药物分子生物学要点

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分子生物学在药物研发中的应用

分子生物学在药物研发中的应用

分子生物学在药物研发中的应用随着科学技术的飞速发展,分子生物学逐渐成为合成生物学、生物医学和药物研发中不可或缺的一部分。

分子生物学运用分子生命科学的知识和技术,研究生命过程中的分子基础和分子机制,并在药物研发过程中对药物的筛选、设计、优化和开发发挥了重要作用。

一、基因突变与药物疗效药物的疗效与基因突变密切相关。

而分子遗传学可以对基因进行深入的研究,了解基因突变对疾病的产生影响,并可以运用对应的药物治疗,达到更好的疗效。

例如,药物Imatinib治疗慢性骨髓性白血病患者突变基因BCR-ABL,在分子遗传学的帮助下,研究人员通过对患者血细胞中的基因突变进行检测,确定了BCR-ABL突变是患者白血病的关键原因。

通过药物治疗,Imatinib直接作用于BCR-ABL蛋白,抑制了突变基因的表达,因此治疗效果显著。

二、药物设计与基因工程药物研发的成败取决于药物的设计,而分子生物学在药物设计和优化中发挥着重要的作用。

利用分子生物学技术,可以定位到靶分子和激酶的活性结构区域,为药物的设计和开发提供了技术基础。

例如,人类IL-17A是一种导致炎症反应增强的细胞因子。

这种细胞因子和多种炎症性疾病有关联,包括类风湿性关节炎和肥胖症,这为制定合适的药物疗法提供了新的途径。

分子生物学的研究人员利用基因工程技术制备出了重组人类IL-17A,并成功实现了分子水平上IL-17A的抑制,为研发抑制剂提供了新的思路。

三、分子生物学与合成生物学合成生物学是一种新颖的交叉学科,其目标是设计、合成和优化新型分子工具和功能,以满足研究者对分子生物学生命过程分子机制的理解。

合成生物学的发展为细胞和分子工程学提供了新的平台,拓展了药物研发的思路和方法。

例如,最近,研究人员在合成生物学的帮助下,成功地设计制备了靶向肝癌、胃肠道肿瘤等癌症的纳米递药系统,大大提高了药物疗效和减少了副作用,并成为了肿瘤药物研发中的一股新势力。

综上所述,分子生物学技术在药物研发中的应用是多方面的,从基因突变的疾病诊断到药物设计与优化,以及合成生物学的应用,均有广泛而重要的作用。

分子生物学方法鉴别川贝母及饮片的技术要点探析

分子生物学方法鉴别川贝母及饮片的技术要点探析

分子生物学方法鉴别川贝母及饮片的技术要点探析中药是我国的传统药物,在临床和日常保健中有着越来越广泛的应用。

中药材和中药饮片的质量关系到临床治疗的安全有效,对我国中医药产业的快速健康发展也至关重要。

中药材和饮片的真伪鉴别一直是行业关注的焦点之一,随着生命科学技术飞跃发展,多种分子生物学技术被逐步运用于药用动植物及中药材的基源鉴定,取得较好的效果。

《中国药典》自2010年版起,均收载了中药材和饮片(如蕲蛇、乌梢蛇和川贝母)的分子生物学方法,是采用新技术、新方法控制中药质量的有益尝试。

标准已执行4年,但兄弟单位普遍反映在检验过程中常遇到各种技术问题,无法解决。

本文以川贝母的分子生物学鉴别为例,通过总结实验过程中需要注意的技术要点以及常见问题,旨在为即将或正在从事这项检验工作的同仁们提供经验以供参考,以便更高效顺利地完成实验。

