(完整版)分子生物学总结(朱玉贤版)

1、结合着下载的资料复习吧绪论分子生物学的发展简史Schleiden和Schwann提出“细胞学说”孟德尔提出了“遗传因子”的概念、分离定律、独立分配规律Miescher首次从莱茵河鮭鱼精子中分离出DNAMorgan基因存在于染色体上、连锁遗传规律Avery证明基因就是DNA分子，提出DNA是遗传信息的载体McClintock首次提出转座子或跳跃基因概念Watson和Crick提出DNA双螺旋模型Crick提出了“中心法则”Meselson与Stah用N重同位素证明了DNA复制是一种半保留复制Jacob和Monod提出了著名的乳糖操纵子模型Arber首次发现DNA限制性内切酶的存在Temin和Ba

2、ltimore发现在病毒中存在以RNA为模板，逆转录成DNA的逆转录酶哪几种经典实验证明了DNA是遗传物质？（Avery等进行的肺炎双球菌转化实验、Hershey利用放射性同位素35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质外壳和DNA）第二章染色体与DNA第一节染色体一、真核细胞染色体的组成DMA蛋白质<非组蛋白DNA:组蛋白:非组蛋白：RNA=1：1：（1-1.5）：0.05（一）蛋白质（组蛋白、非组蛋白）（1）组蛋白：H1、H2A、H2B、H3、H4功能：核小体组蛋白（H2A、H2B、H3、H4）作用是将DNA分子盘绕成核小体不参加核小体组建的组蛋白H1,在构成核小体时起连接作用（2）非

3、组蛋白：包括以DNA为底物的酶、作用于组蛋白的酶、RNA聚合酶等。常见的有（HMG蛋白、DNA结合蛋白）二、染色质染色体：分裂期由染色质聚缩形成。同一物质不同存在形染色质：线性复合结构，间期遗传物质存在形式。'二二-/常染色质（着色浅）具间期染色质形态特征和着色特征染色质异染色质（着色深）结构性异染色质兼性异染色质（在整个细胞周期内都处于凝集状态）（特定时期处于凝集状态）三、核小体由H2A、H2B、H3、H4各2分子组成的八聚体和绕在八聚体外的DNA、一分子H1组成。八聚体在中央，DNA分子盘绕在外，由此形成核心颗粒。，H1结合在核心颗粒外侧DNA双链的进出口端，如搭扣将绕在八聚体外D

4、NA链固定，核心颗粒之间的连接部分为连接DNA。核小体的定位对转录有促进作用中期染色体由着丝粒、染色体臂、次缢痕、随体、端粒(由重复的寡核苷酸序列构成)5部分组成。核型：指染色体组在有丝分裂中期的表型，是染色体数目、大小、形态特征的总和。第二节DNAChargaff定则：(1)同一生物的不同组织的DNA碱基组成相同(2) 种生物DNA碱基组成不随生物体的年龄、营养状态或者环境变化而改变(3) A=T、G=C,总的嘌吟摩尔含量与总的嘧啶摩尔含量相同(A+G=C+T)(4) 不同生物来源的DNA碱基组成不同，表现在A+T/G+C比值的不同(一) DAN的结构一级结构：四种脱氧核糖核苷酸dAMP、d

5、GMP、dCMP、dTMP，通过3',5'-磷酸二酯键连接起来的直线形或环形多聚体。某DNA分子的一条多核苷酸链由100个不同的碱基组成，其可能的排列方式有4人100种DNA枝菅腹链的一段A.DNA昔酸片段11,縄是蛊聲寫U文字式Majorgruovex36AMincH1右手螺旋：A-DNA、B-DNA（最常见）/二级结构：双螺旋结构左手螺旋：Z-DNAB-DNA：（Watson-Crick）92%湿度下的钠盐结构碱基平面与双螺旋的长轴相垂直，碱基间符合碱基互补配对原则，相邻碱基对平面间的距离为0.34nm,双旋旋的螺距为3.4nm,每圈螺旋有10个碱基对，螺旋直径为2.0nm

