生物信息的传递(下)
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-总目录
基础分子生物学1、绪论2、染色体与DNA3、生物信息的传递（上）——从DNA到RNA4、生物信息的传递（下）——从mRNA到蛋白质5、基因的表达与调控（上）——原核6、基因的表达与调控（下）——真核第2章染色体与DNA一、 DNA的组成与结构二、 DNA的生理意义三、 C-Value和Cot1/2 四、染色体结构五、染色体的组成六、原核与真核染色体DNA比较第三章 DNA复制DNA代谢 DNA复制哺乳动物DNA聚合酶 DNA连接酶单链结合蛋白(SSB) 解链酶拓扑异构酶Ⅰ拓扑异构酶Ⅱ引物酶引发前体蛋白1. DNA复制的起始2.DNA子链的延伸3.DNA链的终止复制的方式线状DNA末端复制的问题真核生物染色体端粒的复制第4章突变和修复第1节突变概述1、突变的定义2、突变的分类：染色体畸变、基因突变；多点突变、单点突变（碱基插入、缺失、替代）、碱基替代；同义突变、错义突变、无义突变；正向突变、回复突变第2节诱发突变和自发突变1、碱基类似物二、DNA分子上碱基的化学修饰三、嵌合剂的致突变作用四、转座成分的致突变作用五、增变基因六、紫外线和高能射线的致突变作用七、突变热点第3节 DNA的修复1、复制修复：1.尿嘧啶－糖基酶系统 2.错配修复系统2、损伤修复1.光修复：（直接修复）：胸腺嘧啶二聚体2.切除修复3.重组修复4.SOS response第5章重组和转座第1节重组的分类1、同源重组或普遍性重组2、位点特异性重组3、转座2、模板选择（copy choice）性重组第2节同源重组1、Holliday连接2、Rec BCD途径－同源重组的酶学机制：1.Overview 2.RecBCD: 3.Rec A 4.Ruv A-B-C3、基因转换(gene conversion)第3节位点特异性重组位点特异性重组最典型的列子是λ噬菌体对E.coli的整合。
1、att位点2、整合和切离的相关蛋白3、λ整合通常是通过单链交换而不是“一致性剪切”第4节转座1、原核转座子的类型：1、插入序列2、复合转座子3、Tn A家族2．转座机制：1、复制型转座 2、非复制型转座 3、保守转座3、转座中的一般过程1.非复制转座：转座子插入到DNA上新的位点，首先交错切开靶DNA，再将转座子连接到靶DNA的凸出单链上，最后填补空缺完成转座2.非复制转座的断裂和再连接过程3.复制型转座第5节真核生物的转座因子：Ac-Ds系统第6章转录和转录后加工第1节 RNA聚合酶up, and members cadres shoe vocational due diligence combined up, ensure successfully completed early determine of the target task, ensure successfully completed levels leadership general task, ensure successfully completed poverty storming annual target task, ensure social overall harmony stable. Three, compacting the main responsibilities and strengthen the "two" leadership of educational organizations do a good job "two" education without a strong organization and leadership. Party construction of party organizations at all levels should firmly establish the main consciousness, grasping party building as the first responsibility, strengthen leadership, demonstrable, scientific to ensure solid education effectively. First, the layers of responsibility. Party committees (leading party group) to study education as a major political task, primary responsibility for effective implementation, strengthen leadership, carefully guiding the Steering, do a good job overall, study and solve problems in a timely manner. Progress evaluation by the grass-roots party building this year, to study education as the primary evaluation organizations, poor organization, the problems are many, to criticize, to accountability. Main is responsible for comrade to consciously bear up first responsibility people duties, not only to tube good cadres, and