分子生物学期末复习资料

版权所有仿冒必究分子生物学期末复习资料检疫1111班祝大家期末考试取得好成绩！别人怎么看你，和你毫无关系。你要怎么活，也和别人毫无关系！2考试题型：1、单项选择（1分/题，共50题）；2、多项选择（1.5分/题，共10题）；3、名词解释（2分/题，共5题）；4、问答题（共15分，4题）；5、论述题（共10分，1题）第二章基因与基因组一、基因的概念（一）基因概念的发展1、孟德尔：一个因子决定一种性状。2、摩尔根：性状单位，突变单位和交换单位。3、顺反子：功能单位，决定一条多肽链的表达4、操纵子：基因表达调控单元（原核）•结构基因、调节基因（可表达）•控制基因（启动基因和操纵基因）（二）现代基因概念的发展1、重叠基因：一个基因包含或部分包含另一基因2、断裂基因：内部含间隔区，即由外显子和内含子互相间隔组成的嵌合体3、跳跃基因：转座元件，可移动遗传元件4、假基因：拟基因，没有功能，序列与功能基因相似。（三）基因的分子生物学定义是编码多肽链或RNA的DNA片段，包括编码序列：外显子(exon)、插入序列：内含子(intron)、侧翼序列：含有调控序列（四）基因组基因组：一个细胞或病毒的全部遗传信息二、病毒基因组1、病毒基因组核酸的类型（7种）双链DNA（dsDNA）病毒；单链DNA（ssDNA）病毒；双链RNA（dsRNA）病毒；单链正链RNA病毒；单链正链RNA病毒；逆转录RNA病毒；逆转录DNA病毒2、病毒基因组的特点•一种核酸，DNA/RNA，线性或环形•大小相差很大；•一般为单拷贝；•一条或几条核酸链；•连续或间隔；•编码序列大于90%；•相关基因往往丛集形成一个功能单位或转录单元；•有重叠基因。加油！必胜！！！后悔过去，不如奋斗此刻！3三、原核生物基因组1、原核生物基因组特点（1）一般由一条环状双链DNA分子组成；（2）通常只有一个DNA复制起点；（3）结构基因大多组成操纵子；（4）编码序列不重叠（5）没有内含子（6）编码序列（结构基因）在基因组中所占比例较大，基因密度非常高（非编码—调控序列）（7）结构基因多为单拷贝，rRNA基因为多拷贝；（8）有编码同工酶的同基因（isogene）（9）转座现象：插入序列和转座子等（10）具有多种功能识别区域（往往具有特殊的序列，并且含有反向重复序列。）2、质粒（Plasmid）（1）质粒是存在于细菌染色体外的(也可整合），具有自主复制能力的环状双链DNA分子；大小为2-3kb。（2）质粒的特性在宿主细胞内可自主复制；细胞分裂时恒定地传给子代；所携带的遗传信息能赋予宿主特定的遗传性状；质粒可以转移。四、真核生物基因组（一）真核生物基因组的组成1、基因和基因相关DNA序列：包括编码的DNA序列和非编码的DNA序列（如内含子、基因片段和假基因等）2、基因外DNA序列：包括各种重复序列以及非编码的单拷贝、低拷贝序列（二）真核生物基因组DNA序列的分类1、高度重复序列（重复次数106次,约占5％）（1）卫星DNA：大卫星DNA；小卫星DNA；微卫星DNA。（2）反向重复序列2、中度重复序列（短散在重复片段；长散在重复片度）3、低度重复序列（单拷贝序列，大多数编码蛋白质的结构基因属于单拷贝单拷贝序列）（三）真核生物基因组的结构特点①基因组庞大②大部分为非编码序列③大量重复序列④转录产物为单顺反子⑤断裂基因⑥功能相关的基因构成基因家族⑦存在逆转录转座子⑧大量顺式作用元件⑨DNA多态性⑩端粒结构祝大家期末考试取得好成绩！别人怎么看你，和你毫无关系。你要怎么活，也和别人毫无关系！4五、基因组学1、人类基因组计划“四图”：遗传图、物理图、转录图、序列图2、结构基因组与功能基因组学3、后基因组学研究的重要领域第四章基因表达调控（重点）★本章考试重点考的内容：（只是一些重点，其他还得看书！）1、名词解释：操纵子；启动子；组成型基因（管家基因）；弱化子（衰减子）；顺式作用元件；反式作用因子等（1）操纵子：原核生物中为功能相关的几个蛋白质编码的一组结构基因，加上启动序列、操纵序列以及其它调节序列串联组成的转录单位。