6、。A=T（两个氢键），G=C（三个氢键），具大沟和小沟。A-DNA:相对湿度75%以下的结构，每圈螺旋有11个碱基对，螺体较宽而短，碱基对与中心轴的倾角也不同，呈19°大沟变窄、变深，小沟变宽、变浅。若DNA双链中一条链被相应RNA替换，则变构为A-DNA。（基因表达）Z-DNA:左手螺旋，螺距延长（4.5nm左右），直径变窄（1.8nm），每个螺旋含12个碱基对。螺旋骨架呈Z字形。（转录调控）正超螺旋（左旋、双螺旋圈数增加而拧紧）Z三级结构：双螺旋进一步扭曲形成超螺旋负超螺旋（右旋、减少而拧松，绝大多数）White方程：L=T+WL（Linkingnumber）：连环数或称拓扑环绕

7、数，指cccDNA中一条链绕另一条链的总次数。其特点是：（1）L是整数；（2）在cccDNA中任何拓扑学状态中其值保持不变；（3）右手螺旋对L取正值。T（Twistingnumber）：缠绕数，DNA一条链绕另一条链的扭转数即双螺旋的圈数。其特点：（1）可以是非整数（2）是变量；W（Writhingnumber）：扭曲数，即超螺旋数，指双螺旋分子在空间上相对于双螺旋轴的扭曲。特点是：（1）可以是非整数（2）是变量；I型：转变超螺旋为松弛状态拓扑异构酶（改变DNA拓扑异构体的L值）:II型：引入负超螺旋&同I型（二）DNA主要序列类型高度重复序列（卫星DNA、分散高度重复序列）、中度重复

8、序列、低度重复序列、反向石蜡袖重复序列。（三）DNA的理化性质溶解度：微溶于水，钠盐在水中的溶解度较大。可溶于2-甲氧乙醇，但不溶于乙醇等一般有机溶剂，常用乙醇从溶液中沉淀核酸。紫外吸收：DNA钠盐的紫外吸收在260nm附近有最大吸收值核酸的沉降特性（如右图）（四）DNA的变性与复性变性：DNA分子由稳定的双螺旋结构松解为无规则线性结构的现象，不涉及到其一级结构的改变。皿5Q伴随变性，会发生增色效应（紫外吸收明显增加）溶液粘度下降等现象。熔解DNA加热变性的过程。溶解温度（Tm）：核酸加热变性过程中，紫外光吸收值达到最大值的50%时的温度称为核酸的解链温度。（G+T含量越高Tm越大：DNA分子

9、序列越0均一，变形过程温度范围越窄：溶液的离子强度较低时，Tm值较低。复性：热变性DNA般经缓慢冷却后即可复性，此过程称之为退火影响DNA复性的因素：温度和时间DNA浓度f,复性fDNA顺序的复杂性DNA片段的大小盐的浓度2K|1/k值越大表明反应越慢核酸外切酶酶解:*核酸核酸酶：I型和III型限制性内切酶（需要消耗ATP）、II型（不需要ATP）DNA的复制Meselson与Stah用N重同位素证明了DNA复制是一种半保留复制（一）基本概念：半保留复制：每个子代分子的一条链来自亲本DNA,另一条则来是新合成的，这种复制方式称半保留复制。半不连续复制：DNA复制时，一条链连续复制，另一条不连续

10、复制，这种复制方式称先导链：DNA复制时，连续合成的链后随链：不连续合成的链冈崎片段：后随链复制中出现的不连续的DNA片段复制子：从起始点开始至终止点而独立进行复制的单位（细菌只有一个，真核多个）一个复制子只含一个复制起始点，启动单向复制or双向取决于起始点形成一个复制叉or两个。复制终止点：复制子中控制复制终点的位点。型大肠杆菌质粒DNA（二）DNA复制的几种方式滚环型噬菌体线性DNA（单向、双向），环状DNAD环（D-loop）型动物线粒体（三）复制的过程（起始、延伸、终止）不能从头开始，必须有引物参与复制的酶：解旋酶、DNA单链结合蛋白质、引物酶、DNA聚合酶（I、II、III）连接酶，

