分子生物学原核生物的转录
药学分子生物学转录
RNA-pol I————TF I RNA-pol II————TF II RNA-pol III————TF III
参与RNA-polⅡ转录的TFⅡ
转录因子 亚基组成 分子量 (kD)
TFⅡD TBP*
38
TAF**
TFⅡA
12 ，19，35
TFⅡB
33
转录（transcription）
生物体以DNA为模板合成RNA的过程
DNA
RNA转录
成熟的mRNA
转录是遗传信息表达的第一步
复制 VS 转录
转录与复制的共同点
✓ 核苷酸聚合反应，生成磷酸二脂键
✓ 以DNA为模板 酶 ✓ 促反应 ✓ 遵从碱基配对规律
✓ 方向：从5’→3’
转录与复制的区别
RNA
UUUU...…
UUUU...…
茎环(stem-loop)/发夹(hairpin)结构
茎环结构使转录终止的机理
回文序列导致RNA形成茎环 结构
改变了RNA-pol的构象，使 其停顿
RNA和DNA各自形成双链， 使RNA/DNA杂化短链分开， 释放RNA
第二节 真核生物的转录
RNA聚合酶
RNA-pol辨认位点 (recognition site)
(Pribnow box)
转录的过程
转录起始 RNA的延长 转录终止
原核生物与真核生物转录的聚合酶、 起始、终止都有所不同
原核生物转录的过程
转录起始需解决两个问题：
1. RNA聚合酶必须准确地结合在转录模板的 起始区域。
2. DNA双链解开，使其中的一条链作为转录 的模板。
录
转录
原核生物转录起始复合物的形成过程
原核生物转录起始复合物的形成过程
首先，启动子是转录起始复合物形成过程中的关键组成部分。
启动子
位于基因的上游区域，通常包括TATA盒、转录因子结合位点和脱氧核苷
酸结合位点等。
转录因子结合位点通常是一些特定的序列，例如CCAAT盒
和GC盒，它们可以与特定的转录因子结合。
启动子的序列和结构对于
TIC的形成非常重要。
其次，转录因子在TIC的形成过程中起到了关键作用。
最常见的转录
因子是TFIID、TFIIB、TFIIF、TFIIH和TFIIE等。
在转录因子的存在下，RNA聚合酶可以发挥作用并附着在启动子上。
转录因子在结合启动子的同时，也可以与RNA聚合酶相互作用，形成一个稳定的复合物。
然后，转录因子的结合可以促进染色质的开放。
染色质通常是通过核
小体的组装和折叠而紧密包装的。
当转录因子结合到启动子上时，一些辅
助因子可以加入并改变染色质的结构，使基因区域暴露出来。
这种染色质
的开放可以进一步促进TIC的形成。
最后，RNA聚合酶与转录因子的结合完成了TIC的形成。
RNA聚合酶
是一个复杂的酶，由多个亚单位组成。
转录因子的结合可以帮助RNA聚合
酶的正确装配和稳定。
一旦形成TIC，RNA聚合酶就可以开始向下游方向
在DNA上进行转录，合成出RNA分子。
总结起来，原核生物的转录起始复合物的形成过程包括启动子的识别
和转录因子的结合、染色质的开放以及RNA聚合酶的装配。
这一过程直接
影响基因的表达和调控，并且在细胞的正常功能和发育中起到重要作用。
分子生物学第七章原核生物基因表达调控
原核生物基因表达调控的特点
01
原核生物基因表达调控通常由特 定的转录因子、RNA聚合酶以及 其他调控蛋白介导，通过与DNA 的结合或解离来调节基因转录。
02
原核生物基因表达调控具有快速 响应环境变化的特点，能够在短 时间内调整基因表达模式，以适 应外界刺激和压力。
翻译后加工的调控
翻译后加工的调控
在翻译后加工阶段，新合成的蛋白质经过一系列修饰和加工，最终成为具有生物学活性的蛋白质。原 核生物通过控制翻译后加工酶的合成和活性来调控翻译后加工过程。此外，原核生物还可以通过控制 蛋白质的稳定性来影响其功能和表达水平。
总结
翻译后加工是基因表达调控的重要环节，原核生物通过控制翻译后加工酶的合成和活性，以及蛋白质 的稳定性来精细调控基因表达。
翻译延伸的调控
翻译延伸的调控
在翻译延伸阶段，核糖体沿着mRNA移动，将氨基酸组装成蛋白质。原核生物通过控制翻译延伸因子的合成和活 性，以及核糖体的合成和组装来调控翻译延伸。此外，原核生物还可以通过控制mRNA的结构和稳定性来影响翻 译延伸。
总结
翻译延伸是基因表达调控的重要环节，原核生物通过控制翻译延伸因子的合成和活性，以及核糖体的合成和组装， 以及mRNA的结构和稳定性来精细调控基因表达。
翻译起始的调控
原核生物通过控制翻译起始来调控基因表达。在翻译起始阶段， mRNA与核糖体结合，招募翻译所需的起始因子和其他成分。原 核生物通过控制起始因子的合成和活性，以及mRNA与核糖体的 结合来调控翻译起始。
总结
翻译起始是基因表达调控的重要环节，原核生物通过控制翻译起 始因子的合成和活性，以及mRNA与核糖体的结合来精细调控基 因表达。
分子生物学
名词解释：1.操纵子：原核生物基因的一个基本转录单位，由编码序列及上游的调控序列组成。
