3 生物信息的传递(上)-从DNA-RNA
第3章 生物信息的传递(上)-转录
1. 增强子的定义
增强子(Enhancer)：
位于离转录起始点较远的位置上，具
有参与激活和增强转录起始功能的序列元
件。
2. 增强子的位置
Transcription is controlled by a promoter and enhancer
3. 增强子的作用特点
① 远距离效应
② 无方向性
③ 顺式调节
Lac启动子的-10区和-35区
3.3.2 启动子区的识别
一般认为，RNA聚合酶并不直接识别碱基 对本身，而是通过氢键互补的方式加以识别。 因此启动子功能既受DNA序列影响，又受其构 象影响。
应用：同一表达盒在基因组不同位置可 能有不同的转录强度。
3.3.3 RNA聚合酶与启动子区的结合
◆全酶识别启动子形成闭合二元复合物 ◆解链区开链形成开放二元复合物
Catalytic site resumes elongation
3.1.4 转录终止
当RNA链延伸到转录终止位点时，
RNA聚合酶不再形成新的磷酸二酯键， RNA-DNA杂合链分离，转录泡瓦解， DNA恢复成双链状态，而RNA聚合酶和 RNA链都被从模板上释放出来。
3.2 转录机器的主要成分
3.2.1 RNA聚合酶 3.2.2 转录复合物
RNA聚合酶在起始阶段的尺寸改变
3.3 启动子与转录起始
3.3.1 启动子区的基本结构 3.3.2 启动子区的识别
3.3.3 RNA聚合酶与启动子区的结合
3.3.4 -10区与-35区的最佳间距
3.3.5 增强子及其功能
3.3.6 真核生物启动子对转录的影响
3.3.7 转录的抑制
3.3.1 启动子区的基本结构
现代分子生物学（第3版）_课后答案-五章
第一章 绪论1， 简述孟德尔、摩尔根和沃森等人对分子生物学发展的主要贡献。
答：孟德尔的对分子生物学的发展的主要贡献在于他通过豌豆实验，发现了遗传规律、分离规律及自由组合规律；摩尔根的主要贡献在于发现染色体的遗传机制，创立染色体遗传理论，成为现代实验生物学奠基人；沃森和克里克在1953年提出DAN 反向双平行双螺旋模型。
反向双平行双螺旋模型。
2， 写出DNA 和RNA 的英文全称。
答：脱氧核糖核酸（答：脱氧核糖核酸（DNA, Deoxyribonucleic acid DNA, Deoxyribonucleic acid DNA, Deoxyribonucleic acid））， 核糖核酸（核糖核酸（RNA, Ribonucleic acid RNA, Ribonucleic acid RNA, Ribonucleic acid））3， 试述“有其父必有其子”的生物学本质。
答：其生物学本质是基因遗传。
子代的性质由遗传所得的基因决定，而基因由于遗传的作用，其基因的一半来自于父方，一般来自于母方。
自于父方，一般来自于母方。
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。
答：一，肺炎双球菌感染实验，答：一，肺炎双球菌感染实验，11，R 型菌落粗糙，菌体无多糖荚膜，无毒，注入小鼠体内后，小鼠不死亡。
型菌落粗糙，菌体无多糖荚膜，无毒，注入小鼠体内后，小鼠不死亡。
22，S 型菌落光滑，菌体有多糖荚膜，有毒，注入到小鼠体内可以使小鼠患病死亡。
型菌落光滑，菌体有多糖荚膜，有毒，注入到小鼠体内可以使小鼠患病死亡。
33，用加热的方法杀死S 型细菌后注入到小鼠体内，小鼠不死亡；后注入到小鼠体内，小鼠不死亡；二，噬菌体侵染细菌的实验：二，噬菌体侵染细菌的实验：11，噬菌体侵染细菌的实验过程：吸附→侵入→复制→组装→释放。
，噬菌体侵染细菌的实验过程：吸附→侵入→复制→组装→释放。
2 2 2，，DNA 中P 的含量多，蛋白质中P 的含量少；蛋白质中有S 而DNA 中没有S ，所以用放射性同位素35S 标记一部分噬菌体的蛋白质，用放射性同位素32P 标记另一部分噬菌体的DNA DNA。
2022-2022现代文理学院分子生物学章节练习题第3章练习题
2022-2022现代文理学院分子生物学章节练习题第3章练习题第三章生物信息的传递-从DNA到RNA练习题一、【单项选择】1．转录终止因子为A．σ因子B．α因子C．β因子D．ρ因子E．γ因子2．转录的含义是A．以DNA为模板合成DNA的过程B．以DNA为模板合成RNA的过程C．以RNA为模板合成RNA的过程D．以RNA为模板合成DNA的过程E．以DNA为模板合成蛋白质的过程3．关于DNA指导的RNA聚合酶，下列说法错误的是A．以DNA为模板合成RNAB．是DNA合成的酶C．以四种NTP为底物D．催化3‘,5‘–磷酸二酯键的形成E．没有DNA时，不能发挥作用4．关于DNA聚合酶和RNA聚合酶，下列说法正确的是A．都以dNTP 为底物B．都需要RNA引物C．