分子生物学课件第18讲
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分子生物学(共19张PPT)
04
蛋白质的结构与功能
蛋白质的分子组成与结构
氨基酸通过肽键连 接形成多肽链，即 蛋白质的一级结构 。
多条多肽链组合在 一起，形成蛋白质 的三级结构。
蛋白质的基本组成 单位是氨基酸，共 有20种常见氨基酸 。
多肽链经过盘绕、 折叠形成二级结构 ，主要形式包括α螺旋和β-折叠等。
在特定条件下，蛋 白质可形成四级结 构，由多个亚基组 成。
发展历程
从20世纪50年代DNA双螺旋结构 的发现开始，分子生物学经历了 飞速的发展，成为现代生命科学 中最为活跃和前沿的领域之一。
分子生物学的研究对象与任务
研究对象
主要包括DNA、RNA、蛋白质Байду номын сангаас生 物大分子，以及它们之间的相互作用 和调控机制。
研究任务
揭示生物大分子的结构、功能及其相 互作用机制；阐明基因表达调控的分 子机制；探索生物大分子在生命过程 中的作用和意义。
转录因子
01
真核生物中存在大量转录因子，它们与DNA特定序列结合，激
活或抑制基因转录。
表观遗传学调控
02
通过DNA甲基化、组蛋白修饰等方式，改变染色质结构，影响
基因表达。
microRNA调控
03
microRNA是一类小分子RNA，通过与mRNA结合，抑制其翻
译或促进其降解，从而调节基因表达。
基因表达调控的分子机制
发育生物学研究生物体的发育过程，而分子 生物学则揭示了发育过程中基因表达和调控 的分子机制。
02
DNA的结构与功能
DNA的分子组成与结构
DNA的基本组成单位
脱氧核糖核苷酸，由磷酸、脱氧核糖 和碱基组成。
DNA的碱基
DNA的双螺旋结构
完整版《分子生物学》 ppt课件
底物
模板 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
识别 起始 延伸 终止
启动子（－10区、－35区） 转录单位相关概念 CAP位点 识别过程
不依赖ρ因子的终止子: 内在终止子（intrinsic terminator ） 依赖ρ因子的终止子（ ρ-dependent terminator ）有发夹结构，但GC含量少， 无U串
核mRNA内含子的剪接 Ⅰ内含子的剪接 Ⅱ类内含子的剪接 反式剪接
核mRNA的 拼接体的拼接
类型ⅰ 自我拼接
类型ⅱ自我 拼接
剪接、3’末端CCA结构、碱基修饰 内含子切除（核酸酶的作用，不是
转酯反应） 连接外显子
蛋 白 参与蛋白质生物合成的物质 质 的 蛋白质生物合成过程 生 物 蛋白质合成的干扰与抑制 合 成 蛋白质的降解
一般模式 复制型转座模式 非复制型转座模式 保守型转座模式 TnA转座模式
通过反义RNA的翻译水平控制 甲基化作用控制转座酶合成及
其与DNA的结合
转座引起插入突变 造成插入位点靶DNA的少量碱基
对重复 插入位点出现新基因 引起染色体畸变 转座引起的生物进化 切除效应 外显子改组
动子：（上游控制元件），－165～ －40，影响转录的频率。
♠ -25bp:TATA盒（Hogness box）,识别起 始位点
♠ -75bp:CAAT盒(CAATCT) ，决定启动子
♠ -110bp:GC盒的(G转G录GC频G率G)，R调N控A起始聚和合酶I的启动子
转录频率
RNA聚合酶Ⅱ的启动子
分子生物学 Molecular Biology
总结复习 Review and Summarize
2020/12/22
1
绪论
引言 分子生物学简史 分子生物学的研究内容 分子生物学进展 分子生物学展望
分子生物学(全套课件557P)
分子生物学（全套课件557P）简介分子生物学是研究生物分子结构、功能和相互作用的学科。
它涉及到核酸、蛋白质和其他生物分子的研究，以及它们在细胞和生物体中的功能。
本文档是一套全面的分子生物学课件，共有557页。
本课件旨在帮助读者系统地了解分子生物学的各个方面，包括基本的分子生物学原理、实验技术、研究方法以及应用等。
目录1.第一章：分子生物学概述2.第二章：DNA结构与功能3.第三章：RNA结构与功能4.第四章：蛋白质结构与功能5.第五章：基因表达调控6.第六章：基因突变与遗传变异7.第七章：分子生物学实验技术8.第八章：分子生物学研究方法9.第九章：分子生物学的应用领域第一章：分子生物学概述1.1 什么是分子生物学分子生物学是研究生物体内分子的结构、功能以及相互作用的学科。
它涉及到DNA、RNA、蛋白质等生物分子的研究，以及它们在细胞和生物体中的功能。
1.2 分子生物学的历史与发展分子生物学起源于20世纪50年代，当时发现DNA是物质遗传信息的携带者后，科学家们开始研究DNA的结构和功能，从而奠定了现代分子生物学的基础。
1.3 分子生物学的重要性分子生物学的研究对于了解生命的本质和机理至关重要。
它不仅有助于解释遗传现象，还可以揭示细胞的结构、功能和调控机制，甚至为疾病的诊断和治疗提供理论基础。