[Abstract]Traditional Chinese Medicine is traditional medicine of china,which has extensive use in clinic treatment and daily health-care.The quality of Chinese medicinal materials and Traditional Chinese Medicine decoction pieces relates greatly to the clinical curative effect and security,which is also very important to the development of Traditional Chinese Medicine property.The identification of Chinese medicinal materials and Chinese medicinal decoction pieces is a focal point in traditional Chinese medicines profession,with the development of life science and technology leap,a variety of molecular biology technology is gradually used in medicinal plants and animals and the base source identification of Chinese Medicinal Materials,achieved good results.The “Pharmacopoeia of the People′s Republic of China” since 2010,contains the Chinese medicinal materials and medicinal slices (e.g,Agkistrodon,wu pin snakes and Fritillaria cirrhosa)molecular biology method,is to adopt new technology,new method to control the quality of traditional Chinese medicine.Standard has been four years,but brother units generally reflect the various technical problems encountered in the inspection process,it can′t solve.Identification based on the molecular biology of Fritillaria cirrhosa,for example,by summing up the main points that need to pay attention to the process of technology and common problems,aiming at will or are engaged in the inspection work colleagues to provide experience for reference,so that more efficient to complete the experiment successfully.[Key words]Molecular biology;Fritillaria cirrhosa;Polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism中药作为中华民族的传统用药,在临床和日常保健中有着越来越广泛的应用。

