分子生物学知识点整理知识讲解
分子生物学知识点
1.DNA\RNA的最大吸收峰在260nm,OD260/OD280:纯的DNA为1.8;纯RNA为2.02.遗传物质的本质总是核酸3.DNA的一级结构:DNA是由脱氧核糖核苷单磷酸通过3´, 5´-磷酸二酯键连接成高聚合物。
DNA的二级结构是指两条多核苷酸链反向平行盘绕所形成的双螺旋结构。
DNA 的高级结构是指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕形成的特定空间结构,是DNA结构的一种普遍形式。
主要形式是超螺旋(superhelix, supercoil ),包括负超螺旋和正超螺旋。
4.从同一个磷酸基的3’酯键到5’ 酯键的方向定为链的方向。
5.超螺旋的作用:超螺旋是DNA三级结构的固有特性,在所有的细胞DNA中都存在,它与许多生命过程密切相关,受到高度的调节。
细胞DNA中的松缠程度约为5%到7%。
主要以负超螺旋形式存在,一小部分采取单链泡状结构形式,二者处于平衡状态。
这种单链泡状结构,对于DNA复制、基因的转录以及DNA重组等过程的起始有重要作用,这可能就是生物体内DNA总是采取负超螺旋的主要原因。
另外,DNA包装成核小体是引入了负超螺旋。
6.超螺旋总是向着抵消初级螺旋改变的方向发展。
7.DNA变性:当DNA被加热或在某些试剂作用下(比如变性剂尿素、甲酰胺)或在碱性条件(如pH11.3时,全部氢键被淘汰),配对碱基之间的氢键和相邻碱基键的堆积力遭到破坏,变为没有规则的线团构型,这一过程称为变性(denaturation),又叫熔解(melt ing)。
8.DNA的复性:变性DNA在一定条件下又可以恢复天然状态的DNA结构,这个过程叫复性(renaturation)或退火(annealing)。
9.原核生物与真核生物的区别:有没有细胞核。
10.常染色质(euchromatin):在细胞核的大部分区域,染色质的折叠压缩程度比较小,细胞染色时着色较浅,这部分染色质称常染色质,包装比约为1000-2000,主要由单一序列和中度重复序列构成。
分子生物学资料整理
一、名词解释(2×10)1、编码链:把与mRNA序列相同的那条DNA链称为编码链(coding strand)或称为有义链。
2、复制单位:DNA上能够独立复制的一个单位。
3、反SD序列:rRNA3’上富含嘧啶的序列能与mRNA上的SD序列互补。
4、重叠基因:一个基因中的序列可用于另一个基因的编码。
5、C值:一种生物单倍体基因组DNA的总量。
6、持家基因:基因在所有的细胞中都表达,基因的功能是所有细胞所必需的。
7、基因簇:同一家族中的成员有时紧密地排列在一起称为基因簇.8、RNA编辑:是mRNA的一种加工方式,它导致了DNA所编码的遗传信息的改变,因为经过编辑的mRNA序列发生了不同于模板DNA的变化。
9、分子伴侣:把一类在细胞内帮助新生肽正确组装成为成熟蛋白,而本身却不出现于终产物中的蛋白。
10、反式作用因子:能与DNA启动子区顺式作用元件结合调节基因转录的蛋白质因子。
11、模板链:把另一条根据碱基互补原则指导mRNA合成的DNA链称为模板链或称为反义链。
12、融解温度:在DNA变性过程中吸收值增加的中点时温度。
13、autonomously replicating sequences (ARSs)(自主复制序列):是在真核生物中发现的一类能启动DNA复制的序列,含有一个AT富集区。
14、SD序列:几乎所有的原核生物mRNA5’上都有一个富含嘌呤的序列,它与30S亚基上16S rRNA3’上富含嘧啶的序列互补,原核mRNA5’端这个序列称为SD序列。
15、断裂基因:编码某一蛋白质的外显子被内含子隔离,形成镶嵌排列的断裂方式,这样的基因称为断裂基因( interrupted gene)。
16、激活蛋白:在没有调节蛋白质与目标序列结合时,基因是关闭的;当调节蛋白质后与目标序列结合时,基因就被开启,这种控制系统叫做正调控。
正调控中的调节蛋白质称为激活子(activator)。
17、C值悖理(矛盾):生物C值的大小一般随生物的进化而增加,但在有些生物中与这种规律存在矛盾,称为C值矛盾。
(完整word版)分子生物学知识点归纳
分子生物学1.DNA的一级结构:指DNA分子中核苷酸的排列顺序。
2.DNA的二级结构:指两条DNA单链形成的双螺旋结构、三股螺旋结构以及四股螺旋结构。
3.DNA的三级结构:双链DNA进一步扭曲盘旋形成的超螺旋结构。
4.DNA的甲基化:DNA的一级结构中,有一些碱基可以通过加上一个甲基而被修饰,称为DNA的甲基化。
甲基化修饰在原核生物DNA中多为对一些酶切位点的修饰,其作用是对自身DNA产生保护作用。
真核生物中的DNA甲基化则在基因表达调控中有重要作用。
真核生物DNA中,几乎所有的甲基化都发生于二核苷酸序列5’-CG-3’的C上,即5’-mCG-3’.5.CG岛:基因组DNA中大部分CG二核苷酸是高度甲基化的,但有些成簇的、稳定的非甲基化的CG小片段,称为CG岛,存在于整个基因组中。
“CG”岛特点是G+C含量高以及大部分CG二核苷酸缺乏甲基化。
6.DNA双螺旋结构模型要点:(1)DNA是反向平行的互补双链结构。
(2)DNA双链是右手螺旋结构。
螺旋每旋转一周包含了10对碱基,螺距为3.4nm. DNA 双链说形成的螺旋直径为2 nm。
每个碱基旋转角度为36度。
DNA双螺旋分子表面存在一个大沟和一个小沟,目前认为这些沟状结构与蛋白质和DNA间的识别有关。
(3)疏水力和氢键维系DNA双螺旋结构的稳定。
DNA双链结构的稳定横向依靠两条链互补碱基间的氢键维系,纵向则靠碱基平面间的疏水性堆积力维持。
7.核小体的组成:染色质的基本组成单位被称为核小体,由DNA和5种组蛋白H1,H2A,H2B,H3和H4共同构成。
各两分子的H2A,H2B,H3和H4共同构成八聚体的核心组蛋白,DNA双螺旋缠绕在这一核心上形成核小体的核心颗粒。
核小体的核心颗粒之间再由DNA和组蛋白H1构成的连接区连接起来形成串珠样结构。
8.顺反子(Cistron):由结构基因转录生成的RNA序列亦称为顺反子。
9.单顺反子(monocistron):真核生物的一个结构基因与相应的调控区组成一个完整的基因,即一个表达单位,转录物为一个单顺反子。
分子生物学知识点归纳
分子生物学知识点归纳分子生物学1.DNA的一级结构:指DNA分子中核苷酸的罗列顺序。
2.DNA的二级结构:指两条DNA单链形成的双螺旋结构、三股螺旋结构以及四股螺旋结构。
3.DNA的三级结构:双链DNA进一步扭曲盘旋形成的超螺旋结构。
4.DNA的甲基化:DNA的一级结构中,有一些碱基能够经过加上一具甲基而被修饰,称为DNA的甲基化。
甲基化修饰在原核生物DNA中多为对一些酶切位点的修饰,其作用是对自身DNA产生爱护作用。
真核生物中的DNA甲基化则在基因表达调控中有重要作用。
真核生物DNA中,几乎所有的甲基化都发生于二核苷酸序列5’-CG-3’的C上,即5’-mCG-3’.5.CG岛:基因组DNA中大部分CG二核苷酸是高度甲基化的,但有点成簇的、稳定的非甲基化的CG小片段,称为CG岛,存在于整个基因组中。
“CG”岛特点是G+C含量高以及大部分CG二核苷酸缺乏甲基化。
6.DNA双螺旋结构模型要点:(1)DNA是反向平行的互补双链结构。
(2)DNA双链是右手螺旋结构。
螺旋每旋转一周包含了10对碱基,螺距为3.4XXX. DNA 双链讲形成的螺旋直径为2 XXX。
每个碱基旋转角度为36度。
DNA 双螺旋分子表面存在一具大沟和一具小沟,目前以为这些沟状结构与蛋白质和DNA间的识不有关。
(3)疏水力和氢键维系DNA双螺旋结构的稳定。
DNA双链结构的稳定横向依赖两条链互补碱基间的氢键维系,纵向则靠碱基平面间的疏水性堆积力维持。
7.核小体的组成:染XXX质的基本组成单位被称为核小体,由DNA和5种组蛋白H1,H2A,H2B,H3和H4共同构成。
