药学分子生物学考试重点.pdf

1、第一章第一章 遗传物质的分子结构、性质和功能遗传物质的分子结构、性质和功能 第一节 DNA 的结构与功能 第二节 RNA 的结构与功能 第三节 核酸的分子杂交 第四节 反义核酸及药物（调控中讲） 第五节 RNAi （调控中讲） 第六节 病毒核酸（自习） 第一节、第一节、DNA 的结构和功能的结构和功能 DNADNA 的一级结构的一级结构：指构成：指构成 DNADNA 的四种脱氧核苷酸通过的四种脱氧核苷酸通过 3,53,5- -磷酸二酯键彼此连接起来的线性多磷酸二酯键彼此连接起来的线性多 聚体，以及脱氧核苷酸的排列顺序。聚体，以及脱氧核苷酸的排列顺序。 DNADNA 的二级结构的二级结构：两条脱

2、氧核苷酸链反向平行盘绕所形成的双螺旋结构。：两条脱氧核苷酸链反向平行盘绕所形成的双螺旋结构。右手螺旋：右手螺旋：A A- -, B, B- -, C, C- -, , D D- - 左手螺旋：左手螺旋：Z Z- -（大量存在，抑制转录）（大量存在，抑制转录） DNA 的三级结构：指在 DNA 双螺旋结构基础上，进一步扭曲所形成的特定空间结构。 超螺旋结构是主要形式，分为正超螺旋和负超螺旋。正常情况下，负超螺旋占 DNA 的 5%左右。 拓扑异构酶拓扑异构酶可以断裂磷酸二酯键，造成暂时性的切口，使 DNA 的一条链得以转越另一条链或双螺旋 轴心，改变 DNA 的拓扑结构。根据异构体化的方式而分为

3、二个型。切断一个链而改变拓扑结构的称 为型拓扑异构酶（topoisomerase），通过切断二个链来进行的称为型拓扑异构酶 （topoisomerase）。 第二节、第二节、RNA 的结构和功能的结构和功能 其他 RNA mRNA tRNA 一端是 CCA 结合氨基酸部位，另一端为反密码子环。 tRNAtRNA 的二级结构都呈的二级结构都呈“三叶草三叶草” ” 形状，形状，在结构上具有某些共同之处，一般可将其分为五臂四环： 包括氨基酸接受区、反密码区、二氢尿嘧啶区、TC 区和可变区。除了氨基酸接受区外，其余每个 区均含有一个突环和一个臂。 tRNAtRNA 是倒是倒 L L 状的三级结构。状的

4、三级结构。 第三节、核酸的变性、复性、杂交第三节、核酸的变性、复性、杂交 1、核酸的变性 增色效应: 在核酸分子中，由于嘌呤碱和嘧啶碱具有共轭双键体系，因而具有独特的紫外线吸收光 谱，一般在 260nm 左右有最大吸收峰，可以作为核酸及其组份定性和定量测定的依据.双螺旋结构 中，有序堆积的碱基“束缚”了这种作用；DNA 变性后，双链解开，碱基间电子的相互作用更有利 于紫外吸收， 故而产生了增色效应。 2、核酸杂交技术利用双链 DNA 的变性 Southern blottingSouthern blotting: DNA: DNA Northern blottingNorthern blotti

5、ng: RNA: RNA 第二章第二章 染色质与染色体、基因、基因组染色质与染色体、基因、基因组 第一节 染色质和染色体 形态、组成、功能 第二节 基因 定义、特征（亚细胞结构、原核、真核） 第三节 基因组 定义、结构、图谱、人类基因组计划、后基因组时代 第一节第一节 染色质和染色体染色质和染色体 形态、组成、功能形态、组成、功能 异染色质的概念异染色质的概念 核小体（核小体（nucleosomenucleosome） 染色质的基本结构单位染色质的基本结构单位。由由 200 200 bpbp 左右的左右的 DNADNA、组蛋白八聚体、一分子的组蛋白、组蛋白八聚体、一分子的组蛋白 H1H1 形成

6、的念珠形成的念珠 状结构。状结构。146 bp146 bp 的的 DNADNA（核心（核心 DNADNA）在组蛋白八聚体（）在组蛋白八聚体（H2AH2A、 H2BH2B、H3H3、H4H4 各两分子）上缠绕各两分子）上缠绕 1.751.75 圈，组蛋白圈，组蛋白 H1H1 封闭核小封闭核小 体的出入口，相邻球状小体之间由连接体的出入口，相邻球状小体之间由连接 DNADNA 连接。连接。 着丝粒/主缢痕（centromere）在两个染色单体相连处，染色体上出现向内凹陷的缢痕。所含 DNA 大 约 130bp，中部富含 AT，两端高度保守。 复制起始点：染色体上有多个复制起始点，富含 AT，间隔

7、30300kb。 染色质和染色体的化学成分：染色质和染色体的化学成分：DNADNA 组蛋白组蛋白 非组蛋白非组蛋白 RNARNA 表观遗传学 epigenetics 在没有细胞核 DNA 序列改变的情况时，基因功能的可逆可遗传的改变。 包括 DNA 甲基化修饰和组蛋白修饰 组蛋白修饰种类：乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化、SUMO（一种类泛素蛋白）化 第二节第二节 基因基因 Gene 基因基因(gene)(gene)是核酸分子（是核酸分子（DNADNA 或某些或某些 RNARNA）上具有特定遗传效应的核苷酸序列的总称。一般指位于）上具有特定遗传效应的核苷酸序列的总称。一般指位于 DNADNA 或