11、拓扑异构酶单链结合蛋白（SSB）：防止被解链形成的单链重新配对或被核酸酶降解引物酶（RNA聚合酶）引物是一段RNA分子DnaB+DnaC+DNA复制起始区域+引物酶=引发体DNA聚合酶(I、II、III)DNA聚合酶IDNA聚合酶IIDNA聚合酶I5f3f聚合活性+35f外切活性+5,3,外切活性+-功能修复不详染色体DNA的复制校对去除引物、水解DNA聚合酶有6个结合位点：模板结合位点；引物结合位点；引物3'-OH结合位点;底物dNTP结合位点；5'-3'外切酶结合位点；3'-5'校正位点。连接酶：DNA聚合酶只能催化多核苷酸链的延长，不能催化各片段间

12、的连接，复制中的单链缺口由DNA连接酶催化，但是它不能催化两条游离链的连接。原核生物DNA复制的基本过程(1) 起始：包括DNA复制起点双链解开及RNA引物的合成(整个DNA复制过程中,只有复制起始受细胞周期的严格调控)(2) 延长：DNA链的延长主要由DNA聚合酶III催化先导琏的引恂41轴悔件成的垃"A|將引物f介曲垢随轻mflii化阖帥片段啊作威奔吐卜-一亍冈崎片段旌撥酶封闭融口图13-门的半不连统复制(3)终止真核与原核生物复制的区别：1. 原核生物单一起点；真核生物多起始点2. 真核生物复制速度比原核生物慢3. 原核生物催化先导链、后随链的酶相同；真核不同4. 原核细胞中引

13、物酶与解旋酶相连；真核中引物酶与DNA聚合酶相连5. 真核生物的染色体在全部完成复制之前，各个起始点上的DNA的复制不能再开始，而原核生物，复制起始点可以连续开始新的DNA复制，表现为虽只有一个复制单元，但可有多个复制叉。6. 真核生物DNA复制的起始需要起始原点识别复合物（ORC）参与7. 在真核生物中主要有5种DNA聚合酶（a、B、Y、§、&）,一半都不具有核酸外切酶活性。端粒的复制：依赖于端粒酶（逆转录酶，由蛋白质和RNA组成）TTG*OH3*亍厂AACCCCAAC厂dGTPsJTTPs3f3fTTGGGGTTG*cjHyAACCCCAAC、Sf移位ttggggttg-

14、ohy5"厂AACCCCDNA的损伤和修复与基因突变（一）DNA的损伤自发性损伤：脱嘌吟、嘧啶；碱基脱氨基作用；碱基的互变异构（烯醇式与酮式）、细胞正常代谢产物对DNA的损伤物理因素：高能离子化辐射（X射线、Y射线）；非离子化辐射（紫外线）化学因素：烷化剂；碱基类似物（二）DNA损伤的修复直接修复、切除修复、错配修复、重组修复、SOS修复直接修复：常见的有光复活修复，作用于紫外线引起的DNA嘧啶二聚体的损伤修复，由DNA光复活酶识别并催化光复活反应。切除修复：切除修复是指在一系列酶的作用下，将DNA分子中受损伤部分切除，然后构的过程。一一修复DNA损伤的主要方式基本步骤：识别（核酸内

15、切酶）、切除+修补（DNA聚合酶I）、连接（DNA连接酶）错配修复：区别模板链和新合成的DNA链是通过碱基的甲基化来实现的。刚合成的子代分子中，亲代链甲基化，新合成链的GATC中的A未被甲基化，故子代DNA暂时是半甲基化的，细胞发现错配碱基，首先切除未甲基化链上的错配碱基。重组修复：分子覺封损伤f摞伤进行复制复制产生的缺陷分子:0H3'亠条链上有损伤-条链上有缺口基制产生的正常分子缺口的侵入正常分子，发生碱基配对并复制SOS修复：当DNA受到严重损伤，细胞为了生存诱发的一些复杂的反应。其诱发了修复机制相关酶与蛋白质产生。（三）基因突变概念：在DNA分子碱基序列水平上所发生的一种永久性、