2.1 DNA的组成与结构DNA是由基因序列组成的生物分子，它由核苷酸组成。
本节将介绍DNA的基本结构、双螺旋结构和碱基对的配对方式。
2.2 DNA复制与遗传信息传递DNA复制是细胞分裂过程中最重要的事件之一，它确保了遗传信息的传递和稳定性。
本节将介绍DNA复制的过程和机制。
2.3 DNA修复与突变DNA在生物体内容易受到各种外界因素的损伤，因此细胞拥有多种修复机制来修复DNA损伤。
本节将介绍DNA修复的方式和维护基因组稳定性的重要性。
3.1 RNA的种类与功能RNA是DNA转录的产物，它在细胞内发挥着多种功能，包括mRNA的编码信息传递、tRNA的氨基酸运载和rRNA的构建核糖体等。
分子生物学课件(共51张PPT)
二级结构
蛋白质局部主链的空间结构， 包括α-螺旋、β-折叠等。
三级结构
整条肽链中全部氨基酸残基的 相对空间位置Байду номын сангаас即整条肽链每 一原子的相对空间位置。
四级结构
由两条或两条以上的多肽链组 成的一类结构，每一条多肽链
都有完整的三级结构。
蛋白质的功能与分类
结构蛋白：作为细胞的结构，如膜蛋白，染色体蛋白等 。 酶：催化生物体内的化学反应。
分子生物学是生物学的重要分支
01
分子生物学以生物大分子为研究对象，揭示生命现象的分子基
础，是生物学的重要分支之一。
分子生物学推动生物学的发展
02
分子生物学的发展推动了生物学的研究从细胞水平向分子水平
深入，为生物学的发展提供了新的理论和技术支持。
分子生物学与其他学科的交叉融合
03
分子生物学与遗传学、生物化学、微生物学、免疫学等学科存
。
表观遗传学调控
通过改变染色质结构和DNA 甲基化等方式来调控基因表达
。
05
蛋白质的结构与功能
蛋白质的分子组成
氨基酸
蛋白质的基本组成单元，共有20 种标准氨基酸。
肽键
连接氨基酸之间的主要化学键。
辅基与辅酶
某些蛋白质还包含辅基或辅酶， 以辅助其功能的发挥。
蛋白质的结构层次
一级结构
指蛋白质中氨基酸的排列顺序 。
重组DNA分子的构建和 筛选
PCR技术及其应用
01
02
PCR技术的基本原理和步骤
引物的设计和选择
03
04
PCR反应体系和条件优化
PCR技术在DNA扩增、突变 分析、基因分型等领域的应用
基因克隆与基因工程
蛋白质局部主链的空间结构， 包括α-螺旋、β-折叠等。
三级结构
整条肽链中全部氨基酸残基的 相对空间位置Байду номын сангаас即整条肽链每 一原子的相对空间位置。
四级结构
由两条或两条以上的多肽链组 成的一类结构，每一条多肽链
都有完整的三级结构。
蛋白质的功能与分类
结构蛋白：作为细胞的结构，如膜蛋白，染色体蛋白等 。 酶：催化生物体内的化学反应。
分子生物学是生物学的重要分支
01
分子生物学以生物大分子为研究对象，揭示生命现象的分子基
础，是生物学的重要分支之一。
分子生物学推动生物学的发展
02
分子生物学的发展推动了生物学的研究从细胞水平向分子水平
深入，为生物学的发展提供了新的理论和技术支持。
分子生物学与其他学科的交叉融合
03
分子生物学与遗传学、生物化学、微生物学、免疫学等学科存
。
表观遗传学调控
通过改变染色质结构和DNA 甲基化等方式来调控基因表达
。
05
蛋白质的结构与功能
蛋白质的分子组成
氨基酸
蛋白质的基本组成单元，共有20 种标准氨基酸。
肽键
连接氨基酸之间的主要化学键。
辅基与辅酶
某些蛋白质还包含辅基或辅酶， 以辅助其功能的发挥。
蛋白质的结构层次
一级结构
指蛋白质中氨基酸的排列顺序 。
重组DNA分子的构建和 筛选
PCR技术及其应用
01
02
PCR技术的基本原理和步骤
引物的设计和选择
03
04
PCR反应体系和条件优化
PCR技术在DNA扩增、突变 分析、基因分型等领域的应用
基因克隆与基因工程
《分子生物学》课件
介绍CRISPR-Cas9系统的原理 及在基因编辑中的应用。
基因编辑实验室
展示现代基因编辑实验室的设 备和技术。
基因治疗
探讨基因编辑技术在治疗遗传 病和癌症中的潜力。
生物信息学与计算生物学
大数据分析
使用生物信息学和计算生物学的工具来分析 海量生物数据。
蛋白质结构预测
通过模拟和计算来预测和研究蛋白质的结构 和功能。
3 基因修复与修复机
制
探讨基因损伤修复和细 胞保护机制在环境暴露 中的作用。
生物多样性与保护
生物多样性
解释生物多样性的重要性和全球生物多样性状 况。
保护生物多样性
讨论保护生物多样性的 分子标记物
液体活检
通过PCR和测序技术检测基因突变和遗传病。
《分子生物学》PPT课件
《分子生物学》PPT课件大纲： 1. 介绍分子生物学概念 2. DNA和RNA结构与功能 3. 蛋白质的合成与结构 4. DNA复制和细胞分裂 5. 基因表达与转录 6. RNA加工修饰 7. 蛋白质翻译和折叠 8. 基因调控及表观遗传学
基因编辑与CRISPR技术
CRISPR Cas9
介绍分子标记物在疾病诊断和治疗中的应用， 如肿瘤标志物。
探讨液体活检在肿瘤诊断和监测中的潜力。
