第四章 生物信息的传递(下)3
分子生物学第四章生物信息的传递下
实验5: 多聚三核苷酸为模板时也可能只合 成2种多肽：
5’…GUA GUA GUA GUA GUA…3’ 或5’…UAG UAG UAG UAG UAG…3’ 或5’…AGU AGU AGU AGU AGU…3’
3）氨基酸的“活化”与核糖体结合技 术
如果把氨基酸与ATP和肝脏细胞质共 培养，氨基酸就会被固定在某些热稳定且 可溶性RNA分子上。现将氨基酸活化后的 产物称为氨基酰-tRNA，并把催化该过程 的酶称为氨基酰合成酶。
3）氨基酸的“活化”与核糖体结合技 术
以人工合成的三核苷酸如UUU、UCU、 UGU等为模板，在含核糖体、AA-tRNA的反应 液中保温后通过硝酸纤维素滤膜，只有游离的 AA-tRNA因相对分子质量小而通过滤膜，而核糖 体或与核糖体结合的AA-tRNA则留在滤膜上，这 样可把已结合与未结合的AA-tRNA分开。
受体臂（acceptor arm）由配对的杆状结构和 3’端末配对的3-4个碱基所组成（CCA），最 后一个碱基—OH可以被氨酰化。
TφC臂是根据3个核苷酸命名的，其φ表示拟 尿嘧啶，是tRNA分子不常见的核苷酸。
反密码子臂是根据位于套索中央的三联Fra bibliotek密 码子命名的。
D臂是根据它含有二氢尿嘧啶（dihydrouracil） 命名的。
由于第二种读码方式产生的密码子UAG是 终止密码，不编码任何氨基酸，因此，只产生 GUA（Val）或AGU（Ser）。
实验6: 以随机多聚物指导多肽合成。
分子生物学-07-3-生物信息的传递-3转录后加工-小RNA-RNA拼接1
能够识别发夹 结构的内切酶
1
RNAase P 3
2 RNA酶D
4 4
4
4
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多种酶的处理
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tRNA的内含子去除
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rRNA的转录后处理
1、原核生物和真核生物是较为相似的，分别由多种
rRNA组成它的核糖体，包括5S rRNA 、5.8S S rRNA、 18 S rRNA、 28 S rRNA
3.6原核生物RNA转录与真核生物的比较
Eukaryotes and prokaryotes produce mRNAs somewhat differently
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1
3.6.1 原核生物mRNA的特征
1. 多顺反子，有共同的起始子和终止信号 2. 转录和翻译的时空性 3. 5′端无帽子结构， 3′端没有或只有较短的poly(A)结构 4. 起始密码子常为AUG，有时也为GUG，甚至UUG 5. 半衰期短
14
Poly(A)尾巴的功能：
（1）尾巴可能与核-质转运有关；但是无尾巴的 mRNA，如组蛋白的mRNA同样可以通过核膜 进入细胞质
（2）尾巴的长短对mRNA的翻译也无影响，因 此其功能无定论。
（3）细胞质中mRNA 的Poly(A)尾巴与蛋白质相 结合构成mRNP（一种蛋白质分子）。其功能 不清楚。
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帽子结构功能：
1.能被核糖体小亚基识别，促使mRNA和 核糖体的结合；
2.m7Gppp结构能有效地封闭mRNA 5’末 端，以保护mRNA免受5’核酸外切酶的降解 ，增强mRNA的稳定。
生物信息的传递-从MRNA到蛋白质
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1. 核糖体的结构
原核生物、真核生物细胞质及细胞器中的核糖体存在 着很大差异。如下图：
21
tRNA上碱基的修饰
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tRNA产生
1. tRNA的结构
(1)二级结构
• 由于小片段碱基互补配对，形成三叶草形的二级结构。三叶 草形tRNA分子上有4条根据它们的结构或已知功能命名的手 臂：
– 受体臂：链两端碱基序列互补形成的杆状结构；3’端有未配对的3～4
个碱基；3’端的CCA，最后一个碱基2’羟基可被氨酰化。
（2）M. Nirenberg & P. Leder (1964. Science 145;1399)
In vitro
核糖体结合实验
UCU (trinucleotide)
Ser-C14, Leu, Lys, Arg,… Ser, Leu-C14, Lys, Arg,… Ser, Leu, Lys-C14, Arg,… ……
存在多至3个可变核苷酸位点。
• tRNA分子中最大的变化发生多余臂上。
– 一类是只含有一条仅为3～5个核苷酸的多余臂的tRNA，占所有 tRNA的75%；
– 一类是有较大多余臂的tRNA，包括杆状结构上的5个核苷酸和套索 结构上的3～11个核苷酸。
