成的DNA序列构成数目可变的串联重复序列。将基因组DNA切成数百个片断进行超速离心时，常会在DNA主峰旁形成一个次要的小峰，这些小峰在主峰边上就象卫星一样，故命名为卫星DNA,也叫随机DNA、随体。若卫星DNA核心序列由1-5bp组成，则为微卫星DNA,也称SSRso常见的是（AC）n和（TG）n的二聚核甘酸为重复单位，重复次数1060次，总长度小于150bp。SSRs（simplesequencerepeat。：即简单重复序列，微卫星DNA,是由1-5个碱基对形成的DNA高度重复片

18、段，具有高度多态性，是新一代的遗传分子标记。（名词解释）（2）中度重复序列中度重复序列包括rRNA基因和组蛋白基因，每一基因组约含1000拷贝。（3）单一序列包括酶在内的各种蛋白质基因。数目在一个到几个。单一序列构成人基因组的65%和约接近细菌、病毒以及质粒基因组的全部。（4）基因家族一组功能相似、核甘酸序列具有同源性的基因。可以串联排列在一起（rRNA基因），也可位于不同的染色体上（珠蛋白基因）。（5）超基因家族由基因家族和单基因组成的大基因家族，结构上有程度不等的同源性，但功能不同（免疫球蛋白超基因家族）。、真核生物基因组的特点（7选5,简答题）(1) DNA分布部位：真核生物基因组DNA

19、与蛋白质结合形成染色体，储存于细胞核内,除配子外，体细胞内的基因组是双份的(即双倍体)；原核基因组通常由一条环状双链DNA分子组成，染色体形成类核，无核膜与胞浆分开。(2) DNA大小，复制子：真核生物基因组远远大于原核生物的基因组，具有许多复制起点，而每个复制子的长度较小。(3) 产物不同，单、多顺反子，操纵子：真核生物基因转录产物为单顺反子，一个结构基因经过转录和翻译生成一个mRNA分子和一条肽链；原核生物基因转录产物为多顺反子，功能上相关的几个基因往往在一起组成操纵子结构。(4) 基因结构不同：真核基因组大部分基因含有内含子，因此，基因是不连续的，称为断裂基因，需要进行转录后加工；原核基

20、因组没有内含子结构，不需进行转录后剪接加工。(5) 编码序列，内含子：真核基因组中不编码的区域多于编码区域；原核基因组大部分为编码序列，不编码区域仅占小部分。(6) 序列组成，重复序列比例：真核生物基因组有重复序列，重复次数可达百万次以上。(7) 基因组的多样：真核生物基因组存在多基因家族、超基因家族和假基因。名词解释：(1) Tm：熔解温度，DNA热变性过程中紫外吸收值达到最大值的1/2时的温度。(2) SSRs：(simplesequencerepeats),即简单重复序列，也叫微卫星DNA,是由15个碱基对形成的DNA高度重复片段，具有高度多态性，是新一代的遗传分子标记。(3) SNP：

21、即单核甘酸多态性，指在基因组水平上由单个核甘酸的变异(转换、颠换、缺失和插入)所引起的DNA序列多态性，是第三代遗传标记。(4) PCR:聚合酶链式反应，是体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法。第四讲蛋白质的结构与功能1 .蛋白质的二级结构：它是指多肽链中主链原子的局部空间排布，不涉及侧链部分的构象。蛋白质主链构象的结构单元主要有如螺旋(1951年Pauling还参与了双螺旋的研究)、伊折迭、的转角和无规则卷曲四种。2 .a螺旋和双螺旋的区别：a螺旋是Pr的，双螺旋是DNA的。3 .超二级结构：由于a螺旋组合(aa)3折叠组合(33和3螺旋B折叠组合(Ba眄直接作为三级结构的建筑块”或结构域

