分子生物学知识点

第一章染色体与DNA

1.原核生物的DNA的主要特征：一般只有一条染色体且大都带有单拷贝基因，只有少数的基因是以多拷贝形式存在的；整个染色体DNA几乎全部由功能基因与调控序列所组成；几乎每个基因序列都与它所编码的蛋白质序列呈线性对应状态。

2.真核生物染色体所具有的特征：分子结构稳定；能够自我复制，使亲代之间保持连续性；能够知道蛋白质的合成，从而控制整个生命活动过程；能够产生可遗传的变异。

3.染色体上的蛋白质主要包括组蛋白和非组蛋白。组蛋白是染色体的结构蛋白，与DNA组成核小体。其中组蛋白又分为：H1、H2、H2B、H3及H4。

4.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②无组织特异性③肽链上的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、泛素华及ADP核糖基化（修饰作用只发生在细胞周期的特定时间和组蛋白的特定位点上）⑤富含赖氨酸的组蛋白H5。

5.非组蛋白包括酶类，与细胞分裂有关的收缩蛋白、骨架蛋白、核孔复合蛋白以及肌动蛋白、肌球蛋白、微管蛋白、原基蛋白等。

①HMG蛋白：其特点在于能与DNA结合，也能与H1作用，但都容易用低盐溶液抽提，说明他们与DNA的结合并不牢靠。

②DNA结合蛋白：相对分子质量较低的蛋白质，约占非组蛋白的20%，可能是一些与DNA的复制或者转录相关的酶或调节物质。

③A24非组蛋白：其有两个N端，呈酸性，含有较多的谷氨酸和天冬氨酸，总含量大约是H2A的1%，位于核小体内。

6.C值（C value）：一种生物单倍体基因组DNA的总量。

C值反常现象：某些两栖类的C值甚至比哺乳动物还大，而在两栖类中C值的变化也很大，可相差100倍。

7.真核细胞的DNA序列大概可分为三类（根据对DNA的动力学）：

①不重复序列：这些序列一般只有一个或几个拷贝，它占DNA总量的40%—80%。注：单拷贝基因通过基因扩增仍可合成大量蛋白质。

②中度重复序列：序列的重复次数为10-10000，约占总DNA的10%—40%。

③高度重复序列（卫星序列）：只在真核生物中发现，这类DNA是高度浓缩的，是异染色质的组成部分。

8.真核生物基因组的结构特点总结：①基因组庞大，一般大于原核生物的基因组

②存在大量的重复序列③大部分为非编码序列，占整个基因组序列的90%以上，该特点是真核生物与细菌和病毒之间的最主要区别④转录产物为单顺反子⑤存在大量的顺式作用元件，包括启动子、增强子、沉默子等⑥存在大量的DNA多态性。DNA多态性指DNA序列中发生变异而导致的个体间核苷酸序列的差异⑦真核基因是断裂基因，有内含子结构⑧具有端粒结构。端粒是真核生物线性基因组DNA末端的一段特殊结构，它是一段DNA序列和蛋白质形成的复合体。

小的一部分不转录②存在转录单元③有重复基因。

11.DNA的一级结构：指4种脱氧核苷酸的链接及其排列顺序。

DNA的二级结构：指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。其特点：①DNA分子由两条互相平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架，碱基排在内侧。DNA的二级结构分为两大类：一类是右手螺旋，如A-DNA和B-DNA，DNA通常是以右手螺旋形式存在的；另一类是左手螺旋，即Z-DNA。

12.B-NDA的结构：它即规则又稳定，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。多核苷酸的方向由核苷酸见的磷酸二酯键的走向决定，一条从5’→3’，另一条是从3’→5’。链间有螺旋形的凹槽，其中一个较浅，叫小沟；一个较深称为大沟。顺着螺旋轴心从上向下看，可见碱基平面与纵轴垂直，且螺旋的轴心穿过氢键的中心。相邻碱基对平面之间的距离为0.34nm,脱氧核糖环平面与纵轴大致平行，双螺旋直径为2.0nm。

A-DNA的结构：碱基对倾斜大，并偏向双螺旋的边缘，因此具有一个深窄的大沟和宽浅的小沟。

Z-DNA的结构：螺旋细长，每圈螺旋含有12对碱基，大沟平坦，小沟深而窄，核苷酸构想顺反相间，螺旋骨架呈Z字型。

13.增色效应：在DNA变性解链过程中，由于碱基之中的共轭双键被暴露出来，使DNA在260nm处的吸光值增加，称为增色效应。

减色效应：变性DNA复性形成双螺旋结构后，其260nm紫外吸收会降低，这种现象叫减色效应。

14.Tm值：吸光度增加到最大值一半时的温度成为DNA的解链温度或熔点，用Tm 表示。影响Tm值的主要因素：①DNA中的G+C的含量。常用如下公式：Tm=69.3+0.41(G+C)%来计算DNA的Tm值，小于25mer的寡核苷酸的Tm值计算公式为：Tm=4(G+C)+2(A+T)②溶液中的离子强度。在高离子强度下，负电荷可以被阳离子中和，双螺旋的结构较稳定保持;在低离子强度下，未被中和的负电荷将会降低双螺旋的稳定性。③DNA的均一性。均质DNA解链温度范围小，而异质DNA 的解链温度范围宽，所以Tm值也是衡量DNA样品均一性的标准。

15.DNA的高级结构：指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的更复杂的特定空间结构，包括超螺旋、线性双链中的纽结、多重螺旋等。超螺旋结构是DNA高级结构的主要形式，可分为正超螺旋（右手螺旋）与负超螺旋（左手螺旋）两大类，负超螺旋是细胞内常见的DNA高级结构形式，正超螺旋是过度缠绕的双螺旋，他们在不同类型的拓扑异构酶作用下或在特殊情况下可以相互转变。在电场作用下，相同分子质量的超螺旋DNA比线性DNA迁移率大，线性DNA又比开环的DNA 迁移率大，以此可以判断质粒结构是否被破坏。DNA分子的这种变化可以用一个数学公式来表示：L=T+W，其中L为连接数，是指环形DNA分子两条链间交叉的次数，T为双螺旋的盘绕数，W为超螺旋数。

16.复制子：生物体内能独立进行复制的单位，从复制起点到终止点的区域为一个复制子。

复制叉：复制时，双链DNA要解开成两股链分别进行，所以这个复制起始点呈现叉子的形式。