医学分子生物学总结Word格式.docx

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大多数生物的遗传信息都是储存在DNA分子中。

④DNA分子主要携带两类遗传信息，即有功能活性的DNA序列所携带的信息和调控信息。

⑤DNA二级结构是指DNA的双螺旋结构，其特点为：

脱氧核糖与磷酸交替排列构成了DNA主链；

两条脱氧核苷酸链是反向平行排列，一条是5′→3′方向，另一条为3′→5′方向；

以右手方向盘绕成双螺旋构型；

A配T，G配C。

⑥生物体的闭环DNA都以超螺旋形式存在，如细菌质粒、一些病毒、线粒体的DNA等。

2、RNA的结构、功能、特点

①由4种基本的核苷酸以3′，5′-磷酸二酯键连接而成的长链，碱基中没有T，而为尿嘧啶（U）。

②分为mRNA（信使RNA），tRNA（转RNA，转运氨基酸）和核蛋白体RNA（rRNA）。

mRNA结构特点：

不稳定、代谢活跃，更新迅速，寿命短。

原核生物mRNA具有操纵子结构，主要是多顺反子，mRNA5′端无帽子结构，3′端一般无多聚A尾巴，没有修饰碱基；

真核mRNA5′端有帽子结构、3′端大多有多聚腺苷酸尾巴、分子中可能有修饰碱基，主要有甲基化、有编码区和非编码区。

tRNA的结构特点及作用：

作用：

在蛋白质合成过程转运氨基酸，参与蛋白质的翻译。

一级结构含有稀有碱基如DHU，3′端为3个同样的核苷酸序列（CCA）序列，此序列是tRNA结合和转运安基酸而生成氨酰tRNA所必需的。

5′端为G、具有TΨC；

二级结构为三叶草形，三级结构为倒L形；

C、rRNA即核蛋白体RNA：

为细胞内含量最丰富的RNA，约占细胞总RNA的80%以上,参与组成核蛋白体，作为蛋白质生物合成的场所。

原核生物核糖体的沉降系数为70S，由50S和30S两个大小亚基组成，30S小亚基含16SrRNA和21种蛋白质,50S大亚基含23S和5SrRNA以及34种蛋白质；