编码序列通常包括几个功能相关的结构基因，调控序列由启动序列（启动子）、操纵序列（操纵基因）及其他调节序列构成。
2.顺式作用元件：真核基因表达时调控转录过程的特殊DNA序列，与转录因子结合而起作用，通常包括启动子、增强子、沉默子等。
3.反式作用因子：与其他基因的顺式作用元件结合，调节基因转录活性的蛋白质因子，根据功能不同可分为基本转录因子和特异性转录因子。
4.启动子：位于结构基因上游，与RNA聚合酶识别，结合的特异性DNA序列，与基因转录起始有关。
5.同源重组：是指发生在同源序列间的重组，它通过链的断裂和再连接，在两个DNA分子同源序列间进行单链或双链片段的交换。
又称基本重组。
6.DNA克隆：指在体外对DNA分子按照既定目的和方案进行人工重组，将重组分子导入适当细胞内，使其在细胞内扩增和繁殖，从而获得该DNA分子大量拷贝的过程称为分子克隆，又叫基因克隆或重组DNA技术。
7.基因工程：在体外将目的基因和载体DNA按照既定的目的进行人工重组，并将重组体导入宿主细胞，经过无性生殖和表达得到所需的核酸、蛋白质或生物新品种。
包括转基因动物、植物、基因工程生产药物、基因诊断、基因治疗等。
8.限制性核酸内切酶：一类能够识别和切割双链DNA分子内特定的碱基顺序的核酸水解酶，绝大多数是从原核细胞中提取的，可分三大类，其中II型是分子克隆中最常用的工具酶。
9.PBR322：是研究最早、最清楚的质粒，其全部顺序为4363bp，含有一个复制原点，一个Amp和Tet标记，有限制酶酶切位点，可供外源性基因插入，利用这种遗传标记，有利于筛选出重组转化菌10.gDNA文库：基因组DNA文库，是指存在于转化菌内、由克隆载体所携带的所有基因组DNA的集合。
它涵盖了基因组全部遗传信息。
11.cDNA文库：细胞总mRNA的克隆，文库只包含表达蛋白质或多肽的基因。
分子生物学-07-3-生物信息的传递-3转录后加工-小RNA-RNA拼接1
能够识别发夹 结构的内切酶
1
RNAase P 3
2 RNA酶D
4 4
4
4
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多种酶的处理
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23
tRNA的内含子去除
2020/10/28
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22
rRNA的转录后处理
1、原核生物和真核生物是较为相似的，分别由多种
rRNA组成它的核糖体，包括5S rRNA 、5.8S S rRNA、 18 S rRNA、 28 S rRNA
3.6原核生物RNA转录与真核生物的比较
Eukaryotes and prokaryotes produce mRNAs somewhat differently
2020/10/28
2020/10/28
1
3.6.1 原核生物mRNA的特征
1. 多顺反子，有共同的起始子和终止信号 2. 转录和翻译的时空性 3. 5′端无帽子结构， 3′端没有或只有较短的poly(A)结构 4. 起始密码子常为AUG，有时也为GUG，甚至UUG 5. 半衰期短
14
Poly(A)尾巴的功能：
（1）尾巴可能与核-质转运有关；但是无尾巴的 mRNA，如组蛋白的mRNA同样可以通过核膜 进入细胞质
（2）尾巴的长短对mRNA的翻译也无影响，因 此其功能无定论。
（3）细胞质中mRNA 的Poly(A)尾巴与蛋白质相 结合构成mRNP（一种蛋白质分子）。其功能 不清楚。
2020/10/28
帽子结构功能：
1.能被核糖体小亚基识别，促使mRNA和 核糖体的结合；
2.m7Gppp结构能有效地封闭mRNA 5’末 端，以保护mRNA免受5’核酸外切酶的降解 ，增强mRNA的稳定。
名词解释-分子生物学
1、转录（Transcription）：以某一DNA链为模板，按照碱基互补原则形成一条新的RNA链的过程，是基因表达的第一步。
2、编码链：与mRNA 有相同序列的DNA 链3、下游：沿着表达方向的序列。
例如，编码区是在起始区的下游。
4、上游：转录起点之前的序列，例如，细菌启动子在转录单位的上游，起始密码在编码区上游。
5、启动子：结合RNA 聚合酶并起始转录的DNA 区域。
6、RNA聚合酶：使用DNA作为模板合成RNA的酶(正式应为DNA-依赖性RNA 聚合酶)7、终止子：是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列。
DNA分子中终止转录的核苷酸序列。
8、转录单位：指RNA聚合酶起始位点和终止位点间的距离，可能包括不止一个基因。
9、初级转录本：与一个转录单位相对应的未修饰的RNA 产物。
10、组成型表达constitutive expression：个体发育的任一阶段，在所有细胞中都持续进行的表达。
