回文结构和反向重复序列
名词解释
名词解释双链DNA中含有的二个结构相同、方向相反的序列称为反向重复序列，也称为回文结构，每条单链以任一方向阅读时都是一样的，例如5'GGTACC3' 5'CCATGG3'.回文结构序列是一种旋转对称结构，在轴的两侧序列相同而反向。
当然这两个反向重复序列不一定是连续的。
回文结构- 区别短的回文结构可能是一种特别的信号，如限制性内切酶的识别位点。
较长的回文结构容易转化成发夹结构。
糖苷键：单糖的氧环式结构中所含的半缩醛羟基（又称为苷羟基）比较活泼，在无水氯化氢存在下易于其他含有活泼氢的化合物（如醇、酚，胺，硫醇等），脱水生成环状缩醛或缩酮称为糖苷；在糖苷分子中，糖的部分叫糖基，非糖部分叫配基，而连接这两部分的键叫糖苷键。
单核苷酸(mononucleotide)：核苷与磷酸缩合生成的磷酸酯称为单核苷酸。
2. 磷酸二酯键（phosphodiester bonds）：单核苷酸中，核苷的戊糖与磷酸的羟基之间形成的磷酸酯键。
3. 不对称比率（dissymmetry ratio）：不同生物的碱基组成由很大的差异，这可用不对称比率（A+T）/（G+C）示。
4. 碱基互补规律(complementary base pairing)：在形成双螺旋结构的过程中，由于各种碱基的大小与结构的不同，使得碱基之间的互补配对只能在G?C（或C?G）和A=T（或T=A）之间进行。
5. 反密码子（anticodon）：在tRNA 链上有三个特定的碱基，组成一个密码子，由这些反密码子按碱基配对原则识别mRNA 链上的密码子。
反密码子与密码子的方向相反。
6. 顺反子（cistron）:基因功能的单位；一段染色体，它是一种多肽链的密码；一种结构基因。
7. 核酸的变性、复性（denaturation、renaturation）：当呈双螺旋结构的DNA 溶液缓慢加热时，其中的氢键便断开，双链DNA 便脱解为单链，这叫做核酸的变性。
分子生物学复习
1、DNA是遗传物质的实验：肺炎双球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌实验。
1、影响双螺旋结构稳定性因素：氢键（弱键，可加热解链，氢键堆积，有序排列）、磷酸酯键（强键，需酶促解链）、0.2mol/L NA生理盐条件（消除DNA单链上磷酸基团间的静电斥力）、碱基堆积力（非特异性结合力）、范德华力、疏水作用力。
不稳定性因素：磷酸基团间的静电斥力、碱基内能增加（温度），使氢键因碱基排列有序状态的破坏而减弱。
2、反向重复序列又称回文序列，指在双链DNA序列中按确定方向阅读双链中每条单链的序列都相同的DNA结构。
3、割裂基因：基因的编码顺序由若干非编码区域隔开，使阅读框不连续，这种基因称为割裂/断裂基因。
4、重叠基因：两个基因的核苷酸序列完全重叠或部分重叠的情况，即一段核苷酸片段被两个基因重复使用的现象。
7真核生物DNA序列组织：单拷贝序列、轻度重复序列、中度重复序列、高度重复序列。
5、基因家族：是真核生物基因组中来源相同，结构相似，功能相关的一组基因。
10、基因簇：指基因家族中的各成员紧密成簇排列成大段的串联重复单位，定位于染色体的特殊区域。
他们属于同一祖先的基因扩增产物。
11、基因簇中还包括一些没有功能的假基因，广义的基因家族分为两类，一种是家族成员的全序列至少编码序列的具有高度的同源序列，第二种是各成员间在编码产物上有大段高度保守的氨基酸序列。
12、DNA复制：亲代双链DNA分子在DNA聚合酶的作用下，分别以各单链DNA分子为模板，聚合与自身碱基可以互补配对的游离的dDTP，合成出两条与亲代DNA分子完全相同的子代DNA分子的过程。
13、复制子（复制单位）：基因组内能独立进行复制的单位。
14、DNA复制的方式：θ型复制、滚动环式复制、D-环式复制。
15、复制叉：复制开始，在复制起点形成的一个特殊的叉形结构，是复制有关的酶和蛋白质组装成复合物和新链合成的部位。
16、复制叉，DNA的复制至少需要20多种酶和蛋白质结合在复制叉部位，形成复杂的复制体结构。
遗传学 第六章 真核生物遗传分析
1、单一序列（unique sequence）
➢ 真核生物的大多数基因在单倍体基因 组中都是单拷贝的。
➢ 单一序列所占的比例在不同生物基因 组中变化较大：
