分子生物学Molecular biology3版思维导图
分子生物学 第3章 DNA复制
DNA helicase (DNA解旋酶)
利用ATP供能，解开DNA双链, 可随复制叉 的伸展向前移动
大肠杆菌中解旋酶的种类
种 类
DnaA DnaB DnaC
功 能
辨认起始点，并结合到复制起始部位 解开DNA双链 运送和协同DnaB
single-stranded binding protein (SSB, 单链结合蛋白)
是一类调节DNA分子的超螺旋水平，可改变DNA拓扑性 质的酶。对DNA分子的作用是既能水解、又能连接磷酸 二酯键。 • 拓扑异构酶 I: 切开DNA双链中的一股，使DNA在解链旋 转中不打结，DNA变为松弛状态再封闭切口。 同转录有 关 • 拓扑异构酶 II: 能切断DNA双链，使螺旋松弛。在ATP参 与下，松弛的DNA进入负超螺旋，再连接断端。同复制
3´→5´外切酶活性： 切除错配的核苷酸
5'
3' C T T C A G G A G A A G T C C G G C G 5'
3'
DNA ligase
连接DNA链3-OH末端和相邻DNA链5-P末端，形成磷 反应需要ATP。
酸二酯键，从而把两段相邻的DNA链连接成完整的链。
二、 DNA复制的过程
E. Coli DNA在15N-标记的营养液中生
长多代，使DNA双链充分标记
将15N-标记
细胞在
14N中
细胞在
14N中复
细胞在
14N中复
的E.Coli 加入14N 培 养液中
万有引力
复制1 次
制第2次
制第3次
单林娜 制作
11
DNA半保留复制的生物学意义：
DNA的半保留复制表明DNA在代谢上的稳定性，
第一章 绪论3分子生物学课件
1.3 分子生物学与生物化学之间的关系
分子生物学发展的三大支撑学科： 1、细胞学：研究细胞的结构与功能。细胞的化学组
成，细胞器的结构，细胞骨架，生物大分子在细胞中
的定位及功能。 2、遗传学：研究基因的遗传与变异。基因结构，基 因复制，基因表达，基因重组，基因突变。 3、生物化学：研究活性物质代谢规律。
第一个细菌基因的克隆，开创了基因工程新纪元，标志
着人类认识生命本质并能主动改造生命的新时期开始，
1980年。
5. 1975年，Kohler和Milstein巧妙地创立了
淋巴细胞杂交瘤技术，获得了珍贵的单克隆抗体；
1984年。
6. 1975-1977年，Sanger和Gilbert发明了 DNA序列测定技术；1977年第一个全长5387个核苷 酸的Φ X174基因组序列由Sanger测定完成；1980年， 1958年。
划，2003年4月14日美、英、日、法、德和中国科学家经
过13年努力共同绘制完成了人类基因组序列图）。
3. PCR技术的建立（1983年，Mullis，PCR被喻 为加速分子生物学发展进程的一项“简单而晚熟”的 技术，1993年）。 4. 单克隆抗体及基因工程抗体的发展和应用 （生物制品生产，如酶、细胞因子、干扰素、生长激 素、胰岛素等，疾病的诊断、治疗和研究）。 5. 基因表达调控机理（反义RNA技术、RNAi干扰、 基因芯片）。 6. 细胞信号转导机理研究成为新的前沿领域（G 蛋白、细胞凋亡、细胞癌变、细胞分化）。 7. 基因组学、蛋白质组学、生物信息学成为新 的前沿领域。
分子结构生物学 分子发育生物学 分子细胞生物学 分子免疫学 分子遗传学 分子数量遗传学
分子神经生物学
分子育种学 分子肿瘤学
分子生物学-3-chapter 21
Useful features of the flies in
experimental research :
Fecundity
Rapid life cycle
Four chromosomes (two large autosomes, a smaller X, and a very small fourth chromosome)
given physical segments of chromosomes , (phenotypes of flies white eyes were correlated
with deletions in the chromosomes
Bridges used polytene chormosomes to determine a physical map of the
Polytene chromosomes
In the salivary gland, extensive endoreplication without mitosis,
Giant chromosomes composed of approximately 1000 copies of each chromatid
Embryos that contain two copies of the
balancer chromosome die, because of the invresions produce recessive disruption in critical genes. In addition, embryos that contain two copies of “nomal” chromosome die, because they are homozygous for
分子生物学ppt课件
基因组大小(Mb)
0.58 1.83 4.20 4.60 13.50 12.50 466 165 97 2700 3000
基因数
470 1743 4100 4288 6034 4929 30000 13601 18424 30000 25000
染色体数*
无 无 无 无 16 16 21 4 6 20 23
包括：
结构基因组学
功能基因组学
三个亚领域.
