高级生物化学汇总

高级生物化学课件总结

核酸部分

第一章绪论

第二章核酸的化学组分

1.糖环的折叠：核酸中的五原糖病不在一个平面上，通常以几种构像的形式存在。这种构想称为糖环的

折叠。

2.核酸组分的分离方法：纸电泳、胶电泳、离子交换层析、薄层层析，反相层析等

3.核酸组分的鉴定方法：紫外吸收法、紫外光谱法、

第三章核酸的化学结构与性质

1.卫星DNA：主要分布在染色体着丝粒部位，由非常短的串联多次重复DNA序列组成。因为它的低复杂

性，又称为简单序列DNA，又因为其不同寻常的核苷酸组成，经常在浮力密度梯度离心中从整个基因组DNA中分离成一个或多个“卫星条带”，故称为卫星DNA。

2.多态性：脱氧核糖和磷酸组成的骨架上的许多键都可以全动，随着热力学的变化，可以使链弯曲、伸

展或碱基分开。这就使具有同样碱基配对的DNA双螺旋可以采取另一些构想，DNA构象上这种差异称为多态性。

3.DNA结构变异的三个方面：a.脱氧核糖的五元环能折叠成多种构象；b.组成磷酸脱氧核糖骨架的连续

的键可以转动；c.C1’-N糖苷键可以自由转动。

4.发夹结构，茎环结构：具有不完善的两侧对称结构的区域形成的二级结构。两端互补的序列可配对形

成茎杆，它可能完全互补形成发夹，也可能末端有未配对的碱基形成茎环结构，发夹-环结构。由于环内特殊的减价配对及碱基堆积力，三到四个碱基形成的环特别稳定。在许多生物系统中，发家结构及茎环结构都是有重要生物功能的元件，包括tRNA和rRNA的结构，转录终止，调控翻译及病毒基因组的包装，说明这一结构是RNA-蛋白的相互作用位点。

5.DNA构型的生物学意义：a.沟（特别是大沟）的特征在遗传信息表达过程中其关键作用；b.沟的宽窄

及深浅影响调控蛋白对DNA信息的识别，三种构型的DNA处于动态转变之中；cDNA二级结构的变化与高级结构的变化是星湖关联的，这种变化在DNA复制与转录中具有重要的生物学意义。

6.回文结构：又称反向重复序列，是一段能自我互补的序列，即同其互补链一样的序列（两者的阅读方

向都是5’-3’）.能形成发夹结构或十字形结构。

7.Hoogsteen碱基配对：单链DNA可与双链DNA分子中的碱基发生相互作用，通过双链DNA的大沟，第

三条链与双链中的一条链的碱基间形成非Watson-Crick配对，从而形成DNA的三级结构，这种非Watson-Crick配对即为Hoogsteen碱基配对。或者说以配对的碱基上存在这潜在的氢原子工体与受体，能进一步形成一些氢键。特别是大沟中一些功能基因的重排。

8.DNA的三级结构：DNA分子（双螺旋）通过扭曲和折叠所形成的特定构象。核酸的三级结构反映了对整

体三维形状有影响的相互作用，包括不同二级结构元件的相互作用、单链与二级结构元件间的相互作用以及核酸的拓扑特征。

9.DNA的松弛态：当DNA双螺旋分子在溶液中以一定构象自由存在时，双螺旋处于能量最低的状态，为

松弛态。

10.DNA的紧张态:如果DNA分子额外的多转几圈或者少转几圈，就会使DNA双螺旋中存在张力，如果这种

张力不能释放掉，DNA分子就会发生扭曲，用以抵消这种张力，这种扭曲成为超螺旋，这种状态成为紧张态。

11.水解核酸的酶的种类：（1）水解磷酸二酯键的酶。a.磷酸二酯酶：非特异水解磷酸二酯键的酶；b.核

酸酶：专一水解核酸的磷酸二酯键的酶。按第五专一性分为核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶；按对底物的作用方式分为核酸内切酶和核酸外切酶。（2）水解N-糖苷键的酶：非特异的糖苷酶，对碱基特异的N-糖苷酶。

