分子生物学复习提纲思维导图生物信息的传递RNAProtein
分子生物学4 生物信息的传递(下)——从RNA到蛋白质
第四章生物信息的传递（下）从——从mRNA到蛋白质第四节蛋白质合成的生物学机制五、蛋白质前体的加工新生的多肽链大多数是没有功能的，必须经过加工修饰才能变为有功能的蛋白质。
1. N端fMet或Met的切除细菌新合成的肽链第一个氨基酸残基是什么？（甲酰甲硫氨酸）。
真核生物新合成的肽链第一个氨基酸残基是什么？（甲硫氨酸）。
细菌蛋白质N端的甲酰基能被脱甲酰化酶水解，不管是原核生物还是真核生物N端的甲硫氨酸往往在多肽链合成完毕之前就被切除。
有些新生蛋白质在去掉N端一部分残基后变成有功能的蛋白质。
有些动物病毒如脊髓灰质炎病毒的mRNA可翻译成很长的多肽链，含多种病毒蛋白，经过蛋白酶在特定位置上水解后得到几个有功能的蛋白质分子。
2. 二硫键的形成mRNA中没有胱氨酸的密码子，而不少蛋白质都含有二硫键，这是蛋白质合成后通过两个半胱氨酸的氧化作用生成的。
3. 特定氨基酸的修饰（1）氨基酸侧链的修饰包括磷酸化、糖基化、甲基化、乙酰化、羟基化和羧基化。
A、磷酸化：主要由多种蛋白激酶催化，发生在丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸等氨基酸的侧链。
B、糖基化：大多数糖基化是由内质网中的糖基化酶催化的。
C、甲基化：蛋白质的甲基化是由N-甲基转移酶催化的，该酶主要存在于细胞质基质中。
甲基化包括发生在Arg（精氨酸）、His（组氨酸）和Gln（谷氨酰胺）的侧链的N-甲基化以及Glu（谷氨酸）和Asp（天冬氨酸）侧基的O-甲基化。
D、乙酰化：N-乙酰转移酶催化多肽链的N端乙酰化。
发生在赖氨酸侧链上的ε-NH2.（2）蛋白质N-糖基化修饰糖蛋白主要是通过蛋白质侧链上的天冬氨酸、丝氨酸、苏氨酸残基加上糖基出现的。
在内质网膜内侧的脂肪酸长链被磷酸化后加上由N-乙酰葡萄糖胺、甘露糖、葡萄糖组成的低聚糖链。
在糖基化过程中，先切去信号肽，再由低聚糖转移酶催化将N-乙酰葡萄糖胺、甘露糖、葡萄糖组成的低聚糖链转移到肽链N-端的天冬氨酸残基上。
Membrance（膜）oligosacchary I transferase（低聚糖转移酶）Dolichol phosphate（磷酸脂多萜醇）N-Acetylglucosamine（N-乙酰葡萄糖胺）Mannose（甘露糖）Glucose（葡萄糖）Asn（天冬氨酸）（3）蛋白质N-糖基化的主要场所是内质网4. 切除新生肽链中非功能片段（1）前胰岛素原蛋白翻译后成熟过程示意图新合成的胰岛素前体是前胰岛素原，必须先切去信号肽变成胰岛素原，再切去B-肽，才变成有活性的胰岛素。
分子生物学-07-4-生物信息的传递-4RNA拼接2-RNA编辑
一类自剪内含子的剪接
• 罕见的rRNA内含子
RNA splicing 2
Ⅰ类自剪内含子的拼接
特点： 1 拼接属于自我拼接 2 内含子自身形成明显的二级结构
结构特点： （1） 5’ 拼接点和3’ 拼接点-------U↓A… …G ↓
（2） 有由保守序列形成的二级结构
a、 保守序列为 5’ －P－Q－R－S－3’
距ห้องสมุดไป่ตู้接点很远，各 10~12bp
P与Q互补、R与S互补而形成中部核心结构
RNA splicing2
RNA splicing2
b、 二级结构中还包括内含子与外显子的某一序列互补所形 成的二级结构
内部引导序列（interal guide sequence IGS）：内 含子中能与两个拼接点边界序列配对的一段序列
snRNA： 细胞核中的 scRNA： 细胞质中的
（snRNP） （scRNP）
2、核mRNA内含子拼接的结构特点
RNA splicing
拼接点序列
Page102 ，103
符合Chambon rule （GU－AG规则）
● 5’---exon--- GU--------intron--------AG ------exon----3’