各两分子的H2A,H2B,H3和H4共同构成八聚体的核心组蛋白,DNA双螺旋缠绕在这一核心上形成核小体的核心颗粒。
核小体的核心颗粒之间再由DNA和组蛋白H1构成的连接区连接起来形成串珠样结构。
8.顺反子(Cistron):由结构基因转录生成的RNA序列亦称为顺反子。
9.单顺反子(monocistron):真核生物的一具结构基因与相应的调控区组成一具完整的基因,即一具表达单位,转录物为一具单顺反子。
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一、名词解释:1. 基因:基因是位于染色体上的遗传基本单位,是负载特定遗传信息的DNA片段,编码具有生物功能的产物包括RNA和多肽链;2. 基因表达:即基因负载遗传信息转变生成具有生物学功能产物的过程,包括基因的激活、转录、翻译以及相关的加工修饰等多个步骤或过程;3.管家基因:在一个生物个体的几乎所有组织细胞中和所有时间段都持续表达的基因,其表达水平变化很小且较少受环境变化的影响;如GAPDH、β-肌动蛋白基因;4. 启动子:是指位于基因转录起始位点上游、能够与RNA聚合酶和其他转录因子结合并进而调节其下游目的基因转录起始和转录效率的一段DNA片段;5.操纵子:是原核生物基因表达的协调控制单位,包括有结构基因、启动序列、操纵序列等;如:乳糖操纵子、色氨酸操纵子等;6.反式作用因子:指由其他基因表达产生的、能与顺式作用元件直接或间接作用而参与调节靶基因转录的蛋白因子转录因子;7.顺式作用元件:即位于基因附近或内部的能够调节基因自身表达的特定DNA序列;是转录因子的结合位点,通过与转录因子的结合而实现对真核基因转录的精确调控;8. Ct值:即循环阈值cycle threshold,Ct,是指在PCR扩增过程中,扩增产物的荧光信号达到设定的荧光阈值所经历的循环数;它与PCR扩增的起始模板量存在线性对数关系,由此可以对扩增样品中的目的基因的模板量进行准确的绝对和或相对定量;9.核酸分子杂交:是指核酸分子在变性后再复性的过程中,来源不同但互不配对的核酸单链包括DNA和DNA,DNA和RNA,RNA和RNA相互结合形成杂合双链的特性或现象,依据此特性建立的一种对目的核酸分子进行定性和定量分析的技术则称为分子杂交技术;10. 印迹或转印:是指将核酸或蛋白质等生物大分子通过一定的方法转移并固定至尼龙膜等支持载体上的一种方法,该技术类似于用吸墨纸吸收纸张上的墨迹;11. 探针:是一种用同位素或非同位素标记核酸单链,通常是人工合成的寡核苷酸片段;12. 基因芯片:又称DNA芯片或DNA微阵列,是基于核酸分子杂交原理建立的一种对DNA进行高通量、大规模、并进行分析的技术,其基本原理是将大量寡核苷酸分子固定于支持物上,然后与标记的待测样品进行杂交,通过检测杂交信号的强弱进而对待测样品中的核酸进行定性和定量分析;13. 基因文库:是指通过克隆方法保存在适当宿主中的一群混合的DNA分子,所有这些分子中的插入片段的总和,可代表某种生物的全部基因组序列或全部的mRNA 序列,因此基因文库实际上是包含某一生物体或生物组织样本的全部DNA序列的克隆群体;基因文库包括两类:基因组文库和cDNA文库;14. 克隆:是来自同一始祖的相同副本或拷贝的集合;15. 载体:为携带的目的基因,实现其无性繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一些DNA分子;16. 限制性核酸内切酶:识别DNA的特意序列,并在识别位点或其周围切割双链DNA的一类内切酶;17. 基因工程Genetic Engineering:又称基因操作gene manipulation、DNA重组DNA recombination,是指采用类似于工程建设的方式,按照预先设计的蓝图,将一种或多种生物体供体的基因育载体在体外进行拼接重组构建成杂种DNA分子,然后转入另一种生物体受体内,以改变生物原有的遗传特性并表达出新的性状;获得新品种,生产新产品,或是研究基因的结构和功能;因此,供体、受体和载体称为基因工程的三大要素,其中相对于受体而言,来自供体的基因属于外源基因;由于DNA 重组分子大都需在受体细胞中复制扩增,故还可以将基因工程表征为分子克隆Molecular Cloning或基因的无性繁殖;18. 目的基因:感兴趣的基因或DNA序列;19.生长因子:growth factor通过质膜上特异的受体,将信息传递至细胞内部,调节细胞生长与增殖的多肽类物质;20. 基因组:泛指一个生命体、病毒或细胞器的全部遗传物质;21. 蛋白质组:指一个细胞内的全套蛋白质,反映了特殊阶段、环境状态下,细胞或组织在翻译水平的蛋白质表达谱;22. 人类基因组计划:是美国科学家于1986年率先提出,1990年正式启动的,这一计划的目标是为30亿个碱基对构成的人类基因组精确测序,从而最终弄清楚每种基因产生的蛋白质及其作用,它的实施将会为认识疾病的分子机制以及诊断和治疗提供重要依据;23. 基因诊断:利用现代分子生物学和分子遗传学的技术方法直接检测基因结构及其表达水平是否正常,从而对人体状态和疾病做出诊断的方法;24. 基因治疗:从广义来说,将某种遗传物质转移到患者细胞内,使其在体内发挥作用而达到治疗疾病目的的方法均称为基因治疗;25. 基因替换:用正常的基因通过体内基因同源重组,原位替换病变细胞内的致病基因,使细胞内DNA完全恢复正常状态的基因治疗方法;26. 自杀基因:某些病毒或细菌的基因所表达的酶能将对人体无毒或低毒的药物在人体细胞内转变为细胞毒性产物,从而导致携带该基因的受体细胞也被杀死,故称这类基因为“自杀基因”;27. 转录组:是一个细胞内的一套RNA转录物,包含了某一环境条件下、某一生命阶段、某一生理或病理状态下,生命体的细胞或组织所表达的基因种类及水平; 28.癌基因:oncogene细胞内控制细胞生长和分化的基因,它的结构异常或表达异常,可以引起细胞癌变;29. 病毒癌基因:存在于肿瘤细胞中,能使靶细胞发生恶性转化的基因;30. 抑癌基因:也称为抗癌基因;抑癌基因的产物是抑制细胞增殖,促进细胞分化,和抑制细胞迁移,因此起负调控作用,抑癌基因的突变是隐性的也称抗癌基因;抑癌基因的产物是抑制细胞增殖,促进细胞分化,和抑制细胞迁移,因此起负调控作用,抑癌基因的突变是隐性的;31. 结构基因组学:是以全基因组测序为目标的基因结构研究,弄清楚基因组中全部基因的位置和结构,为基因功能的研究奠定基础;其主要内容就是制作高分辨率的人类基因组的遗传图和物理图,最终完成人类其他重要模式生物全部基因组DNA 序列测定;二、问答题1.以乳糖操纵子为模型解释原核生物转录水平的调控模式转录水平的调节——操纵子调控模式1操纵子的概念:操纵子是原核生物基因表达的协调控制单位,包括有结构基因、启动序列、操纵序列等;如:乳糖操纵子、色氨酸操纵子等;2乳糖操纵子的结构:乳糖操纵子包括调节基因I、一个操纵序列O、一个启动序列P以及单个结构基因Z、Y、A;其中调节基因I编码生成阻遏蛋白,后者与操纵序列结合;RNA聚合酶与启动序列结合;分解代谢物基因激活蛋白CAP也结合在操纵序列附近;结构基因Z、Y和A分别编码三个与乳糖代谢有关的酶,即:β-半乳糖苷酶,透酶和乙酰转移酶;这三个酶的基因作为一个整体由同一个调控区调节,以实现基因的协调表达;3其调节机制主要有正性和负性两种模式;①阻遏蛋白的负性调节:当没有乳糖时,调节基因表达生成阻遏蛋白,阻遏蛋白结合操纵子序列出,阻碍RNA结合酶与启动序列结合,抑制结构基因的转录启动,此时操纵子处于阻遏状态;当有半乳糖存在时,乳糖首先被转变成半乳糖,半乳糖则作为一种诱导剂与阻遏蛋白结合,诱发蛋白质构象改变,使阻遏蛋白从启动序列上解离下来,从而启动结构基因的转录,此时操纵子处于诱导状态;②CAP的正性调节:当没有葡萄糖时,cAMP浓度升高,与CAP结合,CAP进而结合在启动序列附近,从而进一步促进结构基因的转录;当有葡萄糖时,cAMP浓度降低,结合在启动序列附近的CAP减少,结构基因转录速率降低;③协调调节:实际情况下,上述两种调节方式是相辅相成、相互协调的;譬如:在无乳糖且有葡萄糖时,阻遏蛋白负性调节起作用,此时结构基因不被转录;在有乳糖且有葡萄糖时,阻遏蛋白负性调节不起作用,此时结构基因转录水平低;在有乳糖且无葡萄糖时,阻遏蛋白的抑制作用不解除,CAP正性调节被激活,此时结构基因的转录水平最高;2.