分子生物学在药物研发中的应用

分子生物学在药物研发中的应用

分子生物学在药物研发中的应用随着生物技术的不断发展,分子生物学这门学科在药物研发中的应用越来越广泛,有效地推动了药物研发的进步。

分子生物学的应用,可以从药物发现、靶点筛选、药效评估和新药治疗等几个方面来探讨。

一、药物发现药物发现是药物研发的第一步,选择适合用于治疗某种疾病的化合物,需要对药物在生物体内发挥作用的机制进行理解。

通过分子生物学的方法,现在可以快速生成和评估一系列的分子化合物,高效筛选出具有良好药物活性和生物可利用性的候选药物。

在药物发现过程中,基因组学和中间代谢组学是两个非常重要的分支。

其中基因组学可以帮助制药公司识别潜在的靶点,并通过对目标基因的功能研究,发现其和疾病相关的通路。

基于基因组学分析的数据,筛选出具有药物活性的化合物,可以帮助制药公司快速地进入到临床试验的阶段。

二、靶点筛选靶点筛选是药物研发的重点之一。

分子生物学的方法可以对自然界中丰富的蛋白质进行分析,并找到一系列适合用于靶向药物研发的蛋白靶点。

通过基因克隆和表达,制备出具有高度纯度的蛋白质,然后利用分子生物学技术进行靶点的筛选。

通过靶点筛选,可以快速排除一些缺乏药物活性的化合物,并且寻找到临床前和临床中的靶点。

通过分子模拟技术,可以加速药物研发的进程,发现具有更好药物活性的新化合物,并降低副作用的发生率。

三、药效评估药效评估是药物研发中非常重要的一个环节。

通过分子生物学技术,可以对药物起作用的通路和分子机制进行深入的研究。

例如,通过利用基因敲除技术,可以研究某种药物对机体内蛋白质功能的影响,并进一步确定药物是否对某种疾病有治疗效果。

通过药物研发过程中对药效进行精准评估,可以减少药物开发阶段中的失败率,缩短药物开发周期,并且提高药品的质量和安全性。

四、新药治疗借助分子生物学技术,现在已经可以开发出高度特异性的新药治疗方案。

例如,通过单克隆抗体技术,可以开发出一些高度特异性的药物治疗方案,针对某些具体的靶点,将药物送到靶标上,从而更准确地达到治疗效果。

药物开发中的分子生物学技术

药物开发中的分子生物学技术

药物开发中的分子生物学技术随着科技的发展,药物开发已经从单纯的经验积累转变为一门科学。

其中,分子生物学技术的应用已经日趋重要,成为药物开发中不可或缺的一部分。

一、单克隆抗体技术单克隆抗体技术是生物技术的一项重要发明,是分子生物学技术在药物开发中的一大突破。

单克隆抗体技术的发展可以为药物开发提供极大的便利,其最大的优势在于可以大规模、高纯度地制备单一特异性的抗体。

在药物开发领域中,单克隆抗体技术可用于生产针对癌症、自身免疫性疾病和感染病患者的个性化治疗药物。

此外,它还可以应用于药物筛选,如快速产生具有相对剂量-反应关系的抗体,评估其有效性和相互作用等方面。

二、基因编辑技术基因编辑技术是近年来药物开发研究的一大热点。

这项技术可以对人类基因进行精准的修饰和编辑,从而纠正人类遗传基因缺陷,并设计出更加个性化的治疗药物。

基因编辑技术在药物开发中的应用非常广泛,如对于某些拥有特定遗传基因变异的患者,可以进行个性化的基因编辑设计,以适应他们不同的身体需求。

此外,该技术可以用于缓解医药代谢差异带来的有害影响,减少药物的副作用,改善患者的治疗效果。

三、蛋白质组学技术蛋白质组学技术是药物开发中的一项重要技术,其主要的目的在于探索蛋白质分子的复杂结构和功能,这些都是药物研究和开发所必需的信息。

通过蛋白质组学技术,可以快速、高效地鉴定出与各种疾病相关的蛋白质,从而提供药物研发中所需的重要信息和数据,为药物研发工作提供有力支撑。

四、药物靶标鉴定技术药物靶标鉴定技术是药物研究开发领域中的一项核心技术,其主要的目的是通过分子生物学技术,快速、准确地鉴定药物作用的靶标。

药物靶标鉴定技术可以帮助药物开发人员更好地了解药物的作用机理,有助于筛选出更加安全有效的药物,为药物研发工作提供了基本保障和细节支持。

五、结构生物学技术结构生物学技术是药物开发中最重要的一部分,其应用范围非常广泛。

结构生物学技术可以通过揭示生物分子在空间结构上的性质,进行分子模拟和药物筛选,为药物研发工作提供有力支持。

分子生物学要点

分子生物学要点

1DNA双螺旋结构的要点1.反向平行的脱氧多核苷酸链,右手螺旋2.亲水的脱氧核糖基和磷酸基骨架位于双链外侧,而碱基位于内侧,形成侧面观的大沟和小沟3.两条链的碱基之间以氢键相结合,互补双链碱基互补配对,A=T,G≡C4.双链结构的稳定:横向靠两条链互补碱基间的氢键联系,纵向靠碱基平面的疏水堆积力维持,后者更重要2DNA超螺旋结构1.DNA双链可以盘绕形成超螺旋结构,盘绕方向与DNA双螺旋方向相同时,其超螺旋结构为正超螺旋,反之则为负超螺旋。

自然界的闭合双链DNA主要以负超螺旋形式存在。

2.绝大部分原核生物DNA为共价封闭的环状双螺旋分子。

在核内进一步盘绕,并形成类核结构。

在细菌基因组中,超螺旋可以相互独立存在,形成超螺旋区,各区域间的DNA可以有不同程度的超螺旋结构。

3.在真核生物细胞核内,DNA与组蛋白共同组成核小体。

核小体是染色体的基本组成单位,在核小体的基础上,DNA链经反复折叠形成染色体。

3真核生物mRNA的结构特点1.大多数真核生物mRNA在5’-端以7-甲基鸟嘌呤三磷酸核苷为分子的起始结构,同时第一个核苷酸的C2’也是甲基化的,m’GpppN m结构也被称为帽子结构。

