分子生物学总结
分子生物学知识点总结

分子生物学知识点总结分子生物学结构分子生物学部分绪论①总述:进化论、细胞学说、生化遗传学、DNA的发现②分子生物学:定义、研究内容(四方面)③发展史:里程碑④三个相关学科:生物化学、细胞生物学、遗传学⑤中心法则:经典、现代Ⅰ DNA ①结构:碱基比率、配对规则、种数(4n)、0.34nm的应用(碱基对M/2x,长度0.34×M/2x) ⑴三类DNA(ABZ):结构、形成、特点及Z-DNA的作用⑵质粒超螺旋:正负超螺旋定义、转化、意义、计算、主要以负超螺旋存在 3-⑶其它:0.34nm的计算、※DNA稳定因素(PO4)与Tm、Z-DNA不稳②性质⑴复性:五条件、机制(Cot曲线)、三个吸光度⑵修饰:甲基化(ACG)O⑶变性:DNA碱性全变性、90C以上全变性增色37%、增色效应(Tm)⑷水解:酸(PHGUG>UUG)、T1/2、原核特有SD序列②真核mRNA三类帽:0、1、2类定义③原核mRNA的SD序列:5‘,作用,结构Ⅴ蛋白质与核酶①结构域:②分子伴侣:分类、作用机制③核酶:定义、分类(剪接、剪切)剪切分三类:锤头、发夹、丁肝病毒核酶基因组学部分Ⅰ染色体①观察:有丝分裂中期光学显微镜可见②功能:遗传载体③作为遗传物质所需四要素:稳定、半保留复制、产生蛋白质、可变异Ⅱ真核基因组①组成:DNA(或RNA)+Protain(组、非组)②DNA:C值与C值反常现象、三序列(不重复、中度重复、高度重复)占序列比例,单/多拷贝③组蛋白:六种、特征(保守、特例、氨基酸不对称、修饰、H5-赖氨酸)④非组蛋白:三种常见,DNA结合蛋白的定义⑤真核基因组结构基础--核小体⑴组成:200bpDNA+八聚体⑵八聚体:2×(H2A+H2B+H3+H4)⑶结构:颗粒(八聚体+120bpDNA链,直径10nm,DNA链绕1.65圈) 连接DNA(80bpDNA 链+H1,H1作用)是负超螺旋⑥染色单体:螺线管、螺旋n倍⑦端粒与端粒酶⑴端粒:真核基因组末端,功能(防真核基因组末端结合)⑵端粒酶:反转录酶、功能(反转录成端粒、连接后随链所得的冈崎片段)、反转录机理(Ⅲ原核基因组①真原核基因组比较:大小(真核大,原核小)复杂度(断裂/连续、大多为调控/表达区、重复序列/重叠基因)复制(真核多向,原核单向)转录(单顺反子/多顺反子)真核特殊(DNA多态性、端粒)②真原核基因表达的比较:复制、表达连续性及机理Ⅳ真核基因组结构①hnRNA内含子:GU-AG法则,3‘嘧啶区,5‘保守区、3’上游18-50处的保守区②启动子:核心(TATA,决定转录起始位点)、识别RNA聚合酶(CG、CAAT,决定转录起始频率)③增强子:定义、结构、作用机制、特点、代表(β-珠蛋白基因)④终止子:两类(依赖/不依赖ρ因子)、结构特点、作用机理、穷追模型Ⅴ原核基因组结构①启动子:-35区(识别RNA聚合酶),-10区(结合RNA聚合酶)Ⅵ基因组学①几个定义:重叠基因、断裂基因、基因家族、基因簇、超基因家族、假基因、管家基因、奢侈基因、组织特异性基因②顺式与反式作用因子:⑴顺式作用元件:定义,启动子、增强子、沉默子⑵反式作用元件:定义,转录复合物③人类基因组计划:④比较基因组学:基因表达部分ⅠDNA复制①半保留复制:定义、意义、发现(N14N15)②半不连续复制:前导链、后随链、冈崎片段、过程、实验证明(电泳、30s)③复制起点:复制叉、复制子、复制起点特征④复制方式:线性-眼形,环状-3种(θ型、滚环型、D环型;各对应DNA种类、机制)⑤复制方向、速度:三种,以定点反向等速为主⑥复制所需酶、蛋白:拓扑异构酶(两类)、解旋酶、SSB(作用);引发酶;DNA聚合酶(见下)、DNA连接酶※ DNA聚合酶:原核:Ⅰ→Ⅴ结构与功能(聚合酶活性、外切酶活性),Ⅲ最主要真核:αβγωδ,αδ最主要功能总结:与连接酶共同作用(合成子链、损伤修复校正、补冈崎片段的连接处)⑦原核DNA复制过程及酶的作用:DNA解旋(三种酶)→引发(引物的作用)→延伸→终止⑧复制特点:子链复制方向:5’→3‘,原核、真核连续性⑨复制的调控:⑴原核:复制叉多少决定起始频率,起始频率直接调控因子—RNP ⑵真核:三个水平(细胞周期、染色体、复制子)Ⅱ DNA损伤与修复①损伤:三种(紫外线、脱氨、甲基化、氧化机制,对应修复法):碱基异常(U-G、T-G)②变异:基因突变基础、突变类型、突变后果③修复:切除(碱基、核苷酸),错配(Dam、5‘GATC3’),重组(先复制后修复),直接(光修复、去甲基化),SOS();各修复机理(所需酶)Ⅲ DNA转录与逆转录①转录的定义:转录、转录单元②转录特点:不对称(正负链定义、负链为模板,多基因DNA正负链相间);连续单向(mRNA5‘→3’);有起始终止位点(启动子、终止子定义);能力(双链强于单链及原因);不需完全解链③转录起始位点:定义、上下游表示法(-n/+n);原核启动子(-10区、-35区结构、功能,两区最佳间距)、真核启动子(TATA区、CAAT区、GC区结构、功能);启动子的上升/下降突变④转录所需酶、复合物:RNA聚合酶(见下);复合物(转录因子定义、分类、结构与功能)※ RNA聚合酶:真核:ⅠⅡⅢ(对应三种内含子),Ⅱ最主要,对应三种RNA(rRNA、hnRNA、tRNA),对α-鹅膏蕈碱敏感度(三类)原核:(α2ββˊ)σ:α2ββˊ为核心酶,ββˊ与原核启动子识别、结合,σ协助ββˊ。
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。
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 A B 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。
分子生物学总结(名词解释)

分子生物学总结(名词解释)1.基因组:细胞或生物体的一套完整单倍体的遗传物质的总和。
2.启动子:与基因表达启动相关的顺式作用元件,是结构基因的重要成分。
3.顺式作用元件:存在基因旁侧序列中能影响基因表达的序列,包括启动子,增强子,调控序列和可诱导元件等,本身不编码任何蛋白质,仅仅提供一个作用位点,与反式作用因子相互作用参与基因表达调控。
4.反式作用因子:各顺式作用原件上参与调控靶基因转录效率的结合蛋白称为反式作用因子。
5.GU-AG法则:GU表示供体衔接点的5’端,AG表示纳体衔接点的3’端,把这种保守序列模式称作GU-AG法则。
6.ORF(开放读码框架):一组连续三联密码子组成的DNA序列,由起始密码子开始,到终止密码子结束,能翻译指导合成一段肽链。
7.SD序列:存在于原核生物起始密码子AUG上游7~12个核苷酸处的保守片段,它与16SrRNA3’端反向互补,可将mRNA的AUG起始密码子置于核糖体的适当位置以便起始翻译作用。
8.操纵子:指原核生物中由一个或多个相关基因和转录翻译调控元件组成的基因表达单元。
9.衰减子:原核生物的操纵子中可以明显衰减乃至终止转录作用的一段核苷酸序列,位于操纵子的上游。
10.定时定量PCR技术:利用带荧光检测的PCR仪对整个PCR过程中扩增DNA的累积速率绘制动态变化图,从而消除了终端产物丰度时较大变异系数的问题。
11.编码链(有义链):双链DNA中,不能进行转录的那一条DNA链,该链的核苷酸序列与转录生成的RNA的序列一致。
12.模板链(反义链):基因的DNA双链中,转录时作为mRNA合成模板的那条单链叫做模板链或反义链。
13.C值:一种生物单倍体基因组DNA的总量称为C值14.C值悖论:生物基因组的大小同生物进化的复杂程度不一致,这种现象被称作C值悖论。
15.TBP:是一种转录因子,特异性的与DNA中的TATA box结合。
16.TATA box(TATA框):真核生物中位于转录起始点上游约-25~-30bp 处的共同序列TATAATAAT,也称为TATA区。
完整版)分子生物学总结完整版

完整版)分子生物学总结完整版分子生物学是研究生命体系中分子结构和功能的学科。
它包括结构分子生物学、基因表达的调节与控制、DNA重组技术及其应用、结构基因组学、功能基因组学、生物信息学和系统生物学等方面。
在DNA和染色体方面,我们可以了解到DNA的变性和复性过程,其中Tm是指DNA双链结构被解开成单链分子时的温度。
热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性,称为退火。
此外,假基因是指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。
C值矛盾或C值悖论是指C值的大小与生物的复杂度和进化的地位并不一致。