with good team, also to tube good members, and with good team, both first examples, lead participate in learning education, and by Qian command, input enough of time and energy, strengthened Guide and checks role, on work programme personally validation, on important task personally deployment, on exists problem timely solution, throughout put responsibility carry in shoulder Shang, improper "shuaishouzhanggui". The County party Committee and municipal party Committee municipal workers, Various enterprises and institutions, Commission, party committees and departments in charge of industry practice, develop specific implementation plan, organizing special forces responsible for educational work to strengthen this unit to the system study and education in the region specific guidance. Organization departments, as the lead department, to strengthen the planning, organization, coordination and guidance, good design, decomposition, each key action to implement. Carry out study and education, to rely on strict doc real guide, pressure conveying layer upon layer, step by step, compaction of responsibility. In steering the Steering must prevent formalism, catch the way the thinking of prevention activities, study and education, preventing routine aside, prevent simple, doing as much as meeting notes to judge the educational results. To take reports, customized research, attending the meeting, random spot checks, briefings and other means, to focus the push Guide to grassroots, on the party branch, in-depth understanding of education and actual effect, sum up fresh experience to promote grass roots, to detect and correct the signs of problems. Public information一、RNA合成的基本特征：-RNA的前体:ATP，GTP，CTP，UTP-RNA合成的方向:5’→3’-RNA聚合酶能起始一条新链的合成，起始核苷酸一般是嘌呤核苷三磷酸（pppA或 pppG）-RNA聚合酶以单链为模板，一个NTP的3’-OH和另一个NTP的5’-P反应，去掉焦磷酸，形成磷酸酯键2、原核生物的RNA聚合酶1、RNA聚合酶的组成2、σ亚基三、真核生物的RNA聚合酶第二节启动子一、原核生物启动子：1、-10序列 2、-35序列 3、CAP位点 4、葡萄糖效应二、真核生物启动子和转录因子：真核生物启动子由转录因子而不是RNA聚合酶识别1.RNA聚合酶I启动子1) 核心启动子序列2) 上游启动子序列3) RNA聚合酶I需要两类转录因子参与作用2. RNA聚合酶III启动子1) 5SrRNA和tRNA基因为内在启动子，位于转录单位内部2) 核内小RNA(snRNA)基因的启动子位于转录起始位点上游(type 3)3) RNA聚合酶III的转录因子3.RNA聚合酶II的启动子1）核心启动子的成分：主要决定转录起始点的位置 2）上游启动子元件：控制转录起始频率3) RNA聚合酶II的转录因子4. TBP是三种RNA聚合酶通用的转录因子 1) TBP与DNA小沟结合，形成一个马鞍形结构2) TBP的结合使DNA弯曲约80°第3节转录的起始、延伸和终止一、起始:1）起始识别：RNA聚合酶与启动子结合形成封闭的启动子复合物，识别位点在-35处；2）活化：-10区域形成形成开放的启动子复合物，解开双链；3）形成三元起始复合物，开始转录。
生物信息传递的三种方式
生物信息传递的三种方式
物理信息传递、化学信息传递和行为信息传递。
1. 物理信息传递：指生物体利用机械性和光学性的波动，以及温度、气压等物理因子来传递信息。