分子生物学的社会影响
1 伦理和法律问题
讨论基因编辑和遗传修 复等技术引发的伦理和 法律问题。
2 公众教育和意识
强调公众了解分子生物 学的重要性和科学素养 的培养。
3 医疗与健康
探讨分子生物学在医疗 和健康领域的革命性发 展。
基因组学研究
利用计算方法研究基因组结构、功能和进化。
网络生物学
通过构建和分析生物网络来揭示生物体内的 复杂关系。
基因编辑实验室
展示现代基因编辑实验室的设 备和技术。
基因治疗
探讨基因编辑技术在治疗遗传 病和癌症中的潜力。
生物信息学与计算生物学
大数据分析
使用生物信息学和计算生物学的工具来分析 海量生物数据。
蛋白质结构预测
通过模拟和计算来预测和研究蛋白质的结构 和功能。
3 基因修复与修复机
制
探讨基因损伤修复和细 胞保护机制在环境暴露 中的作用。
生物多样性与保护
生物多样性
解释生物多样性的重要性和全球生物多样性状 况。
保护生物多样性
讨论保护生物多样性的 分子标记物
液体活检
通过PCR和测序技术检测基因突变和遗传病。
《分子生物学》PPT课件
《分子生物学》PPT课件大纲： 1. 介绍分子生物学概念 2. DNA和RNA结构与功能 3. 蛋白质的合成与结构 4. DNA复制和细胞分裂 5. 基因表达与转录 6. RNA加工修饰 7. 蛋白质翻译和折叠 8. 基因调控及表观遗传学
基因编辑与CRISPR技术
CRISPR Cas9
介绍分子标记物在疾病诊断和治疗中的应用， 如肿瘤标志物。
探讨液体活检在肿瘤诊断和监测中的潜力。
分子生物学的社会影响
1 伦理和法律问题
讨论基因编辑和遗传修 复等技术引发的伦理和 法律问题。
2 公众教育和意识
强调公众了解分子生物 学的重要性和科学素养 的培养。
3 医疗与健康
探讨分子生物学在医疗 和健康领域的革命性发 展。
基因组学研究
利用计算方法研究基因组结构、功能和进化。
网络生物学
通过构建和分析生物网络来揭示生物体内的 复杂关系。
《分子生物学全套》ppt课件
分子生物学定义
分子生物学是一门从子水平研究生 物大分子的结构和功能的科学，主要 关注DNA、RNA和蛋白质等生物大 分子的复制、转录、翻译和调控等过 程。
分子生物学特点
以分子为研究对象，阐明生命现象的 本质；与多学科交叉融合，推动生命 科学的发展；实验技术手段不断更新 ，提高研究效率和准确性。
分子生物学发展历程
分子生物学研究内容及方法
研究内容
包括基因和基因组的结构与功能、DNA损伤与修复、基因表达的调控、蛋白质 组学的研究以及疾病产生的分子基础等。
研究方法
包括基因克隆与表达、蛋白质分离与纯化、PCR技术、基因敲除与敲入、高通 量测序技术、生物信息学分析等。这些方法的应用使得分子生物学研究更加深 入和广泛。
阔前景。
下一代测序技术在分子生物学中应用
下一代测序技术原理
基于大规模并行测序的原理，一次可对数百万至数十亿个DNA分 子进行测序。
测序数据分析
包括序列比对、变异检测、基因表达量分析等，以揭示基因组的结 构和功能。
下一代测序技术的应用
在疾病诊断、个性化医疗、物种鉴定和进化生物学等领域发挥重要 作用。
非编码RNA与疾病关系
非编码RNA异常表达与多种疾病相关，如肿瘤、心血管疾 病等，可作为疾病诊断和治疗的新靶点。
非编码RNA研究前景
随着高通量测序技术和生物信息学发展，非编码RNA研究 将更加深入，为疾病防治提供新思路和新方法。
合成生物学在分子生物学中应用前景
合成生物学概念及研究范畴
合成生物学是一门新兴交叉学科，旨在通过设计和构造新的生物部件、系统和机器来理解 和操控自然生物系统。
RNA产物。
影响因素
包括DNA模板的序列和 结构、RNA聚合酶的活 性和选择性、转录因子
分子生物学是一门从子水平研究生 物大分子的结构和功能的科学，主要 关注DNA、RNA和蛋白质等生物大 分子的复制、转录、翻译和调控等过 程。
分子生物学特点
以分子为研究对象，阐明生命现象的 本质；与多学科交叉融合，推动生命 科学的发展；实验技术手段不断更新 ，提高研究效率和准确性。
分子生物学发展历程
分子生物学研究内容及方法
研究内容
包括基因和基因组的结构与功能、DNA损伤与修复、基因表达的调控、蛋白质 组学的研究以及疾病产生的分子基础等。
研究方法
包括基因克隆与表达、蛋白质分离与纯化、PCR技术、基因敲除与敲入、高通 量测序技术、生物信息学分析等。这些方法的应用使得分子生物学研究更加深 入和广泛。
阔前景。
下一代测序技术在分子生物学中应用
下一代测序技术原理
基于大规模并行测序的原理，一次可对数百万至数十亿个DNA分 子进行测序。
测序数据分析
包括序列比对、变异检测、基因表达量分析等，以揭示基因组的结 构和功能。
下一代测序技术的应用
在疾病诊断、个性化医疗、物种鉴定和进化生物学等领域发挥重要 作用。
非编码RNA与疾病关系
非编码RNA异常表达与多种疾病相关，如肿瘤、心血管疾 病等，可作为疾病诊断和治疗的新靶点。
非编码RNA研究前景
