中国海洋大学分子生物学 复习资料

第0章 绪论

1.

分子生物学

广义层次：在分子水平上研究生命活动及其规律的科学。

狭义层次：生物学分支，研究生物大分子结构、功能、相互作用，从分子水平揭示生物遗传变异机制。 2. 分子生物学的新学科：

功能基因组学：依附于对DNA 序列的了解，应用基因组学的知识和工具去了解影响发育和整个生物体的特征序列表达谱。 蛋白质组学：以蛋白质组为研究对象，研究细胞内所有蛋白质及其动态变化规律的科学。 生物信息学：对DNA 和蛋白质序列资料中各种类型信息进行识别、存储、分析、模拟和传输。

系统生物学：是在细胞、组织、器官和生物体整体水平研究结构和功能各异的各种分子及其相互作用，并通过计算生物学来定量描述和预测生物功能、表型和行为。

结构分子生物学：是以分子生物物理学为基础，结合化学和分子生物学方法测定生物大分子复合体的空间结构、精细结构

以及结构的运动，阐明其相互作用的规律和发挥生物功能的机制，从而揭示生命现象本质的科学 。

第1章 遗传的物质基础

1.

证明核酸是遗传物质的经典实验：

肺炎链球菌转化实验

Hershey and Chase T 2噬菌体转导实验————→DNA 是遗传物质 TK gene 进行的真核细胞转染实验

烟草花叶病毒病毒重建实验————————→RNA 也是遗传物质

(transformation)指将质粒或其他外源

DNA 导入处于感受态的宿主细胞，并使其获得新的表型的过程。 转导(transduction)由噬菌体和细胞病毒介导的遗传信息转移过程也称转导。

(transfection)指真核细胞主动或者被动导入外源DNA 片段而获得新表型的过程。 2.

核酸——基本单位是核苷酸

每分子核苷酸包含一个碳、氮原子的杂环化合物（碱基）、一个环状五碳糖（戊糖）和一个磷酸分子基团。 碱基分为嘌呤和嘧啶两种。 戊糖分为2-脱氧核糖和核糖。 3.

核苷酸的连接

5?-三磷酸核苷酸是核酸合成的前体。三磷酸的5?末端与多聚核苷酸链末端的 3?-OH 基团反应，释放三磷酸的两个末端磷酸基团（γ和β），α磷酸与多聚 核苷酸链末端的糖的3?-OH 成键。 4.

概念

Antiparalle （反向平行）：DNA 双链沿相反的方向构成，一条链的5?端对应另一条链的3?端。

Base pairing （碱基配对）：在DNA 双链中碱基存在特异的相互作用，A T 互补，CG 互补，以氢键结合。 Complementary （互补）：碱基配对是由DNA 双链中的配对作用决定的，A T 配对，CG 配对。 Supercoiling （超螺旋）：空间中闭环双链DNA 进一步旋曲形成的三级结构。 5. 是具有特定的核苷酸顺序的核酸分子中一个片段，是携带有特定遗传信息的功能单位。 6. DNA 一级结构——DNA 分子中核苷酸的排列顺序（即碱基顺序） 7. DNA 二级结构——双螺旋double helix

主链（backbone ）：脱氧核糖和磷酸基通过酯键交替连接而成。二条主链绕一共同轴心以右手方向盘旋、反向平行形成双螺旋构型。主链处于螺旋外则。

碱基对（base pair ）：碱基位于螺旋的内则，以垂直于螺旋轴的取向通过糖苷键与主链糖基相连。同一平面的碱基在二条主链间形成碱基对。配对碱基总是A 与T 和G 与C 。碱基对以氢键维系，A 与T 间形成两个氢键，G 与C 间形成两个氢键。

大沟和小沟：大沟和小沟分别指双螺旋表面凹下去的较大沟槽和较小沟槽。小沟位于双螺旋的互补链之间,而大沟位于相

核苷酸链

毗邻的双股之间。这是由于连接于两条主链糖基上的配对碱基并非直接相对, 从而使得在主链间沿螺旋形成空隙不等的大沟和小沟。在大沟和小沟内的碱基对中的N和O原子朝向分子表面。

结构参数：螺旋直径2nm；螺旋周期包含10对碱基；螺距3.4nm；相邻碱基对平面的间距0.34nm。

8.DNA构象的多样性

B-DNA, A-DNA, C-DNA, D-DNA, S-DNA 的共同特征：右手双螺旋。

Z-DNA：嘌呤与嘧啶交替排列(GGCGCG)；左手双螺旋；只有一个螺旋沟，狭而深；细胞DNA分子中确实存在Z-DNA。

9.DNA三级结构包括：链的扭结和超螺旋、单链形成的环、环状DNA的连环体。

10.检测DNA三级结构的方法

密度梯度离心

凝胶电泳————————————→

电镜观察

11.

DNA的碱基组成通常用GC百分含量表示，注意所谓百分含量是指摩尔百分比。

12.变性&复性

变性（denaturation）/解链（melting）：稳定的双螺旋结构DNA分子由于维持稳定性的氢键和疏水键的断裂，松解为无规则线性结构的现象。不涉及一级结构的改变，导致一些理化性质的变化。

复性（renaturation）：指变性DNA 在适当条件下，二条互补链全部或部分恢复到天然双螺旋结构的现象,它是变性的一种逆转过程。热变性DNA一般经缓慢冷却后即可复性,此过程称为“退火”(annealing)。

13.

260nm具有强烈的吸收峰。结构越有序，吸收的光越少。即游离的核苷酸比单链的RNA或DNA吸收更多的光，而单链RNA或DNA的吸收又比双链DNA分子强。当DNA变性时，其

光吸收值增加，这种现象即为增色效应；反之为减色效应。

14.

温度称为DNA的融点。Tm值实际上是目标DNA的一半变性时的温度，它受DNA碱基组成和变性条件的影响。

15.

0.18ml/L阳离子浓度）测得的复性率达1/2时的Cot值。该值与核苷酸对的复杂性成正比。Co为单链DNA的起始浓度,t是以秒为单位的时间。

16.核酸分子杂交技术原理：分子杂交（简称杂交，hybridization）是核酸研究中一项最基本的实验技术。其基本原理就是应

用核酸分子的变性和复性的性质，使来源不同的DNA（或RNA）片段，按碱基互补关系形成杂交双链分子（heteroduplex）。

杂交双链可以在DNA与DNA链之间，也可在RNA与DNA链之间形成。

17.PCR技术原理：以合成的两条已知序列的寡核苷酸为引物，在DNA聚合酶作用下，利用dNTP为原料，将位于两引物之

间的特定DNA片段进行复制。这样经过变性、退火、延伸一个循环，每一个循环的产物作为下一个循环的模板，如此循环30次。每完成一个循环需2~4分钟，2~3h就能将带扩目的基因扩增放大几百万倍。

