第四章 生物信息的传递(下)1

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生物医学概论生化第4章基因信息的传递和表达

生物医学概论生化第4章基因信息的传递和表达

5 3
串联重复序列 反向重复序列
3 5
· · · TGTGGATTA-‖-TTATACACA-‖-TTTGGATAA-‖-TTATCCACA
58
66
166
174
201
209
237
245
E. coli复制起始点 oriC
目录
引发体和引物
Dna B、 Dna C Dna A 5 3
引物 酶
进行解链,进行的是单点起始双向复制。
复制中的放射自显影图象
目录
3. 半不连续复制
3
前导链 (leading strand)
5 3
解链方向
后随链 (lagging strand)
5
目录
顺着解链方向生成的子链,复制是连续进行的, 这股链称为前导链(leading strand) 。
另一股链因为复制的方 A C T G G
T C C A T G A C G G T G A C C
C C A C T G G
G G T G A C C
AT GC GC TA AT CG TA GC CG CG AT CG TA GC GC
+
AT GC GC TA AT CG TA GC CG CG AT CG TA GC GC
氢键,使DNA双链解开成为两条单链。
单链DNA结合蛋白(single stranded DNA binding
protein, SSB) ——在复制中维持模板处于单链状
态并保护单链的完整。
目录
复制起始点附近区域的DNA双链解开成为两条单链。
SSB
解链方向 解螺旋酶
目录
DNA拓扑异构酶改变DNA超螺旋状态、理顺DNA链

第四章:mRNA到蛋白质

第四章:mRNA到蛋白质

起始因子: 原核生物有三种起始因子 • IF-1:促进IF-2及IF-3的活性。 • IF-2:使fMet-tRNAfMet有选择地与30S结合。 • IF-3: 促进mRNA与30S结合及保持30S亚基稳
定性的作用。
真核生物的起始因子大概有10种 • eIF-4 (CBP):帽子结合蛋白,识别帽子结构。 • eIF-1、eIF-2、eIF-3:与40S小亚基结合
Helix-Turn-Helix motif
Helix-loop-helix motif
Zinc Finger motif
Leucine zipper dimer bound to DNA
蛋白质结合位点
p53
p53 is a nuclear phosphoprotein which acts as a
编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密 码连续阅读,密码间既无间断也无交叉。
•基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱基发生插入或缺 失,可能导致框移突变(frameshift mutation)。
从mRNA 5端起始密码子AUG到3端终止 密码子之间的核苷酸序列,各个三联体密码 连续排列编码一个蛋白质多肽链,称为开放 阅读框架(open reading frame, ORF)。
5、蛋白质合成,起始密码子是( AUG ), 起始tRNA上的反密码子是( CAU )。
6、 DNA的合成方向( 5‘→3’ ),RNA的 转录方向( 5‘→3’ ),蛋白质合成方向 ( N端→C端 )。
7、肽链合成的终止因子又称为 ( 释放因子 ),能识别并结合到 ( 终止密码子 )上。
三、选择题
8、“同工tRNA”是:( C
)
(A)识别同义mRNA密码子(具有第三碱基简并性)

分子生物学第四章生物信息的传递下

分子生物学第四章生物信息的传递下
5’…UUC UUC UUC UUC UUC…3’ 或 5’…UCU UCU UCU UCU UCU…3’ 或 5'…CUU CUU CUU CUU CUU…3‘ 产生UUC(Phe)、UCU(Ser)或CUU(Leu).
实验5: 多聚三核苷酸为模板时也可能只合 成2种多肽:
5’…GUA GUA GUA GUA GUA…3’ 或5’…UAG UAG UAG UAG UAG…3’ 或5’…AGU AGU AGU AGU AGU…3’
3)氨基酸的“活化”与核糖体结合技 术
如果把氨基酸与ATP和肝脏细胞质共 培养,氨基酸就会被固定在某些热稳定且 可溶性RNA分子上。现将氨基酸活化后的 产物称为氨基酰-tRNA,并把催化该过程 的酶称为氨基酰合成酶。
3)氨基酸的“活化”与核糖体结合技 术
以人工合成的三核苷酸如UUU、UCU、 UGU等为模板,在含核糖体、AA-tRNA的反应 液中保温后通过硝酸纤维素滤膜,只有游离的 AA-tRNA因相对分子质量小而通过滤膜,而核糖 体或与核糖体结合的AA-tRNA则留在滤膜上,这 样可把已结合与未结合的AA-tRNA分开。
受体臂(acceptor arm)由配对的杆状结构和 3’端末配对的3-4个碱基所组成(CCA),最 后一个碱基—OH可以被氨酰化。
TφC臂是根据3个核苷酸命名的,其φ表示拟 尿嘧啶,是tRNA分子不常见的核苷酸。
反密码子臂是根据位于套索中央的三联Fra bibliotek密 码子命名的。
D臂是根据它含有二氢尿嘧啶(dihydrouracil) 命名的。
由于第二种读码方式产生的密码子UAG是 终止密码,不编码任何氨基酸,因此,只产生 GUA(Val)或AGU(Ser)。
实验6: 以随机多聚物指导多肽合成。

(完整)现代分子生物学(第4版)_课后思考题答案

(完整)现代分子生物学(第4版)_课后思考题答案

第一章绪论1.染色体具有哪些作为遗传物质的特征?答:①分子结构相对稳定;②能够自我复制,使亲子代之间保持连续性;③能够指导蛋白质的合成,从而控制整个生命过程;④能够产生可遗传的变异..2.什么是核小体?简述其形成过程。