帽子结构在mRNA作为模板翻译成蛋白质的过程中具有促进核糖体与mRNA的结合,加速翻译起始速度的作用,同时可以增强mRNA的稳定性。

2.真核生物mRNA的3’-端,有一段长短不一的多聚腺苷酸结构,称为ploy(A)尾。

一般由数十个至一百几十个腺苷酸连接而成。

它在mRNA生成后才加进去。

随着时间的延续,poly(A)尾逐渐变短。

与mRNA从核内向胞质的转位,以及mRNA的稳定性有关。

4RNA分类核糖体RNA(rRNA):核糖体组成成分(含量最多)信使RNA(mRNA):蛋白质合成模板(半衰期最短)转运RNA(tRNA):转运氨基酸(分子量最小)不均一核RNA(hnRNA):成熟RNA的前体核内小RNA(snRNA):参与hnRNA的剪接、转运核仁小RNA(snoRNA):rRNA的加工和修饰胞质小RNA(scRNA):蛋白质内质网定位合成的信号识别体的组成部分5核酸酶的功能1.参与DNA的合成与修复及RNA剪切2.清除多余的、结构和功能异常的核酸、以及侵入细胞的外源性核酸3.降解食物中的核酸4.体外重组DNA技术的重要工具酶6嘌呤核苷酸从头合成途径器官:肝,其次是小肠粘膜及胸腺原料:磷酸核糖、氨基酸(甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺)、一碳单位、CO2等过程:1合成次黄嘌呤核苷酸(IMP):1.1核糖-5’-磷酸→PRPP,PRPP合成酶,(ATP→ADP)1.2PRPP→PRA,PRPP酰胺转移酶,(谷氨酰胺→谷氨酸)1.3PRA+甘氨酸→GAR,(ATP,Mg2+)1.4GAR+N10-甲酰FH4→FGAR+FH41.5FGAR+谷氨酰胺→FGAM+谷氨酸,(ATP,Mg2+)1.6FGAM→AIR,(ATP, Mg2+,K+)1.7AIR→CAIR(CO2)1.8CAIR→SAICAR(天冬氨酸,ATP,Mg2+)1.9SAICAR→AICAR1.10AICAR+N10-甲酰FH4→FAICAR+FH41.11FAICAR→IMP(IMP合酶)2IMP转变生成AMP和GMP2.1IMP→腺苷酸代琥珀酸,腺苷酸代琥珀酸合成酶,(天冬氨酸,GTP→GDP+Pi);→AMP,腺苷酸代琥珀酸裂解酶2.2IMP→XMP,IMP脱氢酶,(H2O,NAD+→NADH+H+);→GMP,GMP合成酶,(Gln →Glu, ATP→AMP)3ATP和GTP的生成:AMP和GMP在激酶作用下,经两步磷酸化反应,进一步分别生成ATP 和GTP嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环。

分子生物学(国家级一流本科课程)(二)2024

分子生物学(国家级一流本科课程)(二)2024

分子生物学(国家级一流本科课程)(二)引言:分子生物学是生物学的一个重要分支,其研究对象是生物体内分子的结构、功能和相互作用。

本文将介绍国家级一流本科课程《分子生物学》的主要内容和教学要点。

正文:1. DNA的结构和复制- DNA分子的组成和结构- DNA的复制过程和机制- DNA复制的调控机制- DNA复制的错误修复机制- DNA复制与细胞周期的关系2. 基因表达的调控- 转录的基本过程和机制- 转录的调控因子和调控元件- 转录因子的结构和功能- 基因表达调控网络的构建和调节- 基因表达调控与细胞分化的关系3. 蛋白质合成和调控- 翻译的基本过程和机制- 翻译的调控因子和调控元件- 翻译后修饰和蛋白质的定位- 蛋白质合成调控与细胞增殖和凋亡的关系- 蛋白质合成调控与疾病的关系4. 基因突变与遗传疾病- 基因突变的类型和机制- 基因突变与遗传疾病的关系- 基因突变检测技术和方法- 基因突变的修复和治疗- 基因突变与个体发育和进化的关系5. 分子生物学在生物工程和医学中的应用- 基因工程和转基因技术的原理和应用- 基因编辑和基因治疗的原理和应用- 分子诊断技术和方法在医学中的应用- 分子生物学在药物研发中的应用- 分子生物学在生物能源和环境保护中的应用总结:本文介绍了国家级一流本科课程《分子生物学》的主要内容。

通过深入学习和理解DNA的结构和复制、基因表达的调控、蛋白质合成和调控、基因突变与遗传疾病以及分子生物学在生物工程和医学中的应用等方面的知识,学生能够全面了解分子生物学的基本原理和应用,并为进一步从事相关领域的研究和应用打下坚实的基础。