18.有关DNA双链的几个概念：

转录（transcription）：根据DNA模板合成RNA的过程，通过转录得到几种不同的RNA，其中三中典型的RNA为mRNA、tRNA和rRNA。

Coding strand编码链/sense strand有义链：该链的序列与mRNA相同。

Template strand模板链/antisense strand 反义链：该链的DNA序列通过碱基互补指导mRNA的合成，该链的序列与mRNA互补。

19.tRNA的结构与功能

→tRNA的二级结构——三叶草形

氨基酸接受臂：由5?端和3…端碱基配对形成，在3?端有一个游离的CCA顺序，

此臂负责携带特异的氨基酸。氨基酸通过共价键与A上的2?-OH或3?-OH相连。

TψC臂：ψ是假尿嘧啶。该臂常由5bp的茎和7Nt环组成,一般均存在TψC的顺序，

负责和核糖体的rRNA识别结合。

反密码子臂：常由5bp的茎区和7Nt的环区组成，在反密码子环的中间是三联

的反密码子，负责和密码子的识别。

二氢尿嘧啶臂（D臂）：名称由来源于环中含有二氢尿嘧啶，茎区长度为4bp，

负责和氨基酰tRNA 聚合酶结合。

额外臂：变化最大的区域，可分为两类，一类仅含3-5个核苷酸，另一类含有一条较大的臂，其功能是在tRNA 的L 型三维结构中负责连接两个区域（D 环－反密码子环和T ψC-受体臂）。 →tRNA 的三级结构——倒L 型（靠氢键维持）

D 环和T ψC 环形成了“L ”的转角，氨基酸受体臂位于L 型的一侧， 距反密码子环约70A 。

这种结构与AA-tRNA 合成酶对tRNA 的识别有关。受体臂顶端的碱基 位于“L ”的一个端点，而反密码子臂的套索状结构生成了“L ”的另一 端点，分子中两个不同的功能基团是最大限度分离的。这个结构形式满足 肽链合成延伸位点与mRNA 分别位于核糖体大、小亚基的空间结构的要求。 →tRNA 的功能：

①tRNA 作为连接子（adaptor ）介导了mRNA 中的三联体密码子与氨基酸之间的相互关联。tRNA 具备作为“接头”的双重特性，既能识别氨基酸也能识别密码子。3’末端的腺苷酸可与一氨基酸共价连接，反密码子则与mRNA 中的密码子碱基配对。 ②在逆转录中作为合成互补DNA 链的引物。

③参与细菌细胞壁、叶绿素、脂多糖和氨酰磷脂酰甘油的合成。 →tRNA 的种类：

起始tRNA （能特异地识别mRNA 模板链上起始密码子的tRNA ） tRNA 携带甲酰甲硫氨酸（fMet ）

真核生物中，起始tRNA 携带甲硫氨酸（Met ）

延伸tRNA

同工tRNA ：一种氨基酸可能有多个密码子，为了识别也就有多个tRNA ，即多个tRNA 代表一种氨基酸，这些tRNA 称为~。 校正tRNA ：由校正基因突变产生，通过改变反密码子区校正无义突变和错义突变。 无义突变（无义抑制）：某个核苷酸的改变提前产生了终止密码子，合成无功能的多肽。 错义突变（错义抑制）：某个核苷酸的改变造成了肽链合成的错误。 20. rRNA

真核生物&原核生物mRNA 的比较示意图

21. mRNA

→单顺反子（Monocistronic ）：mRNAs represent only a single gene 。 →多顺反子（Polycistronic ）：sequences coding for several proteins 。

22. 真核生物mRNA 的“帽子”结构

真核基因转录常从嘌呤核苷三磷酸(A,G)开始，第一个核苷酸保留5?三磷酸基团，以3?位与下一核苷酸5?位形成磷酸二酯键。转录起始序列可示为5?PPP A P N P N P N P ...；转录后由鸟苷酰转移酶催化在5?加G ，G 与起始核苷酸是以5?-5?三磷酸键相连；这一结构称为“帽子”，5?G PPP A P N P N P N P ...

第一个甲基位点在5?端鸟嘌呤7位上，所有真核生物中均存在。具有该甲基化基团的帽子称帽子0；甲基加到次末端碱基上，具有两个甲基基团的帽子叫帽子1。以帽子1为底物，在第三个碱基再加上一个甲基，则称帽子2。

23. mRNA 的poly(A)尾

大多数真核mRNA 的3?端有多聚腺苷酸序列；poly(A)序列不是DNA 编码，是转录后加上的；mRNA 初进入细胞质时，其poly(A)尾长度大致与核中长度相同，随后逐渐缩短。组蛋白mRNA 不含poly(A) 结构。可以防止mRNA 降解，提高mRNA 稳定性；mRNA 穿越核膜由细胞核进入细胞质的必需形式。

第2章 基因的组织与结构

1.

断裂基因（split genes ）

真核生物的结构基因是断裂基因。一个断裂基因能够含有若干段编码序列，这些可以编码的序列称为外显子。在两个外显子之间有一段不变吗的间隔序列称为内含子。每个断裂基因在第一个和最后一个外显子的外侧各有一段非编码区，称为侧翼序列，在侧翼序列上有一系列的调控序列。

exon ：基因编码区中能够表达肽链的部分。

intron ：基因编码区中的非编码序列，不能表达肽链。 2.

外显子捕捉（exon trapping ）

Exon trapping is a molecular biology technique to identify potential exons in a fragment of eukaryote DNA of unknown intron-exon structure. This is done to determine if the fragment is part of an expressed gene.

The genomic fragment is inserted into the intron of a 'splicing vector' consisting of a known exon - intron - exon sequence of DNA. If the fragment does not contain exons (i.e., consists solely of intron DNA), it will be spliced out together with the vector's original intron. On the other hand, if exons are contained, they will be part of the mature mRNA after transcription (with all intron material removed). The presence of 'trapped exons' can be detected by an increase in size of the mRNA. 3. 基因家族gene family

基因家族（gene family ）：来自于一个共同的祖先基因，通过复制和变异形成的结构、功能相似的基因群体；家族成员其外显子具有相似性。

基因簇（genen cluster ）：位于同一染色体上彼此相邻近的一组相同或相关基因称为基因簇。 基因家族中的成员常集串联排列构成基因簇；但也可以不集中在一起，也分布在不同的染色体上。

多基因家族（multigene family ）：多基因家族是基因组中功能相似、进化上同源的一组基因。在这些基因中，拷贝数、顺序保守性、构成、分布状态和功能相关性有很大差异。

超基因家族（supergene family ）：DNA 序列相似，但功能不一定相关的若干基因家族或单拷贝基因总称。 4.