8、某些或某些 RNARNA 分子上编码特定功能产物如蛋白质或分子上编码特定功能产物如蛋白质或 RNARNA 分子的一段核苷酸序列。分子的一段核苷酸序列。 基因可分为编码蛋白质的基因和编码 RNA 的基因两类。 1.编码蛋白质的基因 这类基因转录生成的 mRNA 能通过遗传密码指导蛋白质合成。又分两类: 结构基因可转录成 mRNA，翻译成多肽链，从而构成各种结构蛋白和酶。 调节基因可转录成 mRNA，翻译成阻遏蛋白或激活蛋白，从而调控其他基因的活性。 2编码 RNA 的基因 这类基因只转录产生相应的 RNA，而不翻译成蛋白质。包括 rRNA 基因、 tRNA 基因、核酶基因及各种非编码小 RNA(

9、small non-messenger RNA)基因等。 原核生物基因的特征原核生物基因的特征 基因较小，平均基因较小，平均 1 kb1 kb，且大小变化不大；，且大小变化不大； 功能密切相关的基因构成操纵子，转录时产生一条多基因的功能密切相关的基因构成操纵子，转录时产生一条多基因的 mRNAmRNA； 编码蛋白质的基因通常以单拷贝的形式存在；编码蛋白质的基因通常以单拷贝的形式存在； RNARNA 基因常是多拷贝的；基因常是多拷贝的； 结构基因重复序列少；结构基因重复序列少； 结构基因是连续的；结构基因是连续的； 很少有重叠基因。很少有重叠基因。 操纵子操纵子(operon)(operon)在

10、原核生物中，编码功能相关的结构基因常成簇排列，几个结构基因共用一个在原核生物中，编码功能相关的结构基因常成簇排列，几个结构基因共用一个 启动子，转录成为一个启动子，转录成为一个 mRNAmRNA 分子，然后翻译成几种蛋白质，操作序列与这几个结构基因相邻并控分子，然后翻译成几种蛋白质，操作序列与这几个结构基因相邻并控 制该制该 mRNAmRNA 分子的转录，这样的结构和功能单位称为操纵子分子的转录，这样的结构和功能单位称为操纵子(operon)(operon)。 重叠基因重叠基因有些原核生物或噬菌体、病毒由于其体内所含的有些原核生物或噬菌体、病毒由于其体内所含的 DNADNA 分子较小，为了使有

11、限的分子较小，为了使有限的 DNADNA 分分 子编码更多的遗传信息，往往出现两个或以上的基因共有一段子编码更多的遗传信息，往往出现两个或以上的基因共有一段 DNADNA 序列现象，又称序列现象，又称“重叠基因重叠基因”。 真核生物基因的特征真核生物基因的特征（与原核比较）（与原核比较） 基因较大，平均基因较大，平均 16 kb16 kb，且大小变化较大；，且大小变化较大； 无无操纵子，一条操纵子，一条 mRNAmRNA 中只包含一个结构基因携带的遗传信息；中只包含一个结构基因携带的遗传信息； 大部分基因是不连续的（断裂基因）（编码区断开了）；大部分基因是不连续的（断裂基因）（编码区断开了）；

12、 没有重叠基因；没有重叠基因； 重复序列多；重复序列多； 存在基因家族。存在基因家族。 不连续基因不连续基因 interrupted gene / interrupted gene / 断裂基因断裂基因 split gene split gene 在在 DNADNA 分子上基因的编码序列是不连续的，被不编码的序列隔开，这样的基因称为不连续基因，又分子上基因的编码序列是不连续的，被不编码的序列隔开，这样的基因称为不连续基因，又 称为断裂基因。称为断裂基因。 普遍存在：真核生物核基因、线粒体基因、叶绿体基因 外显子（exon）基因中编码成熟 RNA 某一部分序列的区域。 内含子（intron）基因

13、中除前导区、尾部区外不编码成熟 RNA 某一部分序列的区域。 癌基因 oncogene 细胞癌基因；病毒癌基因 被激活后能引起细胞的癌变。 点突变、基因扩增、基因重排、基因缺失都可能引起癌基因的激活。 病毒感染 有毒化学物质 各种射线 不良生活习惯 过大的精神压力 抑癌基因 anti-oncogene 正常细胞分裂、生长的负调控基因，其编码的蛋白质抑制细胞周期，阻 止细胞数目增多以及促使细胞死亡。抑癌基因的失活是肿瘤形成的一个重要原因。 第三节第三节 基因组基因组 Genome 基因组（基因组（genomegenome）是细胞中一套完整的单倍体遗传物质的总和）是细胞中一套完整的单倍体遗传物质的

14、总和。 细菌、噬菌体、病毒：单个染色体上所有的遗传物质。细菌、噬菌体、病毒：单个染色体上所有的遗传物质。 二倍体真核生物：维持配子或配子体正常功能的最基本的一套染色体上所有的遗传物质。二倍体真核生物：维持配子或配子体正常功能的最基本的一套染色体上所有的遗传物质。 原核生物的基因组结构： 基因组较小；几乎没有蛋白质和核酸结合；染色体只有 1 条，大多为双链环状 DNA；有重叠基因。 真核生物的基因组结构： 基因组较大，107-1010 bp；蛋白质和 DNA 结合形成染色体；染色体有多条；DNA 片段可以重排。 人类基因组计划人类基因组计划 Human Genome ProjectHuman G

