分子生物学复习 蛋白质化学课件

分子生物学复习1一、蛋白质化学

（一）氨基酸蛋白质的氨基酸组成编码氨基酸：20种/受遗传密码控制非编码氨基酸：翻译后加工编码氨基酸结构特点构件分子：L,α-氨基酸除Gly外，其余都是L,α-氨基酸Pro为亚氨基酸R基团的不同是分类的基础编码氨基酸分类酸性氨基酸碱性氨基酸中性氨基酸分子生物学复习2咪唑基胍基吡咯环结构特点：1.含苯环:phe2.含酚羟基:Tyr3.含吲哚环:Trp4.含羟基:SerThr5.含硫:CysMet6.含胍基:Arg7.含咪唑基:His

分子生物学复习3(二)氨基酸的理化性质两性电离等电点(pI）在水溶液中能两性电离而成兼性离子分子呈电中性时的溶液的pH值紫外吸收

芳香族氨基酸特有(phe，Tyr,Trp)吸收峰：波长280nm茚三酮反应

加热氨基酸+茚三酮蓝紫色化合物

(570nm)Pro

+茚三酮黄色化合物氨基酸的定量方法分子生物学复习4（三）蛋白质的结构层次一级结构从N-端到C-端氨基酸（残基）排列顺序是蛋白质的基本结构是空间结构、生理功能的基础维系键肽键/二硫键二级结构肽链主链骨架原子局部空间结构α螺旋/β折叠/β转角/无规卷曲/模体维系键氢键三级结构肽链主链、侧链骨架原子局部空间结构（结构域/分子伴侣）球状或椭圆状蛋白质亲水表面和疏水内核大部分蛋白质到三级结构已有生物活性例如：肌红蛋白、免疫球蛋白维系键疏水键四级结构蛋白质分子中各个亚基的空间排布举例：血红蛋白（α2β2）维系键离子键分子生物学复习5模体（motif）蛋白质分子中2～3个二级结构肽段，在空间上有规律地聚集起来，形成相对稳定、特殊的空间构象具有特殊的生理功能例如：α-环-α——

钙结合蛋白

βαβ——

锌指结构域分子量大的蛋白质三级结构可分割成1个和数个球状或纤维状的区域具有功能例如：酶的活性中心分子生物学复习6分子伴侣空间构象的决定因素之一(一级结构/分子伴侣)本质是蛋白质(热休克蛋白Hsp70/异构酶)提供一个保护环境加速蛋白质折叠成天然构象或四级结构亚基在蛋白质的四级结构中，每个各具独立三级结构的多肽链称为亚基亚基单独存在不具有生物活性分子生物学复习7一级结构是决定三维结构

和生物学活性的基础牛核糖核酸酶的变性和复性实验比较几种氨基酸顺序相似的

蛋白质空间结构和生物学活性蛋白质结构与功能的范例肌红蛋白:三级结构血红蛋白:四级结构

(别构效应/氧解离曲线呈S形)蛋白质折叠

需要分子伴侣/伴侣蛋白天然非折叠蛋白质(内在非结构蛋白质)天然蛋白质,没有完全折叠成特定

三级结构,但具备功能与其他蛋白质相互作用,具有功能

多样性分子生物学复习8（四）蛋白质的理化性质蛋白质的两性电离

大多数人体蛋白质pI=5.0在pH7.4环境下成阴离子蛋白质的胶体性质水化层电荷层蛋白质变性和复性变性:空间结构破坏,一级结构不变,

生物学活性丧失蛋白质紫外吸收

λ=280nm有特征性吸收峰蛋白质定性、定量方法分子生物学复习9蛋白质的变性变性因素物理或化学因素机制

蛋白质空间结构破坏一级结构未破坏性质的变化溶解度降低/黏度增加结晶能力消失/生物活性丧失易被蛋白酶水解实际应用防止蛋白制剂/蛋白质药物的变性失活使细菌蛋白质变性失活，消毒杀菌分子生物学复习10（五）蛋白质的分离和纯化根据分子大小

的纯化方法透析和超滤超速离心凝胶层析利用大分子蛋白质性质密度、形态、沉降系数不同利用溶解度

差别的纯化

方法等电点沉淀盐析丙酮沉淀利用蛋白质等电点不同破坏水化层/电荷层分子生物学复习11根据电荷不同

的纯化方法电泳SDSIEF双向电泳（SDS/IEF）毛细管电泳蛋白质两性电离性质离子交换层析利用对配体的生物亲和力的纯化方法亲和层析配体—抗体/酶的底物HPLC（离子交换/亲和层析/凝胶层析）高压液泵作用于流动相分子生物学复习12（六）蛋白质组和蛋白质组学蛋白质组

指某种细胞或组织中基因组所表达的全部蛋白质不同环境/状态/发育阶段细胞蛋白水平的变化蛋白质组学研究各种生物基因组在细胞中表达的全部蛋白质的分子结构、功能及其相互作用的新学科研究不同环境/状态/发育阶段/不同组织的细胞中蛋白质分子的种类、结构和功能，蛋白质相互作用发现新药分子生物学复习13二、酶学

（一）酶的一般特性

1、酶的化学本质和结构酶的基本概念酶生物催化剂本质：蛋白质底物：各类代谢物活细胞产生、具有催化功能核酶生物催化剂本质：RNA底物：核酸分子生物学复习14全酶、辅酶和辅基全酶酶蛋白催化作用（特异性）

辅助因子金属离子小分子有机物(维生素)辅基非蛋白质部分酶蛋白共价键透析、超滤不能分离辅酶非蛋白质部分酶蛋白非共价键透析、超滤能分离分子生物学复习15酶的活性中心酶分子上必需基团集中的特定空间结构区域功能单位1:与底物结合功能单位2:催化化学键的断裂和形成(催化底物转变为产物)特点辅酶的部分结构参与组成酶的活性中心酶蛋白=调节亚基+催化亚基酶蛋白的三维结构是正常功能必需的分子生物学复习16

酶--生物催化剂的特点容易失活（变性）具有极高效率对底物专一性强酶活性可调节基因表达激素反馈抑制抑制剂和激活剂蛋白酶解激活可逆共价修饰别构调节分子生物学复习17转换数（Kcat）酶的催化常数Kcat定义一定条件下转换每个酶分子底物的分子数/每秒一定条件下

转换每μmol酶分子底物的μmol/每秒2、转换数（Kcat）和米氏常数（Km）分子生物学复习18米氏常数（Km）Km定义当v=1/2V时，底物的浓度。单位：mol/LKm意义酶的特征性常数Km大小与该酶对底物亲和力大小成反比Km大，亲和力小，反应速度慢Km小，亲和力大，反应速度快酶对最适底物的Km值最小（亲和力最大）分子生物学复习19Kcat/KmKcat/Km酶的催化效率的参数意义Kcat/Km比值越大，酶催化效率越高Kcat/Km比值上限=扩散速度常数（108-109mol-1.L.s-1)乙酰胆碱酶分子生物学复习203、酶的活力酶的活力酶催化某一化学反应的能力催化的化学反应速率表示酶活力的大小反应速率大,酶活力越高酶单位(U)(酶活力单位)一定条件下和一定时间内,将一定量的底物转化成产物所需要的酶量U/g,U/mL酶活力国际单位（IU）在最适反应条件（25℃）每分钟内催化1umol底物转化为产物所需