16、可遗传的变化。点突变（转换嘧啶与嘧啶，嘌呤与嘌呤、颠换嘧啶与嘌呤）、缺失、插入DNA的转座转座子：基因组上可自主复制和位移的DNA片段，可以直接从基因组内的一个位点移到另一个位点，发生转座重组，从而改变染色体的结构。转座子的转移过程叫转座。转座子每次移动时携带着转座必需的基因一起在基因组内跃迁，所以转座子又称跳跃基因。类型：简单转座子和复合转座子结构特征：（1）结构中含有一个或多个开放阅读框，其中有一个编码转座酶的基因，这种酶催化转座子插入新的位置；（2）两端有20-40bp的反向末端重复序列，末端重复序列是转座所必需的，因为它们是转座酶所识别的底物。转座机制:靶点序列在靶点上形成交错的切口卡

17、转座子连接到单链末端上0填充和封闭靶位点上的缺口|d“a誓會警补萝口gDNA连接爾封冈切口1J靶DNA的正向巫复图4-21转座机制转座作用的遗传学效应：1.引起插入突变2.产生新的基因3.产生染色体畸变4.引起生物进化反转座子：以RNA为中间体进行转座第三章RNA的合成转录的概念与特点转录：以DNA中一条链为模板，在RNA聚合酶催化下，以四种NTP为原料，合成RNA的过程。有两种方式：DNA指导的RNA合成生物体内的主要合成方式。RNA指导的RNA合成病毒。合成的RNA中，如只含一个基因的遗传信息，称为单顺反子；如含有几个基因的遗传信息，贝U称为多顺反子。转录特点：不对称性：指以双链DNA中的

18、一条链作为模板进行转录，该链称为模板链（无意义链、负链），另一条不作为模板的链称为编码链（有意义链、正链） 连续性：RNA转录合成时为连续合成一段RNA链，各条RNA链之间无需再进行连接。单向性：合成方向为5'-3' 有特定的起始和终止位点：RNA转录合成时，只能以DNA分子中的某一段作为模板 转录可同时进行DNA复制与转录的比较相同点： 都以DNA为模板 碱基的加入严格遵循碱基配对原则 都生成磷酸二酯键新链合成方向为5'-3'不同点： 复制需要引物，转录不需引物转录时，模板DNA的信息全保留，复制时模板信息是半保留转录时，RNA聚合酶只有5'-3

19、9;聚合作用，无5'-3'及3'-5'外切活性 复制过程是整条染色体复制，而转录是有选择的，在某个时期，只有某个特定的基因或一组基因被转录 复制-半保留，转录-不对称转录反应体系：DNA模板，NTP,酶，Mg2+,Mn2+合成方向：5'-3'连接方式：3',5'磷酸二酯键原核与真核生物RNA聚合酶组成与功能该酶在单链DNA模板以及四种核糖核苷酸存在的条件下，不需要引物，即可从5'-3'聚合RNA。（一）原核核心酶+全酶（a2BB'so）核心酶：不能起始RNA的合成。：转录起始因子，识别转录起始开始部位合，识

20、别转录终止信号（二）真核根据对转录抑制剂鹅膏覃碱的敏感性分为三类酶定位转录产物敏感性RNAPolIRNAPolIIRNAPolIIIMt体仁质质粒核核核线rRNA不敏感核不均一RNA高度敏感tRNA不同种类敏感性不同线粒体RNA呂不敏感功能：识别DNA双链上的启动子使DNA变性在启动子处解旋成单链通过阅读启动子序列，RNApol确定它自己的转录方向和模板链达到终止子时，通过识别停止转录启动子与终止子（一）启动子基因转录起始所必需的一段DNA序列，位于结构基因上游。启动子本身不转录原核生物启动子：包括转录起始点、结合部位（-10区）、识别部位（-35区）、及二者之间的间隔区。-10区：位于起始点

21、上游-10bp处，5'-TATAAT-3'，AT较丰富，易于解链，为RNA聚合酶结合部位。-35区：位于-35bp处，5'-TTGACA-3',为RNA聚合酶识别位点真核生物启动子：（三类）RNA聚合酶II识别的启动子包括基础元件、上游元件、应答元件基础元件：包括TATAbox和起始子，TATAbox与-10区相似，是转录因子与DNA结合部位上游元件：作用是提高转录效率，并不是所有的启动子必须的（二）终止子在基因编码区下游的可被RNA聚合酶识别和停止合成RNA的一段DNA序列特点：富含GC与AT，形成发卡结构和连续的U区，以终止转录。蛋白P因子辅助识别终止信号，

