现代分子生物学复习笔记

转录。
2)转录起始 3)转录延伸：即是 过程。
RNA 聚合酶释放 σ因子离开启动子后，核心酶沿着模板
DNA 移动并使新生 RNA 链不断伸长的
4)转录终止 3. 转录机器的主要成分 转录酶 :原核生物的 RNA 聚合酶、真核生物的
RNA 聚合酶 (RNA pol Ⅰ、 RNA pol Ⅱ、 RNA pol Ⅲ )
DNA 含量呈一定的比例
3.染色质和核小体 染色质是一种纤维状结构，由最基本的单位
— 核小体 (nucleosome)成串排列而成的。
4. 真核生物基因组 DNA 的 C 值和重复序列
C 值 (C Value) ：指一种生物单倍体基因组的 DNA 总量。 注意： 生物体进化程度高低与 C 值不成明显线性相关；
DNA 的复制、转录、表达和调控
1.1 分子生物学的三大原则 1) 构成生物大分子的单体是相同的
2) 生物遗传信息表达的中心法则相同
3) 生物大分子单体的排列（核苷酸、氨基酸）的不同
1.3 分子生物学的研究内容 ● DNA 重组技术（基因工程）
● 基因的表达调控
● 生物大分子的结构和功能研究 (结构分子生物学）
证明 DNA 是遗传物质的实验有哪些？ 分子生物学的主要研究内容。 列举 5～ 10 位获诺贝尔奖的科学家，简要说明其贡献。
第二章 染色体与 DNA
第一节 染色体
1.作为遗传物质的染色体特征 :
分子结构相对稳定
能够自我复制
能够指导蛋白质的合成，从而控制整个生命过程
;
能够产生遗传的变异。
2 真核细胞染色体组成 (1) DNA(2) 蛋白质（包括组蛋白和非组蛋白） (3) 少量的 RNA 组蛋白：呈碱性，结构稳定；与 DNA 结合形成、维持染色质结构，与 非组蛋白：呈酸性，种类和含量不稳定；作用还不完全清楚
● 基因组、功能基因组与生物信息学研究
第二节 分子生物学发展简史
1 准备和酝酿阶段
时间： 19 世纪后期到 20 世纪 50 年代初。
确定了生物遗传的物质基础是 DNA 。
DNA 是遗传物质的证明实验一：肺炎双球菌转化实验
DNA 是遗传物质的证明实验二：噬菌体感染大肠杆菌
实验
RNA 也是重要的遗传物质 ----- 烟草花叶病毒的感染和繁殖过程
SOS 反应是生物在不利环境中求得生存的一种基本功能。对原核生物将会产生高变异，对高等动物则是致癌的。 第六节 DNA 的转座
1.转座子（ transponson,简称 Tn） , 又称易位子，是指存在于染色体 2.转座子类型：
细菌转座子
DNA 上可以自主复制和位移的一段
DNA 序列。
1） IS （插入序列 2) Tn （复合转座子） 3）TnA （ TnA family ） 真核生物转座子特点： （ 1）两端有 IR（ 2）内部有转座酶等基因； 3.转座的遗传学效应：引起插入突变、产生新基因、引起染色体畸变、引起生物进化 4.玉米中控制因子家族 1)自主性元件： Ac 有自主剪接和转座的能力。 2) 非自主性元件： Ds 单独存在是稳定的； 不能自发地转座， 当基因组中存在与非自主性元件同家族的自主性元件时，
也称为碱基顺序
2. DNA 的二级结构 定义：指两条多核苷酸链反向平行盘绕所产生的双螺旋结构。
3.DNA 双螺旋结构模型的要点： ① 脱氧核糖和磷酸通过 3’,5磷’酸二酯键交互连接，成为螺旋链的骨架。 ② 碱基互补配对 ③ 螺旋参数：螺旋直径２ nm。螺旋每旋转一周 10 对碱基，每个碱基的旋转角度为 间的距离为 0.34nm 。 ④ 大沟小沟 ：大沟 (2. 2nm)小沟 (1. 2nm)
现代分子生物学 复习提纲
第一章 绪论
第一节 分子生物学的基本含义及主要研究内容
1 分子生物学 Molecular Biology 的基本含义
广义的分子生物学：以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究 对象，从分子水平阐明生命现象和生物学规律。
狭义的分子生物学：偏重于核酸（基因）的分子生物学，主要研究基因或 等过程，也涉及与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。
DNA 能携带两种不同蛋白质的信息。
6.真核生物基因组的结构特点 真核基因组庞大 存在大量的重复序列 90%以上为非编码序列 转录产物为单顺反子 断裂基因，含有内含子 有大量顺式作用元件（见第八章） 存在大量的 DNA 多态性 具有端粒结构
第二节 DNA 的结构
1.DNA 的一级结构： 指四种核苷酸 (dAMP 、 dCMP 、 dGMP 、 dTMP) 按照一定的排列顺序，通过磷酸二酯键连接形成的多核苷酸，
3 复制的几种方式 1) 线状 DNA 双链的复制 2) 环状 DNA 双链的复制： θ 型、滚环复制、 D 环 思考：
原核生物基因组特点。 DNA 双螺旋结构模型的要点？