要的酶量1IU=1umol/min分子生物学复习21

（二）酶的催化机制

诱导契合假说（过渡态、活化能和结合能）酶-底物复合物的形成与诱导契合假说E+SESE+P

（过渡态）邻近效应酶蛋白+酶活性中心反应基团在

空间相互靠近一般酸碱催化同一种酶兼有酸、碱双重催化作用在任何生理条件下顺利进行分子生物学复习22亲核催化（共价催化）和亲电催化亲核催化—酶的亲核基团与底物亲电中心

共价结合

稳定过渡态

例：酶活性中心的Ser亲电催化—酶的亲电体与底物亲核中心结合

酶活性中心更敏感

例：金属离子与底物结合静电效应酶活性中心中的带电荷的氨基酸侧链/金属离子稳定过渡态分子生物学复习23（三）酶活性的调控酶的活性调节蛋白酶解激活（酶原与酶原的激活）酶的共价修饰调节别构酶代谢途径、限速酶

FGABCDEHLE1E2E3E4E5E6E7E8分子生物学复习24蛋白酶解激活（酶原的激活）酶原

在细胞内合成或刚分泌时无催化活性的酶的前体例：消化酶/凝血因子/补体系统/蛋白激素/

胶原蛋白酶原激活过程：酶原酶本质：酶的活性中心形成特点不可逆共价修饰一般不需要消耗能量（ATP）分子生物学复习25别构酶酶的共价修饰调节底物酶蛋白（四级结构）酶蛋白作用物别构剂激活剂/抑制剂催化：另一个酶修饰基团：磷酸基团/乙酰基结合方式部位：调节亚基非共价结合可逆地共价修饰构象变化构象变化(疏松/紧密)磷酸化或去磷酸化乙酰化，去乙酰化酶活性升高/降低升高/降低动力学曲线呈S形举例血红蛋白Tyr蛋白激酶分子生物学复习26信号分子和受体信号分子细胞间信息物质第一信使细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质根据细胞分泌信息物质的方式分类神经递质乙酰胆碱、去甲肾上腺素内分泌激素胞内受体激素:

甲状腺素、类固醇激素胞膜受体激素:肾上腺素、促甲状腺激素、胰高血糖素、胰岛素、生长激素局部化学介质生长因子、前列腺素气体信号分子一氧化氮、一氧化碳三、细胞信息转导分子生物学复习27信号分子和受体受体膜受体离子通道受体G蛋白偶联受体单跨膜受体酪氨酸蛋白激酶受体型非酪氨酸蛋白激酶受体型TGFβ的Ⅰ型和Ⅱ型受体具有鸟嘌呤环化酶活性的受体胞内受体位于细胞浆和细胞核中的受体全部为DNA结合蛋白分子生物学复习28细胞内信息物质第一信使经转导刺激细胞内产生的传递细胞调控信号的化学物质无机离子Ca2+脂类衍生物DAG、Cer核苷酸cAMP、cGMP糖类衍生物IP3信号蛋白分子Ras/JAK/Raf第二信使细胞内传递信息的小分子物质Ca2+、DAG、IP3、Cer、cAMP、cGMP、花生四烯酸及其代谢产物第三信使DNA结合蛋白（≈转录因子）负责细胞核内外信息传递与靶基因特异序列结合，调节基因转录分子生物学复习29

膜受体介导的信息传递G蛋白偶联受体介导的信号转导途径cAMP信号传导途径肾上腺素胰高血糖素促甲状腺激素(TSH)Ca2+信号传导途径促甲状腺激素释放激素(TRH)去甲肾上腺素抗利尿激素分子生物学复习30酶偶联受体介导的信号转导途径受体酪氨酸蛋白激酶(RTK)途径胰岛素,生长因子受体鸟苷酸环化酶途径心钠素(ANP),NO受体Tyr磷酸酶CD45受体Ser/Thr激酶TGF-β途径结合Tyr激酶的受体EPO,IFN分子生物学复习31信号分子受体G蛋白腺苷酸环化酶ATPcAMPA激酶ProPro-p生理功能调节cAMP信号转导途径分子生物学复习32ProPro-p调节蛋白的磷酸化（快调节）e.g糖原磷酸化激酶、糖原磷酸化酶转录因子磷酸化（慢调节）e.gCREB（CRE结合蛋白）磷酸化

CRE（cAMP反应元件）促进有关基因转录分子生物学复习33cAMP信号转导途径信号分子肾上腺素,胰高血糖素促肾上腺皮质激素,促甲状腺激素(TSH),

促黄体素甲状旁腺激素,升压素G蛋白偶联受体单一多肽链组成显著的结构特点:7个跨膜α螺旋膜外N端,配体结合的区域

跨膜7段不连续的肽段组成

膜内C端,与G蛋白结合的区域分子生物学复习34G蛋白(GTP-结合蛋白)Gs:活化腺苷酸环化酶活化型:G蛋白-GTP非活化型:G蛋白-GDP具GTP酶的活性G蛋白种类Gs(+)腺苷酸环化酶cAMPGi(-)腺苷酸环化酶cAMPGq活化磷脂酶C-β腺苷酸环化酶ATPcAMPcAMP第二信使分子生物学复习35cAMP依赖的蛋白激酶

(A激酶)结构:2个催化亚基,2个调节亚基的蛋白质激活:别构激活(别构剂cAMP）作用:ProPro-P

靶蛋白1、调节蛋白的磷酸化（快调节）

e.g糖原磷酸化激酶、糖原磷酸化酶2、转录因子磷酸化（慢调节）

e.gCREB（CRE结合蛋白）磷酸化

CRE（cAMP反应元件）促进有关基因转录36举例1分子生物学复习37举例2霍乱毒素NAD+(-ADP核糖基团)Gsα-GTPase(-)肠上皮细胞cAMP增高Na+大量外流、水进入肠道—腹泻百日咳NAD+(-ADP核糖基团)Gsα-GTPase(+)cAMP降低分子生物学复习38信号分子受体Gq蛋白磷脂酶C-βC激酶ProPro-p生理功能调节DGPIP2

IP3Ca2+Ca2+信号途径TRH,去甲肾上腺素,抗利尿激素分子生物学复习39

ProPro-p

1.蛋白磷酸化2.激活一些特异基因的转录(转录因子磷酸化)