22、的组成单位，是蛋白质构象中二级结构与三级结构之间的一个层次，故称这些结构为超二级结构。4 .结构域的含义：它也是蛋白质构象中二级结构与三级结构之间的一个层次。在较大的蛋白质分子中，由于多肽链上相邻的超二级结构紧密联系，形成二个或多个在空间上可以明显区别它与蛋白质亚基结构的区别。一般每个结构域约由100-200个氨基酸残基组成，各有独特的空间构象，并承担不同的生物学功能。有识别、结合、催化结构域,前两者可结合(DDRP)。5 .蛋白质的四级结构：它是指具有二条或二条以上独立三级结构的多肽链组成的蛋白质，其多肽链间通过次级键相互组合而形成的空间结构。其中，每个具有独立三级结构的多肽链单位称为亚基。

23、聚合体中的重复单位称为单体。6 .原聚体：具有全套不同亚基的最小单位称为原聚体，如一个催化亚基与一个调节亚基结合成天冬氨酸氨甲酰基转移酶的原聚体。7 .20种氨基酸英文缩写丙氨酸AlaA甘氨酸GlyG脯氨酸ProP精氨酸ArgR组氨酸HisH丝氨酸SerS天冬酰氨Asn/AsxN异亮氨酸IleI苏氨酸ThrT天冬氨酸Asp/AsxD亮氨酸LeuL色氨酸TrpW半胱氨酸CysC赖氨酸LysK酪氨酸TyrY谷氨酰胺Gln/GlxQ甲硫氨酸MetM缴氨酸ValV谷氨酸Glu/GlxE苯丙氨酸PheF8 .蛋白质结构与功能的关系（1）蛋白质一级结构与功能的关系蛋白质一级结构是空间结构的基础，特定的空间

24、构象主要是由蛋白质分子中肽链和侧链R基团形成的次级键来维持，在生物体内，蛋白质的多肽链一旦被合成后，即可根据一级结构的特点自然折叠和盘曲，形成一定的空间构象。结构相似功能不同（SNP）（药物开发的基础）分子病”的镰刀状红细胞性贫血仅仅是574个氨基酸残基中，一个氨基酸残基即3亚基N端的第6号氨基酸残基发生了变异所造成的（谷氨酸-缴氨酸），这种变异来源于基因上遗传信息的突变。水稻抗稻瘟病蛋白Pi-ta的一级结构中也发现类似的现象，抗病蛋白与感病蛋白在一级结构上只有少数几个氨基酸残基的差异，却导致功能的完全改变。一级结构相似的蛋白质，其基本构象及功能也相似，例如，不同种属的生物体分离出来的同一功能

25、的蛋白质，其一级结构只有极少的差别，而且在系统发生上进化位置相距愈近的差异愈小。（人、猪胰岛素）（2）蛋白质空间构象与功能活性的关系蛋白质多种多样的功能与各种蛋白质特定的空间构象密切相关，蛋白质的空间构象是其功能活性的基础，构象发生变化，其功能活性也随之改变。蛋白质变性时，由于其空间构象被破坏，故引起功能活性丧失，变性蛋白质在复性后，构象复原，活性即能恢复。在生物体内，当某种物质特异地与蛋白质分子的某个部位结合，触发该蛋白质的构象发生一定变化，从而导致其功能活性的变化，这种现象称为蛋白质的别构效应。举例说明：血红蛋白是红细胞中所含有的一种结合蛋白质，它的蛋白质部分称为珠蛋白，非蛋白质部分（辅基

26、）称为血红素。Hb分子由四个亚基构成，每一亚基结合一分子血红素。正常成人Hb分子的四个亚基为两条a链，两条3链。”链由141个氨基酸残基组成，3链由146个氨基酸残基组成，它们的一级结构均已确定。每一亚基都具有独立的三级结构，各肽链折叠盘曲成一定构象，3亚基中有8个a螺旋区（分别称A、BH螺旋区），a亚基中有7个a-螺旋区。在此基础上肽链进一步折叠形成球状，依赖侧链间形成的各种次级键维持稳定，使之球形表面为亲水区，球形向内，在E和F螺旋段间的20多个疏水氨基酸侧链构成口袋形的疏水区，辅基血红素就嵌接在其中，a亚基和3亚基构象相似，最后，四个亚基a23聚合成具有四级结构的Hb分子。Hb在体内的主