15、enome Project，HGPHGP 绘制人类基因组的遗传图谱、物理图谱、序列图谱、基因图谱。 药物基因组学药物基因组学 Phamarcogenomics Phamarcogenomics 之后又衍生出药物转录组、蛋白组、代谢组（化学测定，利用 MS、NMR 等）学。 第三章第三章 可移动的遗传因子和染色体外的遗传因子可移动的遗传因子和染色体外的遗传因子 第一节 质粒 第二节 转座子 第三节 遗传重组 第一节第一节 质粒质粒 plasmid 质粒是多数细菌和某些真核生物细胞的质粒是多数细菌和某些真核生物细胞的染色体外的双链环状染色体外的双链环状 DNADNA 分子分子，独立于染色体之外进行

16、复制，独立于染色体之外进行复制 和遗传和遗传, ,又依赖于宿主编码的酶和蛋白质来进行复制和转录。又依赖于宿主编码的酶和蛋白质来进行复制和转录。 大小：2-200 kb 发现：细菌，偶见于链霉菌和酵母 质粒质粒 DNADNA 的特征的特征： 质粒具有自我复制的能力（独立复制子）。质粒具有自我复制的能力（独立复制子）。 具有酶切位点。具有酶切位点。 分子量小，拷贝数高。分子量小，拷贝数高。 质粒质粒 DNADNA 所编码的基因产物赋予细菌某些性状特征（如耐药性）所编码的基因产物赋予细菌某些性状特征（如耐药性）（筛选标记）（筛选标记）。 质粒可自行丢失与消除（消除作用不是对质粒质粒可自行丢失与消除（

17、消除作用不是对质粒 DNADNA 的破坏，而是对的破坏，而是对 DNADNA 复制的抑制。质粒消除常自复制的抑制。质粒消除常自 发地发生发地发生）。）。 质粒的转移性（大肠杆菌的质粒的转移性（大肠杆菌的 F F 质粒可以通过接合作用从雄性转移到雌性。质粒可以通过接合作用从雄性转移到雌性。）。）。 质粒可分为相容性与不相容性两种。（质粒的不相容性：在没有选择压力的条件下，两种不同质粒质粒可分为相容性与不相容性两种。（质粒的不相容性：在没有选择压力的条件下，两种不同质粒 不能共存于同一宿主细胞内的现象。不能共存于同一宿主细胞内的现象。不相容质粒携带复制子基本相似不相容质粒携带复制子基本相似即复制起

18、点相同即复制起点相同，复制系统也，复制系统也 相同，在复制和分配到子细胞的过程中相互竞争。相同，在复制和分配到子细胞的过程中相互竞争。） 错误选项：有探针可用于检测错误选项：有探针可用于检测 质粒的复制分类 严紧型：与染色体 DNA 的复制密切相关，当染色体不复制时,它也不能复制,15 个拷贝/细胞 松弛型：自主复制，10200 个以上拷贝/细胞 质粒复制终止受到质粒编码的阻遏蛋白的调控。 第二节第二节 转座子转座子 Transposon trnspsn 转座子转座子：存在于原核生物和真核生物基因组中的可以从一个部位转移到另外一个部位的存在于原核生物和真核生物基因组中的可以从一个部位转移到另外

19、一个部位的 DNADNA 序列。序列。 第一类转座子：以 DNA 形式介导，通过剪切、整合或复制完成，广泛存在于原核和真核生物。 第二类转座子逆转座子：先将 RNA 病毒的基因组逆转录成 DNA，形成原病毒，再将其 DNA 序列 插入真核细胞基因组的新位点。 插入序列插入序列（ISIS）是最简单的转座子，结构特征：（是最简单的转座子，结构特征：（1 1）含短的末端反向重复序列）含短的末端反向重复序列; ; （2 2）含编码转座酶的基因）含编码转座酶的基因; ;（3 3）靶位点存在）靶位点存在 5 5- -9 bp 9 bp 的短正向重复序列。的短正向重复序列。 据转座子的移动机制，可分为：据转

20、座子的移动机制，可分为： 复制型转座（复制型转座（replicative transpositionreplicative transposition） 非复制型转座（非复制型转座（nonreplicative transpositionnonreplicative transposition） 保守型转座（保守型转座（conservative transpositionconservative transposition） 转座子的共同特点：两端有末端反向重复序列；转座后靶位点重复是正向重复；编码与转座有关的 蛋白质；可以在基因组中移动。 转座机制 在靶 DNA 上造成交错切口;转座子连接到

21、突出的单链末端;最后填补缺口，造成靶序列在转座子两侧 的倍生即靶序列的正向重复。 第三节第三节 遗传重组遗传重组 同源重组的分子机制同源重组的分子机制HollidayHolliday 模型模型 同源重组相关的酶(原核) 1、RecBCDRecBCD具有单链内切酶活性和解旋酶活性，使 DNA 产生具有游离 3 末端的单链。 2、RecARecA启动一个分子的单链侵入到另一双螺旋分子。 3、 RuvA 识别 Holliday 结构的连接点。 4、 RuvB 为分枝迁移提供动力。 5、RuvC 专一性识别 Holliday 结构的连接点，切断连接点以拆分重组体。 第四章第四章 DNADNA 的复制、

22、突变、损伤和修复的复制、突变、损伤和修复 第一节第一节 DNA 的复制的复制 DNA Replication 一、DNA 复制的一般特征 二、原核生物的 DNA 复制 三、真核生物的 DNA 复制 四、线粒体的 DNA 复制 五、噬菌体和病毒的 DNA 复制 一、DNA 复制的一般特征 （一）半保留复制、复制起点、复制子、复制叉、复制方向、复制终点 （二） DNA 复制的过程 （三） DNA 复制的酶系 （一）复制方式 1 1. .半保留复制半保留复制 semiconservative replicationsemiconservative replication 当当 DNADNA 进行复制