药物在分子生物学领域的应用研究

药物在分子生物学领域的应用研究

药物在分子生物学领域的应用研究随着人类对细胞和基因的研究不断深入,药物的研究重心也逐渐从传统的生理学和生化学转向分子生物学。

在分子生物学领域中,药物被用来逐渐认识分子生物学、从分子角度探讨疾病病因和治疗方法,发展了许多新药。

药物在分子生物学领域中的应用包括基因治疗、蛋白质靶向疗法和抗体药物等方面。

一、基因治疗基因治疗作为一种原发性治疗方法,可以利用富有生物学效应的基因治疗疾病,如心血管疾病、病毒感染、癌症等。

目前主要基因治疗方法有三种:1) 基因添加,将病患缺失或受损基因添加到其细胞DNA中以达到治疗目的;2) 基因修饰,将病患异常基因修改为正常基因;3) 基因静默,静默有害或致病基因,以缓解疾病症状。

药物在基因治疗中可以起到重要作用。

例如质粒和病毒载体可以用来实现基因添加,药物可以被添加到质粒或病毒载体中,在目标细胞中释放出来,以达到治疗目的。

同时,药物也可以通过针对病患基因表达的小分子干涉RNA,从而降低有害或致病基因的表达,帮助基因静默。

药物的使用可以帮助基因治疗更准确、有效地实现治疗目标。

二、蛋白质靶向疗法蛋白质靶向疗法是利用特异性药物靶向调控患者体内的蛋白质、代谢物或其他分子的代谢、合成或分解反应道路,达到治疗疾病或预防疾病的目的。

药物在蛋白质靶向疗法中作为靶向蛋白质的工具。

药物的分子结构和体外活性等因素决定其能否能够与蛋白质结合,从而实现其疗效。

同时,药物也常常与蛋白质靶点解离,在体内被代谢或分泌。

因此,药物的药代动力学过程在蛋白质靶向疗法的研究和应用中有着重要的作用。

三、抗体药物抗体药物利用抗体分子对药物特异性的结合能力,与病原体特异性抗体结合蛋白及其复合物,发挥治疗和预防病毒感染的作用。

药物在抗体药物领域中的应用主要是针对病原体,如病毒感染时,药物一般选择免疫球蛋白,即重组的血清单克隆抗体,来靶向识别和杀灭病原体。

此外,疫苗亦可以被视为一种特殊的抗体药物,其利用导致人体免疫系统识别和清除病毒的分子来刺激免疫系统产生对应的抗体。

药学分子生物学教学大纲

药学分子生物学教学大纲

《药学分子生物学》课程教学大纲课程编号:10041120课程名称:分子生物学/pharmaceutical molecular biology学时:36学时学分:2学分适用专业:药学专业开课学期:开课部门:先修课程:无机化学、有机化学、生物化学、微生物学考核要求:考查使用教材及主要参考书:史济平主编,《药学分子生物学》(第2版),人民卫生出版社,2003 王镜岩等主编,《生物化学》(第3版),高等教育出版社,2002B.D.Hans,《Biochemistry》(英文版),科学出版社,2002王镜岩译,现代生物化学精要速览:《生物化学》,科学出版社2004 王琳芳,杨克恭,《医学分子生物学原理》,协和医科大学出版社,2001 R.M. 特怀曼著.陈淳、徐沁等译. 《高级分子生物学要义》,科学出版社,2001朱玉贤等编著,《现代分子生物学》,高等教育出版社,1996阎隆飞等编著,《分子生物学》,中国农业出版社,静国忠主编,《基因工程及其分子生物学基础》,北京大学出版社,Robert F. Weaver,MOLECULAR BIOLOGY(影印版),科学出版社& McGraw-Hill Companies.Inc.2001一、课程的性质和任务本课程授课对象为化学与生物工程学院药学专业的学生。

分子生物学是药学专业学生的选修课。

分子生物学是从分子水平来研究生命现象的科学,是现代生命科学的“共同语言”,其核心内容是通过生物的物质基础――核酸、蛋白质、酶等生物大分子的结构,功能及其相互作用等运动规律的研究来阐明生命现象的分子基础,从而探索生命的奥秘。