随着高通量测序技术和生物信息学发展，非编码RNA研究 将更加深入，为疾病防治提供新思路和新方法。
合成生物学在分子生物学中应用前景
合成生物学概念及研究范畴
合成生物学是一门新兴交叉学科，旨在通过设计和构造新的生物部件、系统和机器来理解 和操控自然生物系统。
RNA产物。
影响因素
包括DNA模板的序列和 结构、RNA聚合酶的活 性和选择性、转录因子
分子生物学课件第18讲
度时）两种调控作用 （3）cI基因的突变效应 •不能建立和维持溶原状态
分子生物学课件第18讲
（四） CII蛋白和CIII蛋白
Nanjing
University 1，CII蛋白 （1）CII蛋白的特点 A，以寡聚体形式起作用 B，促进启动子PE、PI和PaQ的转 录
分子生物ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ课件第18讲
Nanjing •促进从启动子PE （在cro基因
分子生物学课件第18讲
Nan•jin溶g 原状态
University
的建立和 维持
分子生物学课件第18讲
Nanjing 3， 原噬菌体的释放
University
（1）当溶原细菌受到紫外 线 等 作 用 引 起 DNA 损 伤 时 RecA切断CI蛋白单体，失 去阻遏活性
分子生物学课件第18讲
（2）早期操纵元转录
University
2，第二阶段的基因表达 3，晚期基因表达
分子生物学课件第18讲
二、枯草杆菌中σ亚基的更迭
Nanjing
Universit（y 一）枯草杆菌噬菌体SPO1早、 中晚期基因表达的转换
1，SPO1生活史 （1）早期 （2）中期 （3）晚期
分子生物学课件第18讲
2，SPO1早、中、晚期基因表达过
University
1，trp mRNA前导序列的二级 结构（图8－24） •两种可能形成的二级结构 •体外不存在序列2、3配对的 形式
因产物是噬菌体溶原生 长（整合过程）所必需的 B，对CII蛋白的影响 •降解减少
分子生物学课件第18讲
（3）MOI值过高的影响
Nanjing University
A，MOI值：指感染时噬菌体
分子生物学课件第18讲
（四） CII蛋白和CIII蛋白
Nanjing
University 1，CII蛋白 （1）CII蛋白的特点 A，以寡聚体形式起作用 B，促进启动子PE、PI和PaQ的转 录
分子生物ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ课件第18讲
Nanjing •促进从启动子PE （在cro基因
分子生物学课件第18讲
Nan•jin溶g 原状态
University
的建立和 维持
分子生物学课件第18讲
Nanjing 3， 原噬菌体的释放
University
（1）当溶原细菌受到紫外 线 等 作 用 引 起 DNA 损 伤 时 RecA切断CI蛋白单体，失 去阻遏活性
分子生物学课件第18讲
（2）早期操纵元转录
University
2，第二阶段的基因表达 3，晚期基因表达
分子生物学课件第18讲
二、枯草杆菌中σ亚基的更迭
Nanjing
Universit（y 一）枯草杆菌噬菌体SPO1早、 中晚期基因表达的转换
1，SPO1生活史 （1）早期 （2）中期 （3）晚期
分子生物学课件第18讲
2，SPO1早、中、晚期基因表达过
University
1，trp mRNA前导序列的二级 结构（图8－24） •两种可能形成的二级结构 •体外不存在序列2、3配对的 形式
因产物是噬菌体溶原生 长（整合过程）所必需的 B，对CII蛋白的影响 •降解减少
分子生物学课件第18讲
（3）MOI值过高的影响
Nanjing University
A，MOI值：指感染时噬菌体
《分子生物学技术》课件
基因克隆和序列分析
获取目标蛋白质的基因序列， 进行必要的克隆操作和序列分 析。
表达和纯化
将改造后的基因导入表达系统 ，表达并纯化目标蛋白质。
确定目标蛋白质
根据实际需求，选择需要改造 的蛋白质。
基因突变和改造
根据需要，对基因进行突变和 改造，以改变蛋白质的结构和 功能。
性能评估
对改造后的蛋白质进行性能评 估，包括结构和功能分析。
CHAPTER 03
蛋白质工程技术
蛋白质工程技术的定义与原理
蛋白质工程技术的定义
蛋白质工程技术是通过基因工程技术 对蛋白质进行改造，以达到改善或优 化蛋白质的特性和功能的一种技术手 段。
蛋白质工程技术的原理
基于基因工程技术，通过改变蛋白质 编码基因的序列，实现蛋白质结构和 功能的优化。
蛋白质工程技术的操作步骤
《分子生物学技术》 ppt课件
contents
目录
• 分子生物学技术概述 • 基因工程技术 • 蛋白质工程技术 • 基因组学技术 • 生物信息学技术
CHAPTER 01
分子生物学技术概述
定义与分类
定义
分子生物学技术是以分子为研究 基础，通过分析分子的结构、功 能和相互作用的科学方法。
分类
分子生物学技术包括基因工程技 术、蛋白质工程技术、基因组学 技术和生物信息学技术等。
