分子生物学笔记
老九笔记之分子生物学上篇
来源：唐骋的日志
DNA的复制
DNA Polymerize：DNA的复制、修复
原核生物
DNA Pol I：DNA校对、修复、切除RNA引物
DNA Pol II：没啥用
DNA Pol III：DNA复制主力
DNA Pol IV：DNA修复
DNA Pol V：SOS！！！
真核生物
DNA Polα：细胞核DNA复制起始
DNA Polβ：细胞核DNA修复
DNA Polγ：线粒体DNA复制和修复
DNA Polδ：细胞核DNA复制
DNA Polε：细胞核DNA复制和修复
DNA解链酶：结合DNA、结合NTP、水解NTP，5’ →3’解链，沿着解链方向移动原核生物：DnaB、Rep、UvrD等
SSB：与DNA单链解和，防止其复性。
DNA拓扑异构酶（DNA topoisomerase，TOP）：I型（I和III）：断开单链/II型（II和I V）：断开双链，主要
DNA引发酶（primase）：合成RNA引物的RNA Polymerize
其它：DNA连接酶（Ligase）、RNase（原核，切除RNA引物）、[RNase1/FEN1 or FEN1 /Dna2]（真核，切除RNA引物）、解旋酶（Helicase）、尿嘧啶-DNA-糖苷酶（Ung-ase，切除打酱油的尿嘧啶）、端粒酶（TTT，“滑动”机制）
复制机制
原核生物，酶与主要蛋白：
DNA解旋酶（HDP）：一种II型DNA topoisomerase，开路先锋
DnaA：复制起始因子，识别OriC序列
DnaB：DNA解链酶
DnaC：召唤DnaB到复制叉
DnaG：Primase
DnaT：辅助DnaC
HU：结合DNA使之弯曲
PriA：将SSB装配到单链DNA上
PriB 、PriC：引发体的装配，具体功能不明
Ligase：缝合冈崎片段
DNA topoisomerase IV：分离子代DNA
Rep：DNA解链酶
Tus：复制终止
DNA Pol I、DNA Pol I I、SSB、TOP IV：见上
原核生物染色体DNA复制历程:
OriC序列：复制起始区
IHF：整合宿主因子，辅助DnaA
复制复合体（replisome）：TOPI、TOPII、DnaB、DnaC、PriA、DNA Pol I、DNA Pol III、ligase、HDP、Ung-ase
引发体（Primosome）：priA、PriB、PriC、、DnaB、DnaC、DnaT、（DnaG）
Ter位点：终止区——TerF,TerB,TerC / TerA,TerD,TerE
Tus蛋白：抑制DnaB的解链活性，阻止复制叉前进
TOP IV & XerCD：识别终止区的dif位点，分开子代和亲代DNA
原核生物滚环复制（RC复制，噬菌体、质粒，真核生物中用来迅速增加拷贝数）：RF-DNA：复制型双链DNA
A蛋白：识别RF-DNA的特殊序列，切开正链，开始滚环复制。
D-环复制（取代环复制，DL复制，线粒体、叶绿体）：
重链：富含G的链；轻链：富含C的链
O H、O L：重链和轻链的复制起始区。
聚合酶γ：催化线粒体DNA复制的酶。
真核生物的DNA复制，酶与主要蛋白：
T抗原：识别复制起始区，3’ →5’解链酶，功能类似于DnaA。
RPA：结合单链DNA，功能很多很强大，大辅助。
DNA Polα/引发酶：无校对功能，双功能酶，需要RPA的刺激。
DNA Polδ：主力，可与PCNA相互作用。
DNA Polε：功能不明，非必需但较重要
RFC：装载PCNA到DNA，与引物3’端结合，打破RPA与DNA Polα的接触，使DNA Polδ与PCNA相连
分裂细胞核抗原（PCNA）：提高DNA Polδ和ε的进行性，也可与RFC、FEN-1、DNA Pol I、DNA切除修复蛋白XPG等结合
TOP I：开路先锋
各种TOP II：分开连环体
翼式内切酶（FEN-1）：切除冈崎片段的RNA引物，可与PCNA结合使之牛叉10倍！去除DNA Polα引起的错配
PNaseH1：核酸内切酶，切除引物在5’端留下的单核糖核苷酸。
DNA Ligase I：链接冈崎片段，结合PCNA。
真核生物的DNA复制历程：
SV40：猿猴病毒40，研究材料
起始：T抗原识别起始区，结合，解链。RPA作为SSB与之结合，强化T抗原解链酶活性。DNA Polα与T抗原、RPA神马的结合。
延伸：RFC与新合成的DNA 3’结合，然后将PCNA与Polδ召唤到模板，Polδ取代α，FEN-1/RNaseH1、Ligase I、TOP I、TOP II神马的各司其职
DNA复制的忠实性机制
四种三磷酸核苷浓度一致：核苷酸还原酶干的好事……
DNA Pol的高度选择性：摸形状……
DNA Pol的自我校对：顺着DNA撸啊撸……
错配修复：且听N回后分解……
用RNA做引物：反正命不长，错了就错了吧……
逆转录
你妹的，这和复制有个毛关系啊！！！
逆转录病毒
从外到内：表面糖蛋白（SU）、跨膜蛋白（TM）、衣壳蛋白（CA）、基质蛋白（MA）、核衣壳蛋白（NC）、病毒基因组RNA（结合物：逆转录酶RT，整合酶IN，蛋白酶，tRNA 引物）
RNA非编码区：5’帽子、5’端重复序列（R）、5’端特有序列（U5）、引物结合位点（PBS）、拼接信号、多聚嘌呤区域（PPT，引发第二条DNA链合成）、3’端尾巴，3’端特有序列（U3），3’端末端重复序列
编码区：
gag：编码MA、CA、NC，gag 基因UAA前5Nt 处，存在7Nt 的核糖体特异滑动配对的信号(signal 1)，gag基因UAA 后，具有富含G/C 的stem-loop结构(signal 2)，与核糖体互作。
pol：编码RT、整合酶、蛋白酶
env：编码SU和TM等
这仨哥们TMD是这么转录和翻译滴：（）里的数字表示接下去看那一条目
1、全基因组（两遍的U3和U5不动，从左边的RU5到右边的U3R）一起转录成一条剧长无比的mRNA。（2）
2、mRNA被一切为二，一边是gag和pol，一边是env，gag和pol的命运（3），pol的命运（6）。
3、这得看核糖体的状态，核糖体SB的时候（4），核糖体NB的时候（5）。
4、顺着gag翻译，到signal 1处没认出来，翻译戛然而止，只有gag的肽链（7）
5、顺着gag翻译，到signal 1处移框（后退一个碱基），然后翻译出gag和pol连在一起的长肽链（7）
6、5’端拼接上一段莫名其妙的RNA后再行翻译成env的肽链（7）
7、无论是什么肽链，都会被蛋白酶切割并后加工成正常的基因产物。（8）
8、这坑爹啊！太恶心了有木有！！！
promotor：这个不一定有。每个U3区域带一个promotor，左边LTR的promotor负责抑制前病毒的转录。但是在病毒小盆友抽风的时候（极其罕见），右边LTR的promotor会引发整合区域邻近的宿主基因的表达。
逆转录病毒生活史：
附着融合、核心颗粒释放、逆转录、整合、表达、装配、释放。
引物：lys的tRNA，结合在PBS上
负链强制终止DNA（--sssDNA）：能跳跃，以致在正链合成后负链才能合成。
正链强制终止DNA（+sssDNA）：与上类似，也要跳跃。
LTR：U3、R、U5，后接GATT序列，和宿主基因连结后，利用宿主错配修复机制整合。RNA Pol II：HIV利用宿主的这货转录。
gag、pol：被包装或被翻译为多聚GAG、GAG-POL再后加工。
env：含此朵基因的mRNA被翻译成gp160，再在内质网中糖基化修饰，再在高尔基体中背切割成gp120和gp41
AZT：胸苷类似物（体内变为三磷酸形式AZTPP），强力HIV逆转录酶竞争性抑制剂、致错剂。
DNA的损伤、修复和突变
DNA的损伤因素
DNA本身结构缺陷
DNA复制时的错配
细胞内活性氧（ROS）的破坏。
各种毒药、辐射……
DNA的损伤类型
碱基丢失：脱嘌呤最普遍
碱基转换：碱基发生了脱氨基反应
剪辑修饰：各种毒药、辐射……
碱基交联：紫外线UV，造成TT二聚体（TT dimmer）或6-4光产物（photoproduct）
碱基错配：不解释
DNA链损伤：链断裂、链交联，DNA与蛋白质交联。
DNA的修复机制
直接修复（损伤逆转）
光复活：修复TT dimmer
DNA光复活酶：phr基因编码，需要300~500nm的光，哺乳动物没有（咱们只能靠NER~）。
烷基化的直接修复：
Ada酶：又名6-甲基鸟嘌呤甲基转移酶（MGMT-I），一种烷基转移酶。双活性：转移碱基上的烷基、转移甲基化磷酸二酯键上的甲基。自杀酶。
MGMT-II：烷基转移酶，不能转移甲基化磷酸二酯键上的甲基。
DNA断链的直接修复：必须刚好为DNA连接酶的底物。
切除修复
4 Steps: Recognize, Remove, Re-synthesize, Re-ligate
碱基切除修复（RER）：切除受损伤的碱基，尿嘧啶-N-糖苷酶系统（ung system）。
DNA糖苷酶：顺着小沟找茬，两类，一类只有糖苷酶活性，另一类还有3’-AP裂解内切酶的活性。
先切出无嘧啶/嘌呤位点，然后AP内切酶将整个那啥一起切下来，再修复合成。
AP内切酶：分为两类：分别切除脱氧核糖磷酸残基的3’和5’。