答:由DNA和组蛋白组成的染色质纤维细丝是许多核小体连成的念珠状结构.核小体是由H2A,H2B,H3,H4各两个分子生成的八聚体和由大约200bp的DNA组成的。

八聚体在中间,DNA分子盘绕在外,而H1则在核小体外面核小体的形成是染色体中DNA压缩的第一阶段。

在核小体中DNA盘绕组蛋白八聚体核心,从而使分子收缩至原尺寸的1/7。

200bpDNA完全舒展时长约68nm,却被压缩在10nm的核小体中。

核小体只是DNA压缩的第一步。

核小体长链200bp→核酸酶初步处理→核小体单体200bp→核酸酶继续处理→核心颗粒146bp3简述真核生物染色体的组成及组装过程答:组成:蛋白质+核酸.组装过程:1,首先组蛋白组成盘装八聚体,DNA缠绕其上,成为核小体颗粒,两个颗粒之间经过DNA连接,形成外径10nm的纤维状串珠,称为核小体串珠纤维;2,核小体串珠纤维在酶的作用下形成每圈6个核小体,外径30nm的螺线管结构;3,螺线管结构再次螺旋化,形成超螺旋结构;4,超螺线管,形成绊环,即线性的螺线管形成的放射状环。

绊环在非组蛋白上缠绕即形成了显微镜下可见的染色体结构。

4. 简述DNA的一,二,三级结构的特征答:DNA一级结构:4种核苷酸的的连接及排列顺序,表示了该DNA分子的化学结构DNA二级结构:指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构DNA三级结构:指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构6简述DNA双螺旋结构及其在现代分子生物学发展中的意义(1)DNA双螺旋是由两条互相平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成的,多核苷酸的方向由核苷酸间的磷酸二酯键的走向决定,一条是5-——3,另一条是3---——5。

《药学综合二》考试大纲

《药学综合二》考试大纲

广东药学院硕士研究生入学统一考试《药学综合二》考试大纲考查目标药学综合二考试范围为生物化学、分子生物学和细胞生物学。

要求考生系统掌握上述学科中的基本理论、基本知识和基本技能,能运用所学的基本理论、基本知识和基本技能综合分析、判断和解决有关理论问题和实际问题。

考试形式和试卷结构一、答题方式闭卷、笔试。

二、题量、题分及考试时间满分为300分。

考试时间为180分钟。

一、生物化学生物化学研究生入学考试是为所招收与生物化学有关专业硕士研究生而实施的具有选拔功能的水平考试。

生物化学是研究生命的化学组成及其在生命活动中变化规律的一门学科。

其任务主要是从分子水平阐明生物体的化学组成,及其在生命活动中所进行的化学变化与其调控规律等生命现象的本质。

当今生物化学越来越多的成为生命科学的共同语言,尤其是基因信息的传递、基因重组与基因工程、基因组学与医药学等知识点已成为生命科学领域的前沿学科。

在工业、农业、食品工业和医药的发展中也发挥出越来越明显的促进作用。

要求考生比较系统地理解和掌握生物化学的基本概念和基本理论;掌握各类生化物质的结构、性质、功能及其合成代谢和分解代谢的基本途径和调控方法;能综合运用所学的知识分析问题和解决问题。

参考书:王镜岩等. 《生物化学》上、下册,第三版. 北京:高等教育出版社,2002第一章糖类1. 糖类的概念及功能2. 重要的单糖、二糖、寡糖和多糖的结构和性质3. 糖的鉴定原理第二章脂质1. 生物体内脂质的分类,其代表脂及各自特点2. 甘油脂、磷脂以及脂肪酸特性3. 油脂和甘油磷脂的结构与性质第三章蛋白质化学1.蛋白质的化学组成,20种氨基酸的简写符号2.氨基酸的理化性质及化学反应3.蛋白质分子的结构(一级、二级、高级结构的概念及形式)4.蛋白质一级结构测定的一般步骤5.蛋白质的理化性质及分离纯化和纯度鉴定的方法6.蛋白质的变性作用7.蛋白质结构与功能的关系第四章酶1.酶的概念及酶的特点2.酶的分类及命名3.酶活性调节的因素和酶的作用机制4.酶的分离提纯基本方法5.酶促反应动力学以及酶活力的测定6.其他酶如抗体酶、核酶,固定化酶基本概念和应用第五章维生素与辅酶1.维生素的分类及性质2.各种维生素的活性形式、生理功能第六章核酸化学1.核酸的组成与结构2.核酸的理化性质3.核酸的研究方法第七章激素1.激素的分类2.激素的化学本质;激素的合成与分泌3.常见激素的结构和功能(甲状腺素、肾上腺素、胰岛素、胰高血糖素)4.激素作用机理第八章新陈代谢和生物能学1.新陈代谢的概念、类型及其特点2.ATP与高能磷酸化合物3.ATP的生物学功能4.电子传递过程与ATP的生成5.呼吸链的组分、呼吸链中传递体的排列顺序第九章糖的分解代谢和合成代谢1.糖的代谢途径,包括物质代谢、能量代谢和有关的酶2.糖的无氧分解、有氧氧化的概念、部位和过程3.糖异生作用的概念、场所、原料及主要途径4.糖原合成作用的概念、反应步骤及限速酶5.糖酵解、丙酮酸的氧化脱羧和三羧酸循环的反应过程及催化反应的关键酶6.光合作用的概况7.光呼吸和C4途径第十章脂类的代谢与合成1.脂肪动员的概念、限速酶;甘油代谢2.脂肪酸的 -氧化过程及其能量的计算3.酮体的生成和利用4.胆固醇合成的部位、原料及胆固醇的转化及排泄5.血脂及血浆脂蛋白第十一章氨基酸代谢1.蛋白质的酶促降解、氨基酸的吸收及必需氨基酸的概念2.氨基酸的一般代谢:脱氨基作用及脱羧基作用3.氨基酸的几种脱氨基的作用方式4.谷氨酸氧化脱氨作用5.转氨基作用:概念、酶及辅酶6.联合脱氨基作用:概念、过程及嘌呤核苷酸循环7.氨基酸的脱羧基作用8.氨的来源与去路9.尿素合成的部位、鸟氨酸循环的基本步骤、尿素分子中2个氮原子的来源及鸟氨酸循环的意义10.α–酮酸的代谢及谷氨酸彻底氧化中产生的ATP11.氨基酸合成途径的6种类型12.一碳单位的概念、来源、运载体及生理意义第十二章核酸的代谢1.嘌呤和嘧啶核苷酸分解代谢的终产物2.核苷酸合成的两条途径(从头合成及补救途径)的概念及合成部位3.从头合成中嘌呤核及嘧啶核各原子的来源及合成的基本过程4.脱氧核苷酸的生成5.核苷酸的补救途径6.核苷酸从头合成的抗代谢物二、分子生物学《分子生物学》考试大纲适用于广东药学院微生物与生化药学专业的硕士研究生入学考试。

分子生物学考点整理1

分子生物学考点整理1

分子生物学考点整理符广勇朱兰第一章.绪论一、分子生物学概念分子生物学是从分子水平研究生命本质为目的的一门新兴边缘学科,是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子结构与功能相互关系的科学,是人类从分子水平上真正揭开生物世界奥秘、由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科。

二、重组DNA技术又称基因技术,是20世纪70年代初兴起的技术科学,目的是将不同的DNA片段按照人们的设计定向连接起来,在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达,产生影响受体细胞的新的遗传性状。

三、基因表达的调控基因表达的调控主要表现在信号传导研究、转录因子研究及RNA剪辑三个方面。

四、转录因子转录因子是能与基因5`端上游特定序列专一结合,从而保证目的基因以特定的强度在特定的时间与空间表达的蛋白质分子。

第二章.染色体与DNA一、染色体上的蛋白质染色体上的蛋白质主要包括组蛋白和非组蛋白。

根据凝胶电泳性质可以把组蛋白分为H1、H2A、H2B、H3、H4。

这些组蛋白都含有大量的赖氨酸和精氨酸。

二、组蛋白的特性1.进化上的极端保守性不同种生物组蛋白的氨基酸组成是十分相似的,特别是H3、H4。

2.无组织特异性到目前为止,仅发现鸟类、鱼类及两栖类红细胞不含H1而带有H5,精细胞染色体的组蛋白是鱼精蛋白这两个例外。

3.肽链上氨基酸分布的不对称性碱性氨基酸集中分布在N端的半条链上。

4.组蛋白的修饰作用包括甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化及ADP核糖基化。

5.富含赖氨酸的组蛋白H5三、HMG蛋白叫高迁移率蛋白四、真核细胞DNA序列的分类1.不重复序列2.中度重复序列3.高度重复序列重复序列的意义:若某一重复序列出现错误,对基因的影响不大,稳定性较高;在短时间内可同时产生大量的基因产物。

重复序列的应用:应用于分子标记的作用:卫星DNA(便于分子标记)和微卫星DNA五、真核生物基因组与原核生物基因组的区别1.真核基因组庞大,原核生物基因组小2.真核基因组存在大量的重复序列,原核基因组没有重复序列3.真核基因组大部分是非编码序列,原核基因组大多是编码序列4.真核基因组的转录产物为单顺反子,原核基因组转录产物多为多顺反子5.真核基因是断裂基因,有内含子结构,原核基因为连续基因,几乎没有内含子结构6.真核基因组存在大量的顺式作用原元件,包括启动子、增强子和沉默子等,原核基因组基本没有增强子和沉默子7.真核基因组存在大量的DNA多态性,原核基因组很少有8.真核基因组具有端粒结构,原核基因组没有端粒结构六、重叠基因(Overlapping gene)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的基因的组成部分。

分子生物学名词解释

分子生物学名词解释

名词解释第一章绪论1 分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能,并从分子水平上阐明蛋白质与蛋白质、蛋白质与核酸之间的互作及其基因表达调控机理的学科。

2 DNA重组技术是将不同DNA片段(如某个基因或基因的一部分)按照人们的设计定向连接起来,在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达,产生影响受体细胞的新的遗传性状。

3 功能基因组学又往往被称为后基因组学,它利用结构基因组所提供的信息和产物,发展和应用新的实验手段,通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能,使得生物学研究从对单一基因或蛋白质得研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。

第二章染色体与DNA1组蛋白是染色体的结构蛋白,其与DNA组成核小体。

2 C值:一种生物单倍体基因组DNA的总量。

3 DNA的一级结构即是指四种核苷酸的连接及排列顺序,表示该DNA分子的化学构成。

4DNA二级结构是指两条多核苷酸链反相平行盘绕所生成的双螺旋盘绕结构。

5DNA的高级结构指DNA双螺旋进一步扭曲盘旋所形成的特定空间结构。

6核小体是由H2A、H2B、H3、H4各两个分子生成的八聚体和由大约200bpDNA组成的。

八聚体在中间,DNA分子盘绕在外,而H1则在核小体的外面。

每个核小体只有一个H1。

7DNA的半保留复制是DNA在复制时首先两条链之间的氢键断裂两条链分开,然后以每一条链分别做模板各自合成一条新的DNA链,这样新合成的子代DNA分子中一条链来自亲代DNA,另一条链是新合成的。

