分子生物学总结(朱玉贤版)(2020年10月整理).pdf

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绪论

分子生物学的发展简史

Schleiden和Schwann提出“细胞学说”

孟德尔提出了“遗传因子”的概念、分离定律、独立分配规律

Miescher首次从莱茵河鲑鱼精子中分离出DNA

Morgan基因存在于染色体上、连锁遗传规律

Avery证明基因就是DNA分子，提出DNA是遗传信息的载体

McClintock首次提出转座子或跳跃基因概念

Watson和Crick提出DNA双螺旋模型

Crick提出了“中心法则”

Meselson与Stah用N重同位素证明了DNA复制是一种半保留复制

Jacob和Monod提出了著名的乳糖操纵子模型

Arber首次发现DNA限制性内切酶的存在

Temin和Baltimore发现在病毒中存在以RNA为模板，逆转录成DNA的逆转录酶

哪几种经典实验证明了DNA是遗传物质? (Avery等进行的肺炎双球菌转化实验、Hershey 利用放射性同位素35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质外壳和DNA)

第二章染色体与DNA

第一节染色体

一、真核细胞染色体的组成

DNA：组蛋白：非组蛋白：RNA = 1：1：(1-1.5)：0.05 （一）蛋白质（组蛋白、非组蛋白）

（1）组蛋白：H1、H2A、H2B、H3、H4

功能：①核小体组蛋白（H2A、H2B、H3、H4）作用是将DNA分子盘绕成核小体

②不参加核小体组建的组蛋白H1，在构成核小体时起连接作用

（2）非组蛋白：包括以DNA为底物的酶、作用于组蛋白的酶、RNA聚合酶等。常见的有（HMG蛋白、DNA结合蛋白）

二、染色质

染色体：分裂期由染色质聚缩形成。

染色质：线性复合结构，间期遗传物质存在形式。

常染色质（着色浅）

具间期染色质形态特征和着色特征染色质

异染色质（着色深）

结构性异染色质兼性异染色质

（在整个细胞周期内都处于凝集状态）（特定时期处于凝集状态）三、核小体

由H2A、H2B、H3、H4各2 分子组成的八聚体和绕在八聚体外的DNA、一分

子H1组成。八聚体在中央，DNA分子盘绕在外，由此形成核心颗粒。,H1结合在核心颗粒外侧DNA双链的进出口端，如搭扣将绕在八聚体外DNA链固定，核心颗粒之间的连接部分为连接DNA。

核小体的定位对转录有促进作用

中期染色体由着丝粒、染色体臂、次缢痕、随体、端粒（由重复的寡核苷酸序列构成）5部分组成。

核型：指染色体组在有丝分裂中期的表型, 是染色体数目、大小、形态特征的总和。

第二节DNA

Chargaff定则：(1) 同一生物的不同组织的DNA碱基组成相同

(2) 一种生物DNA碱基组成不随生物体的年龄、营养状态或者环境变

化而改变

(3) [A]=[T]、[G]=[C]，总的嘌呤摩尔含量与总的嘧啶摩尔含量相同([A

＋G]=[C＋T])

(4)不同生物来源的DNA碱基组成不同，表现在A＋T/G＋C比值的不

同

（一）DAN的结构

一级结构：四种脱氧核糖核苷酸dAMP、dGMP、dCMP、dTMP，通过3',5'-磷酸二酯键连接起来的直线形或环形多聚体。

某DNA分子的一条多核苷酸链由100个不同的碱基组成，其可能的排列方

式有4^100种

右手螺旋：A-DNA 、B-DNA（最常见）

二级结构：双螺旋结构左手螺旋：Z-DNA

B-DNA：（Watson-Crick）92%湿度下的钠盐结构

碱基平面与双螺旋的长轴相垂直，碱基间符合碱基互

补配对原则，相邻碱基对平面间的距离为0.34nm，

双旋旋的螺距为3.4nm，每圈螺旋有10个碱基对，

螺旋直径为2.0nm。A=T（两个氢键），G=C（三个

氢键），具大沟和小沟。

A-DNA:相对湿度75%以下的结构，每圈螺旋有11个碱基对，螺体较宽而短，碱基对与中心轴的倾角也不同，呈19°大沟变窄、变深，小沟变宽、变

浅。若DNA 双链中一条链被相应RNA替换，则变构为A-DNA。（基

因表达）

Z-DNA:左手螺旋，螺距延长(4.5nm左右)，直径变窄(1.8nm)，每个螺旋含12个碱基对。螺旋骨架呈Z字形。（转录调控）

正超螺旋（左旋、双螺旋圈数增加而拧紧）三级结构：双螺旋进一步扭曲形成超螺旋负超螺旋（右旋、减少而拧松，绝大多数）White方程：L=T+W

L（Linking number）：连环数或称拓扑环绕数，指cccDNA中一条链绕另一条链的总次数。其特点是：（1）L是整数；（2）在cccDNA中任何拓扑学状态中其值保持不变；（3）右手螺旋对L取正值。

T（Twisting number）：缠绕数，DNA一条链绕另一条链的扭转数即双螺旋的圈数。其特点：(1) 可以是非整数(2) 是变量；

W（Writhing number）：扭曲数，即超螺旋数，指双螺旋分子在空间上相对于双螺旋轴的扭曲。特点是：（1）可以是非整数（2）是变量；

I型：转变超螺旋为松弛状态

拓扑异构酶（改变DNA拓扑异构体的L值）II 型：引入负超螺旋&同I型

（二）DNA主要序列类型

高度重复序列（卫星DNA、分散高度重复序列）、中度重复序列、低度重复序列、反向重复序列。

（三）DNA的理化性质

溶解度：微溶于水，钠盐在水中的溶解度较大。可溶

于2-甲氧乙醇，但不溶于乙醇等一般有机溶

剂，常用乙醇从溶液中沉淀核酸。

紫外吸收：DNA钠盐的紫外吸收在260nm附近有最

大吸收值

核酸的沉降特性（如右图）

（四）DNA的变性与复性

变性：DNA分子由稳定的双螺旋结构松解为无规则线性结构的现象，不涉及到其一级结构的改变。

伴随变性，会发生增色效应（紫外吸收明显增加）

溶液粘度下降等现象。

熔解——DNA加热变性的过程。

溶解温度（Tm）：核酸加热变性过程中，紫外光吸

收值达到最大值的50%时的温度称为核酸的解链

温度。（G+T含量越高Tm越大：DNA分子序列越