23、时，双螺旋结构解开成两条单链，各自作为模板合成与之互补的新链。在子代进行复制时，双螺旋结构解开成两条单链，各自作为模板合成与之互补的新链。在子代 DNADNA 双链中，一条是来自于亲代，另一条完全重新合成双链中，一条是来自于亲代，另一条完全重新合成 。 2 2、复制起点（、复制起点（Origin of replicationOrigin of replication） DNADNA 复制开始时，总是从某一特定的位置起始复制开始时，总是从某一特定的位置起始; ;几十到几百个几十到几百个 bpbp，富含，富含 ATAT。用用 oriori 或或 O O 表示表示 3 3、复制子（、复制子（repl

24、iconreplicon） 从复制起点至临近的两个复制终点之间的从复制起点至临近的两个复制终点之间的 DNADNA 序列。序列。 4 4、复制叉（、复制叉（replication forkreplication fork）DNADNA 分子复制时两条链解开分子复制时两条链解开成单链状态，分别作为模板各自合成其成单链状态，分别作为模板各自合成其 互补链，这种互补链，这种 Y Y 型的结构称为复制叉。型的结构称为复制叉。 5、复制方向 （1）双向复制：多数原核和真核生物是双向等速方式复制。对称或不对称（如枯草杆菌、线粒体） （2）单向复制：如质粒 ColE1。 6 6、复制终点、复制终点 DNAD

25、NA 上特定序列，上特定序列，DNADNA 的复制在此终止。的复制在此终止。有的环状有的环状 DNADNA 没有特定没有特定 的复制终点（如的复制终点（如 噬菌体）。噬菌体）。 线状线状 DNADNA 复制终点复制终点：线状线状 DNADNA 分子以串联体形式终止复制。分子以串联体形式终止复制。 真核细胞真核细胞 DNADNA 复制通过端粒酶在复制通过端粒酶在 DNA3DNA3末端合成一段富含末端合成一段富含 GCGC 的的 重复序列形成端粒结构，终止复制。重复序列形成端粒结构，终止复制。 （二）（二） 复制的半不连续性复制的半不连续性 SemiSemidiscontinuous replic

26、ationdiscontinuous replication 先导链先导链(leading strandleading strand) 顺着解链方向生成的子 链，其复制连续进行，得到一条连续片段的子链。 后滞链(lagging strand) 复制方向与解链方向 相反，须等待解开足够长度的模板链才能继续复 制 ，所得到一条由不连续片段组成的子链 。冈崎 片段（ Okazaki fragment ） 参与参与 DNA DNA 复制的物质复制的物质 ： 底物（底物（substrate) : dATPsubstrate) : dATP，dGTPdGTP，dCTPdCTP，dTTPdTTP； 聚合酶聚

27、合酶 (polymerase) : (polymerase) : 以以 DNADNA 为模板的为模板的 DNADNA 聚合酶；聚合酶； 模板模板 (template) : (template) : 解开成单链的解开成单链的 DNADNA 母链；母链； 引物引物 (primer) : (primer) : 一小段一小段 RNARNA； 其他的酶和蛋白质因子其他的酶和蛋白质因子 （三）DNA 复制的酶系 1 1、解旋酶、解旋酶 helicase（大肠杆菌 DnaB） 解旋酶通过水解 ATP 释放出的能量来解开复制叉处 的 DNA 双链。解开一对碱基，需 2 分子 ATP。 2 2、DNADNA 旋

28、转酶（拓扑异构酶旋转酶（拓扑异构酶 IIII） 问题：在 DNA 复制过程中，随着 DNA 双链的解开， 产生正超螺旋。 解决：DNA 旋转酶引入负超螺旋，解决由于复制引 起的超缠现象。 3、单链 DNA 结合蛋白（SSB） 问题：同源的单链 DNA 很容易缔合成双链，也容易 被酶解。 解决：SSB 选择性结合于单链 DNA，防止重新缔合成 双链以及被酶解。 大肠杆菌的 SSB 有协同作用（结 合了一个 SSB，后面的就容易继续结合），真核生 物的 SSB 则没有。 4、引物酶 问题：DNA 聚合酶不能催化两个游离的脱氧核苷酸 聚合，只能在一段寡核苷酸的 3- OH 逐个添加脱 氧核苷酸，使核

29、苷酸链不断延长。 解决：引物酶合成 RNA 引物，起始一条新 DNA 链的 合成。 5、DNA 聚合酶 问题：如何复制亲代 DNA 的信息？ 解决：DNA 聚合酶分别以两条单链 DNA 为模板，合成新的 DNA 链。 DNADNA 聚合酶一般具有多种活性：聚合酶一般具有多种活性： 原核真核不同聚合酶作用原核真核不同聚合酶作用 6、DNA 连接酶 问题：两个冈崎片段之间的切口怎么办？ 解决：DNA 连接酶封闭两个岗崎片段之间的切口。 原核生物的原核生物的 DNADNA 复制复制（可能考一个大题，也可能起始、延伸、终止分开考）（可能考一个大题，也可能起始、延伸、终止分开考） （一）复制的起始（一）