生长因子的作用机制生长因子由不同的细胞的细胞合成后分泌,作用于靶细胞上的相应受体,这些受体有的是位于细胞膜上的,有的是位于细胞内部;生长因子与受体结合后,激活细胞内信号传递体系,产生相应的生物学作用;根据受体的分布和对生长因子不同的响应,生长因子是作用机制分为三种情况:①生长因子与具有酪氨酸蛋白激酶TPK 活性的跨膜受体结合,TPK 被活化,磷酸化相应蛋白质,产生生理效应;②与膜上受体结合,通过胞内信息传递,产生第二信使,是蛋白激酶活化,再磷酸化相应的效应蛋白质,这些被磷酸化的蛋白质再活化核内的转录因子,引发基因转录,达到调节生长与分化的作用;③与膜内受体结合,形成生长因子-受体复合物,进入胞核活化相关基因,促进细胞生长;3.常规PCRDNA①变性denature :模板DNA 经加热至95℃左右一定时间后,使模板DNA 双链或经PCR 扩增形成的双链DNA 解离,使之成为单链,以便它与引物结合,为下轮反应作准备;②退火annealing 复性:模板DNA 经加热变性成单链后,将温度降至引物的Tm 值左右或以下55℃左右,引物与模板DNA 单链的互补序列配对结合,形成杂交链; ③延伸extension :DNA 模板-引物结合物在TaqDNA 聚合酶的作用下,以dNTP 为反应原料,靶序列为模板,按碱基配对与半保留复制原理,合成一条新的与模板DNA 链互补的半保留复制链;以上三步为一个循环,约需2~4分钟,每一循环的产物作为下一个循环的模板,如此循环30次,大约2~3小时后,新生DNA片段理论上可达到2n-1个分子拷贝;4.定量PCR技术的基本原理基本原理:将荧光信号强弱与PCR扩增情况结合在一起,通过监测PCR反应管内荧光信号的变化来实时检测PCR反应进行的情况,PCR反应管内的荧光信号强度达到设定阈值所经历的循环数即Ct值与扩增的起始模板量进行准确的绝对和或相对定量;循环阈值cycle threshold,Ct是指在PCR扩增过程中,扩增产物的荧光信号达到设定的荧光阈值所经历的循环数;荧光阈值threshold一般是以PCR反应的前15个循环的荧光信号作为荧光本底信号baseline,缺省设置是3~15个循环的荧光信号的标准偏差的10倍;实际上就是荧光信号开始由本底信号进入指数增长阶段的拐点时的荧光信号强度;5.Sanger测序法的基本原理Sanger法也称双脱氧链末端终止法,是目前应用最为广泛的方法;基本原理:它巧妙地利用了DNA复制的原理,是利用ddNTP来代替常规的dNTP 作为底物进行DNA合成反应;在DNA合成时,一旦ddNTP参入到合成的DNA链中,由于ddNTP脱氧核糖的3'-位碳原子上缺少羟基而不能与下一位核苷酸的5'-位磷酸基之间形成3',5'-磷酸二酯键,从而使得正在延伸的DNA链在此ddNTP处终止;6.Southern印迹、Northern印迹的异同相同点:基本流程相似不同点:7.基因工程中如何选择载体基因工程选择载体的标准如下:①能自主复制②具有两个以上的遗传标记物,便于重组体的筛选和鉴定③有克隆位点外源DNA插入点,常具有多个单一酶切位点,称为多克隆位点④分子量小,以容纳较大的外源DNA8.重组DNA技术的基本步骤重组DNA技术的基本操作过程可形象的归纳为“分、切、接、转、筛”,即“目的基因的获取→克隆载体的选择和构建→外源基因与载体的连接→DNA导入受体细胞→重组体的筛选→克隆基因的表达”;分述如下:①目的基因的获取;可通过化学合成法、基因组DNA文库、cDNA文库、PCR等方法获取;②克隆载体的选择和构建;根据实验目的和操作基因的性质选择合适的载体和改建方法;③外源基因与载体的连接;将外援DNA通过DNA连接酶进行共价连接;④DNA导入受体细胞;重组DNA 分子导入相应宿主细胞后,随受体细胞生长、增殖而得以复制、扩增;⑤重组体的筛选根据载体体系、宿主细胞特性及外源基因在受体细胞表达情况,采取直接选择法和非直接选择法进行筛选,获得含有重组DNA分子的克隆;⑥克隆基因的表达;克隆的目的基因如果需要正确而大量表达有特殊意义的蛋白质,则需要建立相应的表达体系,包括表达载体的构建、受体细胞的建立及表达产物的分离、纯化等; 9.目前基因治疗采用的方法分为哪几种基因治疗的方法分为以下:①基因矫正,将致病基因的异常碱基进行纠正,而正常部分予以保留的基因治疗方法;②基因置换,用正常的基因通过体内基因同源重组,原位替换病变细胞内的致病基因,使细胞内DNA完全恢复正常状态的基因治疗方法;③基因增补,将目的基因导入病变或其他细胞,不去除异常基因,通过目的基因的非定点整合,使其表达产物补偿缺陷基因的功能或使原有的功能得以加强的基因治疗方法;④基因失活,将特定的序列导入细胞后,在转录或翻译水平阻断某些基因的异常表达的治疗方法;⑤自杀基因的应用,用某些病毒或细菌的基因所表达的酶能将对人体无毒或低毒的药物前体在人体细胞内转变为细胞毒性产物,从而导致携带该基因的受体细胞也被杀死,故称这类基因为“自杀基因”;10.基因治疗的基本过程基因治疗的基本过程包括:①治疗性基因的选择,选择对疾病有治疗作用的特定目的基因是基因治疗的首要问题;②基因载体的选择,目前使用的载体分病毒性载体和非病毒性载体两类,而一般临床多选用病毒性载体;目前被用作基因转移的病毒有逆转录病毒、腺病毒、腺相关病毒;③靶细胞的选择,根据受体细胞的不同,基因治疗可分为体细胞的基因治疗和生殖细胞的基因治疗,而目前基因治疗禁止使用生殖细胞,仅限于使用体细胞为靶细胞;④基因转移,如何有效地将外源基因导入受体细胞,是基因治疗研究的一个重要环节,可分为非病毒介导的基因转移和病毒介导的基因转移;⑤外源基因表达的筛检,一般利用载体中的标记基因对转染细胞进行筛检,再检测转化细胞中的标记基因表达情况;⑥回输体内,将治疗基因修饰的细胞以不同的方式回输体内以发挥治疗作用;11.人类基因组计划的基本任务及意义HCG内容包括人类基因组作图及序列分析,基因的鉴定、基因组研究技术的建立与创新、模式生物基因组作图和测序、信息系统的建立、存储及相应软件的开发、相关产业的开发等;HCG基本任务可用四张图谱来概括,即遗传图、物理图、转录图基因图、序列图;①遗传图:又称连锁图,是具有遗传多态性的遗传标记作为“位标”,遗传学距离为“图距”的基因组图;需要应用多态性标志——RFLP、VNTR、SNP;②物理图谱:是以一段已知核苷酸的DNA片段为“位标”,以DNA实际长度Mb或kb作为图距的基因组图;③5转录图:是以表达序列标记作为位标,实际上就是人类“基因图”的雏形,又称cDNA图或“表达序列图”;④序列图:也就是人类基因组核苷酸序列图,是分子水平上最高层次、最详尽的物理图;这四张图被誉为人类“分子水平上的解剖图”或“生命元素周期表”,可见其重要性;意义:①鉴定人类的全部基因,推动生物技术的进一步发展;②将把人类带入基因医学的新时代;③推动模式生物基因组的研究;④促进学科交叉与重组;12.什么是基因组学包括哪些内容基因组学于1986年被首次提出,以“人类基因组计划”为诞生标志,由“后基因组计划”的实施推动其发展的一门学科;基因组学的内容亚领域内容结构基因组学整个基因组的遗传制图、物理制图及DNA测序功能基因组学认识、分析整个基因组所包含的基因、非基因序列及其功能比较基因组学比较不同物种整个基因组,增强对各个基因组功能及发育相关性的认识13.蛋白质组学研究的主要内容及方法有哪些蛋白质组是指基因组表达的所有相应的蛋白质;研究细胞内全部蛋白质的组成及其活动规律的科学称为蛋白质组学;蛋白质组研究包括两个方面的内容:一是对蛋白质组成表达模式的研究,二是对蛋白质组功能模式的研究;前者主要采取双向凝胶电泳和质谱技术;后者采用酵母双杂交系统;。