原核生物中一般只含有非重复序列；
较低等的真核生物中大部分DNA也 是单拷贝的；
动物中将近50％DNA是中度或高度 重复的；
植物和两栖类生物中单拷贝DNA序 列降低，而中度和高度重复序列增加， 如玉米的重复序列在80%以上。
（2）卫星DNA （satellite DNA）
➢ 其碱基组成不同于其他部份，可用 等密度梯度离心法将其与主体 DNA 分开，因而称为卫星DNA 或 随体DNA。
➢ 各类卫星DNA都由不同的重复序 列家族构成。
➢ 重复单位串联排列。 ➢ 卫星 DNA约占人基因组 5~6％。
卫星DNA 根据长度可将其分为3类：
➢ 基因组（genome）：一个物种单倍体的染色体数 目及其所携带的全部遗传信息。
基因组DNA测序结果表明基因组中不仅包含着整 套基因的编码序列，同时还包含着大量非编码序列， 这些序列同样包含着遗传指令(genetic instruction)。 因此，基因组（应该）是整套染色体所包含的 DNA分子以及DNA分子所携带的全部遗传指令。
➢ 可用遗传学方法区分每个染色单 体。
顺序四分子分析（ ordered tetrad analysis）
顺序四分子遗传分析的特殊意义在于： (1) 能从四分子不同类型出现的相对频率分析基因间的连
锁关系； (2) 能计算标记基因与着丝点之间的重组值，进行着丝粒
作图； (3) 子囊中子囊孢子严格的对称性质，表明减数分裂是一
Co = DNA concentration t1/2 = time for half reaction
第二章 核苷酸与核酸(含答案)
第二章核苷酸与核酸解释题1. 增色效应 (hyperchromic effect)2. 摩尔磷原子消光系数ε (p)3. 分子杂交 (hybridization)4. 基因组 (genome)5. 内含子 (introns)6. “外显子” (exon)7. 质粒( plasmids)8 ．黏性末端( cohesive ends)9. “退火”( annealing)10. 减色效应(hypochromic effect)11. 回文结构( palindrome)12. 基因 (gene) 13. 平末端 (blunt end)14. 同座酶 (isoschizomers)15. 限制图 (restriction map)16. 结构基因 (structural genes)17. 调节顺序 (regulatory sequence)18. 反式作用因子 (traps-acting factors)19. 顺式行为元件 (cis-acting elements)20. 端粒 DNA (telomere DNA)21. 卫星 DNA (satellite DNA)22. Alu 顺序23. 顺反子 (cistron)24. 超螺旋 DNA (DNA supercoiliy)填空题1. 从外观看， DNA 为_____ ， RNA 为_____ 。
2. B-DNA 为 _____手螺旋 DNA ，而 Z-DNA 为_____ 手螺旋。
3. 细胞质 RNA 主要有_____ 、_____和_____ 三种。
4. 真核 mRNA 的 3' 端通常有_____ 结构， 5' 端含有_____ 结构。
5. 某物种体细胞 DNA 样品含有 25 ％的 A ，则其 T 的含量为_____ ， G 的含量应为_____。
6. 一个物种细胞中所有_____ 和_____ 的总和称为该物种的基因组。
7. DNA 的 _____会导致溶液紫外光吸收的_____ ，此现象称为增色效应。
分子生物学
第一章分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能，并从分子水平上阐述它们之间相互作用关系及基因表达调控机理的科学，是人类由被动适应自然界转向主动改造和重组自然界的学科。
第二章1、核苷酸一二三四即结构①半保留复制：在DNA复制时，子代双链DNA中的一条链来自亲代，另一条链是新合成的互补链，这种方式称为半保留复制②反向重复序列与二级结构反向重复序列,又称回文序列（廻文）：指两段同样的核苷酸序列同时存在于一个分子中，但具有相反的方向。
有时也有不完全相同的情况。