8复制时,双链DNA要解开成两股链进行,使复制起点呈叉状,被称为复制叉。

9复制子为生物体DNA的复制单位。

10错配 (mismatch):DNA分子上的碱基错配称点突变(point mutation)11缺失:一个碱基或一段核苷酸链从DNA大分子上消失。

12插入:原来没有的一个碱基或一段核苷酸链插入到DNA大分子中间。

13框移突变是指三联体密码的阅读方式改变,造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变。

分子生物学重点完整版

分子生物学重点完整版

第一章绪论1953年,Watson和Crick提出双螺旋模型。

1983年,美国遗传学家McClintock由于在50年代提出并发现了可移动的遗传因子而获得诺贝尔生理学奖或医学奖。

第二章染色体与DNA染色体组成:(1)组蛋白:H1、H2A、H2B、H3、H4。

(2)非组蛋白(3)DNA(4)RNA染色体包装:①核小体:200bp左右DNA分子盘绕在H2A、H2B、H3、H4各两分子生成的八聚体外,H1位于核小体外。

7②螺线管:染色细丝盘绕成而成,每一个螺旋包含6个核小体。

6③超螺旋:30个30nm螺线管缠绕而成。

40④染色体:超螺旋圆筒进一步压缩。

5真核生物基因组特点:①基因组庞大;②基因组存在大量重复序列;③大部分为非编码序列;④转录产物为单顺反子;⑤断裂基因,有内含子结构;⑥存在大量顺式作用元件;⑦存在大量的DNA多样性,包括单核苷酸多态性和串联重复序列多态性;⑧具有端粒结构。

C值:生物单倍体基因组DNA的总量。

原核生物基因组特点:①结构简练;②存在转录单元;③有重叠基因。

DNA的一级结构:4种核苷酸的连接及其排列顺序,表示该DNA分子的化学构成。

DNA的二级结构:两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。

①右手螺旋:A-DNA:与B-DNA比大沟变窄,小沟变宽。

每圈螺旋11个碱基对B-DNA:是大多数DNA的构象。

相邻碱基对平面之间的距离为0.34nm,即顺中心轴方向,每个0.34nm有一个核苷酸,以3.4nm为一个结构重复周期,双螺旋的直径为2.0nm。

②左手螺旋:Z-DNA:每圈螺旋含12对碱基,大沟平坦,小沟深而窄,核苷酸构象順反相间,螺旋骨架成呈Z字形。

DNA的变性:DNA溶液温度接近沸点或者pH较高时,DNA双链的氢键断裂,最后完全变成单链的过程。

复性是热变性的DNA经缓慢冷却,从单链恢复成双链的过程。

Tm值:DNA在260nm处吸光度最大。

将吸光度相对温度变化绘制曲线,吸光度增大到最DNA的解链温度(熔点)。

《现代分子生物学》教学大纲

《现代分子生物学》教学大纲

《现代分子生物学》教学大纲课程名称:现代分子生物学课程类别:专业必修课学时:48 学时学分:3学分考核方式:考试适用专业:生物技术开课学期:第5或6学期一、课程性质、目的任务分子生物学是从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。

自20世纪50年代以来,分子生物学一直是生物学的前沿与生长点,其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系和蛋白质-脂质体系。

生物大分子,特别是蛋白质和核酸结构功能的研究,是分子生物学的基础。

现代化学和物理学理论、技术和方法的应用推动了生物大分子结构功能的研究,从而出现了分子生物学的蓬勃发展。

本课程是研究核酸等生物大分子的功能、形态结构特征及其重要性和规律性的学科,也是生物专业的主干课程,分子生物学已成为生物类各专业教学计划中重要的核心课程,因此它是十分重要的一门必修课程,也是培养造就生物技术和生命科学高层次专门人才所需基本素质的重要课程。

本门课程的主要内容包括:染色体与DNA、基因和基因组、现代分子生物学的研究方法与技术、转录、翻译、原核生物基因表达与调控、真核生物基因表达调控、发育与分子调控等,此外,还包括各种讲座。

总之,通过分子生物学知识的传授,培养学生从分子水平上去分析、理解生命现象与过程,提高学生思考与探索生命奥秘的能力,从而为生物技术的分子生物学实验提供详实的理论基础。

二、课程基本要求该课程要求学生掌握现代分子生物学基本理论和基本技术,为其它专业课的学习和今后的发展奠定基础。

在课程学习的同时,要求学生提高思想道德修养、自学能力、专业英语能力、应用知识能力、表达能力、创新能力和科研能力。

三、学时分配四、教学方法与考核(一) 教学方法1.以学科体系为主体,以应用为目的,教学过程加强针对性和实用性。

2.本课程以讲授为主、自学和讨论为辅的方式组织教学,并通过阅读主要参考书目、网上查询、资料整理和专题讨论,加深对细胞生物学了解,并掌握该学科的实验技能和操作。

第四章 生物信息的传递(下)--从mRNA到蛋白质习题答案

第四章 生物信息的传递(下)--从mRNA到蛋白质习题答案

第四章生物信息的传递(下)--从RNA到蛋白质习题一名词解释1.密码子(codon)2.同义密码子(synonymous codon)3.反密码子(anticodon)4.信号肽(signal peptide)5.简并密码(degenerate code)6.氨酰基部位(aminoacyl site)7.肽酰基部位(peptidy site)8.肽基转移酶(peptidyl transferase)9.氨酰- tRNA合成酶(amino acy-tRNA synthetase)二英文缩写符号1.IF(initiation factor):2.EF(elongation factor):3.RF(release factor):4.hnRNA(heterogeneous nuclear RNA):5.fMet-tRNA f :6.Met-tRNA i :三填空题1.蛋白质的生物合成是以______作为模板,______作为运输氨基酸的工具,_____作为合成的场所。