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(2)三级结构
• tRNA三级结构都呈L形折叠式 • tRNA的三级结构与氨酰-tRNA合成
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第3节 核糖体
生物细胞内，核糖体像一个能沿mRNA模板移动 的工厂，执行着蛋白质合成的功能。
❖ 核糖体是由几十种蛋 白质和几种核糖体组 成的亚细胞颗粒。
❖ 一个细菌细胞内约有 20000 个 核 糖 体 ， 而 真 核 细 胞 内 可 达 106 个。
(2021年整理)现代分子生物学(第4版)_课后思考题答案
答：1，装上5′端帽子；2，装上3′端多聚A尾巴;3，剪接：将mRNA前体上的居间顺序切除,再将被隔开的蛋白质编码区连接起来。剪接过程是由细胞核小分子RNA参与完成的,被切除的居间顺序形成套索形；4，修饰：mRNA分子内的某些部位常存在N6—甲基腺苷，它是由甲基化酶催化产生的，也是在转录后加工时修饰的。
（2)复合型转座子：复合型转座子是一类带有某些抗药性基因（或其他宿主基因）的转座子，其两翼往往是两个相同或高度同源的IS序列，表明IS序列插入到某个功能基因两端时就可能产生复合转座子.一旦形成复合转座子，IS序列就不能再单独移动,因为它们的功能被修饰了,只能作为复合体移动.大部分情况下，这些转座子的转座能力是由IS序列决定和调节的。 除了末端带有IS序列的复合转座子外，还存在一些没有IS序列的,体积庞大的转座子（5000bp以上)-—TnA家族。
意义：该模型揭示了DNA作为遗传物质的稳定性特征,最有价值的是确认了碱基配对原则,这是DNA复制、转录和反转录的分子基础，亦是遗传信息传递和表达的分子基础。该模型的提出是20世纪生命科学的重大突破之一，它奠定了生物化学和分子生物学乃至整个生命科学飞速发展的基石。
7．DNA复制通常采取哪些方式？
①线性DNA双链的复制
（2） DNA复制的引发：RNA引物的合成 前导链：DNA双链解开为单链后，由引发酶（RNA聚合酶， Primase）在5’ →3’DNA模板上合成一段RNA引物，再由DNA 聚合酶从RNA引物3’端开始合成新的DNA链.然后以此为起点,进入DNA复制的延伸。后随链：后随链的引发过程由引发体（Primosome）来完成。引发体由6种蛋白组成的引发前体(Preprimosome)和引发酶(Primase）组成.引发体催化生成滞后链的RNA引物短链， 再由DNA聚合酶III 作用合成后续DNA，直至遇到下一个引物或冈崎片段为止。在滞后链上所合成的RNA引物非常短，一般只有3-5个核苷酸。而且，在同一种生物体细胞中这些引物都具有相似的序列。
分子生物学考点整理1
分子生物学考点整理符广勇朱兰第一章．绪论一、分子生物学概念分子生物学是从分子水平研究生命本质为目的的一门新兴边缘学科，是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子结构与功能相互关系的科学，是人类从分子水平上真正揭开生物世界奥秘、由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科。
二、重组DNA技术又称基因技术，是20世纪70年代初兴起的技术科学，目的是将不同的DNA片段按照人们的设计定向连接起来，在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达，产生影响受体细胞的新的遗传性状。
三、基因表达的调控基因表达的调控主要表现在信号传导研究、转录因子研究及RNA剪辑三个方面。
四、转录因子转录因子是能与基因5`端上游特定序列专一结合，从而保证目的基因以特定的强度在特定的时间与空间表达的蛋白质分子。
第二章．染色体与DNA一、染色体上的蛋白质染色体上的蛋白质主要包括组蛋白和非组蛋白。
根据凝胶电泳性质可以把组蛋白分为H1、H2A、H2B、H3、H4。
这些组蛋白都含有大量的赖氨酸和精氨酸。
二、组蛋白的特性1．进化上的极端保守性不同种生物组蛋白的氨基酸组成是十分相似的，特别是H3、H4。
2.无组织特异性到目前为止，仅发现鸟类、鱼类及两栖类红细胞不含H1而带有H5，精细胞染色体的组蛋白是鱼精蛋白这两个例外。
3．肽链上氨基酸分布的不对称性碱性氨基酸集中分布在N端的半条链上。
4.组蛋白的修饰作用包括甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化及ADP核糖基化。
5.富含赖氨酸的组蛋白H5三、HMG蛋白叫高迁移率蛋白四、真核细胞DNA序列的分类1.不重复序列2.中度重复序列3.高度重复序列重复序列的意义：若某一重复序列出现错误，对基因的影响不大，稳定性较高；在短时间内可同时产生大量的基因产物。