22、参与终止。大肠杆菌中的两类终止子:强终止子：发夹结构，3端上有6个U弱终止子一需要P因子原核生物RNA的合成分为起始，延长、终止三个阶段转录起始不需要引物RNA按5'3'方向延伸真核生物转录过程与原核生物的不同点(1) 转录在细胞不同位置进行(2) 原核只有一种RNA聚合酶，而真核细胞有三种聚合酶；(3) 启动子的结构特点不同，真核有三种不同的启动子和有关的元件；(4) 真核生物RNA聚合酶自身不能识别和结合到启动子上，需要转录因子先于启动子结合后才能结合上去。RNA转录后加工rRNA-原核真核都需要加工原核：般不需要加工，边转录边翻译tRNAr5力帽f卜在转录过程中真核：需要

23、加工彳丁加尾ji剪接转录后进行减少部分片段：切除5端前导序列，3端拖尾序列和中部的内含子增加部分片段：5加帽，3加poly(A),通过编辑加入一些碱基修饰：对某些碱基进行甲基化(_)原核生物RNA转录后加工转录过程中几个结构基因利用共同的启动子和共同的终止信号，转录形成一条mRNA分子，一条mRNA链可编码几种不同的蛋白质。形成的mRNA称为多顺反子Mrna。(二)真核生物RNA转录后加工tRNA加工：与原核生物不同的一点是先将内含子切除，再由连接酶将外显子连接mRNA加工：一个结构基因转录成一个mRNA分子且内含子与外显子一起被转录包括：5'末端加帽子、3'端多聚A尾、剪接去

24、除内含子将外显子连接DNA内含子【内含子2外显子1外显子2外显子3初始转录产物加工成熟的mRNA口帽子AAAAAAAApoly(A)内舍子t匚二内含子2匚二真核mRNA前体的加工5'末端加帽子：脱磷、加GTP、甲基化(细胞核内完成)0型帽子：7甲基鸟苷三磷酸吗mGpppNI型、II型3'端多聚A尾：poly(A)不为基因编码，由poly(A)聚合酶合成(细胞核)剪接：核内不均一RNA(hnRNA):为mRNA的前体，转录物中外显子与内含子间隔排列，需经剪接加工后生成mRNA。外显子：在真核生物基因中编码蛋白质的序列。内含子：非编码蛋白的序列内含子的类型发现的位置GU-AG内含子

25、真核细胞核mRNA前体AU-AC内含子真核细胞核mRNA前体5'端剪切点为GU；3'端剪切点为AG核酶：具有酶的催化活性的RNA称为核酶第四章蛋白质的生物合成和转运翻译：从mRNA链上一个特定的起始位点开始，按每三个核苷酸代表一个氨基酸的原则，依次合成一条多肽链的过程。包括起始、延长、终止。（一）参与蛋白质生物合成的物质20种氨基酸、mRNA、tRNA、核糖核蛋白体（RNA和核糖体）、辅助因子mRNA:起始密码-AUG终止密码-UAA/UGA/UAG（1）通用性与特殊性（人线粒体中，UGA不是终止码，而是色氨酸的密码子）（2）简并性（一种以上密码子编码同一个氨基酸）（3）摆动性

26、（前两个碱基决定其专一性，第三位碱基可有变异）（4）连续性和方向性（5）不重叠性tRNA:（1）具反密码子识别mRNA上密码子，反密码子阅读方向5'3',反密码子第一位碱基与密码子第三位碱基配对。（2）携带氨基酸，氨基酸结合在tRNA3'端CCA的位置。一种氨基酸可被几种tRNA携带，一种tRNA只携带一种氨基酸。tRNA以所运氨基酸命名，如携带丙氨酸的叫丙氨酸一tRNA，结合氨基酸后，成为丙氨酰一tRNA。（3）连接多肽链和核糖核糖核蛋白体：蛋白质肽键的合成就是在这种核糖体上进行的。一类附着于粗面内质网，参与分泌蛋白的合成。另一类游离于胞质，参与细胞固有蛋白质的合成。