2.细胞内多肽链合成的方向是从_____端到______端,而阅读mRNA的方向是从____端到____端。

3.核糖体上能够结合tRNA的部位有_____部位,______部位。

4.蛋白质的生物合成通常以_______作为起始密码子,有时也以_____作为起始密码子,以______,______,和______作为终止密码子。

5.SD序列是指原核细胞mRNA的5ˊ端富含_____碱基的序列,它可以和16SrRNA的3ˊ端的_____序列互补配对,而帮助起始密码子的识别。

6.原核生物蛋白质合成的起始因子(IF)有_____种,延伸因子(EF)有_____种,终止释放(RF)有_____种;而真核生物细胞质蛋白质合成的延伸因子通常有_____种,终止释放因子有_____种。

7.原核生物蛋白质合成中第一个被掺入的氨基酸是_____。

8.某一tRNA的反密码子是GGC,它可识别的密码子为_____和_____。

分子生物学考试大纲

分子生物学考试大纲

第一部分课程性质与目标一、课程性质和特点《分子生物学》课程是我省高等教育自学考试生物工程专业(独立本科段)的一门重要的专业必修课程,通过本课程的学习要求学生熟知核酸(尤其是DNA)的基本生物化学特性,生物信息的储存、传递与表达过程,特别是基因的一般结构与生物功能,基因表达的调控原理。

掌握分子克隆与DNA重组的基本技术与原理,了解现代分子生物学基本研究方法,了解基因治疗与人类基因组计划、克隆技术的新成果和新进展。

激发学生对生命本质探索的热情,培养具备生命科学的基本知识和较系统的生物技术及其产业化的科学原理和工艺技术过程的基本理论和基本技能,能在生物产业领域的公司、工厂等企业单位从事生物工程及其高新技术产品生产、开发研究和企业经营管理工作的高级应用人才。

本课程在内容上共分十章,第一章介绍了分子生物学研究的主要内容及发展简况。

第二章是染色质、染色体、基因和基因组,重点介绍了遗传物质的分子结构、性质和功能,重点介绍了核酸的结构、功能、变性、复性和杂交等基本概念,也介绍了病毒核酸的相关知识和反义技术特点。

染色质和染色体的形态、组成和功能,基因的概念、功能和基本特征,基因组的概念、结构特点及有关基因组研究中基本理论和内容。

DNA的复制、突变、损伤和修复,主要介绍了DNA复制的过程、基因突变损伤和修复功能转座子结构特征和转座机制、以及遗传重组的机制。

第三、四章主要从动态角度探讨了遗传物质的运动的基本规律。

第三章是转录,重点介绍了转录的基本原理、转录过程及转录后加工过程和机制。

第四章是蛋白质的翻译,内容包括遗传密码、蛋白质合成、蛋白质的运转及蛋白质合成后的折叠和修饰加工,最后从应用的角度介绍了功能蛋白质研究的最新进展。

第五章介绍了分子生物学目前常用的基本研究方法。

第六、七章是基因表达的调控,分别从原核生物和真核生物两方面介绍了基因表达在转录和翻译水平上调控的机制。

第八章主要介绍了一些人类疾病的分子机制,以及基因治疗的概念。

现代分子生物学(第四版)朱玉贤课件 PPT 第1章 绪论

现代分子生物学(第四版)朱玉贤课件 PPT 第1章 绪论
特别是基因的一般结构与生物功能,基因活 性的修饰与调节; 4. 掌握分子克隆与DNA重组的基本技术与原 理,了解现代分子生物学基本研究方法; 5.了解基因组与比较基因组学的新成果, 新进展。
主要教材与参考书
1.《现代分子生物学》 第3版(2007)朱玉贤、李毅、郑晓峰
2. 现代生物学精要(Instant Notes)系列 《分子生物学》第二版(2002)刘进元 《Molecular Biology》2e P.C.turner,et al 3. Principles of Biochemistry
1994 Gilman Rodbell 美国
1995
Lewis Nusslein-Volhard Wieschaus
美国 德国 美国
建立DNA测序方法
诺贝尔生理医学奖
建立和发展了单克隆抗体技术
诺贝尔生理医学奖
发现可移动癌基因
诺贝尔化学奖 诺贝尔生理医学奖
G蛋白在细胞内信息传导中的作用 诺贝尔生理医学奖
发现了控制果蝇体节发育的基因
诺贝尔生理医学奖
年份
科学家
Doherty 1996 Zinkernagel
国籍
澳 瑞士
1997 Prusiner

Furchgott

1998
Ignarro Murad
1999 Blobel

Carlsson

2000 Greengard
预计到2020年,生物医药占全球药品的比重 将超过1/3,生物质能源占世界能源消费的比 重将达5%左右,生物基材料将替代10%-20%的 化学材料。
生物制造、生物能源、生物环保等一 批新兴产业正在快速形成。
据Ernst&Young研究报告,2010年生 物环境、生物工业处理、生物海洋技术世界市 场规模将达到 134亿美元、327亿美元、288 亿美元。

现代分子生物学2020名词解释

现代分子生物学2020名词解释

第一章绪论1分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能,并从分子水平上阐明蛋白质与蛋白质、蛋白质与核酸之间的互作及其基因表达调控机理的学科。