12.减色效应与增色效应：核酸的光吸收值常比其各核苷酸成分的光吸收值之和少30-40%，这是在有规律

的双螺旋结构中碱基紧密地堆积在一起造成的，此现象称为DNA的减色效应；当核酸分子变性时，它在260nm处的吸收值增大，此现象称为增色效应。

13.变性：在加热或极端PH值的条件下，核酸的粘度会突然消失，实质是配对的碱基间的氢键断裂和相邻

碱基间的碱基堆集力受到了破坏，有规则的双螺旋结构变为无规则的单链线团状，这个变形过程称为熔解(Tm)。变性不涉及共价键的断裂。

14.变性的因素：热力、强碱、强酸（甲酸等）、有机溶液、变性剂（尿素、甲酰胺）、射线、机械力等。

15.Tm溶解温度：DNA热变性发生在一个很窄的温度范围内。通常把热变性过程中光吸收达到最大吸收（完

全变性）一半（双螺旋结构失去一半）时的温度称为该DNA的熔点或熔解温度。

16.Tm与下列因素有关：a.核酸的均一程度，均一性愈高的样品，变性过程的温度范围愈小。B.Tm值与

G-C含量成正比。c.Tm值与介质离子强度成正比。

17.复性：变性的DNA在适当条件下（慢慢降温或PH恢复在生理pH范围内），又可使彼此分开的链重新缔

合成为双螺旋结构，此过程称为复性（慢慢降温复性又称退火）。

18.复性的条件：a。有足够的盐浓度消除静电斥力，常用盐浓度为0.15至0.50mol/L的NaCl。b.有足够

的温度破坏无规则的氢键，但不能太高，一半使用比Tm低20-25℃的温度。

19.复性的机理：（1）没有完全变性的DNA会巡抚复性，是一步反应；（2）完全变性的DNA分两步走：第

一步又叫成核作用，反应较慢，第二步又叫拉拉链作用，反应很快。

20.复性反应的影响因素：（1）DNA片段的大小（大的线性单链，扩散速度受到妨碍，减少互补链的碰撞

机会；（2）DNA的浓度（浓度高增加互补链的相碰机会）；（3）DNA复杂性（原核为单一顺序，所以复性较为稳定，真核DNA具有各种重复顺序，较为复杂）；（4）温度（复性温度一半比Tm低25℃为最佳）；

（5）盐浓度（盐浓度要达到足够高，如NaCl0.15-0.50mol/L。但太高会导致低严禁型杂交分子）。

21.Cot值：

22.分子杂交技术依据：（1）依据复性动力学原理；（2）有标记探针。

23.分子杂交的应用：（1）检验DNA的缺失与插入；（2）考察不同种类在DNA分子中的共同序列与不同序

列，以确定它们在进化中的关系。（3）DNA和DNA杂交、DNA和RNA杂交在核酸技术中有广泛的应用。

（基因定位、克隆含量很少的但拷贝基因等）。（4）基因芯片与生物计算机。

24.突变：能够产生永久（可遗传）的遗传密码改变的DNA结构上的变异叫突变。

25.突变的来源：DNA的不准确性；遗传物质的化学损伤；DNA转座元件的插入。

26.甲基化酶（据活性）：从头合成甲基化的酶:它将甲基加到DNA的特定位点，启动一种甲基化模式；维

持甲基化酶：将甲基加到一条链已甲基化的DNA（半甲基化DNA）上。

27.外遗传信息（epigenetic information）:是不处于DNA自身的核苷酸序列中的可影响DNA活性的任何

可遗传的性质（即最终将影响器官的表现型）。

28.外遗传信息大的表现形式：（1）DNA甲基化是外遗传信息的主要形式之一；（2）染色质的结构、DNA

分子的构象和拓扑特征等也是外遗传信息的形式。

第四章核酸的种类与分布

1. 基因：遗传学上基因是指染色体上占有一定位置的遗传单位。基因有三个基本属性：一是可通过复制，将遗传信息由亲代传递给子代；二是经转录对表现型有一定的效应；可突变形成各种等位基因。

2. RNA功能的多样性：a.控制蛋白质合成；b.作用于RNA转录后加工与修饰；c.基因表达与细胞功能的调节；d.生物催化与其他细胞持家功能；e.遗传信息的加工与进化；f.染色体、核糖体、核酶等的骨架构成成分；g.信号识别与传导。

3. ribozyme(核酶)：具有催化功能的RNA分子。它通常具有自我催化功能，而核糖核酸酶P作用于各种tRNA前体，切除5’-端多余的核苷酸使tRNA成熟，是真正意义上的核酶。

第五章核酸的分离与纯化

1.分离纯化核酸时的注意事项（1）防止物理因素的降解。a.尽量简化操作步骤，缩短提取时间，以减少变

性机会；b.防止热变性，避免高温，一般0-4℃；c.防止机械剪切作用。（2）防止化学因素的降解。A.避免强碱的作用，pH在4-10；b.保持图区也一定的离子强度，以调节核酸的溶解度和保持二级结构的稳定性。（3）防止核酸酶的降解。（4）防止DNA酶的讲解诶。A.加入金属离子螯合剂抑制DNA酶；b.去垢剂及某些Rnase抑制剂，对DNA酶也有抑制作用。（5）防止RNA酶的降解。A.带一次性手套、口罩；b.器皿试剂高压灭菌或用DEPC处理，但含有tris的试剂不宜用，因DEPC可与胺类迅速发生生化反应；c.尽早出去蛋白质（含RNase）,并加抑制剂。

第六章 DNA科学基本工具与技术（核酸工具酶）

1.逆转录酶的功能：a.RNA指导的DNA聚合酶活力，形成RNA-DNA杂合分子；b.DNA指导的DNA聚合酶活力，形成双链DNA分子；c.具有核糖核酸酶H的活力，专门水解RNA-DNA杂合分子中的RNA。