27、原核生物与真核生物核糖体组分核糖休亚基rRNAs细菌70S50S23S130S5S16S哺乳动物80S60S28S40S5S5.8S1SS核糖体上活性位点延伸申合部位空载flOIA停曹位点k（ex-tt）s：teTiHNAoinciTigsite形廡肽键的部位（转肽酶中心）所以动II耐理从A触到P位点再到E,通过密码子与反密码f相互作用保证反血向进fi环荟6驕-（二）蛋白质合成的过程氨基酸的活化与转运、多肽链合成的起始、肽链的延长、肽链合成终止、折叠与加工（1）氨基酸的活化与转运:氨酰-tRNA合成酶催化氨基酸的活化和与特异的tRNA结合（2）多肽链合成的起始：辨认起始密码子，核糖体与mRNA

28、、第一个氨酰-tRNA、起始因子结合形成起始复合物。真核生物中：甲硫氨酸原核生物中：起始氨基酸是：甲酰甲硫氨酸起始AA-tRNA是：fMet-tRNAfMetMet-tRNAMet原核起始tRNA：tRNAf真核生物起始：tRNAi延伸：tRNAm(3) 肽链的延长结合、转肽、移位(4) 肽链合成的终止：当核蛋白体A位出现终止密码后，多肽链合成停止，肽链从肽酰一tRNA中释出，mRNA、核蛋白体大小亚基等分离真核生物与原核生物蛋白质合成的异同(1)起始核糖体为80S用于起始的氨酰-tRNA为Met-tRNAMet(甲硫氨酸没有被甲酰化)起始因子较多mRNA的5端帽子结构和3端polyA都参与形

29、成翻译起始复合物(三) 蛋白质合成的抑制剂(1)抗生素类阻断剂 链霉素、卡那霉素、新霉素抑制G-蛋白质合成的三个阶段： 阻止起始复合物的形成，使氨基酰tRNA从复合物中脱落； 在肽链延伸阶段，使氨基酰tRNA与mRNA错配； 在终止阶段，阻碍终止因子与核蛋白体结合，使已合成的多肽链无法释放，而且还抑制70S核糖体的解离。 四环素和土霉素 作用于细菌内30S小亚基，抑制起始复合物的形成； 抑制氨基酰tRNA进入核糖体的A位，阻滞肽链的延伸； 影响终止因子与核糖体的结合，使已合成的多肽链不能脱落离核糖体。 氯霉素广谱抗生素。 与核糖体上的A位紧密结合，因此阻碍氨基酰tRNA进入A位。抑制转肽酶活性

30、，使肽链延伸受到影响，菌体蛋白质不能合成，因此有较强的抑菌作用 嘌呤霉素代一些氨基酰tRNA进入核糖体的A位，当延长中的肽转入此异常A位时，容易脱落，终止肽链合成。白喉霉素（2）干扰素对病毒蛋白合成的抑制干扰素是真核细胞感染病毒后能分泌的一类有抗病毒作用的蛋白质，能抑制病毒的繁殖。扰素诱导的蛋白激酶使真核eIF2磷酸化失活（三）蛋白质的运转分泌蛋白翻译-转运同步机制；细胞器需要-翻译后转录机制（1）翻译-运转同步机制信号肽假说信号肽：常指新合成多肽链中用于指导蛋白质跨膜转移的N-末端氨基酸序列假说的基础：蛋白质定位的信息存在于该蛋白质自身结构中，并且通过与膜上特殊受体的相互作用得以表达假说的内

