分子生物学fanfan

第一章基因、基因组与基因组学1.基因：是指携带有遗传信息的DNA或RNA序列，也称遗传因子，是控制性状的基本遗传单位。2.基因组：含有一种生物一整套遗传信息的遗传物质，称为基因组。3.基因按功能分为结构基因和功能基因；人类基因的结构包括编码区、前导区和调节区。4.原核生物基因结构与功能的特点：一、基因组通常只有一个环状双链DNA分子组成；二、基因组中只有一个复制起始点，具有操纵子结构；三、编码顺序一般不会重叠；四、基因组中重复序列很少；五、具有编码同工酶的基因；六、细菌基因组中存在着可移动的DNA序列，包括插入序列和转座子；七、在DNA分子中具有多功能的识别区域。5.真核与原核生物基因组比较：一、真核基因组比原核基因组大得多；二、真核生物主要的遗传物质与组蛋白等构成染色质，被包裹在核膜内，核外还有遗传成分，这增加了基因表达调控的层次性和复杂性；三、原核生物的基因组基本上是单倍体，而真核生物的基因组是二倍体；四、原核生物转录出多顺反子的mRNA，而真核生物转录出单顺反子的mRNA；五、原核生物基因组的大部分序列都为编码基因，而真核生物大部分序列功能至今仍不清楚；六、原核生物的基因为蛋白质编码的序列绝大多数是连续的，而真核生物为蛋白质编码的基因绝大多数是不连续的，即有外显子和内含子，转录后需经剪切去除内含子；七、原核基因组中除rRNA、tRNA基因有多个拷贝外，重复序列不多；哺乳动物基因组中则存在大量重复序列。6.真核基因组的结构特点：一、真核生物基因组DNA与蛋白质结合形成染色体，储存于细胞核内，除配子细胞外，体细胞内的基因组是双份的，即有两份同源的基因组；二、真核细胞基因转录产物为单顺反子；三、存在大量重复序列；四、基因组中非编码去多于编码区；五、基因是不连续的；六、基因组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。（存在多基因家族）7.真核生物高度重复序列的功能？一、参与复制水平的调节；二、参与基因表达的调控；三、参与转位作用；四、与进化有关；五、同一种属中不同个体的高度重复序列的重复次数不一样，这可以作为每一个体的特征；六、同源染色体之间的联会可能依赖于具有染色体专一性的特定卫星DNA序列。第二章RNA、RNA组和RNA组学1.RNA组：指一种生物体或一个细胞或组织中的全部的RNA分子。2.hnRNA：是mRNA的前体物质，比成熟的mRNA分子大得多而且分子大小不一，被称为核内异质RNA(核内不均一RNA，hnRNA)。3.小片段干扰RNA（siRNA）：小片段干扰RNA（siRNA）为长约22nt左右的双链结构RNA。siRNA经某些因素作用可变成单链siRNA，后者按碱基互补原则可和靶mRNA配对结合，导致靶mRNA降解，特定基因沉默而无法表达其相应功能。这种人为导入双链RNA片段使靶mRNA沉默无法表达其功能的过程叫RNA干扰（RNAi）。4.转录：生物体以DNA为模板合成RNA的过程。5.RNA聚合酶的特点：一、聚合反应不需要引物；二、只以一条DNA链为模板；三、底物为四种NTP；四、催化RNA合成方向为5`→3`，合成是连续的；五、只有聚合酶活性，没有降解活性,没有校对功能；六、能识别转录终止信号；七、与调节转录的多种蛋白质因子相互作用，从而调节基因的表达。6.转录分为起始、延长和终止。终止：基因转录的终止包括RNA链延伸停止，核心酶脱离DNA模板，RNA-DNA杂合体解链、释放新生的RNA分子，基因DNA分子恢复双螺旋结构。8.RNA聚合酶2转录的基因的启动子：基本启动子与基本启动子共同构成核心启动子；上游元件和下游元件统称为启动子近侧序列元件。9.转录因子：概念：真核生物RNApol起始转录所需要的各种蛋白质辅助因子统称为转录因子（TF）。TF的作用：将RNApol与启动子结合到一起，形成转录起始复合物。TF发挥作用的方式：识别DNA上的顺式作用位点；识别其它因子；识别RNApol；或只是和其它几种蛋白质一起组成转录起始复合物。