都有3‘→5‘核酸外切酶活性D．都有5‘→3‘聚合酶活性E．都有5‘→3‘核酸内切酶活性5．关于DNA复制和转录，下列说法错误的是A．都以DNA为模板B．都需核苷酸作原料C．遵从A—T配对，G—C配对D．都需依赖DNA的聚合酶E．产物都是多核苷酸链10．下列对转录的描述错误的是A．RNA链延伸方向5‘→3‘B．转录多以一条DNA链为模板C．合成的RNA都是前体D．转录延长过程中RNA聚合酶是全酶E．真核生物的结构基因是断裂的,有些基因的顺序不表达在相应的mRNA中15．关于真核生物的RNA聚合酶，下列说法错误的是A．RNA聚合酶Ⅰ的转录产物是45S–rRNAB．RNA聚合酶Ⅱ转录生成hnRNAC．利福平是其特异性抑制剂D．真核生物的RNA聚合酶是由多个亚基组成E．RNA聚合酶催化转录时，还需要多种蛋白质因子16．在真核生物中，RNA聚合酶Ⅲ催化的转录产物是A．tRNA、5–rRNA和nRNAB．hnRNAC．28–rRNAD．5.8–rRNAE．nRNA21．关于真核生物mRNA的聚腺苷酸尾巴，错误的说法是A．是在细胞核内加工接上的B．其出现不依赖DNA模板C．维持mRNA作为翻译模板的活性D．先切除3‘末端的部分核苷酸然后加上去的E．直接在转录初级产物的3‘末端加上去的22．关于外显子和内含子叙述错误的是A．外显子是基因中编码序列，并表达为成熟RNA的核酸序列B．外显子能转录，内含子不能转录C．去除内含子，连接外显子的过程叫拼接D．基因中外显子加内含子的长度相当于hnRNA的长度E．基因中外显子和内含子相互间隔排列37.大肠杆菌RNA聚合酶的亚基中Aα亚基用于识别不同的启动子Bβ亚基用于识别不同的启动子Cβ'亚基用于识别不同的启动子Dω亚基用于识别不同的启动子Eσ亚基用于识别不同的启动子38.大肠杆菌RNA聚合酶的亚基中Aα亚基执行聚合反应，催化磷酸二脂键形成Bβ亚基执行聚合反应，催化磷酸二脂键形成Cβ'亚基执行聚合反应，催化磷酸二脂键形成Dω亚基执行聚合反应，催化磷酸二脂键形成Eσ亚基执行聚合反应，催化磷酸二脂键形成39.转录是A.以DNA双链中一股单链为模板B.以DNA双链为模板C.以RNA链为模板D.以编码链为模板E.以前导链为模板49.下列关于mRNA的叙述正确的是A.在三类RNA中分子量最小B.由大小两个亚基组成C.更新最快D.占RNA总量的85％E.含大量稀有碱基50.比较RNA转录与DNA复制，叙述错误的是A.都以DNA为模板B.都依赖DNA的聚合酶C.原料都是dNTPD.新链延伸方向都是5′→3′E.都遵从碱基配对规律51.RNA的剪接作用A.仅在真核发生B.仅在原核发生C.真核原核均可发生D.仅在rRNA发生E.以上都不是52.原核生物经转录作用生成的mRNA是A.内含子B.单顺反子C.多顺反子D.插入序列E.间隔区序列53.真核mRNA后加工的顺序是A.带帽.运输出细胞核、加尾、剪接B.带帽、剪接、加尾、运输出细胞核C.剪接、带帽、加尾、运输出细胞核D.带帽、加尾、剪接、运输出细胞核E.运输出细胞核、带帽、剪接、加尾54.转录真核细胞rRNA的酶是A.RNA聚合酶ⅠB.RNA聚合酶ⅡC.RNA聚合酶ⅢD.RNA聚合酶Ⅰ、ⅢE.RNA聚合酶Ⅱ、Ⅲ55.RNA病毒的复制由哪一种酶催化A.RNA聚合酶B.RNA复制酶C.DNA聚合酶D.反转录酶E.核酸酶56.DNA复制与RNA转录中的不同点是A.合成体系均需要酶和多种蛋白因子B.新生子链合成方向均为5′→3′C.聚合过程都是核苷酸间生成磷酸二酯键D.RNA聚合酶缺乏校正功能E.遵从碱基配对规律57.以下反应属于RNA编辑的是A.转录后碱基的甲基化B.转录后产物的剪接C.转录后产物的剪切D.转录产物中核苷酸残基的插入、删除和取代E.以上反应都不是58.以下对tRNA合成的描述，错误的是A.RNA聚合酶Ⅲ参与tRNA前体的生成B.tRNA前体加工除去5′和3′端多余核苷酸C.tRNA前体中含有内含子D.tRNA3′端需添加ACC-OHE.tRNA上有些碱基还需进行特征性修饰【单项选择】参考答案1．D2．B3．B4．D5．C6．C7．B8．C9．A10．D11．C这个题目的问题是一个同学提出来的，值得表扬。
第三章 生物信息的传递(上)-RNA编辑和化学修饰
➢ 校正作用 ➢ 调控翻译 ➢ 扩充遗传信息
分子杂交技术检测非编码的内含子 的存在
2、内含子的种类
• I 类内含子（核、线粒体、叶绿体） • II 类内含子（真菌、藻类和植物线粒体和叶
绿体mRNA前体）
• III 类内含子 • mRNA前体中的内含子 • tRNA前体中的内含子
3、内含子的结构特点
内含子的边界序列的核苷酸具的RNA分子，特别是mRNA分 子，由于核苷酸的缺失、插入和置换，基因转 录物的序列不与基因编码序列互补，使翻译生 成的蛋白质氨基酸组成，不同于基因序列中的 编码信息.