修复合成
短修复：主要途径，切一补一。哺乳动物负责酶为DNA Polβ，DNA Polβ同时还切除5’-脱氧核糖磷酸（内在dRPase活性）。切口缝合：DNA连接酶I或XRCC1/DNA连接酶III复合体。
长修复：5’脱氧核糖磷酸由聚合酶（真核生物为polδ或ε）在切口3’端添加若干核苷酸（2-10nt）以取代之，被取代的寡聚核苷酸被特定的酶（真核：FEN1）切除并被外切酶水解，连接酶缝合伤口，依赖PCNA。
AP位点也可能由碱基自发脱落导致，修复途径亦然。
核苷酸切除修复（NER）：切除损伤位点极其附近的链。
针对因损伤导致的DNA链扭曲而为之。也可以修复TT dimmer
五步：探测损伤、切开损伤链、去除损伤、填补缺口、缝合切口。
分两类：全局性基因组NER（GGR，全基因组探伤，速度慢，效率低）、转录偶联性NER （TCR，专对正在转录的基因的模板链，高速高效，由RNA聚合酶识别损伤）
原核生物的NER系统
UvrA：识别损伤，充当分子接头，一开始和UvrB结合。
UvrB：识别损伤，有ATP酶、核酸内切酶活性，在损伤之下游切
UvrC：具有内切酶活性，在损伤上游切
UvrD：II型解链酶，解链被切下来的链
DNA Pol I/II、DNA连接酶：不解释
GGR过程：从前有个小盆友叫UvrB，有一天他带着两个妹子UvrA到DNA上面去玩，突然踩到一个TT dimmer，两个UvrA当场就吓跑了，UvrB怒从心头起，立刻叫来自家兄弟Uv rC，于是他俩前一刀，后一刀，把带着TT dimmer的路面切了两道口子，于是叫来肌肉男
UvrD把路面掀掉了，然后UvrC和UvrD就跑了，UvrB垫后，但他也跑了，当城管DNA P ol I/II、DNA连接酶来的时候，人都没了，只好默默的把DNA链修好。
真核生物的NER系统
人着色性干皮病（XP）：NER障碍导致，不能见光。
以下蛋白名称书写格式为：在哺乳动物中的名称|在酵母中的名称
XPA|RAD14：优先结合受损伤的DNA（亲和力比结合正常DNA强大1000倍）
XPB|RAD25(SSL2)：3’ →5’DNA解链酶
XPC/hHR23B|RAD4/RAD23：结合受损的DNA
XPD|RAD3：5’ →3’DNA解链酶
XPE/p48|?：优先结合受损伤的DNA（亲和力比结合正常DNA强大50W倍）
XPF/ERCC1|RAD1/RAD10：DNA内切酶，切损伤处5’一侧
XPG(ERCC5)|RAD2：DNA内切酶，切损伤处3’一侧
RPA|RPA：单链DNA结合蛋白
p34|TFB：DNA结合
p44|SSL1：DNA结合
p62|TFB1：不明
p52|TFB2：不明
Cdk7|KIN28：CAK亚复合物
CycH|CCL1：CAK亚复合物
Mat1|TFB3：CAK亚复合物
CSA(ERCC8)|RAD28：与CSB和TF II H p44亚基结合，参与TCR
CSB(ERCC6)|RAD26：与CSB和TF II H p44亚基结合，参与TCR
TTDA|?：参与TCR？
IF7|?：刺激修复
?|MMS19：不明
RFC|RFC：PCNA钳载复合物
PCNA|PCNA 、DNA Polδ| DNA Polδ、DNA连接酶I| DNA连接酶I：不解释
识别损伤的两组蛋白：XPA, XPE, RPA（单干也行，合作更牛）；XPC, hHR23B
TH II：九聚体蛋白，两个亚基（XPB、XPD）有解链酶活性，
具体的拎不清，人的GGR系统模型：
有一天，XPC带着他的妹子hHR23B到DNA上去玩，突然踩到了一个TT dimmer，于是他俩对着TT dimmer一顿海扁，把DNA都打变形了，引来了TF II、RPA和XPA看热闹，X PA看不下去了，就用它的催眠大法，蛊惑TFII用他的双手（XPB、XPD）把有TT dimmer 的那条链朝两边撕下来，并使RPA顶起路面。这时，一对贱客XPG、XPF路过，一人一剑把掀起的路面切了下来，于是众人七手八脚把这段切下来的平均长27nt的那坨东西给搬走了。于是，可怜的城管RFC、PCNA、DNA Polδ、DNA连接酶I等到达时又悲剧了。
TCR历程，后面的故事都一样，但一开始是RNA聚合酶踩到了TT dimmer，于是CSA、C SB过来帮忙。
错配修复MMR：修复错配的碱基，也可修复插入和缺失环（小于4nt）是一种BER
E.Coli利用甲基化区分字母链，故又名甲基化导向错配修复（双链都没甲基化则随便挑一条修，双链都甲基化，则犹犹豫豫地随便挑一条修）
E.Coli主要的蛋白质和酶（目前只弄清楚了E.Coli，估计别的不会考）：
MutS：识别错配碱基，具有弱ATP酶活性。
MutL：调节MutS和MutH之间的相互作用，与UvrD作用。
MutH：结合甲基化的GATC序列，剪切甲基化的GATC的5’端。
UvrD：老朋友了，不解释。
有长修补、短修补两种方式
长修补：参与蛋白：上述四种，加上特殊的核酸外切酶，DNA Pol III，DNA连接酶，要用到错配位点附近的GATC序列，MutH切开GATC序列5’端，若MutH的切点在错配碱基3’端，则由核酸外切酶I或X从3’→5’水解，若MutH的切点在错配碱基5’端，则由核酸外切酶VII或Rec J来降解。需要合成好长好长的脱氧核糖核酸链，错配的碱基伤不起啊！！！
短修补：独立于mutHLS
依赖于mutY的修补途径：用于取代A:G、A:C错配中的A，主要是帮助BER切除A。
极短修补（VSP）：用于纠正G:T错配中的T，VSP需要MutS、MutL和一种特异性内切酶，不要mutH和UvrD。
损伤跨越
当复制叉遇到模板链损伤……
重组跨越
无视TT dimmer，跨过它，接着干！
又名重组修复，不能修复TT dimmer，但可以在后代中稀释它。
需要RecA基因（RecA蛋白）
故事是这样的：复制叉遇到损伤位点→pol III滚蛋→pol III滚到损伤位点下游约莫1000b p处重操旧业→空缺怎么办？→RecA粉墨登场→使原DNA另一个方向上的模板链过来委身做子链→另一方向上产生新缺口，旧缺口变微小→新缺口毫无压力，旧的小缺口由DNA Po l I搞定→连接酶缝合
跨越合成（TLS）
SOS的一部分
除了Pol V以外还需要RecA蛋白、SSB、DNA Pol III的β亚基和γ钳载复合物
Pol V在复制遇到困难时候随手抓一个碱基继续下去。（UV致突变作用的原因）
SOS修复系统
信春哥，得永生！！！
反应受阻遏蛋白LexA和激活蛋白RecA（当DNA一切正常时几乎没有活性）的调节。
LexA结合在SOS box（一段操纵基因，一致序列为5’-CTG-十个碱基-CAG-3’）上面。
激活机制：RecA, UmuC, UmuD…11genes平时受LexA抑制，仅少量表达，DNA严重损伤信号（S.S. DNA tail or 5Nt S.S.DNA）与RecA结合导致其产生分解LexA的蛋白酶活性，导致Rec的抑制解除（正反馈），最终使RecA表达增强300倍。渡过难关后，RecA活性迅速丧失，LexA得以恢复。
DNA polymerase V (由umuCD编码)、DNA polymerase IV (由dinB编码) 可以合成一种复合体结合到损伤链上。
DNA的突变
突变的分类
点突变
分类：转换、颠换，有时小于5nt的核苷酸缺失或插入也算入其中。
同义突变、错义突变、无义突变
移码突变
隐形突变和显性突变
上述这些太SB了，高中就学过了，SB才看呢！！！
突变的原因
参DNA的损伤因素
正向突变、回复突变与突变的校正。
正向突变和回复突变：顾名思义吧
校正突变：有时称为假回复突变，发生在不同突变位点，负负得正了。
基因内校正、基因间校正（常见为蛋白质校正，比较牛叉的是tRNA校正）
*迂回校正，利用四通八达的代谢途径曲线救国……
DNA重组
同源重组
分子机制：
Holliday模型
最经典的重组模型，不多说了。
单链断裂模型
在Holliday模型基础上改为单链断裂，这条链再入侵到同源染色体上。
双链断裂模型
内切酶切开一个同源DNA分子双链，启动重组→外切酶使双链切口扩大产生具有3’粘性末端→一个自由的3’末端侵入供体双链DNA同源区域，形成异源双链，供体双链被取代，形成D环→入侵3’段引发的修复合成使得D环延伸→链复制到达空隙的另一端后退火→两个Holliday模型的余下步骤。
参与同源重组的主要蛋白质（例子还是苦逼的E.Coli）
RecA蛋白
催化DNA分子间链交换的必要条件：
两DNA分子至少有一个单链区域；两DNA分子至少含50bp同源序列；同源序列内必须含一自由末端。
具体作用：作用时RecA以多聚形式存在，呈单螺旋构型。
联会前：与单链DNA结合，形成蛋白质-DNA复合物
联会时：RecA第二个DNA结合位点与双链DNA结合，形成三链DNA中间体。
链交换：分叉迁移取代，此过程需要ATP作效应物，但不需要ATP水解。
RecBCD蛋白
BCD为三个亚基。由三个基因编码。
差速解链（依靠ATP水解供能），形成单链环，把环水解之（3’外切酶活性）。遇到χ序列则激发其5’水解酶活性，水解另一条链
χ序列：特殊序列，一致序列为5’-GCTGGTGG-3’。
RuvA、RuvB、RuvC蛋白