27、要功能为运输氧气，而Hb的别构效应，极有利于它在肺部与O2结合及在周围组织释放。2。Hb是通过其辅基血红素的Fe2+与氧发生可逆结合的，血红素的铁原子共有6个配位键，其中4个与血红素的口比咯环的N结合，一个与珠蛋白亚基F螺旋区的第8位组氨酸（F8）残基的咪口坐基的N相连接，空着的一个配位键可与02可逆地结合，结合物称氧合血红蛋白。在血红素中，四个口比咯环形成一个平面，在未与氧结合时Fe2+的位置高于平面0.7?,一旦02进入某一个“亚基的疏水口袋”时，与Fe2+的结合会使Fe2+嵌入四口比咯平面中，也即向该平面内移动约0.75?。铁的位置的这一微小移动，牵动F8组氨酸残基连同F螺旋段的位移，再

28、波及附近肽段构象，造成两个a亚基间盐键断裂，使亚基间结合变松，并促进第二亚基的变构并氧合，后者又促进第三亚基的氧合，使Hb分子中第四亚基的氧合速度为第一亚基开始氧合时速度的数百倍。此种一个亚基的别构作用，促进另一亚基变构的现象，称为亚基间的协同效应，所以在不同氧分压下，Hb氧饱和曲线呈“S型。第五讲DNA的复制名词解释：DDDP:依赖于DNA的DNA聚合酶，是以DNA双链为*II板，dNTP为原料，催化DNA合成的酶。DDRP:依赖于DNA的RNA聚合酶，是以DNA模板链为模板，NTP为原料，催化RNA合成的酶。SSBP:单链结合蛋白，是一类能特异性与单链区DNA结合的蛋白。DNA复制：DNA

29、的生物合成转录：RNA的生物合成翻译：蛋白质的生物合成1 DNA的半保留复制含义：指两条亲代DNA之间的氢键断开后，分别以两条亲代链为模板产生新的子一代DNA链。证据：Meselson和Stahl通过N14和N15标记实验证实。2 DNA的半不连续复制（即前导链连续复制，随从链不连续复制）在以3'一防向的母链为模板时，复制合成出一条5'一3'方向的前导链，前导链的前进方向与复制叉打开方向是一致的，因此前导链的合成是连续进行的，而另一条母链DNA是5'一3'方向，它作为模板时，复制合成许多条5'-3'方向的短链，叫做随从链。随从链的前进方向

30、是与复制叉的打开方向相反的。随从链只能先以片段的形式合成，这些片段就叫做冈崎片段。最后再将多个冈崎片段连接成一条完整的链。3复制起始点与复制子（又叫复制单元）的区别复制起始点：是DNA复制的起点，为一段保守序列，具有结构上的特殊性（回文结构）复制子：DNA复制从起始点开始直到终点为止，每个这样的DNA单位称为复制子或复制单元。复制起点是复制子的一部分，只是一段特殊的结构序列。而复制子包含了复制起始点、复制终止点以及目的基因。在原核细胞中，每个DNA分子只有一个复制起始点，因而只有一个复制子，而在真核生物中，DNA的复制是从许多起始点同时开始的，所以每个DNA分子上有许多个复制子。启动子的含义：

31、是与依赖于DNA的RNA聚合酶相结合的DNA序列。4 DNA的复制方向：（1）定点双向复制（重要，大多数生物的复制方式）。从一个特定位点解链，沿着两个相反的方向各生长出两条链，形成一个复制泡。定点单向复制：复制从一个起始点开始，以同一方向生长出两条链，形成一个复制叉。两点单向复制：复制是从两个起点开始的，形成两个复制叉,一条新链。各以一个单一方向复制出2一升起金-31理理向士归一小第（X,罩曰*一方向*履a、两点单向复制b、定点单向复制c、定点双向复制5 SSBP单链结合蛋白的作用：它能与解开的单链DNA结合，使其稳定不会再度螺旋化并且避免核酸内切酶对单链DNA的水解，保证了单链DNA做为模板