一般是生命过程必需的基因。
11、负调控：在没有任何调节蛋白或其失活的情况下，基因表达；存在repressor的时候基因表达受阻。
12、正调控：在没有任何调节蛋白或其失活的情况下，基因关闭；存在activator的时候基因表达开启。
一般原核生物偏向负调控，原核生物的DNA裸露无保护，很容易启动转录，并翻译。
因此其细胞内的基因可以说是基本全部默认开启，因此在正常情况下原核细胞内存在大量不同的reressor阻遏着大量基因的转录。
细胞必须根据不同的条件，对一些被阻遏的基因进行去阻遏的调控，或对一些基因的表达进行阻止。
13、顺式作用元件cis-acting element DNA分子上的一些与基因转录调控相关的特定序列。
14、反式作用因子trans-acting factor一些与基因表达调控有关的蛋白因子。
15、顺式调控cis-acting regulation 一段非编码DNA序列对基因转录的调控作用，顺式正调控（启动子、增强子）；顺式负调控（沉默子）16、反式调控trans-acting regulation 转录因子作用于顺式作用元件对基因转录的调控。
分子生物学简答题
第二章1、DNA二级结构的特点？答：（1）DNA分子是由两条互相平行的脱氧核甘酸长链盘绕而成的（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧.2.阐述Meselson和Stahl关于DNA半保留复制的证明实验？答：用普通培养基（含14N的氮源）培养15N标记的大肠杆菌，经过一代后，所有DNA 的密度都在15N-DNA和14N-DNA之间，即形成了一半15N和一半14N的杂合分子，两代后出现等量的14N分子和14N-15N杂合分子。
若再继续培养，可以看到14N-DNA分子增多，说明DNA分子复制时均可被分成两个亚单位，分别构成子代分子的一半，这些亚单位经过很多代复制仍然保持着完整性。
3.描述大肠杆菌DNA聚合酶I在DNA生物合成过程中的作用？答：该酶被认为在切除由紫外线照射而形成的嘧啶二聚体中起着重要的作用，它也可用以出去冈崎片段5,端RNA引物，使冈崎片段间缺口消失，保证连接酶将片段连接起来。
4.DNA的损伤原因是什么？答：DNA的损伤分自发性损伤、物理因素引起的DNA损伤、和化学因素引起的DNA损伤.自发性损伤是由于DNA复制中的错误和碱基的自发性化学变化造成DNA的损伤.物理因素引起的DNA损伤常是缘于紫外线引起的DNA损伤和电离辐射引起的DNA损伤.化学因素引起的DNA损伤是突变剂或致癌剂对DNA的作用,包括烷化剂对DNA的损伤和碱基类似物对DNA的损伤.5.组蛋白具有哪些特性？答：进化上的极端保守性，无组织特异性，肽链上氨基酸分布的不对称性，组蛋白的修饰作用（包括甲基化，乙酰化，磷酸化，范素化9口「核糖基化），富含赖氨酸的组蛋白H56.比较原核生物和真核生物DNA复制的不同点。
答：真核生物每条染色质上可以有多处复制起始点，而原核生物只有一个起始点；真核生物的染色体在全部完成复制之前，个个起始点上DNA的复制不能再开始，而在快速生长的原核生物中，复制起始点上可以连续开始新的DNA复制，表现为虽只有一个复制单元，但可有多个复制叉。
分子生物学复习7-9
第七章基因的表达与调控（上）——原核基因表达调控模式（一）基本概念1．基因表达：细胞在生命过程中，把蕴藏在DNA中的遗传信息经过转录和翻译，转变成为蛋白质或功能RNA分子的过程称为基因表达。
2．基因表达调控：围绕基因表达过程中发生的各种各样的调节方式都统称为基因表达调控。
rRNA或tRNA的基因经转录和转录后加工产生成熟的rRNA或tRNA,也是rRNA或tRNA 的基因表达，因为rRNA或tRNA就具有在蛋白质翻译方面的功能。
3．组成型表达：指不大受环境变动而变化的一类基因表达。
如ＤＮＡ聚合酶，ＲＮＡ聚合酶等代谢过程中十分必需的酶或蛋白质的表达。
管家基因：某些基因在一个个体的几乎所有细胞中持续表达，通常被称为管家基因。
管家基因无论表达水平高低，较少受到环境因素的影响。
在基因表达研究中，常作为对照基因适应型表达：指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因表达。
应环境条件变化基因表达水平增高或从无到有的现象称为诱导，这类基因被称为可诱导的基因；相反，随环境条件变化而基因表达水平降低或变为不表达的现象称为阻遏，相应的基因被称为可阻遏的基因。
4．结构基因：编码蛋白质或功能性RNA的任何基因。
所编码的蛋白质主要是组成细胞和组织基本成分的结构蛋白、具有催化活性的酶和调节蛋白等。
原核生物的结构基因一般成簇排列，真核生物独立存在。
结构基因簇由单一启动子共同调控。
调节基因：参与其他基因表达调控的RNA或蛋白质的编码基因。
①调节基因编码的调节物质通过与DNA上的特定位点结合控制转录是调控的关键。