本课程侧重于核酸的分子生物学,从基因展开,突出生物大分子结构与功能的关系及其如何操作这两个重要的生命过程,围绕DNA复制,转录,表达和调控等方面给予论述。

通过本课程的学习,可以使学生系统而深入地掌握分子生物学的基本概念和基本理论,帮助学生扩大知识面,拓宽专业口径,为学生以后应用分子生物学的手段研究新药以及在分子水平上研究药物代谢规律,阐明药物作用的机理奠定基础。

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第一章1、Z-DNA的结构特点、存在的条件Z-DNA:左手螺旋,每个螺圈含有12个碱基对。

并只有一个深沟。

可能在基因表达的调控中起作用活性:B-DNA >A-DNA> Z-DNAZ-DNA的结构特点:1.核糖磷酸骨架呈“之”字形(Zigzag)走向。

2.左旋3.G的糖苷健呈顺式(Syn),使G残基位于分子表面。

4.分子外形呈波形。

5.大沟消失,小沟窄而深。

6.每个螺旋有12 bp。

Z-DNA存在的条件:1.高盐:NaCl>2mol/L,MgCl2>0.7mol/L2.Pu,Py相间排列。

3.在活细胞中如果m5C,则无需嘌呤-嘧啶相间排列,在生理盐水浓度下即可产生Z型。

4.体内的多胺化合物,如精胺、亚胺及亚精胺和阳离子一样,可和磷酸基团结合,使B-DNA转变为Z-DNA.5.某些蛋白质如Z-DNA结合蛋白带有正电荷,可使DNA周围形成局部高盐浓度的微环境。

2、DNA的超螺旋结构与拓扑异构酶超螺旋结构仅在闭合DNA中产生,环状或线状正超螺旋---反向扭转每圈双螺旋碱基数小于10.5(紧缠)。

负超螺旋---同向扭转每圈双螺旋碱基数大于10.5(松缠) 。

意义:DNA复制、转录的启动具有重要的调控作用。

拓扑异构酶作用特点:既能切断、又能连接磷酸二酯键分类:拓扑异构酶Ⅰ; 拓扑异构酶Ⅱ作用机制:拓扑异构酶Ⅰ:切断DNA双链中一股链,使另一条链通过切口;适当时候封闭切口,DNA变为松弛状态。

反应不需ATP。

拓扑异构酶Ⅱ:切断DNA分子两股链,断端通过切口旋转。

利用ATP供能,连接断端,DNA 分子进入负超螺旋状态。

3、核酶的定义、锤头结构、举例核酶(Ribozyme):是指本质为RNA或以RNA为主含有蛋白质辅基的一类具有催化功能的物质。

锤头结构(hammer-head):1986年,Symosn提出A区:被切RNA切割位点GUX(X:C、U、A) 及其附近序列B区:锤头区,在空间上必须与A区紧邻,保守序列(锤头结构可形成第三种“V”形结构、两条互补的RNA相互作用也可以形成锤头结构。

)4、增色效应、熔点(Tm)、影响复性反应的因素、探针、印迹技术的类别探针(probe):一小段用同位素、生物素或荧光染料标记,其末端或全链的序列已知的多聚核苷酸,与固定在NC膜上的核苷酸结合,判断是否有同源的核酸分子存在。

印迹技术的类别及应用:(一)DNA印迹技术(Southern blotting) :检测目标DNA片段(二)RNA印迹技术(northern blotting) :用于RNA的定性定量分析。

(三)蛋白质的印迹分析(Western blotting):用于蛋白质定性定量及相互作用研究第二章1、核小体染色体核小体→螺线体→超螺线体→染色体2、染色体的形态结构1.染色单体1.主缢痕(初级缢痕;着丝粒区):两个染色单体相连处,染色较浅、向内凹陷成狭小区段的部位。

