分子生物学总结(朱玉贤版)(2020年10月整理).pdf

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分子生物学总结

分子生物学总结

分子生物学总结分子生物学总结1.分子生物学的三大原则根据“序列假说”、“中心法则”这两个基本原则,分子生物学作为所有生命物质的共性学科遵循“三大原则:其一,构成生物大分子的单体是相同的。

在动物、植物、微生物3大系统的所有生物物种间都具有共同的核酸语言,即构成核酸大分子的单体均是A、T(U)、C、G。

所有生物物种间都具有共同的蛋白质语言,即构成蛋白质大分子的单体均是20种基本氨基酸。

其二,生物大分子单体的排列决定了不同生物性状的差异和个性特征。

其三,所有遗传信息表达的中心法是相同的。

2.简述Morgan基因论经典基因概念:即基因是孤立的排列在染色体上的实体,是具有特定功能的,能独立发生突变和遗传交换的,“三位一体”的、最小的遗传单位。

3.简述“顺反子假说”的主要内容顺反子理论认为:基因(即顺反子)是染色体上的一个区段,在一个顺反子内有若干个交换单位,最小的交换单位被称为交换子。

在一个顺反子中有若干个突变单位,最小的突变单位被称为突变子。

在一个顺反子结构区域内,若果发生突变就会导致功能丧失,所以顺反子即基因只是一个具有特定功能的、完整的、不可分割的最小的遗传单位。

4.名词解释:等位基因、全同等位基因、非全同等位基因等位基因(allele):同一座位存在的两个不同状态的基因全同等位基因(homoallele):在同一基因座位(locus)中,同一突变位点(site)向不同方向发生突变所形成的等位基因非全同等位基因(heteroallele):在同一基因座位(locus)中,不同突变位点(site)发生突变所形成的等位基因5.简述DNA作为遗传物质的优点(自然选择的优势)DNA作为主要的遗传物质的优点在于:1)储存遗传信息量大,在1kb DNA序列中,就可能编码出41000种遗传信息2)以A / T, C / G 互补配对形成的双螺旋,结构稳定,利于复制,便于转录,可以突变以求不断进化,方便修复以求遗传稳定;3)核糖的2’ – OH 脱氧,使其在水中的稳定性高于RNA,DNA 中有T无U,消除了C突变为U带来进化中的负担和潜在危险。

2024年度-朱玉贤现代分子生物学第四版

2024年度-朱玉贤现代分子生物学第四版
包括去除信号肽、二硫键的形成、化学修饰和剪切等。去除信号肽是某些分泌蛋白和膜蛋白合成时的 重要步骤;二硫键的形成对于稳定蛋白质的三级结构具有重要作用;化学修饰如磷酸化、糖基化等可 以影响蛋白质的活性、稳定性和定位;剪切可以产生具有不同功能的蛋白质片段。
蛋白质翻译后加工的意义
对于蛋白质的成熟、定位和功能发挥具有重要作用。例如,信号肽的去除可以使蛋白质从细胞内分泌 到细胞外或定位到细胞膜上;化学修饰可以调控蛋白质的活性和稳定性,从而影响细胞的生理功能; 剪切可以产生具有不同功能的蛋白质片段,增加蛋白质的多样性。
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转录与转录后加工的调控
转录的调控主要通过转录 因子与DNA的结合来实 现,可以影响RNA聚合酶 的活性和选择性。
转录和转录后加工的调控 具有协同作用,可以共同 调节基因的表达水平和蛋 白质的功能。
ABCD
转录后加工的调控涉及多 种蛋白质和RNA的相互作 用,可以影响RNA的加工 效率和产物种类。
29
基因工程与基因组学的应用前景
农牧业领域
通过基因工程改良作物和畜禽品种, 提高产量和品质,增强抗逆性;应用 基因组学解析重要农艺性状形成的分 子机制,指导新品种选育。
工业领域
利用基因工程生产工业酶、生物燃料 和生物材料等;应用基因组学优化工 业生产过程和开发新产品。
医学领域
基因工程可用于生产重组蛋白药物、 基因诊断和基因治疗等;基因组学可 用于解析人类疾病的遗传基础,发现 新的治疗靶点和药物。
异常的转录和转录后加工 调控可能导致疾病的发生 ,如癌症、遗传性疾病等 。
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05
蛋白质翻译与翻译后加工
19
蛋白质翻译的过程与特点
蛋白质翻译的过程
起始、延长和终止三个阶段。起始阶段,核糖体与mRNA结合,形成起始复合物;延长阶段,tRNA携带氨基酸 进入核糖体,进行肽链的延伸;终止阶段,释放完成翻译的蛋白质。