RuvA：识别Holliday连结，协助RuvB蛋白催化分叉的迁移。
RuvB：本质上是解链酶，催化重组中分叉的迁移，需要RuvA的帮助。
RuvC：一种特殊的核酸内切酶，促进Holliday连结的分离，故又称拆分酶。
其它同源重组蛋白
RecE：双链核酸外切酶，也成为核酸外切酶VIII，也能产生3’末端
RecJ：DNA脱氧核糖磷酸二酯酶
RecQ：一种解链酶
RecF：与单链或双链DNA结合
RecR：与RecO相互作用
RecT：促进DNA复性
RecG：一种解链酶，催化Holliday连接的迁移
Rus：催化Holliday连接的切割
SbcB：单链外切核酸酶
RecN、SbcA、SbcC、SbcD：功能不详
TOP I、DNA解旋酶、连接酶、聚合酶I、DNA解旋酶II、DNA解旋酶IV、SSB：不解释
位点特异性重组
也是在同源的区域进行，但不必非得是同源染色体，也有链交换、Holliday连接、分叉迁移和Holliday解离等过程。
可以发生在两个DNA分子之间，也可以发生在一个DNA分子内部。不需要RecA蛋白。
在单分子时可能会产生：缺失或倒位，这需要直接重复序列（DR）或反向重复序列（IR）
功能：调节噬菌体DNA与宿主染色体DNA之整合（溶原途经）
调节特定基因的表达
调节胚胎发育时期程序性的DNA重排（例如那个我很想狠狠竖一下中指的免疫系统的发育）
实例：λ噬菌体之于E.Coli的溶原反应。
E.Coli有高度特异性的位点供λ噬菌体整合：位于gal操纵子和bio操纵子之间，称为附着位点（attB）。
attB：30bp，中央15bp保守，重组发生在该区域，该区域称为BOB’，B、B’分别表示E.C oli DNA在这两侧的臂。
attP：噬菌体的重组位点，中央含与attB一样长的同源保守序列，以POP’表示，道理一样。
参与λ噬菌体整合的重组蛋白：
整合酶（Int）：噬菌体编码。
整合宿主因子（IHF）：宿主蛋白。
酪氨酸重组酶家族：XerD蛋白、整合酶、Cre蛋白和FLP蛋白等。
Xis：一种切除酶，噬菌体编码。
Fis：细菌编码。
Int、IHF、Xis、Fis都与attL和attR上的P、P’臂结合，促进那要命的15bp序列的正确排列，有助于原噬菌体的释放。
重组的结果导致噬菌体基因组两侧各产生一个附着位点，一边是attL：BOP’，一边是attR：POB’。
反应历程：以下所谓的酶都指酪氨酸重组酶家族里的某种酶
两个酶分子活性中心的Tyr-OH亲核进攻识别序列上一个特定的磷酸二酯键，导致两条链各产生一个3’-P-Tyr和5’-OH→两条链发生转酯反应，形成Holliday连接→短暂的分叉迁移后，另外两个酶分子干了和第一步一样的厝事→和第二步一样的厝事→收工
λ噬菌体的整合与切除受到严格调控，其能否整合取决于Int的合成……（且听N回后分解）
转座重组
转座子神马的就不解释了哦，亲~
接受转座的位点略随机，但还是有一些转座热点的。
原核生物的转座子
第一类转座子：IS
长度小；两端有10~40bp的IR序列；内部一般只有一个基因，司插入拔出事（转座酶，t npA）；通过剪切和插入的方式进行转座，转作结束后可导致靶位点序列重复；有少数（如IS19）没有明显的IR序列，通过滚环复制和插入的方式进行转座。
第二类转座子（复杂转座子）：
较长；两侧有35~40bp的IR序列；内部有不止一个结构基因，什么tnpA、tnpB（编码解离酶），还有一些买一送一的抗性基因啥的；转座以后导致约5bp的靶位点序列发生重复
第三类转座子（复合型转座子）：
由2个IS和一段抗性基因（或其它增加毒抗的基因）组成，方向不定，每一个IS既可以独立，也可以合作。
第四类转座子（某些温和噬菌体）
最典型的是Mu噬菌体：平时韬晦，想复制时随便一插要你命，故又名诱变子。
两侧没有IR，其基因组只有20多个与转座相关的基因，可以引起靶位点序列重复。
真核生物的转座子
机制与原核不同：专做过程中剪切和插入分开进行转座子的复制有很多需经过逆转录过程。
根据转座机理将真核转座子分为两类：
逆转座子：复制要经由逆转录过程
DNA转座子：与楼上不同，DNA→DNA，又可细分为两类
复制型DNA转座子：转座后原位上的那货还留着
保留型DNA转座子：把自己原封不动地转座出去
根据转座行为分类：
自住型：含有开放阅读框架，编码转座所需的酶，可独立自主转座
非自住型：保留了转座必须的顺势序列，但不能编码相关的酶
复制型DNA转座子（统称Helitron）
以滚环复制，再插入新的位点。两端无IR，转座后不会使靶位点发生重复，但总是以5’-TC 开始，以3’-CTRR（R指嘌呤）结束，CTRR上游有一段16-20nt的回文序列，可形成发夹结构，内部基因可多可少。
保留型DNA转座子
大多数DNA转座子属于此类。
玉米的Ac-Ds系统
Ac、Ds一个自主一个非自主。
Ac：激活元件，两端是11bp之IR，带有全功能的转座酶。
Ds：解离元件，两端也是11bp之IR，中间没有功能性基因，盖Ac缺失突变而来。
Ac、Ds这俩经常和C基因过不去，导致玉米斑斑点点……
果蝇的P元件
长约2.9kb，两端有31bp的IR序列，内含4个阅读框，P元件转座可导致染色体断裂和细胞死亡。
P元件有三个intron和四个称为ORF0~4的exon，在体细胞中表达时三个intron悉数被切，生成一个87kd的产物，该产物对P元件有阻遏作用。在生殖细胞中intron3被保留，导致翻译提前终止，产生一个66kd的产物，该产物可引起P元件转座，导致断子绝孙！！！（遗传学上会有母系影响效应）
“水手”元件
两端有IR，内含转座酶，可以再物种间水平传播，这个牛叉！
逆转座子
根据两端构造，可以分为：
LTR转座子：参逆转录病毒，例如酵母Ty元件、果蝇copia元件
非LTR转座子：没有LTR序列，但是有一小段重复序列，通常为polyA，例如LINE和SIN E
也有自主型和非自主型之分。
自主型有gag基因、pol基因但是没有env基因，参逆转录病毒。
粒子有果蝇Copia基因、酵母的Ty元件等。
实例：
酵母的Ty元件
其LTR序列被称为δ序列，长约330bp，转作效率极低。
具有转录活性的Ty元件（T元件可分为六大家族）属于自主型转座子。转录旺盛时效率很高，内部含有tyA基因（相当于gag）和tyB基因（相当于pol），但没有env类似物，不能装配成完整病毒颗粒，但可以装配成类似于病毒的颗粒（VLP）。
果蝇的copia元件
长约5.1kb，LTR长约276bp，编码由整合酶，逆转录酶和一种DNA结合蛋白组成的多聚蛋白质，未发现传染性的病毒类似颗粒。转作效率略高于Ty，专座行为可导致靶位点上5b p左右的重复。
LINE和SINE
都缺乏LTR序列，LINE分为L1和L2两种形式。
都是人类基因组中的。大多数都已经萎掉了。
转座的分子机制
五类转座酶：
DDE转座酶：含有高度保守的三联体氨基酸残基，即Asp（D）、Asp（D）、Glu（E），必需Mg2+。
Y2-转座酶：活性中心有两个Tyr参与催化。
Y-转座酶：活性中心有1个Tyr参与催化。
S-转座酶：活性中心的ser参与催化。
RT/En转座酶：由逆转录酶和内切酶组合而成。
简单转座
主要用DDE转座酶。少数Y-转座酶或S-转座酶。
例子：IS10、IS50、P元件、Ac/Ds元件、水手元件等。
三种方式：
3’端切开→3’-OH和5’-P→3’进攻另一条链的5’ →形成两端发夹→转座。
5’端切开→3’-OH和5’-P→3’进攻另一条链的5’ →形成双侧发夹→转座。
5’端切开→3’端切开→没有发夹结构→转座。
复制型转座
不需要RNA中间物的复制型转座
模型1：
转座酶切开一条链→产生5’-P-Tyr，从而游离出单链转座子→以3’为引物，取代合成→转座酶在转座子终点再一刀，切出游离的单链转座子→Tyr介导靶位点的剪切→整合，复制。
模型2：
转座子和靶位点同时被Tyr介导切开→转座子5’-P-Tyr与靶位点3’-OH整合→转座子3’端开始DNA取代合成→转座酶在转座子终点一刀，使之与靶位点完全整合→取代复制。
需要RNA中间物的复制型转座
LTR的参考逆转录病毒。
非LTR以L1为例。
L1-DNA在RNAP II的催化下转录为L1-RNA
L1-RNA出核，翻译为RT和内切酶
L1-RNA与翻译产物一起回到细胞核（公共厕所啊，想来就来，想走就走？）
内切酶在靶位点上切出3’-OH和5’-P，以L1-RNA为模板，开始逆转录，合成cDNA的第一条链。
靶位点第二条链被内切酶或宿主核酸酶切开，产生3’-OH和5’-P。
新合成的cDNA的第一条链与靶位点上另一条链通过微同源而配对，合成cDNA第二条链。DNA Pol填补缺口。
RNA转录
需要模板、需要NTP，需要Mg2+，需要DNA解链……不要引物！
第一个被转录的通常是嘌呤核苷酸（90%左右）
转录的酶学
名称：RNA聚合酶
全名：依赖DNA的RNA聚合酶
英文名：DNA-dependent RNA polymerase，RNA Pol