转录因子

C激酶

转录因子-P+顺式作用元件

分子生物学复习40信号分子受体Gq蛋白磷脂酶C-βProPro-p生理功能调节PIP2

IP3Ca2+Ca2+－钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径

(Ca2+－CaM激酶途径)钙调蛋白+CaM激酶Ras下游的信号介导物图17-17单体GTP酶Ras超家族“受体二聚体”机制分子生物学复习42信号分子受体GTPcGMPG激酶ProPro-p生理功能调节受体鸟苷酸环化酶途径心钠素NO分子生物学复习43信号分子受体细胞信号转导/细胞周期调节受体Tyr磷酸酶途径CD45Tyr磷酸酶Lck激酶Lck去磷酸化TGF

受体介导的信号转导通路单次跨膜受体，自身具有Ser/Thr激酶催化结构域分子生物学复习45结合Tyr激酶的受体

(JAK-STAT信号转导途径)

细胞因子受体信号分子JAK激酶P受体二聚体STAT-SHPSH-PP-SH转录STATSTAT干扰素受体,白介素2,EPO,生长激素受体分子生物学复习46信号分子

胞内受体介导的信息传递受体信号分子受体专一DNA序列基因转录转录因子顺式作用元件类固醇激素,甲状腺激素,1,25(OH)2-D3,维甲酸,性激素分子生物学复习（一）糖蛋白组成蛋白质糖（N-糖链，O-糖链）含量：1～50%糖链长度：≤15个单糖蛋白质-糖的连接键共价键N-连接，O-连接分布与种类细胞膜：血型抗原/组织相容性抗原

/Ig（膜结合型)/激素受体

/病毒受体分泌性蛋白：凝血因子/激素蛋白/Ig/补体四、糖蛋白和蛋白聚糖分子生物学复习糖蛋白聚糖中单糖的种类葡萄糖(Glu)半乳糖(Gal)甘露糖(Man)N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)岩藻糖(Fuc)N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)N-乙酰神经氨酸(NeuAc)唾液酸（Sia）1、常见8种单糖（D型）分子生物学复习2、糖链和蛋白质的连接N-连接糖N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)连接健

N-糖苷键蛋白质天冬酰胺（Asn）-X-Ser/Thr存在部位血浆蛋白，膜蛋白O-连接糖N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)半乳糖(Gal)连接健

O-糖苷键O-糖苷键蛋白质Ser/Thr（-OH)羟赖氨酸(Hyl)存在部位呼吸道/消化道粘液蛋白，血型蛋白，抗体胶原蛋白分子生物学复习3、糖链类型和结构特点N-糖链五糖核心高甘露糖型外链只有ManIgM，甲状腺球蛋白复杂性Man/外链（GalNAc/GlcNAc/Fuc/Sia）血型蛋白，Ig（提供识别信号）杂合型外链：高甘露糖型+杂合型Ig，甲状腺球蛋白O-糖链核心二糖：GalNAc-Gal核心二糖可重复延长及分支再接上Fuc、GlcNAc等单糖ManManManGlcNAcGlcNAcAsn分子生物学复习4、N-糖链的生物功能参与分子识别和细胞识别分子识别分子之间的选择性/特异性作用Ag-Ab/酶蛋白-底物/激素-受体糖链/蛋白质/核酸/脂质之间细胞识别细胞分子通过细胞表面分子而产生的特异性相互作用精子-卵子的识别参与新生多肽链的折叠影响亚基的构象、亚基之间的识别与聚合参与糖蛋白的转运，分泌增强糖蛋白的稳定性分子生物学复习（二）蛋白聚糖组成核心蛋白（含有糖胺聚糖结合结构域）糖（一条/多条糖胺聚糖，N-糖链，O-糖链）含量：>50～95%糖链长度：～80个单糖（不含Sia）蛋白质-糖的连接键共价键N-连接，O-连接分布与种类细胞外基质：结缔组织细胞外的凝胶样基质软骨组织细胞表面分子生物学复习体内重要的糖胺聚糖硫酸软骨素/硫酸皮肤素/硫酸角质素透明质酸/肝素/硫酸类肝素糖胺聚糖由30～250

个重复二糖单位组成重复二糖单位

=【已糖醛酸-已糖胺】呈酸性/亲水性功能保持结缔组织的水分调节阳离子在组织中分布润滑、保护作用（关节）促进创伤愈合糖胺聚糖(粘多糖)分子生物学复习五、核酸化学

（一）核酸的化学组成DNA脱氧核糖核酸RNA核糖核酸构件分子核苷酸嘌呤/嘧啶-脱氧核糖-磷酸dAMP/dGMP/dCMP/dTMP嘌呤/嘧啶-核糖-磷酸AMP/GMP/CMP/UMP嘌呤/嘧啶A/T/G/CA/U/G/C少量稀有碱基核糖β-D-2脱氧核糖β-D-核糖分子生物学复习碱基（嘌呤、嘧啶）+核糖（脱氧核糖、核糖）核苷+磷酸

核苷酸

3’，5’-磷酸二酯键核酸（二）核酸的分子结构

1、核苷酸的连接分子生物学复习2、DNA分子结构DNA一级结构核苷酸的排列顺序碱基的排列顺序（5’3’）长度人类基因组的长度：3.2×109编码蛋白质基因：3万多个功能基因形式携带遗传信息基因：DNA分子中特定区域，核苷酸的排列顺序基因组：DNA分子的全序列

所有编码RNA和蛋白质的序列+所有非编码序列分子生物学复习回文序列限制性内切酶识别位点基因调控区域分子生物学复习

DNA双螺旋结构模型要点反向平行互补双链3’5’/5’3’AT

GC右手螺旋（B型）内侧：AT/

GC

碱基对平面与螺旋中心轴垂直外侧：核糖和磷酸（亲水）螺旋表面：大沟/小沟是DNA与蛋白质识别、结合的部位维持DNA双螺旋结构稳定因素碱基平面间的疏水堆积力碱基对间的氢键DNA双螺旋结构多样性A型：右手螺旋/较B型粗Z型：左手螺旋/呈锯齿状分子生物学复习Waston-Crick模型B型DNA

结晶结构双螺旋构象参数直径2nm碱基堆积距离0.34nm相邻核酸之间夹角3628-42与序列有关螺旋每周所含碱基10bp10.4bp螺距3.4nm碱基平面呈螺旋浆式扭曲分子生物学复习DNA三级结构负超螺旋盘绕方向与DNA双螺旋方向相反DNA四级结构原核生物：封闭的环状双螺旋真核生物：核小体染色质染色体（DNA+组蛋白）染色质常染色质：压缩程度低/有转录活性异染色质：压缩程度高/无转录活性分子生物学复习RNA空间结构单链/局部双螺旋tRNA含有稀有碱基一级结构:单链多核苷酸二级结构:三叶草型三级结构:倒Ｌ型反密码环--含反密码子氨基酸臂--携带氨基

3’端：-CCA参与蛋白质合成识别密码子转运氨基酸3、RNA分子结构与功能分子生物学复习核糖体组成原核生物真核生物核糖体(rRNA+rP)70S（30S小亚基）（50S大亚基）80S（40S小亚基）（60S大亚基）rRNArPrRNArP大亚基5S23S36种L1～L365S5.8S28S49种L1～L49小亚基16S21种S1～S2118S33种S1～S33分子生物学复习原核生物mRNA多顺反子一条mRNA链编码多个功能相关的蛋白质参与蛋白质合成遗传信息的传递mRNA=５’非翻译区