简单的多基因家族典型例子——rRNA 基因家族

转录单元

rRNA基因家族转录单元结构相似，中度重复，在基因组中分散成若干个基因簇。真核生物rRNA基因通过重复单元构成基因簇，重复单元包括转录单元和非转录区，18-5.8-28S为同一转录单元，转录单元包括转录序列和将转录序列分隔开的转录间隔区；简单的基因家族中转录单元保守性很高；转录单元内转录间隔区序列变化大；非转录区在不同生物中，甚至在同种生物中变化也很大。在非转录区中，长度固定区域与可变区域相间排列；可变区域由短重复序列组成，重复次数变化导致非转录区序列长度差异；最前端的固定区域其序列和长度与其它固定区域不同；后三个固定区域称做Bam Island；每个重复固定区域都含有启动子序列，这有利于rDNA在需要时高效表达。

5.假基因（pseudogene）：核苷酸序列通相应的正常功能基因基本相同，但不能合成功能蛋白的失活基因。

6.重叠基因（overlapping gene）：同一DNA序列有两种不同的阅读框架，得到不同肽链，即两个基因共同使用同一DNA序

列，却编码两种不同的蛋白质。基因重叠现象的发生是由于读码框架“偏移”所致。在真核生物中也存在。

7.转座子（transposon）：是指不依赖序列的同源性，能够随意将自身转移到基因组上的DNA序列。

8.真核生物——玉米中的转位因子

（一）Ds/Ac组

C基因：位于第9染色体上，是合成紫糊粉层色素所必须的基因，如果它失去正常功能，糊粉层无色。

Ds因子(dissociator)：可以从一个座位跳到另一个座位，在基因组内转座；也可使染色体断裂，引起缺失或重组。但是它的移动必须在另一个基因Ac存在时才能进行，Ds是非自主因子。

Ac因子(activator)：与Ds有同源性，当Ac因子存在时，Ds因子才能转移，Ac是自主因子。

AC有两个基因，转位酶基因编码转位酶，另一个基因可能是编码定位酶;

Ac因子和 Ds因子序列相似性很高，区别在于Ds因子发生转位酶基因缺失；

AC和DS两端有反向重复，是转位酶的识别标志，因此均可发生转位。

（二）Spm因子组

A基因：合成糊粉层所必须的基因，正常表达时糊粉层呈紫色；

正常的Spm因子：类似于Ac因子，它能起抑制子（suppressor）和诱变子（mutator）的双重作用。

有缺陷的Spm因子：抑制功能不完全，糊粉层呈淡紫色，正常Spm可帮助其实现完全抑制；不能转位，但在正常的Spm因子存在时能够转位。

转位有缺陷的Spm因子：无抑制功能，但在Spm因子帮助下能起抑制作用；转位功能缺陷，即便是在Spm因子存在时也不能转位。

周期性的Spm因子：其抑制功能交替开关。

9.细菌的转位因子

（1）、插入序列（IS）：一类自主单位，除了含有自身转位作用的基因外不含其它基因，两端有对称的反向重复序列，转位因子转位时，基因组上的靶序列发生倍生，使插入序列的两端各有一段同向重复序列。

（2）、转座子（Tn）：除含有转为相关的酶基因外，还带有抗性基因。转座子可分为两个亚类：I 型转座子—两末端由IS构成；II型II 末端—由反向重复序列。

10.转位因子的结构特点

在转位因子的两端存在末端反向重复序列（TIR），它们在转位过程中至关重要；

绝大多数转位因子含有开放读框（ORF），可能编码一种酶，其功能促进转位因子的转位；

受体DNA上存在很短的一段靶序列，由于转位因子的插入，在转位因子的两侧形成正向重复序列，靶序列的长短对每类转位因子都是特异的。

11.转位机制：

复制型转座(replicative transposition)：转位因子的一个拷贝插入到靶位点，而另一拷贝则仍然保留在给体原来的位置上。

非复制型转座(conservative transposition)：在转位酶的作用下，转位因子从原来位点上删除下来，再转移插入到另一个位点。

12.转座子转座的特征：

转座不依赖于靶序列的同源性；转座后靶序列重复；转座子的插入具有专一性；转座具有排他性-转座免疫；转座具有极性效应；活化邻近的沉默基因；区域性优先。

13.反转座子（retroposons）：基因结构与逆转录病毒的原病毒类似，指通过RNA为中介，反转录成DNA后进行转座的可动

元件，其最大的特点是编码的多肽具有逆转录酶的活性。

14.基因组genome：是指细胞或生物体的全套（单倍体）遗传物质的总和。

15.C值：一个单倍体基因组的DNA含量即该物种DNA的C值，某一特定物种其C值是恒定的。

16.C值增大。但某些生物其基因组

的大小与基因组的复杂度缺乏相关性，即C值矛盾。C值矛盾表现为：

◆C值不随生物的进化程度和复杂性而增加；

◆关系密切的生物C值相差很大；

◆真核生物DNA的量远大于编码蛋白质等物质所需的量。

17.病毒&原核&真核生物基因组特征比较

18.回文序列（palimdrome）：由两个相同顺序的互补拷贝在同一DNA链上反向排列而成，其间没有间隔，称为~。

19.卫星DNA（satellite DNA）：有重复单位串联排列组成的一类高度重复序列，由于这类序列的碱基组成不同于其他组分，

可以用密度梯度离心将其与主体DNA分开，称为~。往往集中于异染色质。

20.小卫星DNA：15bp左右的串联重复序列组成，位于邻近染色体末端的区域(端粒)，有些也分散在基因组的多个位置上，

一般没有转录活性。

21.微卫星DNA：重复单位仅有2-5bp，如(CA)n，(GT)n，(GAA)n等，分散存在于基因组中。

22.HGP人类基因组计划

遗传图谱（genetic map）又称连锁图谱(linkage map)，它是以具有遗传多态性的遗传标记为“路标”，以遗传学距离（cM）为图距的基因组图。

物理图谱(physical map)是指特定的DNA片段在大片段DNA或基因组DNA中的位置关系和排列顺序，包括DNA克隆片断重叠群图，大片段内切酶位点图、DNA序列路标图等。

序列图谱(sequence map)是指基因组DNA中核苷酸的排列顺序。

转录图谱(transcription map)是在识别基因组所包含的蛋白质编码序列的基础上绘制的结合有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱。

23.单体型（haplotype）：对于多基因座复等位基因遗传系统而言，每条染色体上带有分属各个基因座上的某个等位基因。一

条染色体上这些不同的等位基因组合就是不同的单体型。

“国际人类基因组‘单体型图’计划”（HapMap）是继“国际人类基因组计划”之后，人类基因组研究领域的又一重大研究计划。科学家们将在已完成的人类全基因组序列图的基础上，确定人类经世代遗传仍保持完整的单体型图。以及在不同族群中这些单体型的类型与分布。并将这些不同的单体型标上标签。

24.HGP中两种测序策略

分级鸟枪法

全基因组鸟枪法

25.质粒（plasmid）：质粒是细菌染色体外的遗传物质，是环状闭合的双链DNA。

带有遗传信息，能自行复制，随细菌分裂转移到子代细胞，并非细菌生长所必需。

26.质粒的一般分子特性：稳定游离于染色体外，一定条件下可整合到染色体上，

有三种构型：共价闭合环状，开环结构和线性分子。电泳时，移动速率不同。

27.质粒DNA的转移

接合型质粒：能自我转移。

非接合型质粒：质粒DNA的迁移作用，由共存的接合型质粒引发的非接合型

质粒的转移过程，即质粒的迁移作用。

28.质粒的复制类型

①严紧型(stringent)质粒：拷贝数低，每细胞1-3拷贝。

②松弛型(relaxed)质粒：高拷贝数，每个寄主细胞中可高达10-60份拷贝。

24.质粒的不亲和性（plasmid incompatibility）：无选择压力情况下，亲缘关系密切的质粒不能在同一细胞中稳定共存的现象。

25.F质粒：一种感染性质粒，不仅自身能转移，而且能移动部分染色体。首先发现于大肠杆菌。

F质粒的应用：构建细菌人工染色（Bacterial Artificial Chromosome, BAC）。

BAC：细菌人工染色体是以F因子的复制子为基础构建成的一种大片段DNA克隆载体。

YAC：利用酵母着丝粒载体所构建的大片段DNA克隆。克隆载体上含有着丝粒、端粒、可选择标志基因、自主复制等序列，可携带插入的大片段DNA(100～1000 kb)在酵母细胞中有效地复制，如同微小的人工染色体。是基因组研究的有用工具。