特性：高度保守；依赖DNA模板；没有核算外切酶活性，故没有自我校对能力；真细菌的RNA Pol本身具有解链酶活性；从头合成，不需引物；有NTP的2’-OH多重接触位点（用来区分dNTP和NTP）；RNA Pol在启动阶段，DNA分子会形成褶皱（DNA Scrunching），以使在无效转录时，RNA Pol仍然保持与启动子的结合；转录过程中，转录物不断与DNA 剥离，在转录起始阶段受严格调控；爱尿嘧啶，不爱胸腺嘧啶；启动转录需
医学分子生物学
医学分子生物学 疾病和基因关系始终是医学领域关注的重大问题。在孟德尔遗传规律被重新认识的初期，就发现许多疾病受到遗传因素的控制，遵守孟德尔遗传因子的传递规律。遗传连锁定律的提出，现代经典遗传学理论体系的完善，极大地促进了对遗传性疾病的认识。上世纪40年代，L Pauling提出了”分子病”的概念，1956年，V Ingram发现血红蛋白β链第六位氨基酸从谷氨酸突变为缬氨酸是导致镰刀状贫血的原因。几乎同时，J.Lejeune发现Down综合症是由于21号染色体三陪体异常所致，系列染色体疾病病因。1976年，H Vanmus 和M Bishop在对肿瘤病毒学的研究中，发现了病毒癌基因，继而又无确定细胞癌基因的存在，此后抑癌基因也相继被发现，建立了肿瘤发生的基因理论，肿瘤被认为是体细胞的遗传病得到了普遍的认可。1983年，将亨廷顿病基因定位于第四号染色体上，1986年，克隆了慢性肉芽肿病的致病基因，同年杜氏肌营养不良和视网膜母细胞瘤的基因，也被定位克隆成功，掀起了单基因遗传病致病基因鉴定和克隆的热潮。世纪之交，人类基因组计划的完成，新的DNA标记的发现，为研究常见病的遗传因素成为了可能，2005年，首次用全基因组关联分析（GWAS），解析了视网膜黄斑变性病的相关基因，揭开了复杂性疾病易感基因确定的序幕，此后，一系列的常见多发疾病基因的GWAS研究，极大地丰富了人们对疾病发病机制的认识，加深了对疾病发生发展机制的认知。今天，疾病和基因关系仍是很长一段时间的重点工作，解析疾病基因,不但可以确定疾病的遗传易感性，有目的的开展预防、诊治，更
重要的是了解疾病新的致病机制，为分子诊断、分子靶向干预提供分子靶点。另一方面，药物作用靶点分子基因在人群的多态性，对药物作用的疗效影响；参与药物吸收、分布、代谢、排泄和毒性（admet）的基因多态性，也会影响药物的疗效，即药物基因组方面的研究，必将成为后基因组时代的重要研究内容。以疾病基因组学和药物基因组学为代表的组学研究进展，将为个体化医疗、精准医学提供理论和实践基础。
现代分子生物学_复习笔记完整版.doc
现代分子生物学 复习提纲 第一章绪论 第一节分子生物学的基本含义及主要研究内容 1 分子生物学Molecular Biology的基本含义 ?广义的分子生物学：以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究 对象，从分子水平阐明生命现象和生物学规律。 ?狭义的分子生物学：偏重于核酸（基因）的分子生物学，主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调控 等过程，也涉及与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。 1.1 分子生物学的三大原则 1) 构成生物大分子的单体是相同的 2) 生物遗传信息表达的中心法则相同 3) 生物大分子单体的排列（核苷酸、氨基酸）的不同 1.3 分子生物学的研究内容 ●DNA重组技术（基因工程） ●基因的表达调控 ●生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学） ●基因组、功能基因组与生物信息学研究 第二节分子生物学发展简史 1 准备和酝酿阶段 ?时间：19世纪后期到20世纪50年代初。 ?确定了生物遗传的物质基础是DNA。 DNA是遗传物质的证明实验一：肺炎双球菌转化实验 DNA是遗传物质的证明实验二：噬菌体感染大肠杆菌实验 RNA也是重要的遗传物质-----烟草花叶病毒的感染和繁殖过程 2 建立和发展阶段 ?1953年Watson和Crick的DNA双螺旋结构模型作为现代分子生物学诞生的里程碑。 ?主要进展包括： ?遗传信息传递中心法则的建立 3 发展阶段 ?基因工程技术作为新的里程碑，标志着人类深入认识生命本质并能动改造生命的新时期开始。 ? 第三节分子生物学与其他学科的关系 思考 ?证明DNA是遗传物质的实验有哪些？ ?分子生物学的主要研究内容。 ?列举5～10位获诺贝尔奖的科学家，简要说明其贡献。
中南大学_医学分子生物学试题库答案.pdf
医学分子生物学习题集 （参考答案） 第二章基因与基因组 一、名词解释 1.基因(gene)：是核酸中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 所必需的全部核苷酸序列。 2.断裂基因(split gene)：真核生物基因在编码区内含有非编码的插入序列，结构基因 不连续，称为断裂基因。 3.结构基因(structural gene)：基因中用于编码RNA或蛋白质的DNA序列为结构基因。 4.非结构基因(non-structural gene)：结构基因两侧一段不编码的DNA片段，含有基 因调控序列。 5.内含子(intron)：真核生物结构基因内非编码的插入序列。 6.外显子(exon)：真核生物基因内的编码序列。 7. 基因间DNA (intergenic DNA)：基因之间不具有编码功能及调控作用的序列。 8. GT-AG 法则 (GT-AG law)：真核生物基因的内含子5′端大多数是以GT开始，3′ 端大多数是以 AG 结束，构成 RNA 剪接的识别信号。 9.启动子(promoter)：RNA聚合酶特异识别结合和启动转录的DNA序列。 10.上游启动子元件(upstream promoter element )：TATA合上游的一些特定的DNA序 列，反式作用因子，可与这些元件结合，调控基因转录的效率。 11.反应元件(response element)：与被激活的信息分子受体结合，并能调控基因表达的 特异DNA序列。 12.poly(A)加尾信号 (poly(A) signal) ：结构基因末端保守的 AATAAA 顺序及下游 GT 或T富含区，被多聚腺苷酸化特异因子识别，在mRNA 3′端加约200个A。 13.基因组(genome)：细胞或生物体一套完整单倍体的遗传物质的总称。 14.操纵子(operon)：多个功能相关的结构基因成簇串联排列，与上游共同的调控区和下 游转录终止信号组成的基因表达单位。 15.单顺反子(monocistron)：一个结构基因转录生成一个mRNA分子。 16.多顺反子(polycistron)：原核生物的一个mRNA分子带有几个结构基因的遗传信息，
分子生物学笔
(gene) RNA DNA --(exon) --(intron) 5'-3'-(UTR) () (split-gene) (genome) () DNA 3X1 09(30bp)10 DNA C(C-value Paradox) human genome project, HGP genomics,structural genomics functional genomics proteome proteomics DNA (2--3) DNA• ()(>lO5) DNA(Satellite DNA) () 1 DNA () 2 (long interspersed repeated segments) LINES (Short interspersed repeated segments) SINES SINES<500bp>105Alu LINEs>1000bp(7Kb),104-105LINEl ()(Unique Sequence)
(gene family) (ancestral gene)(duplication) (gene cluster)(tandemly repeated genes)rRNA tRNA (Pseudogene) a1a1 (processed pseudogene) 1tRNA 1300tRNA tRNA 2rRNA >l00copy rRNA(28S18S 5.8s-rRNA) 3 30-40copy7q32-q36 (H1H2A H2B H3H4) intron Poly(A)- RNA 4 16p13(24Kb)5'------1--2--1--3' 11p15(60Kb)5'----Gr--Ar--------3' (Supergene family Superfamily) 1A1u 50-1003-6Kb Alu A1u300bp 2X130bp +31bp() 7-21bp(direct repeats)? Alu90%Alu Alu 2• • Variable number tamdem repeat VNTR DNA(minisatellite DNA) (6-40bp)(6-100) VNTR----DNA fingerprint. DNA H-Ras 3short tandem repeat,STR DNA microstallite DNA 2-6(10-60), l0kb
分子生物学笔记
