分子生物学知识框架

分子生物学

结构分子生物学部分

绪论

①总述：进化论、细胞学说、生化遗传学、DNA的发现

②分子生物学：定义、研究内容（四方面）

③发展史：里程碑

④三个相关学科：生物化学、细胞生物学、遗传学

⑤中心法则：经典、现代

ⅠDNA

①结构：碱基比率、配对规则、种数(4n)、0.34nm的应用(碱基对M/2x,长度0.34×M/2x) ⑪三类DNA（ABZ）：结构、形成、特点及Z-DNA的作用

⑫质粒超螺旋：正负超螺旋定义、转化、意义、计算、主要以负超螺旋存在

⑬其它：0.34nm的计算、※DNA稳定因素（PO43-）与Tm、Z-DNA不稳

②性质

⑪复性：五条件、机制（Cot曲线）、三个吸光度

⑫修饰：甲基化（ACG）

⑬变性：DNA碱性全变性、90O C以上全变性增色37%、增色效应（Tm）

⑭水解：酸（PH<1,=4,甲基化DNA酸水解用处）；碱（RNA PH:13,11,DNA去碱基易）酶（内切、外切）

⑮DNA稳定因素：对应核苷酸的P同电相斥、Na+、Tm

⑯分子伴侣：作用、分类（热休克蛋白、伴侣素）、作用机理（四条）

Ⅱ tRNA

①形成：转录成三类，3‘去尾，5’斩头，化学修饰成稀有碱基（I、ψ）

②二级结构：四个臂（受体臂、反密码子臂、D臂、TψC臂），多余臂（2类），

tRNA长度决定因素（D臂、多余臂）

③三级结构：特点、二三级氢键、两个双螺旋、转折处（）、两端点（）

受体臂与反密码子臂距离远及原因

④功能：转运氨基酸（受体臂3‘-CCA）、解读密码子（反密码子臂）

⑤种类：tRNAi/tRNAe（起始/延伸）,同工tRNA（定义）tRNA性质由反密码子决定

Ⅲ核糖体

①核糖体的细胞学知识：见细胞生物学

②三个位点：A、P、E作用

③原核30S小亚基上16SrRNA反SD序列：结构（3ˊ富含嘧啶区GAUCACCUCCUUA）、作用

Ⅳ mRNA

①真原核比较：帽、尾、单多顺反子、起始密码子个数原核有三个起始密码子

（AUG>GUG>UUG）、T1/2、原核特有SD序列

②真核mRNA三类帽：0、1、2类定义

③原核mRNA的SD序列：5‘，作用，结构

Ⅴ蛋白质与核酶

①结构域：

②分子伴侣：分类、作用机制

③核酶：定义、分类（剪接、剪切）剪切分三类：锤头、发夹、丁肝病毒核酶

基因组学部分

Ⅰ染色体

①观察：有丝分裂中期光学显微镜可见

②功能：遗传载体

③作为遗传物质所需四要素：稳定、半保留复制、产生蛋白质、可变异

Ⅱ真核基因组

①组成：DNA（或RNA）+Protain(组、非组)

②DNA：C值与C值反常现象、三序列（不重复、中度重复、高度重复）占序列比例，单/

多拷贝

③组蛋白：六种、特征（保守、特例、氨基酸不对称、修饰、H5-赖氨酸）

④非组蛋白：三种常见，DNA结合蛋白的定义

⑤真核基因组结构基础--核小体

⑪组成：200bpDNA+八聚体

⑫八聚体：2×（H2A+H2B+H3+H4）

⑬结构：

颗粒(八聚体+120bpDNA链，直径10nm，DNA链绕1.65圈)

连接DNA（80bpDNA链+H1，H1作用）

是负超螺旋

⑥染色单体：螺线管、螺旋n倍

⑦端粒与端粒酶

⑪端粒：真核基因组末端，功能（防真核基因组末端结合）

⑫端粒酶：反转录酶、功能（反转录成端粒、连接后随链所得的冈崎片段）、

反转录机理（

Ⅲ原核基因组

①真原核基因组比较：

大小(真核大，原核小)