重复序列的应用:应用于分子标记的作用：卫星DNA（便于分子标记）和微卫星DNA五、真核生物基因组与原核生物基因组的区别1.真核基因组庞大，原核生物基因组小2.真核基因组存在大量的重复序列，原核基因组没有重复序列3.真核基因组大部分是非编码序列，原核基因组大多是编码序列4.真核基因组的转录产物为单顺反子，原核基因组转录产物多为多顺反子5.真核基因是断裂基因，有内含子结构，原核基因为连续基因，几乎没有内含子结构6.真核基因组存在大量的顺式作用原元件，包括启动子、增强子和沉默子等，原核基因组基本没有增强子和沉默子7.真核基因组存在大量的DNA多态性，原核基因组很少有8.真核基因组具有端粒结构，原核基因组没有端粒结构六、重叠基因（Overlapping gene）指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列成为两个或两个以上的基因的组成部分。
分子生物学名词解释
名词解释第一章绪论1 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，并从分子水平上阐明蛋白质与蛋白质、蛋白质与核酸之间的互作及其基因表达调控机理的学科。
2 DNA重组技术是将不同DNA片段（如某个基因或基因的一部分）按照人们的设计定向连接起来，在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达，产生影响受体细胞的新的遗传性状。
3 功能基因组学又往往被称为后基因组学，它利用结构基因组所提供的信息和产物，发展和应用新的实验手段，通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能，使得生物学研究从对单一基因或蛋白质得研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。
第二章染色体与DNA1组蛋白是染色体的结构蛋白，其与DNA组成核小体。
2 C值：一种生物单倍体基因组DNA的总量。
3 DNA的一级结构即是指四种核苷酸的连接及排列顺序，表示该DNA分子的化学构成。
4DNA二级结构是指两条多核苷酸链反相平行盘绕所生成的双螺旋盘绕结构。
5DNA的高级结构指DNA双螺旋进一步扭曲盘旋所形成的特定空间结构。
6核小体是由H2A、H2B、H3、H4各两个分子生成的八聚体和由大约200bpDNA组成的。
八聚体在中间，DNA分子盘绕在外，而H1则在核小体的外面。
每个核小体只有一个H1。
7DNA的半保留复制是DNA在复制时首先两条链之间的氢键断裂两条链分开，然后以每一条链分别做模板各自合成一条新的DNA链，这样新合成的子代DNA分子中一条链来自亲代DNA，另一条链是新合成的。
8复制时，双链DNA要解开成两股链进行，使复制起点呈叉状，被称为复制叉。
9复制子为生物体DNA的复制单位。
10错配 (mismatch)：DNA分子上的碱基错配称点突变(point mutation)11缺失：一个碱基或一段核苷酸链从DNA大分子上消失。
12插入：原来没有的一个碱基或一段核苷酸链插入到DNA大分子中间。
13框移突变是指三联体密码的阅读方式改变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变。
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。
分子生物学重点完整版
第一章绪论1953年，Watson和Crick提出双螺旋模型。
1983年，美国遗传学家McClintock由于在50年代提出并发现了可移动的遗传因子而获得诺贝尔生理学奖或医学奖。
第二章染色体与DNA染色体组成：（1）组蛋白：H1、H2A、H2B、H3、H4。
（2）非组蛋白（3）DNA（4）RNA染色体包装：①核小体：200bp左右DNA分子盘绕在H2A、H2B、H3、H4各两分子生成的八聚体外，H1位于核小体外。
7②螺线管：染色细丝盘绕成而成，每一个螺旋包含6个核小体。
6③超螺旋：30个30nm螺线管缠绕而成。
40④染色体：超螺旋圆筒进一步压缩。
5真核生物基因组特点：①基因组庞大；②基因组存在大量重复序列；③大部分为非编码序列；④转录产物为单顺反子；⑤断裂基因，有内含子结构；⑥存在大量顺式作用元件；⑦存在大量的DNA多样性，包括单核苷酸多态性和串联重复序列多态性；⑧具有端粒结构。
C值：生物单倍体基因组DNA的总量。
原核生物基因组特点：①结构简练；②存在转录单元；③有重叠基因。
DNA的一级结构：4种核苷酸的连接及其排列顺序，表示该DNA分子的化学构成。
DNA的二级结构：两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。
①右手螺旋：A-DNA：与B-DNA比大沟变窄，小沟变宽。
每圈螺旋11个碱基对B-DNA：是大多数DNA的构象。
相邻碱基对平面之间的距离为0.34nm，即顺中心轴方向，每个0.34nm有一个核苷酸，以3.4nm为一个结构重复周期，双螺旋的直径为2.0nm。
②左手螺旋：Z-DNA：每圈螺旋含12对碱基，大沟平坦，小沟深而窄，核苷酸构象順反相间，螺旋骨架成呈Z字形。
DNA的变性：DNA溶液温度接近沸点或者pH较高时，DNA双链的氢键断裂，最后完全变成单链的过程。
复性是热变性的DNA经缓慢冷却，从单链恢复成双链的过程。
Tm值：DNA在260nm处吸光度最大。
将吸光度相对温度变化绘制曲线，吸光度增大到最DNA的解链温度（熔点）。
分子生物学思考题
分子生物学思考题绪论1.简述孟德尔、摩尔根和Wstson等人对分子生物学发展的主要贡献。