②调节物与DNA特定位点的相互作用能以正调控的方式（启动或增强基因表达活性调节靶基因，也能以负调控的方式（关闭或降低基因表达活性）调节靶基因。
操纵子：由操纵基因以及相邻的若干结构基因所组成的功能单位，其中结构基因的转录受操纵基因的控制。
（二）原核基因调控的分类和主要特点一、原核生物的基因调控特点：（1）基因调控主要发生在转录水平上，形式主要是操纵子调控.（2）有时也从DNA水平对基因表达进行调控，实质是基因重排。
分子生物学Chapter 4 转录
σ σ70 σ32 σ54
Biological Process
general Heat shock N metabolism
Consensus Sequence
…TTGACA…… TATAAT…
…TCTCNCCCTTGAA…… CCCCATNTA…
…CTGGNA…… TTGCA…
RNA聚合酶其它亚基的功能
-10区
C G/A T initiation site
转录起点
上游 upstream
下游 downstream
原核生物的扩展启动子
（Extended Promoter）
Extended promoter:
Core promoter: Binding site for RNA polymerase UCE (Upstream control Element，上游控制元件; Up element, UP,上游
β’ : recognize and bind to the template un-specifically
σ: recognize and bind the template specifically
α: unwind the double-strand β: nucleotide’s binding during initiation and elongation
ρ– dependent
ρ factor: (1) Moves along the nascent RNA towards the transcription complex (2) Hydrolyzes the ATP to energize the moving
(3) Helicase
分子生物学-转录
10个核苷酸的合成中，RNA聚合酶易从模板链上脱落，合成效率较低, 此阶段称为
流产转录(abortive trancription)；一旦合成的RNA链长度>10nt, 聚合酶可以与DNA、 RNA形成稳定的三维复合结构，进入转录延伸阶段，这一转变过程称为启动子逃
离（promoter escape）.
2)当RNA聚合酶成功脱离启动子后，进入转录延伸阶段（transcription elongation） 未转录的DNA双链从两蟹爪交接处进入聚合酶, 并分别进入酶分子中各自通道, 在
离开聚合酶后又重新恢复双链结构. 转录延伸中的RNA分子只有8～9nt与模板DNA
互补,其余的RNA链则从模板链上剥离, 并通过RNA通道离开RNA聚合酶. 在延伸过 程中, RNA聚合酶具有两种校正功能:
的平台。体外实验结果显示，其它GTFs与RNA聚合酶Ⅱ按照一定的顺序在启动子
上完成组装。
前起始复合物形成后在特定条件下，在TFⅡH解旋酶活性的催化下引起启动子区
域解链，并同时对RNA聚合酶Ⅱ大亚基羧基端(C-terminal domain,CTD)七肽重复序 列中（Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser）的Ser进行磷酸化修饰，使RNA聚合酶Ⅱ起始
PolⅡ core promoter
二、转录前复合物的形成
普通转录因子可以协助RNA聚合酶Ⅱ结合到启动子并协助实现从闭合复合物向 开放复合物的转化；同时还协助聚合酶脱离启动子顺利进入延伸阶段。把结合在
启动子上准备起始转录的一整套GTFs及RNA聚合酶Ⅱ称为前起始复合物（preinitiation complex）. 前起始复合物的形成位点是核心启动子的TATA元素。GTFs中的TFⅡD首先通过 TBP亚基结合到TATA序列上而形成一个其它GTFs与RNA聚合酶Ⅱ对启动子结合
分子生物学名词解释 (2)
基因genes：基因是负责编码RNA或一条多肽链的DNA片段，包括编码序列、编码序列外的侧翼序列及插入序列。
是决定遗传性状的功能单位。
结构基因structure genes：基因中编码RNA或蛋白质的DNA序列称为结构基因。
基因组genome：一个细胞或病毒的全部遗传信息。
（细胞或生物体的一套完整单倍体的遗传物质的总和。
）真核生物基因组是指一套完整单倍体DNA（染色体DNA）和线粒体DNA的全部序列，包括编码序列和非编码序列。
GT-AG法则：真核生物基因的外显子与内含子接头处都有一段高度保守的一致性序列，即：内含子5’端大多数是以GT开始，3’端大多是以AG结束。
端粒：以线性染色体形式存在的真核基因组DNA末端都有一种特殊的结构叫端粒。