嘧啶富含区
拼接点： Breathnach-Chambon rule （GU－AG规则） 5’ 剪接点或左剪接点（内含子上游） 3’ 剪接点或右剪接点（……下游）
RNA splicing
● 第一次转酯－－左外显子、内含子剪切套索 ● 第二次转酯－－exons连接、套索状内含子释放 ● 拼接体（spliceosome） 解体与lariat降解同步
内含子剪接rnasplicinggeneralsequenceeukaryoticmrna注意5加帽的时间注意内含子外显子一般是在rna水平描述的四种典型内含子的边界序列特征类型5拼接点内含子3拼接点剪接方式化学本质trna类无保守序富含au无保守序列蛋白酶参直接切割和连接有可供识别的特异序列自我剪接转脂反应ii类自剪gugcgauguag类真核mrnaguauagac剪接装置复杂剪接装置由多种蛋白质和核蛋白小rna组成形成特定的二级结构rna具有催化剪接的能力一trna内含子的剪接trna的拼接特点酵母为例1链的断裂和连接是两个独立的过程2trna的内含子均位于反密码环的3端长1416bp其中含一段与反密码环互补的序列反密码环处形成一个与成熟trna不同的构象3拼接酶系识别的就是这个二级结构trnasplicing分解过内含子rna连接酶连接断端其中内切酶作用后产生5oh3磷酸3磷酸端很快转变为23环式核苷酸内切酶作用一个半分子有两个磷酸末oh末端因此一个半分子有两个磷酸末端另一个半分子有两个oh末端ohtrnasplicing分解过连接反应前要进行两个反应
分子生物学复习提纲
分子生物学一、名词解释1. 中心法则是指遗传信息从DNA传递给RNA,再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。
也可以从DNA传递给DNA,即完成DNA的复制过程。
2. 半保留复制是亲代的两条链解开，每条链作为新链的模板，从而形成两个子代DNA分子，每一个子代DNA分子包含一条亲代链和一条新合成的链。
3. 重组除了被复制之外，细胞DNA还能发生重排，产生具有不同架设甚至新基因的新分子。
这一性质被泛称为重组。
4. 突变DNA序列中可遗传的改变称为突变。
5. 等位基因同源染色体含有以相同顺序出现的相同基因，这些基因不一定完全相同，他们在序列和功能上可能有少许差异，这些基因被称为等位基因6. 同源染色体在二倍体生物中对等的染色体叫做同源体或同源染色体。
二、选择题1. RNA聚合酶核心酶α、β和β’ 亚基一起构成了RNA聚合酶核心。
2. 碱基比例计算①双链DNA分子中,两互补碱基相等；任意两个不互补碱基之和恒等,各占碱基总数的50%,且不互补碱基之和的比值等于1．②双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C③双链DNA分子中,互补的两条链中A+G/T+C互为倒数.即两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一比值的倒数.④双链的DNA分子中,A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T 占该链碱基总数的比例3. PCR程序设定长的引物，非常容易引起发夹结构，或者其他互补情况，最后形成二聚体，引物CG含量到55%会稳定很多。
PCR聚合酶链式反应，用于体外扩增所需要的目的片段。
①DNA一般为双链。
首先，我们需要把它进行解链，从而产生两条单链，让引物结合上去。
达到复制的目的。
一开始我们设置的高温，刚好能够使得DNA双链解体。
约94~98℃，用3到5min即可。
此反应中我们用的TAQ酶，嗜热杆菌中提取的DNA聚合酶，也是高温启动的，初始的高温适合其开始在体系中的活性，但是约15分钟的高温会导致其半衰期，从而失去活性，使得反应效率降低，所以高温的时间不宜过长。
分子生物学第四章 生物信息的传递(下)