32、时的伸展状态，SSBP可以重复利用。6拓扑异构酶种类（记原核的）拓扑异构酶I拓扑异构酶II大肠杆菌真核生物大肠杆菌真核生物切口数切心股DNA链切心股DNA链切开二股DNA链切开二股DNA链是否依赖ATP否否依赖ATP依赖ATP作用松驰负超螺旋松驰正，负超螺旋松驰正超螺旋、引入负超螺旋和解环链等松弛正超螺旋但不能引入负超螺旋107参与DNA复制的酶：（1）拓扑异构酶I:DNA复制时，作用于DNA双螺旋分子，使之松弛。（2）解链酶：打开松弛后的DNA双链之间的氢键。（3）引发酶：它是一种特殊的RNA聚合酶，可催化短片段RNA的合成。这种短RNA片段在DNA复制起始处做为引物。RNA引物的3'

33、;-OH末端提供了由DNA聚合酶催化形成DNA分子第一个磷酸二酯键的位置。（4）DNA聚合酶出：连续合成前导链。（5）DNA聚合酶I:对冈崎片段中的RNA引物进行切割，然后填补RNA引物切除后留下的空隙。（6）DNA连接酶：将不连续的随从链连接形成一条完整的链。（7）拓扑异构酶H:在复制女?后的DNA双链上引入负超螺旋。8 DNA复制的定义：以DNA为模板在DNA聚合酶作用下，将游离的四种脱氧单核昔酸（dATP,dGTP,dCTP,dTTP,简写为dNTP）聚合成DNA的过程。9 DNA复制的过程（起始，延长，终止阶段）DNA复制时，先由拓扑异构酶I作用于DNA双螺旋分子，使之松弛，然后由DN

34、A解链酶作用，解开双链，此时在引发酶的作用下合成一段RNA作为引物，在DNApolIII的聚合作用下连续地合成前导链；随从链的合成依靠多种酶与蛋白质因子的参与：首先在引发酶的作用下合成RNA引物，然后在DNApolIII的聚合作用下合成DNA片段，它们共同形成冈崎片段。RNA引物是靠DNA聚合酶I进行切割的，并由DNA聚合酶I填补RNA引物切除后留下的空隙，最后由DNA连接酶形成一条完整的链，由拓扑异构酶H在复制好后的DNA双链上引入负超螺旋。10 DDDP与DDRP的相同点与不同点相同点：DDDPDDRP模板DNA聚合作用机制碱基互补形成的键3,5-磷酸二酯键力向5'3'.一

35、.2+都需要Mg不同点:DDDPDDRP原料dNTPNTP产物子代双链DNAmRNA作用机理A与T,C与GA与U,C与G连续性连续不连续模板DNA双链DNA模板链11原核DNA聚合酶的特征:DNApolIDNApolIIDNApolIII5'一3'聚合活性+5'一3'外切活性+-3'一5'外切活性+11切刻平移活性+-对dNTP亲和力低低高功能修复、去除引物和填补空缺不详复制5'一3'聚合活性：按模板DNA上的核甘酸顺序，将互补的dNTP逐个加到引物RNA3,OH末端，并促进3'OH与dNTP的5'PO4形成磷酸二

36、酯键。3'一5'外切核酸酶活性：主要功能是从3'-5'方向识别并切除DNA生长链末端与模板DNA不配对而游离的核甘酸，具有校正功能，是保证其聚合作用的正确性不可缺少的。5'一3'外切核酸酶活性：本质是切断磷酸二酯键，在DNA损伤的修复中可能起重要作用，对完成的DNA片段去除5'端的RNA引物也是必须的。DNApolI的5'一3'聚合活性和5'f3'外切酶活性协同作用，可以使DNA一条链上的切口从5'一3'方向移动，这种反应叫做缺刻平移。第六讲RNA合成1 .以DNA为模板合成RNA的过程称为