+编码区1+编码区2+编码区3

+3’非翻译区SD序列位于起始密码AUG上游

7-10个核苷酸长度4-6bp能和原核生物16srRNA3’端富含嘧啶序列互补分子生物学复习真核生物mRNA单顺反子参与蛋白质合成遗传信息的传递初级转录物核内不均一ＲＮA

（hnRNA）外显子+内含子成熟mRNA（无内含子）mRNA=５’端帽子结构

+５’非翻译区

+编码区（外显子)

+3’非翻译区

+polyA分子生物学复习５’端帽子结构m7GpppN保护mRNA免受核酸酶降解运输mRNA从核内到细胞质３’端尾结构polyA20-250A真核mRNA成熟的标志５’非翻译区调节翻译水平mRNA在细胞质中的定位Kozak序列mRNA起始密码子及其附近存在的保守的共有序列AUG上游-3位是A下游+4位是G能使翻译的效率提高3’非翻译区影响mRNA分子的稳定性分子生物学复习RNA组学研究snmRNAs种类/结构/功能snmRNAs除三种RNA以外的小分子RNAsnRNAsonRNAscRNA作用于hnRNA/rRNA转录后加工/转运/基因表达调控蛋白质内质网定位合成的信号识别体的组成部分

siRNA外源性基因入侵双链RNA（mRNA）宿主产生特定长度（21核苷酸）/特定序列

小片段RNA（siRNA）siRNA+mRNAmRNA降解RNA干扰技术（RNAi）

miRNA(microRNA)单链RNA（22核苷酸）参与调控生长发育基因分子生物学复习酶法RNA酶（RNAase）：水解RNADNA酶（DNAase）：水解DNA核酸内切酶：作用于多核苷酸内部的磷酸二酯键核酸外切酶：作用于多核苷酸3’末端磷酸二酯键3’5’外切酶作用于多核苷酸5’末端磷酸二酯键5’3’外切酶限制性内切酶（三）核酸的理化性质与应用

分子生物学复习核酸的测定方法A260nm测定核酸溶液浓度A260nm/A280nm判断核酸的纯度（蛋白质杂质的多少）分子生物学复习核酸变性

物化因素DNA双链单链碱基氢键断裂一级结构不变增色效应：核酸变性时其260nm紫外线吸收值增加熔解温度（变性温度，Tm

）

DNA加热变性，其260nm紫外线吸收值达最大吸收值一半时的温度Tm与CG含量成正比分子生物学复习核酸复性适当条件变性DNA双螺旋DNA(两条单链)退火（annealing)

缓慢冷却(Tm-25℃)热变性DNA双螺旋DNA杂交不同种类DNA单链/RNA

碱基配对适宜条件杂化双链

(DNA-DNA/DNA-RNA/RNA-RNA)研究基因的位置鉴定两种核酸的相似性检测某些专一序列在待检样品中存在与否：基因芯片分子生物学复习六、DNA的生物合成与损伤修复

分子生物学的中心法则(centraldogma)

DNARNA蛋白质复制转录翻译逆转录RNA复制分子生物学复习DNA的半保留复制模板原则特点亲代的DNA双链，每股链都可作为模板按碱基配对原则指导新链的合成合成的两个子代DNA分子碱基顺序与亲代分子完全一样一条链来自于亲代的DNA链，另一条链是新合成的链分子生物学复习

半不连续复制

在DNA复制过程中，亲代DNA分子中以3’5’方向的母链作为模板指导新的链以5’3’

方向连续合成，另一股以5’3’

为方向的母链则指导新合成的链以5’3’方向合成1000—2000个核苷酸长度的许多不连续的片段（岗崎片段），这种复制方式称之为半不连续复制。分子生物学复习

RNA引物DNA聚合酶不能催化两个游离的dNTP在DNA模板上聚合需要具3’-OH的引物RNA聚合酶能催化两个游离的NTP在DNA模板上聚合提供3’-OH引物最后要被DNA聚合酶Ⅰ除去，缺口由该酶补满，再由连接酶连接减少突变，提高DNA复制的真实性分子生物学复习（1）原核生物DNA复制的基本过程原核生物的DNA复制过程复制的起始双向复制（θ型复制）特定起始点解链/解旋/稳定单链引发体和引物oriCDnaA、B、C/拓扑异构酶/SSB引发体=DnaB+DnaC+DnaG(引物酶)引物:RNA--提供3’-OH分子生物学复习复制的延长子链的延长子链延长方向领头链随从链DNA聚合酶Ⅲ/dNTP/3’,5’-磷酸二酯键5’3’模板：3’5’，子链：5’3’模板：5’3’，子链：5’3’，岗崎片段分子生物学复习3’5’5’3’复制的终止去除RNA引物补充空缺连接DNA聚合酶Ⅰ的小片段

5’3’外切酶DNA聚合酶Ⅰ的大片段

3’5’外切酶

5’3’聚合酶DNA连接酶分子生物学复习参与原核生物DNA复制的酶参与DNA复制的酶DNA聚合酶解螺旋酶引物酶单链DNA结合蛋白(SSB）拓扑异构酶Ⅰ/ⅡDNA连接酶分子生物学复习DNA聚合酶Ⅰ多功能酶

5’3’外切酶

3’5’外切酶

5’3’聚合酶单链多肽大小二个片段切除RNA引物，填补空缺损伤后修复DNA聚合酶Ⅱ与Ⅲ多功能酶

5’3’聚合酶

3’5’外切酶

不对称二聚体单体1-前导链/单体2-随从链DNA复制的主要酶高续进性

高聚合酶活性

高产物真实性DNA聚合酶分子生物学复习

3’5’

5’

3’

外切酶聚合酶NC

5’

3’外切酶小片段大片段（klenow片段）切除RNA引物损伤修复校读功能（常用的工具酶）

DNA聚合酶Ⅰ聚合功能切口平移技术标记DNA片段5’3’外切酶5’3’聚合酶3’5’外切酶

分子生物学复习解螺旋酶、引物酶、单链DNA结合蛋白、

拓扑异构酶蛋白质（基因）通用名功能引发体DnaA（dnaA）DnaB（dnaB）DnaC（dnaC）解螺旋酶辨认起始点解开DNA双链运送和协同DnaBDnaG（dnaG）引物酶催化RNA引物生成SSB单链DNA结合蛋白稳定已解开的单链拓扑异构酶理顺DNA链分子生物学复习质粒的不相容性/反义RNA质粒的不相容性细菌内的质粒排斥同一类型质粒进入同一细胞举例：E.coli质粒ColE1的DNA复制引物RNA前体（一定构象）