转座是可移动因子介导的遗传物质的重排现象,而转座子则是染色体、质粒或噬菌体上可以转移位置的遗传成分。
DNA的二级结构特点包括由两条相互平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成,碱基排列在外侧,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)。
真核生物基因组结构包括编码蛋白质或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,具有庞大的结构和含有大量重复序列。
Histon(组蛋白)具有极端保守性、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等特点。
核小体由组蛋白和200bp DNA组成。
转座机制是一种基因组重排的方式。
在转座时,插入的转座子会位于两个重复的靶序列之间,而受体分子中的靶序列会被复制。
根据复制方式的不同,转座可以分为复制型和非复制型转座。
DNA生物合成时,采用半保留复制的方式。
这种方式下,母链DNA会解开为两股单链,各自作为模板合成与之互补的子链。
其中一股单链从亲代完整地接受过来,而另一股则是全新合成的。
这样,两个子细胞的DNA都与亲代DNA的碱基序列一致。
复制子是生物体内能够独立进行复制的单位。
在DNA复制中,有前导链和滞后链两种链。
前导链是以3'→5'方向为标准的模板链,而滞后链则是以5'→3'方向为标准的模板链。
分子生物学总结

SectionA1 三个域:真细菌,古细菌,真核生物2 组装中得主要作用力:非共价健作用力SectionB1 蛋白质纯化得分析方法2正电荷:天冬氨酸谷氨酸负电荷:赖氨酸精氨酸组氨酸极性:天冬酰胺谷氨酰胺苏氨酸丝氨酸半胱氨酸非极性:脂肪族甘氨酸丙氨酸缬氨酸亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸脯氨酸芳香族苯丙氨酸酪氨酸色氨酸Cys 二硫键Gly 无手性Pro 亚氨基酸芳香族氨基酸最大吸收峰280mm3 蛋白质得一级(决定蛋白折叠及其最后得形状得最重要得因素):氨基酸脱水缩合形成肽链N端到C端共价键二级:多肽链中空间结构邻近得肽链骨架通过氢键形成得特殊结构。
α转角β螺旋氢键为主要作用力三级:多肽链中得所有二级结构与其她松散肽链区域(散环结构)通过各种分子间作用力(非共价键为主),弯曲、折叠成具有特定走向得紧密球状构象。
非共价键四级:许多蛋白分子由多条多肽链(亚基,subunits )构成。
组成蛋白得各亚基以各种非共价键作用力为主,结合形成得立体空间结构即为四级结构。
非共价键4 偶极:电子云在极性共价键得两原子间不均匀分布,使共价键两端得原子分别呈现不同得电性兼性离子:具有正电荷(碱性),又具有负电荷(酸性)得分子双极性分子:Section C1核酸得光学特性:增色性:一种化合物随着结构得改变对光得吸收能力增加得现象减色性:一种化合物随着结构得改变对光得吸收能力减少得现象Reason: 碱基环暴露在环境中得越多,对紫外得吸收力越强Absorbance(吸收值):Nucleotide > ssDNA/RNA > dsDNA核酸得最大吸收峰260mm(碱基有芳香环)芳香族氨基酸最大吸收峰280mmA260/A280:纯得dsDNA:1、8纯得RNA:2、0纯得Protein:0、52 Tm 值(熔解温度):热变性时,使得DNA双链解开一半所需要得温度。
Tm=2x(A+T) + 4x(G+C)Tm值与DNA分子得长度,及GC得含量成正比Annealing(退火):热变性得DNA经过缓慢冷却后复性快速冷却:Stay as ssDNA缓慢冷却: 复性成dsDNA3 脱氧核糖核酸与核糖核苷酸得到画法4 支持双螺旋结构得两个实验:查戈夫规则X射线晶体衍射5 双螺旋得内容:双链之间得关系:DNA分子由两条链组成双链反向平行(5’3’方向)两链得碱基通过氢键互补配对,A:T; G:C。
分子生物学知识点总结

分子生物学知识点总结分子生物学是研究生物体中分子结构、功能和相互作用的学科。
它在解释细胞和生命现象的分子基础方面发挥着重要作用。
以下是分子生物学的几个核心知识点总结:DNA的结构和功能DNA是生物体中遗传信息的储存和传递的分子。