例如，动物可以利用声波来传递信息，植物则可以通过花粉飞散等方式传递信息。
2. 化学信息传递：指生物利用激素、信号蛋白等特殊的化学物质来传递信息。
例如，植物可以通过植物激素来传递信息，动物则可以通过脂质类和蛋白类信号分子来传递信息。
3. 行为信息传递：指生物通过个体之间的行为来传递信息。
例如，动物可以通过叫声、挥舞尾巴、抬头等方式来传递信息，植物则可以通过花朵的出现和果实的排列来传递信息。
分子生物学总复习期末考试总复习
分子生物学课程重点，以及一份真题。
1、绪论（1）分子生物学的概念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。
（3）经典历史事迹1928年格里菲斯证明了某种转化因子是遗传物质1944年艾弗里做了肺炎双球杆菌转换实验1953年沃森和克里克提出双螺旋结构桑格尔两次诺贝尔学奖2、染色体与 DNA（1）真核生物染色体具体组成成分为：组蛋白、非组蛋白和DNA。
在真核细胞染色体中，DNA与蛋白质完全融合在一起，其蛋白质与相应DNA的质量之比约为2:1。
这些蛋白质在维持染色体结构中起着重要作用。
（2）组蛋白组蛋白是染色体的结构蛋白，其与DNA组成核小体。
根据其凝胶电泳性质可将其分为H1、H2A、H2B、H3及H4。
组蛋白含有大量的赖氨酸和精氨酸，其中H3、H4富含精氨酸，H1富含赖氨酸。
H2A、H2B 介于两者之间。
H1易分离，不保守；组蛋白的特性：①进化上的极端保守，②无组织特异性；③肽链上分布的不对称性；组蛋白的修饰作用⑤富含赖氨酸的组蛋白H5（3）C值反常现象C值：一种生物单倍体基因组DNA的总量。
一般情况，真核生物C值是随着生物进化而增加，高等生物的C值一般大于低等生物。
（4）DNA的结构•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。
•DNA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。
DNA的二级结构分两大类：一类是右手螺旋，如A-DNA和B-DNA；另一类是左手螺旋，即Z-DNA。
DNA三级结构：是双螺旋进一步缠绕，形成核小体，染色质，染色体等超螺旋结构，5、每轮碱基数10•DNA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。
超螺旋结构是DNA高级结构的主要形式（非唯一形式），可分为正超螺旋和负超螺旋两类，它们在不同类型的拓扑异构酶（通过催化DNA链的断裂和结合，从而影响DNA的拓扑状态。
生物学中的信息传递与信号转导
生物学中的信息传递与信号转导生物学是关于生命的科学，其涉及到生物体内的许多过程，包括信息传递和信号转导。
信息传递和信号转导是指生物体内的一系列化学反应，这些反应有助于生物体对外部刺激做出反应。
信息传递的基本原理信息传递是指生物体内的分子间相互作用和信息沟通。
这些分子包括蛋白质、核酸、糖类和小分子化合物。
这些分子在内部环境中通过化学反应相互作用，形成一系列的信息传递链。
信息传递通常由以下步骤组成：1. 感知/检测：生物体必须感知外部刺激才能做出反应。
这种感知通常发生在细胞表面的受体上。
2. 信号传导：生物体感知到刺激后，信号传递通常通过信号传导链来完成。
这种传导链通常通过化学反应完成。
3. 负反馈：为了保持细胞的稳态，细胞通常会对传递过程中的信号进行调节或抑制。
这种调节被称为负反馈。
信号转导的基本机制信号转导是指细胞在接收到外部刺激后将其转化为化学反应来实现细胞内信号传递和调节的过程。
信号转导的机制是非常复杂的，但可以简单地概括为以下几个步骤：1. 受体激活：细胞表面的受体感知到外部刺激后，开始启动信号转导。
2. 信号传导：受体激活后，蛋白质开始进行化学反应，形成一条信号传导链。
3. 信号放大：信号传导链可以扩大初始信号的影响，从而实现对细胞的影响。
4. 反馈调节：为了保持细胞稳定，细胞通常会对信号传导链进行调节和抑制，以防止信号传导过程中的超调。
信号转导的重要性信号转导是生物学中非常重要的一个领域，因为它是细胞内许多过程的基础。
这些过程包括生长、分化、细胞周期、凋亡等。
信号转导还可以作为一种治疗方案，因为它可以帮助人们理解疾病的发生机制，并帮助开发新的治疗方法。
结论生物学中的信息传递和信号转导是生物体内一系列化学反应的基础。
这些反应可以帮助生物体感知外部刺激，并对其做出反应。
通过对这些反应的研究，人们可以更好地了解生物体内的过程，并开发新的治疗方法。
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。
《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。
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。
(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。
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。
现代分子生物学_课后思考题答案
第一章绪论1．染色体具有哪些作为遗传物质的特征？答：①分子结构相对稳定；②能够自我复制，使亲子代之间保持连续性；③能够指导蛋白质的合成，从而控制整个生命过程；④能够产生可遗传的变异。
2.什么是核小体？简述其形成过程。
答：由DNA和组蛋白组成的染色质纤维细丝是许多核小体连成的念珠状结构。
核小体是由H2A,H2B,H3,H4各两个分子生成的八聚体和由大约200bp的DNA组成的。