比较基因组学
28
29
一、病毒基因组 二、原核生物基因组 三、真核生物基因组
30
一、病毒基因组
基因组（genome） 1个配（精子或卵子），1个单倍 体细胞或1个病毒所包含的全套遗传物质的总和。病毒核酸 或为DNA或为RNA，可以统称为病毒染色体。
完整的病毒颗粒具有蛋白质外壳，以保护病毒核酸不 受核酸酶的破坏，并能识别和侵袭特定的宿主。
分子生物学
Molecular Biology
1
What is Molecular Biology?
分子生物学是从分子水平研究生命现象、生命规律和生命本质 的学科。
核心内容是从分子水平研究基因和基因的活动，这些活动主要 通过核酸和蛋白质的活动来实现。
医学分子生物学主要研究人体生物大分子和大分子体系的结构、 功能、相互作用及其与疾病发生、发展的关系。
16
三、基因的结构特点和分类
基因的结构
结构基因：编码区序列（coding region sequence ）
在细胞内表达为蛋白质或功能RNA的DNA序列
转录调控序列：非编码序列（non-coding sequence）
基因表达需要的调控区（regulatory region）序列， 包括启动子（promoter）、增强子（enhancer）等。
完整版《分子生物学》 ppt课件
底物
模板 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
识别 起始 延伸 终止
启动子（－10区、－35区） 转录单位相关概念 CAP位点 识别过程
不依赖ρ因子的终止子: 内在终止子（intrinsic terminator ） 依赖ρ因子的终止子（ ρ-dependent terminator ）有发夹结构，但GC含量少， 无U串
核mRNA内含子的剪接 Ⅰ内含子的剪接 Ⅱ类内含子的剪接 反式剪接
核mRNA的 拼接体的拼接
类型ⅰ 自我拼接
类型ⅱ自我 拼接
剪接、3’末端CCA结构、碱基修饰 内含子切除（核酸酶的作用，不是
转酯反应） 连接外显子
蛋 白 参与蛋白质生物合成的物质 质 的 蛋白质生物合成过程 生 物 蛋白质合成的干扰与抑制 合 成 蛋白质的降解
一般模式 复制型转座模式 非复制型转座模式 保守型转座模式 TnA转座模式
通过反义RNA的翻译水平控制 甲基化作用控制转座酶合成及
其与DNA的结合
转座引起插入突变 造成插入位点靶DNA的少量碱基
对重复 插入位点出现新基因 引起染色体畸变 转座引起的生物进化 切除效应 外显子改组
动子：（上游控制元件），－165～ －40，影响转录的频率。
♠ -25bp:TATA盒（Hogness box）,识别起 始位点
♠ -75bp:CAAT盒(CAATCT) ，决定启动子
♠ -110bp:GC盒的(G转G录GC频G率G)，R调N控A起始聚和合酶I的启动子
转录频率
RNA聚合酶Ⅱ的启动子
分子生物学 Molecular Biology
总结复习 Review and Summarize
2020/12/22
1
绪论
引言 分子生物学简史 分子生物学的研究内容 分子生物学进展 分子生物学展望
分子生物学生物信息的传递从RNA到蛋白质
50S
23S
30S
16S
脊椎动物线粒体
40S
16～17S
30S
10～13S
4.3.1_核糖体的结构
2.核糖体蛋白 (ribosomal protein) 核糖体是一个许多酶的 集合体。
核糖体产生示意图
4.3.1_核糖体的结构
在高倍电镜下得到的原 核 生 物 70S 核 糖 体 大 、 小亚基相结合的模型， 核糖体分子可容纳2个 tRNA和约40bp长的mRNA。
主要内容
4.1_遗传密码: 三联子 4.2_tRNA 4.3_核糖体 4.4_蛋白质合成的生物学机制 4.5_蛋白质转运机制 4.6_蛋白质的修饰、降解与稳定性研究
4.1_遗传密码: 三联子
4.1_遗传密码: 三联子(triplets)
·mRNA上每3个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸，这3
传密码。
4.1.1_三联子密码及其破译
• 破译历史重要阶段：
1954年物理学家 Gamov首先提出三联
体密码子学说。
1961年Crick等 用T4噬菌体试验 表明三联体密码 子学说是正确的。
1962年，用E.coil 提取液进行体外合 成实验，证明在体 外条件下可准确地 按mRNA的遗传信息 合成相应的蛋白质。
反应式如下：（AA代表氨基酸、E代表酶）
第一步： AA
+
ATP
酶(E) →
E-AA-AMP
+ PPi
第二步： E-AA-AMP
+
tRNA
→ AA-tRNA +E
+
AMP
4.2.4_氨酰-tRNA合成酶
