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ⅠDNA①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+、Tm⑯分子伴侣：作用、分类（热休克蛋白、伴侣素）、作用机理（四条）Ⅱ tRNA①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 mRNA①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—RNP⑫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：⑪RNA聚合酶对启动子区的识别：原核（-35区）；真核（CAAT、CG区）⑫RNA聚合酶与启动子的结合：原核（-10区）；真核（需转录因子形成复合体相互作用使酶与启动子结合TAAT区）不需引物⑬转录的延伸：RNA聚合酶催化下合成RNA链。

先合成一段>9/<9的片段→继续/停止转录⑭转录的终止：两类终止（依赖/不依赖ρ因子）【见基因组学部分】；抗终止（定义、两方式）⑦增强子、终止子：见基因组学部分⑧转录的调控：见基因表达调控部分⑨RNA的转录后加工：⑪真原核mRNA比较：见基因组学部分⑫hnRNA内含子：见基因组学部分⑬mRNA的剪接：剪接因子及作用（U1SnRNP、U1Sn0RNA、U2AF、U4-U5-U6-SnRNP三聚体），SnRNA（U1-U10），变位剪接（跳过某特殊剪接位点）※三类rRNA内含子的剪接：对应三类RNAPol、用于、两次转脂及后处理（机理）、⑭RNA的编辑：定义（加、减、换一位）、两机制（甲基化、脱氨）、意义⑮RNA的再编码：定义、三方式（+1/-1移码、核糖体跳跃、终止子通读）⑯RNA的化学修饰：方式种类、产物、适用于SnoRNA上的Dbox：甲基化酶结合位点⑩转录的抑制：抑制物种类（利福平、利迪链霉素、放射线素D、α-鹅膏蕈碱）、作用位置Ⅳ DNA翻译①综述:几个定义（三联子密码、可读框）；起始密码子：AUG，原核三个；三个终止密码子（学名、使用频率UAA>UGA>UAG）②三联密码子:破译过程(推理、验证、破译技术)；性质【普遍与特殊性、连续与方向性、摆动性（摆动假说、tRNA可识别密码子数）、简并性（简并、同义密码子及特点、与氨基酸出现率关系精氨酸例外）、偏好性】③翻译（蛋白合成）机制：起始（真原核起始因子）→延长（真原核延长因子）→终止（真原核释放因子）④蛋白前体加工⑪N端起始氨基酸的切除：fMet在脱甲酰化酶作用下脱甲酰基，在肽链合成完成前剪切，有些病毒切除后成多段功能蛋白⑫二硫键的形成：半胱氨酸间成二硫键→胱氨酸→蛋白质⑬修饰：磷酸化、糖基化、甲基化⑭切除非功能区：⑮蛋白折叠：见结构分子生物学部分分子伴侣⑤蛋白的转运与降解：见分子笔记（中）P31⑪翻译-转运同步机制：适用于原核生物；信号肽（定义、特点）；信号肽假说；几个结论；SRP和DP的作用⑫翻译后转运机制：适用于真核生物线粒体、叶绿体蛋白转运；线粒体蛋白转运【过程特征、前导肽（转运过程、特性）】；叶绿体蛋白转运【过程特征、叶绿体定位信号肽（两部分、小亚基前体）】⑬核蛋白的转运：⑭蛋白降解：大肠杆菌Lon（）；蛋白质半衰期（）；泛蛋白（真核蛋白降解、结构、机理）；N端结构与蛋白稳定性（赖精不稳）⑥翻译的抑制：抗生素（氯霉素、四环素、链霉素、新霉素、卡那霉素）、竞争氨酰tRNA类似物（嘌呤霉素）青霉素、红霉素作用机理※真原核mRNA与核糖体的结合的区别：真核：帽蛋白作用下使5‘帽与核糖体小亚基结合原核：SD序列与16SrRNA结合Ⅴ DNA转座①几个定义：转座、转座子②发现：1940，玉米实验③转座子结构：有独立复制、移动基因④两类转座子：插入型（IS）(两端反向重复序列)、复合型(IS-功能基因-IS)⑤TnA家族及其它：⑥转座机制：复制型、非复制型、过程⑦转座遗传效应：插入突变、产生新基因、染色体畸变、生物进化、发生频率低基因调控部分Ⅰ基因表达与调控总述①定义：基因表达、基因表达的调控②基因表达的时间性与空间性：真核不连续，原核连续③基因表达类型：组成型（定义、管家基因）；适应型（定义、奢侈基因）④调控的分类：正控、负控；阻遏、诱导Ⅱ原核基因调控①转录水平的调控—乳糖操纵子学说⑪操纵子结构：PI…POZYA、I、O、Z、Y、A作用⑫核心思想：I编码阻遏蛋白与O结合，阻碍ZYA三基因表达；ZYA编码三种酶，用于消化乳糖※Z、Y、A对应的三种酶及功能：Z-β半乳糖苷异构酶；Y-β半乳糖苷透过酶；A-β半乳糖苷乙酰基转移酶⑬只有乳糖时：乳糖在Z酶催化下成异构乳糖，异构乳糖在Y酶催化下进入基因组，与O 区上的阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白脱离O区，使ZYA可表达※异构乳糖是效应物※两个矛盾：定义、解释（阻遏蛋白与O区非共价结合，不稳）⑭有葡萄糖、乳糖时（代谢产物阻遏作用）：虽然可通过上述机理使阻遏蛋白脱离O区，但葡萄糖分解产物可与O结合，阻碍ZYA表达※降解物敏感型操纵子：定义⑮CAMP-CRP调控：CAMP定义；正调控机理；抗解链蛋白的阻遏②转录终止水平的调控—色氨酸操纵子学说⑪细菌SOS应急反应：⑫弱化作用：弱化子结构（前导区，10、11位为色氨酸密码子，表达出前导肽）※转录的弱化作用：作用于前导肽的翻译合成过程前导肽合成受tRNA Trp影响：10、11位为色氨酸密码子，翻译过程中，色氨酸浓度影响核糖体在mRNA上的移动速度（见下）当色氨酸少时：tRNA Trp少→核糖体在10、11位移动速度小→4区转录完后，核糖体到1区（10、11位之间）→2区与3区配对→继续转录色氨酸操纵子，自己继续合成色氨酸当色氨酸多时：核糖体在10、11位移动速度快→4区转录前，核糖体已到2区→2区与3区不能配对→3区与4区配对成茎环终止结构→色氨酸操纵子转录停止→不自己继续合成色氨酸⑬安慰性诱导物：定义、举例⑭魔斑：定义、产生原因③翻译水平的调控⑪反义RNA的调控：阻碍核糖体与mRNA结合⑫调节蛋白的调控：竞争mRNA的核糖体结合位点Ⅲ真核基因调控①染色质水平调控⑪转录活跃区结构变化的调控：⑫甲基化调控：⑬组蛋白乙酰化调控：②转录水平的调控⑪转录因子DNA结合域：⑫转录因子转录激活域：③转录后加工：见转录④翻译水平调控：⑪mRNA稳定性因素：5‘帽，3‘尾，去稳定元件，SiRNA（小干扰RNA，双链，特异降解mRNA）⑫翻译起始的调控：⑤翻译后水平加工：见翻译。