分子生物学总结完整版
分子生物学总结完整版分子生物学第一章绪论分子生物学研究内容有哪些方面?1、结构分子生物学;2、基因表达的调节与控制;3、DNA重组技术及其应用;4、结构基因组学、功能基因组学、生物信息学、系统生物学第二章DNA and Chromosome1、DNA的变性:在某些理化因素作用下,DNA双链解开成两条单链的过程。
2、DNA复性:变性DNA在适当条件下,分开的两条单链分子按照碱基互补原则重新恢复天然的双螺旋构象的现象。
3、Tm(熔链温度):DNA加热变性时,紫外吸收达到最大值的一半时的温度,即DNA分子内50%的双链结构被解开成单链分子时的温度)4、退火:热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性,称为退火5、假基因:基因组中存在的一段与正常基因非常相似但不能表达的DNA序列。
以Ψ来表示。
6、C值矛盾或C值悖论:C值的大小与生物的复杂度和进化的地位并不一致,称为C值矛盾或C值悖论(C-Value Paradox)。
7、转座:可移动因子介导的遗传物质的重排现象。
8、转座子:染色体、质粒或噬菌体上可以转移位置的遗传成分9、DNA二级结构的特点:1)DNA分子是由两条相互平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成;2)DNA分子中的脱氧核苷酸和磷酸交替连接,排在外侧,构成基本骨架,碱基排列在外侧;3)DNA分子表面有大沟和小沟;4)两条链间存在碱基互补,通过氢键连系,且A=T、G ≡ C(碱基互补原则);5)螺旋的螺距为3.4nm,直径为2nm,相邻两个碱基对之间的垂直距离为0.34nm,每圈螺旋包含10个碱基对;6)碱基平面与螺旋纵轴接近垂直,糖环平面接近平行10、真核生物基因组结构:编码蛋白质或RNA的编码序列和非编码序列,包括编码区两侧的调控序列和编码序列间的间隔序列。
特点:1)真核基因组结构庞大哺乳类生物大于2X109bp;2)单顺反子(单顺反子:一个基因单独转录,一个基因一条mRNA,翻译成一条多肽链;)3)基因不连续性断裂基因(interrupted gene)、内含子(intron)、外显子(exon);4)非编码区较多,多于编码序列(9:1) 5)含有大量重复序列11、Histon(组蛋白)特点:极端保守性、无组织特异性、氨基酸分布的不对称性、可修饰作用、富含Lys的H512、核小体组成:由组蛋白和200bp DNA组成13、转座的机制:转座时发生的插入作用有一个普遍的特征,那就是受体分子中有一段很短的被称为靶序列的DNA会被复制,使插入的转座子位于两个重复的靶序列之间。
分子生物学 科大重点知识点
分子生物学科大重点知识点1. DNA的结构和功能•DNA是由核苷酸组成的双链螺旋结构,包括脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid) 和四种碱基 (腺嘌呤 Adenine,胸腺嘧啶Thymine,鸟嘌呤 Guanine,胞嘧啶 Cytosine)。
•DNA具有存储遗传信息、自我复制和编码蛋白质等重要功能。
•DNA的结构包括双螺旋结构、碱基配对、磷酸二酯键等。
2. DNA复制和遗传信息传递•DNA复制是指将一个DNA分子复制成两个完全相同的分子。
•DNA复制包括解旋、引物合成、DNA聚合酶的作用等步骤。
•遗传信息传递是指将DNA中的信息转录成RNA,然后翻译成蛋白质。
•遗传信息传递包括转录和翻译两个过程。
3. 基因调控和表达调控•基因调控是指通过控制基因的转录和翻译过程来调节蛋白质的表达水平。
•基因调控的机制包括启动子、转录因子、染色质重塑等。
•表达调控是指通过调控蛋白质的稳定性和活性来调节蛋白质的功能。
•表达调控的机制包括翻译调控、蛋白质修饰等。
4. DNA修复和突变•DNA修复是指通过一系列机制修复DNA中的损伤,保证基因组的完整性。
•DNA修复的机制包括直接修复、错配修复、核苷酸切除修复等。
•突变是指DNA序列的改变,可以是点突变、插入、缺失等。
•突变可以导致遗传信息的改变,对生物体的生存和发育产生影响。
5. 基因工程和基因编辑•基因工程是指通过改变或插入外源基因来改变生物体的性状。
•基因工程包括基因克隆、转基因技术、基因组编辑等。
•基因编辑是指通过切割和替换DNA序列来改变基因组的特定部分。
•基因编辑技术包括CRISPR/Cas9等。
6. 分子进化和物种起源•分子进化是指通过分析物种的基因组序列来推断物种的演化关系和起源。
•分子进化研究使用多种分析方法,包括系统发育树、基因家族等。
•分子进化为我们理解物种的起源和演化提供了重要的证据和线索。
以上是分子生物学的科大重点知识点,涵盖了DNA的结构和功能、DNA复制和遗传信息传递、基因调控和表达调控、DNA修复和突变、基因工程和基因编辑以及分子进化和物种起源等内容。
分子生物学知识要点
相同点:A:都是以DNA为模板进行的B:复制和转录过程都遵循碱基配对原则C:都是从5‘向3’方向进行D:都依赖DNA的双链E:聚合过程每次都只延长一个核苷酸F:核苷酸之间的连接都是磷酸二脂键
不同点:A:复制所需的底物为脱氧核糖三磷酸,而转录的底物为核苷三磷酸;B:在复制过程中,A-T配对而在转录过程中是A-U配对C:RNA聚合酶与DNA聚合酶不同,能合成出新链,因此转录不需要引物而复制需要引物;D复制得到的是与模板链互补的DNA链,而转录得到的是与模板互补的RNA链;E:转录过程中,只有一条能作为模板连,并且只是一条DNA链的某段区域,而复制中两条都可做模板连都被复制;F:复制得到的产物与亲代具有高度的保真性,绝大多数情况下是完全相同的,而转录产物与结构基因相比较除U与T互换外,成熟的RNA序列与模板序列相差很大
步骤:一、30s小亚基首先与翻译起始因子IF-1、IF-3结合,通过SD序列与mRNA模板相结合;二、在IF-2和GTP的帮助下,fMet-tRNA进入小亚基的p位,tRNA上的反密码子与AUG配对;三、带有tRNA、mRNA、三个翻译起始因子的小亚基与50s大亚基结合,GTP水解,释放三种起始因子。
10.DNA复制的基本原则.1.DNA复制是半保留复制2.复制的起始出现在特定的序列:复制起始点3.复制的控制一般在复制的起始点上4.复制差的移动是单向或双向5.练得延伸方向是5’--3’方向6.大多数情况下DNA复制是半不连续复制7.在模板的存在下,DNA聚合酶以短的RNA片段作为引物开始合成DNA的短片段8.终止也是在复制工程中某个固定点
12.DNA复制特点:
1.半保留复制:DNA在复制时,以亲代DNA的每一股作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制
分子生物学知识点
第一章染色体与DNA1.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。
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。
分子生物学知识点整理
分子生物学知识点整理1.基本分子生物学概念:基因、DNA、RNA和蛋白质是分子生物学的基本概念。
基因是一段DNA序列,负责编码产生RNA和蛋白质。
DNA是脱氧核糖核酸,由含有遗传信息的碱基序列组成。
RNA是核糖核酸,负责将DNA的信息转录成具体蛋白质的制作指令。
蛋白质是由氨基酸组成的大分子,负责细胞的结构和功能。
2.DNA的结构:DNA是双螺旋结构,由两条互相缠绕的链组成,这两条链通过碱基之间的氢键相互连接。
DNA的碱基包括腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)。