③DNA的四链结构，结构特点：基本结构单元－－鸟嘌呤四联体2、超螺旋结构：DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。
正超螺旋：盘绕方向与DNA双螺旋方同相同负超螺旋：盘绕方向与DNA双螺旋方向相反3、拓扑公式：L=T+W △L=△T+△W L连环数、T盘绕数、W超螺旋周数4、染色体的基本结构单位：核小体5、RNA：即核糖核酸，RNA由一条多核苷酸链组成，经卷曲盘绕可形成局部双螺旋二级结构和三级结构。
mRNA：转录来自编码蛋白质基因的RNA，携带翻译信息。
mRNA的功能：作为蛋白质合成的模板。
①mRNA占总RNA的1%-2%。
②mRNA的代谢快，半衰期短。
③原核mRNA与基因是共线的，多顺反子。
④真核不是共线，单顺反子。
6、⑴单顺反子结构每种mRNA分子只编码一种蛋白质的信息，只能作为一种蛋白质的翻译模板。
⑵多顺反子结构一个mRNA分子含有几种蛋白质的信息，可以编码几种蛋白质。
⑶核酸变性复性①核酸变性:在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程。
②核酸复性：两条彼此分开的变性DNA链在适当条件下重新缔合成为双螺旋结构的过程称为复性。
⑷变性主要因素：①加热（生理温度以上）；②极端PH；③有机溶剂7、Tm值是使DNA双螺旋结构解开一半的链时的温度。
DNA的Tm值一般在82~95℃。
影响Tm值因素：①DNA均一性；②G—C碱基含量；③介质中离子强度。
第三节 DNA的二级结构
碱基螺旋桨扭角
0°
各种DNA双螺旋结构参数
螺旋类型 A 粗短 螺旋方向 螺旋直径nm 碱基堆积距离nm 碱基夹角 每圈碱基数 螺距nm 轴心位置 碱基倾角 糖环折叠 糖苷键构象 大沟 小沟 右手 2.55 0.23 32.7° 11 2.46 不穿过碱基对 19° C3′内式 反式 很狭、很深 很宽、浅 B 适中 右手 2.37 0.34 34.6° 10.4 3.32 穿过碱基对 -1° C2′内式 反式 很宽、很深 狭、深 Z 细长 左手 1.84 0.38 60° 12 4.56 不穿过碱基对 -9° 嘧啶C2′内式，嘌呤 C3′内式 C、T反式,G顺式 平坦 较狭、很深
北京医科大学1999年招收攻读硕士研究生入学试题 生物化学
3 DNA超螺旋结构
3.1 定义
Covalently closed circular DNA, cccDNA
如果固定DNA分子的两端，或者本身是共价闭合环状 DNA或与蛋白质结合的DNA分子，DNA分子两条链 不能自由转动，额外的张力不能释放，DNA分子就会 发生扭曲，用以抵消张力。这种扭曲称为超螺旋 （supercoil).
(二) 双螺旋结构模型提出的依据 2、DNA的碱基组成分析（Chargaff定则）
Chargaff规则的内容 Ⅰ. 所有DNA：A=T、G=C，即A+G=T+C Ⅱ. DNA的碱基组成具有种的特异性，即不同种的DNA碱基组成不
一样
Ⅲ. 对同一生物物种，DNA的碱基组成没有组织和器官的特异性 Ⅳ. DNA的碱基组成不随年龄、营养状况及环境的改变而改变 Chargaff规则的意义 该规则为后来建立DNA双螺旋结构模型奠定的基础，并为阐明 DNA的生物学功能提供了重要依据。
(三)DNA的三级结构
磷酸基连在3´位才能水解，如麦芽3´一核苷酸酶
2．非特异性磷酸单酯酶
磷酸基无论在3´或5´位，都能水解，如E. coli磷酸单酯酶
七、核酸的性质和最常用的研究方法
（一）一般性质：分子大小、性状、溶解度。
分子大小：DNA Mr 106～1010或更大 RNA Mr 104～106或更大
性状： DNA为白色纤维状固体，而RNA为白色粉末。 溶解度：DNA和RNA均不溶于一般的有机溶剂，微溶于水， 但它们的钠盐在水中溶解度较大。
5´-cap的功能
(1) 防止mRNA被核酸酶降解。 (2) 为mRNA翻译活性所必需。 (3) 与蛋白质合成的正确起始有关。
3´-polyA : polyA的残基数20~200个，或更多。 polyA的功能
(1) 保护mRNA，免受核酸外切酶的作用。 (2) 与翻译有关，没有polyA翻译活性降低。 (3) 与mRNA从细胞核转移到细胞质有关。
（三）DNA的三级结构
噬菌体T2DNA长约50μm E-coli DNA 长约1mm 人生殖细胞DNA长约1m