(2)RNA编辑的方式
I. 剪接替换（A→I; C → U） II. U的缺失或添加 III. 剪接的化学修饰
U
A
内含子和外显子的边界序列－GU-AG法则
二、 RNA的剪接
▪ mRNA前体内含子的剪接 ▪ Ⅰ类内含子的剪接 ▪ Ⅱ类内含子的剪接
RNA的剪接（Splicing）
将转录形成的mRNA前体（pre-mRNA） 中的内含子剪除，将外显子连接起来的加工过 程．
真核生物断裂（不连续）基因在表达过程 中时必须经历的步骤．
（二）I类内含子的剪接
• 自我剪接型内含子 • 四膜虫rRNA的内含子
（三）Ⅱ类内含子的剪接
自我剪接型内含子
RNA的可变剪接(选择性剪接)
在真核生物个体发育或细胞分化 时可以有选择地越过某些外显子或某 个剪接点进行变位剪接，产生出组织 或发育阶段特异性mRNA。
可变剪接
三、RNA的编辑和化学修饰
（一）mRNA前体内含子的剪接
hnRNA：(heterogenous nuclear RNA) mRNA原始转录产物或前体
生物信息的传递
生物信息的传递(上)—从DNA到RNA基因表达：是基因经过转录、翻译、产生有生物活性的蛋白质的整个过程。
转录(transcription)：以DNA为模板，按照碱基互补原则合成一条单链RNA，从而将DNA 中的遗传信息转移到RNA中去的过程称为转录。
编码链(coding strand)=有意义链模板链(template strand)=反义链不对称转录(asymmetric transcription)：转录仅发生在DNA的一条链上。
启动子(promoter)：是DNA转录起始信号的一段序列，它能指导全酶与模板正确的结合，并活化酶使之具有起始特异性转录形式。
终止子(terminator)：转录终止的信号，其作用是在DNA模板特异位置处终止RNA的合成。
转录单位：DNA链上从启动子直到终止子为止的长度称为一个转录单位。
3.1 RNA的转录转录的基本过程都包括：模板识别、转录起始、通过启动子及转录的延伸和终止。
1、模板识别阶段主要指RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程。
转录起始前，启动子附近的DNA双链分开形成转录泡以促使底物核糖核苷酸与模板DNA的碱基配对。
2、转录起始就是RNA链上第一个核苷酸键的产生。
3、转录起始后直到形成9个核苷酸短链是通过启动子阶段，通过启动子的时间越短，该基因转录起始的频率也越高。
4、RNA聚合酶离开启动子，沿DNA链移动并使新生RNA链不断伸长的过程就是转录的延伸。
5、当RNA链延伸到转录终止位点时，RNA聚合酶不再形成新的磷酸二酯键，RNA-DNA 杂合物分离，这就是转录的终止。
3.1.1 转录的基本过程RNA合成的基本特点：1.底物是：ATP、GTP、CTP、UTP2.在聚合酶作用下形成磷酸酯键3.RNA的碱基顺序由DNA的顺序决定4.仅以一条DNA链作为模板5.合成方向为5’→3’6.合成中不需要引物3.1.2 转录机器的主要成分原核生物RNA聚合酶：亚基基因相对分子量亚基数组分功能αrpoA 3.65×10 4 2 核心酶核心酶组装，启动子识别βrpoB 1.51×10 5 1 核心酶β和β’共同形成RNA合成的活性中心β’rpoC 1.55×10 5 1 核心酶？11×10 4 1 核心酶未知σrpoD 7.0×10 4 1 σ因子存在多种σ因子，用于识别不同的启动子1、RNA聚合酶大多数原核生物RNA聚合酶的组成是相同的，大肠杆菌RNA聚合酶由2个α亚基、一个β亚基、一个β’亚基和一个ω亚基组成，称为核心酶。
第三讲 生物信息的传递(上)--- 转录
转录起点 与新生RNA链第一个核甘酸相对应DNA链上的碱基。
RNA聚合酶的进入位点 聚合酶的进入位点 （1） Sextama框（Sextama Box） ） 框 ） 序列， 聚合酶的松弛（ § -35序列，RNA聚合酶的松弛（初始）结合位点， 序列 聚合酶的松弛 初始）结合位点， § RNA聚合酶依靠其 亚基识别该位点 聚合酶依靠其σ亚基识别该位点 聚合酶依靠其 —识别位点（R位点） 识别位点（ 位点 位点） 识别位点 § 大多数启动子中共有序列为 T82T84G78A65C54A45 重要性:很大程度上决定了启动子的 很大程度上决定了启动子的强度 § 重要性 很大程度上决定了启动子的强度 因子） （RNApol 的σ因子） 因子 § 位置在不同启动子中略有变动
大肠杆菌RNA聚合酶全酶所识别的启动子区
•
启动子上升突变、 启动子上升突变、启动子下降突变
序列与－ 序列的间隔区与转录效率的关系 （2） －35序列与－10序列的间隔区与转录效率的关系 ） 序列与 ◆ 碱基序列并不重要 碱基序列并不重要 ◆ 间距非常重要，17bp的间距转录效率最高 间距非常重要， 的间距转录效率最高 间距上的突变种类： ◆ 间距上的突变种类： 间距趋向于17bp → 上升突变 间距趋向于 间距远离17bp → 下降突变 间距远离
二、参与转录起始的关键酶与元件