26.分子标记技术——指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质

特点：(1)具有高的多态性；(2)共显性遗传；(3)能明确辨别等位基因；(4)遍布整个基因组，分子标记均匀分布；(5)检测手段简单、快速；(6) 开发成本和使用成本尽量低廉；(7)在实验室内和实验室间重复性好（便于数据交换）。

RFLP是检测DNA在限制性内切酶酶切后形成的特定DNA片段的大小，反映DNA分子上不同酶切位点的分布情况，因此DNA序列上的微小变化，甚至是一个核苷酸的变化，也能引起限制性内切酶切点的丢失或产生，导致酶切片段长度的变化。RFLP标记的等位基因具有共显性的特点，结果稳定可靠，重复性好，特别适应于构建遗传连锁图。

RAPD是建立于PCR技术之上的分子标记技术，基本原理是利用一个随机引物（8-10个碱基）通过PCR反应非定点的扩增DNA片段，然后用凝胶电泳分离扩增片段来进行DNA多态性研究。对任一特定引物而言，它在基因组DNA序列上有其特定的结合位点，一旦基因组在这些区域发生DNA片段插入、缺失或碱基突变，就可能导致这些特定结合位点的分布发生变化，从而导致扩增产物的数量和大小发生变化，表现出多态性。RAPD检测速度快，DNA用量少，实验设备简单，不需DNA探针，用一个引物就可以扩增出许多片段。

也称为微卫星DNA，是一类由几个碱基组成的基序串联重复而成的DNA序列，其中最常见的就是双核苷酸重复，每个微卫星DNA的核心序列结构相同，重复单位数目10-60个，其高度多态性主要来源于串联数目的不同。不同遗传材料重复次数不同，导致了SSR长度的高度变异性，这一变异性正是SSR标记产生的基础。

基本原理：根据微卫星重复序列两端的特定段序列设计引物，通过PCR反应扩增微卫星片段，由于核心序列重复数目不同，扩增出来不同长度的PCR产物，这是检测DNA多态性的一种有效方法。

是指同一位点的不同等位基因之间个别核苷酸的差异，这种差异包括单个碱基的缺失或插入，更常见的是单个核苷酸的替换，且常发生在嘌呤碱基和嘧啶碱基之间。SNP技术可以帮助区分两个个体遗传物质的差异，被认为是应用前景最好的遗传标记。

第3章遗传物质的复制

1.核酸生物合成的一般规则：

按照碱基配对原则，以现有的DNA链为模板合成新拷贝；部分DNA是以RNA为模板反转录的结果；

核酸的生物合成只能从5?→3?方向进行；

特异的聚合酶类催化核酸的生物合成；

聚合酶的底物核苷酸是5’—NTP或5’—dNTP；

DNA聚合酶不能催化从头开始合成DNA，必需具有引物。

2.半保留复制（Semi-conservative Replication）：DNA复制是分别以亲代螺旋双链中的一条为模板合成其互补链，由此产生

的两条子代双螺旋都是由一条亲代链和一条新合成链组成，因此称做半保留复制。

3.复制子（replicon）：基因组中DNA分子的复制单位，含有控制复制起始的特定位点，即复制起始点，以及控制复制终止

的终止点。因此复制子是从复制起点到终止点的区域。

4.复制叉（replication fork）：DNA复制过程中亲本双螺旋DNA两条单链解离的位点，由于双链解离从而呈现叉状。

复制方向：单向&双向。

5.复制方式：

1）线形DNA双链的复制

线性DNA双链的复制叉生长方式有单一起点的单向及双向和多个起始点的双向，复制叉处呈现“眼”型；

2）环状DNA双链的复制

θ型——大肠杆菌DNA复制中间体就是θ型，环状双链DNA分子复制时形成两个方向相反的复制叉；

滚环型——一种单向复制方式；如ΦX174。

D-环型——一种单向复制的特殊形式，两条链的复制起点不重合，各有一复制起点，如动物线粒体。

6. 半不连续复制（Semidiscontinuous Replication ）：DNA 以两条亲本链为模板合成子链时，一条子链的合成是连续的，另一条是不连续的。

7. 前导链与后滞链（leading and lagging strand ） DNA 双链复制时，一条子链沿自身5…→3?方向持续合成，即前导链；而另一条子链的合成是不连续的，即后滞链。

8. 冈崎片段(Okazaki fragment)：后滞链合成时，先以亲本链为模板按5?→3?方向合成出许多1kb-2kb 的不连续片段，这些片段被称做冈崎片段；然后这些短片段共价联结成一条完整的后滞链，后滞链的成长方向与其片段的合成方向相反。 9.

参与复制的酶及其重要作用

10. DNA 酶的特性：

1）底物必须是dNTP ；

2）以DNA 为模板，链延伸功能，不能从头开始合成； 3）合成方向只能是5?→3’。 11. 大肠杆菌DNA 聚合酶

12. 缺刻平移（nick translation ）：大肠杆菌DNA 聚合酶Ⅰ（5’→3’方向核酸外切酶活性）可利用双螺旋DNA 链上由一个磷

酸二酯键断裂产生的缺刻，将一条单链降解并从缺刻的3’-OH 端合成一条新链替代降解的同源链，这一过程称缺口平移。利用DNA 聚合酶I 可进行体外的DNA 放射性标记。 13. DNA 聚合酶III 全酶装配模型 α、ε、θ亚基组成核心酶，是催化核心; τ亚基连接核心酶形成二聚化;

β亚基是进行性因子，以二聚体形式形成一个可以沿DNA 滑动的“滑动夹”，使核心酶附着于模板;

γ亚基只与一个单体结合， γ复合物控制了酶的进行性，即β亚基在DNA 上的定位和解离都需要γ复合物.