氨酰-tRNA合成酶能精确识别tRNA和氨基酸。 使一种氨基酸与其相应的一套tRNA分子结合。
新人教版高中生物必修一-分子与细胞知识点思维导图
第二章：组成细胞的分子细胞中元素和化合物组成细胞的元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg（大量元素）；Fe、M、Cu、Mo、Zn、B等（微量元素）；基本元素C；活（干）细胞中含量最多的四种元素依次为：O、C、H、N（C、O、N、H组成细胞的化合物：无机物一水（活细胞中含量最多）无机盐有机物一蛋白质（干细胞中含量最多）核酸、糖类和脂质检测蛋白质、还原性糖和脂肪：双缩脲试剂-蛋白质→紫色反应斐林试剂+还原性糖（葡萄糖、果糖和麦芽糖）→砖红色沉淀苏丹Ⅲ染液+脂肪→橘黄色苏丹Ⅳ染液+脂肪→红色生命活动的主要主要承担者-蛋白质含量：占细胞鲜重的7%~10%，干重的50%以上，是细胞含量最多的有机物。
组成元素：主要由C、H、O、N等元素组成，有些含有S、Fe等相对分子质量：几千~100万以上，属于大分子化合物基本单位：氨基酸，大约有20多种结构通式结构特点是至少含有一个氨基（NH2和一个羧基（COOH），并且都有一个有一个氨基（NH2和一个羧基（COOH）连接在同一个碳原子上，将氨基酸区别为不同的 种类的依据是R基（侧链基团）。
形成过程（1）脱水缩合过程图解（2）肽链两（三）个氨基酸缩合的化合物叫二（三）肽，含有一（二）个肽键，脱掉一（二）个水分子，多个氨基酸缩合而的含多个肽键的化合物叫做多肽，若n个氨基酸形成一 条肽链，则可形成n-1个肽键，失去n-1个水分子；若n个氨基酸形成m条肽链，则形 成n-m个肽键，失去n-m个水分子，则由这m条肽链组成的蛋白质的分子量为：nxa （n-m）×18（a为氨基酸的平均分子量、18为水分子量）（3）空间结构一条或几条肽链通过一定的化学键互相链接在一起，形成具有复杂空间结构的蛋白质。
高温、强酸强碱和重金属都会破坏蛋白质的空间结构。
结构的多样性：组成蛋白质的氨基酸数目不同、氨基酸的种类不同、氨基酸排列顺序不同、多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千变万化功能的多样性：构成细胞和生物体的重要物质；酶有催化作用，绝大多数的酶都是蛋白质；有传递信息（或调节生命活动）的作用，如胰岛素、生长激素等；有运输载体的作用，如血红蛋白、细胞膜载体等；有免 疫作用，如抗体。
完整版生物化学思维导图
体会：生物大分子是生物信息的载体（携带、体现、传递、表达）；有序性是信息载体的基础；链的长短、数组成：元素组成特点、构件分子组成特点（可修饰性）目、缠绕方式等是信息携带量的基础。
结构：一级结构、空间结构、作用力（共价与非共价）、静态生物化学糖类、脂类、蛋白质、核酸主干链的单调重复性、支链的多变性、异构与构象、结构的主次性。
（生物大分子结构与功能）（酶、维生素、激素）性质：物理、化学、生物学功能：生物学功能的主次性物质代谢：细胞定位、关键酶、代谢物、反应特点、调节。
体会：各代谢途径的意义、生理功能。
合成代谢：从头合成、半合成（补救合成）分解代谢：水解、磷酸解、硫解、焦磷酸解生动态生物化学糖代谢、脂类代谢、氨基酸物化（物质代谢与调节）代谢、核苷酸代谢学能量代谢（能量变化）放能反应、吸能反应（偶联）核酸、蛋白质生物合成的定义、体系（模板、体会：基因表达的内容、调控及意义。
酶、原料、辅助因子）、方向、方式、特点、程（起始、延长。
终止）、加工修饰复制、转录、翻基础分子生物学基因表达的调控、操纵子模式（概念、结构、调合成、蛋白质合成）DNA合成、RNA（（基因的表达与调控）控方式）。
生物化学课程体系1 思维导图）、直链及环状结构的书写方式α、βL重要单糖结构：构型（D、、物理性质：旋光性（比旋光度）、变旋性单糖化学性质：还原性、氧化性、成脎、成苷、成酯、颜色反应、鉴定等衍生物：磷酸糖、氨基糖、糖醇、糖苷、脱氧糖等糖重要双糖结构：单糖种类、构型、序列、糖苷键寡糖类重要双糖性质：旋光性、氧化还原性、分析鉴定化学重要多糖组成特点：二糖单位、方向性、糖苷键、分支多糖糖胺聚糖：类型、组成、功能肽聚糖：组成、功能复合多糖糖蛋白：组成、功蛋白聚糖：组成、功2 思维导糖类化学知识体系思维导图3 糖蛋白与蛋白聚糖中性脂结构、性质、生物学功能脂肪酸：结构特点、命名、性质，如碳链的长度、饱和度、空间结构、溶解度、熔点等中性脂油脂：结构特点、性质，如乳化现象、皂化作用、卤化作用、酸败等常见甘油磷脂及生物学功能脂磷脂组成单位、化学键、解离情况类化固醇组成特点、衍生物、功能学分类、组成特点、功能脂蛋白结构：由脂质双分子层、蛋白质镶嵌而成，脂质是骨架，决定膜的流动性、排列方式生物膜生物学功能：蛋白质决定生物膜的生物学功能。