双链环状DNA（double stranded cyclic DNA, DSCDNA）
双链环状DNA在自然界是广泛存在的，如一些病毒DNA、 一些噬菌体DNA、细菌质粒DNA、线粒体和叶绿体DNA等。
断裂、修剪、修饰
RNA前体
成熟RNA（有功能的RNA）
（三）RNA的二级结构
大多数天然RNA是一条单链，通过自身回折形成部分螺旋区， 部分非螺旋区。 少数病毒RNA如水稻矮缩病毒、呼肠孤病毒、伤瘤病毒等RNA 是双链螺旋，类似于DNA的双螺旋结构。
RNA中双螺旋结构稳定的因素主要是碱基堆 积力，其次是氢键。
生化-核酸及其代谢整理
生化-核酸及其代谢整理●核酸组成●化学组成●基本构成单位——核苷酸●核苷酸由碱基，戊糖，磷酸1：1：1组成，戊糖环上的C1与嘧啶碱基的N1(或嘌呤碱基的N9)以β-糖苷键相连；戊糖的C5与磷酸基团以5'磷脂键相连。
●无论DNA，还是RNA，核苷酸之间都以3',5磷酸二酯键相连。
●DNA●基本结构单位●5'-脱氧核糖单核苷酸，自由羟基在3'端●dAMP●dTMP●dCMP●dGMP●DNA双螺旋结构模型●DNA双螺旋结构模型是1953年提出来●DNA是由两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴相互缠绕形成的右手双螺旋。
●碱基位于双螺旋的内侧，由磷酸脱氧核糖形成的骨架在外侧，碱基平面与纵轴垂直，糖环平面与纵轴平行。
●双螺旋平均直径为2nm，螺距为3.4nm，沿中心轴每旋转一周有10个核苷酸。
●两条链依靠彼此间的氢键结合在一起，碱基按互补配对原则进行特异的碱基配对，A-T、C-G、A-T之间2个氢键，C-G之间3个氢键。
DNA的一条链是另一条链的互补链，碱基在一条链上的排列顺序不受任何限制，DNA的遗传信息就储存在碱基顺序中。
●双螺旋结构有两条螺形凹沟，一条为大沟，一条为小沟。
两条多核苷酸链并非以均匀螺旋形式相互缠绕，而是有一个大沟一个小沟●维持DNA双螺旋的力主要是氢键和碱基堆积力(范德华力)。
DNA双螺旋模型第一次提出了遗传信息的储存方式及DNA复制的分子机理。
●DNA三级结构●是指DNA双螺旋通过扭曲和折叠所形成的特定构象，包括连环、扭结、超螺旋等多种形式。
●DNA超螺旋●是指双螺旋DNA进一步扭曲所形成的麻花状构象。
●超螺旋DNA比双螺旋DNA分子更紧密。
●超螺旋DNA的形成有利于线形DNA的包装。
●DNA超螺旋在有关酶的作用下可以发生解旋，以利于与其他生物分子的互作、DNA的复制和转录。
●与线形DNA相比，超螺旋DNA在超离心时下沉更快，在电泳时迁移也更快。
●拓扑常数L●L值是一个用来描述超螺旋状态的拓扑常数，在不发生共价键断裂的情况下，一个超螺旋无论如何扭曲，其L值是不变的。
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回文结构和反向重复序列
回文结构：
回文结构广泛存在于各种生物体基因组中。
它可以在质粒、病毒和细菌基因组DNA以及真核染色体和细胞器中找到，并且广泛分布于人类癌细胞中。
基因组某一DNA由于自身单链DNA上有反向重复序列而自已配对，形成发夹结构或茎环结构。
回文结构是顺读和反读都一样的序列。
如：
5'-gaattc-3'
3'-cttaag-5'
下面一行反着读和上面一行一样。
是限制性内切酶识别DNA位点的核苷酸序列，呈二元旋转对称。
回文结构的意义：
1）是限制性内切酶的识别位点。
2）具有调节基因的表达作用，如色氨酸操纵子的前的弱化子。
3）转录终止时的识别结构。
4）这种结构不尽在DNA中存在,在RNA中也常因碱基的互补而常出现类似的结构,有利于稳定RNA的结构和行使功能。
5）基因工程中DNA序列的方便操作，限制性内切酶如同外科医生的"手术刀"，它在基因的切割部位就在DNA序列的回文序列中，并且他们之间是相对应的,
回文序列在基因序列的存在使基因的操作成为可能。
反向重复序列（inverted repeat sequence）：在同一多核苷酸链内的相反方向上存在的一段重复的核苷酸序列。
在双链DNA中反向重复可能引起十字形结构的形成。
如：
tatagcGCTATA
ATTACGcgatat
小写部分就是反向重复。
形成RNA时容易形成发夹结构。