分子生物学笔记 ? ?第一章基因的结构第一节基因和基因组 一、基因(gene) 是合成一种功能蛋白或RNA分子所必须的全部DNA序列． 一个典型的真核基因包括 ①编码序列—外显子(exon) ②插入外显子之间的非编码序列—内合子(intron) ③5'-端和3'-端非翻译区(UTR) ④调控序列(可位于上述三种序列中) 绝大多数真核基因是断裂基因(split-gene)，外显子不连续。 二、基因组(genome) 一特定生物体的整套(单倍体)遗传物质的总和， 基因组的大小用全部DNA的碱基对总数表示。 人基因组3X1 09(30亿bp)，共编码约10万个基因。 每种真核生物的单倍体基因组中的全部DNA量称为C值，与进化的复杂性并不一致(C-value Paradox)。 人类基因组计划（human genome project, HGP） 基因组学（genomics）,结构基因组学（structural genomics）和功能基因组学（functional genomics）。蛋白质组（proteome）和蛋白质组学（proteomics）
第二节真核生物基因组 一、真核生物基因组的特点：， ①真核基因组DNA在细胞核内处于以核小体为基本单位的染色体结构中． ②真核基因组中，编码序列只占整个基因组的很小部分(2—3％)， 二、真核基因组中DNA序列的分类？ (一)高度重复序列(重复次数>lO5) 卫星DNA(Satellite DNA) (二)中度重复序列 1．中度重复序列的特点 ①重复单位序列相似，但不完全一样， ②散在分布于基因组中． ③序列的长度和拷贝数非常不均一， ④中度重复序列一般具有种属特异性，可作为DNA标记． ⑤中度重复序列可能是转座元件(返座子)， 2．中度重复序列的分类 ①长散在重复序列(long interspersed repeated segments．)LINES ②短散在重复序列(Short interspersed repeated segments)SINES SINES：长度<500bp，拷贝数>105．如人Alu序列 LINEs：长度>1000bp(可达7Kb),拷贝数104-105，如人LINEl (三)单拷贝序列(Unique Sequence) 包括大多数编码蛋白质的结构基因和基因间间隔序列， 三、基因家族(gene family)
分子生物学笔记完全版
分子生物学笔记第一章基因的结构 第一节基因和基因组 一、基因(gene)是合成一种功能蛋白或RNA分子所必须的全部DNA序列. 一个典型的真核基因包括 ①编码序列—外显子(exon)②插入外显子之间的非编码序列—内合子(intron)③5'-端和3'-端非翻译区(UTR) ④调控 序列(可位于上述三种序列中) 绝大多数真核基因是断裂基因(split-gene) ，外显子不连续。 二、基因组(genome) 一特定生物体的整套(单倍体)遗传物质的总和，基因组的大小用全部DNA的碱基对总数表示。人基因组3X1 09(30亿bp)，共编码约10万个基因。 每种真核生物的单倍体基因组中的全部DNA量称为C值，与进化的复杂性并不一致(C-value Paradox)。 人类基因组计划( human genome project, HGP ) 基因组学( genomics ),结构基因组学( structural genomics )和功能基因组学( functional genomics )。 蛋白质组( proteome )和蛋白质组学( proteomics ) 第二节真核生物基因组 一、真核生物基因组的特点：， ①真核基因组DNA在细胞核内处于以核小体为基本单位的染色体结构中. ②真核基因组中，编码序列只占整个基因组的很小部分(2 —>% ), 三、基因家族(gene family) 一组功能相似且核苷酸序列具有同源性的基因. 可能由某一共同祖先基因(ancestral gene) 经重复(duplication) 和突变产生。 基因家族的特点： ①基因家族的成员可以串联排列在一起，形成基因簇(gene cluster)或串联重复基因(tandemly repeated genes)，如 rRNA、tRNA和组蛋白的基因；②有些基因家族的成员也可位于不同的染色体上，如珠蛋白基因；③有些成员不产生 有功能的基因产物，这种基因称为假基因(Pseudogene) . ￥ a1表示与a1相似的假基因. 四、超基因家族(Supergene family ，Superfamily) 由基因家族和单基因组成的大基因家族，结构上有程度不等的同源性，但功能不同． 第四节细菌和病毒基因组 一、细菌基因组的特点。 1 ．功能相关的几个结构基因往往串联在—起，受它们上游的共同调控区控制，形成操纵子结构，2．结构基因中没有内含子，也无重叠现象。 3 .细菌DNA大部分为编码序列。 二、病毒基因组的特点 1 .每种病毒只有一种核酸，或者DNA，或者RNA ; 2 .病毒核酸大小差别很大，3X10 3 一3X106bp ; 3.除逆病毒外，所有病毒基因都是单拷贝的。 4 .大部份病毒核酸是由一条双链或单链分子(RNA或DNA)，仅少数RNA病毒由几个核酸片段组成. 5. 真核病毒基因有内含子，而噬菌体(感染细菌的病毒)基因中无内含子. 6. 有重叠基因. 第五节染色质和染色体 (二)组蛋白(histone): 一类小的带有丰富正电荷<富含Lys，Arg)的核蛋白，与DNA有高亲和力. (二).端粒(telomere) ：真核生物线状染色体分子末端的DNA 区域端粒DNA的特点： 1、由富含G的简单串联重复序列组成(长达数kb). 人的端粒DNA重复序列：TTAGGC。
(珍贵)浙江大学05-12年博士医学分子生物学真题
2012浙江大学医学分子生物学（乙）回忆版： 一．名词解释（3分*5） 1.The Central Dogma 2.Telomere 3.nuclear localization signal, NLS 4.Protein Motif 5.Splicesome 二．简答题：（5分*9） 1.一个基因有哪些结构组成？ 2.基因、染色体、基因组的关系？ 3.表观遗传机制改变染色质结果的机制？ 4.内含子的生物学意义？ 5.什么是蛋白质泛素化？其生物学意义是什么？ 6.蛋白质纯化的方法？ 7.MicroRNA是什么？它如何发挥作用？ 8.什么是全基因组关联研究（Genome Wide Association Studies,GWAS）？其研究目的是什么？ 9.分子生物学研究为什么需要模式生物？ 三．问答题：（10分*4） 1.人体不同部位的细胞其基因组相同，为什么表达蛋白质的种类和数量不同？ 2.用分子生物学知识，谈谈疾病发生机制？ 3.有一块肿瘤组织及癌旁组织，设计一个实验证明细胞内蛋白质在肿瘤发生发展中的作用？ 4.目前，基因靶点研究已成为新药开发的用药部分，结合目前药物靶点在新药开发中的应用，谈谈你的建议和观点？
2011浙江大学博士入学考试医学分子生物学试题回忆 一、英文名解 1、冈崎片段： 2、反式作用因子： 3、多克隆位点： 4、micro RNA： 5、分子伴侣： 二、简答 1、蛋白质四级结构。 2、真核转录调控点。 3、表观遗传学调控染色质。 4、真核RNA聚合酶类型及作用。 5、基因突变。 6、组学概念及举例。 7、简述兔源多克隆抗体的制备。
!!分子生物学笔记完全版
列〃一个典型的真核基因包括 ①编码序列—外显子(exon) ②插入外显子之间的非编码序列—内合子(intron) ③5'-端和 3'-端非翻译区(UTR) ④调控序列(可位于上述三种序列中) 绝大多数真核基因是断 裂基因(split-gene)，外显子不连续。二、基因组(genome) 一 特定生物体的整套(单倍体)遗传物质的总和，基因组的大小 用全部 DNA 的碱基对总数表示。 人基因组 3X1 09(30 亿 bp)，共编码约 10 万个基因。 每种真核生物的单倍体基因组中的全部 DNA 量称为 C 值，与进化的复杂性并不一致(C-value Paradox)。 人类基因组计划（human genome project, HGP）基因组学（genomics）,结构基因组学（structural genomics）和功能基因组学（functional genomics）。 蛋白质组（proteome）和蛋白质组学（proteomics） 第二节真核生物基因组一、真核生物基因组的特 点：， ①真核基因组 DNA 在细胞核内处于以核小体为基本单位的染色体结构中〃 ②真核基因组中，编码序列只占整个基因组的很小部分(2—3％)， 二、真核基因组中 DNA 序列的分类 • (一)高度重复序列(重复次数>lO5) 卫星 DNA(Satellite DNA) (二)中度重复序列 1〃中度重复序列的特点
①重复单位序列相似，但不完全一样， ②散在分布于基因组中〃 ③序列的长度和拷贝数非常不均一， ④中度重复序列一般具有种属特异性，可作为 DNA 标记〃 ⑤中度重复序列可能是转座元件(返座子)， 2〃中度重复序列的分类 ①长散在重复序列(long interspersed repeated segments〃) LINES ②短散在重复序列(Short interspersed repeated segments) SINES SINES：长度<500bp，拷贝数>105〃如人 Alu 序列 LINEs：长