DNA 的变性和复性？ DNA 复制的几种方式。
第四节 原核生物和真核生物 DNA 复制特点
1 原核生物复制的特点
1) DNA 双螺旋的解旋
(3) 高度重复序列――卫星 DNA ：不转录序列。 思考：
DNA 的 C 值和重复序列 .？
5.原核生物基因组特点
1）原核生物的基因组很小，大多只有一条染色体，且
DNA 含量少，没有重复序列。
注意 ：染色体外遗传基因的概念：即细菌的质粒、真核生物的线粒体、高等植物的叶绿体等所含有的
基因。
DNA 和功能
2）结构简练
3）存在转录单元：
原核 DNA 序列中功能相关的基因丛集在基因组的特定部位，
形成转录单元， 它们可被一起转录为可翻译多
个蛋白质的 mRNA 分子，这种 mRNA 叫多顺反子 mRNA 。
注意：原核生物的 mRNA 是多顺反子 mRNA ；真核生物 mRNA 是单顺反子 mRNA
4）有重叠基因：在一些细菌和动物病毒中同一段
解旋酶 (helicase)：
解开氢键，形成单链。利用 ATP 水解获得的能量来打断氢键；二聚体或六聚体形式存在；作用方向：大部分为
5'
→ 3',
单链结合蛋白（ SSBP）：
功能：稳定单链 DNA 。特点： SSBP 与螺旋酶不一样，不具备酶的活性，不和
ATP 结合。 SSBP 可以重复使用
DNA 拓扑异构酶 (DNA topoisomerase) ：既能水解 、又能连接磷酸二酯键 DNA 拓扑异构酶功能： 在 DNA 复制时，拓扑酶可松驰超螺旋，有利于复制叉的前进。
转录复合物
思考：
RNA 聚合酶如何找到 DNA 上需要转录的那个基因的特异性启动子？ 因子功能特点 （ 1） σ 因子负责模板链的选择和转录的起始
（ 2）提高 RNA 聚合酶对启动子区的亲和力 （ 3） σ 因子不参与转录延伸过程，在转录起始后
36°；螺距 3.4nm；碱基平面之
4.维持 DNA 双螺旋的力：氢键、碱基堆集力（包括疏水作用力和范德华力。 内能
）、磷酸基团间的静电斥力、碱基分子
总之 :
氢键和碱基堆集力有利于 DNA 维持双螺旋结构，而静电斥力和碱基分子内能则不利于 5.双螺旋结构的基本形式 ： A ，B ， Z 型双螺旋
DNA 维持双螺旋结构。
亲缘关系相近的生物 C 值却相差大。 高等生物的 C 值不一定比低等生物的 C 值高。
C 值变化范围宽意味着生物基因组中含有大量的无编码功能的重复序列。 DNA 序列可分为 3 类 :
(1) 不重复序列 ：是主要的结构基因 (2) 中度重复序列
各种 rRNA 、tRNA 、组蛋白基因以及某些结构基因属于这一类。 中度重复序列往往分散在不重复序列之间。
DNA 链的合成。
3) 冈崎片段与半不连续复制 4) 复制的终止： 5) DNA 聚合酶 2 真核生物复制的特点
1）多个复制子，双向复制 2）复制子相对较小 3）复制终止通过复制叉的相遇而终止
4）复制起点为自主复制序列（ ARS ） 3 DNA 复制的调控 原核生物和真核生物 DNA 复制的比较 相同点：
它才具备转座功能，
成为与自主性因子相同的转座子，不论这自主元件位于何处。
问答题
①
什么是转座子？转座子有哪几种类型？
②
什么叫做 Ds-Ac 因子？
③
错配修复和切除修复的机制。
第三章 生物信息的传递（上） ——从 DNA到 RNA
1. 基本概况 编码链与模板链 :
与 mRNA 序列相同的那条 DNA 链称为编码链 （有意义链、 正 (+)链 ） ；将另一条根据碱基互补原则指导 mRNA
2 DNA 复制的起点、方向和速度 1)起点： 复制子 : 从复制原点（ ori ）到终点，组成一个复制单位。
原核生物：只有一个复制子 真核生物 : 多个复制子
2)方向： 双向等速复制：大多数生物体内
DNA 。
单向进行：有些病毒（如腺病毒等） 、质粒 DNA 及线粒体 DNA 。 不对称复制：在一定时期内 DNA 只复制一条链的情况。 如线粒体的 D- 环复制和噬菌体的滚环复制方式。
1）半保留复制方式 2）半不连续复制 3） DNA 螺旋酶 , SSBP4） RNA 引物 不同点：
1） 复制起点（单、多） 2）复制子（大小、多少） 3）复制叉移动的速度
4）冈崎片段的大小 思考题 名词解释
5）端粒和端粒酶 6） DNA 聚合酶 7）引物酶
复制子 简答题
半保留复制
岗崎片段
1. DNA 复制为何选择 RNA 作为引物？ 2. 大肠杆菌 DNA 复制起始过程如何，有哪些因子参与？
DNA 复制完成后，拓扑酶可将 DNA 分子引入超螺旋，使 DNA 形成染色质。 2) DNA 复制的引发
引发： DNA 复制需要合成 RNA 引物，这段 RNA 引物的合成称为引发。 DNA 复制为什么需要引物 (Primer) ？ 答案： DNA 聚合酶只能催化 dNTP 到已有核酸链的游离 3’ -OH 上，而不能从游离核苷酸起始