10.转录后加工方式：剪接(splicing)先剪后接；剪切(cleavage)只剪不接；修饰(modification)甲基化、还原反应等；添加(addition)加帽、加尾等。11.外显子和内含子：外显子指出现在成熟的RNA产物中的序列。内含子指从初始转录物中被去除的序列。12.RNA编辑：RNA编辑指mRNA在转录后因插入、缺失或核苷酸的替换而改变了DNA模板来源的遗传信息,翻译出多种氨基酸序列不同的蛋白质的加工修饰现象。RNA编辑的机制：位点特异性脱氨基作用和引导RNA指导的尿嘧啶的插入或删除。13.真核生物tRNA的转录后加工：一、切除5′端的先导序列；二、3′端添加CCA序列；三、内含子的剪切；四、碱基的化学修饰。14.RNA组学：是指以RNA组为研究对象，研究细胞内所有RNA分子的结构和功能及其在不同生理条件下动态变化规律的科学。15.tRNA的结构：（1）含有稀有碱基；（2）3‘末端有CCA序列，此序列是tRNA结合携带氨基酸的部位，称为氨基酸接纳茎；（3）tRNA的二级结构呈三叶草形；（4）tRNA的三级结构呈倒L形；tRNA的主要功能：是在蛋白质生物合成中识别密码子，特异性搬运氨基酸，在逆转录作用中需要tRNA作为合成互补DNA链的引物。16.ribozyme：具有自我剪切和催化作用的小RNA分子叫核酶（ribozyme）或催化性RNA（catalyticRNA）。核酶发现的意义：核酶的发现对中心法则作了重要补充；核酶的发现冲击着酶的传统概念；核酶的发现对研究生命的起源有重要意义。用于基因治疗。17.微小RNA（miRNA）：是由21-24nt组成的单链RNA分子，因其分子量微小而得名。miRNA可与蛋白质因子形成RISC复合物（RNA诱导沉默复合物），可以结合并切割特异的mRNA而引发RNA沉默，所以miRNA的主要功能是在转录后水平参与基因的表达调控（能调节人类1/3的基因）。18.启动子（promoter）：是RNA聚合酶辨认、结合和启动转录的一段DNA序列。19.信使RNA的结构和功能：结构：一、5′末端有帽状结构；二、3′末端有多聚A尾巴；功能：5′端结构功能：a、与mRNA从胞核向胞质的转移有关；b、与mRNA在核蛋白体的结合就位有关；c、与mRNA稳定性的维持有关；3′端结构功能：a、可稳定mRNA，防止其降解（与PABP结合发挥作用）；b、促进mRNA从胞核向胞质转移（需帽结构参与）；c、调控翻译起始（需帽结构参与）；20.RNA干扰（RNAi）：人为导入双链RNA片段使靶mRNA沉默无法表达其功能的过程叫RNA干扰（RNAi）。21．转录：生物体以DNA为模板合成RNA的过程。22.不对称转录（asymmetrictranscription）:模板链并非永远在同一单链上，在DNA双链分子某一局部区域，一股链可转录，另一股链不转录。23.转录因子：真核生物RNApol起始转录所需要的各种蛋白质辅助因子统称为转录因子（TF）。作用：将RNApol与启动子结合到一起，形成转录起始复合物。发挥作用的方式：识别DNA上的顺式作用位点；识别其它因子；识别RNApol；或只是和其它几种蛋白质一起组成转录起始复合物。24.外显子：指出现在成熟的RNA产物中的序列。25.内含子：指从初始转录物中被去除的序列。26.*RNA编辑：RNA编辑指mRNA在转录后因插入、缺失或核苷酸的替换而改变了DNA模板来源的遗传信息,翻译出多种氨基酸序列不同的蛋白质的加工修饰现象。RNA编辑的方式：位点特异性脱氨基作用；引导RNA指导的尿嘧啶的插入或删除。生物学意义：a、RNA编辑能增加转录产物的多样性，从而扩大了遗传信息；b、RNA编辑能补救某种基因突变，恢复突变中丢失的遗传信息，这种改变和补充遗传信息的功能，使生物能更好地适应生存环境；c、RNA编辑赋予转录产物新的构成新的结构从而带来新的功能，有利于生物进化。27.真核生物的转录后加工的方式：a、切除5′端的先导序列；b、3′端添加CCA序列；c、内含子的剪切；d、碱基的化学修饰。