（一） RNAσ聚合酶
●原核生物RNA聚合酶（大肠杆菌为例） 全酶=核心酶+ σ(sigma)因子
β ω α
α
σ
β’
图 12-5 E.coli RNA 聚合酶的亚基组成
大肠杆菌RNA聚合酶的组成分析
亚 基 α β β' ω σ 基因 rpoA rpoB rpoC ？ rpoD 相对分 子量 36500 151000 155000 11000 70000 亚基 数 2 1 1 1 1 组分 功能
《分子生物学》习题答案
《分子生物学》课后习题第1章绪论1.简述孟德尔、摩尔根和Waston等人对分子生物学发展的主要贡献。
孟德尔是遗传学的奠基人，被誉为现代遗传学之父。
他通过豌豆实验，发现了遗传学三大基本规律中的两个，分别为分离规律及自由组合规律。
摩尔根发现了染色体的遗传机制，创立染色体遗传理论，是现代实验生物学奠基人。
于1933年由于发现染色体在遗传中的作用，赢得了诺贝尔生理学或医学奖。
Watson于1953年和克里克发现DNA双螺旋结构_（包括中心法则），获得诺贝尔生理学或医学奖，被誉为“DNA之父”。
2.写出DNA、RNA、mRNA和siRNA的英文全名。
DNA：deoxyribonucleic acid 脱氧核糖核酸RNA：ribonucleic acid 核糖核酸mRNA：messenger RNA 信使RNAtRNA：transfer RNA 转运RNArRNA：ribosomal RNA 核糖体RNAsiRNA：small interfering RNA 干扰小RNA3.试述“有其父必有其子”的生物学本质。
其生物学本质是基因遗传。
子代的性状由基因决定，而基因由于遗传的作用，其基因的一半来自于父方，一般来自于母方。
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。
1)肺炎链球菌转化实验：外表光滑的S型肺炎链球菌（有荚膜多糖→致病性）；外表粗糙R型肺炎链球菌（无荚膜多糖）。
①活的S型→注射→实验小鼠→小鼠死亡②死的S型（经烧煮灭火）→注射→实验小鼠→小鼠存活③活的 R型→注射→实验小鼠→小鼠存活④死的S型+活的R型→实验注射→小鼠死亡⑤分离被杀死的S型菌体的各种组分+活的R型菌体→注射→实验小鼠→小鼠死亡（内只有死的S型菌体的DNA转化R型菌体导致致病菌）*DNA是遗传物质的载体2)噬菌体侵染细菌实验①细菌培养基35S标记的氨基酸+无标记噬菌体→培养1-2代→子代噬菌体几乎不含带有35S标记的蛋白质②细菌培养基32N标记的核苷酸+无标记噬菌体→培养1-2代→子代噬菌体含有30%以上32N标记的核苷酸*噬菌体传代过程中发挥作用的可能是DNA而不是蛋白质。
青岛大学2020年889 分子生物学
生物工程、水生生物学专业硕士入学考试大纲
考试科目代码及名称：889分子生物学
一、考试要求
掌握分子生物学的基本概念与基本技术原理，掌握生物分子结构与功能间的关系及这种关系是如何操纵和调控各种生命活动的。
了解基因与疾病、发育之间的关系以及基因组学与比较基因组学的基本知识。
具备从事分子生物学相关研究工作的基本能力。
二、考试内容
（1）分子生物学简史、分子生物学研究内容和分子生物学展望（2）染色体与DNA
（3）生物信息的传递（上）---从DNA到RNA
（4）生物信息的传递（下）---从RNA到蛋白质
（5）分子生物学研究方法
（6）基因的表达与调控（上）---原核基因表达调控模式
（7）基因的表达与调控（下）---真核基因表达调控模式
（8）疾病与健康
（9）基因与发育
（10）基因组与比较基因组学
三、试卷结构（题型分值）
1.本科目满分为150分，考试时间为180分钟。
2.题型结构
（1）专业术语解释：60分，占总分的40%
（2）问答题：70分，占总分的46.67%
（3）实验设计题：20分，占总分的13.33%
四、参考书目
《现代分子生物学（第4版）》：朱玉贤李毅郑晓峰郭红卫编著，高等教育出版社，2013。
(NEW)朱玉贤《现代分子生物学》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解
4.3 名校考研真题详解 第5章 分子生物学研究法（上）——DNA、RNA及蛋白质操作技术
5.1 复习笔记 5.2 课后习题详解 5.3 名校考研真题详解 第6章 分子生物学研究法（下）——基因功能研究技术 6.1 复习笔记 6.2 课后习题详解 6.3 名校考研真题详解 第7章 原核基因表达调控 7.1 复习笔记 7.2 课后习题详解 7.3 名校考研真题详解 第8章 真核基因表达调控 8.1 复习笔记 8.2 课后习题详解 8.3 名校考研真题详解
② T2噬菌体感染大肠杆菌实验
a．在分别含有35S和32P的培养基中培养大肠杆菌。
b．用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，分别制备含35S的T2噬菌体和32P的
T2噬菌体。
c．分别用含35S的T2噬菌体和32P的T2噬菌体感染未被放射性标记的大 肠杆菌。