复杂度（断裂/连续、大多为调控/表达区、重复序列/重叠基因）

复制（真核多向，原核单向）

转录（单顺反子/多顺反子）

真核特殊（DNA多态性、端粒）

②真原核基因表达的比较：复制、表达连续性及机理

Ⅳ真核基因组结构

①hnRNA内含子：GU-AG法则，3‘嘧啶区，5‘保守区、3’上游18-50处的保守区

②启动子：核心（TATA，决定转录起始位点）、识别RNA聚合酶（CG、CAAT，决定转录起始

频率）

③增强子：定义、结构、作用机制、特点、代表（β-珠蛋白基因）

④终止子：两类（依赖/不依赖ρ因子）、结构特点、作用机理、穷追模型

Ⅴ原核基因组结构

①启动子：-35区（识别RNA聚合酶），-10区（结合RNA聚合酶）

Ⅵ基因组学

①几个定义：重叠基因、断裂基因、基因家族、基因簇、超基因家族、假基因、管家基因、

奢侈基因、组织特异性基因

②顺式与反式作用因子：

⑪顺式作用元件：定义，启动子、增强子、沉默子

⑫反式作用元件：定义，转录复合物

③人类基因组计划：

④比较基因组学：

基因表达部分

ⅠDNA复制

①半保留复制：定义、意义、发现（N14N15）

②半不连续复制：前导链、后随链、冈崎片段、过程、实验证明（电泳、30s）

③复制起点：复制叉、复制子、复制起点特征

④复制方式：线性-眼形，环状-3种（θ型、滚环型、D环型；各对应DNA种类、机制）

⑤复制方向、速度：三种，以定点反向等速为主

⑥复制所需酶、蛋白：拓扑异构酶（两类）、解旋酶、SSB（作用）；引发酶；DNA聚合酶（见

下）、DNA连接酶

※DNA聚合酶：

原核：Ⅰ→Ⅴ结构与功能（聚合酶活性、外切酶活性），Ⅲ最主要

真核：αβγωδ，αδ最主要

功能总结：与连接酶共同作用（合成子链、损伤修复校正、补冈崎片段的连接处）

⑦原核DNA复制过程及酶的作用：DNA解旋（三种酶）→引发（引物的作用）→延伸→终止

⑧复制特点：子链复制方向：5’→3‘，原核、真核连续性

⑨复制的调控：

⑪原核：复制叉多少决定起始频率，起始频率直接调控因子—RNP

⑫真核：三个水平（细胞周期、染色体、复制子）

Ⅱ DNA损伤与修复

①损伤：三种（紫外线、脱氨、甲基化、氧化机制，对应修复法）：碱基异常（U-G、T-G）

②变异：基因突变基础、突变类型、突变后果

③修复：切除（碱基、核苷酸），错配（Dam、5‘GATC3’），重组（先复制后修复），

直接（光修复、去甲基化），SOS（）；各修复机理（所需酶）

Ⅲ DNA转录与逆转录

①转录的定义：转录、转录单元

②转录特点：不对称(正负链定义、负链为模板，多基因DNA正负链相间)；连续单向（mRNA5

‘→3’）；有起始终止位点（启动子、终止子定义）；能力（双链强于单链及原

因）；不需完全解链

③转录起始位点：定义、上下游表示法（-n/+n）；原核启动子（-10区、-35区结构、功能，

两区最佳间距）、真核启动子（TATA区、CAAT区、GC区结构、功能）；启

动子的上升/下降突变

④转录所需酶、复合物：RNA聚合酶（见下）；复合物（转录因子定义、分类、结构与功

能）

※RNA聚合酶：

真核：ⅠⅡⅢ（对应三种内含子），Ⅱ最主要，对应三种RNA（rRNA、hnRNA、tRNA），对α-鹅膏蕈碱敏感度（三类）

原核：（α2ββˊ）σ：α2ββˊ为核心酶，ββˊ与原核启动子识别、结合，σ协助ββˊ与原

核启动子识别※σ因子：结构、作用机理；ρ因子：结构

⑤转录过程概述：识别→起始→延伸→终止（各步定义）

⑥转录过程详解：