它由核苷酸组成,每个核苷酸包含一个磷酸基团、一个五碳糖(脱氧核糖)和一个氮碱基。
DNA的双螺旋结构由两股互补的链组成,通过氢键相连。
DNA的功能包括遗传信息的复制、转录和翻译,是细胞遗传信息的储存库。
RNA的结构和功能RNA也是由核苷酸组成的分子,与DNA的结构类似,但包含的糖是核糖,而不是脱氧核糖。
RNA起到多种功能,其中包括转录DNA信息、参与蛋白质合成等。
mRNA是将DNA信息转录成蛋白质合成的模板,tRNA通过与mRNA和氨基酸的配对作用,在翻译过程中帮助氨基酸正确排列。
基因表达调控基因表达调控是细胞根据内外环境调节基因转录和翻译的过程。
它包括转录因子、启动子、启动子结合因子、RNA干扰等。
转录因子结合在DNA上的启动子区域,促进或抑制转录的发生。
通过不同的基因表达调控方式,细胞可以在不同的发育和环境条件下产生不同的蛋白质。
基因突变和遗传疾病基因突变是DNA序列发生突变或改变的现象。
它可以是点突变、插入突变、缺失突变等。
基因突变可能导致蛋白质功能的改变,从而引起遗传疾病。
例如,单基因遗传病如囊性纤维化和苯丙酮尿症,以及复杂遗传病如癌症,都与基因突变有关。
PCR技术聚合酶链反应(PCR)是一种体外扩增DNA的技术,可以从微弱的DNA样本中扩增特定片段。
PCR由三步循环组成:变性、退火和延伸。
它广泛应用于分子生物学研究、基因工程和医学诊断等领域。
基因克隆和DNA测序基因克隆是将特定的DNA片段插入载体DNA(如质粒)中,形成重组DNA分子。
通过基因克隆,可以大量复制目标DNA片段。
DNA 测序是确定DNA序列的过程,它有助于揭示基因的结构和功能,促进遗传学和进化生物学的研究。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
分子生物学总结第一讲序论二、现代分子生物学中的主要里程碑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。
当人们意识到同一生物不同世代之间的连续性是由生物体自身所携带的遗传物质所决定的,科学家为揭示这些遗传密码所进行的努力就成为人类征服自然的一部分,而以生物大分子为研究对像的分子生物学就迅速成为现代社会中最具活力的科学。
从1847年Schleiden和Schobilitygroupprotein)。
这是一类能用低盐溶液抽提、能溶于2%的三氯乙酸、相对分子质量较低的非组蛋白,相对分子质量都在×104以下。
结合蛋白。
用2mol/LNaCl除去全部组蛋白和70%非组蛋白后,还有一部分蛋白必须用2mol/LNaCl和5mol/L尿素才能与DNA解离。
这些蛋白分子量较低,约占非组蛋白的20%,染色第一讲序论二、现代分子生物学中的主要里程碑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。
当人们意识到同一生物不同世代之间的连续性是由生物体自身所携带的遗传物质所决定的,科学家为揭示这些遗传密码所进行的努力就成为人类征服自然的一部分,而以生物大分子为研究对像的分子生物学就迅速成为现代社会中最具活力的科学。
从1847年Schleiden和Schwann提出”细胞学说”,证明动、植物都是由细胞组成的到今天,虽然不过短短一百多年时间,我们对生物大分子--细胞的化学组成却有了深刻的认识。
孟德尔的遗传学规律最先使人们对性状遗传产生了理性认识,而Morgan的基因学说则进一步将”性状”与”基因”相耦联,成为分子遗传学的奠基石。
Watson和Crick 所提出的脱氧核糖酸双螺旋模型,为充分揭示遗传信息的传递规律铺平了道路。
在蛋白质化学方面,继Sumner在1936年证实酶是蛋白质之后,Sanger利用纸电泳及层析技术于1953年首次阐明胰岛素的一级结构,开创了蛋白质序列分析的先河。
而Kendrew和Perutz利用X射线衍射技术解析了肌红蛋白及血红蛋白的三维结构,论证了这些蛋白质在输送分子氧过程中的特殊作用,成为研究生物大分子空间立体构型的先驱。
1910年,德国科学家Kossel第一个分离了腺嘌呤,胸腺嘧啶和组氨酸。
1959年,美国科学家Uchoa第一次合成了核糖核酸,实现了将基因内的遗传信息通过RNA翻译成蛋白质的过程。
同年,Kornberg实现了试管内细菌细胞中DNA的复制。