31、容：蛋白质跨膜运转信号也是由mRNA编码的。在起始密码子后，有一段编码疏水性氨基酸序列的RNA区域，这个氨基酸序列就被称为信号序列。信号序列在结合核糖体上合成后便与膜上特定受体相互作用，产生通道，允许这段多肽在延长的同时穿过膜结构，因此，这种方式是边翻译边跨膜运转。当翻译进行到500个氨基酸后，信号肽开始从核糖体上露出，被糙面内质网上受体识别并结合，信号肽进入内质网后，被水解，正在合成的新生肽随之通过蛋白孔道穿越磷脂双分子层，当核糖体移至终止子，蛋白质合成结束，膜上的蛋白通道消失，核糖体重新处于自由态。（2）翻译后转运机制：线粒体蛋白质跨膜运转、叶绿体蛋白质的跨膜运转（四）蛋白质的降解泛素蛋白

32、酶体系统，包括两个主要步骤：（1）底物蛋白的泛素化标记（2）蛋白酶体水解底物蛋白（1）底物蛋白的泛素化标记A. 泛素激活酶（E1）活化泛素形成E1-泛素复合物，消耗1分子ATP；B. 泛素载体蛋白（E2）催化泛素分子从E1转到E2,形成E2-泛素复合物，释放出E1；C. 在泛素蛋白连接酶（E3）的催化下，泛素分子羟基末端与底物蛋白肽链中某些赖氨酸侧链上的£氨基形成异肽键；D. 第二个泛素分子羧基末端与第一个泛素分子48位赖氨酸侧链的£氨基连接，以后的泛素分子以相同方式连接，最终形成多聚泛素分子的蛋白链标记。（2）蛋白酶体水解底物蛋白A. 具调节活性的19S蛋白复合体使底物蛋

33、白去折叠，并通过蛋白酶体受体端裂隙进入20S内部；B. 具催化活性的20S蛋白复合体将底物蛋白降解为小片段，小片段的释放方式还不太清楚。释放出的泛素分子可被循环利用。第五章原核生物的基因表达调控基因表达：从DNA到蛋白质或功能RNA的过程。基因表达调控：围绕基因表达过程中发生的各种各样的调节方式都通称为基因表达调控基因/染色体水平、转录水平的调控、转录后的调控、翻译水平、翻译后水平的调控原核生物基因表达调控的特点调节的主要环节在转录水平上进行 b因子决定RNA聚合酶识别特异性 主要通过操纵子模式进行调节 阻遏蛋白对转录的抑制作用（阻遏机制）是普遍存在的负调控作用顺式作用：不转变为任何其他形式（

34、RNA或蛋白质）而只以DNA形式在原来位置起作用，仅影响与其紧密相连的DNA序列。顺式作用元件：对基因表达有调节活性的DNA序列，其活性只影响与其自身同处在一个DNA分子上的基因。通常不编码蛋白质，多位于基因旁侧或内含子中。包括启动子，增强子，沉默子等。反式作用：编码产物从合成地点扩散到其他场所起作用的过程。反式作用因子：能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上，参与调控靶基因转录效率的蛋白质。调节基因编码的产物。多为转录因子。组成蛋白：细胞内有许多种蛋白质的数量几乎不受外界环境的影响，这些蛋白质称为组成蛋白。调节蛋白：是一类特殊的蛋白质，它们可以影响一种或多种基因的表达。（正调节

35、蛋白和负调节蛋白，前者是激活蛋白，后者是阻遏蛋白。）基因表达的方式组成性基因表达 适应性表达（诱导和阻遏表达）1、组成性基因表达指不大受环境变动而变化的一类基因的表达。如：DNA聚合酶、RNA聚合酶等代谢过程中十分必须的蛋白质或酶的表达。2、适应性表达（诱导和阻遏表达）指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因表达。诱导表达（induction）指在特定环境因素刺激下，基因被激活，从而使基因的表达产物增加。这类基因称为可诱导基因。阻遏表达（repression）指在特定环境因素刺激下，基因被抑制，从而使基因的表达产物减少。这类基因称为可阻遏基因。1、负调控negativeregulation