30、复制的起始 1 1、复制原点、复制原点 OriCOriC （1 1）富含）富含 ATAT； （2 2）含有多个回文序列，有）含有多个回文序列，有 1111 个个 GATCGATC，其中，其中 8 8 个个 GATCGATC 保守，保守，A A 发生甲基化；发生甲基化； （3 3）具有）具有 R1R1、R2R2、R3R3、R4R4 四个重复序列，作为蛋白结合位点；四个重复序列，作为蛋白结合位点； （4 4）上述重复序列右侧紧邻着两个启动子。）上述重复序列右侧紧邻着两个启动子。 2 2、大肠杆菌、大肠杆菌 DNADNA 复制的起始复制的起始 起始复合体（引发体）：起始复合体（引发体）：引发体蛋白（

31、引发体蛋白（DnaADnaA、 DnaBDnaB、DnaCDnaC）、组蛋白样蛋白、组蛋白样蛋白 HUHU、旋转酶、旋转酶、SSBSSB 引发体结合于引发体结合于 OriCOriC，另外还需要引物酶，另外还需要引物酶 DnaGDnaG 的参的参 与与 （二）复制的延伸（二）复制的延伸 先导链：引物酶，先导链：引物酶，pol IIIpol III 后滞链：引物酶，后滞链：引物酶，pol IIIpol III，pol Ipol I，DNADNA 连接酶连接酶 二者复制速率大二者复制速率大体一致，二者复制没有协调，完全自主，只不过总体速度一致。体一致，二者复制没有协调，完全自主，只不过总体速度一致。

32、 （三）复制的终止（三）复制的终止 TerTer 位点结合有位点结合有 TusTus 蛋白，阻止复制叉的移动。蛋白，阻止复制叉的移动。 此时形成两个缠绕的子代此时形成两个缠绕的子代 DNADNA 分子，称为子代二价体。分子，称为子代二价体。 子代二价体可以先由拓扑异构酶子代二价体可以先由拓扑异构酶 I I 在亲本链上打开一个切口，使两个在亲本链上打开一个切口，使两个 子代子代 DNADNA 分子解套分离，然后由分子解套分离，然后由 pol Ipol I 修复，修复，DNADNA 连接酶封闭切口。子连接酶封闭切口。子 代二价体还可以先由由代二价体还可以先由由 pol pol I I 修复，修复，

33、DNADNA 连接酶封闭切口，再由拓扑异连接酶封闭切口，再由拓扑异 构酶构酶 IIII 在双链上打开，使两个子代在双链上打开，使两个子代 DNADNA 分子解套分离。分子解套分离。 真核生物的真核生物的 DNADNA 复制复制 （一）（一） 复制的起始 DNA 螺旋酶、单链结合蛋白、复制蛋白 RPA， pol （引物） 多复制起点 （二）DNA 的延伸 先导链和后滞链都由 pol 合成，增殖细胞核抗原 PCNA 可以象夹子一样将 pol 固定到模板上，提 高其结合力 40 倍。pol 具有填补缺口作用。DNA 连接酶 （三）复制的终止 5末端隐缩问题！ 端粒（ telomere）真核细胞染色体

34、 末端的特异结构，由端粒 DNA 和端粒 结合蛋白组成。所含 DNA 序列由不含 遗传信息的重复序列组成（富含 G）。完成染色体末端的复制，防止 染色体 DNA 降解、末端融合、缺失和 非正常重组而影响细胞分裂，维持染色体的稳定完整。 端粒酶由 RNA 和逆转录酶组成，RNA 部分是合成端粒 DNA 的模板； 在生殖细胞、少数造血干细胞中有活性，在正常体细胞中无活性。 恶性肿瘤细胞中能检测到端粒酶活性，这可能是因为端粒短，不能 结合端粒结合蛋白，激活了端粒酶，从而延长端粒，维持了细胞永 生。细胞每分裂 1 次，端粒缩短 50200bp。老年人的端粒长度短 于青年人。当端粒长度不再缩短时，细胞停

35、止分裂，转为衰亡。 线粒体线粒体 DNADNA 复制复制：取代环复制（：取代环复制（D D- -环复制）环复制） polpol 双链环状双链环状 DNADNA，一条链含有大部分的鸟嘌呤，称为重链，一条链含有大部分的鸟嘌呤，称为重链 H H，一条链，一条链 含有大部分胞嘧啶，称为轻链含有大部分胞嘧啶，称为轻链 L L。 重链和轻链各有重链和轻链各有 1 1 个复制起点，二者相隔个复制起点，二者相隔 1/31/3 的的 mtDNAmtDNA 序列。序列。 取代环复制（取代环复制（D D- -环复制）：先以环复制）：先以 H H 链作为链作为模板从模板从 OHOH 开始顺时针方向合成，新的开始顺时针

36、方向合成，新的 L L 链取代了原来的链取代了原来的 L L 链与链与 H H 链互补，而原来的链互补，而原来的 L L 链呈现单链状态，样子象字母链呈现单链状态，样子象字母“D”“D”。当复制到。当复制到 1/31/3 时，暴露出时，暴露出 L L 链的链的 复制起点复制起点 OLOL，以，以 L L 链为模板开始逆时针方向合成。链为模板开始逆时针方向合成。 噬菌体和病毒噬菌体和病毒 DNADNA 的复制的复制 （一）（一） 单链环状单链环状 DNADNA 的复制滚环复制（的复制滚环复制（ 复制）复制） 如大肠杆菌噬菌体如大肠杆菌噬菌体X174X174，M13M13，G G 等等 1 1、引