14. 真核生物DNA 聚合酶

15. 双连复制的回环模型 DNA 聚合酶III 是不对称二聚体，有两个DNA 合成的催化中心；

在复制叉处，DNA 聚合酶III 和引发体以及其他复制蛋白构成复制复合体；

每个复制中心含有两个β亚基；τ亚基负责将DNA 聚合酶III 结合为二聚体。

全酶是不对称的，只有一个γ复合物。

DNA复制延伸时，前导链和后滞链的合成各利用DNA聚合酶III的一个催化中心；

后滞链的模板围绕其中一个催化中心折叠成环状，使后滞链方向颠倒，但生化反应方向不变。使前导链和后滞链同时合成。 环上RNA引发酶形成引物，DNA聚合酶随后延伸，DNA聚合酶沿复制叉移动，复制片段延长，环变大，直至遇到下一个冈崎片段，释放环。

模型的关键在于前导链与后滞链合成的进行性及DNA聚合酶的不对称性。

16.终止子(terminator)：染色体和质粒DNA中复制终止的特定序列。

17.线形DNA复制存在的问题——5’末端“隐缩”

对策：

线状DNA环化（λ噬菌体）或连成多聚体（T7噬菌体）；

DNA形成特殊结构，如末端产生发夹，不产生自由末端；还可以形成十字交叉结构，如草履虫线状线粒体DNA复制；

专一性蛋白与末端作用保证其引发，腺病毒、φX29噬菌体等线性病毒核酸有蛋白与5?末端碱基共价相连。

可变末端，真核生物DNA末端有多拷贝的短重复单位，拷贝数可变化，可以加上或去掉。

18.真核生物DNA复制的特点

DNA甲基化：胞嘧啶C5位甲基化促使染色体结构解开，利于复制酶和蛋白因子的结合；

有多个复制起点，复制起点不是同时开启；复制起点也是变化的，发育活化的细胞有更多的复制起点；

真核生物染色体在全部复制完成前，各复制起点不能进行新一轮复制；

引发酶是DNA聚合酶α的一个亚基；复制延伸阶段发生DNA聚合酶α/δ转换。

19.端粒（telomere)——结构与功能保守的亚细胞结构，端粒是真核生物染色体末端的蛋白质-DNA结构，其功能是完成染色

体末端复制，可防止染色体融合、重组和降解。

20.端粒酶是一种自身携带模板的逆转录酶，能催化合成端区重复序列。端粒酶由RNA和蛋白质组成，是一种核糖核蛋白。

21.组蛋白的遗传方式：组蛋白八聚体全保留遗传，在复制时不离开亲本DNA链。

第4章转录——RNA生物合成

1.转录（transcription）：以DNA为模板在RNA聚合酶催化下合成RNA（tRNA、rRNA、mRNA及小分子RNA）的过程。转录的基本特征：

?RNA的前体是四种核糖核苷三磷酸，ATP、GTP、CTP和UTP；

?RNA链的合成方向是从5…→3?；

?转录必须以DNA链为模板，按照碱基互补原则添加或延伸RNA链；

?与DNA聚合酶不同，RNA聚合酶能起始新链的合成，起始的核苷酸一般是嘌呤核苷三磷酸，并将在5…末端保持三磷酸基团。

2.转录的基本过程：RNA聚合酶结合于DNA特定位点→转录起始→链延长→链的终止与释放

RNA全酶：β?βα2σ

RNA核心酶：β?βα2

w亚基不是核心酶的成分，是转录激活因子。

σ亚基：分子量变化较大，可识别特异性启动子，确定转录起点。

4.真核生物RNA聚合酶与转录因子

酶位置产物对α-鹅膏蕈碱敏感性

RNA聚合酶Ⅰ核仁rRNA(不包括5S rRNA) 不敏感

RNA聚合酶Ⅱ核质hnRNA——mRNA 敏感

RNA聚合酶Ⅲ核质tRNA, 5S rRNA 有种属特异性

5.真核RNA聚合酶的特点

分子量大，亚基组成复杂。

RNA

方向转录。

三种RNA聚合酶均有其对应的启动子和终止子。

线粒体和叶绿体RNA聚合酶由核基因编码，在细胞质中合成后运送到细胞器中。分子量小，不同于细胞核中的RNA聚合酶。

6.RNA聚合酶I的定位因子是SL1，装配元件是UBF1。

7.RNA聚合酶II转录因子的组装顺序：TFIID→TFIIA→TFIIB→TFIIF→TFIIE→TFIIH

8.操纵子（operon）：原核生物中功能相关基因常连接成串由一共同的控制区进行转录控制，这种结构即操纵子。操纵子由

结构基因和控制区两部分组成。

9.控制区又分为操纵基因和启动子两部分。操纵基因位于启动子后面或与启动子重叠、基因编码序列前的DNA区，是阻遏

物或活化物的结合位置。启动子是RNA聚合酶的结合位点，指导RNA聚合酶朝向正确的转录起始位置。

10.原核生物启动子结构

转录相关序列分两个部分：上游是CAP-cAMP结合位置，

下游是RNA聚合酶进入位置。各部分又包括两个位点：

CAP-cAMP结合位置包括了位点I和位点II；RNA聚合

酶进入位置包括了识别位点和结合位点。CAP位点I具

有强结合位点特征的反向重复序列，cAMP-CAP与位点I

结合可显著提高位点II结合复合物能力。-35位的

Sextama框是RNA聚合酶的初始结合位点，这种结合依

赖RNA聚合酶σ亚基的识别。-10位的Pribnow框是与RNA聚合酶牢固结合的区域，故也称为结合位点。

注：启动子序列中Pribnow框和Sextama框序列越趋向于一致序列，转录效率越高；Pribnow框和Sextama框之间碱基数目越趋向于17碱基，启动子转录效率提高。少数原核生物启动子缺乏-35和-10序列之一。这时辅助蛋白质因子与邻近序列反应从而帮助RNA聚合酶识别启动子。

11.真核生物启动子结构（RNA聚合酶II）

①TA TA框：转录起点上有-20~-30区A T富含区，有已知序列TA TAAA，两侧倾向于富含GC碱基对的序列。使RNA聚合酶正确附着，决定了转录起始点的选择，是绝大多数真核基因正确表达所必需的。

②转录起点：碱基大多为A，两侧有若干个嘧啶核苷酸。

③CAA T框：位于转录起点上游40~100bp区段，一致序列为CCAAT，转录因子CTF和NF1的结合位置。

④GC框：位于转录起点上游40-100bp区段，一致序列为GGGCGG，可见多拷贝。转录因子SP1的结合位置。

12.增强子（enhancer）：能使启动子转录效率增强的一段顺式作用DNA序列。与启动子处于同一DNA链，无方向性，可以

在启动子上游也可以在启动子下游。

13.原核生物转录起始和延伸

①σ亚基识别启动子序列位点并结合；

②核心酶结合形成全酶；

③空间效应使全酶覆盖整个启动子区域，并沿DNA链滑动；

④整个酶分子向-10序列转移并与之牢固结合，构成“封闭双元启动子复合物”；

⑤-10序列及起始位点处发生17bp的局部解链，形成“开放双元启动子复合物”。

⑥第1，2核苷酸与转录位点互补配对，在β和β?亚基催化下形成RNA第一个磷酸二酯键，构成由全酶、DNA和RNA组成的三元复合物。

⑦σ因子从三元复合体上解离下来（约合成9个核苷酸），使核心酶与DNA的亲和力下降到非特异性结合水平，利于链的延伸。注意：RNA合成的第一个碱基基本上是嘌呤碱基A或G；新合成RNA分子的5’端有三磷酸基团，利用该特征可区分新合成RNA与加工过的RNA。

14.σ因子的作用

①是转录起始因子，其作用是促进RNA聚合酶与启动子序列结合；

②可循环使用；

③识别不同的启动子依赖于不同的σ因子。

15.原核生物转录终止

转录终止子（terminator）：位于基因编码区下游与转录终止有关的特定DNA序列。终止子处RNA聚合酶停止聚合作用，RNA 与模板DNA解离，转录复合物解体。

终止子的类型不依赖于释放因子（ρ因子）的终止子；

依赖于释放因子（ρ因子）的终止子。

16.