36、在没有调节蛋白质存在时基因是表达的，加入某种调节蛋白质后基因活性就被关闭，这样的控制系统就叫做负控系统。其调节蛋白质叫做阻遏蛋白两种类型：负控诱导和负控阻遏2、正调控positiveregulation在没有调节蛋白质存在时基因是关闭的，加入某种调节蛋白质后基因活性就被开启，这样的控制系统就叫做正控系统。 其调节蛋白质叫做无辅基诱导蛋白（激活蛋白）两种类型:正控诱导和正控阻遏系统特殊代谢物调节基因表达的类型1、可诱导调节一些基因在特殊的代谢物或化合物的作用下，由原来关闭的状态转变为工作状态，即在某些物质的诱导下使基因活化。调节分解代谢的操纵子，同时受cAMP-CAP的活性调节一一乳糖操纵子2、

37、可阻遏调节一些基因在特殊的代谢物或化合物的作用下，由原来开启的状态转变为关闭状态，基因的表达被阻遏.调节合成代谢的操纵子一一色氨酸操纵子细菌的应急反应:指细菌在恶劣生长环境中关闭tRNA和核糖体形成的能力。细菌的应急反应的机制：应急信号：鸟苷四磷酸（ppGpp）、鸟苷五磷酸（pppGpp）诱导物：空载tRNA降解物对基因活性的调节1、葡萄糖效应(降解物抑制作用)是指当葡萄糖和其它糖类一起作为细菌的碳源时葡萄糖总是优先被利用，葡萄糖的存在阻止了其它糖类的利用的现象。2、降解物对基因活性的调节葡萄糖通过降低cAMP的含量而抑制基因表达操纵子：由操纵基因以及相邻的若干结构基因所组成的功能单位，其中结

38、构基因转录受操纵基因控制操埶基因(operator):O也叫棗祚子，是操埶子中的擅制基因，在揉纵_徵=启动子杓邻，通常赴十卄故號态，使RNA聚手醸睡二:于心用十启动子启动转录°调控基因(regulatorgene):1通迂编码蛋三廣或KNA来调节其他基乐表达的基乐O结构基因(structuralgene):ZYA编码蛋1质或RNA的墓因，波操纵子调翌的基因。B乳糖操纵子模型一代谢型操纵子ONAtnRNAoYASlrucluralgpn碉mANAIvlcdiuni/J-Gaia匚血sicJSLERNApnlyrriQrasDPolypeptideromingRepressorprotD

39、in1、Z、Y、A基因的产物为一条多顺反子mRNAlacZ:编码B-半乳糖苷酶，它可以将乳糖水解为半乳糖和葡萄糖;lacY：编码半乳糖苷透性酶，它能将乳糖运送透过细菌的细胞壁;lacA:编码硫代半乳糖苷乙酰转移酶，进行乳糖代谢。2、O区就是阻遏物结合区3、lacP（启动子区）：从I基因结束到mRNA转录起始位点止，有cAMP-CAP结合区4、cAmp-CAP 代谢激活蛋白（CAP）是cAmp的受体蛋白（CRP） cAmp-CAP复合物，是lac操纵元的正调控因子5、葡萄糖对lac操纵子的影响葡萄糖存在时腺苷酸环化酶活性降低，ATP无法转变成cAMP，不能形成CAP-cAMP复合蛋白，RNA酶无

40、法结合在DNA上，结构基因不表达。代谢物阻遏效应研究认为葡萄糖的某些降解产物抑制lacmRNA的合成，这种效应称之为代谢物阻遏效应.«1P0ZVn.'trp操纵子的阻遏调控机制一合成代谢trpPtrjrOtj戒fjjjJ«尹£trjrBtj-pATrpR(无活性辎阴過物CTrp)E1&-17TrpR®IrP曲活后可阴邊g按纵子的转录结构基因EDCBA色氨酸操纵子主要参与调控一系列用于色氨酸合成代谢的酶蛋白的转录合成。当细胞内缺乏色氨酸时，此操纵子开放，而当细胞内合成的色氨酸过多时，此操纵子被关闭。色氨酸操纵子的调控机制与乳糖操纵子类似，但通常情况下，操纵子处于开放状态，其辅阻遏蛋白不能与操纵基因结合而阻遏转录。而当色氨酸合成过多时，色氨酸作为辅阻遏物与辅阻遏蛋白结合而形成阻遏蛋白，后者与操纵基因结合而使基因转录关闭。色氨酸操纵子特点：1) trpR(89')和trpEDCBA(25')