真核生物细胞核糖体的沉降系数为80S，由大小亚基组成，40S小亚基含18SrRNA及30多种蛋白质，60S大亚基含3种rRNA以及大约45种蛋白质。

④hnRNA即核内不均-RNA，为真核生物转录生成的mRNA前体。

⑤SnRNA即小分子核内RNA，不单独存在，常与多种特异的蛋白质结合在一起，形成小分子核内核蛋白颗粒，在mRNA的剪接中起重要作用。

⑥反义RNA，又称调节RNA，主要封闭RNA。

3、参与蛋白质合成的氨基酸在特异的氨基酰tRNA合成酶催化下，与其相应的tRNA结合成氨基酰—tRNA。

真核生物起始tRNA结合的氨基酸为蛋氨酸，结合形成Met-tRNAimet，翻译起始时首先与40S核糖体小亚基结合形成复合物。

原核生物的起始氨基酸为甲酰化蛋氨酸，结合形成fMet-tRNAffmet。

导致DNA变性的常用方法有热变性、碱变性和化学试剂变性。

DNA变性的结果：

粘性降低，密度增加，A260紫外吸收值增加。

4、蛋白质的结构、功能特点

①蛋白质又称为“功能分子”，根据功能分为结构蛋白、活性蛋白和信息蛋白。

蛋白质的一级结构是指蛋白质多肽链中氨基酸排列的顺序。

蛋白质一级结构发生改变，可以使蛋白质的功能发生改变，严重时可导致疾病的发生。

②因基因突变而导致的蛋白质一级结构改变后表现出生理功能的异常，使机体出现病态现象，称为分子病。

③蛋白质的二级结构单元（形式）有a-螺旋、β-折叠、-转角、无规则卷曲。

④一级结构的化学键是肽键及二硫键；

二级结构主要化学键为氢键；

三级结构的主要靠疏水作用、离子键、氢键和范得华力等；

四级结构的结合力主要是疏水作用、氢键和离子键。

5、端粒的主要特点和功能：

特点为：

位于真核生物染色体末端、端粒酶催化端粒DNA延长、在决定细胞寿命中起重要作用、含短的高度重复序列。

其主要功能有：

保护线性DNA的完整复制、保护染色体末端、决定细胞的寿命。

6、DNA聚合酶（DNApol）

①作用是催化DNA合成，其活性需要Mg2+的存在。

大肠杆菌DNA聚合酶有I-II、II3种（即原核生物DNA聚合酶）。

②DNApolI的功能有：

a、聚合作用，使DNA链沿5′→3′方向延伸，b、3′→5′外切酶活性，即能从DNA链3′端开始沿3′→5′进行水解反应，产生5′单核苷酸，纠正复制过程中的错误，保证DNA复制的正确性，因而具有校对功能；

C、5′→3′外切酶活性，参与RNA生物的切除、填补冈崎片段间的空隙以及DNA损伤的修复。

③DNApolII：

具有5′→3′DNA聚合酶活性及3′→5′外切核酸酶活性，可能参与DNA损伤的应急状态修复。

④DNApolII：

α亚基具有催化合成DNA的功能；

ε亚基具有3′→5′外切酶活性及编辑和校对功能，θ则为装配所必需，是原核生物复制延长中真正起催化作用的酶。

DNA聚合酶的共同性质是：

需要DNA模板；

RNA或DNA作为引物；

ATP与Mg2+的参与；

以dNTP作底物；

DNA合成的方向是5′→3′。

反应特点：

新生链的延伸方向为5'

→3'

；

半保留方式合成子代DNA双链；

反应需要DNA引物。

共同具有的酶活性：

5'

聚合酶活性；

3'

→5'

核酸外切酶活性。

7、RNA聚合酶

①RNA聚合酶也称依赖DNA的RNA聚合酶，能以DNA为模板，四种核苷三磷酸为底物，按照碱基配对原则，从5′→3′方向延长RNA链。

②原核生物的RNA聚合酶只有一种，是由四种亚基α2ββ'