详细描述：基因工程技术是一种利用重组DNA技术对生物体的遗传物质进行操作 的方法。其原理基于分子遗传学和生物化学的基本原理，通过人工设计和构建基 因表达载体，将外源基因导入受体细胞，实现基因的转移、表达和调控。
基因工程技术的操作步骤
总结词：全面解析
详细描述：基因工程技术主要包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的表达与检 测等步骤。其中，基因表达载体的构建是整个技术的核心环节，涉及到限制性内切酶、DNA连接酶等工具酶的应用。
获取目标蛋白质的基因序列， 进行必要的克隆操作和序列分 析。
表达和纯化
将改造后的基因导入表达系统 ，表达并纯化目标蛋白质。
确定目标蛋白质
根据实际需求，选择需要改造 的蛋白质。
基因突变和改造
根据需要，对基因进行突变和 改造，以改变蛋白质的结构和 功能。
性能评估
对改造后的蛋白质进行性能评 估，包括结构和功能分析。
CHAPTER 03
蛋白质工程技术
蛋白质工程技术的定义与原理
蛋白质工程技术的定义
蛋白质工程技术是通过基因工程技术 对蛋白质进行改造，以达到改善或优 化蛋白质的特性和功能的一种技术手 段。
蛋白质工程技术的原理
基于基因工程技术，通过改变蛋白质 编码基因的序列，实现蛋白质结构和 功能的优化。
蛋白质工程技术的操作步骤
《分子生物学技术》 ppt课件
contents
目录
• 分子生物学技术概述 • 基因工程技术 • 蛋白质工程技术 • 基因组学技术 • 生物信息学技术
CHAPTER 01
分子生物学技术概述
定义与分类
定义
分子生物学技术是以分子为研究 基础，通过分析分子的结构、功 能和相互作用的科学方法。
分类
分子生物学技术包括基因工程技 术、蛋白质工程技术、基因组学 技术和生物信息学技术等。
详细描述：基因工程技术是一种利用重组DNA技术对生物体的遗传物质进行操作 的方法。其原理基于分子遗传学和生物化学的基本原理，通过人工设计和构建基 因表达载体，将外源基因导入受体细胞，实现基因的转移、表达和调控。
基因工程技术的操作步骤
总结词：全面解析
详细描述：基因工程技术主要包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的表达与检 测等步骤。其中，基因表达载体的构建是整个技术的核心环节，涉及到限制性内切酶、DNA连接酶等工具酶的应用。
《分子生物学》PPT课件
六、转录和修复
从目前的研究来看，修复发生于转录的整 个过程，如激活、起始和延伸都与修复有 关。在转录激活过程中，主要是AP-1和 NF-KB两种转录因子可能参与转录－偶联 修复。在转录起始过程中转录辅助因子TFII H也是一种修复因子。转录的延伸过程中， 转录的序列修复比非转录的序列更迅速。
七、大肠杆菌的挽回系统
2. 电离辐射引起的DNA损伤
电离辐射对DNA的损伤有直接效应和间接效应两 种途径。前者指辐射对DNA直接沉积能量，并 引起理化改变；后者是指电离辐射在DNA周围 环境的其它成分上沉积能量，而引起DNA分子 的变化。电离辐射的结果可以引起DNA的碱基 损伤、链断裂以及DNA的交联。
三、化学因素引起的DNA损伤
挽回系统〔retrieval system〕也称“复制后 修复〞〔post-replication repair〕因为它 们在复制后起作用，也称为“重组修复〞 〔recombination-repair〕。此系统在处 理复制含有损伤碱基模板后产生的子代二 倍体的缺陷中起作用。
八、SOS系统 许多损伤DNA或抑制大肠杆菌复制的手段引
四、交联修复 链间交联是由多种多样的致癌剂和化疗药物等
引起的。大肠杆菌和哺乳动物细胞内都存在 这种修复机制，但细节还不清楚。
五、双链断裂修复 双链断裂〔DSB〕发生在体细胞重组和转座的
生理条件下，也是电离辐射和氧化应激的主 要损伤形式。依赖DNA的蛋白激酶对哺乳动 物细胞中的双链断裂重接是必需的。
2. 碱基的自发性化学改变
这类损伤包括互变异构、碱基的 脱氨基作用、自发的脱嘌呤和 脱嘧啶、以及细胞代谢产物对 DNA的损伤。例如，腺嘌呤的 互变异构体〔A’〕可以与胞嘧 啶配对，模板链上存在这些异 构体的时候，子代链上就可能
医学分子生物学PPT课件
基因组特点
基因组具有高度的复杂性 和多样性，同时不同生物 之间的基因组存在显著的 差异。
基因表达调控机制
基因表达概念
基因表达是指基因转录成mRNA并翻 译成蛋白质的过程。
表观遗传学调控
表观遗传学调控是指通过DNA甲基化、 组蛋白修饰等方式对基因表达进行调 控，但不改变DNA序列本身。
基因表达调控
生物体通过多种机制对基因表达进行 精确调控，包括转录水平调控、转录 后水平调控和翻译水平调控等。
05
蛋白质组学研究方法及应 用
蛋白质组学概念及研究内容
蛋白质组学定义
研究生物体或特定细胞类型中所有蛋 白质的科学，包括蛋白质表达、结构、 功能和相互作用等方面。
蛋白质组学研究内容
包括蛋白质表达谱、蛋白质翻译后修饰、 蛋白质相互作用网络等。
