分子生物学教案串讲

分子生物学教案串讲说明：主要是相关的名词解释和课后问题，其它繁杂的知识点请参阅教材与课件。第一章名词：peptidebond肽键-Thecarboxylgroupofoneaminoacidcanreactwiththeaminogroupofanotheraminoacidtoformapeptidebond(amidebond-酰胺键).肽平面(peptideplane)-由于肽键具有部分双键的性质，使参与肽键构成的六个原子被束缚在同一平面上，这一平面称为肽平面(peptideplane)结构域（domain）-是在二级结构或超二级结构的基础上形成三级结构的局部折叠区，相邻的域常被一个或两个多肽片段连结。亚基（subunit）就是指参与构成蛋白质四级结构、每条具有三级结构的多肽链。别构调节Allostericregulation/--酶分子的非催化部位与某些化合物可逆地非共价结合后发生构象的改变，进而改变酶活性状态，称为酶的别构调节。问题：1.Characterofpeptidebond；2.DescribingProteinStructure各级结构；3.蛋白质的二级(Secondarystructure)结构的几种形式；4.Whatphysicalinteractionshappenintheprocessofproteinfolding?（1)Covalentbonding2)Hydrogenbonding3)Ionicbonding4)VanderWaalsforces5)Hydrophobicinteraction）第二章名词：Basestackingforce碱基堆积力:每个碱基对平行伸展并且与上面的和下面的碱基对非常靠近，这一现象叫做碱基堆积。碱基堆积力是指在DNA双螺旋结构中，碱基对平面垂直于中心轴，层叠于双螺旋的内侧，相邻疏水性碱基在旋进中彼此堆积在一起相互吸引形成的作用力。维持DNA双螺旋结构的稳定的力主要是碱基堆积力.DNAdenaturation变性:Underspecialconditionssuchashighacidconcentration,lowsaltconcentration,orhighheat,thetwostrandsofDNAcanbeseparated.Hyperchromycityeffect（碱基增色效应，DNA减色效应）：随温度升高，单链状态的DNA不断增加而表现出A260递增的效应。指变性后DNA溶液的紫外吸收作用增强的效应。在DNA双螺旋结构中碱基藏入内侧，变性时DNA双螺旋解开，于是碱基外露，碱基中电子的相互作用更有利于紫外吸收，故而产生增色效应。meltingtemperature熔解温度--核酸热变性时，紫外吸收的增加量达到最大增加量一半时的温度值称为熔解温度Tm.renaturation(复性)-变性DNA在适当的条件下，彼此分开的两条单链可以重新缔合成为双螺旋结构，这一过程称为复性。也称之为退火(annealing)。renaturationzipperingeffect（复性的拉链效应）:当配对的一部分碱基相互配对时，一般认为约需要20个碱基对。特别是富含G．C的节段先形成氢键，产生一个或几个双螺旋核心(成核作用，nucleation)；然后，两条单链的其余部分就会像“闭合拉链”那样迅速形成双螺旋结构。Palindrome回文结构序列,即反复重复序列，是一种旋转对称结构,在轴的两侧序列相同而反向。能在DNA或RNA中形成发夹结构,mirrorrepeat镜像重复--由反方向完全相同的两个DNA片断组成的一种对称结构。hingeDNA-铰链DNA（H-DNA）-双链DNA拆开产生的多聚嘧啶链回折，嵌入剩下的双链DNAmajorgroove中形成分子内的铰链DNA。superhelixDNA-在共价闭环双螺旋基础上进一步扭转盘曲,形成麻花状的超螺旋(supercoil)，体积进一步压缩，密度较大。polycistronicmRNA--原核DNA序列中功能相关的基因丛集在基因组的特定部位，形成转录单元，它们可被一起转录为可翻译多个蛋白质的mRNA分子，这种mRNA叫多顺反子mRNA。Histone-组蛋白-进化上非常保守的碱性蛋白质，其中碱性氨基酸(Arg，Lys)约占25%，存在于真核生物染色质，分为5种类型(H1，H2A，H2B，H3，H4)，后4种各2个形成组蛋白八聚体，构成核小体的核心，占核小体质量的一半。H2A、H2B、H3、H4组成核小体的核心，也称核心组蛋白。H1的作用是与线形DNA结合以帮助后者形成高级结构。CvalueparadoxC值悖论:生物体的单倍体基因组所含DNA总量称为C值，每种生物各有其特定的C值，不同物种的c值之间有很大差别。C值和生物结构或组成的复杂性不一致的现象称为C值悖论(C-valueparadox)。splitgene(断裂基因)，真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因multigenefamily多基因家族：由一个祖先基因经过重复和变异形成的一组来源相同、结构相似、功能相关的基因。genecluster基因簇：由一个基因产生多次拷贝，具有几乎相同的顺序，成簇地排列在同一条染色体上，形成一个基因簇(genecluster)。问题：1.whatpropertiesthegeneticmaterialmusthave?2.WhatisdifferencebetweenDNAandRNA？3.DescribingcharacteristicsofDNAdoublehelixmodel.(DNA是以双链形式存在的，两条链由它们碱基之间的氢键保持在一起;A-T碱基对由两个氢键连接，G-C碱基对由三个氢键连接。两条链的方向相对于各自来说是反向平行的,Thepolar(direction)ofDNAchainisfrom5’endto3’end.脱氧核糖和磷酸通过3’-5’phosphodiesterbond连接形成螺旋链的骨架.