研究生课程-分子生物学-原理篇

―――福建医科大学2007级硕士研究生《分子生物学》笔记－―――08.6.18――――

1.原理篇

第一章基因和基因组

1.基因：能够表达和产生蛋白质或RNA的DNA序列，包括编码序列，编码序列外的侧翼序列和插入序列，是决定遗传性状的功能单位。

2.结构基因:基因中编码RNA或蛋白质的DNA序列

3.调控序列:启动子/增强子/加尾信号

4.基因组(Genome):细胞或生物体一套完整单倍体的遗传物质的总和。

5.病毒基因组结构与功能的特点*

¶种类单一：DNA or RNA , 一包基因

¶形式多样：单链、双链、分节段、环状、线状

¶单倍体基因组：每个基因在病毒中出现一次(特例:Retrovirus 双倍体)

¶大小不一：2x103----2x105bp

¶基因重叠：高效资源利用Ö

¶动物病毒与真核细胞基因组相似:有的含内含子—间断;细菌病毒(噬菌体)与原核细胞基因组相似—连续

¶编码基因>90%

¶具有不规则结构基因

结构基因的编码区无间隔;

有些病毒的mRNA没有5’端帽结构—发卡结构的翻译增强子;

结构基因本身不具有翻译起始序列

6.原核生物基因组结构与功能特点*

1、为一条环状双链DNA(无典型染色体结构,拟核)

2、只有一个复制起点（Ori）

3、具有操纵子结构

4、重复序列少:绝大部分基因为单拷贝（99.7%）;rRNA例外—核糖体快速组装

5、可表达基因约50%，>真核生物，<病毒

6、基因一般是连续的，无内含子（古细菌除外）

7 、编码顺序一般不重叠

7.真核生物基因组结构与功能特点*

1.真核生物基因组远大于原核生物基因组，结构复杂，基因数庞大，具有多个复制起点。

2.基因组DNA与蛋白质结合形成染色体，储存于细胞核内

3.真核基因为单顺反子，而细菌和病毒的结构基因为多顺反子。

4.基因组中非编码区远多于编码区。90%-10%

5.真核基因多是不连续的（断裂基因），由外显子和内含子镶嵌排列而成。

6.存在大量重复序列

7.功能相关的基因构成各种基因家族(gene family)

8.存在可移动的遗传因素（mobile genetic element）

9.体细胞为双倍体，配子（精子/卵子）为单倍体

8.操纵子operon*

⏹原核基因组特有的结构

⏹数个功能上相关联的结构基因串联在一起,构成信息区,连同其上游的调控区(包括启动子和操纵基因)以及下游的转录终止信号所构成的基因表达单位。

⏹所转录的RNA为多顺反子。

⏹操纵基因并非一个基因，而是一段能被特异阻遏蛋白识别和结合的DNA序列，是决定基因表达效率的关键元件。

操作元件operator

9.质粒plasmidDNA*

细菌染色体外的遗传物质。共价、闭合、环状结构的DNA分子（cccDNA），能独立复制。非细菌生长所必须，但能赋予细菌特定的遗传性状。

C：Covalent C：Closed C: Circular

10.转位因子translocato r

⏹可移动的基因成分，能够在一个DNA分子内部或两个DNA分子之间移动的DNA片段。

⏹在细菌中，指可在质粒和染色体之间或在质粒和质粒之间移动的DNA片段。

⏹转位也是DNA重组的一种形式。

⏹细菌的转位因子包括：插入序列（IS），转座子transposon及可转座的噬菌体

11.转座子（transposon,Tn）这是一类长度在2000～20000bp之间较大的转座因子，是细菌细胞里发现的一各复合型转座因子，如Tn1681 Tn420.它们除了带有与转座有关的基因以外，还带有其他基因，如Tn903 Tn5带有卡那霉素抗药基因等。

12.转座因子的类别和遗传效应：

细菌基因组中的可移动成分能产生转座现象。

1、原核生物转座因子可以分为：插入序列、转座子、Mu噬菌体。

2、转座因子的几个遗传效应。

①转座因子的转座不是本身的移动，而是由转座因子复制出一个新的拷贝转移到基因组中的新位置上去。

②新的转座因子转到靶点后，靶点序列会倍增为两个靶点序列，并分别排列在转座因子的两侧，形成同向重复序列。

③在转座过程中能够形成共同体。

④转座因子转座后能促使染色体畸变。

⑤转座因子可以从原来的位置上切除，这个过程成为切离。

⑥转座可引起插入突变。

⑦给受体基因组增添了新的标志基因。

13.外显子(exon)不仅包括基因中编码蛋白质氨基酸的DNA顺序，而且包括mRNA中的5`前导顺序和3`端非翻译顺序。

14.内含子(intron)则是指插入到编码序列之中的非编码序列

15.RNA剪接断裂基因的表达必须要以代表基因组顺序的RNA前体中精确地除去内含子，产生一系列外显子组成的成熟RNA，此过程称为RNA剪接splicing。

16.单顺反子monocistronic mRNA，一个结构基因经转录和翻译生成一个mRNA分子或一条多肽链，基本上没有操纵子的结构。

17.多顺反子polycistronic mRNA，即数个结构基因联在一起，受同一调节区调节，即具有操纵子结构（包括功能上相关的几个蛋白质基因和一个共同的基因调控区组成的一段DNA）

18.重复序列（repeat sequence）:真核生物基因组中非编码序列占95％以上，这些非编码序列中一部分是基因的内含子、调控序列等，另一部分便是重复序列；重复序列中除了编码rRNA、tRNA、组蛋白及免疫球蛋白的结构基因外，大部分是非编码序列。其功能主要与基因组的稳定性、组织形式以及基因的表达调控有关。

19.反向重复序列inverted repeats:两个顺序相同的拷贝在DNA链上反向排列,如果两个串联间无间隔序列,称回文结构.

20.同向重复序列:新的转座因子转到靶点后,靶点序列会倍增成为两个靶点序列,并分别排列在转座因子的两侧,则称为,是转座因子转座后的一个重要标志.

21.卫星DNA：是出现在非编码区的串联重复序列。其特点是具有固定的重复单位，该重复单位首尾相连形成重复序列片段，通常存在于间隔DNA和内含子中。

22.微卫星DNA：又称为短串联重复（STR），是一类更简单的寡核苷酸串联重复序列，其重复单位为2～6bp，重复次数10～60次左右，其总长度通常小于150bp，分布在所有的染色体。微卫星DNA由于重复单位的重复次数不同而具有