σ组成的五聚体蛋白质，称为全酶。

去掉σ亚基后，剩下的α2ββ’称为核心酶。

活细胞的转录起始，需要全酶；

而核心酶负责催化RNA链的延伸。

③真核生物RNA聚合酶有三种，即RNA聚合酶I、II、III。

RNA聚合酶I定位在核仁，主要转录、18S、28S-rRNA基因；

酶II定位在核浆，主要转录编码蛋白质的基因，即主要转录产生mRNA；

酶III定位在核浆，主要转录tRNA和5S-rRNA基因。

④RNA聚合酶催化聚合反应时需要有Mg2+或Mn2+的存在，无3’→5’外切酶海性，无校对功能。

8、密码子分为起始密码和终止密码，起始密码为AUG，终止密码为UAA、UAG和UGA，共有64种不同的密码。

可作为原核生物起始密码的是：

。

9、遗传密码具有以下特点：

A、连续性：

两个密码子之间没有任何核苷酸加以分隔，即密码是无标点的。

B、方向性：

mRNA中密码子的排列是有方向性的，即起始密码子总是位于编码区5’末端，而终止密码子位于3’末端。

每个密码子的三个核苷酸也是5’→3’方向阅读，不能倒读。

C、简并性：

是指遗传密码中除色氨酸和甲硫氨酸仅有一个密码子外，其余氨基酸有2～6个密码子为其编码。

D、通用性：

从最简单的病毒、原核生物、直至人类，都使用同一套遗传密码。

E、摆动性：

翻译过程中，氨基酸的正确加入，要靠mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子相辩认。

密码子与反密码子配对辩认时，有时不完全遵守碱基互补规律，即使不严格互补也能辩认配对，这种现象称为摆动。

10、转录的过程及特点

①转录是以DNA为模板，以4种NTP为原料，依碱基配对规律，在DNA指导的RNA聚合酶催化下合成RNA的过程，其过程包括：

起始、延长和终止三个阶段。

②转录的特点：

A、对于一个基因组来说，转录只发生在一部分基因，而且每个基因的转录都受到相对独立的控制。

B、转录是不对称的。

C、转录时不需要引物，而且RNA链的合成是连续的。

D、转录的单向性，即RNA生物合成时，只能向一个方向进行聚合，所依赖的模板DNA链的方向为3’→5’，而RNA链的合成方向为5’→3’。

E、有特定的起始和终止位点。

参与转录终止的因素为ρ因子或转录产物的3'

端发夹结构,转录终止的修饰点:

AATAAA+GT序列。

11、原核生物DNA复制的过程及特点

①复制过程包括：

起始（复制起始位点识别、解螺旋酶解开DNA双链，引发体合成RNA引物）延伸（DNA聚合酶催化聚合反应，连续合成前导链，不连续合成随从链）。

终止（RNA引物去除、冈崎片段连接、在特殊的终止结构区域停止）。

②复制的共同特点为：

半保留复制和半不连续复制、聚合反应都需要模板、底物、DNA聚合酶及其它酶和蛋白质。

12、真核生物染色体DNA复制的特点：

（原核相反）

①复制起始点为多个；

②复制叉移动速度慢；

③复制方向大多数为双向；

④RNA引物短；

⑤冈崎片段短，⑥不可连续复制

13、翻译的主要过程及特点

①起始：

形成翻译起始复合物②延长：

指每加一个氨基酸经过进位、成肽和转位，使肽链从N端向C端延长。

③终止（当mRNA分子中的终止密码子出现后，多肽链合成停止，肽链从肽酰-tRNA中释出，mRNA、核蛋白体等分离）。

蛋白制合成是一个耗能过程，每生成一个肽键，要消耗2个高能磷酸键，氨基酸活化要消耗2个高能磷酸键，整个过程可能多于4个高能磷酸键。

14、原核生物mRNA的加工：

转录产物mRNA分子不需加工。

tRNA结构基因的初级转录产物需要加工，才能成为具有生物功能的成熟分子。

tRNA前体的加工包括剪切作用（切除多余核苷酸）、添加和修复3'

