分子生物学完整版

分散在基因组中，许多中度重复序列与单拷贝序列和低度重复序列相间排列。
非编码的中度重复序列，在进化中起着重要的作用。
SINE--Alu家族
人类基因组中存在最广泛的中度重复序列，平均长度约300bp，拷贝数30～50万，均匀地散布在整个基因组中。
低度重复序列（2-10次）每一种在基因组中的重复次数为2～10，多为编码蛋白质的基因
存在复杂的RNA加工反应，包括切割，顺式-，反式-剪接，RNA的编辑和降解。
某些重复序列的核苷酸顺序不完全相同
单拷贝序列(single copy sequence)
在基因组中只存在一个拷贝，复性最慢。
编码真核生物绝大部分蛋白，表达具有时空特异性。
基因家族（gene family）：一组功能类似、结构具有同源性的基因。
细胞器基因组
1950s,为了解释某些表型特殊的遗传方式，提出了extra-chromosomal genes。1960s早期（1962年〕，Ris and Plant通过电镜首次证明叶绿体中含有DNA，用DNA酶处理，超薄切片的2.5~3.0m的纤丝消失，进一步在电镜下观察到环状DNA分子。几乎所有的真核生物有线粒体基因组；所有的光合真核生物含有叶绿体基因组；一般来讲，细胞器基因组DNA呈环状，也有线状（一些真核微生物酵母等的线粒体基因组都呈线状；有的环状和线状并存，叶绿体中还有小环DNA分子存在.
分子生物学
The Coming of Wisdom With Time
Though leaves are many, the root is one
Through all the lying days of my youth
I swayed my leaves and flowers in the sun;
C0t1/2：复性程度达到一半时的C0t值。从C0t曲线上可以求得C0t1/2。C0t1/2直接反应DNA顺序的复杂性。
COt1/2有什么用处?
(1)通过COt1/2值可测原核生物基因组的大小；
已知大肠杆菌的基因组为4.2x106bp, COt1/2 = 9M.Sec
COt1/2（任何基因组DNA）/9M.sec
动植物的基本单元是细胞
细胞成为生物学研究的首要对象
分子生物学在遗传学和生物化学的基础上诞生和发展
1857-1864，Gregor Mendel
奥地利的修道士，1865发表《植物杂交实验》，1884去世，到1900年他的理论才被重新发现。遗传学的奠基人，对性状遗传产生了理性认识。
1910-1915, T.H.Morgan创立了遗传的染色体理论
表示核酸分子非重复碱基对的数目。
b DNA浓度（浓度高，复性快）
c DNA片段的大小（片段越大，复性慢）
d温度的影响Tm - 25℃(60-65℃)
e溶液的离子强度消除polydNt间的静电斥力
C0t值:复性单链DNA起始浓度和经过的复性时间的乘积。
C0t曲线:当DNA初始浓度、温度、离子强度、DNA片段大小确定后，以C/C0对logC0t作图，得C0t曲线。
长度100bp一般不分散串联成簇排列在异染色质特别是在着丝粒和端粒附近缺乏转录必需的启动子一般不转录简单的高度重复序列卫星dnasatellitednacscl密度梯度离心时出现在覆盖一定浮力密度范围的宽带主带的附近呈一条或几条小带均是高度重复序列串联排列以大的基因簇1003000kb位于异染色质中着丝粒不转录富含at浮力密度小小卫星序列minisatellite以小基因簇的形式重复单位串联排列小的基因簇在100bp10kb之间有两种形式一种为端粒dna一种为高度可变的小卫星dnavariablenumberoftandemrepeatsvnt序列可变数目串联重复位于亚端粒区域重复的拷贝数在个体间的差异很大vntrlocianddnafingerprints微卫星序列microsatellitesequence更小的基因簇200bp重复单位小于10bp均匀分布于常染色质上个体间差异大高度的多态性呈共显性遗传侧翼序列非常保守dnafingerprinting由于小卫星和微卫星的重复次数在不同个体中高度可变这种特定的重复次数就成为某一特定个体的特征
C值(C-value)：一个单倍体基因组的DNA的总量，通常称为该物种的C值(大C值)。
小c值:编码结构基因DNA的核苷酸数.