2医学分子生物学是分子生物学的一个重要分支,是从分子水平上研究人体和疾病相关生物在正常和疾病状态下的生命活动及其规律, 从分子水平上开展人类疾病的预防、诊断和治疗研究的一门科学。

3顺反子是编码一条多肽链的单位。

有关基因就是一个顺反子4 C值(C value :单倍体基因组中 DNA 的含量。

第二章染色体与 DNA1基因:基因是产生一条多肽链或功能 RNA 所必须的全部核苷酸序列 , 是决定遗传性状的功能单位。

2基因组:细胞或生物体的一套完整单倍体的遗传物质的总和。

3C 值矛盾也称 C 值悖论,指生物体的进化程度与基因组大小之间不完全成比例的现象。

4DNA 的一级结构是指 4种脱氧核苷酸的连接(磷酸二酯键及其排列顺序, DNA 序列是这一概念的简称。

5DNA 的二级结构是指两条多核苷酸链反向平行盘绕所产生的双螺旋结构。

6DNA 的高级结构是指 DNA 双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构。

是一种比双螺旋更高层次的空间构象。

7DNA 的半保留复制是由亲代 DNA 生成子代 DNA 时, 每个新形成的子代DNA 中, 一条链来自亲代 DNA ,而另一条链则是新合成的,这种复制方式称半保留复制。

8复制子是 DNA 复制时在复制的局部将链解开,形成复制单位,称为复制子。

9 复制叉是复制时 DNA 双链解开分成二股单链‚新链沿着张开的二股单链生成,复制中形成的这种 Y 字形的结构称为复制叉10 DNA 的半不连续复制是 DNA 复制时其中一条子链的合成是连续的,而另一条子链的合成是不连续的,故称半不连续复制。

11前导链是在 DNA 复制时,合成方向与复制叉移动的方向一致并连续合成的链为前导链; 合成方向与复制叉移动的方向相反,形成许多不连续的片段,最后再连成一条完整的 DNA 链为滞后链。

第四章 生物信息的传递(下)2

第四章 生物信息的传递(下)2

“Large” 50S subunit
tRNA (3 bound)
“Small” 30S subunit

真核生物中,所有正在进行蛋白质合成
的核糖体都不是在细胞质内自由漂浮, 而是直接或间接与细胞骨架结构有关联 或者与内质网膜结构相连的(图4-8)。 细菌核糖体大都通过与mRNA相互作用,
被固定在核基因组上。

图4-8 结合在内质网上的核糖体。左,电 镜下看到的胰腺细胞粗糙内质网;右, 局部放大后的草图。
表4-9 大肠杆菌核糖体基本成分
核糖体
沉降系数 70S
小亚基
30S
大亚基
50S
总体相对分子质量
主要rRNA(碱基数)
2.52×106
9.30×105
1.59×106
16S(1 541) 23S(2 904)
tRNA高级结构上的特点为 我们提供了研究其生物学功 能的重要线索,因为tRNA上 所运载的氨基酸必须靠近位 于核糖体大亚基上的多肽合 成位点,而tRNA上的反密码 子必须与小亚基上的mRNA相 配对,所以分子中两个不同 的功能基团是最大限度分离 的。这个结构形式很可能满 足了蛋白质合成过程中对 tRNA的各种要求而成为tRNA 的通式,研究证实tRNA的性 质是由反密码子而不是它所 携带的氨基酸所决定的。

tRNA的稀有碱基含量非常丰富,约有70 余种。每个tRNA分子至少含有2个稀有 碱基,最多有19个,多数分布在非配对 区,特别是在反密码子3'端邻近部位出 现的频率最高。
4.2.2
tRNA的L形三级结构
酵母和大肠杆菌tRNA的三级结构都呈L形 折叠式。这种结构是靠氢键来维持的,tRNA 的三级结构与AA- tRNA合成酶的识别有关。 通过分子重排产生另一对双螺旋,受体臂 和T ψ C臂的杆状区域构成了第一个双螺旋, D臂和反密码子臂的杆状区域形成了第二个 双螺旋。

现在分子生物学复习资料

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现在分子生物学作业及答案第一章:分子生物学绪论1、分子生物学的定义。

从分子水平阐明生命现象和生物学规律。

研究蛋白质及核酸等生物大分子特定的空间结构及结构的运动变化与其生物学功能关系。

2、简述分子生物学的主要研究内容。

分子生物学研究内容(1)DNA重组技术(基因工程)(2)基因的表达调控(3)生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学)(4)基因组、功能基因组与生物信息学研究3、谈谈你对分子生物学未来发展的看法?第二章:DNA结构(1)1、DNA双螺旋模型是哪年、由谁提出的?简述其基本内容?1953年由美国科学家Watson和英国科学家Crick。

1、主链是由两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴构成的右手螺旋结构,脱氧核糖和磷酸交替连接,排在外侧,构成基本骨架2、两条链上的碱基以氢键相连,G与C配对,A与T配对。

嘌呤和嘧啶碱基对层叠于双螺旋的内侧2、DNA的双螺旋结构有哪几种不同形式,各有何特点?右手螺旋:A-DNA,B-DNA、左手螺旋:Z-DNAB-DNA构象:相对湿度为92%时,DNA钠盐纤维为B-DNA构象。