①着丝粒:着丝粒区连结两个染色单体的特殊区段。

②动粒(着丝点;着丝盘):是主缢痕处,两染色单体外侧表层部位与纺锤丝接触的。

将染色体附着在微管上。

2.次缢痕(副缢痕;核仁形成区):主缢痕外着色较浅的染色体缢缩区,不能弯曲,与核仁形成有关。

常在短臂出现。

位置相对稳定。

可作为鉴定标志之一。

3.核仁组织区(NOR):位于染色体次缢痕部位,是rRNA基因活跃转录形成(5srRNA除外),核仁形成有关。

4.随体:从次缢痕到短臂末端有一种圆形或略呈长形的染色体节段。

可作为鉴定标志之一。

5.端粒(telomere):末端特化的着色较深部位。

由端粒DNA和端粒结合蛋白(TBP)组成。

富含G的高度重复的短序列组成,末端形成t环。

3、端粒与端粒酶•端粒(telomere)作用:1.维持染色体的稳定性。

防止染色体DNA降解、末端融合和缺失2.与细胞寿命有关,起细胞分裂计时器的作用。

端粒的复制要靠具有反转录酶性质的端粒酶来完成。

3.保证遗传信息的完整复制4.指导染色体与核膜相连端粒酶:含有RNA模板到逆转录酶端粒酶在大多数正常体细胞中无活性,在永生化细胞和恶性肿瘤细胞中有活性,因此可作为恶性肿瘤标记物。

端粒酶抑制剂可抑制恶性肿瘤细胞的增殖:核酶/反义核酸逆转录酶抑制剂核苷酸类似物4、中度重复序列与Alu序列家族中度重复序列(moderately repetitive sequence):中度重复序列一般都是不编码的序列,有10至几千个拷贝,例如rRNA 基因、tRNA基因。

目前认为,大部分中度重复序列与基因表达的调控有关。

tRNA基因一般分布于基因组中,rRNA基因常集中分布于核仁形成区。

中度重复序列的共同特征是两端有类似于转座子两端的重复序列,这种现象十分类似于逆转录病毒的结构。

人Alu序列家族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.不是串联集中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)Alu家族(Alu family)人类基因组中最常见的短散在重复序列(short interspersed element, SINE,短散在元件),属于中度重复序列中最为普遍的一类,也是研究最多的一种。

由于此序列中含有限制性内切酶AluⅠ特异识别顺序(AGCT)而得名。

5、高度重复序列与卫星DNA高度重复序列(highly repetitive sequence):大多数高等真核生物的DNA都含有20%以上的高度重复序列,由非常短的序列重复多次,可达几百万个拷贝,串联成长长的一大簇集中在异染色质区,特别是在着丝粒和端粒附近。

因为序列简单,缺乏转录必要的启动子而不具转录能力。

短、可达几百万个拷贝串联成长长的一大簇序列简单,不转录作用:参与DNA的复制、基因表达调控,基因转位、减数分裂高度重复序列按结构特点:反向重复序列和卫星DNA卫星DNA (satellite DNA):当把断成约104 bp的DNA片段进行氯化铯(CsCl)密度梯度离心分析时,发现除了一个主要的DNA主峰外,旁边还出现不同密度的小峰。

这些小峰就像是主峰旁边的卫星,因此命名为卫星DNA。

常位于染色体的着丝粒附近6、割裂基因与内含子、假基因隔裂基因(split gene):一个基因的核苷酸序列中因插入了与编码氨基酸无关的核苷酸序列,使一个完整的基因分隔成不连续的若干区段,我们称之为隔裂基因。

外显子(extron):转录后在成熟的mRNA中存在,表达序列内含子(intron):在mRNA成熟加工过程中被除去,不表达序列间插序列:是指基因内部不编码的区域,也称内含子,在转录后加工后被切除掉,所以常不作为翻译的信息。

有的内含子也可以编码,如成熟酶和内切酶等。

例:p38假基因:在基因家族中,某些成员并不产生有功能的基因产物,但其结构和DNA序列与有功能的基因具有相似性。

这些基因称为假基因。

假基因常用符号ψ来表示。

如珠蛋白基因簇中的ψα1表示与α1基因相似的假基因假基因与有功能的基因同源,由于发生缺失(deletion)、倒位(inversion)与点突变(point mutation)等形成。