d．培养一段时间后，将混合液离心，检测子代噬菌体放射性。上清液 主要是噬菌体，沉淀物主要是大肠杆菌。
（4）基因组、功能基因组与生物信息学研究
基因组计划是一项国际性的研究计划，其目标是确定生物物种基因组所 携带的全部遗传信息，并确定、阐明和记录组成生物物种基因组的全部 DNA序列。
功能基因组学相对于测定DNA核苷酸序列的结构基因组学，其研究内容 是在利用结构基因组学丰富信息资源的基础上，应用大量的实验分析方 法并结合统计学和计算机分析方法来研究基因的表达、调控与功能，以 及基因间、基因与蛋白质之间和蛋白质与底物、蛋白质与蛋白质之间的 相互作用和生物的生长发育等规律。功能基因组学的研究目标是对所有 基因如何行使其职能从而控制各种生命现象的问题作出回答。
严格地说，重组DNA技术并不完全等于基因工程，因为后者还包括其他
可能使生物细胞基因组结构得到改造的体系。
大学分子生物学经典课件第三章 生物信息传递上从DNA到RNA.ppt
2019/11/23
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转录单元 （transcription unit）
起点（startpoint） 上游（upstream） 下游（downstream）
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启动子区的基本结构
细菌启动子特征：
1、起点通常是一个嘌呤； 2、起点上游10 bp处，有一约6 bp的保守区域，称为10 区（也叫Pribnow Box），共有序列为：
21
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细胞中不同状态RNA聚合 酶的数量
每个E.coli细胞中含约 7000个RNA 聚合酶；
核心酶主要以松散的闭 合复合体为主；
足量的σ因子使三分之 一的聚合酶以全酶形式 存在，主要是在非特异 位点的松散复合体和启 动子处的紧密（开放） 复合体；
约2500个核心酶正在进
行转录。
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转录单元（transcription unit）：是一段 从启动子开始到终止子结束的DNA序列，RNA 聚合酶从转录起始位点开始沿着模板前进，直 到终止子为止，转录出一条RNA链。
转录起始位点：是指与新生RNA链第一个 核苷酸相对应DNA链上的碱基，研究证实通常 为一个嘌呤。
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随机扩散
模板识别：RNA聚合 酶与启动子DNA双链 相互作用并与之相结合 的过程。
随机行走
定向取代
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启动子（promoter)：是基因转录起始所必需的一段 DNA序列，是基因表达调控的上游顺式作用元件之一。
在原核生物中， σ 因子辨认-35区，全酶与该区结 合形成疏松复合物，继而全酶向-10区及起始位点移动， 到起始位点后全酶与DNA结合紧密。
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。
分子生物学3生物信息的传递（上）——从DNA到RNA
分子生物学3生物信息的传递（上）——从DNA到RNA第三章生物信息的传递（上）——从DNA到RNA重点：1.启动子与转录起始2. 原核生物和真核生物mRNA的特征比较3. 内含子的剪接、编辑及化学修饰难点：1.启动子与转录起始2. 终止和抗终止3. 内含子的剪接、编辑及化学修饰第四节启动子与转录起始大肠杆菌RNA聚合酶与启动子的相互作用主要包括启动子区的识别、酶与启动子的结合及因子的结合与解离等。
1. 原核启动子的基本结构（1）启动子：是一段位于结构基因5 ′端上游区的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确的相结合并具有转录起始的特异性。
基因的特异性转录取决于酶与启动子能否有效地形成二元复合物，所以，RNA聚合酶如何有效地找到启动子并与之结合是转录起始过程中首先要解决的问题。
我们知道，转录的起始是基因表达的关键阶段，而这一阶段的重要问题是RNA聚合酶与启动子的相互作用。
启动子的结构影响了它与RNA聚合酶的亲和力，从而影响了基因表达水平。
（2）转录单元：是一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列。
RNA聚合酶从转录起点开始沿着模板前进，直到终止子为止，转录出一条RNA链。
在细菌中，一个转录单元可以是一个基因，也可以是几个基因(3)转录起点：是指与新生RNA链地一个核苷酸相对应DNA链上的碱基。
常常把起点前面，即5′末端的序列称为上游，而把其后面即3′末端的序列称为下游。