现代分子生物学笔记朱玉贤

现代分子生物学笔记朱玉贤

第一章绪论分子生物学分子生物学的基本含义 (p8)分子生物学是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学,是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘,由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科。

分子生物学与其它学科的关系分子生物学是由生物化学、生物物理学、遗传学、微生物学、细胞学、以至信息科学等多学科相互渗透、综合融会而产生并发展起来的,凝聚了不同学科专长的科学家的共同努力。

它虽产生于上述各个学科,但已形成它独特的理论体系和研究手段,成为一个独立的学科。

生物化学与分子生物学关系最为密切 :生物化学是从化学角度研究生命现象的科学,它着重研究生物体内各种生物分子的结构、转变与新陈代谢。

传统生物化学的中心内容是代谢,包括糖、脂类、氨基酸、核苷酸、以及能量代谢等与生理功能的联系。

分子生物学则着重阐明生命的本质----主要研究生物大分子核酸与蛋白质的结构与功能、生命信息的传递和调控。

细胞生物学与分子生物学关系也十分密切:传统的细胞生物学主要研究细胞和亚细胞器的形态、结构与功能。

探讨组成细胞的分子结构比单纯观察大体结构能更加深入认识细胞的结构与功能,因此现代细胞生物学的发展越来越多地应用分子生物学的理论和方法。

分子生物学则是从研究各个生物大分子的结构入手,但各个分子不能孤立发挥作用,生命绝非组成成分的随意加和或混合,分子生物学还需要进一步研究各生物分子间的高层次组织和相互作用,尤其是细胞整体反应的分子机理,这在某种程度上是向细胞生物学的靠拢。

第一章序论1859年发表了《物种起源》,用事实证明“物竞天择,适者生存”的进化论思想。

指出:物种的变异是由于大自然的环境和生物群体的生存竞争造成的,彻底否定了“创世说”。

达尔文第一个认识到生物世界的不连续性。

意义:达尔文关于生物进化的学说及其唯物主义的物种起源理论,是生物科学史上最伟大的创举之一,具有不可磨灭的贡献。

细胞学说细胞学说的建立及其意义德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺共同提出:一切植物、动物都是由细胞组成的,细胞是一切动植物的基本单位。

分子生物学总结(一)2024

分子生物学总结(一)2024

分子生物学总结(一)引言概述:分子生物学是现代生物学研究的重要分支领域,通过研究生物体内的生物大分子(如核酸、蛋白质等)的结构、功能和相互作用等问题,揭示生物体内生命活动的分子基础。