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2. 核糖体的功能
❖ 核糖体在体内及体外都可 解离为亚基或结合成 70S/80S的颗粒。在翻译 的起始阶段需要游离的亚 基，随后才结合成 70S/80S颗粒，开始翻译 进程。肽链释放后，核糖 体脱离mRNA解聚成亚基 ，直接参与另一轮蛋白质 的合成。
❖ 氨基酸活化生成酶-氨酰腺苷酸复合物。 AA + ATP + 酶(E) → E－AA－AMP + PPi
❖ 氨酰基转移到tRNA3’末端腺苷残基的2’或3’－羟基上 E－AA－AMP + tRNA → AA－tRNA + E + AMP
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第二节 tRNA
4.氨酰-tRNA合成
1. 三联子密码及其破译
❖ 构想：以3个核苷酸代表一个氨基酸 ，则可以有43 ＝64种密码，可以满足编码20种氨基酸的需要。
❖ 证明：
在模板mRNA中插入或删除一个碱基，会改变该密 码子以后全部氨基酸序列。
若同时对模板进行插入和删除试验，插入和删除的 碱基数一样，后续密码子序列就不会变化，翻译得 到的后续的蛋白质序列就保持不变。
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第一节 遗传密码
2. 遗传密码的性质
❖ 密码的连续性。起始密码子决定所有后续密码子的位置。
❖ 密码的简并性。 由一种以上密码 子编码同一个氨 基酸的现象称为 简并，对应于同 一种氨基酸的几 个密码子称为同 义密码子。
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2. 遗传密码的性质
❖ 密码的简并性。
❖ 同义密码子第一、二第 位核苷酸往往是相同的 ，而第三位核苷酸的改 变不一定影响所编码的 氨基酸。
分子生物学生物信息的传递从RNA到蛋白质
50S
23S
30S
16S
脊椎动物线粒体
40S
16～17S
30S
10～13S
4.3.1_核糖体的结构
2.核糖体蛋白 (ribosomal protein) 核糖体是一个许多酶的 集合体。
核糖体产生示意图
4.3.1_核糖体的结构
在高倍电镜下得到的原 核 生 物 70S 核 糖 体 大 、 小亚基相结合的模型， 核糖体分子可容纳2个 tRNA和约40bp长的mRNA。
主要内容
4.1_遗传密码: 三联子 4.2_tRNA 4.3_核糖体 4.4_蛋白质合成的生物学机制 4.5_蛋白质转运机制 4.6_蛋白质的修饰、降解与稳定性研究
4.1_遗传密码: 三联子
4.1_遗传密码: 三联子(triplets)
·mRNA上每3个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸，这3
传密码。
4.1.1_三联子密码及其破译
• 破译历史重要阶段：
1954年物理学家 Gamov首先提出三联
体密码子学说。
1961年Crick等 用T4噬菌体试验 表明三联体密码 子学说是正确的。
1962年，用E.coil 提取液进行体外合 成实验，证明在体 外条件下可准确地 按mRNA的遗传信息 合成相应的蛋白质。
反应式如下：（AA代表氨基酸、E代表酶）
第一步： AA
+
ATP
酶(E) →
E-AA-AMP
+ PPi
第二步： E-AA-AMP
+
tRNA
→ AA-tRNA +E
+
AMP
4.2.4_氨酰-tRNA合成酶
氨酰-tRNA合成酶能精确识别tRNA和氨基酸。 使一种氨基酸与其相应的一套tRNA分子结合。
新人教版高中生物必修一-分子与细胞知识点思维导图
