分子生物学知识点总结

宛本人自己总结，大家随便一看。基因与基因组基因（gene）：储存有功能的蛋白质多肽链或RNA序列信息，及表达这些信息所必须的全部核苷酸序列所构成的遗传单位。1.顺式作用元件有：启动子和上游启动子元件，反应元件，增强子，沉默子，Poly加尾信号启动子：有方向性，转录起始位点上游，TATA盒，B地贫，与RNA聚合酶特异结合及启动转录上游启动子元件：TATA盒上游，与反式作用因子结合，调控基因转录效率。CAAT盒，GC盒，CACA盒—B地贫反应元件：与激活的信息分子受体结合，调控基因表达增强子：与反式作用因子结合，基因表达正调控，无方向性沉默子：与反式作用因子结合，基因表达负调控Poly加尾信号：结构基因末端AATAAA及下游富含GT或T区，多聚腺苷酸化特异因子，在3末端加200个AB地贫1.除逆转录病毒外，通常为单倍体基因组。逆转录病毒：单股正链二倍体RNA，三个结构基因，gag，pol，env，5端甲基化帽，3端poly加尾。HIV免疫缺陷病毒，白血病病毒，肉瘤病毒感染细菌的病毒基因组与细菌相似，基因连续，感染真核细胞的病毒基因组与真核细胞相似，有内含子，基因不连续。3.基因组连续：冠状病毒，脊髓灰质炎病毒，鼻病毒4.编码区占大部分原核生物基因组1.由一条环状双链DNA分子组成，通常只有一个复制起点。2.结构基因大多组成操纵子，形成多顺反子（mRNA）3.非编码区主要是调控序列。（转录终止区可有强终止子有反向重复序列，形成茎环结构）4.存在可移动的DNA序列（转座因子：能够在一个DNA内或两个DNA间移动的DNA片段转座因子：插入序列，转座子，可转座的噬菌体，转座作用的机制：复制性转座，简单转座，共整合体，插入突变）5.编码区大于非编码区真核生物基因组1.有同源性的功能相关基因构成基因家族核酸序列相同，核酸序列高度同源，编码产物的功能或功能区相同，假基因2.真核基因为断裂基因，编码为单顺反子。3.有单一序列（低度重复序列），中度重复序列，高度重复序列（反向重复序列—发卡结构，卫星DNA：大卫星DNA，高度多态性：小卫星DNA，微卫星DNA）基因表达调控基因表达：。生物基因组中结构基因所携带的遗传信息，经过转录、翻译等一系列过程，合成具有特定的生物学功能和生物学效应的RNA或蛋白质的全过程。包括rRNA和tRNA的转录过程。基因表达特点：时间特异性，空间特异性按对刺激的反应性分类：基本表达（管家基因），诱导和阻遏表达。协同表达基因表达调控：机体各种细胞中含有的相同遗传信息(相同的结构基因)，根据机体的不同发育阶段、不同的组织细胞及不同的功能状态，选择性、程序性地表达特定数量的特定基因的过程。基因表达的调控水平：基因组，转录，转录后，翻译，翻译后基因表达的调控因子：蛋白质，RNA原核生物基因表达调控基因表达特点：只有一种RNA聚合酶基因表达以操纵子（多顺反子转录单位和调控序列）为基本单位。转录和翻译偶联进行mRNA起始部位有SD序列（共有序列AGGAGG）主要在转录水平，其次在翻译水平。转录水平：起始调控（启动子调控），终止调控（衰减子调控）转录起始调控：核心酶双a，B，B‘全酶双a，B，B’，бб因子：调控RNA聚合酶与特异DNA序列结合共有序列决定启动子序列的转录活性强弱。某些特异因子（蛋白质）决定RNA聚合酶的特异识别能力。1.转录起始负调控乳糖操纵子：阻遏基因产生lac阻遏蛋白，乳糖不存在时，阻遏蛋白与启动子结合，抑制转录。乳糖存在时，阻遏蛋白不能结合，负调控被打破。阻遏蛋白和RNA聚合酶相互排斥。与阻遏蛋白结合的DNA调控区有反向重复序列，与蛋白质特异性结合。诱导剂：乳糖，1,6-半乳糖（体内），异丙基硫代半乳糖苷。2.转录起始正调控阿拉伯糖操纵子乳糖操纵子中CAP的正调控（两个结构域，一个与DNA结合，一个与cAMP结合），葡萄糖↑，cAMP↓，葡萄糖↓，cAMP↑。形成CAP—cAMP复合物，促进多种操纵子转录起始。葡萄糖对它的阻遏作用称分解代谢阻遏。3.转录起始复合调控正负调控因子同时调控，Lac操纵子无乳糖有乳糖葡萄糖高，cAMP低无表达少量表达葡萄糖低，cAMP高无表达大量表达1阻遏蛋白封闭转录时，CAP不能发挥作用2无CAP时，即使没有阻遏蛋白，操纵子也没有很高的转录活性3有葡萄糖存在时，细菌首先利用葡萄糖4单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖转录终止调控依赖ρ因子的终止调控不依赖ρ因子的终止调控：色氨酸操纵子表达的调控：阻遏蛋白负调控（转录起始时）衰减子作用（转录终止时）形成发夹结构能力:序列1/2序列2/3序列3/4，色氨酸丰富时,核蛋白体顺利沿引导序列移动直达最后一个密码子UGA,合成完整的引导肽。