37、发体，、引发体，pol IIIpol III，pol Ipol I，DNADNA 连接酶：很多引物，以亲本链（连接酶：很多引物，以亲本链（ 链）为模板，合成链，形成双链链）为模板，合成链，形成双链 DNADNA 2 2、噬菌体基因、噬菌体基因 A A 编码的编码的 gpAgpA 识别并结合到链的复制起点，打开一个识别并结合到链的复制起点，打开一个 缺口，然后缺口，然后 gpAgpA 的酪氨酸残基与的酪氨酸残基与 55端核苷酸共价连接，接着端核苷酸共价连接，接着 DNADNA 螺螺 旋酶和旋酶和 SSBSSB 结合，形成复制叉。结合，形成复制叉。 pol IIIpol III 以链为模板，以链的

38、以链为模板，以链的 33末端为引物，合成链。新合成末端为引物，合成链。新合成 的链不断取代原来的链。的链不断取代原来的链。 当合成完一轮后，当合成完一轮后，gpAgpA 将将 2 2 倍长的链从中间断开，与新的倍长的链从中间断开，与新的 55端连端连 接，置换出来的链两端连接成环。接，置换出来的链两端连接成环。 D D 环和环和 复制可能出名词解释或者复制可能出名词解释或者几种放在一起几种放在一起比较题比较题 （二）双链线状（二）双链线状 DNADNA 的复制的复制 1、T7 噬菌体 （1）起始： （2）延伸： （3 3）终止：串联体模型）终止：串联体模型 几个子代 DNA 分子通过 3端突出

39、的重复序列互补配对 pol I 补齐缺口 DNA 连接酶封闭切口，形成串联体 限制性内切酶在连接处交叉切割，产生 3凹端 pol I 补齐 2 2、腺病毒、腺病毒：末端蛋白质：末端蛋白质 TPTP（terminalterminal proteinprotein），“平锅柄”结构），“平锅柄”结构, ,从开始解决隐从开始解决隐缩缩问题。问题。 （三）单链线状（三）单链线状 DNADNA 的复制的复制 啮齿动物微小病毒：四个发夹结构。 （四）（四） 逆转录病毒的复制逆转录病毒的复制 逆转录酶逆转录酶：RNA 指导的 DNA 聚合酶活性，DNA 指导的 DNA 聚合酶活性，RNaseH 活性（可水解

40、 DNA-RNA 杂合分子中的 RNA） 逆转录病毒的基因产物可以致癌；艾滋病是由 HIV 引起的。 癌基因（转化基因）：人类或其他动物基因组中含有的一类基因，被激活后能导致正常细胞癌变。 原癌基因：为活化的癌基因。 细胞癌基因：人和动物细胞中的癌基因。 病毒癌基因：病毒基因组中的癌基因的同源序列。 （五）（五） 流感病毒的复制流感病毒的复制 svRNA 六、阻止 DNA 复制的药物 （一）破坏 DNA 模板的药物 烷化剂：如氮芥，环磷酰胺等 （二）抑制 DNA 复制中酶的药物 拓扑异构酶抑制剂如奎诺酮，喜树碱类，阿霉素。DNA 聚合酶抑制剂如阿糖胞苷。 第三节第三节 基因突变基因突变 一、突

41、变的概念和类型 二、突变的原因 三、突变体的分离与分析 四、DNA 损伤在药物评价中的应用 五、DNA 损伤在药物生产中的应用 一、突变的概念和类型 （一）概念 突变 mutation遗传物质（DNA 或 RNA）发生可遗传的永久性的改变，包括染色体数目变异、染 色体结构变异、基因突变。 根据突变发生的原因，分为：自发突变 spontaneous mutation自然发生的突变，无论是因为复 制错误还是自然界中的突变剂作用的结果。频率较低；诱发突变 induced mutation人们使用一 些物理因素或化学试剂引起的突变。 突变剂 mutagen引起突变的物理因素或化学试剂。 突变基因 mu

42、tant gene带有突变位点的基因。 野生型基因 wide type gene没有发生突变的基因。 突变体 mutant带有突变基因的生物个体或群体。 （二）（二） 基因突变的类型基因突变的类型 1、根据使 DNA 碱基序列发生的变化： （1）点突变（单点突变、多点突变） 转换不同嘌呤(A,G)或不同嘧啶(C, T)之间的转变。 颠换嘌呤和嘧啶之间的转变。 （2）碱基插入（3）碱基缺失（4）移框突变 2、根据对遗传信息的改变 （1）同义突变 synonymous mutation 或沉默突变 silent mutation： 没有改变蛋白质氨基酸序列的基因突变。 （2）错义突变 missen

43、se mutation 引起了蛋白质氨基酸序列变化的基因突变。 （3）无义突变 nonsense mutation 使某个氨基酸的密码子变成终止密码子的基因突变。 （4）中性突变 neutral mutation蛋白质活性不受影响。 （5）渗漏突变 leaky mutation蛋白质活性部分丧失。其基因所控制的反应程度不象野生型， 但多少还能进行，称这种现象为渗漏（leakage）前四条影响蛋白质序列，该条影响蛋白质活性。 3、根据突变是否背离野生型： （1）正向突变 forward mutation 改变了野生型性状的突变。 （2）回复突变 back mutation 或反向突变 rever