①序列特征：终止序列中有两段倒转重复的富含GC的短序列，前方模板链常含有6~8个腺嘌呤核苷酸。

②终止机理

?转录序列互补形成茎环结构；

?转录酶在发夹处停滞；

?由于GC含量丰富，发夹结构稳定，破坏RNA/DNA杂交；

?回文序列下游模板富含A，转录RNA富含U，dA/rU间氢键和碱基堆积力最弱，杂交部分易解离；

?DNA双链随即退火，三元复合体解体，转录终止。

17.

①序列特征：没有不依赖ρ终止子特有的多聚dA序列，而且并非都能形成稳定的发夹结构；RNA链有50-90nt的ρ因子结合区，该区域胞嘧啶含量较高，鸟嘌呤含量低，不易形成二级结构；一般而言，富C/寡G区域越长，终止效率越高。

②终止机理

?茎环结构使聚合酶在转录终点或其附近停滞；

?ρ因子与合成中的RNA链相关识别位点结合，利用水解A TP的能量沿5?→3…方向移动；

?RNA聚合酶在终止子处的延宕使ρ因子赶上聚合酶，并与RNA聚合酶竞争RNA链的3?末端，促使RNA聚合酶离开RNA链和DNA链。

18.两类终止序列的比较

?不依赖ρ因子的终止序列回文序列中富含GC碱基，回文序列下游常有6~8个A T碱基对(左图)；

?依赖ρ因子的终止序列回文序列GC含量较少，回文序列下游序列无固定特征，A T碱基对含量比前一种终止子低(右图)。

19.抗终止（antitermination）：在抗终止因子（蛋白质）作用下，RNA聚合酶无视转录终止信号而继续转录，从而产生较长的

mRNA转录物。

20.启动子清除：在真核生物RNA聚合酶II转录延伸的过程中，磷酸化使TFIIB、TFIIE和TFIIH脱离转录复合体，即启动

子清除。

21.RNA加工（RNA processing）：新合成的RNA分子在结构和化学等方面的修饰成熟过程。代表了一类基因调控的机制；可

以发生在转录过程中，也可以在转录后。

22.RNA编辑（RNA editing）：在基因转录而成的mRNA中通过插入、缺失、碱基转换而使mRNA外显子编码信息发生改变。

23.RNA剪接（RNA splicing）：将初级转录本内含子除去，把外显子连接起来生成成熟RNA的过程。

剪接类型蛋白质剪接

自我剪接

剪接体剪接

24.蛋白质剪接——tRNA内含子剪接过程

①内切核酸酶在内含子两端剪切，生成2个半分子和一个线性内含子；

③2个半分子有特殊末端，一个含有两个磷酸末端，一个含有两个-OH末端，而3?末端为2?,3?环式磷酸结构；

③在环式磷酸二酯酶的作用下，第一个外显子的3?末端2?,3?环式磷酸打开产生2?-磷酸基团和3?-OH；

④在多聚腺苷激酶的作用下，以γ-P-A TP为供体将第二个外显子的5?-OH转变成5?-磷酸基；

⑤连接酶将两个外显子连接；

⑥磷酸酶去掉拼接点处的2?磷酸基团。

25.自我剪接（I型与II型）

①I

具有自由羟基的核苷酸，在特定的空间构象下其自由羟基可对RNA

中磷酸二酯键特定位点进行亲核攻击，造成磷酸二酯键断裂；而断裂末端产

生的自由羟基又参与另一位点磷酸二酯键的断裂，并形成新的磷酸二酯键。

?第一次转酯反应：亲核进攻使内含子5?拼接点发生断裂，外显子3…末端

生成自由羟基羟基；

?第二次转酯反应：5’外显子的3‘羟基向内含子3’拼接点进攻，造成

3‘端磷酸二酯键断裂；

?外显子序列连接起来；

?第三次转酯反应：释放的线形内含子再经过连续的转酯反应，释放出

15核苷酸和4核苷酸两个小片断，最终形成稳定线形产物（L-19）。

②II型内含子——II型内含子的催化活性来自于其自身的序列及二级结构（六

个特征性的柄环结构域）

?剪接从7核苷酸序列保守A的2…-OH进攻5?侧连接外显子和内含子

的磷酸二酯键开始；

?产生套索结构（lariat）和末端是3…-OH的游离外显子I；

?外显子I在第二次转酯反应中进攻连接内含子和下游外显子的磷酸二酯键；

?两个外显子连接并释放套索结构的中间体。

26.核酶（ribozyme）：在RNA水平上不需要酶或蛋白质的参与，催化分子内的剪接，其本质是内含子。

27.剪接体剪接

拼接点序列均为↓GU……AG↓，这就是所谓Breathnach -Chambon规则。

核前体mRNA 和多种snRNP组成的40~60S的核糖核蛋白复合体，催化剪接反应。

?剪接从7核苷酸序列保守A*的2…-OH进攻5?拼接点的磷酸二酯键开始；

?内含子5…端的G与保守A*通过5?,2…酯键形成套索结构中间体；

?这个外显子在第二次转酯反应中进攻连接内含子和下游外显子的磷酸二酯键；

?两个外显子连接并释放套索结构的中间体。

28.不连续转录：编码蛋白质的mRNA分为两部分，分别由两个不同基因转录并拼接而成，此现象即不连续转录。

29.反式剪接（trans-splicing）：不连续转录产生两种独立的基因产物，不形成共线性中间产物，两个外显子直接拼接为成熟的

mRNA，这种拼接方式称做反式拼接。

第5章 蛋白质的生物合成

1. 蛋白质因子

? 起始因子（initiation factor ，IF ）真核生物写作 eIF ?

延长因子（elongation factor ，EF ） ? 释放因子（releasing factor ，RF ）

? 核糖体循环因子（ribosomal recycling factor ，RRF ）

2.

遗传密码（genetic codon ）：mRNA 分子上从5′至3′方向，由AUG 开始，每三个相邻的核苷酸为一组，在蛋白质合成中代表某种氨基酸或其他信息，称为密码子或三联体密码，统称为遗传密码（genetic codon)。

遗传密码的特点：连续性、简并性、摆动性、通用性。 3.

原核生物翻译过程中核糖体活性位点 A 位：氨基酰位 P 位：肽酰位 E 位：排出位 4.

16S rRNA 的结构域与活性位点

16S rRNA 含4个结构域，每个结构域分别独立折叠，在30S 亚基上的位置也是不连续的；每个结构域中都广泛地存在一些不完全匹配的双链区；与蛋白质合成相关的大量活性位点分布在结构域不同区段。 5.