1962年,Watson和Crick因为在1953年提出DNA的反向平行双螺旋模型而与Wilkins共获Noble生理医学奖,后者通过X射线衍射证实了Watson-Crick模型。
1965年,法国科学家Jacob和Monod提出并证实了操纵子作为调节细菌细胞代谢的分子机制。
此外,他们还首次推测存在一种与DNA序列相互补、能将它所编码的遗传信息带到蛋白质合成场所并翻译产生蛋白质的mRNA。
1972年,PaulBerg第一次进行了DNA重组。
1977年,Sanger和Gilbert第一次进行了DNA序列分析。
1988年,McClintock由于在50年代提出并发现了可移动遗传因子而获得Nobel奖。
1993年,美国科学家Roberts和Sharp因发现断裂基因而获得Nobel奖。
Mullis由于发明PCR仪而与加拿大学者Smith共享Nobel化学奖。
此外,Griffith及Avery等人关于致病力强的光滑型肺炎链球菌DNA导致致病力弱的粗糙型细菌发生遗传转化的实验;Hershey和Chase关于DNA是遗传物质的实验;Crick 于1954年所提出的遗传信息传递规律:Meselson和Stahl关于DNA半保留复制的实验以及Yanofsky和Brener年关于遗传密码三联子的设想都为分子生物学的发展做出了重大贡献。
我国生物科学家吴宪20世纪20年代初回国后在协和医科大学生化系与汪猷、张昌颖等人一道完成了蛋白质变性理论、血液生化检测和免疫化学等一系列有重大影响的研究,成为我国生物化学界的先驱。
20世纪60年代、70年代和80年代,我国科学家相继实现了人工全合成有生物学活性的结晶牛胰岛素,解出了三方二锌猪胰岛素的晶体结构,采用有机合成与酶促相结合的方法完成了酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成,在酶学研究、蛋白质结构及生物膜结构与功能等方面都有世所瞩目的建树。
三、分子生物学的主要研究内容所有生物体中的有机大分子都是以碳原子为核心,并以共价键的形式与氢、氧、氮及磷以不同方式构成的。
不仅如此,一切生物体中的各类有机大分子都是由完全相同的单体,如蛋白质分子中的20种氨基酸、DNA及RNA中的8种碱基所组合而成的,由此产生了分子生物学的3条基本原理:1.构成生物体有机大分子的单体在不同生物中都是相同的;2.生物体内一切有机大分子的建成都遵循着各自特定的规则;3.某一特定生物体所拥有的核酸及蛋白质分子决定了它的属性。
分子生物学研究内容:DNA重组技术------基因工程基因表达调控-------核酸生物学生物大分子结构功能----结构分子生物学DNA重组技术这是20世纪70年代初兴起的技术科学,目的是将不同DN不正当影片段段按照人们的设计定向连接起来,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。
严格地说,DNA重组技术并不完全等于基因工程,因为后者还包括其他可能使生物细胞基因组结构得到改造的体系。
DNA重组技术是核酸化学、蛋白质化学、酶工程及微生物学、遗传学、细胞学长期深入研究的结晶,而限制性内切酶DNA连接酶及其他工具酶的发现与应用则是这一技术得以建立的关键。
DNA重组技术有着广阔的应用前景:DNA重组技术可用于定向改造某些生物基因组结构,使它们所具备的特殊经济价值或功能得以成百上千倍的地提高。
DNA重组技术还被用来进行基础研究。
如果说,分子生物学研究的核心是遗传信息的传递和控制,那么根据中心法则,我们要研究的就是从DNA 到RNA,再到蛋白质的全过程,也即基因的表达与调控。
在这里,无论是对启动子的研究,还是对转录因子的克隆及分析,都离不开重组DNA技术的应用。
基因表达调控研究因为蛋白质分子参与并控制了细胞的一切代谢活动,而决定蛋白质结构和合成时序的信息都由核酸分子编码,表现为特定的核苷酸序列,所以基因表达实质上就是遗传信息的转录和翻译。
在个体生长发育过程中生物遗传信息的表达按一定的时序发生变化,并随着内外环境的变化而不断加以修正。
原核生物的基因组和染色体结构都比真核生物简单,转录和翻译在同一时间和空间内发生,基因表达的调控主要发生在转录水平。
真核生物有细胞核结构,转录和翻译过程在时间和空间上都被分隔开,且在转录和翻译后都有复杂的信息加工过程,其基因表达的调控可以发生在各种不同的水平上。