44、se mutation 使突变体所改变的野生型性状回复的突变。 真正的原位回复突变很少，大多是原来的突变位点 依然存在，而它的表现型被第二位点的突变所抑制，因此又称抑制突变 suppressor mutation。 二、二、 突变的原因突变的原因 （一）自发突变（一）自发突变 1、DNA 复制错误 复制时形成了不正确的碱基配对，没有被清除被当作模板进行下一轮复制。 2.碱基本身存在互变异构体，可能形成错误的碱基配对。如胞嘧啶（C）可由氨基转变为亚氨基，可 与 A 配对。 3、自发的化学变化 （1）脱嘌呤作用：当嘌呤从脱氧核糖上脱落后，DNA 聚合酶在合成互补链时可随机选择一个碱基进 行延伸。（

45、2）脱氨基作用：碱基的氨基被脱去，从而变为其它的碱基。例如:C 脱氨基变为 U；甲基 化的 C 脱氨基变为 T。 4、氧化作用损伤碱基 （二）诱发突变 1 1、物理因素、物理因素 （1）紫外线： 嘌呤和嘧啶的杂环有很强的吸收 254160nm 紫外线能力，主要引起同一条 DNA 链上相邻两个嘧啶共 价连接，形成嘧啶二聚体，造成双螺旋变形，从而阻断转录并暂时阻止 DNA 复制，引起细胞死亡。 （2）离子化射线： X 射线、宇宙射线等，产生具有高度反应性的离子（自由基），与 DNA 反应，造成损伤，如单链断 裂、双链解开、碱基改变等。 2 2、化学试剂、化学试剂 （1）碱基类似物 （2）碱基的修饰

46、剂 亚硝酸：氧化脱氨成酮基 G 变为黄嘌呤 X，仍与 C 配对；A 变为次黄嘌呤 H，与 C 配对；C 变为 U，与 A 配对； 烷化剂，一是 G 烷基化后与 T 配对，二是发生脱嘌呤作用。 （3）DNA 插入剂： 造成移框突变。 3 3. .不良生活习惯，例如多喝热水不良生活习惯，例如多喝热水 蛋白质的体外定向进化：Directed enzyme evolution 利用酶定向进化技术重新设计及改进酶分子的结构和性质，可以逐步接近和满足将酶催化用于工业 生产的需要。 定向进化=随机突变+正向重组+选择（或筛选） 噬菌体表面展示技术是一种利用大 肠杆菌丝状单 DNA 噬菌体为载体，在重组噬菌体

47、颗粒表面展示 外源多肽分子的展示技术链。 第三节节 DNA 的修复的修复 一、复制修复 二、损伤修复 三、复制后修复 四、限制与修饰 一、复制修复 1、 尿嘧啶糖基酶系统 2、错配修复（E. coli） 3、无嘌呤修复 二、损伤修复 1、光复活（光复活酶，35KDa，在几乎所有细胞中都存在。） 2、甲基转移酶 3、切除修复（暗修复） 三、复制后修复 1、重组修复 2、SOS 修复（降低复制的忠实性，细菌中存在，而真核生物中不存在） 四、限制与修饰 限制性内切酶将外来的 DNA 切断，而修饰酶则把自身的 DNA 甲基化 PCR 第三轮出现目的片段；模板数量为 m，n 个循环后，得 m*2 n个扩

48、增片段，目的片段有 m*(2n-2n)个。 第五章第五章 转录、转录后加工转录、转录后加工 1. 转录的基本原理 2. DNA 指导下的 RNA 聚合酶 3. 与转录起始和终止有关的 DNA 结构 4. 原核生物和真核生物转录 5. 转录后加工 第一节第一节 转录的基本原理转录的基本原理 一、中心法则 二、转录概念、单位、启动子、终止子、模板链、编码链 第二节第二节 DNA 指导下的指导下的 RNA 聚合酶聚合酶 一、大肠杆菌的 RNA 聚合酶 组成、分别的功能 二、真核生物的 RNA 聚合酶 对-鹅草蕈碱敏感性 第四节第四节 启动子和终止子启动子和终止子 原核生物的启动子和终止子 （一）启动

49、子 promoter （二）终止子 terminator 依赖或不依赖于因子的终止子 原核生物的启动子和终止子 （一）RNA 聚合酶 I 的启动子 远启动子：-165-40，影响转录的频率； 近启动子：-40+5，决定转录起始的位置。 （二）RNA 聚合酶 II 的启动子 帽子位点；TATA 框 / Hogness 框 / Goldberg-Hogness 框；CAAT 框；GC 框；增强子： enhancer；绝缘子： insulator （三）RNA 聚合酶 III 的启动子 启动子位于转录区内。 （四）真核生物的终止子（研究尚不清楚） 第四节第四节 转录过程及其抑制剂转录过程及其抑制剂

50、一、原核生物的转录（可能考以下某个过程） (一) 原核生物转录的起始 尝试错误的方式寻找启动子。 (二) 原核生物转录的延长 (三) 原核生物转录的终止（两类） 二、真核生物的转录（不太重要） （一）RNA 聚合酶 I 的转录起始 （二）RNA 聚合酶 II 的转录起始 （三）RNA 聚合酶 III 的转录起始 （四）真核生物的转录终止 三、原核生物与真核生物转录的差异 四、转录抑制剂机制 第五节第五节 转录后加工过程及其机制转录后加工过程及其机制 转录后加工，RNA 的成熟由 RNA 聚合酶合成的原初转录物往往需要经过一系列的变化，包括链 的裂解、5端与 3端的切除和特殊结构的形成、碱基修饰