蛋白质分离纯化技术
双向凝胶电泳
利用蛋白质的等电点和分子量差 异进行分离，具有高分辨率和高
数据库资源搜索策略
数据库类型
包括核酸序列数据库、蛋白质序列 数据库、结构数据库、基因组数据 库等。
搜索策略
根据研究目的和数据类型，选择合 适的数据库和搜索工具，制定有效 的搜索策略，以获取准确、全面的 数据资源。
序列比对和注释方法
序列比对
通过比较两个或多个生物分子序列的相似性和差异性，来推断它们的结构、功 能和进化关系。常用的序列比对方法包括全局比对和局部比对。
程。
microRNA
通过与mRNA结合，抑 制翻译过程或促进 mRNA降解。
表观遗传调控
通过DNA甲基化、组蛋 白修饰等方式，调控基
因表达。
异常情况对生理功能影响
1 2
转录和翻译异常 导致蛋白质合成异常，影响细胞功能和代谢。
分子生物学(全套课件396P)pptx
DNA修复机制包括直接修复、 切除修复、重组修复和SOS修 复等，用于维护DNA分子的完 整性和稳定性。
PART 03
RNA结构与功能
REPORTING
RNA种类及特点
mRNA（信使RNA）
携带遗传信息，指导蛋白质合成。
rRNA（核糖体RNA）
与蛋白质结合形成核糖体，是蛋白质合成的 场所。
tRNA（转运RNA）
分子生物学(全套课件 396P)pptx
REPORTING
• 分子生物学绪论 • DNA结构与功能 • RNA结构与功能 • 蛋白质合成与功能 • 基因表达调控机制 • DNA损伤修复与重组技术
目录
PART 01
分子生物学绪论
REPORTING
分子生物学定义与发展
分子生物学的定义
在分子水平上研究生物大分子的结 构和功能，究生物大分子的结构和功能方面有很多交 叉，但分子生物学更侧重于在分子水平上揭示生命现象的本质。
与细胞生物学的关系
分子生物学与细胞生物学在研究细胞的结构和功能方面密切相关，但 分子生物学更侧重于研究细胞内的分子机制和信号传导。
与医学的关系
分子生物学在医学领域有着广泛的应用，如基因诊断、基因治疗和药 物研发等，为医学的发展提供了重要的理论和技术支持。
THANKS
感谢观看
REPORTING
识别并携带氨基酸，参与蛋白质合成。
其他非编码RNA
如microRNA、siRNA等，参与基因表达调 控。
RNA转录后加工与修饰
01
02
03
04
5'端加帽
在mRNA的5'端加上甲基鸟嘌 呤帽子结构，保护mRNA不被
降解。
3'端加尾
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University
2，第二阶段的基因表达 3，晚期基因表达
分子生物学课件第18讲二、枯草Leabharlann 菌中σ亚基的更迭Nanjing
Universit（y 一）枯草杆菌噬菌体SPO1早、 中晚期基因表达的转换
1，SPO1生活史 （1）早期 （2）中期 （3）晚期
分子生物学课件第18讲
2，SPO1早、中、晚期基因表达过
2，T7噬菌体RNA聚合酶识别的启
Nanjing
University 动子（表8－6） （1） T7噬菌体RNA聚合酶识别 的序列 （2） T7噬菌体的弱启动子 （3） T7噬菌体的强启动子
分子生物学课件第18讲
（三）T Nanjing
7
噬菌体基因表达的调控
University
1，早期转录产物I的形成
（1）可能由于基因3.5产物的作 用，这个阶段转录水平下降 （2）只有第III类强启动子才能 起始转录
分子生物学课件第18讲
三、噬菌体早、晚期基因转录以及
Nanjing
University 裂解生长和溶原生长的调控
（一）噬菌体基因表达的特点 1，对寄主RNA聚合酶的依赖性 2，有多种调控因子 3，功能相关的基因聚集形成4个 操纵元
Nanjing
第五节 University 基因表达的时序调控
•时序调控：
•基因转录时序调控的必要性 •基因转录时序调控的方式
分子生物学课件第18讲
一、噬菌体基因表达特点概述
Nanjing
University（一）噬菌体基因组构成 1，基因构成 （1）转录和翻译所必需的基因
（2）DNA复制相关基因
（3）噬菌体颗粒结构和装配相 关基因
分子生物学课件第18讲
2，遗传图谱的特点
Nanjing
Universi（ty 二）溶菌周期的分期 1，早期感染（early infection） 2，晚期感染（late infection）
（三）噬菌体基因表达的级联式控 制
分子生物学课件第18讲
1，第一阶段的基因表达 Nanjing
力 • OL1 > OL2 > OL3 • OR1 > OR2 > OR3
分子生物学课件第18讲
（2）功能
Nanjing University
•可以迅速占领两个早期操 纵元的操作子，关闭早期 操纵元，使噬菌体进入溶 原生长状态
分子生物学课件第18讲
Nanjing •对其自身的启动子PM有正 University （低浓度时）、负（高浓
分子生物学课件第18讲