3.DNA复制:DNA复制是细胞分裂的过程中,DNA双链被复制为两条相同的DNA双链。
这是生命的一个基本过程,确保每个新细胞都有完整的遗传信息。
DNA复制是由DNA聚合酶酶进行的,它们能够将新的碱基加到原有的DNA链上。
4.转录:转录是将DNA的信息复制成RNA的过程。
这个过程包括三个步骤:启动、延伸和终止。
在转录开始时,RNA聚合酶酶会识别DNA链上一个特定的启动位点,然后沿着DNA模板链向前延伸合成RNA链。
转录的终止是由特定的序列标志着的,一旦被识别,RNA聚合酶酶就会停止合成RNA。
5.翻译:翻译是将RNA的信息转化成蛋白质的过程。
这个过程涉及到tRNA和核糖体的作用。
tRNA具有与特定氨基酸结合的能力,并根据mRNA 模板上的密码子序列,将氨基酸逐个带入核糖体中合成蛋白质。
6.基因调控:基因调控是细胞内基因表达的调控机制,使细胞能够根据需要调整哪些基因的表达,以适应不同的环境条件。
这包括启动子、转录因子和RNA干扰等机制。
7.基因突变和遗传变异:基因突变是指在DNA链上发生的改变,可能导致蛋白质的结构和功能的改变。
遗传变异包括基因重组、基因扩增和基因缺失等,能够产生新的基因组和生物特征。
8.PCR:聚合酶链式反应(PCR)是一种用于扩增DNA片段的技术。
它涉及到短的引物,用于界定所需扩增的DNA片段,然后通过多次的加热和冷却循环,DNA被不断复制,产生大量的DNA片段。
分子生物学知识重点
分子生物学一、名词解释1.ORF答:ORF是open reading frame的缩写,即开放阅读框架。
在DNA链上,由蛋白质合成的起始密码开始,到终止密码为止的一个连续编码列,叫做一个开放阅读框架。
2.结构基因答:结构基因(structural genes)可被转录形成mRNA,并翻译成多肽链,构成各种结构蛋白质或催化各种生化反应的酶和激素等。
3.断裂基因答:基因是核酸分子中贮存遗传信息的遗传单位,一个基因不仅仅包括编码蛋白质或 RNA 的核酸序列,还包括保证转录所必需的调控序列、位于编码区 5 ' 端与 3 ' 端的非编码序列和内含子。
真核生物的结构基因,由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成,去除非编码区再连接后,可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质,这些基因称为断裂基因(split gene)。
4.选择性剪接答:选择性剪接(也叫可变剪接)是指从一个mRNA前体中通过不同的剪接方式(选择不同的剪接位点组合)产生不同的mRNA剪接异构体的过程,而最终的蛋白产物会表现出不同或者是相互拮抗的功能和结构特性,或者,在相同的细胞中由于表达水平的不同而导致不同的表型。
5.C值答:基因组的大小通常以其DNA的含量来表示,我们把一种生物体单倍体基因组DNA的总量成为C值(C value)。
6.生物大分子答:生物大分子指的是作为生物体内主要活性成分的各种分子量达到上万或更多的有机分子。
常见的生物大分子包括蛋白质、核酸、脂类、糖类。
7.酚抽提法答:酚抽提法最初于1976年由Stafford及其同事提出,通过改良,以含EDTA、SDS及无DNA酶的RNA酶裂解缓冲液破碎细胞,经蛋白酶K处理后,用pH8.0的Tris饱和酚抽提DNA,重复抽提至一定纯度后,根据不同需要进行透析或沉淀处理获得所需的DNA样品。
8.凝胶过滤层析答:凝胶过滤层析也称分子排阻层析或分子筛层析,利用凝胶分子筛对大小、形状不同的分子进行层析分离,是根据分子大小分离蛋白质混合物最有效的方法之一。
分子生物学重点完整版
第一章绪论1953年,Watson和Crick提出双螺旋模型。
1983年,美国遗传学家McClintock由于在50年代提出并发现了可移动的遗传因子而获得诺贝尔生理学奖或医学奖。
第二章染色体与DNA染色体组成:(1)组蛋白:H1、H2A、H2B、H3、H4。
(2)非组蛋白(3)DNA(4)RNA染色体包装:①核小体:200bp左右DNA分子盘绕在H2A、H2B、H3、H4各两分子生成的八聚体外,H1位于核小体外。
7②螺线管:染色细丝盘绕成而成,每一个螺旋包含6个核小体。
6③超螺旋:30个30nm螺线管缠绕而成。
40④染色体:超螺旋圆筒进一步压缩。
5真核生物基因组特点:①基因组庞大;②基因组存在大量重复序列;③大部分为非编码序列;④转录产物为单顺反子;⑤断裂基因,有内含子结构;⑥存在大量顺式作用元件;⑦存在大量的DNA多样性,包括单核苷酸多态性和串联重复序列多态性;⑧具有端粒结构。
C值:生物单倍体基因组DNA的总量。
原核生物基因组特点:①结构简练;②存在转录单元;③有重叠基因。
DNA的一级结构:4种核苷酸的连接及其排列顺序,表示该DNA分子的化学构成。
DNA的二级结构:两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。
①右手螺旋:A-DNA:与B-DNA比大沟变窄,小沟变宽。
每圈螺旋11个碱基对B-DNA:是大多数DNA的构象。
相邻碱基对平面之间的距离为0.34nm,即顺中心轴方向,每个0.34nm有一个核苷酸,以3.4nm为一个结构重复周期,双螺旋的直径为2.0nm。
②左手螺旋:Z-DNA:每圈螺旋含12对碱基,大沟平坦,小沟深而窄,核苷酸构象順反相间,螺旋骨架成呈Z字形。
DNA的变性:DNA溶液温度接近沸点或者pH较高时,DNA双链的氢键断裂,最后完全变成单链的过程。
复性是热变性的DNA经缓慢冷却,从单链恢复成双链的过程。
Tm值:DNA在260nm处吸光度最大。
将吸光度相对温度变化绘制曲线,吸光度增大到最DNA的解链温度(熔点)。
分子生物学知识点
一1、分子生物学:研究核酸等生物大分子的功能、形态结构等特征及其重要性和规律性的科学,是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘,由被动的适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科2、基因:是合成一种功能蛋白或RNA分子所必需的全部DNA序列。
一个典型的真核基因包括:编码序列-外显子;内含子;5’端和3’端非翻译区UTR;调控序列3、基因组:某一特定生物体的整套遗传物质的综合。
基因组的大小用全部的DNA的碱基对总数表示5、分子生物学发展史1869年Miesher首次从莱茵河鲑鱼精子中提取了DNA。
1910年,德国科学家Kossel第一个分离了腺嘌呤、胸腺嘧啶和组氨酸。
1953年,Watson和Crick提出DNA反向平行双螺旋结构模型,为充分解释遗传信息的传递规律铺平了道路。
1961年,法国科学家Jacob和Monod提出并证实了操纵子作为调节细菌细胞代谢的分子机制。
此外,他们还首次提出存在一种与染色体DNA序列相互补、能将编码在染色体DNA上的遗传信息带到蛋白质合成场所并翻译产生蛋白质的信使核糖核酸。
这一学说对分子生物学的发展起到了十分重要的作用。
1968年,美国科学家Nirenberg由于在破译DNA遗传密码方面的贡献,与Holley和Khorana 等人分享了诺贝尔生理医学奖。
Holley的功绩在于阐明了酵母丙氨酸tRNA的核苷酸序列,并证实所有tRNA 具有相似结构,而Khorana第一个合成了核苷酸分子,并且人工复制了酵母基因6、中心法则内容DNA是自身复制的模板DNA通过转录作用将遗传信息传递给中间物质RNARNA通过翻译作用将遗传信息表达成蛋白质在某些病毒中,RNA也可以自我复制,并且还发现在一些病毒蛋白质的合成过程中,RNA可以在逆转录酶的作用下合成DNA.7、分子生物学的3条基本原理:构成生物体各类有机大分子的单体在不同生物中都是相同的;生物体内一切有机大分子的构成都遵循共同的规则;某一特定生物体所拥有的核酸及蛋白质分子决定了它的属性。