医学分子生物学试题答案
名词解释： 基因是核酸中贮存遗传信息的遗传单位，是贮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需的全部核苷酸序列。 基因组（gencme）：细胞或生物中，一套完整单倍体遗传物质的总和（包括一种生物所需的全套基因及间隔序列）称为基因组。基因组的功能是贮存和表达遗传信息。 SD序列(Shine-Dalgarno sequence,SD sequence) 是mRNA能在细菌核糖体上产生有效结合和转译所需要的序列。SD序列与16S rRNA的3’末端碱基(AUUCCUCCAC-UAG-5’)互补，以控制转译的起始 分子克隆：克隆（clone）：是指单细胞纯系无性繁殖，现代概念是将实验得到的人们所需的微量基因结构，引入适当的宿主细胞中去，在合适的生理环境中进行无性繁殖，从而利用宿主的生理机制繁衍人们所需要的基因结构，并进行表达。由于整个操作在分子水平上进行，所以称为分子克隆（molecular cloning）。 动物克隆(Animal cloning)就是不经过受精过程而获得动物新个体的方法. 基因诊断：就是利用现代分子生物学和分子遗传学的技术方法，直接检测基因结构 （DNA水平）及其表达水平（RNA水平）是否正常，从而对疾病做出诊断的方法。 基因治疗就是将有功能的基因转移到病人的细胞中以纠正或置换致病基因的一种治疗方法，是指有功能的目的基因导入靶细胞后有的可与宿主细胞内的基因发生整合，成为宿主细胞遗传物质的一部分，目的基因的表达产物起到对疾病的治疗作用。 转基因动物就是把外源性目的基因导入动物的受精卵或其囊胚细胞中，并在细胞基因组中稳定整合，再将合格的重组受精卵或囊胚细胞筛选出来，采用借腹怀孕法寄养在雌性动物（foster mother）的子宫内，使之发育成具有表达目的基因的胚胎动物，并能传给下一代。这样，生育的动物为转基因动物。 探针：在核酸杂交分析过程中，常将已知顺序的核酸片段用放射性同位素或生物素进行标记。这种带有一定标记的已知顺序的核酸片段称为探针。 限制性核酸内切酶：限制性核酸内切酶（restriction endonuclease）是一类专门切割DNA 的酶，它们能特异结合一段被称为限制酶识别顺序的特殊DNA序列并切割dsDNA。 载体：要把一个有用的基因（目的基因-研究或应用基因）通过基因工程手段送到生物细胞（受体细胞），需要运载工具携带外源基因进入受体细胞，这种运载工具就叫做载体（vector）。 限制性片段长度多肽性分析(RFLP):DNA片段长度多态性分析（restriction fragment length polymer-phism,RFLP）基因突变导致的基因碱基组成或(和)顺序发生改变,会在基因结构中产生新的限制性内切酶位点或使原有的位点消失. 用限制酶对不同个体基因组进行消化时，其电泳条带的数目和大小就会产生改变，根据这些改变可以判断出突变是否存在。 简答题： 1.蛋白质的生物合成过程中的成分参与，参与因子，作用？ mRNA是合成蛋白质的“蓝图（或模板）” tRNA是原料氨基酸的“搬运工” rRNA与多种蛋白质结合成核糖体作为合成多肽链的装配机（操作台） tRNA mRNA是合成蛋白质的蓝图，核糖体是合成蛋白质的工厂，但是，合成蛋白质的原料——20种氨基酸与mRNA的碱基之间缺乏特殊的亲和力。因此，需要转运RNA把氨基酸搬运到核糖体中的mRNA上 rRNA 核糖体RNA（rRNA）和蛋白质共同组成的复合体就是核糖体，核糖体是蛋白质合成的场所。
研究生-分子生物学Ⅱ笔记整理版
分子生物学Ⅱ 专题一细胞通讯与细胞信号转导（一）名词解释 （1）信号分子(signal molecule)：是指在细胞间或细胞内进行信息传递的化学物质。 （2）受体（receptor）：是指细胞中能识别信息分子，并与之特异结合、引起相应生物效应的蛋白质。 （3）蛋白激酶（protein kinase）：是指使蛋白质磷酸化的酶。 （二）简答分析 （1）细胞通讯的方式及每种作用方式的特点。 答： （2）膜受体介导的信息传递途径的基本规律。
答：配体→膜受体→第二信使→效应蛋白→效应。（3）试以肾上腺素、干扰素、胰岛素、心纳素为例，阐述其信息转导过程。 答：①肾上腺素：cAMP-PKA途径； 过程：首先肾上腺素与其受体结合，使G蛋白被激活；然后G蛋白与膜上的腺苷酸环化酶相互作用，后者将ATP转化为cAMP；最后cAMP磷酸化PKA，从而产生一系列生物学效应。 ②胰岛素：受体型TPK途径； 过程：胰岛素与其靶细胞上的受体结合后，可使其受体中的TPK激活，随后通过下游的Ras途径继续传递信号，直至发生相应的生物学效应。 ③干扰素：Jak-STAT途径； 过程：首先干扰素与受体结合导致受体二聚化，然后受体使JAK（细胞内TPK）激活，接着JAK将下游的STAT磷酸化形成二聚体，暴露出入核信号，最后STAT进入核内，调节基因表达，产生生物学效应。 ④心钠素：cGMP-PKG途径； 过程：心钠素与其受体结合，由于该受体属于GC型酶偶联受体，具有鸟苷酸环化酶的的活性，因此结合后可直接将GTP转化为cGMP，进而激活下游的PKG，最终产生一系列的生物学效应。
（4）类固醇激素是如何调控基因表达的？ 答：类固醇激素穿膜后与细胞内（或核内）受体结合，使受体变构形成激素受体活性复合物并进入细胞核中，然后以TF的形式作用于特异的DNA序列，从而调控基因表达。 专题二基因分析的策略 （一）名词解释 （1）分子杂交（molecular hybridization）：是指具有一定同源序列的两条核酸单链（DNA或RNA）在一定条件下，按碱基互补配对原则经退火处理，形成异质双链的过程。（2）核酸分子杂交技术：是指采用杂交的手段（方式），用一已知序列的DNA或RNA片段（探针）来测检样品中未知核苷酸顺序。 （3）探针（Probe）：是指用来检测某特定核苷酸序列的标记DNA或RNA片段。 （4）增色效应：是指DNA变性时260nm紫外吸收值增加的现象。 （5）解链温度（Tm）：是指加热DNA溶液，使其对260nm 紫外光的吸光度达到其最大值一半时的温度，即50%DNA 分子发生变性的温度。 （6）转基因：是指是借助基因工程将确定的外源基因导入
(完整word版)医学分子生物学
医学分子生物学 名词解释： 结构基因(structural genes)： 可被转录形成 mRNA，并转译成多肽链，构成各种结构蛋白质，催化各种生化反应的酶和激素等。 ORF 开放阅读框架（ open reading frame，ORF ）： 是指DNA链上，由蛋白质合成的起始密码开始，到终止密码为止的一个连续编码。 C值(C-value)： 一种生物体单倍体基因组DNA的总量，用以衡量基因组的大小。 C值矛盾/ C值悖论： C值和生物结构或组成的复杂性不一致的现象。 基因组（genome）： 是指生物体全套遗传信息，包括所有基因和基因间的区域 重叠基因 是指同一段DNA片段能够参与编码两种甚至两种以上的蛋白质分子。 SNP单核苷酸多态性（singl e nucleotid e polymorphism） 是由基因组DNA上的单个碱基的变异引起的DNA序列多态性。是人群中个体差异最具代表性的DNA多态性，相当一部分还直接或间接与个体的表型差异、对疾病的易感性或抵抗能力、对药物的反应性等相关。SNP被认为是一种能稳定遗传的早期突变 蛋白质组(proteomics): 指应用各种技术手段来研究蛋白质组的一门新兴科学，其目的是从整体的角度分析细胞内动态变化的蛋白质组成成份、表达水平与修饰状态，了解蛋白质之间的相互作用与联系，揭示蛋白质功能与细胞生命活动规律. 质谱技术mass spectrometry,MS 样品分子离子化后，根据不同离子间质核比（m/z）的差异来分离并确定分子量 开放阅读框=ORF 基因工程
又称为重组DNA技术，是指将外源基因通过体外重组后导入受体细胞，并使其能在受体细胞内复制和表达的技术。 限制性核酸内切酶(restriction endonuclease, RE) 是一类能识别和切割双链DNA特定核苷酸序列的核酸水解酶。 逆转录酶 依赖RNA的DNA聚合酶，它以RNA为模板、4种dNTP为底物，催化合成DNA，其功能主要有：1)逆转录作用；2)核酸酶H的水解作用；3)依赖DNA的DNA聚合酶作用。 粘性末端 被限制酶切割后突出的部分就是粘性末端（来自360问答） 载体vector 指能携带外源DNA片段导入宿主细胞进行扩增或表达的工具。载体的本质为DNA。多克隆位点 载体上具有多个限制酶的单一切点（即在载体的其他部位无这些酶的相同切点）称为多克隆位点 报告基因（reporter gene）： 是指处于待测基因下游并通过转录和表达水平来反映上游待测基因功能的基因，又称报道基因。 转化 以质粒DNA或以它为载体构建的重组子导入细菌的过程称为转化（transformation） 感受态细胞 细胞膜结构改变、通透性增加并具有摄取外源DNA能力的细胞称谓感受态细胞(competent cell)。 碱裂解法 在NaOH提供的高pH（12.0～12.6）条件下，用强阳离子去垢剂SDS破坏细胞壁，裂解细胞，与NaOH共同使宿主细胞的蛋白质与染色体DNA发生变性，释放出质粒DNA。 核酸变性 变性（denaturation）:在某些理化因素的作用下，维系DNA分子二级结构的氢键和碱基堆积力受到破坏，DNA由双螺旋变成单链过程。 核酸复性