2.写出DNA、mRNA和siRNA的英文全名。
3.试述“有其父必有其子”的生物学本质。
4.早期主要有哪些实验证实DNA是遗传物质？写出这些实验的主要步骤。
5.定义重组DNA技术。
6.说出分子生物学的主要研究内容。
7.你认为本世纪初叶分子生物学将在哪些领域取得进展？第2章（染色体与DNA）1.染色体具备哪些作为遗传物质的特征？2.简述真核细胞内核小体的结构特点。
3.请列举3项实验证据来说明为什么染色质中DNA与蛋白质分子是相互作用的。
4.简述DNA的一、二、三级结构。
5.简述组蛋白都有哪些类型的修饰，其功能分别是什么？6.原核生物DNA具有哪些不同于真核生物DNA的特征？7.DNA双螺旋结构模型是有谁提出的？简述其发现的主要实验依据及其在分子生物学发展中的重要意义。
8.DNA以何种方式进行复制？如何保证DNA复制的准确性？9.简述原核生物DNA的复制特点。
10.什么是DNA的Tm值？它受哪些因素的影响？11.DNA复制时为什么前导链是连续复制，而后随链是以不连续的方式复制？请以大肠杆菌为例简述后随链复制的各个步骤。
12.真核生物DNA的复制在哪些水平上受到调控？13.细胞通过哪几种修复系统对DNA损伤进行修复？14.什么是转座子？可分为哪些种类？15.什么是SNP？SNP作为第三代遗传标记的优点。
第三章（生物信息的传递——从DNA到RNA）1.什么是编码链和模板链？2.简述RNA的种类及其生物学作用。
3.RNA的结构特点。
4.简述RNA转录的概念及其基本过程。
5.请比较复制与转录的异同点。
6.大肠杆菌的RNA聚合酶由哪些组成成分？各个亚基的作用？7.什么是闭合复合物、开链复合物及三元复合物？8.简述o因子的作用。
9.什么是Pribnow box？它的保守序列是什么？10.什么是上升突变？什么是下降突变？11.简述原核生物和真核生物mRNA的区别。
《现代分子生物学》教学大纲
《现代分子生物学》教学大纲课程名称：现代分子生物学课程类别：专业必修课学时：48 学时学分：3学分考核方式：考试适用专业：生物技术开课学期：第5或6学期一、课程性质、目的任务分子生物学是从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。
自20世纪50年代以来，分子生物学一直是生物学的前沿与生长点，其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系和蛋白质-脂质体系。
生物大分子，特别是蛋白质和核酸结构功能的研究，是分子生物学的基础。
现代化学和物理学理论、技术和方法的应用推动了生物大分子结构功能的研究，从而出现了分子生物学的蓬勃发展。
本课程是研究核酸等生物大分子的功能、形态结构特征及其重要性和规律性的学科，也是生物专业的主干课程，分子生物学已成为生物类各专业教学计划中重要的核心课程，因此它是十分重要的一门必修课程，也是培养造就生物技术和生命科学高层次专门人才所需基本素质的重要课程。
本门课程的主要内容包括：染色体与DNA、基因和基因组、现代分子生物学的研究方法与技术、转录、翻译、原核生物基因表达与调控、真核生物基因表达调控、发育与分子调控等，此外，还包括各种讲座。
总之，通过分子生物学知识的传授，培养学生从分子水平上去分析、理解生命现象与过程，提高学生思考与探索生命奥秘的能力，从而为生物技术的分子生物学实验提供详实的理论基础。
二、课程基本要求该课程要求学生掌握现代分子生物学基本理论和基本技术，为其它专业课的学习和今后的发展奠定基础。
在课程学习的同时，要求学生提高思想道德修养、自学能力、专业英语能力、应用知识能力、表达能力、创新能力和科研能力。
三、学时分配四、教学方法与考核(一) 教学方法1．以学科体系为主体，以应用为目的，教学过程加强针对性和实用性。
2．本课程以讲授为主、自学和讨论为辅的方式组织教学，并通过阅读主要参考书目、网上查询、资料整理和专题讨论，加深对细胞生物学了解，并掌握该学科的实验技能和操作。
第四章 生物信息的传递(下)--从mRNA到蛋白质习题答案
第四章生物信息的传递（下）--从RNA到蛋白质习题一名词解释1．密码子(codon)2．同义密码子(synonymous codon)3．反密码子(anticodon)4．信号肽(signal peptide)5．简并密码(degenerate code)6．氨酰基部位(aminoacyl site)7．肽酰基部位(peptidy site)8．肽基转移酶(peptidyl transferase)9．氨酰- tRNA合成酶(amino acy-tRNA synthetase)二英文缩写符号1．IF（initiation factor）：2．EF（elongation factor）：3．RF（release factor）：4．hnRNA（heterogeneous nuclear RNA）：5．fMet-tRNA f ：6．Met-tRNA i ：三填空题1．蛋白质的生物合成是以______作为模板，______作为运输氨基酸的工具，_____作为合成的场所。
2．细胞内多肽链合成的方向是从_____端到______端，而阅读mRNA的方向是从____端到____端。