在描述碱基的位置时，一般用数字表示，起点为+1，下游方向依次为+2、+3等，上游方向依次为-1、-2、-3等。
启动子区是RNA聚合酶的结合区，其结构直接影响到转录的效率。
那么，启动子区有什么结构特点呢？（4）绝大部分原核启动子都存在-10区和-35区-10区：在-6~-13bp之间，共同序列为TATAAT，又称pribnow 框，酶在此处与DNA结合成稳定的复合物，在转录方向上解开双链形成开放型起始结构。
-35区：共同序列为TTGACA，是RNA聚合酶起始识别区，这一识别过程与σ因子有关。
分子生物学复习题选择判断题
第二章染色体与DNA1、染色体包括DNA和蛋白质两大部分2、由于细胞内的DNA主要在染色体上，所以说遗传物质的主要载体是染色体3、下列哪一项对于DNA作为遗传物质是不重要的:（B）A.DNA分子双链且序列互补B.DNA分子的长度可以非常长,可以长到将整个基因组的信息都包含在一条DNA分子上C.DNA可以与RNA形成碱基互补D.DNA聚合酶有3` 5`的校读功能4、下列有关C值的叙述正确的是:（C）A.生物的进化程度越高,其C值就越大B.C值与有机体的形态学复杂性成反比C.每一个生物门中的C值与有机体的形态学复杂性大致成比例D.C值与有机体的形态学复杂性成正比5、人是最高等生物,其基因组碱基对数目(2.9×109)是动物界最大的.（×）6..以下DNA(只写出一条链的序列)中,解链温度最高的是:（C）A.TTCAAGAGACTT (4个GC对)B.TCACAGTACGTC (6个GC对)C.GGACCTCTCAGG (8个GC对)D.CGTAGAGAGTCC (7个GC对)7、一个复制子是:（C）A.细胞分离期间复制产物被分离之后的DNA片段B.复制的DNA片段和在此过程中所需的酶和蛋白C.任何自发复制的DNA序列(它与复制起始点相连)D.复制起点和复制叉之间的DNA片段8、真核生物复制子有下列特征,它们:（B）A.复制元的大小都是一样的. B几个相邻的复制元可形成复制元簇C.不同复制元簇在复制起始的时间上是同步的.D.复制时间比原核生物短.9、下列有关冈崎片段的描述中,正确的是:（A）A.冈崎片段出现在DNA复制过程的滞后链中B.冈崎片段的发现能证明DNA复制是以半保留复制方式进行的C.冈崎片段只在原核生物DNA复制中出现D.冈崎片段只在真核生物DNA复制中出现10、原核生物DNA复制过程中,冈崎片段合成的方向与复制叉移动的方向相同.（×）11、聚合反应的特点：(1) 以单链DNA为模板(2) 以dNTP为原料(3) 引物提供3´-OH (4) 聚合方向为5´→3´12、大肠杆菌DNA聚合酶I的作用不包括:（D）A.5` 3`外切酶活性B.3` 5`外切酶活性C.5` 3`DNA聚合酶活性D.3` 5`DNA聚合酶活性13、真核细胞的DNA聚合酶和原核细胞的DNA聚合酶一样,都具有核酸外切酶活性.（×）A.DNA Helicase的生物学功能是:（C）A.缓解DNA复制时产生的twisting problemB.防止DNA的过度超螺旋C.解开双螺旋DNA双链的配对D.促进引物酶的结合14、DNA复制过程,滞后链的引发是由引发体来完成的.15、真核生物复制起始点的特征包括（B ）A、富含GC区B、富含AT区C、Z-DNAD、无明显特征16、基因组DNA复制时，先导链的引物是DNA，后随链的引物是RNA（×）17、原核DNA合成酶中（C ）的主要功能是合成前导链和冈崎片段A、DNA聚合酶ⅠB、DNA聚合酶ⅡC、DNA聚合酶ⅢD、引物酶18、下面关于DNA复制的说法,正确的是:DA.按全保留机制进行B.按3` 5`方向进行C.需要4种NTP的加入D.需要DNA聚合酶的作用19、有关DNA复制的叙述,错误的是:ADA.新链的方向与模板链方向相同B.新链的延伸方向是5` 3`C.需要DNA聚合酶参加D.合成的新链与模板链完全相同20、DNA复制的调控主要发生在起始阶段,即一旦复制开始它将连续进行直至整个基因组复制完毕.（×）21、新生DNA链上的甲基化修饰在帮助DNA修复系统识别亲本链过程中起决定作用.（×）22、有关复制转座,不正确的叙述是:CA.复制转座子,即在老位点留有一个拷贝B.要求有转座酶C.移动元件转到一个新的位点,在原位点上不留元件D.要求有解离酶23、在真核生物核内。
现代分子生物学-第三章
Core enzyme Holoenzyme
聚合酶全酶
155 KD 11 KD
36.5 KD
36.5 KD 151 KD
70 KD
相对分子量：4.65×105
只与转录的 起始有关
参与转录延伸
原核生物(E. coli)的RNA聚合酶
• E. coli 只有一个 DNA-directed RNA聚合酶 ， 来合成所有类型的RNA。
第三讲 生物信息的传递 （上）从DNA到RNA
1、RNA的转录 2、转录机器的主要成分 3、启动子与转录起始 4、终止和抗终止 5 、原核生物和真核生物mRNA特征比较 6、内含子的剪接、编辑、再编码及化学修饰
From DNA to Protein