37、转录（transcription）。转录是生物界RNA合成的主要方式，是遗传信息即DNA向RNA传递过程，也是基因表达的开始。转录也是一种酶促的核昔酸聚合过程，所需的酶叫做依赖DNA的RNA聚合酶（DDRP）。2 .mRNA:信使RNA,以DNA为模板经转录并加工形成，作为蛋白质的合成的模板，又称遗传密码。具有简并性，方向性/连续性，通用性。3 .rRNA:核糖体RNA,与蛋白质结合形成的核糖体具有P位点，A位点，肽键形成位点，必需因子结合位点，是装配机器。4 .tRNA:转运RNA,AA结合位点：5'-CCA-3'OHAA运载工具。5 .不对称转录：由于RNA的转录合成是以D

38、NA的一条链为模板而进行的，所以这种转录方式又叫做不对称转录。6 .转录的基本过程：RNA合成的识别；RNA合成的起始、延伸过程；RNA合成的终止阶段。7 .大肠杆菌RNA聚合酶亚单位识别皿基（X2决定哪此基因被转录，解开前方的DNA双螺旋，恢复后面的DNA双螺旋催化业基31与转录全过程有美，催化磷酸一酯键形成结合亚基3，1结合DNA模板识别皿基（T1辨认起始点，从而引导全酶结合。8.真核生物的RNA聚合酶种类分布合成的RNA类型对口-鹅膏蕈碱的敏感性I核仁rRNA不敏感n核质hnRNA,mRNA低浓度敏感m核质tRNA,5SRNA高浓度敏感MtRNAs不敏感9 .CTD:RNA聚合酶的竣基末

39、端结构域，RNA聚合酶II最大亚基的竣基端，存在着一种7个氨基酸的重复序列：Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser,在哺乳类中重复52次，在酵母中重复26次，称为CTD。10 .转录的识别-启动子：12原核生物：Pribnow框：-10区，保守序列为TATAAT。Sextamaf匡：-35区，保守序列为TTGACA。真核生物：TATA框：-25区，序列为TATA。CAAT框：-75区，序列为CAAT。启动子活性的影响因素：两框之间的序列长度。11 .转录因子（transcriptoinfactor,TF）：转录起始过程中必需的蛋白质，它们与RNA聚合酶n形成转录起始复合物，共同

40、参与转录起始的过程。12 .TFIID通用转录因子识别TATA元件，它是一个多亚基复合体。TFIID中与TATA序列结合的成分称为TBP（TATAbindingprotein,TATA序列结合蛋白）。此复合体中的其他亚基称为TAF,即TBP关联因子。13 .原核转录的过程：13.1 起始：捆子辨认转录起始点（-35区的TTGACA序歹U）。RNA聚合酶全酶（“233与模板-35序列结合，形成闭合的二元闭合启动子复合物。RNA聚合酶向-10区转移，并与之牢固结合。-10区DNA双链解开1217bp,形成开放的二元启动子复合物（模板-酶）。在RNA聚合酶证基催化下形成第一个磷酸二酯键，形成三元复合

41、物（模板-酶-RNA）。转录起始复合物：RNApol（a233-DNA-pppGpN-OH3'当三元复合物中RNA长69个核甘酸时，抠I子从全酶解离下来，进入延长阶段。13.2 延伸：建基脱落，RNA聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA模板前移。在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延长。碱基配对原则：A-U,T-A,G-C。-10区DNA双链解开1217bp,形成开放的二元启动子复合物（模板-酶）。延长中的转录复合物也叫转录泡。随着RNA聚合酶前移，转录产物RNA不断移出转录泡，已转录完毕的DNA双链又重新复合而不再打开。原核生物的转录和翻译偶联进行。13.3 终止：依