2.DNA物理图谱：按限制性内切酶的作用位点在DNA分子或片段上相对排列闻之，作出的图就是物理图谱。

3.物理图谱构建原则：一般先选用切点少的酶，排出数量不多的限制性片段的顺序，构成简单的图谱。然后再以切点较多的酶，逐步构建成包括多种限制性内切酶切点相对排列位置的物质图谱。

第七章核酸一级结构的序列分析及全基因组分析

1.DNA一级结构的序列分析法。（1）Sanger酶法-双脱氧链末端终止法，利用双脱氧核苷酸作为链末端终止剂，通过聚合酶的引物延伸产生一系列大小不同的分子后再进行分离的方法。条件DNA聚合酶，引物，放射系标记，双脱氧核苷酸。原理略。（2）Maxam-Gilbert化学法，再对末端标记的DNA进行碱基特异性切割反应后进行凝胶分离的方法。原理与方法：a放射性标记末端,b碱基特异性切割,c聚丙烯酰胺变性凝胶电泳分离,d特定的碱基修饰反应。(3)DNA杂交测序法（SBH），它是利用一组抑制序列的寡聚核苷酸序列作探针，同某一特定的较长的靶DNA分子进行杂交，从而测定其核苷酸的序列。优点a步骤十分简单，特别适应DNA自动测序，b仪器廉价，测定快速，几分钟甚至几秒钟即可完成，c适于大规模测序。

第九章 DNA重组技术-重要基因的鉴别与表达

1．DNA克隆的步骤：（1）产生特定的DNA克隆片段；（2）选择合适的克隆载体；（3）克隆DNA片段与能自我复制的质粒或病毒载体体外连接；（4）将重组DNA导入宿主细胞；（5）选择或鉴定含有重组DNA的宿主细胞。

2.产生特定的DNA片段。A.限制性内切酶降解（全部降解，部分降解）；b.机械剪刀；c.合成cDNA；d.人工合成DNA；e.聚合酶链式反应扩增特定的基因片段；f.从基因组文库或cDNA文库中筛选母的基因的克隆。

3.基因组文库：整套基因组片段插入克隆载体所获得的所有的分子克隆的汇集。

4.基因组文库的构建：a.染色体DNA的片段化；b.载体DNA的制备；c.体外连接与包装；d.重组噬菌体感染大肠杆菌；e.基因组文库的鉴定与扩增。

5.cDNA文库：是由细胞全部mRNA反转录生成的cDNA的克隆的总和。

6.cDNA文库的构建步骤：a.制备mRNA；b.合成cDNA；c.制备载体DNA；d.双链cDNA的分子克隆；e.对构建的cDNA文库的鉴定与扩增。

7.克隆载体：将外源DNA带入宿主细胞并进行复制的运载工具称为载体。克隆载体含有在受体细胞内复制的起点，可以自主复制，是一个复制子。

8.理想载体具备的条件：a.具有自主复制的能力；b.分子量小，标语与DNA体外操作；c.含有多种限制性内切酶的单一识别序列；d.携带易于筛选的选择性标记；e.使用安全。

9.shuttle vectors（穿梭载体）:通常是指那些既能在真核细胞中繁殖又能在原核细胞中繁殖的载体。

10.DNA导入宿主细胞的方法：（1）转化、转染、转导；（2）点穿孔/电转化；（3）基因枪轰击法；（4）显微注射。

11.transformation(转化)：细菌或细胞质吸收质粒DNA的过程。

Transfection(转染)：细菌或细胞吸收噬菌体DNA的过程。

Transduction(转导)：DNA通过正常的噬菌体感染途径进入细胞的过程。

12.基因瞬间表达：外援基因不整合在靶细胞的基因组中，而是以有理的形式存在于靶细胞中。因此，外源基因不能随着靶细胞基因组的复制而复制。

基因的稳定表达：外源基因以某种形式整合在靶细胞的基因组中，随着靶细胞基因组的复制而复制。

13.细菌菌落或噬菌斑的原位杂交：利用核酸链间互补的性质，选择适当的探针与重组体中的DNA进行DNA-DNA或DNA-RNA杂交来检测携带DNA片段的克隆。基本步骤：a.将菌落或噬菌斑影印到硝酸纤维素滤膜或尼龙膜上；b.用NaOH将噬菌体裂解，DNA变性，然后中和、固定；c.探针杂交；d放射性自显影。14.Sounthern blotting(Southern 印迹法)：是将凝胶上分离的DNA片段转移到硝酸纤维素膜上后，再通过同位素标记的单链DNA或RNA探针的杂交作用检测这些被转移的DNA片段的方法。

15. Sounthern blotting基本步骤：a.限制性酶切DNA分子；b.琼脂糖凝胶电泳分离；c.碱变性；d.转膜（印迹到硝酸纤维素滤膜）；e.探针杂交；f.洗膜，出去未杂交上的探针；g.放射性自显影。