（2）启动子（启动序列）：DNA聚合酶结合位点周围的一组转录调控组件，至少包括一个转录起始点以及一个以上的功能组件。（3）组成型基因（管家基因）：控制代谢过程中必须的、其合成速率不受环境变化或代谢途径影响的蛋白质即组成型蛋白质合成的相关基因。或在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达得基因。（4）弱化子（衰减子）：一些操纵子中位于操纵区和结构基因之间的一段能终止转录作用的DNA序列。这种终止作用是可以被调节的。（5）顺式作用元件：真核生物中对基因表达有调节活性的DNA序列，其活性只影响与其自身同处一个DNA分子上的基因。（6）反式作用因子：真核生物中编码基因与其识别或结合的靶核苷酸序列不在同一个DNA分子上的一类蛋白质调节因子，也称为转录因子。2、问答题或论述题：（1）原核生物基因表达调控特点。①原核生物的转录和翻译过程几乎同步进行；②原核基因表达得调控可以在DNA、转录和翻译三个不同层次进行，主要的调节方式为转录水平上的调控，有正负调控两种机制；③原核生物的转录及其调控主要以操纵子为单位进行。（2）论述乳糖操纵子的结构及正负调控机制。①乳糖操纵子的结构（看书）；②阻遏蛋白的负性调节：lacⅠ表达的阻遏蛋白与lacO结合，阻止RNA聚合酶起始转录结构基因，异乳糖可结合阻遏蛋白，使其变构而与lacO解离。③CAP的正性调节：cAMP与CAP结合，启动正性调节，CAP-cAMP复合物结合在乳糖启动序列附近的CAP位点，促进结构基因转录。④协调调节：当阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系统不能发挥作用；但如果没有CAP来加强转录活性，即使阻遏蛋白从操纵序列上解离仍加油！必胜！！！后悔过去，不如奋斗此刻！5几无转录活性。有葡萄糖而没有乳糖的调节下：在葡萄糖代谢的影响下cAMP浓度低，CAP-cAMP复合物少而无法启动正调节。没有乳糖二无法产生异构乳糖，阻遏蛋白与lacO结合，乳糖操纵子不表达。乳糖和葡萄糖都存在的条件下：在葡萄糖代谢的影响下cAMP浓度低，CAP-cAMP复合物少而无法启动正调节。有乳糖可产生异构乳糖，异乳糖可结合阻遏蛋白，使其变构而与lacO解离，而乳糖操纵子不表达。有乳糖而无葡萄糖的条件下：无葡萄糖cAMP浓度高，CAP-cAMP复合物结合在乳糖启动序列附近的CAP位点，有乳糖可产生异构乳糖，异乳糖可结合阻遏蛋白，使其变构而与lacO解离，乳糖操纵子表达。（3）论述色氨酸操纵子的结构与调控机制。①色氨酸操纵子包括：启动子、调节基因及五个结构基因，分别编码色氨酸合成有关的五种酶。②色氨酸操纵子具有负控阻遏调节系统：环境中有色氨酸时，色氨酸与阻遏蛋白结合形成有活性的阻遏物，与操纵区结合关闭色氨酸mRNA的转录。③色氨酸操纵子还具有弱化子调节系统：弱化子是具有终止作用的DNA序列，这种终止作用是可以被调节的。弱化子调控的过程：色氨酸操纵子具有前导序列，弱化子位于前导序列上。前导序列可分为1、2、3、4区，其中可出现1区和2区配对，3区和4区配对或2区与3区配对的两种情况。当出现1区与2区配对，3和4区配对时是终止转录信号，而2区与3区配对是可以继续转录下去。当环境中色氨酸浓度高时，形成1区与2区配对，3和4区配对，当环境中色氨酸浓度低时，形成2区和3区配对，RNA聚合酶可以通过弱化子，使转录继续进行。这个阶段的调控是trp操纵子的细微调控。一、概述1、基因表达调控（1）基因表达过程内受到精密的调控，以保证功能的有序性。（2）对环境的适应，相关的应答（3）时间特异性（4）空间特异性/细胞特异性（5）多层次：基因水平；转录水平；转录后水平；翻译水平；翻译后。2、原核与真核生物最常见的调控：转录过程的调控祝大家期末考试取得好成绩！别人怎么看你，和你毫无关系。你要怎么活，也和别人毫无关系！