分子生物学知识点归纳
分子生物学知识点归纳1.DNA的结构和功能:DNA是生物体内贮存遗传信息的分子,由磷酸、五碱基、脱氧核糖组成。
DNA以双螺旋结构存在,通过序列编码生物体的遗传信息,并在细胞分裂中复制和传递。
2.RNA的结构和功能:RNA是将DNA信息翻译为蛋白质的中间分子,有多种类型,包括信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA (rRNA)。
RNA具有与DNA类似的结构,但是鸟嘌呤(G)和胸腺嘧啶(T)被腺嘌呤(A)和尿嘧啶(U)所取代。
3.基因表达:基因表达是指将DNA中的遗传信息转录成RNA,然后翻译成蛋白质的过程。
这个过程包括转录、剪接、RNA修饰、起始和终止等多个步骤。
基因表达过程中的调控对于维持生物体的正常功能至关重要。
4.蛋白质合成:蛋白质合成是指RNA翻译成蛋白质的过程。
这个过程包括译码、蛋白质折叠和修饰。
蛋白质的结构和功能由其氨基酸序列决定,但结构和功能的形成还受到其他因素的调控。
5.基因组学:基因组学是研究生物体基因组的学科,包括基因组的结构、功能和演化。
随着高通量测序技术的发展,基因组学成为了分子生物学的前沿领域。
6.分子遗传学:分子遗传学是研究遗传信息传递和表达的分子机制的学科。
它研究遗传物质的结构、复制、易位、突变和修复等,以及遗传信息的传递和表达的分子级机制。
7.基因调控:基因调控是指细胞内基因表达的调节过程。
这个过程包括转录因子与DNA结合、组蛋白修饰、DNA甲基化等多个调控机制。
基因调控决定了细胞的发育、分化和对环境刺激的响应。
9.蛋白质相互作用和信号传导:蛋白质相互作用是指蛋白质之间的物理或化学交互作用。
这些相互作用对于细胞信号传导、代谢调控和细胞活动的协调起着重要作用。
10.DNA修复和细胞凋亡:DNA修复是细胞内修复DNA损伤的过程,以维持遗传稳定性。
细胞凋亡是指细胞主动性死亡的过程,常常发生在DNA 严重损伤和细胞失控增殖时。
以上只是分子生物学的一些知识点,这个领域还有很多其他的重要概念和研究方向,如非编码RNA、表观遗传学和细胞信号转导等。
《分子生物学》知识要点汇总
《分子生物学》知识要点汇总1. 基因表达:转录+翻译。
2. 时间特异性、空间特异性,管家基因(组成性表达)3. 转录起始(基本控制点)4. 原核与真核区别:基因表达原核真核启动子o 因子识别-35 区TTGACA-10 区TATAAT -25 区TATA 盒TF- ⅡD 决定了聚合酶识别特异性特点操纵子模型具有普遍性顺式作用原件具有普遍性机制主要是负性调节(阻遏调节)主要是正性调节(诱导调节)结果转录衰减染色体结构改变原核生物:单复制子,多顺反子真核生物:多复制子,单顺反子1. 得:染色体分离、化学合成、基因组文库、cDNA 法、PCR 法。
2. 选:克隆载体(质粒、自我复制),表达载体(大肠杆菌)3. 接:DNA 连接酶,黏性末端连接准确性最高。
4. 转:重组质粒导入宿主细胞为转化,重组噬菌体导入大肠杆菌为转染。
5. 筛:载体遗传标志、标志补救、序列特异性(分子杂交、PCR、测序、RE 酶切)、亲和筛选1. RE:细菌产生,识别回文结构,切割双链DNA 得到黏性末端。
2. DNA 连接酶:目的基因+载体重组。
2. DNApol I 的大片段(Klenow):cDNA→dsDNA,标记3´-端。
3. 逆转录酶:mRNA→cDNA。
5. 多聚核苷酸激酶:5´-OH 末端磷酸化作标记探针。
6. 末端转移酶:3´-OH 末端加尾。
7. 碱性磷酸酶:切除末端磷酸基团。
1. 正常。
2. 获得启动子或增强子、染色体易位、基因扩增、点突变。
3. 产物:类别名称生长因子(本质是多肽)sis(过度表达)、int-2生长因子受体(本质蛋白质) fms、kit、her-2/erb-b2 (扩增)、EGFR/erb-b1细胞信号转导蛋白膜结合酪氨酸激酶src、abl(转位)细胞内酪氨酸激酶TRK细胞内丝/苏氨酸激酶 raf膜GTP 结合蛋白ras(点突变)转录因子fos、jun、myc(转位)细胞周期蛋白cyclin D4. 与肿瘤相关。
分子生物学知识点整理
分子生物学知识点整理1.基因结构与功能:基因是编码蛋白质的单位,基因通常由DNA组成。
基因在转录过程中产生mRNA,然后通过翻译过程合成蛋白质。
基因还可通过调控元件控制其表达水平。
2.DNA复制:DNA复制是生物体维持基因遗传的关键过程。
在DNA复制过程中,DNA双链被解旋,然后酶类将合适的核苷酸加到模板链上,形成两条新的DNA双链。
DNA复制是半保守性的,意味着每个新生成的DNA分子含有一条模板链和一条新合成的链。
3.转录与翻译:转录是将DNA的信息转录成mRNA的过程。
在转录过程中,RNA聚合酶将mRNA合成出来。
翻译是将mRNA的信息翻译成蛋白质的过程。
在翻译过程中,mRNA被核糖体翻译出蛋白质。
4.蛋白质结构与功能:蛋白质是生物体内的重要分子,它们具有多种结构和功能。
蛋白质的结构通常包括四级结构,即原始结构、α-螺旋和β-折叠的二级结构、特定的三级结构和蛋白质复合物的四级结构。
蛋白质的功能取决于它的结构,例如,酶是催化反应的蛋白质,抗体是免疫系统的重要组成部分。
5.基因调控:基因调控是通过一系列的转录因子、启动子、增强子和抑制子等调控元件控制基因表达的过程。
转录因子与DNA结合,可以促进或抑制RNA聚合酶的结合和转录。
6.基因突变与重组:基因突变是指DNA序列中的任何变化,例如点突变、插入、缺失和倒位等。
基因重组是指DNA发生重组,导致新的基因组合。
突变和重组对物种的遗传多样性和进化起着重要作用。
7.DNA修复与基因组稳定性:DNA会受到内部和外部因素的损害,例如紫外线、化学物质和代谢产物等。
细胞通过DNA修复机制来修复这些损伤,以维持基因组的稳定性。
8.分子遗传学与细胞周期:分子遗传学研究基因的遗传传递和表达的过程。
细胞周期是一系列有序的细胞分裂和生长阶段。
9.基因组学与蛋白质组学:基因组学研究整个基因组的结构和功能;蛋白质组学研究蛋白质组的结构和功能。
这两个领域的发展对于了解生物体的整个基因和蛋白质组合具有重要意义。
分子生物学知识点
一1、分子生物学:研究核酸等生物大分子的功能、形态结构等特征及其重要性和规律性的科学,是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘,由被动的适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科2、基因:是合成一种功能蛋白或RNA分子所必需的全部DNA序列。
一个典型的真核基因包括:编码序列-外显子;内含子;5’端和3’端非翻译区UTR;调控序列3、基因组:某一特定生物体的整套遗传物质的综合。
基因组的大小用全部的DNA的碱基对总数表示5、分子生物学发展史1869年Miesher首次从莱茵河鲑鱼精子中提取了DNA。
1910年,德国科学家Kossel第一个分离了腺嘌呤、胸腺嘧啶和组氨酸。
1953年,Watson和Crick提出DNA反向平行双螺旋结构模型,为充分解释遗传信息的传递规律铺平了道路。
1961年,法国科学家Jacob和Monod提出并证实了操纵子作为调节细菌细胞代谢的分子机制。
此外,他们还首次提出存在一种与染色体DNA序列相互补、能将编码在染色体DNA上的遗传信息带到蛋白质合成场所并翻译产生蛋白质的信使核糖核酸。
这一学说对分子生物学的发展起到了十分重要的作用。
1968年,美国科学家Nirenberg由于在破译DNA遗传密码方面的贡献,与Holley和Khorana 等人分享了诺贝尔生理医学奖。