RNAaseH

引物RNA分子生物学复习RNA1--质粒DNA另一条链的转录产物

+

与引物前体互补，改变前体构象

RNAaseH（×）引物无法产生

RNA1与质粒DNA数成正比

RNA1是一种反义RNA反义RNA能够互补和杂交于一个基因特异的转录产物（复制引物/mRNA)，抑制其功能的RNA分子生物学复习

DNA拓扑异构酶拓扑异构酶水解3’,5’-磷酸二酯键连接3’,5’-磷酸二酯键切断、整理DNA双链，负超螺旋松弛型Ⅰ型topⅠ

作用于负超螺旋切断DNA双螺旋中的一股，张力下降后封闭。Ⅱ型topⅡ将正超螺旋转变为负超螺旋topⅣ切断DNA双链，使另一双链经过此缺口，再封闭。分子生物学复习切口填补:连接双股DNA分子中一链的切口双链DNA分子中双链的切口不能连接二分子单链DNA

DNA连接酶

催化二段DNA链之间3’,5’

磷酸二酯键的形成分子生物学复习复制终点与Tus蛋白复制终点E.coli复制终点位于2个复制叉的汇合处与复制起始点oriC相对复制叉汇合点两侧各存在一终止区（ter）Tus蛋白反旋转酶活性识别结合ter共有序列阻止解旋酶/抑制复制叉前进/复制体解体分子生物学复习原核生物复制的起始真核生物复制的起始双向复制θ型复制双向复制多个复制单位(复制泡=复制起始点+复制叉)oriC多个起始点DnaA辨认起始点“蛋白质+DNA复合物”辨认起始点DnaA、B、C/拓扑异构酶/SSB/引物酶DNA-polα、δ，PCNA，拓扑酶，复制因子（2）真核生物的DNA复制过程分子生物学复习复制的延长子链的延长子链延长方向领头链随从链DNA聚合酶δ+PCNA/dNTP/3’,5’-磷酸二酯键5’3’模板：3’5’，子链：5’3’模板：5’3’，子链：5’3’，岗崎片段分子生物学复习复制的终止去除RNA引物补充空缺连接切除引物:RNAaseH1/FEN1真核生物是线性DNA每复制一次，子链5’有缺失端粒酶作用，形成端粒，防止子链的5’有缺失线形DNA复制末端问题分子生物学复习DNA聚合酶原核生物DNA聚合酶DNA聚合酶Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ真核生物DNA聚合酶DNA聚合酶α(引物酶）起始引发，引物酶活性DNA聚合酶β低保真度的复制DNA聚合酶γ线粒体DNA复制DNA聚合酶δ(DNA聚合酶Ⅲ)延长子链的主要酶，解旋酶活性DNA聚合酶ε(DNA聚合酶Ⅰ)填补引物空隙，切除修复，重组分子生物学复习端粒真核生物染色体线性DNA分子末端的结构染色体线性DNA膨大结构：DNA+结合蛋白维持染色体稳定和DNA复制的完整性端粒酶防止端粒缩短的酶蛋白质(逆转录酶/协同蛋白)+RNA(合成端粒DNA的模板)唯一携带RNA模板的逆转录酶端粒、端粒酶和衰老、肿瘤有关分子生物学复习哺乳动物线粒体DNA的D环（D-loop)复制噬菌体DNA的滚环复制线粒体DNA环形分重链（H链）/轻链（L链）复制起始位置不同复制不同步H链、L链复制起始位置不同复制不同步D环复制—不对称复制（3）线粒体和噬菌体DNA复制分子生物学复习3、DNA复制的忠实性DNA的半保留复制遵守严格的碱基配对规律RNA引物DNA聚合酶在复制延长中对碱基的选择功能复制出错是有即时的校读功能

(3’5’外切酶功能）DNA损伤的修复机制分子生物学复习DNA损伤的修复光修复光修复酶嘧啶二聚体非聚合状态(正常DNA)切除修复细胞内最重要和有效的修复方式碱基切除修复/核苷酸切除修复/错配修复重组修复复制后修复E.coliDNA重组修复的酶RecA和RecBCDDNA倾向差错合成诱导产生缺乏校对功能的DNA聚合酶（Ⅳ、Ⅴ)在DNA损伤部位进行复制而避免了死亡SOS修复DNA损伤广泛、紧急状况下整体动员而诱发的反应SOS修复系统=切除修复+重组修复+调控蛋白

=Uvr（uvr）+Rec（rec）+LexA分子生物学复习切除修复碱基切除修复核苷酸切除修复错配修复切开识别、切除损伤部位磷酸二酯键DNA糖苷酶UvrA、UvrBMutH/MutS/MutL清除清除损伤DNA核酸内切酶UvrCDNA解旋酶II/SSB/核酸外切酶I合成DNA聚合酶合成DNA聚合酶Ⅰ(DNAPⅠ)DNA聚合酶ⅠDNA聚合酶III连接DNA连接酶连接DNA连接酶DNA连接酶DNA连接酶分子生物学复习（三）逆转录

1、反转录和反转录酶逆转录的概念（RNADNA）

RNA为模板逆转录酶

4种dNTP

碱基配对的原则

cDNA（互补DNA--不含内含子，只含外显子）逆转录酶(RNA依赖的DNA聚合酶)有三种活性：RNA为模板的DNA聚合酶RNAaseDNA为模板的DNA聚合酶分子生物学复习逆转录过程催化三种反应：RNA指导的DNA合成RNA水解DNA指导的DNA合成逆转录的意义RNA同样兼有遗传信息传代与表达功能逆转录病毒（RNA病毒）癌基因：白血病病毒其他：艾滋病病毒（HIV）/鸡禽流感病毒

/SARS基因工程获得目的基因的重要方法之一分子生物学复习七、RNA的生物合成复制和转录的区别引物需要RNA引物不需要引物

分子生物学复习复制和转录的相同点模板DNA原料核苷三磷酸碱基配对碱基配对原则聚合酶依赖DNA的聚合酶合成方向5’3’产物多核苷酸分子生物学复习RNA转录的基本过程原核生物真核生物起始RNA聚合酶结合在转录模板的起始区域。DNA双链解开，其中的一条链作为转录模板。酶RNA聚合酶全酶(2)RNA-pol不与DNA分子直接结合转录因子互相结合生成复合物

RNA聚合酶结合、转录相应的基因起始点辨认

70TFⅡD（RNA-polⅡ）启动序列-35区的TTGACA-10区的TATAAT-25bpTATAInr起始复合物DNA-RNApolDNA-RNApol-各种TF分子生物学复习原核生物真核生物延长转录-翻译过程偶联转录、翻译过程分开转录空泡RNA-pol（核心酶）····DNA····RNA酶

亚基脱落核心酶作用NTP聚合，RNA链延长RNA-polⅠ、Ⅱ、Ⅲ作用分子生物学复习原核生物真核生物终止RNA聚合酶在DNA模板上停顿转录产物RNA链从转录复合物上脱落下来依赖Rho(ρ)因子的转录终止ρ-因子：ATP酶/解旋酶转录终止的修饰点