在天然情况下,绝大多数DNA以B构象存在。

A-DNA构象:当相对湿度改变(75%以下)或由钠盐变为钾盐、铯盐,DNA的结构可成为A构象。

它是B-DNA螺旋拧得更紧的状态。

DNA-RNA杂交分子、RNA-RNA双链分子均采取A构象。

Z-DNA构象:在一定的条件下(如高盐浓度),DNA可能出现Z构象。

Z-DNA是左手双螺旋,磷酸核糖骨架呈Z字性走向。

不存在大沟,小沟窄而深,并具有更多的负电荷密度。

Z-DNA的存在与基因的表达调控有关。

3、简述DNA的C-值以及C-值矛盾(C Value paradox)。

形态学的复杂程度(物种的生物复杂性)与C-值大小的不一致,称为C值矛盾(C-值悖理)(C-值是一种生物的单倍体基因组DNA的总量。

)4、简述真核生物染色体上组蛋白的种类,组蛋白修饰的种类及其生物学意义。

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第四章 生物信息的传递(下)‫‏‬
——翻译(从mRNA-蛋白质)
一, 蛋白质生物合成的大致框架
需要掌握的几个要点:
1,翻译:以mRNA为模板,按照mRNA分子上的三个核苷酸决定一种 氨基酸的规则(三联体密码)合成具有特定氨基酸顺序的蛋白质 。包括翻译的起始、肽链的延伸、肽链的终止与释放。
2,核糖体是蛋白质合成的场所,mRNA是蛋白质合成的模板,转移 RNA(tRNA)是模板与氨基酸之间的接合体。 此外,在合成的各个阶段还有许多蛋白质、酶和其他生物大 分子参与。
表4-5 tRNA上的反密码子与mRNA 上密码子的配对与“摆动”分析
1.反密码子第一位是C或A时,只能识别一种密码子。 反密码子 (3')X-Y-C(5') (3')X-Y-A(5') 密码子 (5')Y-X-G(3') (5')Y-X-U(3') 2.反密码子第一位是U或G时,可分别识别两种密码子。 反密码子 (3')X-Y-U (5') (3')X-Y-G (5' 密码子 (5')Y-X-A/G(3') ) (5')Y-X-C/U(3' ) 3.反密码子第一位是I时,可识别3种密码子 反密码子 ( 3')X-Y-I (5') 密码子 (5')Y-X-A/U/C(3')
中某些稀有成分(如I)的配对,以及许
多氨基酸有2个以上密码子的问题。
图4-4 mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子配对示意图。 a. 密码子与tRNA反密码子臂上相应序列配对; b. 当反密码子第一位是I时,密码子第三位可以是A、U或C。
根据摆动假说,在密码子与反密码子的配 对中,前两对严格遵守碱基配对原则,第三对 碱基有一定的自由度,可以‚摆动‛,因而使 某些tRNA可以识别1个以上的密码子。一个tRNA 究竟能识别多少个密码子是由反密码子的第一 位碱基的性质决定的,反密码子第一位为A或C 时只能识别1种密码子,为G或U时可以识别2种 密码子,为I时可识别3种密码子。如果有几个 密码子同时编码一个氨基酸,凡是第一、二位 碱基不同的密码子都对应于各自独立的tRNA。
无细胞体系中Mg2+浓度很高,人工合成的多聚核苷酸不需要起 始密码子就能指导多肽的生物合成,读码起始是随机的。然 而,在生理Mg2+条件下,没有起始密码子的多核苷酸不能被 用作多肽合成的模板。
以多聚三核苷酸作为模板可得到有3种氨基酸组成的多肽 。如以多聚(UUC)为模板,可能有3种起读方式: 5 ’ ……UUC UUC UUC UUC UUC……3’ 或5 ’ ……UCU UCU UCU UCU UCU……3’ 或5 ’ ……CUU CUU CUU CUU CUU……3 ’ 根据读码起点不同,产生的密码子可能是UUC(Phe)、 UCU(Ser)或CUU(Leu),所以得到的多肽可能是多聚苯 丙氨酸、多聚丝氨酸或多聚亮氨酸,由此可知UUC、UCU、 CUU分别是苯丙氨酸、丝氨酸及亮氨酸的密码子。
从最简单的生物(病毒)到人类,基本共 用同一套遗传密码。
密码的通用性在遗传工程中得到充分运用

4.1.2.3. 密码子与反密码子的相互作用

tRNA的反密码子在核糖体内是通过碱 基的反向配对与mRNA上的密码子相互 作用的。1966年,Crick提出摆动假说( wobble hypothesis),解释了反密码子
肽链内部Met的密码子 AUG 酸 起始密码 真核生物编码甲硫氨酸

原核生物编码甲酰甲硫氨
终止密码子
UAA 赭石(ochre)密码
UAG 琥珀(amber)密码
UGA 蛋白石(opal)密码
4.1.2.2. 密码的通用性与特殊性
遗传密码无论在体内还是体外,也无论是对病毒、细菌、 动物还是植物而言都是适用的,所以,密码子具有通用性。已 经查明,在支原体中,终止密码子UGA被用来编码色氨酸;在 嗜热四膜虫中,另一个终止密码子UAA被用来编码谷氨酰胺。 密码子具有特殊性。

可译框架(open reading frame):

由起始密码子开始,到终止密码子结束 的核酸序列。
图4-1 Crick关于tRNA分子破译mRNA遗传密码三联子的原始构想
Ser 5’
Tyr 5’
4.1.1

三联子密码及其破译
遗传密码的破译,即确定代表每种氨基酸的具体密码。 蛋白质中的氨基酸序列是由mRNA中的核苷酸序列决定 的。mRNA中只有4种核苷酸,而蛋白质中有20种氨基酸 。