该结构是一段DNA序列和蛋白质形成的一种复合体，仅在真核细胞染色体末端存在。
端粒DNA由重复序列组成，人类端粒一端是TTAGGG 另一端是AATCCC.操纵子：是指数个功能上相关的结构基因串联在一起，构成信息区，连同其上游的调控区（包括启动子和操纵基因）以及下游的转录终止信号所构成的基因表达单位。
所转录的RNA为多顺反子。
操纵元件：是一段能够被不同基因表达调控蛋白质识别和结合的DNA序列，是决定基因表达效率的关键元件。
顺式作用元件：是指那些与结构基因表达调控相关、能够被基因调控蛋白特异性识别和结合的特异DNA序列。
包括启动子、上游启动子元件、增强子、反应元件和poly(A)加尾信号。
反式作用因子：是指真核细胞内含有的大量可以通过直接或间接结合顺式作用元件而调节基因转录活性的蛋白质因子。
启动子：是能够被RNA聚合酶特异性识别并与其结合并开始转录的核苷酸序列。
（TATAbox、CAATbox、GCbox）增强子enhancer：是一段短的DNA序列，其中含有多个作用元件，可以特异性地与转录因子结合，增强基因的转录活性。
它可位于被增强的转录基因的上游或下游，也可相距靶基因较远。
2021年分子生物学模拟试卷与答案(9)
2021年分子生物学模拟试卷与答案9一、单选题(共30题)1.原核生物参与转录起始的酶是（）A：解链酶B：引物酶C：RNA聚合酶IID：RNA聚合酶全酶【答案】：D【解析】：2.下列不属于细胞凋亡的特征是A：出现炎症反应B：出现凋亡小体C：DNA降解成大小不同片段D：染色质固缩【答案】：A【解析】：3.真核生物的原始转录物必须经过在5’端加帽和在3’端加尾才能保证mRNA的稳定性，3’端的尾部结构是A：多聚AB：多聚CC：多聚TD：多聚U【解析】：4.基因表达是指A：包括复制.转录和翻译过程B：包括转录和翻译过程C：DNA通过复制将遗传信息传给子代D：翻译过程【答案】：B【解析】：5.稀有的核苷酸碱基主要存在于下列哪一类核酸中A：mRNAB：tRNAC：rRNAD：DNA【答案】：B【解析】：6.冈崎片段是指A：DNA模板上的DNA片段B：先导链上合成的DNA片段C：后随链上合成的DNA片段D：引物酶催化合成的RNA片段【答案】：C7.氨基酸活化的特异性决定于A：rRNAB：tRNAC：转肽酶D：氨基酰-tRNA合成酶【答案】：D【解析】：8.与mRNA上ACG密码子相应的tRNA反密码子是（）A：UGCB：TGCC：GCAD：CGT【答案】：D【解析】：9.蛋白质多聚体组成的基本单元是A：氨基酸B：核苷酸C：脂肪酸D：单糖【答案】：A【解析】：10.基因中被转录的非编码序列是A：内含子B：顺式作用元件C：外显子D：沉默子【答案】：A【解析】：11.翻译后加工的是（）A：5’端帽子结构B：3’端聚腺苷酸尾巴C：酶的变构D：蛋白质糖基化【答案】：D【解析】：12.下列哪种工具酶的出现在基因工程中具有最重要的意义。
A：逆转录酶B：限制性核酸内叨酶C：DNA连接酶D：DNA聚合酶【答案】：B【解析】：13.下列关于DNA双螺旋模型的叙述，错误的是A：是DNA的二级结构B：双螺旋相互平行，走向相反C：磷酸与脱氧核糖组成了双螺旋的骨架D：碱基位于双螺旋的外侧【答案】：D【解析】：14.限制性核酸内切酶切割DNA后产生【答案】：A【解析】：15.DNA变性过程中断开的化学键是A：磷酸二酯键B：肽键C：糖苷键D：氢键【答案】：D【解析】：16.端粒酶是一种A：DNA聚合酶B：逆转录酶C：连接酶D：RNA聚合酶【答案】：B【解析】：17.反义RNA是指核苷酸序列与其所调控的——序列互补的RNA片段。
03转录及调控-3
（一）真核生物基因表达的特点
1. 细胞的全能性 2. 基因表达的时间性和空间性 3. 转录和翻译分开进行
4. 初级转录产物要经过转录后加工修饰
5. 部分基因多拷贝
6. 不存在操纵子结构 真核生物的mRNA是单顺反子mRNA
(monocistronic mRNA)
胚胎期
ε
胚胎期 δ2 Hb Grow1
原核生物以负调控为主： 原核生物染色质没有核小体结构，DNA没有遮蔽，
催化转录的RNA聚合酶很容易发现启动子，其基 因表达的调节很容易通过阻遏蛋白实现。 负调控提供了一个非常保险的机制：即使调节系 统失灵，蛋白质照样可以合成。很多原核操纵子 （元）系统，原核基因调控普遍涉及特异阻遏蛋 白参与的开、关调节机制。
Transcription
mRNA 5′
3′
1
2
3
Translation
Proteins
1
2
3
3.转录和翻译偶联进行；
4.mRNA翻译起始部位有特殊的碱基序列—SD序 列，共有序列为AGGAGG； 5.原核生物基因表达调控主要在转录水平，即对 RNA合成的调控。
通常有两种方式： (1) 起始调控，即启动子调控 (2) 终止调控(衰减子调控)
转录终止调控方式 ： A.依赖ρ因子的终止调控
噬菌体
B.不依赖ρ因子的终止调控
• 依赖mRNA3′末端转录终止子