DNA序列是遗传信息 的贮存者，它通过自 主复制得到永存，并 通过转录生成信使 RNA，翻译生成蛋白 质的过程来控制生命 现象。
RNA合成的特点
1. RNA 是以5’3’方向合成的，它的序列是与 DNA编码链（意义链）相同。
2. RNA 的合成是以反义链（模板链）为模板。 3. 同在DNA中一样，形成磷酸二脂键
（ Phosphodiester bonds）。 4. 必需的成分: RNA polymeraseription)
基因表达包括转录（transcription）和 翻译（translation）两个阶段。
转录是指拷贝出一条与DNA链序列完全相同(除 了T→U之外）的RNA单链的过程，是基因表达 的核心步骤。
翻译是指以新生的mRNA为模板，把核苷酸三联 遗传密码子翻译成氨基酸序列、合成多肽链的过 程，是基因表达的最终目的。
注：亚基按照分子量由大到小的顺序排列。
真核生物RNA聚合酶一般有8-16个亚基所组成, 相对分 子质量超过5×105。
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从DNA到RNA
转录：指拷贝出一条与DNA链序列完全相同（除了T →U之外）的RNA单链的过程，是基因表达的核心步骤 RNA: 贮存、传递、酶 翻译：翻译是指以新生的mRNA为模板，把核苷酸三联 子遗传密码翻译成氨基酸序列、合成多肽链的过程，是 基因表达的最终目的。 PRO: 贮存、传递、酶
•Molecular Biology Course
8 原核生物与真核生物mRNA的特征比较
9 真核生物RNA的转录后加工
10 RNA的编辑、再编码及化学修饰
•Molecular Biology Course
3 RNA转录的基本过程
• 包括：模板识别、转录起始、通过启动子、 转录
延长、转录终止。
•3.1 模板识别（template recognition）
• 转录单位（transcription unit）：是一段可被RNA 聚合酶转录成一条连续mRNA链的DNA，包括转录 起始位点和终止信号。(P477)
1 与转录有关的概念
Terminator
transcription unit
promoter 转录起始位点
转录方向
基因表达盒结构组成
RNA polymeraese
3.5.1大肠杆菌的两类终止子
不依赖于ρ因子的终止作用 依赖于ρ因子的终止作用 ？不依赖于ρ因子的终止作用
又内源性终止子（intrinsic terminator） 在体外无其他因子参与，核心酶也能在某些位点终止转录，
这些位点称内源性终止子。
发卡结构
• 内源性终止子的基本结构 （P78） 1) 二级结构中的发夹(长度 7-20 bp); 发夹靠近基部 通常有一个G-C富集区。 2) 转录单位最末端的连续 约6个A残基组成的片段。 终止效率与发卡结构和寡 聚U的长短有关。 在大肠杆菌中，符合 此标准的序列约有一半 基因拥有内源性终止子。
•Molecular Biology Course
小测验喽！！（6分钟） 共2道题, 20空，每空5分
? 2-1 复制与转录异同对比。
复制
模板 原料 酶 产物 配对 方向 化学键 引物 1 3 5 7 9 11 13 15
转录
2 4 6 8 10 12 14 16
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RNA聚合酶（RNA polymerase); 启动子(Promoter); 转录起始点 (startpoint); 终止子(Terminator); 上游(Upstream); 下游 （Downstream); 近端(proximal); 远端(distal)
1 与转录有关的概念
RNA 的结构：P73 RNA在细胞中的分布：P74, P129表4-7 转录产物：
3 RNA转录的基本过程
3.4 转录的延伸
• 指RNA连续合成的过程。
• DNA的转录循环假说--解释了RNA链的延伸（了解）
• ？变化：
• DNA和聚合酶分子构象变化（核心酶与DNA模板的 结合是松弛的非特异性的）。 • 转录延伸复合物与DNA模板的结合极稳定。
•Molecular Biology Course
•Molecular Biology Course
第三章：
生物信息的传递（上）
-从DNA到RNA
•Molecular Biology Course
• 基因表达（gene expression）包括转录（transcription）和
翻译（translation）两个阶段。
• 表达系统三种物质： DNA: 贮存、传递
信使RNA (messenger RNA, mRNA) 转移RNA (transfer RNA, tRNA)
翻译出 蛋白质
核糖体RNA (ribosomal RNA, rRNA)
其他一些小RNA（small RNA, sRNA)
•Molecular Biology Course
本章主要内容
? 2-2 请标出以下区域、位点、链的名称。 3链
1区域
2 区域
4 位点