分子生物学笔记完全版
分子生物学笔记 第一章基因的结构 第一节基因和基因组 一、基因(gene) 是合成一种功能蛋白或RNA分子所必须的全部DNA序列． 一个典型的真核基因包括 ①编码序列—外显子(exon) ②插入外显子之间的非编码序列—内合子(intron) ③5'-端和3'-端非翻译区(UTR) ④调控序列(可位于上述三种序列中) 绝大多数真核基因是断裂基因(split-gene)，外显子不连续。 二、基因组(genome) 一特定生物体的整套(单倍体)遗传物质的总和，基因组的大小用全部DNA的碱基对总数表示。人基因组3X1 09(30亿bp)，共编码约10万个基因。 每种真核生物的单倍体基因组中的全部DNA量称为C值，与进化的复杂性并不一致(C-value Paradox)。 人类基因组计划（human genome project, HGP） 基因组学（genomics）,结构基因组学（structural genomics）和功能基因组学（functional genomics）。 蛋白质组（proteome）和蛋白质组学（proteomics） 第二节真核生物基因组 一、真核生物基因组的特点：， ①真核基因组DNA在细胞核内处于以核小体为基本单位的染色体结构中． ②真核基因组中，编码序列只占整个基因组的很小部分(2—3％)， 三、基因家族(gene family) 一组功能相似且核苷酸序列具有同源性的基因．可能由某一共同祖先基因(ancestral gene)经重复(duplication)和突变产生。 基因家族的特点： ①基因家族的成员可以串联排列在一起，形成基因簇(gene cluster)或串联重复基因(tandemly repeated genes)，如rRNA、tRNA和组蛋白的基因；②有些基因家族的成员也可位于不同的染色体上，如珠蛋白基因；③有些成员不产生有功能的基因产物，这种基因称为假基因(Pseudogene)．Ψa1表示与a1相似的假基因． 四、超基因家族(Supergene family ，Superfamily) 由基因家族和单基因组成的大基因家族，结构上有程度不等的同源性，但功能不同． 第四节细菌和病毒基因组 一、细菌基因组的特点。 1．功能相关的几个结构基因往往串联在—起，受它们上游的共同调控区控制，形成操纵子结构， 2．结构基因中没有内含子，也无重叠现象。 3．细菌DNA大部分为编码序列。 二、病毒基因组的特点 1．每种病毒只有一种核酸，或者DNA，或者RNA； 2．病毒核酸大小差别很大，3X103一3X106bp； 3．除逆病毒外，所有病毒基因都是单拷贝的。 4．大部份病毒核酸是由一条双链或单链分子(RNA或DNA)，仅少数RNA病毒由几个核酸片段组成． 5．真核病毒基因有内含子，而噬菌体（感染细菌的病毒）基因中无内含子． 6．有重叠基因． 第五节染色质和染色体 (二)组蛋白(histone)：一类小的带有丰富正电荷<富含Lys，Arg)的核蛋白，与DNA有高亲和力． (二)．端粒(telomere)：真核生物线状染色体分子末端的DNA区域 端粒DNA的特点： 1、由富含G的简单串联重复序列组成(长达数kb)． 人的端粒DNA重复序列：TTAGGC。
完整word版,分子生物学总结完整版,推荐文档
分子生物学 第一章绪论 分子生物学研究内容有哪些方面？ 1、结构分子生物学； 2、基因表达的调节与控制； 3、DNA重组技术及其应用； 4、结构基因组学、功能基因组学、生物信息学、系统生物学 第二章DNA and Chromosome 1、DNA的变性：在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程。 2、DNA复性：变性DNA在适当条件下，分开的两条单链分子按照碱基互补原则重新恢复天然的双螺旋构象的现象。 3、Tm(熔链温度)：DNA加热变性时，紫外吸收达到最大值的一半时的温度，即DNA分子内50%的双链结构被解开成单链分子时的温度） 4、退火：热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，称为退火 5、假基因：基因组中存在的一段与正常基因非常相似但不能表达的DNA序列。以Ψ来表示。 6、C值矛盾或C值悖论:C值的大小与生物的复杂度和进化的地位并不一致，称为C值矛盾或C值悖论(C-Value Paradox)。 7、转座：可移动因子介导的遗传物质的重排现象。 8、转座子：染色体、质粒或噬菌体上可以转移位置的遗传成分 9、DNA二级结构的特点：1）DNA分子是由两条相互平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成；2）DNA分子中的脱氧核苷酸和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架，碱基排列在外侧；3）DNA分子表面有大沟和小沟；4）两条链间存在碱基互补，通过氢键连系，且A=T、G ≡ C（碱基互补原则）；5）螺旋的螺距为3.4nm，直径为2nm，相邻两个碱基对之间的垂直距离为0.34nm，每圈螺旋包含10个碱基对；6）碱基平面与螺旋纵轴接近垂直，糖环平面接近平行 10、真核生物基因组结构：编码蛋白质或RNA的编码序列和非编码序列，包括编码区两侧的调控序列和编码序列间的间隔序列。 特点：1）真核基因组结构庞大哺乳类生物大于2X109bp；2）单顺反子（单顺反子：一个基因单独转录，一个基因一条mRNA，翻译成一条多肽链；）3）基因不连续性断裂基因（interrupted gene）、内含子(intron)、外显子(exon)；4）非编码区较多，多于编码序列(9:1) 5）含有大量重复序列 11、Histon(组蛋白)特点：极端保守性、无组织特异性、氨基酸分布的不对称性、可修饰作用、富含Lys的H5 12、核小体组成：由组蛋白和200bp DNA组成 13、转座的机制：转座时发生的插入作用有一个普遍的特征，那就是受体分子中有一段很短的被称为靶序列的DNA会被复制，使插入的转座子位于两个重复的靶序列之间。 复制型转座：整个转座子被复制，所移动和转位的仅为原转座子的拷贝。 非复制型转座：原始转座子作为一个可移动的实体直接被移位。 第三章DNA Replication and repair 1、半保留复制：DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模板(template)按碱
医学分子生物学-整理笔记
第2章基因、基因组和基因组学 基因(gene)：携带有遗传信息的DNA或RNA序列，也称为遗传因子。基因是合成有功能的蛋白质或RNA所必 需的全部DNA，包括编码蛋白质或RNA的核酸序列，也包括为保证转录所必需的调控序列。基因的功能：传递遗 传信息，控制个体性状表现。结构基因(structural genes)：可被转录形成mRNA，并转译成多肽链，构成各种结构 蛋白质，催化各种生化反应的酶和激素等。调节基因(regulatory genes) ：某些可调节控制结构基因表达的基因。 其突变可影响一个或多个结构基因的功能，或导致一个或多个蛋白质(或酶)量的改变。eg. miRNA, siRNA, piRNA 核糖体RNA 基因(ribosomal RNA genes) 与转运RNA 基因(transfer RNA genes)：只转录产生相应的RNA而不翻 译成多肽链。真核生物的RNA聚合酶( 3种)：RNA 聚Array合酶I, II, III. 开放阅读框架(open reading frame，ORF)：在DNA 链上，由蛋白质合成的起始密码开始，到终止密码为 止的一个连续编码序列。断裂基(split gene)：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。 基因组(genome)：一个细胞内的全部遗传信息，包括染色体基因组和染色体外基因组。基因组中的DNA包括 编码序列和非编码序列。部分病毒基因组--RNA。 C值(C-value)：一种生物体单倍体基因组DNA的总量，用以衡量基因组的大小。通常，进化程度越高的生物其基因组越大，但从总体上说，生物基因组的大小同生物在进化上所处地位的高低无关。存在C-value paradox （C值悖理）。生物复杂性越高，其基因的密度越低。 病毒基因组的大小: 与细菌或真核细胞相比，病毒的基因组很小。不同的病毒之间基因组大小相差很大。乙肝病 毒DNA：3kb，编码4种蛋白质；痘病毒的基因组：300kb，编码几百种蛋白质。病毒基因组的大小通常与其对宿主 的依赖程度有关，基因组越大，依赖性越小。