八聚体在中间，DNA分子盘绕在外，而H1则在核小体外面核小体的形成是染色体中DNA压缩的第一阶段。
在核小体中DNA盘绕组蛋白八聚体核心，从而使分子收缩至原尺寸的1/7。
200bpDNA完全舒展时长约68nm,却被压缩在10nm的核小体中。
核小体只是DNA压缩的第一步。
核小体长链200bp→核酸酶初步处理→核小体单体200bp→核酸酶继续处理→核心颗粒146bp3简述真核生物染色体的组成及组装过程答：组成：蛋白质+核酸。
组装过程：1，首先组蛋白组成盘装八聚体，DNA缠绕其上，成为核小体颗粒，两个颗粒之间经过DNA连接，形成外径10nm的纤维状串珠，称为核小体串珠纤维；2，核小体串珠纤维在酶的作用下形成每圈6个核小体，外径30nm 的螺线管结构；3，螺线管结构再次螺旋化，形成超螺旋结构；4，超螺线管，形成绊环，即线性的螺线管形成的放射状环。
绊环在非组蛋白上缠绕即形成了显微镜下可见的染色体结构。
4. 简述DNA的一,二,三级结构的特征答：DNA一级结构：4种核苷酸的的连接及排列顺序，表示了该DNA分子的化学结构DNA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DNA三级结构：指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构6简述DNA双螺旋结构及其在现代分子生物学发展中的意义(1)DNA双螺旋是由两条互相平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成的,多核苷酸的方向由核苷酸间的磷酸二酯键的走向决定，一条是5---3，另一条是3-----5。
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_____。
现代分子生物学第一章
二、分子生物学定义
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 ，主要指遗传信息的 传递（复制）、保持（损伤和修复）、基因的表 达（转录和翻译）与调控。
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第一章 绪论
回顾所学知识点 分子生物学定义 分子生物学发展简史 分子生物学研究内容 分子生物学展望
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三、分子生物学发展简史
桑格(Sanger） 吉尔伯特( Gilbert） 伯格（Berg）
了遗传密码及其在蛋白质合成方面的技能而 分享诺贝尔生理医学奖。
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32
3、发展阶段（1970年代以后） ● 1970年，Temin 和Baltimore在RNA肿瘤病
毒中发现逆转录酶。
RNA 复 制
复 制 DNA转 录 RNA 翻 译
逆 转 录
蛋 白 质
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34
35
1980年，与Gilbert和Berg共享诺贝尔化学奖
逆 转 录
蛋 白 质
中国科学院2001年硕士入学考试分子遗传学试题:
何谓中心法则？如何基于该法则来解释生物形状
的遗传和变异？（10分）
24
25
● 1958年，Meselson 和Stahl证明 DNA半保留 复制。 半保留复制是遗传消息能准确传代的保证。是 物质稳性的分子基础。
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Stahl
Meselson
分离规律（The Law of Segregation）
自 由 组 合 规 律 （ The Law of Independent
Assortment）
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在孟德尔遗传学的基础上，美国著名的遗传学家 Morgan又提出了基因学说。连锁遗传规律
14
第一章 绪论
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
真核生物的翻译过程(1)
.
8
谢谢！
.
9
ATP
mRNA
③
elF4E, elF4G, elF4A60S
①
eIF-2B、eIF-3、 eIF-6
40S
60S
Met
elF-5
④
Met
各种elF释放 GDP+Pi
真核生物翻译起始 复合物形成过程
.
6
二、肽链合成延长
真核生物延伸因子：eEF-1 、eEF-2
eEF-1（相对于原核的EF-Tu、 EF-Ts）
先与mRNA 5 ′帽结合，移动到起始密码子AUG
.
3
真核生物起始因子
起始因子 eIF -2 eIF -2B,eIF -3 eIF-4A
生物功能 促进起始tRNA与小亚基结合 最先结合小亚基，促进大小亚基分离 eIF -4F 复合物的成分，有解旋酶活性，促进mRNA结合小亚基
eIF -4B eIF -4E eIF -4G eIF -5 eIF -6
能够促进AA-tRNA进入A位点
eEF-2（相当于EF-G）
促进卸载tRNA的释放
真核细胞核糖体没有E位，转位时卸载的tRNA直 接从P位脱落。
.
7
三、肽链合成的终止
mRNA上终止密码子出现在A位 真核细胞的I类和II类释放因子各有一种：eRF1
和eRF 3. eRF 1能够识别3个终止密码子 eRF 3 释放因子在多肽链释放后刺激I类（eRF
第4章
生物信息的传递(下)
--从mRNA到蛋白质
.
1
真核生物的翻译
（注意与原核生物的各个过程进行对比）
.