• 衰减子介导的转录终止
色氨酸操纵子的表达调控
1.色氨酸操纵子的结构 色氨酸操纵子（tryptophan operon，trp operon）
负责色氨酸合成的操纵子，由启动子和操纵基因 区组成，该操纵基因区控制一个编码色氨酸生物合 成需要的5种蛋白的多顺反子mRNA的表达。
《分子生物学》复习指南
《分子生物学》复习指南《分子生物学》复习指南答案一、名解1、基因：是含有生物信息的DNA片段，根据这些生物信息可以编码具有生物功能的产物，包括RNA和多肽链。
(课件)2、分子伴侣(Molecular Chaperone)：又称为伴侣蛋白，是一类在序列上没有相关性但有共同功能的保守性蛋白质，在细胞内协助其它多肽结构完成正确的折叠、组装、转运和降解，在功能完成后与之分离，不构成这些蛋白质结构执行功能时的组份。
3、RFLP：即限制性片段长度多态性。
高度重复序列中的无间隔反向重复序列很容易形成限制性内切酶识别位点，也很容易由于突变产生或失去一个酶切位点，因而可以造成限制性片段长度多态性。
即用同一种限制性内切酶消化不同个体的同一段DNA时，由于碱基组成的变化而改变限制性内切酶识别位点，从而会产生长度不同的DNA片段，这种方法称为限制性片段长度多态性，简称RFLP技术。
4、DNA的复制（replication）：以构成基因组的全套核酸分子为模板，精确合成一套新的核酸分子的过程。
遗传信息通过亲代DNA 分子的复制传递给子代，在保持生物物种遗传的稳定性方面起着重要的作用。
5、反转录：又称逆转录（reverse transcription），是以RNA为模板，在逆转录酶的催化下，合成双链DNA的反应。
6、克隆载体：可携带插入的外源DNA片段并可转入受体细胞中大量扩增的DNA分子。
该分子中含有能够在受体细胞中自主复制的序列和筛选标记，常用于外源基因的克隆，如噬菌体或质粒。
7、功能基因组：细胞内所有具有生物学功能的基因。
表达一定功能的全部基因所组成的DNA序列，包括编码基因和调控基因。
8、核不均一RNA：即hnRNA,即前体mRNA，在真核生物中，最初转录生成的RNA,存在于真核生物细胞核中的不稳定、大小不均的一组高分子RNA之总称。
由外显子和内显子组成，需经过剪接加工及各种修饰后，形成成熟的mRNA。
9、分子杂交：由来源不同的两个脱氧核糖核酸单链或核糖核酸单链结合成双链分子的过程。
分子生物学名词解释题
分子生物学名词解释题1. DNA超螺旋结构：DNA本身的卷曲，一般是DNA双螺旋的弯曲、欠旋（负超螺旋）或过旋（正超螺旋）的结果。
2. DNA Cloning：在体外对DNA分子按照即定目的和方案进行人工重组，将重组分子导入合适宿主，使其在宿主中扩增和繁殖，以获得该DNA分子的大量拷贝。
3. Operon：是指数个功能上相关的结构基因串联在一起，构成信息区，连同其上游的调控区（包括启动子和操纵基因）以及下游的转录终止信号所构成的基因表达单位，所转录的RNA 为多顺反子。
4. 内含子（intron）：一段DNA片段，它能够被转录但通过将其连段的序列（外显子）剪接在一起而被去除出转录物。
5. 冈崎片段（Okazaki fragment）：在非连续复制中产生的1000—2000bp短片段，随后被剪接成完整的共价链。
6.Domains and motifs :在蛋白质三级结构内的独立折叠单元。
结构域通常都是几个超二级结构单元的组合；在蛋白质中，特别是球蛋白中，经常可以看到由若干相邻的二组合体。
7. Alternative splicing（可变剪接）：依靠使用剪接接合点的改变，从单一RNA转录物中得到不同的剪接本。
8.Reporter genes（报告基因）：是一种编码可被检测的蛋白质或酶的基因。
9. The PCR cycle ：10.Restriction mapping ：DNA上能够被很多不同限制酶切割的位点的线性排列。
11.Multiple cloning sites ：12.DNA libraries ：13.Proteomics：14.Replicon ：基因中DNA复制的单位，包括复制原点。
15. semi-conservative replication：通过亲本双螺旋DNA的两链分开，将每一链作为模板合成新的互补链的复制方式。
16 gene knock-out17 molecular hybridization：18restriction fragment length polymorphism（限性片段长度多态性）：指限制性内切核酸酶所能识别的位点上的遗传差异，这些差别引起相关限制性内切核酸酶切割产生不同长度片段。
分子生物学
操纵子：原核生物中由一个或多个相关基因以及转录、翻译、调控原件组成的基因表达单元。
内含子：一个基因中非编码DNA片段，它分开相邻的外显子，内含子是阻断基因线性表达的序列。
外显子：是真核生物基因的一部分，它在剪接后仍会被保存下来，并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质。