AATAAAGTGTGTG和转录后修饰密切相关非依赖Rho因子的转录终止茎环结构3’末端都个连续的U使转录终止分子生物学复习2、RNA聚合酶原核生物RNA聚合酶核心酶α2ββ’核心酶参与转录全过程决定哪些基因被转录结合底物，形成磷酸二酯键（催化）结合模板（开链）σ识别起始点启动子（延长时脱落）

分子生物学复习真核生物RNA聚合酶种类细胞内定位转录产物对鹅膏蕈碱反应对利福霉素反应Ⅰ核仁45S-rRNA不敏感不敏感Ⅱ核质hnRNA，U1-5snRNA高度敏感不敏感Ⅲ核质tRNA,5srRNA,U6snRNA,scRNA中度敏感性不敏感线粒体转录小基因组DNA活性低叶绿体分子生物学复习真核生物RNA聚合酶亚基数目13-15个共同亚基核心亚基与细菌的核心酶3个亚基有同源性共同亚基特异亚基RNAPⅡ最大亚基的C端C端结构域(CTD)RNAPⅡ最大亚基的C端含有若干七肽重复序列（Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser)nCTD富含Ser/Thr其磷酸化有利转录和转录后加工n值具有种属特异性n26—酵母n40果蝇N52哺乳动物分子生物学复习顺式作用元件启动子启动子特点位于转录起始点-200bpRNAPⅠ／RNAPⅡ--上游RNAPⅢ下游启动子分类核心启动子TATA盒/起始子Inr决定转录起始点启动子近侧序列元件（PSE）位于核心启动子上游（-200bp以内）GC盒/CAAT盒/OCT与上游因子/可诱导因子结合决定启动子效率和特异性分子生物学复习增强子一类能增强真核生物启动子功能的顺式作用元件（DNA序列）增强子、启动子交错覆盖/连续没有增强子，启动子不表现活性没有启动子，增强子无法发挥作用增强子作用不受序列方向的制约有组织特异性可诱导增强子（反应元件）一类顺式作用元件可受某一因素诱导（糖皮质激素）在多个组织产生反应举例：激素反应元件（HRE）分子生物学复习转录因子转录起始必需的非RNAP的蛋白质结合于启动子/增强子往往形成转录因子复合物通用转录因子将相应RNAP定位于转录起始点共同组分：TBP(TATAbox结合蛋白)RNAPⅠSL1RNAPⅡTFⅡDRNAPⅢTFⅢB分子生物学复习转录调节因子结构DNA结合域螺旋-转角-螺旋、锌指亮氨酸拉链、螺旋-环-螺旋转录激活域蛋白质-蛋白质结合域（二聚化结构域）polⅡTFⅡHTAFTFⅡFTAFTAFTFⅡATFⅡBTBP真核RNA聚合酶Ⅱ在转录因子帮助下，形成的转录起始复合物TATA

DNATBP相关因子分子生物学复习Zinc-fingers

锌指约有30个AA残基其中4个AA残基（2个Cys，2个His或4个Cys）配位键

Zn2+

锌指与DNA双螺旋大沟结合一个转录因子具有多个锌指结构分子生物学复习Leucine-zippers

亮氨酸拉链（碱性拉链）一段肽链中每隔7个AA

即有一个Leuα螺旋

亲水面：亲水AA组成

疏水面：Leu组成

（亮氨酸拉链条）可形成二聚体（发挥作用）（同二聚体/异二聚体）DNA的结合域：拉链区以外结构分子生物学复习原核生物终止方式终止RNA聚合酶在DNA模板上停顿转录产物RNA链从转录复合物上脱落下来依赖Rho(ρ)因子的转录终止ρ-因子：ATP酶/解旋酶非依赖Rho因子的转录终止茎环结构3’末端多个连续的U（终止子/

终止信号）使转录终止抗终止作用抗终止因子结合于RNAPRNAP通过终止信号继续转录下游基因4、终止子和终止因子分子生物学复习5、RNA生物合成的抑制剂抑制核苷酸合成5-氟尿嘧啶与DNA模板作用放线菌素D--插入dG*dC间烷化剂/嵌入性燃料（溴乙啶/吖啶黄）与RNA聚合酶作用原核生物利福平/利福霉素（和β亚基结合，抑制转录起始）真核生物α鹅膏蕈碱--(-)RNA聚合酶Ⅱ分子生物学复习真核生物tRNA转录后加工碱基修饰生成稀有碱基3’端

CCA-OH5’端RNAasP切除前导序列切除反密码环的内含子（二）转录后加工分子生物学复习rRNA转录后加工45S转录产物经过RNAaseⅢ加工为

5.8srRNA

28srRNA

18srRNA转录后的加工和与核糖体的装配同时进行四膜虫rRNA加工核酶核酶本质：RNA特性：生物催化剂（酶）结构：锤头状结构（核酶二级结构）底物部位催化部位rRNA、tRNA、mRNA的加工都可采用自我剪接方式分子生物学复习mRNA转录后加工

hnRNA成熟mRNA加帽5’端：m7GpppGpN加尾3’端:polyA(100-250A)mRNA前体的剪接

剪接体剪除内含子，连接外显子

剪接体（snRNPs）=snRNA（U1-6)+蛋白质

系统性红斑狼疮（SLE)患者抗血清中含抗Sm抗体Sm是U1/U2/U4/U5snRNP的共有蛋白SLE患者抗血清检测参与剪接的蛋白质分子生物学复习剪接方式套索状剪除内含子，连接外显子不耗能剪接位点外显子-内含子交界处的共有序列GU-AG规则：内含子5’--GUAG--3’脊柱动物mRNA前体特有共有序列分支点A附近序列：3’剪接点上游20-50个碱基分支点A—10～15嘧啶区—3’剪接位点剪接体组成剪接体（snRNPs）=snRNA（U1-6)+蛋白质分子生物学复习内含子剪接方式顺式剪接发生在1个RNA前体中tRNA/rRNA/mRNA剪接方式反式剪接发生在2个RNA之间单细胞原生动物/多细胞后生动物选择性剪接转录水平上调节真核基因表达的重要方式一个mRNA选择不同的内含子/外显子进行剪接不同的成熟mRNA/蛋白质肌钙蛋白/纤连蛋白体内蛋白质多于基因的原因分子生物学复习polyA位点选择hnRNA含多个polyA位点选择不同的3’端切割点改变C端长度，产生不同蛋白质B淋巴细胞产生的抗体RNA编辑在RNA水平上改变遗传信息的转录后加工成熟的RNA编码序列和转录模板DNA不匹配线粒体mRNA常见加工方式碱基插入、缺失、取代举例：apoB100/apoB48分子生物学复习RNA的复制RNA病毒基因组RNARNA指导的RNA聚合酶