第二章：组成细胞的分子细胞中元素和化合物组成细胞的元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg（大量元素）；Fe、M、Cu、Mo、Zn、B等（微量元素）；基本元素C；活（干）细胞中含量最多的四种元素依次为：O、C、H、N（C、O、N、H组成细胞的化合物：无机物一水（活细胞中含量最多）无机盐有机物一蛋白质（干细胞中含量最多）核酸、糖类和脂质检测蛋白质、还原性糖和脂肪：双缩脲试剂-蛋白质→紫色反应斐林试剂+还原性糖（葡萄糖、果糖和麦芽糖）→砖红色沉淀苏丹Ⅲ染液+脂肪→橘黄色苏丹Ⅳ染液+脂肪→红色生命活动的主要主要承担者-蛋白质含量：占细胞鲜重的7%~10%，干重的50%以上，是细胞含量最多的有机物。
组成元素：主要由C、H、O、N等元素组成，有些含有S、Fe等相对分子质量：几千~100万以上，属于大分子化合物基本单位：氨基酸，大约有20多种结构通式结构特点是至少含有一个氨基（NH2和一个羧基（COOH），并且都有一个有一个氨基（NH2和一个羧基（COOH）连接在同一个碳原子上，将氨基酸区别为不同的 种类的依据是R基（侧链基团）。
形成过程（1）脱水缩合过程图解（2）肽链两（三）个氨基酸缩合的化合物叫二（三）肽，含有一（二）个肽键，脱掉一（二）个水分子，多个氨基酸缩合而的含多个肽键的化合物叫做多肽，若n个氨基酸形成一 条肽链，则可形成n-1个肽键，失去n-1个水分子；若n个氨基酸形成m条肽链，则形 成n-m个肽键，失去n-m个水分子，则由这m条肽链组成的蛋白质的分子量为：nxa （n-m）×18（a为氨基酸的平均分子量、18为水分子量）（3）空间结构一条或几条肽链通过一定的化学键互相链接在一起，形成具有复杂空间结构的蛋白质。
高温、强酸强碱和重金属都会破坏蛋白质的空间结构。
结构的多样性：组成蛋白质的氨基酸数目不同、氨基酸的种类不同、氨基酸排列顺序不同、多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千变万化功能的多样性：构成细胞和生物体的重要物质；酶有催化作用，绝大多数的酶都是蛋白质；有传递信息（或调节生命活动）的作用，如胰岛素、生长激素等；有运输载体的作用，如血红蛋白、细胞膜载体等；有免 疫作用，如抗体。
分子生物学(朱玉贤第四版)复习提纲思维导图 2.染色质与DNA
H1 蛋白质 组蛋白 H2A H2B H3 H4 基因组 概念： C值 C值矛盾 不重复序列 结构基因 rRNA DNA片段重复 染色质（间期）染色体（分裂期） 高度重复序列 结构简练 DNA 原核 转录单元 中度重复序列 tRNA 组蛋白基因 卫星DNA 各2个，八聚体组蛋白核心+H1+200bpDNA 核小体 螺线管 超螺旋 染色单体
一条DNA来自亲本，另一条链新合成 前导链
Ⅰ
DNA聚合酶 Ⅱ Ⅲ 多复制起点，ARS S期 真核生物复制特点
5'→3'聚合酶、3'→5'外切、5'→3'外切
5'→3'聚合酶、3'→5'外切 5'→3'聚合酶、3'→5'外切
复制叉移动速度50bp/s,慢 聚合酶15种以上，αβγδε
端粒酶、端粒
dNTP、Mg2+、模板链、引物、方向5'→3'
重叠基因
断裂基因 端粒 基因组特点：
DNA多态性
真核 多种顺式作用元件 单顺反子 基因组大 重复序列
少量RNA
一级结构
A,T,G,C排列顺序
3',5'-磷酸二酯键
右手螺旋 双螺旋 二级结构 DNA的结构 氢键 左手螺旋 断裂-DNA变性
A-DNA
B-DNA
Z-DNA 增色效应 减色效应 Tm
重新生成-DNA复性 正超 超螺旋 高级结构 拓扑异构酶 负超
复制子 复制叉 复制起点ori 原核：单起点双方向 复制方向 真核：多起点双方向 复制概念 复制速度 θ型 环形DNA 复制方式 D型 线性DNA 半保留复制 复制特点 半不连续复制 后随链 冈琦片段 ori DNA的复制 起始 解旋 引发 复制过程 延伸 原核生物复制特点 终止 Tus蛋白 5'→3' dNTP DNA聚合酶Ⅲ、滑动夹、RNA酶、DNA聚合酶Ⅰ、DNA连接酶 Ter 245bp A、T DNA解旋酶、拓扑异构酶、SSB 引发酶 RNA引物 端粒、端粒酶 滚环
现代分子生物学-第三章
Core enzyme Holoenzyme
聚合酶全酶