3．核糖体上能够结合tRNA的部位有_____部位，______部位。
4．蛋白质的生物合成通常以_______作为起始密码子，有时也以_____作为起始密码子，以______，______，和______作为终止密码子。
5．SD序列是指原核细胞mRNA的5ˊ端富含_____碱基的序列，它可以和16SrRNA的3ˊ端的_____序列互补配对，而帮助起始密码子的识别。
6．原核生物蛋白质合成的起始因子（IF）有_____种，延伸因子（EF）有_____种，终止释放（RF）有_____种；而真核生物细胞质蛋白质合成的延伸因子通常有_____种，终止释放因子有_____种。
7．原核生物蛋白质合成中第一个被掺入的氨基酸是_____。
8．某一tRNA的反密码子是GGC，它可识别的密码子为_____和_____。
第四章生物信息的传递(下)---从mRNA到蛋白质-P
▪ 在真核生物细胞核内合成的mRNA，要运送 到细胞质，才能翻译生成蛋白质。
▪ 所谓翻译是指将mRNA链上的核苷酸从一个 特定的起始位点开始，按每3个核苷酸代表一 个氨基酸的原则，依次合成一条多肽链的过 程。
▪ 无义突变的校正tRNA会与释放因子 竞争识别密码子；错义突变的校正 tRNA则与该密码的正常tRNA竞争。 这些都会影响校正的效率。
▪ 无义突变的校正基因tRNA不仅能校 正无义突变，也会抑制该基因3’末 端正常的终止密码子，导致翻译过 程的通读，合成更长的蛋白质，这 对细胞会造成伤害。
▪ 一个基因错义突变的校正也可能使另一 个基因错误翻译，因为如果一个校正 tRNA在突变位点通过取代一种氨基酸 的方式校正了一个突变，它也可以在另 一位点这样做，从而在正常位点上引入 与前述突变位点对应的氨基酸，造成错 误。
1·起始tRNA和延伸tRNA
▪ 有一类能特异地识别mRNA模板上起始密 码子的tRNA叫起始tRNA，其他tRNA统称 为延伸tRNA。
▪ 原核生物起始tRNA携带甲酰甲硫氨酸 (fMet)，原核生物中Met-tRNAfMet必须首先 甲酰化生成fMet一tRNAfMet才能参与蛋白 质的生物合成。
▪ 受体臂：链两端碱基序列互补形成的杆状结 构；3’端有未配对的3～4个碱基；3’端的 CCA，最后一个碱基2'烃基可被氨酰化。
▪ TψC臂：其中ψ表示拟尿嘧啶，是tRNA分子 所拥有的不常见核苷酸。
▪ 反密码子臂：位于套索中央有三联反密码子。
▪ D臂：含有二氢尿嘧啶。
酪
5’ 酪氨酰- tRNA
生物制药工艺教学指导大纲
精心整理湖北生物科技职业学院《生物制药工艺学》教学大纲一、课程的性质与任务课程代码：01020009课程名称：生物制药工艺学英文名称：Biopharmaceutical process课程类别：专业课学时： 56适用对象：生物技术、生物制药专业课程的性质：本课程是生物制药技术专业必修专业课之一。
在《细胞生物学》、《遗传学》、《发酵工程》、《生物化学》、《酶工程》、《生物分离纯化技术》、《基因操作技术》等课程基础上开设。
与同期开设《药物化学》、《药物分析》、《生物制药设备》的等课程构成生物技术领域主干学科的骨架。
这些课程与本课程有着密切的联系和分工。
前导课程：《细胞生物学》、《遗传学》、《发酵工程》、《生物化学》、《酶工程》、《生物分离纯化技术》、《生物制品学》后续课程：《药物化学》、《药物分析》、《生物制药设备》二、教学基本要求本课程是一门理论与实践紧密结合的专业课程，要求学生通过本课程的理论与实践的学习获得以下的知识与技能。
（1）掌握生化药物、微生物药物的原料处理方法，生物技术药物的原料制造原理与技术，并能掌握生物制药的下游工艺原理与技术，及其分离强化的基本理论和操作要点。
（2）熟悉各类生物药物的结构、性质、用途和一般制造方法，以及其中一些代表性产品的典型制造工艺。
（3）了解用于生物药物的研究和开发的实验技术以及中试放大工艺的设计原则。
三、教学条件应用多媒体、教师讲解配合黑板板书，有配套实验。
四、教学内容及学时安排周次内容要求学时1 第一章绪论第一节生物制药的概念和研究内容第二节生物药物的性质和分类第三节生物制药的发展历史和概况1、掌握生物药物的性质和特点。
2、熟悉现代生物药物的分类和用途。
3、了解生物药物的现状和发展前景。
21~2 第二章生物制药工艺技术基础生化制药工艺技术基础微生物制药工艺技术基础生物技术药物工艺制造技术基础生物制造工艺中试放大生物制药工艺技术进展1、掌握各类生物药物的一般制造工艺。
2013-2014现代文理学院分子生物学章节练习题第4章练习题