核糖和磷酸位于螺旋体外侧，碱基位于内侧。碱基顶部基团裸露在DNA大沟内.维持DNA双螺旋结构的稳定的力主要是碱基堆积力.)4.Three-dimensionalstructureofDNA（DNA的空间结构）或者WhatarethethreelevelsofDNAstructure?Whatstructuralfeaturesdoeachoftheselevelsinclude?5.原核细胞DNA的特点（结构简单；存在转录单元；重叠基因(Overlappinggene)）6.原核细胞的基因组特点7.真核细胞的基因组特点8.DescribeexperimentswhichdemonstratenotonlythatDNAisthegeneticmaterialbutalsothatproteinsarenotthegeneticmaterial.—Griffith’sTransformationExperimentorTheHershey-Chaseexperiment第3章名词：Transcription遗传信息从基因转移到RNA的过程。RNA聚合酶通过与一系列组分构成动态复合体，并以基因序列为遗传信息模板，催化合成序列互补的RNA，包括转录起始、延伸、终止等过程。Polyribosome:几个到几十个核糖体在一条mRNA上结合起来的形态。各核糖体合成的多肽链逐渐延长Transcriptionalunit转录单位:AregionofDNAthattranscribesasingleprimarytranscriptwhichextendsfromthepromotertotheterminator.promoter(启动子)isaregionofDNAwhereRNApolymerasebindstoDNAtoinitiatetranscription.DNA分子上能与RNA聚合酶结合并形成转录起始复合体的区域，在许多情况下，还包括促进这一过程的调节蛋白的结合位点。Consensussequence共有序列referstoageneralsequencefromwhichmostactualsequencesdifferverylittleornotatall.指一种普遍的序列，大多数实际的序列与它相差很小或完全相同。Corepromoter核心启动子-指保证RNA聚合酶转录正常起始所必需的、最少的DNA序列，原核基因包括转录起始位点及上游的-35区和-10区。RNAPolymeraseRNA聚合酶，主要以双链DNA中的一条链为模板，以4种核苷三磷酸为原料，并以Mg2＋/Mn2＋为辅助因子，催化RNA链的起始、延伸和终止，它不需要任何引物，催化生成的产物是与DNA模板链互补的RNA。Promoterclearence启动子清空:Whenpolymerasepolymerizeabout9bp,thepolymerasemovesawayfromthepromoter.Theσsubunitseparatesfromthepolymerase.Transcriptionbubble转录泡：theDNAstrandsseparateoveradistanceofsome12-14bparoundthestartsite.在转录延伸阶段，具有RNA聚合酶活性的转录复合体结合并解开DNA双链、同时合成RNA链，外观类似泡状。house-keepinggene管家基因：为维持细胞基本的代谢过程所必需的、在不同的细胞类型和细胞生长时期组成型表达的基因。or某些基因在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达，通常被称为管家基因奢侈基因（luxurygene）：在特别细胞类型中大量(通常)表达并编码特殊功能产物的基因。只在特定类型细胞中表达的基因。诱导表达（inducibleexpression）指在特定环境因素刺激下，基因被激活，使基因的表达产物增加。阻遏表达（repressiveexpression）指在特定环境因素刺激下，基因被抑制，使基因的表达产物减少.coordinateexpression-在一定的控制机制下，功能上相关的一组基因，无论其为何种表达方式，均需协调一致地共同表达，即为协同表达()，这种使相关基因协调一致地共同表达的调节方式称为协同调节(coordinateregulation)operon:操纵子：由操纵基因、启动基因以及相邻的若干结构基因所组成的原核生物转录功能单位，其中结构基因的转录受操纵基因所控制。结构基因(structuralgene)：控制某一代谢途径的相关基因，紧密连锁地排列在一起，受同一操纵子控制。顺式作用元件(cis-actingcontrolelements)指同一DNA分子中具有转录调节功能的特异DNA序列。顺式作用元件包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件等，它们的作用是参与基因表达的调控。顺式作用元件本身不编码任何蛋白质,仅仅提供一个作用位点，要与反式作用因子相互作用而起作用。反式作用因子(trans-actingfactor)指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。多为转录因子。操纵基因(operator;operatorgene)指能够与阻遏蛋白相互作用，并控制邻近的结构基因表达的基因。调节基因(regulatorygene;regulator)转录翻译产生调节蛋白（编码激活蛋白或阻遏蛋白），该蛋白质与操纵基因相互作用，而对操纵子的活动进行控制。也叫调节子。Negativeregulation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。PositiveregulationThebasalleveloftranscription基础水平转录：