42、赖p因子的转录终止P因子是能控制转录终止的蛋白质，它由相同的6个亚基组成六聚体，分子量200kD。p因子具有NTP酶活性和解螺旋酶活性，是促使转录三元复合物解离的根本原因。p因子的NTP酶活性依赖于单链RNA的结构。p因子依赖性终止子含有一个反向重复序列，使RNA末端形成一个发夹结构，导致转录延宕，p因子得以发挥作用，终止转录。非依赖p因子的转录终止DNA模板接近转录终止的区域内，有较密集的A-T配对区或G-C配对区，且G-C配对为回文结构。转录产物RNA的3'-末端有若干个连续的U。连续U区的5'-端前方碱基形成茎环结构或发夹结构。这种二级结构是阻止转录继续向下游推进的关键。

43、14 .简述真核生物与原核生物mRNA的区别两者的区别表现在：（1）真核生物5'-端有帽子结构，大部分成熟的mRNA还同时具有3'-多聚A尾巴，原核一般没有；（2）原核的mRNA可以编码几个多肽，真核只能编码一个，原核生物以多顺反子的形式存在，真核以单顺反子形式存在；（3）原核生物以AUG作为起始密码，有时以GUG,UUG作为起始密码，真核几乎永远以AUG作为起始密码；（4）原核生物mRNA半衰期短，真核生物的半衰期长。1315 .比较原核生物与真核生物基因转录的特点。相同点：转录过程中，原核生物和真核生物都是以DNA的一条单链作为模板，都需要RNA聚合酶的催化，都需要四种游离

44、的核糖核甘酸作为原料。转录合成RNA后，原核生物和真核生物都需要对rRNA和tRNA进行加工使其具有生物活性。不同点:原核生物高度分工葡要各不同有布且更杂单R*反子不假威不明胸RNApol种起始豉录因子没有任区植卜体影设有启动子以外序列没有传录产物存顺反千斯所转录与翻译儡联转录绛止两种箕止子原核生物的初级转录产物几乎不需要加工就可直接作为翻译模板，真核生物转录产物需经过剪接、修饰等转录后的加工才能成为成熟的mRNA。16 .转录与复制的异同点转录与复制的相似之处：都是酶促的核甘酸聚合过程；都以DNA为模板；都需依赖DNA的聚合酶；(4)聚合过程都是核甘酸之间生成磷酸二酯键；都从5至3'

45、方向延伸成新链多聚核甘酸；(6)都遵从碱基配对规律-但转录忠实性要低于DNA复制；转录与复制都受到严格的调控。转录和复制的区别：复制模板两股链均复制模板链转水(不对称转出)原料dNTPNTP酶DNA聚合酶RNA聚合酶（RNA-pol）产物子代双链DNA(半保留复制)mRNA,rRNA,tRNA配对A-T,G-CA-U,T-A,G-C引物有无高度进行性中途不停止，半不连续可一段一段进行17.在5'端帽子和3'端尾巴形成以后，内含子一个一个被切除，外显子连接形成成熟的mRNA,这个过程就是RNA的剪接(核内)。18. hnRNA:核内不均一RNA,是真核生物细胞核内的转录初始产物，

46、含有外显子和内含子转录的序列，分子量大小不均一，经一系列转录后加工变为成熟mRNA。19. hnRNA的加工过程：a.5端形成特殊的帽子结构(m7G5ppp5NimpN2p-)b.修剪链的3端，并加上polyAc.通过剪接除去由内含子转录而来的序列d.RNA链内的核甘酸被甲基化20 .snRNA:核仁小分子RNA,是一类广泛分布于真核生物细胞核仁的小分子非编码RNA,具有保守的结构元件。21 .snRNP：核内小核糖核蛋白，是snRNA和蛋白质结合形成的小核糖核蛋白颗粒。它和剪接作用有密切关系。有些snRNP也可与供体、受体剪接位点及分支顺序相互补。22 .剪接体：a.概念：mRNA前体在剪接