假基因分为两大类:一类保留了内含子(如珠蛋白假基因)另一类则缺少内含子。

又称为加工假基因(processed pseudogene)或返座假基因(retropseudogene),转录后的mRNA 加工后返座的结果。

第三章1、转座子(可移动基因,transponsn,简称Tn):基因组中的一些特殊基因,通过自身复制和插入作用能在同一染色体内或不同染色体之间移动,并进行基因交流。

2、原核生物转座子的分类1,按转座子的结构分类(1)插入序列,IS:两端有ITR,只编码转座酶。

(2)类插入序列:结构同IS,但不能独立存在,作为复合转座子两端的组件。

(3)复合转座子:两端由IS或类IS组成,中间编码转座酶、抗性基因。

(4)TnA家族:两端有ITR,中间编码转座酶、解离酶和抗性基因3、三种不同的转座机制第四章1、参与DNA复制的酶及相关蛋白:①DNA旋转酶;②使DNA双股链在复制叉解开的DNA解旋酶;③在DNA复制前防止解开的DNA单链局部退火的DNA结合蛋白(ssb);④合成RNA引物的酶;⑤除去RNA引物的酶;⑥使冈崎片段共价连接的DNA连接酶等重要的酶与蛋白因子。

2、E.coli DNA聚合酶(pol Ⅲ和polⅠ)DNA-pol Ⅰ主要在DNA修复和复制校正中起作用,体外可用于探针标记DNA聚合酶Ⅰ:缺口平移,链置换,模板转换pol Ⅲ由十种亚基组成,其中α、ε、θ亚基组成核心;α亚基具有5`→3` DNA聚合酶活性功能:是原核生物DNA复制中负责链的延长。

ε亚基具有3`→5`外切酶的活性,复制的“校正”。

pol Ⅲ由十种亚基组成的寡聚酶,功能:在原核生物DNA复制中负责链的延长。

3、E.coli复制原点的结构4、复制的终止—端粒的形成(端粒酶的爬行机制)5、双链线状DNA中间起始复制——T7噬菌体的终止6、双链线状DNA末端起始复制——腺病毒的引物7、线粒体DNA的D-Loop复制线粒体DNA (mitochondrial DNA,mtDNA) 的复制形式。

⏹mtDNA具有一套独立的复制、转录和翻译系统。

⏹重链(H)和轻链(L)⏹有两个复制起始点(1/3)⏹不对称复制(不同步),由真核DNA聚合酶γ负责。

8、逆转录病毒复制的两次“跳跃”及LTR第五章1、典型的原核启动子结构结构典型:识别(R)、结合(B)起始(I)位点序列保守位置和距离都比较恒定直接和多聚酶相结合常和操纵基因相邻位于基因的5`端决定转录的启动和方向2、真核生物启动子结构(三类启动子)1.RNA聚合酶Ⅰ的启动子近启动子(-45 ~ +20):核心启动子,单独存在时就足以起始转录。

决定转录起始位置。

远启动子(-180~ -107):称为上游调控元件,能有效地增强转录效率。

RNA聚合酶Ⅱ启动子起始子(initiator,Inr):转录起始点区,TA TA框:Hogness框,-25附近,TA TA(A/T)A(A/T),功能类似于原核生物的-10序列功能:决定转录起始点的选择,“选择子”影响转录速率CAA T框:-75附近,GGC(T)CAATCT, 无方向性控制转录起始的频率增强子:又称远上游序列,-100以上,使基因的转录频率明显增加(10~200倍)具有远距离效应无方向性顺式调控无物种和基因的特异性具有组织特异性3、RNA聚合酶Ⅱ启动子的结构4、两类终止子的异同5、真核生物mRNA转录后加工:三类帽子及帽子的功能,尾巴的功能6、tRNA的转录后加工与RNase P第六章1、ORF2、蛋白质合成的起始、延长和终止(蛋白质因子)3、信号肽和导肽定义、负责那些蛋白质的转运4、分泌蛋白质向内质网转运过程第七章1、顺式作用元件与反式作用因子2、诱导物与辅-阻遏物3、操纵子(operon)4、乳糖操纵子的结构和正、负调控5、分解代谢物阻遏调控(葡萄糖效应)6、色氨酸操纵子与衰减子(attenuator)。

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