第四章生物信息的传递下-从mRNA到蛋白质练习题一、选择题【单选题】1．下列氨基酸活化的叙述哪项是错误的A.活化的部位是氨基酸的α-羧基B.活化的部位是氨基酸的α-氨基，C.活化后的形式是氨基酰-tRNAD.活化的酶是氨基酰-tRNA合成酶E.氨基酰tRNA既是活化形式又是运输形式2．氨基酰tRNA的3’末端腺苷酸与氨基酸相连的基团是A.1’-OHB.2’-磷酸C.2’-OHD. 3’-OH，E.3’-磷酸5．代表氨基酸的密码子是A.UGAB.UAGC.UAAD.UGGE.UGA和UAG6．蛋白质生物合成中多肽链的氨基酸排列顺序取决于A.相应tRNA专一性B.相应氨基酰tRNA合成酶的专一性C.相应mRNA中核苷酸排列顺序D.相应tRNA上的反密码子E.相应rRNA的专一性9．能出现在蛋白质分子中的氨基酸哪一种没有遗传密码A.色氨酸B.甲硫氨酸C.羟脯氨酸D.谷氨酰胺E.组氨酸11．下述原核生物蛋白质翻译特点错误的是A.翻译与转录偶联进行B.各种RNA中mRNA半寿期最短C.起始阶段需A TPD.有三种释放因子分别起作用E.合成场所为70S核糖体18．氨基酰-tRNA合成酶的特点是A.存在于细胞核内B.只对氨基酸的识别有专一性C.只对tRNA的识别有专一性D.催化反应需GTPE.对氨基酸、tRNA的识别都有专一性23．蛋白质合成时肽链合成终止的原因是A.已达到mRNA分子的尽头B.特异的tRNA识别终止密码子C.释放因子能识别终止密码子并进入A位D.终止密码子本身具酯酶作用，可水解肽酰基与tRNA之间的酯键E.终止密码子部位有较大阻力，核糖体无法沿mRNA移动24．下列关于翻译的描述错误的是A.氨基酸必须活化成活性氨基酸B.氨基酸的羧基端被活化C.活化的氨基酸被搬运到核糖体上D.体内所有的氨基酸都有相应的密码E.tRNA的反密码子与mRNA上的密码子按碱基配对原则反向结合1、单项选择题参考答案及解析：1．B 2．D 3．C 信号肽是指用于指导蛋白质的跨膜转移（定位）的N-末端的氨基酸序列（有时不一定在N端）一般由15～30个氨基酸组成。
现代分子生物学2020名词解释
第一章绪论1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,并从分子水平上阐明蛋白质与蛋白质、蛋白质与核酸之间的互作及其基因表达调控机理的学科。
2医学分子生物学是分子生物学的一个重要分支,是从分子水平上研究人体和疾病相关生物在正常和疾病状态下的生命活动及其规律, 从分子水平上开展人类疾病的预防、诊断和治疗研究的一门科学。
3顺反子是编码一条多肽链的单位。
有关基因就是一个顺反子4 C值(C value :单倍体基因组中 DNA 的含量。
第二章染色体与 DNA1基因:基因是产生一条多肽链或功能 RNA 所必须的全部核苷酸序列 , 是决定遗传性状的功能单位。
2基因组:细胞或生物体的一套完整单倍体的遗传物质的总和。
3C 值矛盾也称 C 值悖论,指生物体的进化程度与基因组大小之间不完全成比例的现象。
4DNA 的一级结构是指 4种脱氧核苷酸的连接(磷酸二酯键及其排列顺序, DNA 序列是这一概念的简称。
5DNA 的二级结构是指两条多核苷酸链反向平行盘绕所产生的双螺旋结构。
6DNA 的高级结构是指 DNA 双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构。
是一种比双螺旋更高层次的空间构象。
7DNA 的半保留复制是由亲代 DNA 生成子代 DNA 时, 每个新形成的子代DNA 中, 一条链来自亲代 DNA ,而另一条链则是新合成的,这种复制方式称半保留复制。
8复制子是 DNA 复制时在复制的局部将链解开,形成复制单位,称为复制子。
9 复制叉是复制时 DNA 双链解开分成二股单链‚新链沿着张开的二股单链生成,复制中形成的这种 Y 字形的结构称为复制叉10 DNA 的半不连续复制是 DNA 复制时其中一条子链的合成是连续的,而另一条子链的合成是不连续的,故称半不连续复制。
11前导链是在 DNA 复制时,合成方向与复制叉移动的方向一致并连续合成的链为前导链; 合成方向与复制叉移动的方向相反,形成许多不连续的片段,最后再连成一条完整的 DNA 链为滞后链。
第四章 生物信息的传递(下)2
“Large” 50S subunit
tRNA (3 bound)
“Small” 30S subunit
真核生物中，所有正在进行蛋白质合成
的核糖体都不是在细胞质内自由漂浮， 而是直接或间接与细胞骨架结构有关联 或者与内质网膜结构相连的（图4-8）。 细菌核糖体大都通过与mRNA相互作用，
被固定在核基因组上。
图4-8 结合在内质网上的核糖体。左，电 镜下看到的胰腺细胞粗糙内质网；右， 局部放大后的草图。
表4-9 大肠杆菌核糖体基本成分
核糖体
沉降系数 70S
小亚基
30S
大亚基
50S
总体相对分子质量
主要rRNA（碱基数）
2.52×106
9.30×105
1.59×106
16S（1 541） 23S（2 904）
tRNA高级结构上的特点为 我们提供了研究其生物学功 能的重要线索，因为tRNA上 所运载的氨基酸必须靠近位 于核糖体大亚基上的多肽合 成位点，而tRNA上的反密码 子必须与小亚基上的mRNA相 配对，所以分子中两个不同 的功能基团是最大限度分离 的。这个结构形式很可能满 足了蛋白质合成过程中对 tRNA的各种要求而成为tRNA 的通式，研究证实tRNA的性 质是由反密码子而不是它所 携带的氨基酸所决定的。
tRNA的稀有碱基含量非常丰富，约有70 余种。每个tRNA分子至少含有2个稀有 碱基，最多有19个，多数分布在非配对 区，特别是在反密码子3'端邻近部位出 现的频率最高。
4.2.2
tRNA的L形三级结构
酵母和大肠杆菌tRNA的三级结构都呈L形 折叠式。这种结构是靠氢键来维持的，tRNA 的三级结构与AA- tRNA合成酶的识别有关。 通过分子重排产生另一对双螺旋，受体臂 和T ψ C臂的杆状区域构成了第一个双螺旋， D臂和反密码子臂的杆状区域形成了第二个 双螺旋。