Holley的功绩在于阐明了酵母丙氨酸tRNA的核苷酸序列,并证实所有tRNA 具有相似结构,而Khorana第一个合成了核苷酸分子,并且人工复制了酵母基因6、中心法则内容DNA是自身复制的模板DNA通过转录作用将遗传信息传递给中间物质RNARNA通过翻译作用将遗传信息表达成蛋白质在某些病毒中,RNA也可以自我复制,并且还发现在一些病毒蛋白质的合成过程中,RNA可以在逆转录酶的作用下合成DNA.7、分子生物学的3条基本原理:构成生物体各类有机大分子的单体在不同生物中都是相同的;生物体内一切有机大分子的构成都遵循共同的规则;某一特定生物体所拥有的核酸及蛋白质分子决定了它的属性。
分子生物学详细知识点
分子生物学详细知识点1.DNA和RNA:DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)是生物体内的两种核酸,DNA是多聚核苷酸的长链,包含编码基因信息,RNA是DNA的转录产物,在蛋白质合成中起着重要作用。
2.基因表达调控:基因表达调控是指在细胞中控制基因转录和翻译的过程。
包括转录因子的结合、启动子的甲基化、组蛋白修饰等。
3.蛋白质合成:蛋白质合成是指通过翻译过程将mRNA上的信息编码转化为氨基酸序列的蛋白质。
主要包括mRNA的翻译、氨基酸激活、核糖体的结合等步骤。
5. PCR技术:聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)是一种体外扩增DNA的方法,通过反复循环的变性、退火和延伸步骤,迅速扩增目标DNA序列。
6.基因突变:基因突变是指DNA序列的改变,包括点突变、插入和缺失等。
可以导致蛋白质的结构和功能的改变,从而影响生物体的表型。
7.基因组学:基因组学是研究基因组结构、功能和演化的学科。
包括基因组测序、基因注释、功能基因组学等内容。
8.蛋白质结构与功能:蛋白质的结构决定其功能,分子生物学研究了蛋白质的二级结构、三级结构和四级结构等方面,以及蛋白质与其他分子(如DNA、RNA、小分子)的相互作用。
9.克隆基因和表达蛋白:分子生物学通过克隆目标基因,将其插入表达载体中,转化至宿主细胞中,使目标基因在宿主中表达,并得到目标蛋白质。
10.分子进化:分子进化研究基因组的演化和多样性。
包括跨物种比较基因组、遗传多态性、分子标记等内容。
11. RNA干扰:RNA干扰是一种通过RNA分子抑制目标基因表达的现象。
包括小干扰RNA(siRNA)和微小RNA(miRNA),通过与mRNA结合形成双链结构,进而降解或抑制mRNA的翻译。
通过以上的介绍,可以看出分子生物学可以研究生命体内分子的结构、功能和相互作用等方面,对于深入了解生命现象的本质和基础具有重要意义。
分子生物学知识重点
分子生物学一、名词解释1.ORF 答:ORF是open reading frame的缩写,即开放阅读框架。
在DNA链上,由蛋白质合成的起始密码开始,到终止密码为止的一个连续编码列,叫做一个开放阅读框架。
2.结构基因答:结构基因(structural genes)可被转录形成mRNA,并翻译成多肽链,构成各种结构蛋白质或催化各种生化反应的酶和激素等。
3.断裂基因答:基因是核酸分子中贮存遗传信息的遗传单位,一个基因不仅仅包括编码蛋白质或RNA 的核酸序列,还包括保证转录所必需的调控序列、位于编码区 5' 端与 3' 端的非编码序列和内含子。
真核生物的结构基因,由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成,去除非编码区再连接后,可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质,这些基因称为断裂基因(split gene)。
4.选择性剪接答:选择性剪接(也叫可变剪接)是指从一个mRNA前体中通过不同的剪接方式(选择不同的剪接位点组合)产生不同的mRNA剪接异构体的过程,而最终的蛋白产物会表现出不同或者是相互拮抗的功能和结构特性,或者,在相同的细胞中由于表达水平的不同而导致不同的表型。
5.C值答:基因组的大小通常以其DNA的含量来表示,我们把一种生物体单倍体基因组DNA的总量成为C值(C value)。
6.生物大分子答:生物大分子指的是作为生物体内主要活性成分的各种分子量达到上万或更多的有机分子。
常见的生物大分子包括蛋白质、核酸、脂类、糖类。
7.酚抽提法答:酚抽提法最初于1976年由Stafford及其同事提出,通过改良,以含EDTA、SDS及无DNA酶的RNA酶裂解缓冲液破碎细胞,经蛋白酶K处理后,用pH8.0的Tris饱和酚抽提DNA,重复抽提至一定纯度后,根据不同需要进行透析或沉淀处理获得所需的DNA样品。
8.凝胶过滤层析答:凝胶过滤层析也称分子排阻层析或分子筛层析,利用凝胶分子筛对大小、形状不同的分子进行层析分离,是根据分子大小分离蛋白质混合物最有效的方法之一。
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分子生物学知识点整理一、名词解释:1. 基因:基因是位于染色体上的遗传基本单位,是负载特定遗传信息的DNA 片段,编码具有生物功能的产物包括RNA和多肽链。
2. 基因表达:即基因负载遗传信息转变生成具有生物学功能产物的过程,包括基因的激活、转录、翻译以及相关的加工修饰等多个步骤或过程。
3.管家基因:在一个生物个体的几乎所有组织细胞中和所有时间段都持续表达的基因,其表达水平变化很小且较少受环境变化的影响。
如GAPDH、β-肌动蛋白基因。
4. 启动子:是指位于基因转录起始位点上游、能够与RNA聚合酶和其他转录因子结合并进而调节其下游目的基因转录起始和转录效率的一段DNA片段。
5.操纵子:是原核生物基因表达的协调控制单位,包括有结构基因、启动序列、操纵序列等。
如:乳糖操纵子、色氨酸操纵子等。
6.反式作用因子:指由其他基因表达产生的、能与顺式作用元件直接或间接作用而参与调节靶基因转录的蛋白因子(转录因子)。
7.顺式作用元件:即位于基因附近或内部的能够调节基因自身表达的特定DNA 序列。
是转录因子的结合位点,通过与转录因子的结合而实现对真核基因转录的精确调控。
8. Ct值:即循环阈值(cycle threshold,Ct),是指在PCR扩增过程中,扩增产物的荧光信号达到设定的荧光阈值所经历的循环数。
(它与PCR扩增的起始模板量存在线性对数关系,由此可以对扩增样品中的目的基因的模板量进行准确的绝对和(或)相对定量。
)9.核酸分子杂交:是指核酸分子在变性后再复性的过程中,来源不同但互不配对的核酸单链(包括DNA和DNA,DNA和RNA,RNA和RNA)相互结合形成杂合双链的特性或现象,依据此特性建立的一种对目的核酸分子进行定性和定量分析的技术则称为分子杂交技术。
10. 印迹或转印:是指将核酸或蛋白质等生物大分子通过一定的方法转移并固定至尼龙膜等支持载体上的一种方法,该技术类似于用吸墨纸吸收纸张上的墨迹。
11. 探针:是一种用同位素或非同位素标记核酸单链,通常是人工合成的寡核苷酸片段。
12. 基因芯片:又称DNA芯片或DNA微阵列,是基于核酸分子杂交原理建立的一种对DNA进行高通量、大规模、并进行分析的技术,其基本原理是将大量寡核苷酸分子固定于支持物上,然后与标记的待测样品进行杂交,通过检测杂交信号的强弱进而对待测样品中的核酸进行定性和定量分析。
13. 基因文库:是指通过克隆方法保存在适当宿主中的一群混合的DNA分子,所有这些分子中的插入片段的总和,可代表某种生物的全部基因组序列或全部的mRNA序列,因此基因文库实际上是包含某一生物体或生物组织样本的全部DNA序列的克隆群体。
基因文库包括两类:基因组文库和cDNA文库。
14. 克隆:是来自同一始祖的相同副本或拷贝的集合。
15. 载体:为携带的目的基因,实现其无性繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一些DNA分子。
16. 限制性核酸内切酶:识别DNA的特意序列,并在识别位点或其周围切割双链DNA的一类内切酶。