23S rRNA 具有肽基转移酶活性

在核糖体的A 位、P 位和E 位，tRNA 均与23SrRNA 的特定位点配对。23srRNA 具有催化肽链延长的肽基转移酶活性。23S rRNA 中特定位置上的一个腺嘌呤能够从氨酰tRNA 中的氨基基团接受一个质子，从而触发对肽酰tRNA 羧基基团的亲核攻击，最终导致肽键形成。 6.

核糖体的主要结构域 ①翻译结构域

mRNA 结合位点：位于小亚基头部，负责与mRNA 的初始结合以及与起始tRNA 的结合，也是起始因子IF3的结合位点。

P 位点（肽酰tRNA 位点）：大部位于大亚基，小部位于小亚基，包含16SrRNA 的3?，P 位点能与起始tRNA 结合。 A 位点（氨酰tRNA 位点）：紧靠P 位，主要位于小亚基，16SrRNA 是其主要构成成分；A 位能结合氨基酰tRNA ，活性受P 位影响。

E 位点：靠近P 位点，从P 位点离开已脱去肽酰基的tRNA 在释放到胞质中之前在该位点短暂停留。 肽基转移酶活性位点：在大亚基，位于A 和P 位点之间，靠近tRNA 的受体臂。

G 因子结合位点：GTPase 中心，能水解GTP 。位于大亚基基部，靠近小亚基的界面处，是所有的G 因子的结合位点。 5SrRNA 位点：在大亚基上，靠近肽基转移酶位点，与tRNA 的进入有关。 ②多肽离去结构域

与膜结构结合。

多肽链从肽酰转移酶活性位点离开，经离去通道，转移到50S 核糖体亚基表面。 多肽链的折叠始于其离开核糖体后。

7.

氨基酸活化：由特异的氨基酰-tRNA 合成酶（amino acyl-tRNA synthe-tase ，aaRS ）催化，各种氨基酸与A TP 结合形成氨基酸-AMP-aaRS 复合物 ，随后在该酶的催化下与特异的tRNA 结合，这一过程就是氨基酸的活化。活化的氨基酸由其特异的tRNA 携带至核糖体上，才能以mRNA 为模板缩合成肽链，参与蛋白质合成。 氨基酸的活化形式：氨基酰-tRNA 氨基酸的活化部位： -羧基

连接方式：酯键

活化耗能：2个~P

8.氨基酰-tRNA的书写——Arg-tRNA arg

起始氨基酰-tRNA：原核生物：fMet-tRNA f met

真核生物：Met-tRNA i met

9.起始因子

10.延伸因子：均具有GTPase活性

EF-Tu ：按照mRNA序列将AA-tRNA带入大亚基A位；

EF-Ts：促使EF-Tu恢复活性状态；

EF-G：负责肽酰-tRNA从A位向P位转移；

11.终止因子：识别终止密码子，终止肽链合成并释放核糖体。

12.原核生物的蛋白质合成

肽链合成的起始

①三元复合物的形成。IF-3结合30S小亚基，在Mg2+的参与形成稳定的游离小亚基，小亚基与mRNA起始信号部位结合形成

②在IF2作用下，甲酰蛋氨酸-起始型tRNA（fMet-tRNAMet）与起始密码子（AUG或GUG）结合。IF3从三元复合物脱落，形

成30S GTP和Mg2+参与。

③50S亚基与30S前起始复合物结合，同时IF2脱落，形成70S起始复合物，即

④fMet-tRNAMet占据50S亚基肽酰位(peptidyl site，P位或给位)，而50S的氨基酰位(aminoacyl site，A位或受位)暂为空位。

肽链合成的延伸

①进位——延伸的氨酰基-tRNA进入A位。EF-Tu与GTP结合，再与氨基酰-tRNA形成三元复合物；三元复合物进入A位，GTP水解为GDP；EF-Tu、GDP二元复合物与氨基酰-tRNA解离。

②转肽与肽键形成。肽基转移酶将位于P位的fMet或AA转移到A位的氨基酰-tRNA的氨基上并形成第一个肽键或新肽键。

③转位——EF-G和GTP结合上来；GTP水解，使A位的肽基-tRNA转移到P位，同时空载tRNA离开P位进入E位；转位后EF-G和GDP需释放出去，下一个氨基酰-tRNA三元复合体才能进入A位。

④进位、成肽、转位重复进行，肽链则不断延长。在肽链延长过程中，除第一个肽键形成时, P位上是fMet-tRNA外，以后P 位上总是肽酰-tRNA, A位总是新进位的氨基酰-tRNA，这就是P位和A位名称的由来。P位是转出肽酰基，又叫“给位”，A位是接受肽酰基，叫“受位”。

肽链合成的终止

①肽键释放。终止密码子出现在A位，没有相应的AA-tRNA能与之结合；释放因子RF1(UAA&UAG)和RF2 (UGA&UAA)作用于A位并识别终止密码子，激活肽基转移酶，将肽基转移到水分子上；在RF3的作用下RF1和RF2从核糖体释放。

②tRNA、rRNA释放与核糖体解离。核糖体循环因子RRF结合于A位点；转位因子EF-G促使RRF转位并释放；核糖体构象改变发生解离。

13.原核生物蛋白质合成的能量计算

氨基酸活化：2个~P ATP

起始：1个GTP

延长：2个GTP

终止：1个GTP

结论：每合成一个肽键至少消耗4个~P。

14.真核生物翻译起始机制——扫描模型

mRNA5?端的甲基化帽子及核糖体结合位点为寻找起始密码子提供了基础；40S亚基首先与帽子位点结合；然后沿mRNA移动

至其结合位点。

第6章 基因表达调控

1. 基因组（genome ）：一个细胞或病毒所携带的全部遗传信息或整套基因。

2. 正调控：新加入的调节蛋白开启结构基因的表达。

3.

负调控：新加入的调节蛋白关闭结构基因的表达。

负调控系统：调节蛋白—阻遏蛋白 基因表达㈩→调节蛋白→基因表达关闭㈠ 正控制系统：调节蛋白—诱导蛋白 基因关闭㈠→调节蛋白→基因表达开启㈩ 4.

诱导物与诱导：在基因表达调节中能开启或促进基因转录表达的小分子化合物叫做诱导物。只有在小分子诱导物存在时诱导型操纵子（inducible operon ）才能发挥作用。

阻遏物与阻遏：产生阻遏作用的小分子物质为阻遏物，也称为辅阻遏物。阻遏型操纵子（repressible operon ）只有在小分子阻遏物不存在时才能发挥作用，加入小分子阻遏物则关闭基因的转录。 5.