RNA复制正链RNA病毒冠状病毒（SARS）脊髓灰质炎病毒噬菌体MS2（利用宿主蛋白合组装成复制酶）负链RNA病毒狂犬病病毒（病毒携带复制酶）双链RNA病毒呼肠孤病毒反转录病毒白血病病毒肉瘤病毒（三）RNA的复制分子生物学复习RNase本质为蛋白质，水解RNA核酶本质为RNA，具有催化活性引物酶DNA依赖的RNA聚合酶DNA为模板合成RNA引物（DNA复制）RNA聚合酶DNA依赖的RNA聚合酶DNA为模板合成RNA（转录）逆转录酶RNA依赖的DNA聚合酶RNA为模板合成DNA端粒酶自带RNA模板的RNA依赖的DNA聚合酶RNA为模板合成DNA（逆转录）分子生物学复习翻译（蛋白质的生物合成）蛋白质生物合成体系以氨基酸为原料20种氨基酸以mRNA为模板mRNA以tRNA为运载工具tRNA以核糖体为合成场所核糖体起始、延长、终止各阶段蛋白因子参与合成后加工成为有活性蛋白质酶及蛋白质因子ATP、GTP八、蛋白质的生物合成分子生物学复习

mRNA原核生物：多顺反子/真核生物：单顺反子遗传密码

(64个)三联体=一个密码子一个氨基酸起始密码AUG终止密码UAA/UGA/UAG连续性连续阅读从mRNA5’3’肽链合成N端C端框移突变简并性一个A.A有多个密码密码第1、2位上碱基不变，第3位碱基可改变如：ACUACCACAACG

都编码苏氨酸兼职性AUG：起始信号/Met的密码子通用性从最简单生物(病毒)到人类,使用同一套遗传密码摆动性密码子与反密码子的相互作用前二对严格碱基配对

第三对摆动配对分子生物学复习核蛋白体蛋白质合成的场所原核生物真核生物rRNA种类5S16S23S5S5.8S18S28S核糖体(rRNA+rP)70S（30S小亚基）（50S大亚基）80S（40S小亚基）（60S大亚基）多核糖体一条mRNA链上同时具有许多个核糖体一条mRNA可同时合成多条多肽链分子生物学复习

tRNA氨基酸的特异“搬运工具”1A.A2～6特异tRNA和mRNA摆动配对氨基酸的活化氨基酰tRNA合成酶A.A+特异tRNA

氨基酰tRNAATPAMP+PPi氨基酰tRNA合成酶对底物氨基酸和tRNA都有高度特异性具有校正活性催化反应活化1个氨基酸消耗2个ATP氨基酸+ATP-E氨基酰-AMP-E+PPi氨基酰-AMP-E+tRNA

氨基酰-tRNA+AMP+E(-COOH)(3’-CCA-OH)氨基酰tRNAAla-tRNAAlaMet-tRNAMet起始氨基酰-tRNA真核生物：Met-tRNAiMet原核生物：fMet-tRNAifMet分子生物学复习可溶性蛋白质因子原核生物真核生物起始因子IF-1、IF-2、IF-39种eIF延长因子EF-Tu、EF-Ts、EFGeEF1-αeEF1-βγeEF-2释放因子RF-1、RF-2、RF-3eRF分子生物学复习蛋白质合成的过程，翻译后加工肽链合成起始翻译起始复合物mRNA-起始氨基酰-tRNA-核蛋白体原核生物翻译起始复合物形成真核生物翻译起始复合物形成核蛋白体大小亚基分离IF3、IF1与小亚基结合核蛋白体大小亚基分离eIF-2B/eIF-3与小亚基结合eIF-6促进核蛋白体分离mRNA在小亚基定位结合mRNA5’端起始信号SD序列起始氨基酰-tRNA结合小亚基Met-tRNAiMet-elF2

–GTPkozak序列起始氨基酰-tRNA结合mRNA(fMet-tRNAimet)-IF2(GTP)mRNA在核蛋白体小亚基就位elF4E/elF4G/elF4A/elF4B/PAB核蛋白体大亚基结合IF2(GTP)促进三种IF释放核蛋白体大亚基结合elF-5/GTP促进各种elF释放分子生物学复习肽链合成延长核蛋白体循环进位、成肽、转位每次循环增加一个氨基酸原核生物核蛋白体循环真核生物核蛋白体循环进位EF-Tu结合分解GTP，促进氨基酰-tRNA进入A位EF-Ts调节亚基进位EF-1-αEF-1-βγ成肽(23srRNA)转肽酶催化的肽键形成（核酶）成肽转肽酶催化的肽键形成转位EFG有转位酶活性(GTP酶活性)促进mRNA-肽酰-tRNA由A位移到P位，促进tRNA从E位释放转位EF-2转位时卸载的tRNA直接从P位脱落（没有E位）每合成一个肽键，消耗4个高能磷酸键活化:2个ATP/进位:1个GTP/转位:1个GTP分子生物学复习肽链合成终止mRNA上终止密码出现，多肽链合成停止，肽链从肽酰-tRNA中释出，mRNA、核蛋白体等分离原核生物核蛋白体循环真核生物核蛋白体循环终止密码的辨认RF-1识别UAA、UAGRF-2识别UAA、UGA终止密码的辨认肽链从肽酰-tRNA水解出eRF肽链从肽酰-tRNA水解出RF3：促进释放结合GTP/GTP酶活性分子生物学复习翻译后加工多肽链折叠为天然的三维结构促进蛋白折叠功能的大分子分子伴侣

（热休克蛋白/伴侣素）蛋白二硫键异构酶肽-脯氨酰顺反异构酶肽链一级结构的修饰肽链N端的修饰个别氨基酸的修饰多肽链的水解修饰高级结构修饰亚基聚合辅基连接疏水脂链的共价连接蛋白质合成后的靶向输送分泌性蛋白的靶向输送信号肽分子生物学复习抗生素作用点作用原理应用四环素族（金霉素新霉素、土霉素）链霉素、卡那霉素、新霉素氯霉素、林可霉素红霉素梭链孢酸

放线菌酮嘌呤霉素原核核蛋白体小亚基原核核蛋白体小亚基原核核蛋白体大亚基原核核蛋白体大亚基原核核蛋白体大亚基真核核蛋白体大亚基真核、原核核蛋白体抑制氨基酰-tRNA与小亚基结合改变构象引起读码错误、抑制起始抑制转肽酶、阻断延长抑制转肽酶、妨碍转位与EFG-GTP结合，抑制肽链延长抑制转肽酶、阻断延长氨基酰-tRNA类似物，进位后引起未成熟肽链脱落抗菌药抗菌药抗菌药抗菌药抗菌药医学研究抗肿瘤药蛋白质生物合成抑制剂分子生物学复习环己亚胺作用于真核生物80S核糖体抑制肽酰基团的转移抗肿瘤白喉毒素对真核生物有剧毒的毒素，抑制蛋白质的合成eEF2eEF2-腺苷二磷酸衍生物

(无活性)