现在分子生物学复习资料
现在分子生物学作业及答案第一章：分子生物学绪论1、分子生物学的定义。
从分子水平阐明生命现象和生物学规律。
研究蛋白质及核酸等生物大分子特定的空间结构及结构的运动变化与其生物学功能关系。
2、简述分子生物学的主要研究内容。
分子生物学研究内容（1）DNA重组技术（基因工程）（2）基因的表达调控（3）生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学）（4）基因组、功能基因组与生物信息学研究3、谈谈你对分子生物学未来发展的看法？第二章：DNA结构（1）1、DNA双螺旋模型是哪年、由谁提出的?简述其基本内容？1953年由美国科学家Watson和英国科学家Crick。
1、主链是由两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴构成的右手螺旋结构，脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架2、两条链上的碱基以氢键相连，G与C配对，A与T配对。
嘌呤和嘧啶碱基对层叠于双螺旋的内侧2、DNA的双螺旋结构有哪几种不同形式，各有何特点？右手螺旋：A-DNA，B-DNA、左手螺旋：Z-DNAB-DNA构象：相对湿度为92%时，DNA钠盐纤维为B-DNA构象。
在天然情况下，绝大多数DNA以B构象存在。
A-DNA构象：当相对湿度改变（75%以下）或由钠盐变为钾盐、铯盐，DNA的结构可成为A构象。
它是B-DNA螺旋拧得更紧的状态。
DNA-RNA杂交分子、RNA-RNA双链分子均采取A构象。
Z-DNA构象：在一定的条件下（如高盐浓度），DNA可能出现Z构象。
Z-DNA是左手双螺旋，磷酸核糖骨架呈Z字性走向。
不存在大沟，小沟窄而深，并具有更多的负电荷密度。
Z-DNA的存在与基因的表达调控有关。
3、简述DNA的C-值以及C-值矛盾（C Value paradox）。
形态学的复杂程度（物种的生物复杂性）与C-值大小的不一致，称为C值矛盾（C-值悖理）（C-值是一种生物的单倍体基因组DNA的总量。
）4、简述真核生物染色体上组蛋白的种类，组蛋白修饰的种类及其生物学意义。
专业基础课-《分子生物学》课程教学大纲(普通班)
《分子生物学》课程教学大纲适用对象：本科药学专业中文班（学分： 3 学时：54 ）一、课程的性质和任务：分子生物学是研究生物基因表达规律、探索生命奥密的一门基础理论科学，也是研究基因的结构和功能的科学，也是高等院校生物学专业必修课程之一，面向生物技术专业和生物科学专业。
本课程应在无机及分析化学、有机化学、生物化学等课程之后开设，同时又是动物生理学、植物生理学、遗传学、细胞生物学、微生物学等课程的专业基础课。
分子生物学是生物学科发展最快的学科，在推动二十一世纪生物技术产业的崛起、推动国民经济持续高速发展等方面均有重要的作用。
通过对本课程的学习，使学生掌握分子生物学的发展史及研究内容；DNA的结构和功能；基因组的特点及其研究方法；DNA的复制和损伤的修复；RNA的生物合成和剪接加工；蛋白质的生物合成；分子生物学的基本研究方法和技术手段；原核生物和真核生物基因表达的调控的等内容。
理论教学36学时，实验教学18学时。
通过本课程学习，使学生掌握分子生物学的基本原理和实验技能，具备从事与分子生物学相关学科的科研工作的初步能力，并为后续课程的学习打好坚实的基础。
二、教学内容和要求（含每章教学目的、基本教学内容和教学要求）：第一章绪论【教学基本要求】掌握分子生物学的概念和研究范畴，熟悉分子生物学的发展历史。
【教学具体内容】一、分子生物学的概念二、分子生物学研究的内容基因与基因组的结构与功能；DNA的生物合成、修复和重组；RNA的生物合成和转录产物的加工；蛋白质的生物合成；基因表达的调控；穿插介绍相关的研究技术。
三、分子生物学的发展和展望人类对DNA和遗传信息传递的认识阶段；重组DNA技术的建立、发展和应用；结构基因学和功能基因学的发展现状和发展趋势。
第二章染色体与DNA【教学基本要求】掌握DNA的一二三级结构、性质和功能；熟悉原核生物和真核生物基因组的特点，掌握DNA复制过程及DNA变性复性等概念及影响因素。
【教学具体内容】第一节染色体和DNA的结构一、DNA的一级结构：是指4种核苷酸的连接及排列顺序，表示了DNA分子的化学构成。
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图4-14 真核生物翻译起始复合物的形成。
除了帽子结构以外，40S小亚基还能识别 mRNA上的起始密码子AUG。Kozak等提出了一个
“扫描模型”来解释40S亚基对mRNA起始密码子
的识别作用。按照这个模型，40S小亚基先结合在
存在tRNAiMet和tRNAeMet
4.4.2 翻译的起始
蛋白质合成的起始是指在模板mRNA编码 区5’端形成核糖体-mRNA-起始tRNA复合 物并将甲酰甲硫氨酸放入核糖体P位点。
原核生物中30S小亚基首先与mRNA模板 相结合，再与fMet-tRNAfMet结合，最后与 50S大亚基结合
2. 肽链的起始
3．肽链的延伸