51、和糖苷键的改变以及拼接的过程，才能 转变为成熟的 RNA 分子，这个过程称之为转录后加工。包括三个方面：RNA 前体的一般加工过 程，RNA 剪接，RNA 编辑 RNA 前体加工相似，考的少，知道包含哪些。 一、rRNA 前体的一般加工 二、tRNA 前体的一般加工 三、mRNA 前体的一般加工 四、RNA 剪接（三种 RNA 都有） 五、RNA 编辑 一、rRNA 前体的加工 （一）原核生物 rRNA 的前体加工 5端和 3端的切除、甲基化。 （二）真核生物 rRNA 前体的一般加工 线粒体、叶绿体 rRNA： 排列方式和前体加工过程与原核生物类似。 二、tRNA 前体的加工（+CCA） （

52、一）原核生物 tRNA 前体的加工 （二）真核生物 tRNA 前体的一般加工 三、mRNA 前体的加工 （一）原核生物 mRNA 前体的加工 （二）真核生物 mRNA 前体的一般加工 （确定是哪一类内含子的加工，只答这一种） hnRNA 转变成 mRNA： 1、5端加帽（三种结构及功能） 2、3端加尾（如加上去，功能） 3、链内部核苷甲基化 4、RNA 剪接（四种内含子分别的机制，反式剪接） 估计会考核 mRNA，可能单独问某一类内含子的机制，也可 能问比较一下第一二类内含子，分别回答，再进行比较。 核 tRNA 内含子的酶促剪接特征： 内含子长 1446nt；内含子位于反密码子下游紧邻，与反

53、密 码子互补；内含子无保守序列，富含 AU。 过程： a. 核酸内切酶在内含子两端切割前体，产物是线性的内含子 和两个半个的 tRNA 分子，这些中间体有独特的末端，每 个 5端有一个 OH 基，3端有一个 2、3环磷酸基 团。不需要 ATP，涉及磷酸二酯键的断裂。 b. 两个半 tRNA 碱基配对形成一个与 tRNA 相似的结构。ATP 存在时，环磷酸二酯酶催化下，3端有一个 2、3环 磷酸基团打开，产物有一个 2磷酸和一个 3羟基。 c. 5 OH 基被多聚核苷酸激酶磷酸化形成 5-磷酸 d. 在 RNA 连接酶催化下，5-磷酸和 3羟基形成磷酸二酯 键把两端共价连接起来。 e. 2-磷酸

54、酯酶将 2磷酸去掉。 哺乳动物只需要 a 和 e 两步，能够将 2、3环磷酸基团与 5 OH 基相连。 5、RNA 编辑 第六章第六章 蛋白质生物合成翻译蛋白质生物合成翻译 第一节 遗传密码 重点 第二节 蛋白质的生物合成 重点 第三节 蛋白质转运 第四节 蛋白质合成后的折叠与修饰加工 第五节 功能蛋白质研究进展 第一节第一节 遗传密码遗传密码 一、起始终止密码子 二、遗传密码的性质 简并性，摆动性，通用性，偏爱性 三、阅读框架 第二节第二节 蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成 一、蛋白质生物合成的模板mRNA 二、蛋白质生物合成的场所核糖体（A,P,E 位点） 三、氨基酸的运载工具tRNA（合

55、成） 四、蛋白质生物合成的机制 （可能考原核的大题） 起始（原核 3 种起始因子）， 延伸【进位 / 注册 (需要延伸因子)；成肽 (核糖体上的肽基转移酶活性)；转位。每增加 1 个氨基酸，消耗 2 分子 GTP 中的 2 个高能键】， 终止（终止因子） 四、蛋白质生物合成的阻断剂（机制） 第三节第三节 蛋白质合成后的折叠与修饰加工蛋白质合成后的折叠与修饰加工 一、蛋白质合成后的折叠 不正确折叠会降低蛋白的活性，甚至引起疾病（老年痴呆、疯牛病） 分子伴侣可以帮助蛋白质正确折叠 二硫键的形成也很重要（谷胱甘肽、蛋白质二硫键异构酶） 二、剪切和剪接加工（不重要） 三、化学编辑（即蛋白质翻译后的修饰

56、，包括一级结构的修饰和高级结构的修饰。） 第四节第四节 蛋白质转运蛋白质转运 一、分泌蛋白的运输 （信号肽假说）（信号肽假说） 二、细胞质膜蛋白的类型和转运 三、内质网膜蛋白的转运 四、溶酶体蛋白的转运 五、线粒体蛋白的转运 （导肽假说）（导肽假说） 六、核蛋白的转运 记住各种转运标签即可。主要是两个假说。 第五节第五节 功能蛋白质研究进展功能蛋白质研究进展 两种方式：定点突变，体外定向进化 知道原理，优缺点。 第七章第七章 基因表达的调控基因表达的调控 第一节 概述（各种概念） 第二节 原核生物的基因表达调控 第三节 真核生物的基因表达调控 第二节第二节 原核生物的基因表达调控原核生物的基因表达调控 一、乳糖操纵子 二、色氨酸操纵子 三、转录水平调控 四、翻译水平调控 五、链霉菌的基因表达调控系统 操纵子概念及元件 一、乳糖操纵子（降解乳糖） 可诱导的操纵子（乳糖存在时才产-半乳糖苷酶）； 负调控（阻遏蛋白有活性时基因不表达，乳糖与阻遏蛋白结合后从基因上掉下来去阻遏）； 正调控（cAMP 含量高时才能转录，要求葡萄糖少乳糖多） 二、色氨酸操纵子(trp operoon)（合成色氨酸） 大肠杆菌色氨酸操纵子的表达调控策略