RNA 病毒基因组编码序列具有节段性:有些病毒的基因组RNA由 不连续的几条核酸链组成（如流感病毒，轮状病毒等）。分段基因组的病毒一般感染效率较低；分段基因组容易 发生重组，故病毒容易变异。目前未发现DNA病毒有此状况。 病毒基因存在基因重叠:基因重叠：同一段DNA片段能够参与编码两种甚至两种以上的蛋白质分子。这种现象在 其它的生物细胞中仅见于线粒体和质粒DNA。此结构意义在于使较小的基因组能够携带较多的遗传信息。基因重 叠的方式:1）一个基因完全在另一个基因里面。2）几个基因部分重叠。3）两个基因之间只有一个碱基重叠。重 叠基因的DNA序列可能大部分相同，但由于翻译时的读码框架不同、或起始部位不同而产生不同的蛋白质。有些 真核病毒的部分序列，对某一个基因来说是内含子，而对另一个基因而言却是外显子。病毒基因组的大部分序列 具有编码功能：病毒基因组的大部分是用来编码蛋白质的，只有非常小的一部份没有编码翻译功能。ΦX174基因 组中不编码的序列只占217/5375。乳头瘤病毒基因组约8.0Kb，其中不编码的部分约为1.0kb。少数真核生物病毒 的基因组也存在内含子结构。 病毒基因组的转录单元是多顺反子:多顺反子mRNA (polycistronie mRNA) ：病毒基因组DNA序列中功能上相关 的蛋白质的基因或rRNA的基因往往丛集在基因组的一个或几个特定的部位，形成一个功能单位或转录单元。它们 可被一起转录成含有多个mRNA 的分子。 病毒基因组都是单倍体：除了逆转录病毒以外，一切病毒基因组都是单倍体，每个基因在病毒颗粒中只出现一次。 逆转录病毒带有逆转录酶，能使RNA反向转录生成DNA，因此其基因组可拥有两个拷贝。噬菌体基因具有连续性： 噬菌体的基因是连续的，而真核细胞病毒的基因是不连续的，具有内含子。 原核生物基因组通常比较简单，其基因组大小在106bp～107bp之间，所包含的基因数目几百个到数千个之间。原 核生物基因组通常由一条环状的双链DNA分子组成，在细胞中与蛋白质结合成染色体的形式，在细胞内形成一个
现代分子生物学笔记(基础理论部分)汇总
第二章染色体与DNA 第一节染色体 1、真核细胞的染色体具有如下性质：分子结构相对稳定；能够自我复制，使亲子代保持连 续性；能指导蛋白质的合成，从而控制生命过程；能产生可遗传的变异。 2、染色体上的蛋白质包括组蛋白和非组蛋白。组蛋白是染色体的结构蛋白，它与DNA组成核小体。组蛋白分为H1、H2A、H2B、H 3、H4。 组蛋白：histones真和生物体细胞染色质中的碱性蛋白质含精氨酸和赖氨酸等碱性氨基酸特 别多，二者加起来约为所有氨基酸残基的四分之一。 3、组蛋白的一般特性： ○1进化上的极端保守：不同种生物组蛋白的氨基酸组成是十分相似的，特别是H3、H4 可能对稳定真核生物的染色体结构起重要作用。 ○2无组织特异性 ○3肽链上氨基酸分布的不对称性 ○4存在较普遍的修饰作用 ○5富含赖氨酸的组蛋白H5 4、非组蛋白：主要包括与复制和转录有关的酶类、与细胞分裂有关的蛋白等。 5、真核生物基因组DNA： 真核细胞基因组的最大特点是它含有大量的重复序列，而且功能DNA序列大多被不编码蛋白质的非功能DNA所隔开。人们把一种生物单倍体基因组DNA的总值称为C值。在真核生物中C值一般是随生物进化而增加的，高等生物的C值一般大于低等生物，但某些两栖 类的C值甚至比哺乳类还大，这就是著名的“Ｃ值反常现象”。 6、真核细胞DNA序列可分为三类： ○1不重复序列：在单倍体基因组里，一般只有一个或几个拷贝，占DNA总量的40%~80%。结构基因基本上属于不重复序列。 ○2中度重复序列：重复次数在10~104之间，占DNA总量的10%~40%，各种rRNA、tRNA 以及某些结构基因（如组蛋白基因）都属于此类。 ○3高度重复序列：如卫星DNA。只在真核生物中出现占基因组的10%~60%，由10~60个碱基组成，在DNA链上串联重复高达数百万次，这类DNA高度浓缩，是异染色质的组成部分，可能与染色体的稳定性有关。 7、染色质与核小体：染色质纤维细丝是由DNA和组蛋白构成，DNA和组蛋白构成核小体，核小体连成念珠状构成染色质。 ○1核小体的装配过程： 两分子的H3和两分子的H4先形成四聚体，然后由H2A和H2B构成的异二聚体在该四聚体 的两侧分别结合而形成八聚体。长146bp的DNA按左手螺旋盘绕在八聚体上 1.8圈，形成核小体的核心颗粒，每圈约80bp。核心颗粒两端的DNA各有11bp与H1结合，形成完整的核小体。核小体的形成是染色体压缩的第一个阶段。 ○2染色体的压缩： DNA双链以左手螺旋盘绕在组蛋白形成的八聚体核心上即核小体------念珠状结构-----核小体结构进一步盘绕折叠形成染色质丝----组成突环----玫瑰花结------螺线圈-----由螺线圈组成染色单体。 8、真核生物基因组的特点: ○1真核基因组庞大，一般都远大于原核生物的基因组 ○2真核基因组存在大量的重复序列
分子生物学笔记：表观遗传
表观遗传学 表观遗传（epigenetics）是指DNA序列不发生变化，但基因表达却发生了可遗传的改变。这种改变是细胞内除了遗传信息以外的其他可遗传物质发生的改变，且这种改变在发育和细胞增殖过程中能稳定传递。 概述 在表观遗传中，DNA序列不发生变化，但基因表达却发生了可遗传的改变。DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶的作用下，在基因组CpG二核苷酸的胞嘧啶5'碳位以共价键结合一个甲基基团。正常情况下，人类基因组中的“垃圾”序列的CpG二核苷酸相对稀少，并且总是处于甲基化状态；与之相反，人类基因组中大小为100-1000 bp左右且富含CpG二核苷酸的CpG岛则总是处于未甲基化状态，并且与56%的人类基因组编码基因相关。人类基因组序列草图分析结果表明，人类基因组CpG岛约为28890个，大部分染色体每1 Mb就有5-15个CpG岛，平均值为每Mb 含10.5个CpG岛，CpG岛的数目与基因密度有良好的对应关系。由于DNA甲基化与人类发育和肿瘤疾病的密切关系，特别是CpG岛甲基化所致抑癌基因转录失活问题，DNA甲基化已经成为表观遗传学和表观基因组学的重要研究内容。特点 DNA双螺旋结构的发现和重组DNA技术、PCR技术的产生促进了分子遗传学的发展。几十年来，人们一直认为基因决定着生命过程中所需要的各种蛋白质，决定着生命体的表型。但随着研究的不断深入，科研人员也发现一些无法解释的现象：马、驴正反交的后代差别较大；同卵双生的两人具有完全相同的基因组，在同样的环境中长大后，他们在性格、健康等方面却会有较大的差异。这些现象并不符合经典遗传学理论预期的结果，提示在某些情况下，基因的碱基序列不发生改变，但生物体的一些表型却可以发生了变化。此外，研究还发现有些特征只是由一个亲本的基因来决定，而源自另一亲本的基因却保持“沉默”。人们对于这样一些现象都无法用经典的遗传学理论去阐明。 遗传学中的一个前沿领域：表观遗传学（Epigenetics），为人们提供了解答这类问题的新思路。表观遗传学是研究表观遗传变异的遗传学分支学科。表观遗传变异（epigenetic variation）是指，在基因的DNA序列没有发生改变的情况下，基因功能发生了可遗传的变化，并最终导致了表型的变化。它并不符合孟德尔遗传规律的核内遗传。由此我们可以认为，基因组含有两类遗传信息，一类是传统意义上的遗传信息，即DNA 序列所提供的遗传信息；另一类是表观遗传学信息，它提供了何时、何地、以何种方式去应用遗传信息的指令。 研究对象 非基因序列改变的表观遗传分子机制包括： DNA甲基化(Methylation of DNA）：为DNA化学修饰的一种形式，能够在不改变DNA序列的前提下，改变遗传表现。 RNA干扰(RNA interference）：是指一种分子生物学上由双链RNA诱发的基因沉默现象。 组蛋白质修饰(Protein Modification）：通过改变蛋白结构，而引致蛋白质产生不同的作用和特性，例如：疯牛症蛋白异变。 染色质改型：组蛋白乙酰化(Histone Acetylation）：染色体透过增加又改变结构，减少或增加基因与蛋白质接触，从而控制基因表现。 研究成果 基因组印记与癌症 印记丢失不仅影响胚胎发育并可诱发出生后的发育异常，从而导致癌症发生。如果抑癌基因有活性的等位基因失活便提高了发生癌症的几率，例如IGF2基因印记丢失将导致多种肿瘤，如Wilm’s 瘤。和印记丢失相关的疾病还有成神经细胞瘤，急性早幼粒细胞性白血病，横纹肌肉瘤和散发的骨肉瘤等。 与基因组印记相关的疾病常常是由于印记丢失导致两个等位基因同时表达，或突变导致有活性的等位基因失活所致。调控基因簇的印记中心发生突变将导致一系列基因不表达，引发复杂综合征。基因组印记的本质仍为DNA修饰和蛋白修饰，所以和印记相关的蛋白发生突变也将导致表观遗传疾病。 染色质重塑 核小体结构的存在为染色质包装提供了便利，但DNA与组蛋白八聚体紧密结合却为基因的表达设置了障碍，要打破这一 障碍获得有活性的染色质结构，可通过染色质重塑来实现。染色质重塑是指在能量驱动下核小体的置换或重新排列。它改变了核小体在基因启动子区的排列，增加了基础转录装置和启动子的可接近性。染色质重塑的发生和组