2
一、翻译的起始
生物信息的传递
生物信息的传递生物信息的传递是生物学研究的重要领域之一，是指在生物体内通过一系列生物过程将遗传信息、代谢信息等从一个细胞、组织、器官传递到另一个细胞、组织、器官的过程。
1. DNA复制和转录生物信息的传递始于DNA复制和转录，DNA作为遗传信息的载体，通过复制和转录来使得生物个体的基因信息传递给下一代个体。
DNA复制是指DNA双链分离后由DNA聚合酶进行拓展复制形成两个完全相同的DNA分子。
转录是指DNA分子的信息被转录成RNA分子的过程，RNA是将DNA信息传递到细胞质中进行翻译的中介物质。
DNA复制和转录是生物信息传递的第一步。
2. RNA翻译RNA在细胞质中被翻译成蛋白质，RNA翻译是生物信息传递的第二步。
在此过程中，mRNA被核糖体识别并和tRNA匹配，通过tRNA上的氨基酸和mRNA上对应的密码子形成蛋白质链。
3. 蛋白质后修饰和传递蛋白质在合成后还需要经过修饰以及进一步传递。
蛋白质后修饰是指蛋白质在合成后需要进一步翻译，修饰成为完整、活性的蛋白质。
蛋白质在细胞内还需要进一步被传递到其他细胞或基质中完成其生物学功能。
4. 细胞信号传递细胞信号传递指的是细胞内外信息的传递过程，管理着各种生命活动，细胞信号主要由信号分子、受体分子和信号转导分子构成。
信号分子和细胞表面受体分子的结合将激活信号转导分子，从而激活信号传递通路，使得生物信息得以产生、传递以及执行。
综上所述，生物信息的传递是非常复杂的，由DNA复制和转录、RNA翻译、蛋白质后修饰和传递以及细胞信号传递等多个过程组成。
这些过程紧密联系，共同构建了生物体内信息传递网络。
通过细致地了解生物信息传递的各个环节，可以更好地理解生命活动的本质，以及为疾病治疗、基因编辑等领域的研究提供更好的基础。
蛋白质翻译
IF-3
IF-1
P138
原核生物翻译起始 1. 30S小亚基与翻译起始因子IF-1、IF-3结合，通 过SD序列与mRNA模板链结合
5' IF-3
AUG
3' IF-1
P138Βιβλιοθήκη 原核生物翻译起始2.在IF-2和GTP帮助下，起始氨酰-tRNA进入小亚基 与mRNA结合
IF-2 GTP
5' IF-3
AUG
20种氨基酸(AA) 酶及众多蛋白因子
ATP、GTP、Mg2+ P144
4.4.1 氨基酸的活化
氨酰-tRNA合成酶 ATP
1. Met + tRNAfMet + ATP
AA + tRNA
AA - tRNA
AMP＋PPi
Met-tRNA合成酶
Met-tRNAfMet + AMP + PPi
第4章
生物信息的传递(下)
--从mRNA到蛋白质
4.4 蛋白质合成的生物学机制
蛋白质的生物合成，即翻译，包括氨基酸的活化、 肽链的起始、延伸、终止及新合成多肽链的折叠 和加工。
参与蛋白质生物合成的物质包括
三种RNA
mRNA（messenger RNA, 信使RNA） rRNA （ribosomal RNA, 核糖体RNA） tRNA （transfer RNA, 转移RNA）
释放因子 分子量(kD) RF1 RF2 RF3 36 38 46 特性和功能
水解肽酰-tRNA 密码子为UAA 或UAG 水解肽酰-tRNA 密码子为UAA或UGA 促进RF1，RF2活性
P143
COORF
5'
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。
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•核糖体识别位点
•反密码子位点
四、tRNA的种类(p119)
（一）起始tRNA和延伸tRNA
一类特异地识别mRNA模板上起始密码子的
tRNA叫起始tRNA，其他tRNA为延伸tRNA.