这个方法是以人工合成的三 核苷酸如UUU、UCU、UGU等 为模板,在含核糖体、AAtRNA的适当离子强度的反应 液中保温,然后使反应液通 过硝酸纤维素滤膜。 发现,游离的AA-tRNA因相 对分子质量小能自由通过滤 膜,加入三核苷酸模板可以 促使其对应的AA-tRNA结合 到核糖体上,体积超过膜上 的微孔而被滞留,这样就能 把已结合到核糖体上的AAtRNA与未结合的AA-tRNA分 开。

数学考虑 : 一种碱基 二种碱基 三种碱基
→ → →
一种 Aa 一种 Aa 一种 Aa
41 = 42 = 43 =
4 <20 16<20 64>20
实验证实三联子密码
(遗传学证据)
1、mRNA模板中插入、删除一个核苷酸后,该密码子后 面的氨基酸序列全部改变。 2、同时插入、删除一个不同核苷酸后,后续蛋白质不 变。 3、同时删除三个核苷酸后,翻译减少一个氨基酸,序 列没有变化。 烟草花叶病毒外壳蛋白亚基由400个氨基酸组成 ,而相应的RNA片段长约1200个核苷酸

二, 核糖体结合技术

1964年Nirenberg又采用三联 体结合实验

(1) tRNA和氨基酸及三联体 的结合是特异的; (2) 上述结合的复合体大分 子是不能通过硝酸纤维滤膜 的微孔,而tRNA-氨基酸的复 合体是可以通过的。

通过该方法,61个codons被破译(仅剩UAA,UAG,UGA?)‫‏‬ Stop codon 的证实
。因此,分析比较加入的模板和合成的肽链即可推知编码
某些氨基酸的密码。
Marshall Nirenberg (1961)‫‏‬ In vitro Poly(U) Poly(C) Poly(A) But poly(UCUCUC…) UCU/CUC poly(Ser-Leu-Ser-Leu…)‫‏‬ Ser/Leu ? poly(Phe) peptide poly(Pro) peptide poly(Lys) peptide
表4-4 线粒体与核DNA密码子使用情况的比较
生物 所有 酵母 果蝇 哺乳类 哺乳类 密码子 UGA CUA AGA AGA/G AUA 线粒体DNA编码的氨基酸 色氨酸 苏氨酸 丝氨酸 终止子 甲硫氨酸 核DNA编码的氨基酸 终止子 亮氨酸 精氨酸 精氨酸 异亮氨酸
密码的通用性与特殊性
有何意义?
实验破译三联子密码
一,以均聚物、随机共聚物和特定序列的共聚物为 模板指导多肽的合成
制备大肠杆菌的无细胞合成体系:在含DNA、mRNA、
tRNA、核糖体、AA-tRNA合成酶及其他酶类的抽提物中加
入DNase,降解体系中的DNA,耗尽mRNA时,体系中的蛋白 质合成即停止板以及ATP、GTP、氨基酸等成分时又能合 成新的肽链,新生肽链的氨基酸顺序由外加的模板所决定
若用20种AA-tRNA做20
组同样的实验,每组都含 20种AA-tRNA和各种三核 苷酸,但只有一种氨基酸 用14C标记,看哪一种AAtRNA被留在滤膜上,进一 步分析这一组的模板是哪 个三核苷酸,从模板三核 苷酸与氨基酸的关系可测 知该氨基酸的密码子。例 如,模板是UUU时,PhetRNA结合于核糖体上,可 知UUU是Phe的密码子。
Ser-C14….
Leu-C14 ….
Lys-C14 ….
Gly-C14 ….
4.1.2 遗传密码的性质

4.1.2.1 密码的连续性 密码间无间断也没重叠,即起始密码子
决定了所有后续密码子的位置
4.1.2.1. 密码的简并性
存在61种密码子而只有20种氨基酸,所以许多氨基酸有多个 密码子。实际上除色氨酸(UGG)和甲硫氨酸(Met)只有一 个密码子外,其他氨基酸都有一个以上的密码子,其中9种 氨基酸有2个密码子,1种氨基酸有3个密码子,5种氨基酸有 4个密码子,3种氨基酸有6个密码子。 简并:1个氨基酸有多个密码子的现象或多个密码子为1个氨 基酸编码。 编码同一种氨基酸的密码子称同义密码子 简并密码的性质有何重要生物学意义? 减少变异对生物的 影响
肽链的延伸
核糖体沿mRNA5‘ 端向3’ 端移动,开始了从N端向C 端的多肽合成,这是蛋白质合成过程中速度最快的阶 段
肽链的终止及释放
核糖体从mRNA上 解离,准备新一 轮合成反应。
4.1 遗传密码--三联子
mRNA上每3个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个 氨基酸,这3个核苷酸就称为密码。也叫三联子 密码。 遗传密码: mRNA中核苷酸的排列顺序。 起始:AUG 终止:UAA UAG UGA 方向:5 ’ -3’(mRNA) 翻译从起始密码子AUG开始,沿mRNA 5'→3' 方向连续阅读密码子,直至终止密码子为 止,生成一条具有特定序列的多肽链——蛋白质 。
翻译(蛋白质的生物合成): 以氨基酸为原料 以mRNA为模板 以tRNA为运载工具 以核糖体为合成场所 需Mg2+和适当缓冲体系 起始、延长、终止各阶段蛋白因子参与 合成后加工成为有活性蛋白质
蛋白质的生物合成是一个比 DNA复制和转录更为复杂的过 程。 翻译的起始
核糖体与mRNA结合并与氨基 酰-tRNA生成起始复合物。
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