弱化子：原核生物操纵子中能显著减弱甚至终止转录作用的一段核苷酸序列，该区域能形成不同的二级结构，利用原核微生物转录与翻译的偶联机制对转录进行调节。
顺式作用元件：是指与结构基因串联的特定DNA序列，是转录因子的结合位点，它们通过与转录因子结合而调控基因转录的精确起始与转录效率，顺式作用元件包括启动子、增强子、调控序列与可诱导元件等，它们的作用是参与基因表达的调控。
顺式作用：顺式作用元件对基因表达起调控作用的过程。
增强子：增加同它连锁的基因转录频率的DNA序列，因为它能强化转录的起始，又称强化子。
反义RNA:为大肠杆菌编码许多小分子mRNA，它们能也不同的mRNA结合，从而在翻译水平上正调控与负调控，可能关闭SD序列与释放SD序列，由于这些小分子通过与反义RNA进行碱基配对结合来行使功能。
重叠基因：是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列成为两个或两个以上基因的组成部分；重叠基因有多种重叠方式。
常见于细菌与噬菌体的基因组中。
核糖开关：mRNA一些非编码区的序列折叠成一定的构象，这些构象的改变应答于体内的一些代谢分子，从而通过这些构象的改变达到调节mRNA转录的目的回文序列：双链DNA中的一段倒置重复序列；两条链从5 ‘到3 ‘方向阅读序列一致，从3 ‘到5 ‘方向的序列一致转座子：插入序列，复合型转座子。
效应：引起突变，产生新的基因，产生染色体畸变，引起生物进化魔斑核苷酸：细菌生长过程中在缺乏氨基酸供应时产生的一个应急产物。
主要是三磷酸鸟苷合成的四磷酸鸟苷与五磷酸鸟苷。
主要功能是干扰RNA聚合酶与启动子结合的专一性，诱发细菌的应急反应，帮助细菌在不良环境条件下得以存活。
分子生物学第11.5章原核基因转录水平的调控
4.细菌的应急反应
上述3个方面是细菌处于正常生活条件下的基 因表达调节方式，这种正常也包括生活环境中缺 少某一种或两种物质，但能找到代用物。可是， 细菌有时会遇到十分恶劣的环境，比如氨基酸饥 饿时，就不是缺少一两种氨基酸，而是氨基酸全 面匮乏。为了紧缩开支，渡过难关，细菌会产生 应急反应，包括合成各种 RNA、糖、脂肪和蛋白 质在内的几乎全部生化反应过程均被停止。
Ⅲ，它们催化合成的RNA种类不同。
大肠杆菌RNA聚合酶
大肠杆菌RNA聚合酶通常认为由 5个亚基组 成，即α2、β、β＇及σ，这5个亚基组成的酶叫全 酶，而只由 α2 、 β 、 β ＇ 4 个亚基组成的酶叫做核
心酶。此外，还可以看到一个相对分子量在
10000 左右的 ω 亚基，其功能尚不清楚；后来又
原核基因启动子的一般结构
原核生物基因的启动子有两个保守的区域，一 个位于－10处，称为Pribnow box，另一个位于－35 处，称为Sextama box。它们的保守性为 Sextama box T82T84G78A65C54A45 Pribnow box T80A95T45A60A50T96
结合的作用。
RNA的转录过程
转录起始
原核RNA聚合酶通过σ亚基发现启动子－
35 区识别位点后，首先与－ 35 区序列结合成 一个封闭的启动子复合体，几乎与此同时， 全酶向－ 10 序列转移并与之紧密结合，使－ 10 区及转录起始区发生局部解链而形成开放 型复合体。
RNA的转录过程
转录起始
在开放型复合体中， RNA 聚合酶上的起始
调节基因表达的作用。
2.衰减子对基因表达的调节
在这种调节方式中，起信号作用的是特定氨 酰－ tRNA的浓度，如对色氨酸操纵子来说，高 浓度的色氨酰－ tRNA抑制色氨酸操纵子的表达。
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RNA is transcribed 5 →3
3. 转录所需的模板
(1) 结构基因：DNA分子上，能编码RNA或蛋白质的 DNA片段。
➢原核生物的转录单位多为 多顺反子,真核生物 中的转录单位多为单顺反子。
➢转录起点即转录原点记为＋1，其上游记为负 值，下游记为正值 。
+1 Promoter
TerminaLeabharlann orDNATranscribed region Sense strand
Transcription
Antisense strand
The transfer RNA molecules used to add
e1a.chFnreowmamDinNoAac→id DtoNgrAowing proteins. Sm(aRll eRpNlAicmaotlieocunle)s are involved in r2eg. uFlartoinmg, pDroNceAssi→ngRanNd Adisposing of the cons(tTanrat tnrasffcicriopf tmioesnse)nger RNA.