•原核起始tRNA携带fMet •真核起始tRNA携带Met
（二）同工tRNA
携带相同氨基酸而反密码子不同的 一组tRNA称为同功受体tRNA
原核生物： fMet-tRNAifMet
Met + tRNA +ATP → Met-tRNAfMet +AMP +PPi
甲酰基转移酶 四氢叶酸
fMet-tRNAfMet
二、翻译的起始
mRNA和起始氨酰-tRNA分别与核蛋白体 结合而形成翻译起始复合物. • 原核生物翻译起始复合物形成
• 真核生物翻译起始复合体形成
第四节 蛋白质合成的生物学机制
参与蛋白质生物合成的物质包括
三种RNA
–mRNA（messenger RNA, 信使RNA） –rRNA（ribosomal RNA, 核蛋白体RNA） –tRNA（transfer RNA, 转移RNA）
20种氨基酸(AA)作为原料
酶及众多蛋白因子，如IF、eIF ATP、GTP、无机离子
第二步：转移反应
氨基酰-AMP-E ＋ tRNA
↓
氨基酰-tRNA ＋ AMP ＋ E
tRNA与 酶结合的 模型
tRNA
ATP
氨基酰-tRNA合成酶
氨基酰-tRNA的表示方法
Ala-tRNAAla
Ser-tRNASer Met-tRNAMet
真核生物： Met-tRNAiMet
原核生物： fMet-tRNAifMet
移码突变(p109)
2、密码的简并性
•大多数氨基酸都存在几个密码，由一种以上 密码子编码同一个氨基酸的现象称为密码子的 简并性（degeneracy）。
•确定同一个氨基酸的不同密码称为同义密码 （synonymous codons）。 •密码的简并性可以减少碱基突变造成的有害 效应。 •在标准遗传密码表中，只有一个密码子的氨 基酸是Trp和Met。
•二级结构：三叶草型 •三级结构：倒L型 •稀有核苷含量多
二、tRNA的三级结构(p117)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、tRNA的功能
在蛋白质合成中，起着运载氨基酸的作用， 按照mRNA链上的密码子所决定的氨基酸顺 序将氨基酸转运到核糖体的特定部位。
•3’端CCA－OH上的氨基酸接受臂 •识别氨酰tRNA合成酶的位点
+NH 3
二硫键
胱氨酸
3、特定氨基酸的修饰
蛋白质侧链的修饰作用包括：磷酸化、糖基化、甲 基化、乙基化、羟基化和羧基化等. –羟脯氨酸,羟赖氨酸的羟化; –含-OH的丝氨酸,苏氨酸,酪氨酸的磷酸化; –组蛋白的乙基或甲基化
四 、肽链合成的终止和释放
• 核糖体沿mRNA链滑动，不断使多肽链延长，
直到终止信号进入A位。 I. 识别：RF识别终止密码，进入核糖体的A位
II. 水解：RF使转肽酶变为酯酶，多肽链与tRNA之 间的酯键被水解，多肽链释放 III. 脱离：模板mRNA、RF以及空载tRNA与核糖体 脱离
多 肽 链 合 成 的 终 止 过 程
Missense suppression
五、氨酰-tRNA合成酶
氨基酸 ＋ tRNA ATP
*
氨基酰－ tRNA
AMP + PPi
绝对专一性
*
氨基酰－ tRNA 合成酶
校正活性
氨基酰tRNA合成酶催化的反应：
第一步：活化反应 氨基酸 ＋ATP+E → 氨基酰-AMP-E ＋ PPi
第二步：转移反应
1、无义突变与无义突变校正
在蛋白质的结构基因中,一个核苷酸的改变可 能使代表某个氨基酸的密码子变成终止密码子 (UAG、UGA、UAA),使蛋白质合成提前终止, 合成无功能的或无意义的多肽,这种突变就称 为无义突变.