四种调控类型（负调控针对阻遏蛋白，正调

控针对激活蛋白，阻遏后基因不转录，诱导后基因转录）

①可诱导负调控——阻遏蛋白有活性，基因不转录；阻遏蛋白与诱导物结合失活，基因转录。 ②可阻遏负调控——阻遏蛋白无活性，基因转录；阻遏蛋白与辅阻遏物结合，基因不转录。 ③可诱导正调控——激活蛋白无活性，基因不转录；激活蛋白与诱导物结合激活，基因转录。 ④可阻遏正调控——激活蛋白有活性，基因转录；激活蛋白与辅阻遏物结合，基因不转录。 6. 管家基因（house-keeping gene ）：某些基因在一个生物体几乎所有细胞中持续表达，其产物在细胞里总是存在的，通常被称为管家基因。

7. 顺式作用元件（cis-actiong element ）：是指可影响自身基因表达活性的特异DNA 序列。通常是非编码序列。包括启动子、增强子及沉默子等。

8. 反式作用因子（trans-actiong element ）：绝大多数真核转录调节因子由某一基因表达后，通过与特异的顺式作用元件相互作用，影响另一基因的转录，称为反式作用因子。 9.

原核生物的转录调节特点：

操纵子模型具有普遍性 阻遏蛋白与阻遏机制具有普遍性

σ因子决定RNA 聚合酶识别特异性

10. 乳糖操纵子及应用

基因Z ：β-半乳糖苷酶基因，分解乳糖为半乳糖和葡萄糖； 基因Y ：乳糖透性酶基因，增加细胞壁透性，有助于乳糖进入； 基因A ：半乳糖苷乙酰转移酶基因，催化乙酰基从乙酰辅酶A 到半乳糖； 操纵基因O ：转录起点位置，调节基因产生的阻遏物附着处；

启动子P：RNA聚合酶聚集的地方；

CAP位点：激活蛋白结合位点，激活蛋白通过cAMP对葡萄糖作出反应；

调节基因I：编码阻遏蛋白或激活蛋白。

https://www.360docs.net/doc/a216434451.html,c负调控模型：乳糖缺乏时，阻遏物封闭操纵序列，RNA聚合酶不能达到转录起点，转录停止；当培养基中有诱导物——

乳糖时，乳糖进入细胞中，与阻遏物结合并使其失活，阻遏物脱离操纵子；RNA聚合酶达到转录起点，转录过程开始，并翻译生成与乳糖代谢有关的3种酶。

12.乳糖操纵子的正调控：Lac操纵子既受到其阻遏蛋白的负调控，也受CAP的正调控；CAP是一类正调控因子，结合于很多

启动子，是控制营养代谢有关的操纵子的激活蛋白；CAP活化有赖于第二信使分子环磷腺苷（cAMP）;CAP蛋白与cAMP形成复合物后才能结合于CAP结合位点激活Lac操纵子。葡萄糖的降解与cAMP含量有关。CAP结合位点E. coli 的乳糖启动子有两个CAP结合位点，一个在-70到-50（位点I），另一个在-50到-40（位点II）；位点I是具有强结合位点特征的反向重复序列；当cAMP-CAP复合物结合于位点I，位点II结合复合物的能力显著提高；CAP结合与Lac转录起始的关系CAP-cAMP复合物与启动子上CAP位点结合，促进了RNA聚合酶对﹣35和﹣10序列的识别和结合，并形成开放起始复合物，提高了转录效率。cAMP-CRP复合物与启动子区的结合是lacmRNA合成起始所必需的，因为这个复合物结合于启动子上游，能使DNA双螺旋发生弯曲，有利于形成稳定的开放型启动子-RNA聚合酶结构。阻遏物则是一个抗解链蛋白，阻止形成开放结构，从而抑制RNA聚合酶的功能。

13.色氨酸操纵子

Trp操纵子可阻遏负调控系统——粗调控

色氨酸操纵子的衰减子调控——细调控

14.衰减子

15.真核基因表达7个可控点

①染色体和染色质水平的活化

②转录水平上的调控，包括基因的开闭，转录活性水平的高低。

③RNA加工水平上的调控，对初始转录产物的活化、修饰、选择性剪接等。

④转录后加工产物，如mRNA从细胞核向细胞质转运过程受到的控制。

⑤翻译的控制，选择哪种mRNA给核糖体翻译，包括翻译量的控制。

⑥蛋白合成后选择性地被激活或失活，蛋白质水平上的剪切、活性水平的控制。

⑦控制mRNA的选择性降解是基因表达调控的另一重要方面。

16.基因丢失：原生动物、环节动物、昆虫和甲壳纲某些动物细胞分化时，将丢失染色体的某些DNA片段而永久性消除基因活

性。

17.基因扩增：某些基因拷贝数专一性大量增加的现象，其目的在于使细胞在短期内产生大量基因产物以满足生长发育需要。

18.染色体重排：基因重排是一个基因从远离其启动子的地方移到距离较近的地方而启动转录；基因重排显示出基因的多样性，

显示出基因组与mRNA复杂性之间没有线性关系。

19.高敏感性位点（preferential sensitivity）：一般位于基因上游1kbp范围内，长度限于100~200bp，是转录起始有关蛋

白质因子与启动子识别、结合的序列；该位点序列可与其它蛋白质结合，阻止组蛋白的结合，从而不形成通常的核小体结构；高敏感点与基因表达有关，高敏感性的出现意味着基因更接近可转录状态。

20.超敏感位点（hypersensitive sites）：超敏感位点与整个基因簇的活化有关，而高敏感位点仅仅同基因簇中某个基因活

化转录相关；高敏感位点紧靠活化基因，主要在启动子范围内；而超敏感位点远离基因，而且5‘和3’端成对出现，在超敏感性位点的界限之内是潜在的可活化基因。

21.核小体置换：转录调控蛋白与组蛋白在启动子区域存在相互排斥、置换现象。核小体置换方式：持久性置换、诱导性置换、

混合类型。

22.甲基化不足：甲基化与基因活性调节有关：甲基化程度高，基因转录活性低；而甲基化程度低，基因转录活性高。因此活

跃基因状态称做甲基化不足(under-methylation)。

23.CpG岛：基因组中稳定成簇的非甲基化GC小片段。

24.增强子：具有正调控功能的顺式作用元件，能明显增加与其连锁基因转录频率；

25.沉默子：为负调控元件。在真核细胞中数量远少于增强子。沉默子的DNA序列被调控蛋白结合后阻断了转录起始复合物的

形成或活化，使基因表达活性关闭。

26.DNA蛋白检测和纯化

凝胶滞留法

DNA酶足迹法

亲和层析分离纯化DNA结合蛋白

27.miRNA与siRNA

RNAi的机制：

⑴double-stranded RNA (dsRNA) into certain organisms and cell types.

⑵In the cell, long dsRNAs are cleaved(劈开) into short 21-25 nucleotide small interfering RNAs, or siRNAs, by a ribonuclease(核糖核酸酶) known as Dicer (step 2)帽子.

⑶The siRNAs subsequently assemble with protein components into an RNA-induced silencing complex (RISC). An ATP-generated unwinding of the siRNA activates the RISC (step 3).

⑷RISC in turn binds to the homologous transcript by base pairing interactions(碱基互补配对原则) and cleaves the mRNA (step 4).

⑸This sequence specific degradation of mRNA (step 5) results in gene silencing.

RNA interference (RNAi) is a phenomenon in which the introduction of double-stranded RNA (dsRNA) into certain organisms and cell types causes degradation(降解) of the homologous(类似的) mRNA.

第7章损伤与修复

第8章遗传重组