17. 基因工程(Genetic Engineering):又称基因操作(gene manipulation)、DNA重组(DNA recombination),是指采用类似于工程建设的方式,按照预先设计的蓝图,将一种或多种生物体(供体)的基因育载体在体外进行拼接重组构建成杂种DNA分子,然后转入另一种生物体(受体)内,以改变生物原有的遗传特性并表达出新的性状。
获得新品种,生产新产品,或是研究基因的结构和功能。
因此,供体、受体和载体称为基因工程的三大要素,其中相对于受体而言,来自供体的基因属于外源基因。
由于DNA重组分子大都需在受体细胞中复制扩增,故还可以将基因工程表征为分子克隆(Molecular Cloning)或基因的无性繁殖。
18. 目的基因:感兴趣的基因或DNA序列。
19.生长因子:(growth factor)通过质膜上特异的受体,将信息传递至细胞内部,调节细胞生长与增殖的多肽类物质。
20. 基因组:泛指一个生命体、病毒或细胞器的全部遗传物质。
21. 蛋白质组:指一个细胞内的全套蛋白质,反映了特殊阶段、环境状态下,细胞或组织在翻译水平的蛋白质表达谱。
22. 人类基因组计划:是美国科学家于1986年率先提出,1990年正式启动的,这一计划的目标是为30亿个碱基对构成的人类基因组精确测序,从而最终弄清楚每种基因产生的蛋白质及其作用,它的实施将会为认识疾病的分子机制以及诊断和治疗提供重要依据。
23. 基因诊断:利用现代分子生物学和分子遗传学的技术方法直接检测基因结构及其表达水平是否正常,从而对人体状态和疾病做出诊断的方法。
24. 基因治疗:从广义来说,将某种遗传物质转移到患者细胞内,使其在体内发挥作用而达到治疗疾病目的的方法均称为基因治疗。
25. 基因替换:用正常的基因通过体内基因同源重组,原位替换病变细胞内的致病基因,使细胞内DNA完全恢复正常状态的基因治疗方法。
26. 自杀基因:某些病毒或细菌的基因所表达的酶能将对人体无毒或低毒的药物在人体细胞内转变为细胞毒性产物,从而导致携带该基因的受体细胞也被杀死,故称这类基因为“自杀基因”。
27. 转录组:是一个细胞内的一套RNA转录物,包含了某一环境条件下、某一生命阶段、某一生理或病理状态下,生命体的细胞或组织所表达的基因种类及水平。
28.癌基因:(oncogene)细胞内控制细胞生长和分化的基因,它的结构异常或表达异常,可以引起细胞癌变。
29. 病毒癌基因:存在于肿瘤细胞中,能使靶细胞发生恶性转化的基因。
30. 抑癌基因:也称为抗癌基因。
抑癌基因的产物是抑制细胞增殖,促进细胞分化,和抑制细胞迁移,因此起负调控作用,抑癌基因的突变是隐性的(也称抗癌基因。
抑癌基因的产物是抑制细胞增殖,促进细胞分化,和抑制细胞迁移,因此起负调控作用,抑癌基因的突变是隐性的。
)31. 结构基因组学:是以全基因组测序为目标的基因结构研究,弄清楚基因组中全部基因的位置和结构,为基因功能的研究奠定基础。
其主要内容就是制作高分辨率的人类基因组的遗传图和物理图,最终完成人类其他重要模式生物全部基因组DNA序列测定。
二、问答题1.以乳糖操纵子为模型解释原核生物转录水平的调控模式转录水平的调节——操纵子调控模式(1)操纵子的概念:操纵子是原核生物基因表达的协调控制单位,包括有结构基因、启动序列、操纵序列等。
如:乳糖操纵子、色氨酸操纵子等。
(2)乳糖操纵子的结构:乳糖操纵子包括调节基因I、一个操纵序列O、一个启动序列P以及单个结构基因Z、Y、A。
其中调节基因I编码生成阻遏蛋白,后者与操纵序列结合;RNA聚合酶与启动序列结合;分解代谢物基因激活蛋白(CAP)也结合在操纵序列附近;结构基因Z、Y和A分别编码三个与乳糖代谢有关的酶,即:β-半乳糖苷酶,透酶和乙酰转移酶。
这三个酶的基因作为一个整体由同一个调控区调节,以实现基因的协调表达。
(3)其调节机制主要有正性和负性两种模式。
①阻遏蛋白的负性调节:当没有乳糖时,调节基因表达生成阻遏蛋白,阻遏蛋白结合操纵子序列出,阻碍RNA结合酶与启动序列结合,抑制结构基因的转录启动,此时操纵子处于阻遏状态;当有半乳糖存在时,乳糖首先被转变成半乳糖,半乳糖则作为一种诱导剂与阻遏蛋白结合,诱发蛋白质构象改变,使阻遏蛋白从启动序列上解离下来,从而启动结构基因的转录,此时操纵子处于诱导状态。
②CAP的正性调节:当没有葡萄糖时,cAMP浓度升高,与CAP结合,CAP进而结合在启动序列附近,从而进一步促进结构基因的转录。
当有葡萄糖时,cAMP浓度降低,结合在启动序列附近的CAP减少,结构基因转录速率降低。
③协调调节:实际情况下,上述两种调节方式是相辅相成、相互协调的。
譬如:在无乳糖且有葡萄糖时,阻遏蛋白负性调节起作用,此时结构基因不被转录;在有乳糖且有葡萄糖时,阻遏蛋白负性调节不起作用,此时结构基因转录水平低;在有乳糖且无葡萄糖时,阻遏蛋白的抑制作用不解除,CAP 正性调节被激活,此时结构基因的转录水平最高。
2. 生长因子的作用机制生长因子由不同的细胞的细胞合成后分泌,作用于靶细胞上的相应受体,这些受体有的是位于细胞膜上的,有的是位于细胞内部。
生长因子与受体结合后,激活细胞内信号传递体系,产生相应的生物学作用。
根据受体的分布和对生长因子不同的响应,生长因子是作用机制分为三种情况:①生长因子与具有酪氨酸蛋白激酶(TPK )活性的跨膜受体结合,TPK 被活化,磷酸化相应蛋白质,产生生理效应。
②与膜上受体结合,通过胞内信息传递,产生第二信使,是蛋白激酶活化,再磷酸化相应的效应蛋白质,这些被磷酸化的蛋白质再活化核内的转录因子,引发基因转录,达到调节生长与分化的作用。
③与膜内受体结合,形成生长因子-受体复合物,进入胞核活化相关基因,促进细胞生长。
生长因子作用机制示意图3.常规PCR技术的基本原理基本原理:类似于DNA的天然复制过程,其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。
PCR由变性——退火——延伸三个基本反应步骤构成。
①变性(denature):模板DNA经加热至95℃左右一定时间后,使模板DNA 双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离,使之成为单链,以便它与引物结合,为下轮反应作准备。
②退火(annealing)(复性):模板DNA经加热变性成单链后,将温度降至引物的Tm值左右或以下(55℃左右),引物与模板DNA单链的互补序列配对结合,形成杂交链。
③延伸(extension):DNA模板-引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下,以dNTP为反应原料,靶序列为模板,按碱基配对与半保留复制原理,合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链。
以上三步为一个循环,约需2~4分钟,每一循环的产物作为下一个循环的模板,如此循环30次,大约2~3小时后,新生DNA片段理论上可达到2n-1个分子拷贝。
4.定量PCR技术的基本原理基本原理:将荧光信号强弱与PCR扩增情况结合在一起,通过监测PCR 反应管内荧光信号的变化来实时检测PCR反应进行的情况,PCR反应管内的荧光信号强度达到设定阈值所经历的循环数(即Ct值)与扩增的起始模板量进行准确的绝对和(或)相对定量。
循环阈值(cycle threshold,Ct)是指在PCR扩增过程中,扩增产物的荧光信号达到设定的荧光阈值所经历的循环数。
荧光阈值(threshold)一般是以PCR反应的前15个循环的荧光信号作为荧光本底信号(baseline),缺省设置是3~15个循环的荧光信号的标准偏差的10倍。
实际上就是荧光信号开始由本底信号进入指数增长阶段的拐点时的荧光信号强度。
5.Sanger测序法的基本原理Sanger法也称双脱氧链末端终止法,是目前应用最为广泛的方法。