第三章蛋白质、蛋白质组与蛋白质1.*超二级结构：由相邻的几个二级结构相互作用形成有规则的组合体。是特殊的序列或结构的基本组成单元，又称基序或模序（motif)*.可进一步组建成结构域。2.结构域有两个重要的功能*：第一，像亚基那样，能作为一个模式结构来有效地参与蛋白质分子的装配。独立结构域的存在可以把蛋白质肽链的折叠、盘曲过程简化为个别的简单步骤。这对于分子量很大的蛋白质来说更显得特别重要。第二，结构域能够活动。对底物的结合、变构控制以及巨大结构的装配具有决定作用。3.别构效应：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(allostericeffect)。4.蛋白质的等电点（pI）：当蛋白质分子在某一pH值的溶液中解离成正、负离子的趋势相等，成为兼性离子，净电荷为零时溶液的pH值。5．蛋白质的一级、二级、三级及四级结构：一级结构：肽链中氨基酸残基排列的先后次序就是蛋白质的一级结构；二级结构：蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，即该段肽链的主链骨架原子的相对空间结构，不涉及氨基酸侧链的构象；三级结构：一条完整多肽链的全部氨基酸的相对空间位置；四级结构：具有几条肽链的蛋白质分子各条肽链的空间相对位置。6.翻译后加工：肽链从核蛋白体释放后，经过细胞内各种修饰处理，成为有活性的具有天然构象的成熟蛋白质的过程。7.*分子伴侣：是细胞中一大类保守蛋白质，可识别肽链的非天然构象（不稳定构象），促进各功能域和整体蛋白质的正确折叠（稳定构象）。8.*靶向输送（proteintargeting)：蛋白质合成后经过复杂机制，定向到达其执行功能的目标地点。9.*信号序列：可引导蛋白质转移到细胞的适当靶部位，这类序列称为信号序列（signalseguence)10.*信号肽：未成熟蛋白质的Ｎ端序列，可被细胞转运系统识别的特征性氨基酸序列。作用是：把合成的蛋白质移向胞膜、与胞膜结合，并送出胞外。11.*信号识别颗粒的作用：识别、结合信号肽；将核蛋白体复合体引导到内质网膜上并与受体结合；暂时抑制肽链延长，避免长肽链折叠。12．*核定位序列（nuclearlocalizationsequence,NLS):所有靶向输送的胞核蛋白多肽链内含有特异信号序列。第四章代谢组与代谢组学1.*代谢组：生物体内源性代谢物质的动态整体。2.*代谢组学：是关于生物体内源性代谢物的整体及其变化规律的科学。3.代谢组学与基因组学和蛋白质组学的区别：一、目前只涉及相对分子量约小于1000的小分子代谢物；二、有学者认为代谢组学是“组学”研究的文终端；三、绝大多数生物由宿主和与之共进化而共生的客体共同组成，是所谓超级生物体。代谢组学研究可以对宿主与客体之间的相互作用进行研究。4.*系统生物学是研究一个生物系统中所有组成成分(DNA、mRNA、蛋白质、细胞、组织、器官等)的构成，以及在特定条件下这些组分间的相互关系，并分析生物系统在一定时间内的动力学过程的学科。5.*与转录组学和蛋白质组学等其他组学比较,代谢组学具有以下优点:(1)基因和蛋白表达的微小变化会在代谢物水平得到放大;(2)代谢组学的研究不需进行全基因组测序或建立大量表达序列标签的数据库;(3)代谢物的种类远少于基因和蛋白的数目;(4)代谢产物具有通用性。因为代谢产物在各个生物体系中都是类似的,所以代谢组学研究中采用的技术更通用;(5)生物体液的代谢物分析可反映机体系统的生理和病理状态。6.P4医学模式：预测性、预防性、个体化、参与性。第五章基因表达调控1.组成型表达：较少受环境因素影响，在一个物种或一个生物个体的几乎所有细胞中都以恒定的速率进行的表达，称为组成型表达或基本表达。2.操纵子：位于结构基因上游的调控DNA序列与结构基因共同组成一个转录单位。3.顺式作用元件：调控DNA序列能与相应的调控蛋白结合影响自