155 KD 11 KD
36.5 KD
36.5 KD 151 KD
70 KD
相对分子量：4.65×105
只与转录的 起始有关
参与转录延伸
原核生物(E. coli)的RNA聚合酶
• E. coli 只有一个 DNA-directed RNA聚合酶 ， 来合成所有类型的RNA。
第三讲 生物信息的传递 （上）从DNA到RNA
1、RNA的转录 2、转录机器的主要成分 3、启动子与转录起始 4、终止和抗终止 5 、原核生物和真核生物mRNA特征比较 6、内含子的剪接、编辑、再编码及化学修饰
From DNA to Protein
DNA序列是遗传信息 的贮存者，它通过自 主复制得到永存，并 通过转录生成信使 RNA，翻译生成蛋白 质的过程来控制生命 现象。
RNA合成的特点
1. RNA 是以5’3’方向合成的，它的序列是与 DNA编码链（意义链）相同。
2. RNA 的合成是以反义链（模板链）为模板。 3. 同在DNA中一样，形成磷酸二脂键
（ Phosphodiester bonds）。 4. 必需的成分: RNA polymeraseription)
基因表达包括转录（transcription）和 翻译（translation）两个阶段。
转录是指拷贝出一条与DNA链序列完全相同(除 了T→U之外）的RNA单链的过程，是基因表达 的核心步骤。
翻译是指以新生的mRNA为模板，把核苷酸三联 遗传密码子翻译成氨基酸序列、合成多肽链的过 程，是基因表达的最终目的。
注：亚基按照分子量由大到小的顺序排列。
真核生物RNA聚合酶一般有8-16个亚基所组成, 相对分 子质量超过5×105。
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翻译后转运
细胞核 叶绿体 线粒体 过氧化物酶体
分泌蛋白 膜蛋白 溶酶体
D臂
二级结构
三叶草
反密码子臂 多余臂
氢键
tRNA转运氨基酸
高级结构
TψC臂 倒L折叠式
起始tRNA
原核fMet-tRNAfMet 真核Met-tRNAMet
分类 延伸tRNA
校正tRNA
无义突变 错义突变
同义突变、移码突变
蛋白质 36种
50S rRNA 23S、5S
原核 70S 蛋白质 21种
30S
真核
与原核相似，无E位点 eEF-1，eEF-2
RF-1
UAA UAG
原核
RF-2
UAA UGA
终止
RF-3
UAA
真核
eRF-1
UAG UGA
eRF-3
N端fMet、Met切除
二硫键生成
多肽链加工
化学修饰 非必需氨基酸切除
蛋白质转运
信号肽、信号肽假说
折叠
分子伴侣
热休克蛋白 伴侣素
翻译转运同步
附着核糖体→rER→Golgi
生物信息的传递RNA-Protein
蛋白质生物合成物质基础
起始密码子
AUG 原核GUG、UUG
64个遗传密码
UAA
终止密码子 UAG
UGA
连续性
简并性
mRNA和遗传密码
普遍性 特殊性
特点
C G
U
摆动性
摆动学说
反密码子1位
A U
G
A
ICU一级结构4种A、U、G、C排列顺序，化学修饰ψ、D
3’受体臂，CCA3'
rRNA 16S
rRNA核糖体
蛋白质 49种
60S
真核 80S
rRNA 28S、5.8S、5S
蛋白质 33种
40S
rRNA 18S
A位点：氨酰tRNA结合位点
tRNA结合位点
P位点：肽酰tRNA结合位点
E位点：空载tRNA离开核糖体位点
蛋白质生物合成阶段
氨基酸活化
氨基酸+tRNA→氨酰tRNA（氨酰tRNA合成酶，Mg2+，ATP→AMP+ppi）
IF-1，IF-2，IF-3
30S
原核
翻译复合体组装
mRNA（SD序列） fMet-tRNAfMet，P位点
IF-2 GTP→GDP
起始
50S
众多eIF
40S
真核
翻译复合体组装
Met-tRNAMet mRNA（5'帽）
60S
延伸
原核
进位，A位点
EF-Tu EF-Ts
GTP→GDP
成肽 肽基转移酶
转位 EF-G GTP→GDP