•溶菌生长的晚期，Cro蛋白占据两
Nanjing
University 个早期操纵元的操作子，关闭其 转录。此时噬菌体已经产生了足 够的与DNA复制有关的蛋白质（O， P）和抗终止因子Q。从而使晚期 基因得以表达
分子生物学课件第18讲
Nanjing University
2，CI蛋白 （1）与操作子结合的亲和
Nanjing University
程中σ亚基的替换（图8－16）
（1）含σ55的RNA聚合酶全酶负责
早期基因的转录
（2）含gp28的RNA聚合酶全酶负责
中期基因的转录
（3）以gp33-gp34为σ亚基的RNA聚 合酶全酶负责晚期基因的转录
分子生物学课件第18讲
Nanjing （二）枯草杆菌子孢子生成过
度时）两种调控作用 （3）cI基因的突变效应 •不能建立和维持溶原状态
分子生物学课件第18讲
（四） CII蛋白和CIII蛋白
Nanjing
University 1，CII蛋白 （1）CII蛋白的特点 A，以寡聚体形式起作用 B，促进启动子PE、PI和PaQ的转 录
分子生物学课件第18讲
Nanjing •促进从启动子PE （在cro基因
（1）寄主RNA合成体系负责转 录早期基因
（2）重要的早期基因
分子生物学课件第18讲
2，第Ⅱ组基因的表达 Nanjing
University
（1）基因2 （2） 3.5基因产物 （3）T7 噬菌体对寄主RNA合 成体系的接管
分子生物学课件第18讲
3，第Ⅲ类启动子的转录
Nanjing University
University
和cII基因之间）转录cI基因 •促进从启动子PI转录整合酶基 因 •促进位于Q基因内部的启动子 PaQ转录，阻遏Q基因的表达
分子生物学课件第18讲
Nanjing （2）CII蛋白调控的启动子的特点
University
•没有典型的-10和-35序列 •有CII蛋白结合位点：位于-35序列 两侧，具有四碱基对正向重复序列 TTGCNNNNNNTTGC
分子生物学课件第18讲
Nanjing •CY突变体：有一类是由于PE
University
启动子中的CII蛋白结合位 点突变，造成CII蛋白不能 结合， 噬菌体不能建立溶 原状态
（三） 噬菌体的阻遏蛋白及其
Nanjing
作用 University 1，Cro蛋白 （1）与操作子结合的亲和力 •OL3 > OL2 >OL1 • OR3 > OR2 > OR1
分子生物学课件第18讲
Nanjing （2）功能
University
•溶 菌 生 长 的 初 期 ， Cro 蛋 白 先与OR3结合，关闭cI基因的活 性，同时允许两个早期操纵 元的转录
University
程中σ亚基的替换
1，枯草杆菌不同生长时期σ亚基 的替换 2，不同σ亚基识别不同的启动子 3，不同σ亚基的作用机制
分子生物学课件第18讲
二、
Nanjing
T7
噬
菌体
生
长
过
程
中
用
噬
菌
体 University RNA聚合酶代替寄主的RNA聚
合酶
（一）T7 噬菌体概况 1，T7噬菌体的特点 2，T7 噬菌体生长周期
分子生物学课件第18讲
Nanjing University
（1）早期左向操纵子 （2）早期右向操纵子 （3）晚期操纵子 （4）阻遏蛋白操纵子
分子生物学课件第18讲
（二）噬菌体的早、晚期
Nanjing
University 基因的表达（图6-17） 1，极早期基因 2，迟早期基因 3，晚期基因
分子生物学课件第18讲
分子生物学课件第18讲
（二）T7 噬菌体的基因
Nanjing
University 1， T7 噬菌体基因及其产物 （1）早期及晚期基因（图8－19） （2） T7 噬菌体基因的启动子位 置和终止位点（图8－19） （3）T7噬菌体基因mRNA的合成及 转录后处理（图8－20）
分子生物学课件第18讲
2，第二阶段的基因表达 3，晚期基因表达
分子生物学课件第18讲二、枯草Leabharlann 菌中σ亚基的更迭Nanjing
Universit（y 一）枯草杆菌噬菌体SPO1早、 中晚期基因表达的转换
1，SPO1生活史 （1）早期 （2）中期 （3）晚期
分子生物学课件第18讲
2，SPO1早、中、晚期基因表达过
2，T7噬菌体RNA聚合酶识别的启
Nanjing
University 动子（表8－6） （1） T7噬菌体RNA聚合酶识别 的序列 （2） T7噬菌体的弱启动子 （3） T7噬菌体的强启动子
分子生物学课件第18讲
（三）T Nanjing
7
噬菌体基因表达的调控
University
1，早期转录产物I的形成
（1）可能由于基因3.5产物的作 用，这个阶段转录水平下降 （2）只有第III类强启动子才能 起始转录
分子生物学课件第18讲
三、噬菌体早、晚期基因转录以及
Nanjing
University 裂解生长和溶原生长的调控
（一）噬菌体基因表达的特点 1，对寄主RNA聚合酶的依赖性 2，有多种调控因子 3，功能相关的基因聚集形成4个 操纵元
Nanjing