47、过程中组装形成的多组分复合物，主要是由细胞核内小分子RNA和蛋白质组成。b.组成:每种都含有1-2种snRNA和数种蛋白质因子。c.参与剪接物质：snRNAU1、U2、U4、U5、U6;snRNP。23 .剪接由2个转酯反应完成a.鸟昔或鸟甘酸的3-OH作为亲核基团攻击内含子5'端的磷酸二酯键，切开RNA链b.上游外显子的自由3'-OH作为亲核基团攻击内含子3'位核甘酸上的磷酸二酯键，内含子完全切开c.上下游两个外显子通过新的磷酸酯键相连24 .5端加帽：5端的第一个核甘酸总是7-甲基鸟核甘三磷酸（m7Gppp）。mRNA5端的这种结构称为帽子（cap）。0号m7Gpp

48、pXpYp1号m7GpppXmpYp2号m7GpppXmpYmp(b)MethylgmupL-N十EMhdMr气产中25 .帽子结构的功能：免遭核酸酶的破坏对mRNA起稳定作用易被蛋白质合成的起始因子识别，促进蛋白质的合成。26 .3端多聚腺甘酸化（多聚腺甘酸尾巴AAUAAA）:能准确切割；力口poly（A）,是它的附加的识别序列。在腺甘酸转移酶作用下逐个增加polyA。27 .能形成3',5'-磷酸二酯键的酶：DNA聚合酶，RNA聚合酶，DNA连接酶，腺甘酸转移酶。28 .尾巴的作用：稳定mRNA;mRNA转移到细胞质；翻译调控。第七章蛋白质合成1、蛋白质生物合成的物质基础：

49、合成原料：20中C-AAmRNA:蛋白质合成的直接模板tRNA:氨基酸的运载工具核糖体：蛋白质的合成场所必需因子：IF、EF、RF2、遗传密码的特点：起始码和终止码：AUG是起始密码，同时它也是蛋氨酸的密码子；UAA,UAG,UGA是肽链成的终止密码，不代表任何氨基酸。15方向性：密码子的阅读方向以及它们在mRNA由起始信号到终止信号的排列方向均为5'-3',与mRNA链合成时延伸方向相同。连续性：两个密码子之间没有任何核甘酸隔开，因此从起始码AUG开始，三个碱基编码一个氨基酸，这就构成了一个连续不断的读框，直至终止码。如果在读框中间插入或缺失一个碱基就会造成移码突变，引起突变

50、位点下游氨基排列的错误。简并性：一种氨基酸有几组密码子，或者几组密码子代表一种氨基酸的现象称为密码子的简并性，这种简并性主要是由于密码子的第三个碱基发生摆动现象形成的,也就是说密码子的专一性主要由前两个碱基决定，即使第三个碱基发生突变也能翻译出正确的氨基酸。反密码子的第1位碱基常出现次黄喋吟I,与A、C、U之间皆可形成氢键而结合，这是最常见的摆动现象。这种摆动现象使得一个tRNA所携带的氨基酸可排列在2-3个不同的密码子上，因此当密码子的第3位碱基发生一定程度的突变时，并不影响tRNA带入正确的氨基酸。这对于保证物种的稳定性有一定意义。通用性：无论低等还是高等生物，都使用一套密码，因此这张密码

51、表在生物界具有通用性。3、开放阅读框架（openreadingframe,ORF）：指mRNA中从5端起始密码子AUG开始到3端终止密码子之间正确可读序列。4、tRNA分子中富含稀有碱基和修饰碱基，tRNA分子3'端均为CCA序列，氨基酸分子通过共价键与A的-OH3结合，此处的结构也叫氨基酸臂（5'-CCA-OH-3'）。5、每种氨基酸都有2-6种各自特异的tRNA,它们之间的特异性是靠氨基酰tRNA合成酶来识别的。每种氨基酸都只有一种氨基酰tRNA合成酶。细胞内有20种氨基酰tRNA合成酶，61种tRNA。6、核糖体（装配机器）mRNA结合位点：位于30S小亚基头部，