4 ．肽链的终止
5．折叠和加工
4.4.1 氨基酸的活化
氨基酸在进行合成多肽链之前,必须在氨酰tRNA合成酶的作用下生成活化氨基酸—— AA-tRNA。 氨基酰-tRNA合成酶 ATP
氨基酸 + tRNA
氨基酰- tRNA AMP＋PPi
原核生物中，起始氨基酸是：
甲酰甲硫氨酸
E 位点 肽酰基转移 酶 EF-Tu 结合 位点 EF-G 结合 位点 L7/L12
结合脱酰 tRNA 将肽链转移到氨基 酰-tRNA上 氨基酰-tRNA 的进 入 移位
GTP酶需要
L7、L12
4.4核酸是生命体内最基本的物质，因为蛋白质
的合成和结构最终都取决于核酸，但蛋白质仍是生
1. 原 核 生 物 翻 译 的 起 始
同下进入小亚基的P位，tRNA上的
反密码子与mRNA上的起始密码子 配对。 第三步，带有tRNA、mRNA、三个 翻译起始因子的小亚基复合物与
50S大亚基结合，释放翻译起始因
子。
30S亚基具有专一性的识别和选择mRNA起
始位点的性质，IF-3协助该亚基完成这种选
表 功能 活性位点 mRNA 结合 结合 mRNA 和 IF 位点 因子 P 位点 结合 fMet-tRNA和 -tRNA 肽基 A 位点 结合氨酰基-tRNA
核糖体的活性位点 组分 S1、S18、S21；及 S3、S4、S5、 S12 16SrRNA 3′末端区域 L2、 L27 及 L14、 L18、 L24、 L33 16S 和 23SrRNA 3′附近区域 L1、 L5、 L7/L12 L20、 L30、 L33 、 16S 和 23SrRNA （16S 的 1400 区） 23SrRNA 是重要的 L5、L18、L25 复合体 L2、 L3、 L4、 L15、 L16 23SrRNA 是重要的
三种起始因子 IF-1
辅助IF-3 70S起始复合物生成后促进IF-2释放 有GTP酶活性 特异识别fmet-tRNAfmet 形成fmet-tRNAfmet- IF-2-GTP 是30S起始复合物与50S亚基连接所 必须 促进30S小亚基结合mRNA 终止时：促使核糖体解离
IF-2
真核生物中，40S小亚基首先与Met-tRNAMet
相结合，再与模板mRNA结合，最后与60S
大亚基结合生成80S· mRNA· Met-tRNAMet起
始复合物。
起始复合物的生成除了GTP外，还需要Mg2+、
NH4+及3个起始因子（IF-1、IF-2、IF-3）。
图4-12 翻译起始复合物的形成。 第一步，30S小亚基与翻译起始因 子IF-1，IF-3结合，通过SD序列与 mRNA模板相结合。 第二步，fMet-tRNAfMet在IF-2的协
起始AA-tRNA是： fMet-tRNAfMet
存在tRNAMet和tRNAfMet
Met+tRNAfMet+ATP→ Met-tRNAfMet+AMP+PPi
N10-甲酰四氢叶酸+Met-tRNAfMet→四氢叶酸+ fMet-tRNAfMet
真核生物中，起始氨基酸是：
甲硫氨酸
起始AA-tRNA是： Met-tRNAMet
物活性物质中最重要的大分子组分，生物有机体的
遗传学特性仍然要通过蛋白质来得到表达。
蛋白质的生物合成包括氨基酸活化、肽链的起始、 伸长、终止。
表4-12 蛋白质合成个阶段的主要成分简表
阶段
1．氨基酸的活化
必需组分
20种氨基酸 20种氨基酰-tRNA合成酶 20种或更多的tRNA ATP，Mg2+ mRNA N-甲酰甲硫氨酰-tRNA mRNA上的起始密码子（AUG） 核糖体小亚基 核糖体大亚基 GTP，Mg2+ 起始因子（IF-1，IF-2，IF-3） 功能核糖体（起始复合物） AA-tRNA 伸长因子 GTP，Mg2+ 肽基转移酶 ATP mRNA上的终止密码子 释放因子（RF-1，RF-2，RF-3） 参与起始氨基酸的切除、修饰等加工过程的酶
择。
Shine及Dalgarno等证明几乎所有原核生物
mRNA上都有一个5’-AGGAGGU-3’序列，
这个富嘌呤区与30S亚基上16S rRNA 3’末
端的富嘧啶区5’-GAUCACCUCCUUA-3’相
互补。
SD序列（Shine-Dalgarno sequence)
存在于原核生物起始密码子AUG上游7～ 12个核苷酸处的一种4～7个核苷酸的保 守片段，它与16S rRNA 3’端反向互补， 所以可将mRNA的AUG起始密码子置于 核糖体的适当位置以便起始翻译作用。 根据首次识别其功能意义的科学家命名。
图4-14细菌mRNA分子上往往存在一个 与16SrRNA3’末端相互补的SD序列。
细菌核糖体上一般存在三个与氨基酰tRNA结合的位点，即A位点（aminoacyl site），P位点（peptidyl sit）和E位点 （Exit site）。只有fMet-tRNAfMet能与第 一个P位点相结合，其它所有tRNA都必 须通过A位点到达P位点，再由E位点离 开核糖体。
IF-3
2.真核生物翻译的起始
真核生物蛋白质生物合成的起始基本与 原核生物相同，只不过其核糖体较大， 有较多的起始因子，mRNA具有 m7GpppNp帽子结构，Met-tRNAMet不甲 酰化，mRNA分子5’端的“帽子”和3’端
的多聚A都参与形成翻译起始复合物（图
4-14）。