蓖麻毒素使真核生物核糖体60S大亚基失活28SrRNA特异位点的腺苷发生脱嘌呤干扰素真核细胞感染病毒后分泌的具有抗病毒作用的蛋白质，抑制病毒的繁殖干扰素诱导eIF2磷酸化而失活干扰素诱导病毒RNA降解分子生物学复习九、基因表达调控的概念及原理基因表达基因转录、翻译的过程基因表达的特异性时间性（阶段性）空间性（细胞特异性，组织特异性）基因表达的方式（协调表达）组成性表达（管家基因的表达）管家基因:在个体几乎所有细胞中持续表达诱导和阻遏表达可诱导基因/可阻遏基因基因表达调控的生物学意义适应环境、维持生长和增殖维持个体发育与分化分子生物学复习基因表达调控的基本原理基因表达的多级调控DNA水平基因激活RNA水平转录起始转录后加工mRNA降解蛋白质水平蛋白质翻译翻译后加工修饰蛋白质降解分子生物学复习基因转录激活调节基本要素原核生物真核生物特异DNA序列操纵子启动序列(共有序列)-35区TTGACA-10区TATAAT操纵序列其他调节序列顺式作用元件(DNA)

影响自身基因表达的DNA序列

TATA盒/GC盒/CAAT盒调节蛋白质阻遏蛋白(负)激活蛋白(正)反式作用因子(转录因子/蛋白质)与顺式作用元件作用调节DNA表达DNA-蛋白质蛋白质-蛋白质顺式作用元件-反式作用因子反式作用因子二聚体/多聚体RNA聚合酶RNA聚合酶+原核启动序列/真核启动子RNA聚合酶活性：诱导剂/阻遏剂

DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质分子生物学复习（一）原核基因的表达调控转录起始乳糖操纵子调节机制阻遏蛋白的负性调节CAP的正性调节协调调节转录终止衰减色氨酸操纵子抗终止翻译水平的调节蛋白质分子的自我调节反义RNA的调节分子生物学复习1、乳糖操纵子(lactoseoperon)一个操纵子

=编码序列（2-6）

+启动序列+操纵序列+(其他调节序列)分子生物学复习IPOZYa控制位点结构基因DNA阻遏蛋白启动序列操纵序列β半乳糖苷酶通透酶乙酰基转移酶乳糖操纵子（Lactoseoperon）结构RNA聚合酶结合位点调控基因分子生物学复习乳糖操纵子总结环境条件的变化是相关基因表达的外界信号葡萄糖、乳糖浓度的变化基因表达的负调控Lac阻遏物与操纵基因基因表达的正调控cAMP+CAP与相应的DNA序列正、负调控协同表达分子生物学复习3、翻译水平调节的操纵子蛋白质分子结合于启动序列或启动序列周围进行自我调节（顺式调控）翻译水平上的调节调节蛋白结合mRNA靶位点阻止核蛋白体识别翻译起始区阻断翻译负自我调节调节蛋白作用于自身mRNA抑制自身的合成举例核糖体蛋白质的操纵子分子生物学复习4、反义RNA反义RNA结合mRNA翻译起始部位的互补序列对翻译进行调节(反式调控：阻遏蛋白/CAP/反义RNA

）抑制翻译起始反义RNA与特定mRNA翻译起始部位互补导致mRNA不稳定反义RNA与mRNA形成双链双链含有核酸内切酶的靶位点造成翻译提前终止反义RNA结合于转录产物形成类似的终止子结构分子生物学复习真核基因组结构特点基因组结构庞大单顺反子重复序列基因不连续（断裂基因）真核基因表达调控特点多层次上进行转录、转录后翻译、翻译后mRNA降解蛋白质分选RNA聚合酶活性染色体结构表化正性调节占主导转录与翻译分开进行转录后修饰、加工（二）真核基因表达的调控分子生物学复习真核基因表达调控主要表现为对转录活性的调控真核基因转录活性的调控染色质疏松、活化：调节蛋白在特定部位改变染色质结构转录因子/抑制因子调节基因活性处于转录激活状态的染色质结构发生明显变化对核酸酶敏感DNA拓扑结构变化DNA碱基的甲基化修饰变化组蛋白变化1、转录水平的调控分子生物学复习对核酸酶敏感活化基因常有高敏位点，位于调节蛋白结合位点附近DNA拓扑结构变化天然双链DNA均以负性超螺旋存在基因活化后:负超螺旋RNAP正超螺旋DNA碱基的甲基化修饰变化真核DNA约有5%的胞嘧啶被甲基化甲基化范围与基因表达程度呈反比组蛋白变化富含Lys组蛋白水平降低H2A·H2B二聚体不稳定性增加组蛋白H3、H4发生乙酰化、甲基化或磷酸化修饰基因的转录活性与DNA和染色质的结构有关分子生物学复习对核酸酶敏感高敏位点具有转录活性的染色质区域对DNaseⅠ核酸酶降解特别的位点在启动子/增强子等调控区结合各种调节因子没有核小体结构甲基化程度低分子生物学复习DNA碱基的甲基化甲基化的碱基C5-mCA6-mA甲基化范围与基因表达程度呈反比异染色质的DNA凝集状态高DNA甲基化程度高缺乏转录活性常染色质的DNA凝集状态低DNA甲基化程度低具有转录活性真核生物通过形成异染色质关闭某些基因的表达CpG岛(5-mCT)长度1～2Kb，密度高，G/C含量～60%CpG非甲基化存在高敏位点（启动子）抑癌基因CpG岛甲基化—肿瘤发生分子生物学复习组蛋白变化染色质重塑染色质中与转录活性相关的结构变化组蛋白密码H3/H4被乙酰化染色质有转录活性基因开始转录H3/H4去乙酰化基因停止转录染色质无转录活性组蛋白密码--乙酰化/去乙酰化的H3/H4

染色质活化状态的标志特异的蛋白质识别/结合组蛋白密码调节特定的基因表达分子生物学复习调节mRNA的稳定性不稳定的mRNA3’-UTR含有多拷贝AUUUA将AU序列插入稳定的mRNA3’-UTR

不稳定的mRNA3’-UTRmRNA3’-UTR存在特异核酸酶切位点降解mRNARNA结合蛋白参与翻译起始的调节RNA结合蛋白是能够与RNA特异序列结合的蛋白质举例：铁蛋白mRNA的调节调节翻译起始因子的活性磷酸化翻译起始因子(eIFs)

3、翻译水平的调控分子生物学复习蛋白质翻译后的加工肽链N端的修饰个别氨基酸的修饰多肽链的水解修饰糖基化/结合脂质、辅助因子切除信号肽形成二硫键分子伴侣和酶的正确折叠蛋白质的降解泛素化4、翻译后水平的调控分子生物学复习十、癌基因和抑癌基因

（一）癌基因癌基因正常：细胞内控制细胞生长和分化的基因异常：它的结构异常或表达异常,可引起细胞癌变细胞癌基因（原癌基因）存在于生物正常细胞基因组中的癌基因正常原癌基因为生命活动必需调节细胞的正常生长和分化原癌基因激活

基因结构异常/表达失控导致细胞恶变病毒癌基因存在于病毒基因组中的癌基因（DNA病毒）源于细胞癌基因（RNA病毒）随病毒复制(整合)至细胞，使细胞持续增殖分子生物学复习1、肿瘤病毒携带的癌基因肿瘤病毒能够将正常细