52、此处有几种蛋白质构成一个结构域，负责与mRNA的结合，特别是16SrRNA3'端与mRNAAUG之前的一段序列互补是这种结合必不可少的；P位点：又叫做肽酰基tRNA位或给位。它大部分位于小亚基，小部分位于大亚基，它是结合起始tRNA并向A位给出氨基酸的位置；A位点：叫做氨基酰tRNA位或受位。它大部分位于大亚基而小部分位于小亚基，它是结合一个新进入的氨基酰tRNA的位置；转肽酶活性部位：位于P位和A位的连接处；空位：结合起始因子（IF）、延长因子（EF）和终止因子或释放因子（RF）。7、蛋白质生物合成的基本过程氨基酸的活化（本质：形成酯键）氨基酸+ATP-E->氨基酰-AMP-E

53、+AMP+PPi氨基酰-AMP-E+tRNA->氨基酰-tRNA+AMP+E16氨基酰-tRNA合成酶的特点：a.氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和tRNA都有高度特异性。通过其活性部位实现的。b.氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性，将错配的进行校正。氨基酰-tRNA的表示方法：Ala-tRNAAla原核细胞中起始氨基酸活化后，还要甲酰化，形成甲酰蛋氨酸tRNA（fMet-tRNAfMet）,由N10甲酰四氢叶酸提供甲酰基，而真核细胞没有此过程（Met-tRNAiMet）o多肽链合成的起始核糖体30S、亚基附着于mRNA起始信号部位：原核生物mRNA中AUG上游8-13个核甘酸处的一个

54、短片段（SD序列）结合。该结合反应由IF-3介导，另外IF-1促进IF-3与小亚基的结合，故先形成IF3-30S亚基-mRNA三元复合物。30S前起始复合物的形成：在IF-2作用下，甲酰蛋氨酰起始tRNA（fMet-tRNAfMet）与mRNA分子中的AUG相结合，同时IF3从三元复合物中脱落，形成30S前起始复合物，即IF2-30S亚基-mRNA-fMet-tRNAfmet复合物，此步需要GTPMg2+参与。70S起始复合物的形成：50S亚基与上述的30S前起始复合物Z合，同时IF2脱落，形成70S起始复合物，即50S亚基-30S亚基-mRNA-fMet-tRNAfmet复合物。肽链的延长（

55、掌握各个步骤的目的）进位:在EF-Tu、EF-Ts及依赖GTP的转位因子三种延长因子的作用下特定的氨基酸tRNA结合到核蛋白体的A位。（EF-Tu首先与GTP结合，然后再与氨基酰tRNA结合成三元复合物，这样的三元复合物才能进入A位。此时GTP水解成GDP,EF-Tu和GDP与结合在A位上的氨基酰tRNA分离。）转肽-肽键的形成:进位后，P位和A位上各结合了一个氨基酰tRNA,两个氨基酸之间在核糖体转肽酶作用下，P位上的氨基酸提供o-COOH基，与A位上的氨基酸的“-NH2形成肽键，从而使P位上的氨基酸连接到A位氨基酸的氨基上。转肽后，在A位上形成了一个二肽酰tRNA。移位：转肽作用发生后,氨基酸都位于A位，P位上无负荷氨基酸的tRNA就此脱落，核蛋白体沿着mRNA向3'端方向移动一组密码子，原来结合二肽酰tRNA的A位转变成了P位，A位空出接受下一个新的氨基酰tRNA进入，移位过程需要EF-G,GTP和Mg2+的参加。不断的重复进位、转肽和移位的过程，肽链就从氨基端到竣基端不断的延长。肽链的终止和释放释放因子识别终止密码子并且作用于A位点，使转肽酶活性变为水解酶活性，将肽链从结合在核糖体上的tRNA