本文将对分子生物学的核心概念进行总结,包括DNA、RNA、蛋白质、基因调控以及分子遗传学等五个方面。

正文:一、DNA1. DNA的结构:双螺旋结构、碱基配对、磷酸二酯桥、五碱基2. DNA复制:半保留复制、DNA聚合酶、起始子、复制泡3. DNA修复:直接修复、错配修复、碱基切除修复4. DNA重组:同源重组、非同源重组、错配修复5. DNA技术:PCR、DNA测序、基因工程二、RNA1. RNA的功能:信息传递、信息储存、酶催化、调控基因表达2. mRNA的合成:转录、RNA聚合酶、启动子、转录因子3. rRNA和tRNA:核糖体、蛋白质合成、翻译、启动子、终止子4. RNA修饰:剪接、剪切体、甲基化、翻译后修饰5. RNA干扰:siRNA、miRNA、RNA干涉三、蛋白质1. 蛋白质的结构:氨基酸序列、一级、二级、三级结构、蛋白质域2. 蛋白质的合成:翻译、核糖体、启动子、终止子3. 蛋白质的修饰:磷酸化、乙酰化、甲基化、糖基化4. 蛋白质的折叠:分子伴侣、伽马泡沫5. 蛋白质的功能:结构蛋白、酶、激素、抗体四、基因调控1. 转录的调控:启动子、转录因子、转录抑制因子2. 转录后调控:剪接、RNA降解、RNA干涉、翻译调控3. 染色质的结构:DNA甲基化、组蛋白修饰、染色体构象4. 染色质的调控:修饰酶、组蛋白翻译因子、染色质重塑5. 表观遗传调控:组蛋白甲基化、组蛋白乙酰化、DNA甲基化五、分子遗传学1. 遗传信息的传递:基因、等位基因、基因型、表型2. 突变:点突变、重组、演化3. 基因家族:同源基因、家族扩张、功能分化4. 基因表达调控:转录因子、miRNA、表观遗传调控5. 分子进化:基因演化、分子钟、系统发育总结:通过对分子生物学核心概念的总结,我们了解到DNA、RNA和蛋白质在生物体内起着重要的功能和调控作用,而基因调控和分子遗传学则是揭示生物体内分子基础和发展演化的重要研究领域。

分子生物学总结

分子生物学总结

名词解释:核酸:是由多个核苷酸以3’,5’-磷酸二酯键聚合成的多聚核苷酸,相邻二个核苷酸之间以3’,5’-磷酸二酯键连接。

熔解温度:热变性使DNA有一半分子双链解开所需温度称为熔解温度(简写Tm)。

杂交分子:复性DNA中,如果两条链来源不同,就叫做杂交分子。

超螺旋结构:绝大多数原核生物DNA都是共价封闭环状分子,双螺旋环状分子螺旋化成为超螺旋结构。

组蛋白:是一类富含Arg和Lys的带正电荷(碱性蛋白)的小蛋白。

分为H1、H2A、H2B、H3、H4共5种基本类型,其中H3、H4富含精氨酸,H1富含赖氨酸;H2A、H2B介于两者之间。

每种生物中的组蛋白差异很小。

连接区DNA:在DNA被降解至160bp以后,提取物中H1丢失,表明H1位于“裸露”DNA 与核心颗粒的毗邻区,即核心颗粒外,“裸露”的DNA长度为60bp左右,称为连接区DNA。

复制起点:DNA复制是从DNA分子上特定位置开始,此位置称复制起点(ori)。

引发酶:DNA polα主要负责RNA引物合成,能起始前导链和滞后链的合成,具有引发、延伸的双重功能。

点突变:是DNA上单一碱基的变异。

DNA修复:是细胞对DNA受损伤后的一种反应,它能使DNA恢复原样,重新执行它原来的功能。

错配修复:是以模板链的信息来纠正新合成链错配碱基的一种修复方式。

SOS修复:是DNA受到严重损伤、细胞处于危急状态时所诱导的一种DNA修复方式,修复结果只是能维持基因组的完整性,但留下的错误较多,又称为错误倾向修复,使细胞有较高的突变率。

发夹:RNA为线性单链分子,极少有环状RNA分子,RNA分子中可形成短双螺旋部分。

mRNA:信使RNA,编码一个或多个蛋白质,将DNA的信息传递给蛋白质,寿命很短。

DNA转录:以DNA的一股为模板合成一条互补RNA的过程,转录后的RNA序列中的U与DNA的A配对。

RNA复制:以RNA为模板合成RNA。

单顺反子:真核生物转录生成的mRNA为单顺反子。

分子生物学总结

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1、分子生物学的主要研究内容⏹结构分子生物学:是研究生物大分子特定的空间结构及结构的运动变化与其生物学功能关系的科学。

包括结构的测定、结构运动变化规律的探索及结构与功能相互关系的建立。

⏹基因表达与调控基因表达实质上就是遗传信息的转录和翻译;在个体发育过程中生物遗传信息的表达按一定的时序发生变化(时序调控),并随着内外环境的变化而不断的加以修正(环境调控)。