63、基因表达方式（组成型表达&诱导和阻遏表达）（1）组成性基因表达（基本的基因表达）管家基因的表达，它只受启动子与RNA聚合酶相互作用的影响管家基因/持家基因(housekeepinggene)：①指在个体发育的任一阶段都能在大多数细胞中持续进行表达的基因；②其基因表达产物通常是对生命过程必需的或必不可少的，且较少受环境因素的影响。（2）诱导和阻遏表达诱导（induction）：是指在特定环境因素刺激下，基因被激活，从而使基因的表达产物增加。这类基因称为可诱导基因。DNA损伤→修复酶基因激活乳糖→利用乳糖的三种酶表达阻遏（repression）：是指在特定环境因素刺激下，基因被抑制，从而使基因的表达产物减少。这类基因称为可阻遏基因。色氨酸—色氨酸合成酶系4、调控特点（1）原核生物①转录水平调节为主；②σ因子决定RNA聚合酶识别特异性；③多个翻译起始区：一条多顺反子mRNA,多个SD序列④操纵子（元）模型的普遍性（on-off）：多顺反子转录，通过调控单个启动基因的活性来完成协调表达⑤操纵子类型：诱导型：乳糖操纵子（阻遏蛋白与阻遏机制，负性调节主导）；阻遏型（2）真核生物①活性染色体结构变化：对核酸酶高度敏感、拓扑结构变化、DNA碱基修饰、组蛋白减少；②正性调节占主导；③转录与翻译分隔进行；④转录后修饰、加工。加油！必胜！！！后悔过去，不如奋斗此刻！7二、原核生物基因表达调控（一）基本概念1、结构基因&调节（控）基因①结构基因:编码蛋白质或RNA的任何基因。原核生物的结构基因一般成簇排列，真核生物独立存在。②调节基因：编码基因调节物（RNA或蛋白质）的编码基因。其编码产物与DNA上的特定位点结合调控基因表达。2、操纵基因&阻遏蛋白操纵基因（operatorgene，O）：调节蛋白特异性结合的一段DNA序列；调节蛋白（阻遏蛋白）结合在操纵基因的序列上，会影响其下游基因转录的强弱3、组成型蛋白&调节蛋白（1）组成型蛋白（2）调节蛋白：可影响基因的表达正调节蛋白（激活蛋白）；负调节蛋白（阻遏蛋白）；阻遏蛋白（repressor）:调节基因编码，阻止基因表达的蛋白质，可与操纵基因结合来阻止转录或结合RNA来阻止蛋白质的翻译。（二）原核生物操纵子模型（1）操纵子学说---转录水平的调控操纵子(operon)：原核生物基因表达和调控的一个完整单元，包括调节基因，启动子和操纵基因(Operator)及相邻的结构基因。操纵基因受调节基因产物的控制。（2）操纵子特性：①操纵子转录、翻译出的蛋白质通常是：在一个代谢途径中催化不同反应步骤的酶；②操纵子转录的频率随着细胞生长环境的不同而改变；③操纵子分为结构区和调控区两部分。调控区包括聚合酶结合的启动基因（promoter,P）与阻遏蛋白结合的操纵基因。（3）正调控系统和负调控系统操纵子调控系统的基本类型：负性调控：减弱或阻止其调控基因转录，可诱导负调控系统；可阻遏负调控系统正性调控：增强或起动其调控基因转录，可诱导正调控系统；可阻遏正调控系统祝大家期末考试取得好成绩！别人怎么看你，和你毫无关系。你要怎么活，也和别人毫无关系！8（4）基本概念（具体的看课本！）操纵子；结构基因；调节基因；启动子；操纵基因；诱导物/效应物；辅阻遏物：使阻遏蛋白具有活性或使活性蛋白失去活性的物质；正调控；负调控。（三）乳糖操纵子模型(lacoperon)（具体看课本123--127！）1、乳糖操纵子(lacoperon)的结构Z编码β-半乳糖苷酶：将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖Y编码β-半乳糖苷透过酶：使外界的β-半乳糖苷（如乳糖）能透过大肠杆菌细胞壁和原生质膜进入细胞内。A编码β-半乳糖苷乙酰基转移酶：乙酰辅酶A上的乙酰基转到β-半乳糖苷上，形成乙酰半乳糖。结构基因：三个调控序列•调节基因（lacI）•操纵基因lacO（operator）:回文序列，提供给阻遏蛋白识别的位点•启动子：lacP（promotor）•CAP结合位点：代谢基因激活蛋白；原核生物，分解代谢都有此位点乳糖为诱导物2、乳糖操纵子的调节机制阻遏蛋白和CAP的双重调控阻遏蛋白的负性调节CAP的正性调节协调调节(四)色氨酸操纵