基因表达调控主要表现在信号传导研究、转录因子研究及RNA剪辑3个方面。
转录因子是一群能与基因5’端上游特定序列专一结合,从而保证目的基因以特定的强度在特定的时间与空间表达的蛋白质分子。
真核基因在结构上的不连续性是近10年来生物学上的重大发现之一。
当基因转录成pre-mRNA后,除了在5’端加帽及3’端加多聚A之外,还要将隔开各个相邻编码区的内含子剪去,使外显子相连后成为成熟mRNA。
研究发现,有许多基因不是将它们的内含子全部剪去,而是在不同的细胞或不同的发育阶段有选择地剪接其中部分内含子,因此生成不同的mRNA及蛋白质分子。
结构分子生物学生物大分子的结构功能研究一个生物大分子,无论是核酸、蛋白质或多糖,在发挥生物学功能时,必须具备两个前提:首先,它拥有特定的空间结构;其次,在它发挥生物学功能的过程中必定存在着结构和构象的变化。
结构分子生物学就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。
它包括结构的测定、结构运动变化规律的探索及结构与功能相互关系的建立3个主要研究方向。
最常见的研究三维结构及其运动规律的手段是X射线衍射的晶体学,其次是用二维核磁共振和多维核磁研究液相结构,也有人用电镜三维重组、电子衍射、中子衍射和各种频谱学方法研究生物高分子的空间结构。
------------------------------------------------------------------------------------------------ 第二讲染色体与DNA一、DNA的组成与结构Avery在1944年的研究报告中写道:”当溶液中酒精的体积达到9/10时,有纤维状物质析出。
如稍加搅拌,它就会象棉线在线轴上一样绕在硬棒上,溶液中的其它成份则呈颗粒状沉淀。
溶解纤维状物质并重复数次,可提高其纯度。
这一物质具有很强的生物学活性,初步实验证实,它很可能就是DNA”。
对DNA分子的物理化学研究导致了现代生物学翻天覆地的革命,这更是Avery所没有想到。
所谓DNA的一级结构,就是指4种核苷酸的连接及其排列顺序,表示了该DNA分子的化学构成。
核苷酸序列对DNA 高级结构的形成有很大影响,如B-DNA中多聚区易出现左手螺旋DNA,而反向重复的DN不正当影片段段易出现发卡式结构等。
DNA不仅具有严格的化学组成,还具有特殊的高级结构,它主要以有规则的双螺旋形式存在,其基本特点是:1、DNA分子是由两条互相平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成的。
2、DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排在外侧,构成基本骨架,碱基排列在内侧。
3、两条链上的碱基通过氢键相结合,形成碱基对,它的组成有一定的规律。
这就是嘌呤与嘧啶配对,而且腺嘌呤只能与胸腺嘧啶配对,鸟嘌呤只能与胞嘧啶配对。
如一条链上某一碱基是C,另一条链上与它配对的碱基必定是G。
碱基之间的这种一一对应的关系叫碱基互补配对原则。
组成DNA分子的碱基虽然只有4种,它们的配对方式也只有A与T,C与G两种,但是,由于碱基可以任何顺序排列,构成了DNA分子的多样性。
例如,某DNA分子的一条多核苷酸链有100个不同的碱基组成,它们的可能排列方式就是4100。
二、DNA聚合酶与DNA的合成les,or-10-6pergenepergeneration.DNApolymerasemightimprovethespecificityofcomplement arybaseselectionateither(orboth)oftwostages:1,Itcouldscrutinizetheincomingbaseforthepropercomplem entaritywiththetemplatebase;forexample,2,Oritcouldscrutinizethebasepairafterthenewbasehasbee naddedtothechain,and,inthosecasesinwhichamistakehas beenmade,三、DNA的生理意义及成分分析早在1928年英国科学家Griffith等人就发现肺炎链球菌使小鼠残废的原因是引起肺炎。