⏹DNA重组技术:是将不同的DNA片段(如基因或基因的一部分)按照人们的设计定向的连接起来,在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达,产生影响受体细胞的新的遗传性状。

⏹确定了生物遗传的物质是DNA而不是蛋白质2 证明DNA是遗传物质的两个关键性实验:• 美国Avery用肺炎球菌感染小鼠。

• 美国Hershey用T2噬菌体感染大肠杆菌。

这两个实验主要的论点证据是:生物体吸收的外源DNA改变了其遗传潜能。

3.DNA聚合酶的关键特征忠实性(Fidelity)DNA聚合酶的聚合活性和3’- 5’的校阅活性保证了DNA合成的精确性。

催化效率DNA聚合酶催化活性依赖于聚合酶的延伸能力(Processivity)4.DNA复制的起始阶段• 复制是从DNA分子上的特定部位开始的,复制起始点(originof replication)常用ori或o表示,称为复制子或复制单元(replicon)。

• 在原核细胞中只有一个复制起始点,一个复制子。

• 在真核生物中复制是从许多起始点同时开始的,即有多个复制子。

5.真核生物中DNA的复制特点1、真核生物每条染色体上有多个复制起点,多复制子2、真核生物染色体在全部复制完之前,各个起始点不再重新开始DNA复制;而在快速生长的原核生物中,复制起点可以连续开始新的复制(多复制叉)。

真核生物快速生长时,往往采用更多的复制起点。

3、真核生物有多种DNA聚合酶。

6.聚合酶链式反应(PCR)技术聚合酶链式反应是快速扩增DNA序列最常用的方法。

分子生物学总结完整版

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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 Chromosome1、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H512、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。

分子生物学总结

分子生物学总结

1名词解释:1 分子生物学:是一门从分子水平研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律的科学。

广义是指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。

狭义是指研究基因或DNA 的复制转录和调控等过程的学科2 医学分子生物学:是分子生物学的一个重要分支,又是一门新兴交叉学科。

它是从分子水平上研究人体在正常和疾病状态下的生命活动及其规律,从分子水平开展人类疾病的预防、诊断和治疗研究的一门科学。

3酶工程:过去主要是通过生物化学方法从各种材料中提取、制备酶制剂。

现在主要应用基因工程技术制取酶制剂。

4蛋白质工程:过去主要是采用化学方法对纯化的蛋白质进行结构改造,制备出有特定功能的蛋白质。

现在主要应用基因工程技术,从改造目的基因的结构入手,在受体细胞中表达不同结构的蛋白质。

5微生物工程:又称发酵工程是利用微生物特定性状,使微生物产生有用物质或直接用于工业化生产的技术。

6DNA的甲基化:DNA的一级结构中,有一些碱基可以通过加上一个甲基而被修饰,称为DNA的甲基化。

7 CG岛:在整个基因组中存在一些成簇、稳定的非甲基化CG,这类CG称为CG岛。

8 信使RNA:从DNA分子转录的RNA分子中,有一类可作为蛋白质生物合成的模板,称为信使RNA。

9 顺反子:由结构基因转录生成的RNA序列亦称为顺反子。

10帽子结构:5端第1个核苷酸是甲基化鸟嘌呤核苷酸,它以5端三磷酸酯键与第2个核苷酸的5端相连,而不是通常的3、5磷酸二酯键。

11 核酶:在没有任何蛋白质(酶)存在的条件下,某些RNA分子也能催化其自身或其它RNA分子进行化学反应,即某些RNA 具有酶样的催化活性,这类具有催化活力的RNA被命名为核酶。

12 蛋白质的变性:蛋白质分子爱到物理化学因素(如加热、紫外线、高压、有机溶剂、酸、碱等)的影响时,可使维持空间结构的次级键断裂,性质改变,生物活性丧失,称为蛋白质的变性。