第五节 University 基因表达的时序调控
•时序调控：
•基因转录时序调控的必要性 •基因转录时序调控的方式
分子生物学课件第18讲
一、噬菌体基因表达特点概述
Nanjing
University（一）噬菌体基因组构成 1，基因构成 （1）转录和翻译所必需的基因
（2）DNA复制相关基因
（3）噬菌体颗粒结构和装配相 关基因
分子生物学课件第18讲
2，遗传图谱的特点
Nanjing
Universi（ty 二）溶菌周期的分期 1，早期感染（early infection） 2，晚期感染（late infection）
（三）噬菌体基因表达的级联式控 制
分子生物学课件第18讲
1，第一阶段的基因表达 Nanjing
力 • OL1 > OL2 > OL3 • OR1 > OR2 > OR3
分子生物学课件第18讲
（2）功能
Nanjing University
•可以迅速占领两个早期操 纵元的操作子，关闭早期 操纵元，使噬菌体进入溶 原生长状态
分子生物学课件第18讲
Nanjing •对其自身的启动子PM有正 University （低浓度时）、负（高浓
分子生物学课件第18讲
•溶菌生长的晚期，Cro蛋白占据两
Nanjing
University 个早期操纵元的操作子，关闭其 转录。此时噬菌体已经产生了足 够的与DNA复制有关的蛋白质（O， P）和抗终止因子Q。从而使晚期 基因得以表达
分子生物学课件第18讲
Nanjing University
2，CI蛋白 （1）与操作子结合的亲和
Nanjing University
程中σ亚基的替换（图8－16）
（1）含σ55的RNA聚合酶全酶负责
早期基因的转录
（2）含gp28的RNA聚合酶全酶负责
中期基因的转录
（3）以gp33-gp34为σ亚基的RNA聚 合酶全酶负责晚期基因的转录
分子生物学课件第18讲
Nanjing （二）枯草杆菌子孢子生成过
度时）两种调控作用 （3）cI基因的突变效应 •不能建立和维持溶原状态
分子生物学课件第18讲
（四） CII蛋白和CIII蛋白
Nanjing
University 1，CII蛋白 （1）CII蛋白的特点 A，以寡聚体形式起作用 B，促进启动子PE、PI和PaQ的转 录
分子生物学课件第18讲
Nanjing •促进从启动子PE （在cro基因
（1）寄主RNA合成体系负责转 录早期基因
（2）重要的早期基因
分子生物学课件第18讲
2，第Ⅱ组基因的表达 Nanjing
University
（1）基因2 （2） 3.5基因产物 （3）T7 噬菌体对寄主RNA合 成体系的接管
分子生物学课件第18讲
3，第Ⅲ类启动子的转录
Nanjing University
University
和cII基因之间）转录cI基因 •促进从启动子PI转录整合酶基 因 •促进位于Q基因内部的启动子 PaQ转录，阻遏Q基因的表达
分子生物学课件第18讲
Nanjing （2）CII蛋白调控的启动子的特点
University
•没有典型的-10和-35序列 •有CII蛋白结合位点：位于-35序列 两侧，具有四碱基对正向重复序列 TTGCNNNNNNTTGC
分子生物学课件第18讲
Nanjing •CY突变体：有一类是由于PE
University
启动子中的CII蛋白结合位 点突变，造成CII蛋白不能 结合， 噬菌体不能建立溶 原状态
（三） 噬菌体的阻遏蛋白及其
Nanjing
作用 University 1，Cro蛋白 （1）与操作子结合的亲和力 •OL3 > OL2 >OL1 • OR3 > OR2 > OR1
分子生物学课件第18讲
Nanjing （2）功能
University
•溶 菌 生 长 的 初 期 ， Cro 蛋 白 先与OR3结合，关闭cI基因的活 性，同时允许两个早期操纵 元的转录
University
程中σ亚基的替换
1，枯草杆菌不同生长时期σ亚基 的替换 2，不同σ亚基识别不同的启动子 3，不同σ亚基的作用机制
分子生物学课件第18讲
二、
Nanjing
T7
噬
菌体
生
长
过
程
中
用
噬
菌
体 University RNA聚合酶代替寄主的RNA聚
合酶
（一）T7 噬菌体概况 1，T7噬菌体的特点 2，T7 噬菌体生长周期
分子生物学课件第18讲
Nanjing University
（1）早期左向操纵子 （2）早期右向操纵子 （3）晚期操纵子 （4）阻遏蛋白操纵子
分子生物学课件第18讲
（二）噬菌体的早、晚期
Nanjing
University 基因的表达（图6-17） 1，极早期基因 2，迟早期基因 3，晚期基因
分子生物学课件第18讲
分子生物学课件第18讲
（二）T7 噬菌体的基因
Nanjing
University 1， T7 噬菌体基因及其产物 （1）早期及晚期基因（图8－19） （2） T7 噬菌体基因的启动子位 置和终止位点（图8－19） （3）T7噬菌体基因mRNA的合成及 转录后处理（图8－20）
分子生物学课件第18讲