Nonsense suppressor
2、错义突变与错义突变校正
错义突变是由于结构基因中某个核苷酸的变化使 一种氨基酸的密码变成另外一种氨基酸的密码. 错义突变的校正tRNA通过反密码子区的改变 把正确的氨基酸加到肽链上,合成正常的蛋白质
第四章 生物信息的传递（下）
从mRNA到蛋白质
第一节 遗传密码－三联子
（一）三联子密码及其破译 •多聚同一核苷酸的翻译
•核糖体结合技术
•多聚重复核苷酸的翻译
遗传密码
阅读方向为5‘-3’
（二）遗传密码的性质
•1.密码的连续性
•2.密码的简并性 •3.密码的方向性 •4.密码的摆动性 •5.密码的普遍性与特殊性
遗传密码的简并性
3、密码的方向性
• 指阅读mRNA模板上的三联体密码时，
只能沿5’→3’方向进行。
5‘
起始密 码子 3‘
4、密码的摆动性
1966年，Crick提出摆动假说（Wobble hypothesis） •tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对 时，密码子的第一位、第二位碱基配对是严格 的，第三位碱基可以有一定变动，这种现象称 为密码的摆动性或变偶性（wobble）。
•IA、U、C配对。
A U C
5、密码的普遍性与特殊性
•在各种生物中几乎完全通用，具有普遍性。
•在真核细胞线粒体中， •UGA不是终止密码子，是Trp的密码子； •AUA不是Ile的密码子，而是Met的密码子； •AGA和AGG不是Arg密码子，而是终止密码子。
第二节 tRNA
一、tRNA的二级结构
-GTP IF-2 -GDP
Pi
5' IF-3
AUG
3' IF-1
(二)真核生物翻译起始复合物形成
真核生物翻译起始复合体的形成过程与
原核生物类似，但参与的蛋白因子更多。
①
核糖体大小亚基分离；
②
③ ④
起始氨基酰-tRNA结合；
mRNA在核糖体小亚基就位； 核糖体大亚基结合。
elF-3
② Met Met-tRNAiMet-elF-2 -GTP met
肽酰结合位 点（P位）
AAC
肽基转移 酶位点
氨酰接受位 点 （A位）
肽酰-tRNA
UAC
氨酰-tRNA
E
mRNA结 合位点
大亚基
P
A
小亚基
原核生物翻译过程中核糖体结构模式
P位：肽酰位 (peptidyl site) A位：氨基酰位 (aminoacyl site) E位：排出位 (exit site)
2
Tu -GTP Ts Tu -GTP
2
GTP Pi Tu -GDP Tu Ts
Ts
GDP
2. 转肽
是由肽基转移酶(peptidyltransferase)催化
的肽键形成过程。
在肽基转移酶的催化下，将给位上的tRNA所
携带的fMet基或肽酰基转移到受位上的氨基酰
tRNA上，与其-氨基缩合形成肽键。
原核生物
•16S rRNA
•5.8S rRNA
•18S rRNA
•28S rRNA
三、核糖体的功能
•包括至少5个活性中心：
•mRNA结合部位
•结合或接受AA-tRNA部位 •结合或接受肽基tRNA的部位 •肽基转移部位 •形成肽键的部位（转肽酶的中心） •负责肽链合成的各种因子的结合位点
功能位点
1、密码的连续性
5‘
3‘
起始密 码子
•读码无标点、无重叠，阅读方向为5’→3’
遗传密码的连续性
open reading frame, ORF(p108)
从mRNA 5端起始密码子AUG到3端终 止密码子之间的核苷酸序列，各个三联体 密码连续排列编码一个蛋白质多肽链，称 为开放阅读框架(open reading frame, ORF)。
① 去甲酰化：
脱甲酰化酶 甲酰蛋氨酸-肽 甲酸 + 蛋氨酸-肽
② 去蛋氨酰基： 蛋氨酸氨基肽酶 蛋氨酰-肽 蛋氨酸 + 肽
2、二硫键的形成 两个Cys的氧化形成二硫键
半胱氨酸
-OOC-CH-CH
+NH 3
-SH + HS-CH2-CH-COO2
-HH
+NH 3
-OOC-CH-CH
+NH 3
-S S-CH2-CH-COO2
蛋白质生物合成的过程
•氨基酸的活化
•肽链合成的起始
•肽链的延长
•肽链合成的终止和释放
•新合成多肽链的折叠和加工处理
一、氨基酸的活化
氨基酸 + tRNA
氨基酰-tRNA合成酶 ATP 氨基酰- tRNA AMP＋PPi
•第一步：活化 •第二步：转移
氨基酰tRNA合成酶催化的反应：
第一步：活化反应 氨基酸 ＋ATP-E → 氨基酰-AMP-E ＋ PPi
多聚核糖体
(polysome)
——使蛋白质 合成高速、高 效进行。
多聚核糖体
由若干核蛋白体结合在一条mRNA上同 时进行多肽链的翻译所形成的念球状结 构称为多聚核蛋白体（polysome）。
电镜下的多聚核蛋白体现象
五、蛋白质前体的加工
(一)一级结构的加工修饰
1、N端fMet或Met的切除 •脱甲酰基酶或氨基肽酶
核糖体大亚基结合。
1） 核糖体大、小亚基分离
IF-1和IF-3与小亚基结合，促进核糖体大、小亚
基拆离，为新一轮合成作准备。
IF-1 IF-3
2) mRNA在小亚基的精确定位结合：