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结合着下载的资料复习吧~~~~绪论分子生物学的发展简史Schleiden和Schwann提出“细胞学说”孟德尔提出了“遗传因子”的概念、分离定律、独立分配规律Miescher首次从莱茵河鲑鱼精子中分离出DNAMorgan基因存在于染色体上、连锁遗传规律Avery证明基因就是DNA分子,提出DNA是遗传信息的载体McClintock首次提出转座子或跳跃基因概念Watson和Crick提出DNA双螺旋模型Crick提出了“中心法则”Meselson与Stah用N重同位素证明了DNA复制是一种半保留复制Jacob和Monod提出了著名的乳糖操纵子模型Arber首次发现DNA限制性内切酶的存在Temin和Baltimore发现在病毒中存在以RNA为模板,逆转录成DNA的逆转录酶哪几种经典实验证明了DNA是遗传物质? (Avery等进行的肺炎双球菌转化实验、Hershey 利用放射性同位素35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质外壳和DNA)第二章染色体与DNA第一节染色体一、真核细胞染色体的组成DNA:组蛋白:非组蛋白:RNA = 1:1:(1-1.5):0.05 (一)蛋白质(组蛋白、非组蛋白)(1)组蛋白:H1、H2A、H2B、H3、H4功能:①核小体组蛋白(H2A、H2B、H3、H4)作用是将DNA分子盘绕成核小体②不参加核小体组建的组蛋白H1,在构成核小体时起连接作用(2)非组蛋白:包括以DNA为底物的酶、作用于组蛋白的酶、RNA聚合酶等。

常见的有(HMG蛋白、DNA结合蛋白)二、染色质染色体:分裂期由染色质聚缩形成。

染色质:线性复合结构,间期遗传物质存在形式。

常染色质(着色浅)具间期染色质形态特征和着色特征染色质异染色质(着色深)结构性异染色质兼性异染色质(在整个细胞周期内都处于凝集状态)(特定时期处于凝集状态)三、核小体由H2A、H2B、H3、H4各2 分子组成的八聚体和绕在八聚体外的DNA、一分子H1组成。

八聚体在中央,DNA分子盘绕在外,由此形成核心颗粒。

,H1结合在核心颗粒外侧DNA双链的进出口端,如搭扣将绕在八聚体外DNA链固定,核心颗粒之间的连接部分为连接DNA。

核小体的定位对转录有促进作用中期染色体由着丝粒、染色体臂、次缢痕、随体、端粒(由重复的寡核苷酸序列构成)5部分组成。

核型:指染色体组在有丝分裂中期的表型, 是染色体数目、大小、形态特征的总和。

第二节DNAChargaff定则:(1) 同一生物的不同组织的DNA碱基组成相同(2) 一种生物DNA碱基组成不随生物体的年龄、营养状态或者环境变化而改变(3) [A]=[T]、[G]=[C],总的嘌呤摩尔含量与总的嘧啶摩尔含量相同([A+G]=[C+T])(4)不同生物来源的DNA碱基组成不同,表现在A+T/G+C比值的不同(一)DAN的结构一级结构:四种脱氧核糖核苷酸dAMP、dGMP、dCMP、dTMP,通过3',5'-磷酸二酯键连接起来的直线形或环形多聚体。

某DNA分子的一条多核苷酸链由100个不同的碱基组成,其可能的排列方式有4^100种右手螺旋:A-DNA 、B-DNA(最常见)二级结构:双螺旋结构左手螺旋:Z-DNAB-DNA:(Watson-Crick)92%湿度下的钠盐结构碱基平面与双螺旋的长轴相垂直,碱基间符合碱基互补配对原则,相邻碱基对平面间的距离为0.34nm,双旋旋的螺距为3.4nm,每圈螺旋有10个碱基对,螺旋直径为2.0nm。