RNA聚合酶停止在衰减子部位。色氨酸缺乏时,核蛋白体终止在1区Trp密码子部位,RNA聚合酶通过衰减子区域而继续转录。翻译水平的调控起始或终止阶段，调节分子：RNA或蛋白质1.反义RNA调控能与mRNA互补调控，1、与5端非翻译区包括SD序列结合，直接抑制翻译。2.、与起始密码子结合，直接抑制翻译起始。3、与mRNA非编码区结合，构象改变，影响与核糖体结合，间接抑制翻译。作用：控制特定基因的低水平表达，调整基因表达产物的类型。2.RNA稳定性与调控3.蛋白质合成中的自身调控（核糖体蛋白）真核生物基因表达调控单细胞真核生物：与原核生物相似多细胞真核生物：多层次调控表达特点：1细胞具有全能性。2基因表达的时间性和空间性。3转录翻译分开进行。4初级转录产物为hnRNA。5.部分基因多拷贝。6.单顺反子基因组水平调控1.染色质丢失。2.基因扩增。3.基因重排。4.基因甲基化修饰。5.染色质结构（疏松状态具有活性）转录水平的调控1.转录起始复合物（TIC）的形成（RNA聚合酶+转录因子+DNA），转录调节以RNA聚合酶II为主。2.顺式作用元件3.反式作用因子（转录因子）：按作用方式分，通用转录因子（与TATA盒，GC盒之类的结合的蛋白质），组织特异性转录因子，诱导性转录因子结构：DNA结合结构域（顺式元件识别），转录激活结构域（RNA聚合酶结合）DNA结合域：锌指结构域（双螺旋大沟结合），同源结构域（a-B-a，如CAP，a螺旋识别，结合在双螺旋大沟），亮氨酸拉链（形成二聚体，结合于拉链区以外结构），螺旋-环-螺旋转录活化结构域：酸性a-螺旋，富含谷氨酰胺结构域，富含脯氨酸结构域。调控机制：1.反式作用因子的活性调节：反式作用因子激活方式：表达式调节，共价修饰，配体结合，蛋白质间相互作用反式作用因子作用方式：成环，扭曲，滑动，连锁反应反式作用因子组合式调控（几种反式作用因子共同调控）转录后水平调控：1.5端加帽，3端加Poly尾加帽加尾意义：1保护转录体mRNA不受外切酶降解，增强mRNA的稳定性.2有利于mRNA从细胞核向胞质的转运，促进mRNA与核糖体结合2.mRNA选择性剪接：内含子删除或部分删除，外显子保留或部分保留。意义：剪接多样化保证真核细胞高度异质性。翻译水平的调控翻译起始调控，mRNA稳定性，小分子RNA控制翻译效率。翻译后水平的调控新生肽链水解，肽链氨基酸共价修饰，信号肽靶向运输。基因表达是一个完整复杂的网络调控过程。ＤＮＡ的修复和损伤一．ＤＮＡ自发性损伤１.ＤＮＡ复制产生误差二．DNA自发性化学变化１.碱基的异构互变：T,G嘌呤发生酮式-烯醇式变，A,C嘧啶发生氨基-亚氨基变。可能发生AC，GT错配。２.碱基的脱氨基作用：环外氨基脱落，C-U，A-H，G-X，产生AC错配。３.脱嘌呤与脱嘧啶：碱基脱落，形成AP位点。４.碱基修饰与链断裂。５.环出效应（碱基插入或缺失）二．物理因素引起的DNA损伤１.紫外线损伤——嘧啶二聚体２.电离辐射——产生氧自由基，导致碱基变化。脱氧核糖分解。DNA链断裂。交联三．化学因素引起的损伤１.烷化剂：碱基烷基化（GC-AT），碱基脱落，链断裂，交联双功能烷化剂：三芥两胺一素，两个位点烷基化２.碱基类似物，修饰剂：亚硝酸盐，羟胺，（嘧啶间）黄曲霉素B（G-T）DNA损伤后果点突变（转换，颠换），缺失，插入，转位或倒位，DNA链断裂突变后果致死性，基因功能改变DNA修复类型：错配修复，直接修复，碱基切除修复，核苷酸切除修复，重组修复，SOS修复错配修复：错配修复酶修复系统：m6A甲基化酶，解旋酶，外切酶，DNA聚合酶III，连接酶，错配修复酶，SSB直接修复：１.单链断裂修复（DNA连接酶）２.光分解酶直接修复二聚体３.修复烷基化碱基４.插入嘌呤碱基切除修复（单链，小碱基损伤）核苷酸切除修复（最多，扭曲双螺旋结构，切除一段ＤＮＡ）原核：ｕｖｒＡ，ｕｖｒＢ，ｕｖｒＣ真核：基因组修复，转录偶联修复重组修复（同源重组修复，非同源末端连接）ＳＯＳ修复（只存在于原核，跨过损伤复制）ＲｅｃＡ－ｐ线粒体ＤＮＡ损伤修复