端CCA序列，某些碱基的化学修饰（成熟tRNA分子中有稀有碱基）。

15、翻译后的加工修饰：

①加工包括：

A、去掉N-甲酰基、N-蛋氨酸或N端序列。

B、个别氨基酸的修饰（羟化、磷酸化形成-S-S-等）。

C、多蛋白水解修饰，D、分子伴侣，蛋白质二硫键异构酶，肽-脯氨酰顺反异构酶辅助折叠成空间构象。

E、亚基聚合，F、辅基的结合（糖基化等）。

其中A、B、C属一级结构修饰，D、E、F属空间结构修饰。

②多肽链形成后，氨基酸残基可进行多种共价修饰，包括；

磷酸化，羟基化，ADP-核糖基化，形成胱氨酸及乙酰化。

③翻译过程涉及多种分子之间的相互作用，可以归纳为：

RNA-蛋白质相互作用，蛋白质-蛋白质相互作用及RNA-RNA相互作用。

④参与翻译终止的蛋白质因子包括：

RF、PR、IF。

⑤广义的核蛋白体循环包括：

翻译起始，进位，成肽，转位和翻译终止。

16、真核生物mRNA的加工包括：

①5′端加帽（由加帽酶催化5′端加入7-甲苷乌苷酸，形成帽子结构m7GpppmNP-）。

②3′端加入Poly（A）尾（A、组蛋白的成熟mRNA无需加polyA尾；

B、加尾信号包括AAUAAA和富含GU的序列；

C、加尾不需模板；

D剪切过程需要多种蛋白质因子的辅助）。

③mRNA前体的剪接（剪接加工以除去内含子序列，并将外显子序列连接成为成熟的有功能的mRNA分子。

内含子两端的结构通常是5′-GU……AG-3′。

选择性剪接的作用机制包括；

A使用不同的剪接位点，B选择使用外显子，C、反式剪接，D、使用不同的启动子，E、使用不同的多腺苷酸化位点）。

④RNA的编辑（发生于转录后水平，改编mRNA序列，C→U或A→G，增加遗传信息容量）。

17、基因表达是指生物基因组中结构基因所携带的遗传信息经过转录、翻译等一系列过程，合成特定的蛋白质，进而发挥特定的生物学功能和生物学效应的全过程。

但并非所有基因表达过程都产生蛋白质，tRNA、rRNA编码基因转录生成RNA的过程也属于基因表达。

基因表达受到多级水平的调控，具有阶段特异性（时间特异性）和组织特异性（空间特异性）。

基因表达分为几个阶段：

基因活化、转录、转录后加工、翻译、翻译后加工等、产物是RNA和有功能的蛋白质。

18、原核生物基因表达调控的环节，主要在转录水平，其次是翻译水平。

原核生物基因多以操纵子的形式存在，转录水平的调控涉及到启动子、σ因子（能与RNA聚合酶结合）、阻遏蛋白（负调控）、正调控蛋白、倒位蛋白、RNA聚合酶抑制物、衰减子等多种因素。

而翻译水平的调控涉及到SD序列（位于AUG前）、mRNA的稳定性（不稳定，其5′端和3′端的发夹结构可保护其不被酶水解，mRNA的5′端与核糖体结合，可明显提高其稳定性）、翻译产物及小分子RNA的调控作用。

19、真核生物基因表达的调控环节较多，在DNA水平可通过染色体丢失，基因扩增、基因重排、DNA甲基化以及染色体结构改变影响基因表达，在转录水平则主要通过反式作用因子的作用调控转录因子与TATA盒的结合、RNA聚合酶与转录因子-DNA复合物的结合及转录起始复合物的形成；

在转录后水平主要通过RNA修饰、剪接及mRNA运输的控制来影响基因表达；

影响翻译水平的因素有影响起始翻译的阻遏蛋白、5′AUG、5′端非编码区的长度、mRNA的稳定性调节及小分子RNA等。

真核基因调控中最重要的环节是基因转录，真核生物基因表达需要转录因子、启动子、沉默子和增强子。

20、反式作用因子：

指能直接或间接辨认和结合转录上游区段DNA的蛋白质，其主要特点包括三个功能结构域（DNA识别结合域、转录活性域、结合其它蛋白的结合域）、能识别并结合上游调控区的顺式作用元件、对基因表达有正性和负性调控作用。

其活性调节方式：

表达式调节，共价修饰，配体结合及蛋白质-蛋白质相互作用。

作用方式:

成环、扭曲、滑动、Oozing。

DNA结构域包括：

锌指、螺旋—转角—螺旋、亮氨酸拉链和螺旋—环—螺旋。

转录激活域富含：

酸性氨基酸、脯氨酸和谷氨酰胺。

21、参与DNA复制（合成）的物质包括：

①模板（解开成单链的DNA母链）。

②引物（提供3’—OH未端使dNTP可以依次聚合）。

③底物（dATP，dGTP，dCTP和dTTP）。

④聚合酶（依赖DNA的DNA聚合酶（DNA—pol））。

⑤其它的酶和蛋白质因子。

DNA复制的基本过程包括：

①DNA双链解开，②RNA引物的合成，③DNA链的延长，④切除引物，填补缺口，连接相邻DNA片段，⑤切除和修复错配碱基。

22、结构基因突变的类型包括点突变、缺失、插入和倒位四类，遗传密码的改变分为错义突变、无义突变、同义突变和移码突变。

23、癌基因恶性激活的机制包括：

①原癌基因点突变，②原癌基因获得外源启动子而激活，③原癌基因因甲基化程度降低而激活，④基因易位或重排使原癌基因激活。

24、逆转录病毒载体是基因治疗中最常用的载体。

造血肝细胞是基因治疗中最重要的靶细胞，禁用生殖细胞。

基因转移技术（基因治疗技术）包括生物学方法和非生物学方法:

生物学方法有:

逆转录病毒载体.腺病毒载体.腺相关病毒载体.单纯疱疹病毒载体;

非生物学方法有：

脂质体、直接注射、受体介导基因转移技术、DNA—磷酸钙沉淀法、电穿孔法、显微注射、颗粒轰击。

25、DNA甲基化的一个特点是它们经过细胞许多代分裂之后仍保持稳定。

在真核生物DNA中，几乎所有甲基化均发生于二核苷酸序列5’—mCG—3’上。

26、一个基因所包括的序列有：

编码蛋白质肽链或RNA的核酸序列、保证转录所必需的调控序列、位于编码区5’端上游的非编码序列、内含子、位于编码区3'

端下游的非编码序列。

27、启动子是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列,启动子具有方向性，真核生物的启动子必须与转录因子结合后，才能被DNA聚合酶识别和结合，真核生物的启动子元件是TATA盖,TATA盒的核心序列是TATA（A/T）A（A/T），位于转录起始点上游—25bp处,启动子决定转录方向.模板链及转录效率。

上游启动子元件包括：

CAAT盒，CACA盒和GC盒。

28、逆转录：

是指以RNA为模板，利用宿主细胞中4种dNTP为原料，在引物的3'

端以5'

方向合成与RNA互补的DNA链的过程，此过程与中心法则方向相反，故称为逆转录。

29、原癌基因产物的类型及细胞定位

①生长因子及其类似物，由细胞分泌，如C-sis家族（sis编码血小板源生长因子，表达产物与PDGF链结构同源）。

②跨膜生长因子受体型的酪氨酸蛋白激酶，如erb-B,表皮细胞生长因子（EGF）受体；

fims,巨噬细胞集落刺激因子受体；

定位于质膜。

③细胞内信号传导分子，定位于胞夜,包括A、低分子量G蛋白，如H-ras等基因表达产物；

B、胞内蛋白激酶（包括与膜结合的蛋白酪氨酸激酶和胞浆丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶），如src、abl。

④核内转录因子：

如myc、fos等，定位于细胞核内。

⑤胞浆调节蛋白，如crk的产物是存在于胞浆中的调节蛋白，定位于胞浆。

⑥可溶性蛋白酪氨酸激酶受体和非蛋白激酶受。

30、细胞周期的主要调控点

细胞周期的运行受多种因素所调控，有2个主要调控点，亦称为检测点。

①G1/S期检测点：

在酵母中称起点，在哺乳细胞中称限制点,是控制细胞进入S期检测点（G1期检测点）,cyclinb与cdk4和CDK6结合，cycline与CDK2，CDk3结合，通过磷酸化使它们活化。