A=T(两个氢键),G=C(三个氢键),具大沟和小沟。

A-DNA:相对湿度75%以下的结构,每圈螺旋有11个碱基对,螺体较宽而短,碱基对与中心轴的倾角也不同,呈19°大沟变窄、变深,小沟变宽、变浅。

若DNA 双链中一条链被相应RNA替换,则变构为A-DNA。

(基因表达)Z-DNA:左手螺旋,螺距延长(4.5nm左右),直径变窄(1.8nm),每个螺旋含12个碱基对。

螺旋骨架呈Z字形。

(转录调控)正超螺旋(左旋、双螺旋圈数增加而拧紧)三级结构:双螺旋进一步扭曲形成超螺旋负超螺旋(右旋、减少而拧松,绝大多数)White方程:L=T+WL(Linking number):连环数或称拓扑环绕数,指cccDNA中一条链绕另一条链的总次数。

其特点是:(1)L是整数;(2)在cccDNA中任何拓扑学状态中其值保持不变;(3)右手螺旋对L取正值。

T(Twisting number):缠绕数,DNA一条链绕另一条链的扭转数即双螺旋的圈数。

其特点:(1) 可以是非整数(2) 是变量;W(Writhing number):扭曲数,即超螺旋数,指双螺旋分子在空间上相对于双螺旋轴的扭曲。

特点是:(1)可以是非整数(2)是变量;I型:转变超螺旋为松弛状态拓扑异构酶(改变DNA拓扑异构体的L值)II 型:引入负超螺旋&同I型(二)DNA主要序列类型高度重复序列(卫星DNA、分散高度重复序列)、中度重复序列、低度重复序列、反向重复序列。

(三)DNA的理化性质溶解度:微溶于水,钠盐在水中的溶解度较大。

可溶于2-甲氧乙醇,但不溶于乙醇等一般有机溶剂,常用乙醇从溶液中沉淀核酸。

紫外吸收:DNA钠盐的紫外吸收在260nm附近有最大吸收值核酸的沉降特性(如右图)(四)DNA的变性与复性变性:DNA分子由稳定的双螺旋结构松解为无规则线性结构的现象,不涉及到其一级结构的改变。

伴随变性,会发生增色效应(紫外吸收明显增加)溶液粘度下降等现象。

熔解——DNA加热变性的过程。

溶解温度(Tm):核酸加热变性过程中,紫外光吸收值达到最大值的50%时的温度称为核酸的解链温度。

(G+T含量越高Tm越大:DNA分子序列越均一,变形过程温度范围越窄:溶液的离子强度较低时,Tm值较低。

)复性:热变性DNA一般经缓慢冷却后即可复性,此过程称之为退火影响DNA复性的因素:①温度和时间②DNA浓度↑,复性↑③DNA顺序的复杂性④DNA片段的大小⑤盐的浓度1/k值越大表明反应越慢核酸外切酶酶解: 核酸核酸酶:I型和Ⅲ型限制性内切酶(需要消耗ATP)、Ⅱ型(不需要ATP)DNA的复制Meselson与Stah用N重同位素证明了DNA复制是一种半保留复制(一)基本概念:半保留复制:每个子代分子的一条链来自亲本DNA,另一条则来是新合成的,这种复制方式称半保留复制。

半不连续复制:DNA复制时,一条链连续复制,另一条不连续复制,这种复制方式称先导链:DNA复制时,连续合成的链后随链:不连续合成的链冈崎片段:后随链复制中出现的不连续的DNA片段复制子:从起始点开始至终止点而独立进行复制的单位(细菌只有一个,真核多个)一个复制子只含一个复制起始点,启动单向复制or双向取决于起始点形成一个复制叉or两个。

复制终止点:复制子中控制复制终点的位点θ型——大肠杆菌质粒DNA(二)DNA复制的几种方式滚环型——噬菌体线性DNA(单向、双向),环状DNA D环(D-loop)型——动物线粒体(三)复制的过程(起始、延伸、终止)不能从头开始,必须有引物参与复制的酶:解旋酶、DNA单链结合蛋白质、、引物酶、DNA聚合酶(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)连接酶,拓扑异构酶单链结合蛋白(SSB):防止被解链形成的单链重新配对或被核酸酶降解引物酶(RNA聚合酶)引物是一段RNA分子DnaB+DnaC+DNA复制起始区域+ 引物酶=引发体DNA聚合酶(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)DNA聚合酶ⅠDNA聚合酶ⅡDNA聚合酶Ⅲ5′→3′聚合活性+++3′→5′外切活性+++5′→3′外切活性+--功能修复不详染色体DNA的复制校对去除引物、水解DNA聚合酶有6个结合位点:模板结合位点;引物结合位点;引物3’-OH结合位点;底物dNTP结合位点;5’→3’外切酶结合位点;3'→5'校正位点。