不同点
replication
模板 两股链均作为模板
原料
dNTP
聚合酶
DNA聚合酶
产物
子代DNA双链
配对
A-T；G-C
引物
需RNA引物
方式(特点) 半保留复制
transcription 模板链作为模板
NTP RNA聚合酶 mRNA;tRNA;rRNA A-U；T-A；G-C
-------不对称转录
二、 RNA合成的过程
•Molecular Biology Course
第1节 转录的基本原则
一、转录概述 二、RNA合成的过程
一、转录概述
1. 转录(Transcription) : 生物体以DNA为模 板合成RNA的过程 。
DNA
Transcription
RNA
MCesesenntgrear lRDNoAgMmosat oof fthme RoNleAcinuclaelrls is foundbiniorilboogsoymIens-f-oourrmpraottieoinn- store synthesizing minacDhinNesA flows:
3. From RNA →Protein (Translation)
• Four types of RNA made
Messenger RNA Transfer RNA Ribosomal RNA Small Nuclear RNA (eukaryotes)
2. 转录所需的物质
The precursor ribonucleotides (前体核糖核酸): NTP (ATP, UTP, GTP, CTP)
RNA
Structure of a typical transcription unit
Is transcribed region equal to coding region? Why?
15 单林娜 制作
Regulatory gene
Structural Genes
lacI
lacZ
lacY
lacA
RNA polymerase
nonsense sense
ATP GTP CTP UTP
Structural gene
5
Coding strand
3
Template strand
Direction of transcription
Direction of transcription
Template strand
DNA
PlacI
Plac Olac
m-RNA
Protein
β -Galactosidase
Transacetylase
Permease
6.转录与复制的比较
相同点的：
➢ Template: DNA ➢ 底物: nucleotide ➢ Direction: 5′→3′ ➢ DNA-dependent polymerase 依赖DNA的聚合酶 ➢ Watson-Crick base pairing ➢ Product: polynucleotide chain 多聚核苷酸链
3
Coding strand
5
4. Asymmetric transcription (不对称转录)
• DNA链上只有部分的区段作为转录模板(反义链 或模板链),且模板链并非自始至终位于同一股 DNA单链上，称为转录的不对称性。
5. transcription unit（转录单元）
➢一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列。 包括上游调控区、结构基因区、下游转录终止区 三个部分。
分子生物学原核生 物的转录
教学要求
掌握一些基本概念: 转录的不对称性, 有义链, 反义链 , 转录单元
掌握大肠杆菌RNA聚合酶的组成及各部分的功 能
理解大肠杆菌σ因子尤其是σ70的功能和识别序 列
掌握原核生物转录的过程
主要内容
第1节 转录的基本原则 第2节 大肠杆菌RNA聚合酶 第3节 大肠杆菌σ70 启动子 第4节 转录过程
➢ RNA聚合酶识别启动子 ➢ Initiation 起始 ➢ Elongation 延伸 ➢ Termination 终止
第2节 大肠杆菌RNA聚合酶 以DNA为模板合成单链RNA
Kornbergs with the polymerases
Arthur Kornberg (left) with his son, Roger, after Roger received the Nobel Prize in Chemistry for 2006. Arthur Kornberg received the Nobel Prize in Physiology or Medicine in 1959. Both father and son are faculty members at the Stanford University School of Medicine. "There have got to be tens of thousands of people around the world today whose eyes are tearing up with the news that he's gone." "He was an extraordinary scientist. His accomplishments might be called legendary."
(2) Template strand (antisense strand or Watson strand) 模板链或反义链: 根据碱基互补原则指导RNA合成的 DNA链。
(3) Coding strand (sense strand or Crick strand) 编码链 或有义链: 与mRNA序列相同的那条DNA链