cyclin-CDk复合物可使Rb蛋白磷酸化，从而释放转录因子E2f，促进dna复制相关基因的表达。

cdk2也可和cyclinA、cyclinA1结合，促进早S期Dna合成的起始。

②G2/M期检测点：

是控制细胞进入M期检测点（G2期检测点），促有丝分裂因子（MPF）由cyclinb和CDk1组成，是启动有丝分裂的关键因子。

细胞何时进入M期取决于cdc2的磷酸化状态。

31、真核细胞转染的基本方法：

①磷酸钙沉淀法。

②电穿孔法。

③脂质体介导的基因导入法。

④DEAE-葡聚糖法。

⑤显微注射法。

32、DNA损伤的主要类型

①碱基和糖基破坏②错配③DNA链断裂：

电离辐射致DNA损伤的主要形式④DNA变联。

上述DNA损伤可导致DNA模板发生碱基的置换、插入、缺失、链的断裂，并可影响到染色体的高级结构。

DNA链中一种嘌呤被另一种嘌呤取代，或嘧啶被另一种嘧啶所取代，称为转换；

嘌呤被嘧呤取代，或反之，称为颠换；

转换和颠换在DNA复制时可引起碱基错配，导致基因突变；

碱基的插入和缺失可引起移码突变。

33、DNA修复机制的主要类型

①光修复；

②切除修复；

③重组修复；

④SOS修复；

⑤错配修复。

34、基因文库筛选的主要方法及原理

（1）根据抗药性标志筛选：

对于带有某种抗药性标志基因，只有转化成功的受体菌才可能在含该抗生素的培养基中生存并形成菌落；

而没有转化成功的受体菌，不能在培养基中生长，以此可选择阳性菌。

（2）根据菌落的呈色反应筛选（互补、蓝-白筛选）：

根椐菌落的颜色并结合插入片段的序列测定筛选。

（3）营养缺陷型标记法:

（4）核酸分子杂交法：

即采用与目的基因部分互补的DNA片段作为探针，与含有重组体的细菌菌落进行杂交，以确定重组体中带目的基因。

包括原位杂交和southern印迹杂交。

（5）遗传互补法：

载体上的营养代谢标记可以对宿主细胞的营养代谢缺陷进行互补，以此作为筛选重组体的标记。

（6）免疫学方法：

如果克隆基因的产物是已知的，并且在菌落或噬菌斑中表达，因而可以用相应的抗血清或单克隆抗体，通过放射免疫、化学发光或显色反应进行筛选。

35、pcr的主要步骤及引物设计的基本要求

①pcr的主要步骤：

pcr又称聚合酶链式反应，是在体外进行的DNA复制反应过程。

其基本过程包括：

A、双链DNA模板加热变性成单链（变性）,温度95度左右。

B、在低温下引物与单链DNA互补配对（退火）,85-90度。

C、延伸：

在四种dntp底物及mg2+存在条件下，TaqDNA聚合酶在最适作用温度（70~75℃）下，根据碱基互补配对原则，从特异结合到DNA模板上的引物3′-OH端开始掺入单核苷酸，合成新的DNA分子。

②引物设计的基本要求：

A、引物长度一般为15~30个核苷酸。

B、引物中的碱基组成尽可能随机分布，避免出现嘌呤、嘧啶碱基堆积现象，尤其在3′端避免连续3个G或C。

C、引物自身不应存在互补序列以避免折叠成发夹结构，引物自身存在的连续互补序列，一般不超过3bp。

D、两个引物之间不应存在互补序列，尤其应避免3′端的互补重叠。

E、引物与非特异扩增区的序列的同源性不要超过70%，引物3′末端连续8个碱基在待扩增区以外不能有完全互补序列。

F、引物与模板结合时，引物的5′端可以修饰。

36、乳糖操纵子的正、负调节机制

乳糖操纵子包含3个结构基因（编码β-半乳糖苷酶，β-半乳糖苷通透酶和转乙酰基酶）、3个调控元件（启动子、操纵基因和cAP结合位点）和1个调节基因（编码阻遏蛋白）。

乳糖操纵子的转录起始是由CAP和阻遏蛋白两种调控因子来调控的。

（1）阻遏蛋白的负调控：

无乳糖时，阻遏蛋白结合操纵基因，妨碍RNA聚合酶结合启动子，从而抑制结构基因转录。

有乳糖时，生成半乳糖（诱导剂）结合阻遏蛋白，使阻遏蛋白构象改变，变构的阻遏蛋白不能与操纵序列结合，阻遏机制解除，结构基因可以转录，基因得以表达。

③camp-cap复合物的正调控:

无葡萄糖时，cAMP浓度高，形成的cAMP-caP复