•Molecular Biology Course
本章主要内容
1 与RNA转录有关的概念 2 RNA合成的特点 3 RNA转录的基本过程 4 转录机器的主要成分 5 启动子与转录起始 6 转录的抑制
7 原核生物与真核生物转录产物比较
B ，模板链 B ，其 D？
•Molecular Biology Course
单项选择题
A 3’ ATG---AGGCGAGGA---TTTTTTTT 5’
B 5’ TAC---TCCGCTCCT---AAAAAAAA 3’
C 5’ UAC---UCCGCUCCU---AAAAAAAA 3’
D 5’ AUG---AGGCGAGGA---UUUUUUUU 3’ 某课题从一病人体内分离到一条基因，按照目 前常用分子数据库的习惯，该双链DNA中：有义
B ，无义链 A ，反义链 A ，模板链 A ，其 转录出的RNA应该是哪条C ？
链
•Molecular Biology Course
1 与转录有关的概念
RNA聚合酶与启动子的结合模式图
•Molecular Biology Course
转录起始复合物
封闭复合物（closed complex） • RNA聚合酶与启动子可逆性结合，形成封闭复合物； 开放复合物（ open complex） • 与酶结合的一小段DNA序列的“熔解”导致封闭复合物
转变为开放复合物； 三元复合物（ ternary complex）
•Molecular Biology Course
3 RNA转录的基本过程
•3.3 通过启动子（P76）
• 指转录起始后到9个核苷酸短链的形成的过程。
•通过启动子的时间代表一个启动子的强弱。
•一般来说，通过启动子的时间越短，该基因转录起始的频
率也越高。
•Molecular Biology Course
• 启动子（Promoter）： P85 结构基因的重要成分。是一段位于转录起始位点5′ 端上游区大约100~200 bp以内的具有独立功能的DNA 序列，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确地相 结合并具有转录起始的特性。 • 转录起始位点（transcription initiation site）： P86 指与新生RNA链第一个核苷酸相对应DNA链上的 碱基位点，通常为嘌呤。
1 与RNA转录有关的概念 2 RNA合成的特点 3 RNA转录的基本过程 4 转录机器的主要成分 5 启动子与转录起始 6 转录的抑制
7 原核生物与真核生物转录产物比较
8 原核生物与真核生物mRNA的特征比较
9 真核生物RNA的转录后加工
10 RNA的编辑、再编码及化学修饰
•Molecular Biology Course
D 5’ AUG---AGGCGAGGA---UUUUUUUU 3’ 某课题从一病人体内分离到一条基因，按照目 前常用分子数据库的习惯，该双链DNA中：有义 链 A ，无义链 无 ，反义链 无 ，模板链 无 ，其 转录出的RNA应该是哪条
D
？
•Molecular Biology Course
单项选择题
本章主要内容
1 与RNA转录有关的概念 2 RNA合成的特点 3 RNA转录的基本过程 4 转录机器的主要成分 5 启动子与转录起始 6 转录的抑制
7 原核生物与真核生物转录产物比较
8 原核生物与真核生物mRNA的特征比较
9 真核生物RNA的转录后加工
10 RNA的编辑、再编码及化学修饰
1 与转录有关的概念
2 RNA合成的特点
即转录，依赖于DNA的RNA的合成
• 从DNA合成反应的化学本质、极性和模板的使 用这三方面来说，转录与复制是相同的。
• 但是，也存在三个主要不同点：
RNA合 成的 B、转录反应一般只用一小段DNA做模板； 特点 C、在转录中，一般都只有一条DNA链 （P74） 可以作为模板。 A、转录中不需要RNA引物；
•Molecular Biology Course
第二章 主要问题？
Tm值的影响因素和应用价值？ 提取基因组DNA需要做哪些关键实验处理？ 如何鉴定质粒DNA的结构？ 体外DNA复制中需要哪些材料？ DNA复制需要哪些酶的参与，其各自的作用是什么？ 巴巴拉·麦克林托克-20世纪传奇女科学家发现 “跳舞基因”的启示？
New 3` end is located in catalytic site
RNA polymerase is stalled &aesumes elongation
RNA polymerase can recover from pausing
•Molecular Biology Course
• 开放复合物与最初的两个NTP结合转变成RNA聚合酶、 模板DNA、新生RNA组成的三元复合物。
•Molecular Biology Course
转录起始复合物
• 三元复合物的两条反应途径（P76）
合成并释放2~9个核苷酸的短RNA转录物 尽快释放σ亚基，生成转录延伸复合物（P77） 由核心酶、模板DNA、 新生RNA链组成 “流产式起始”