拿每一类生物中的最小基因组做比较，每类生物的最小基因组的大小基本上对应于生物在进化上所出地位的高低，进化地位高，形态结构复杂程度高的一类生物，其最小的基因组也较大。
C值矛盾：生物形态学的复杂性与C值大小不一致，。
1885—1900年间，Kossel、Johnew、Levine证实核酸最简单的单体结构是碱基-核糖-磷酸构成的核苷酸,有四种类型的碱基A T(U) C G。1929年又确定了核酸有两种，一种是脱氧核糖核酸(DNA)，另一种是核糖核酸(RNA)。
1928年，Griffith肺炎双球菌的转化
英国人，为揭示DNA是遗传物质奠定了基础
富含A/T，浮力密度小
*小卫星序列（minisatellite）
以小基因簇的形式，重复单位串联排列，小的基因簇（在100bp-10kb之间)，
有两种形式，一种为端粒DNA，一种为高度可变的小卫星DNA（variable number of tandem repeats，VNTR序列，可变数目串联重复）位于亚端粒区域，
重叠基因：指调控具有独立性但部分使用共同基因序列的基因。
基因间共同使用部分空间，但编码产物可以互不相关。（不同阅读框，不同的编码链）。
提高遗传物质的使用效率,仅在少数原核生物中发现。
断裂基因
R环的发现：
1977年，冷泉港学术年会，Berget和Roerts小组发现，在腺病毒（adenovirus）复制期间，位于感染细胞核中病毒RNA转录本的前体，由于移去了一至数个中间片段而缩短变成分子量较小的mRNA分子，它们转移到细胞质中成为合成蛋白质的模板。
以果蝇为材料。发现了遗传性状的连锁定律。
将代表某一特定性状的基因，同某一特定的染色体联系起来。
对核酸的化学研究
1869年，瑞典的F.Miescher提取了细胞核中的中复合物，不溶于稀酸，可溶于稀碱，含磷的酸性物质，但由于在技术上未能进一步提纯，受到嘲讽，而最终放弃。核酸的化学研究在这之后的50年停滞，直到Avery的研究才有了突破。
A型：75%相对湿度或低温，一圈11个碱基，相对B型来说，大沟窄而深，小沟宽而浅。RNA局部双螺旋区均呈A构象，RNA-DNA杂交分子呈A构象。
Z型：左手螺旋，结构比B型细，只有一个沟槽。Z型构象与基因的表达调控有关。
a.增色效应（hyperchromic shift)
双链DNA缓慢加热，其溶液对紫外光的吸收值增加，该现象称～。
中度重复序列（几十到几千次）
中度重复序列(10-数10万)包括:编码序列和非编码序列
编码序列: rRNA基因、组蛋白基因
非编码序列:逆转录转座子,包括短散布元件SINES（short interspersed element)（150-300bp）和长散布元件LINE(long interspersed element)（5-6kb）,重复上千次。
第一个以令人信服的实验证明---基因的化学本质是DNA
1935--1944年，Oswald Avery以肺炎链球菌为材料证明，DNA分子是遗传信息的载体。
诱导肺炎球菌类型转化的物质
的化学特性研究
<实验医学杂志>1944
1952年，Hershey和Chase噬菌体感染实验获1969年诺贝尔奖
1956年,A.Gierer和G.Schraman发现烟草花叶病毒（tobacco mosaic virus,TMV），其遗传物质是RNA。
病原体
朊病毒蛋白颗粒进入宿主细胞的“自我复制”繁殖，表明生物大分子的构型也是一种
可以传递的信息。
实验证明朊病毒的繁殖是将自身PrPsc的分子结构信息通过与正常膜蛋白PrPc的结
合，在分子伴侣的辅助下，传递给PrPc并将其转化为PrPsc
信息大分子的构型也是一种信息
DNA双螺旋二级结构的多态性
B型：正常生理条件，或92%相对湿度，一圈10个碱基，大沟宽，小沟窄。B－DNA是细胞内DNA的主要存在形式。
1957年,美国的Heinz Fraenkel-Conrat和B.Singre用重建实验证实了这一结论。
分子生物学的概念
广义：研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的结构、功能及其相互作用的规律，从分子水平上揭示生命现象的本质及生物学规律的科学。
狭义:基因分子生物学/核酸分子生物学。在分子水平上研究基因的结构和功能。主要研究基因的复制、转录、表达和调节控制等过程。
1与预期的编码蛋白质的基因数量相比,基因组DNA的含量过多.
2一些物种之间的复杂性变化范围并不大,但C值却有很大的变化.
N值矛盾：生物体的复杂性与基因数之间并不总是正相关。
K值矛盾：生物体的复杂性与染色体数之间并不总是正相关。
心脏叶瓶尔小草染色体数1260
重叠基因
1977年Sanger首先发现重叠基因
DNA的均一性（Tm范围）
DNA的GC含量(Tm＝0.41 x X%＋69.3)
溶液的pH
溶液的离子强度（离子强度高，Tm高）中和磷酸骨架的负电性。
有机溶剂：尿素、甲酰胺、甲醇、甲醛（使Tm下降）
一切减弱氢键，碱基堆积力的因素均将使Tm值降低
影响复性速度的因素
a DNA分子的复杂性（复杂性高，复性慢）
他对单链环状的噬菌体X174进行了测序。5386Nt 11基因，3个转录单位，由3个启动子（pA,pB,pD）启动。
X174含有的5386Nt最多能编码1795个氨基酸，若每个氨基酸的平均分子量为110，则总的蛋白质分子量为197,000Da，但实际蛋白质总分子量却为262,000D。