连接酶:DNA聚合酶只能催化多核苷酸链的延长,不能催化各片段间的连接,复制中的单链缺口由DNA连接酶催化,但是它不能催化两条游离链的连接。

原核生物DNA复制的基本过程(1)起始:包括DNA复制起点双链解开及RNA引物的合成(整个DNA复制过程中,只有复制起始受细胞周期的严格调控)(2)延长:DNA链的延长主要由DNA聚合酶Ⅲ催化(3)终止真核与原核生物复制的区别:1.原核生物单一起点;真核生物多起始点2.真核生物复制速度比原核生物慢3.原核生物催化先导链、后随链的酶相同;真核不同4.原核细胞中引物酶与解旋酶相连;真核中引物酶与DNA聚合酶相连5.真核生物的染色体在全部完成复制之前,各个起始点上的DNA的复制不能再开始,而原核生物,复制起始点可以连续开始新的DNA复制,表现为虽只有一个复制单元,但可有多个复制叉。

6.真核生物DNA复制的起始需要起始原点识别复合物(ORC)参与7.在真核生物中主要有5种DNA聚合酶(α、β、γ、δ、ε),一半都不具有核酸外切酶活性。

端粒的复制:依赖于端粒酶(逆转录酶,由蛋白质和RNA组成)DNA的损伤和修复与基因突变(一)DNA的损伤自发性损伤:脱嘌呤、嘧啶;碱基脱氨基作用;碱基的互变异构(烯醇式与酮式)、细胞正常代谢产物对DNA的损伤物理因素:高能离子化辐射(X射线、γ射线);非离子化辐射(紫外线)化学因素:烷化剂;碱基类似物(二)DNA损伤的修复直接修复、切除修复、错配修复、重组修复、SOS修复直接修复:常见的有光复活修复,作用于紫外线引起的DNA嘧啶二聚体的损伤修复,由DNA光复活酶识别并催化光复活反应。

切除修复:切除修复是指在一系列酶的作用下,将DNA分子中受损伤部分切除,然后以另一条完整的互补链为模板,重新合成切除的部分,使DNA恢复正常结构的过程。

——修复DNA损伤的主要方式基本步骤:识别(核酸内切酶)、切除+ 修补(DNA聚合酶Ⅰ)、连接(DNA连接酶)错配修复:区别模板链和新合成的DNA链是通过碱基的甲基化来实现的。

刚合成的子代分子中,亲代链甲基化,新合成链的GATC中的A 未被甲基化,故子代DNA暂时是半甲基化的,细胞发现错配碱基,首先切除未甲基化链上的错配碱基。

重组修复:SOS修复:当DNA受到严重损伤,细胞为了生存诱发的一些复杂的反应。

其诱发了修复机制相关酶与蛋白质产生。

(三)基因突变概念:在DNA分子碱基序列水平上所发生的一种永久性、可遗传的变化。

点突变(转换——嘧啶与嘧啶,嘌呤与嘌呤、颠换——嘧啶与嘌呤)、缺失、插入DNA的转座转座子:基因组上可自主复制和位移的DNA片段,可以直接从基因组内的一个位点移到另一个位点,发生转座重组,从而改变染色体的结构。

转座子的转移过程叫转座。

转座子每次移动时携带着转座必需的基因一起在基因组内跃迁,所以转座子又称跳跃基因。

类型:简单转座子和复合转座子结构特征:(1)结构中含有一个或多个开放阅读框,其中有一个编码转座酶的基因,这种酶催化转座子插入新的位置;(2)两端有20-40bp的反向末端重复序列,末端重复序列是转座所必需的,因为它们是转座酶所识别的底物。

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