分子生物学考试重点文档格式.docx
- 文档编号:17885420
- 上传时间:2022-12-11
- 格式:DOCX
- 页数:35
- 大小:48.69KB
分子生物学考试重点文档格式.docx
《分子生物学考试重点文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《分子生物学考试重点文档格式.docx(35页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
aa接受臂(aminoacidarm)二氢尿嘧啶环(DHUloop)
反密码环(anticodonloop)额外环(extraloop)TψC环(TψCloop)
同功tRNA:
识别同种氨基酸,但反密码子不同的多个tRNA。
多数tRNA和少数tRNA:
反密码子相同但结构不同的tRNA。
副密码子:
tRNA分子上决定其携带何种氨基酸的区域,能被AA-tRNA合成酶识别。
核酶(Ribozyme)是一种具有核酸内切酶活性的反义RNA分子,可特异性地切割靶RNA序列,具有解离后重复切割相同靶分子的能力。
核酶的类型:
剪切型核酶,催化自身或者异体RNA的切割,相当于核酸内切酶。
剪接型核酶,具有核酸内切酶和连接酶两种活性。
核酶的催化活性:
核苷酸转移作用;
磷酸二酯键水解作用;
磷酸转移反应催化作用;
脱磷酸作用;
限制性内切酶作用
核酸的杂交:
不同来源的、序列互补的单链RNA、DNA,或DNA和RNA,根据碱基互补原则,借助氢键连接为双链分子的过程。
核酸的变性:
指核酸双螺旋区的氢键断裂,变成单链,但并不涉及共价键的断裂
变性方法:
热变性、酸碱变性、化学变性剂
增色效应(hyperchromicity)由于DNA变性而引起的光吸收增加的现象
DNA的融点(或熔解温度,Tm)DNA分子的一半发生变性时的温度为Tm。
DNA分子的变性是一个爆发过程,变性作用发生在一个很狭窄的温度范围(6~8℃),变性曲线为双曲线
核酸的复性:
指变性DNA分子在适当条件下,两条彼此分开的链自发重新缔合成为双螺旋结构
复性过程:
成核作用;
拉拉链作用
复性条件:
1、足够的盐浓度,0.15~0.50mol/L2、合适的温度:
比Tm低20~25℃
3、样品的性质4、DNA的浓度5、DNA片段的大小
分子杂交技术利用核酸双链的碱基互补、变性和复性的原理,可以用已知碱基序列的单链核酸片段作为探针,与待测样本中的单链核酸互补配对,以判断有无互补的同源核酸序列的存在。
目的:
运用特异性探针鉴定复杂的靶DNA中同源的DNA片段。
双链probe或DNA解链主要取决于:
1.链的长度:
链越长,需要的能量多才能解链;
2.碱基成分:
GC含量高,较难变性;
3.化学环境:
单价阳离子稳定双链,甲酰胺,尿素破坏双链
核酸探针:
是指带有标记的某一特定DNA或RNA片断,能与待测样本中单链核酸分子互补配对结合,进而检测同源序列。
将探针标记上一种标识物以便杂交后检测。
常用于标记探针的标识物:
同位素:
32P,35S,3H-dNTP等;
非同位素:
地高辛-dNTP,生物素-dNTP。
常用的标记方法:
缺口平移法;
随机引物法
探针来源:
基因组探针;
DNA克隆;
cDNA探针;
寡核苷酸探针
缺口平移法:
DNA酶I;
DNA聚合酶I:
5’→3’外切酶活性、5’→3’的聚合酶活性、
随机引物法:
DNA聚合酶I的Klenow亚单位:
5’→3’聚合酶活性。
常用核酸分子杂交方法:
Southern印迹杂交法;
Northern印迹杂交法;
斑点杂交或狭缝杂交法;
菌落杂交;
夹心杂交法;
原位杂交
基因芯片是在固相支持物上原位合成寡核苷酸或直接将大量DNA探针以点涂的方式有序地固化于支持物表面,然后与标记的样品杂交,通过对杂交信号的检测分析,即可得出样品的信号(即基因序列或表达的信息)
突出特点:
高度并行性、多样性、微型化、自动化
反义核酸(antisensenuleicacid)是根据碱基互补原理,用人工合成或生物体自身合成的特定互补的DNA或RNA片段(或其化学修饰的衍生物),能够与目的序列结合,通过空间位阻效应或诱导RNase活性的降解作用,在复制、转录、剪接、mRNA转运及翻译等水平,抑制或封闭目的基因的表达
反义技术:
根据碱基互补原理,用人工合成或生物体自身合成的特定互补的DNA或RNA片段(或其化学修饰产物)抑制或封闭目的基因的表达的技术。
有反义DNA、反义RNA、
肽核酸
肽核酸,PNA:
是指在特定肽链上连接不同碱基的核酸。
即:
以类氨基多肽链(N-氨基乙烷基乙酸链)代替核酸中的磷酸戊糖骨架,并按一定序列结合上标准的A、G、C、T碱基.
第三代反义寡核苷酸药物(肽核酸)
作用肽核酸可与互补DNA或RNA特异性结合,抑制或封闭基因表达。
特点与靶基因结合能力强,稳定性好,易吸收,在体内具有内切酶活性和抑制端粒作用。
反义核酸的有效抑制结合区:
1、mRNA5’端非翻译区2、mRNA5’端编码区,主要是3、始密码AUG4、mRNA5’端帽子形成位点5、前体mRNA外显子和内含子结合部位6、mRNApolyA形成位点7、阻止mRNA的成熟和向胞浆的转运
RNA干扰:
RNAi:
一条短小的单链RNA与一条mRNA的互补区发生碱基配对作用,从而阻遏这条mRNA的表达。
即一种RNA能够有效地控制另一种RNA的活性。
具有RNA干扰作用的RNA分子称为小干扰RNA(smallinterferingRNA,siRNA).
RNAi的效应:
siRNA与靶mRNA形成的双链结构
阻止其它蛋白因子与靶mRNA的结合;
影响靶mRNA其它区域的空间结构的形成;
形成的双链结构体区会成为双链RNA酶的作用靶标,使靶mRNA被降解。
RNAi的特点:
转录后水平的基因沉默;
较高的特异性;
高效性;
可遗传性及远距离效应
病毒核酸的一般特征:
病毒核酸分子大小差别很大;
病毒核酸存在形式多样;
病毒核酸分正、负链;
病毒基因组具有操纵子结构;
噬菌体基因组中无内含子,但动物病毒的基因组中具有内含子;
病毒基因组织有重叠基因的存在。
端粒(telomere)真核细胞染色体末端的蛋白质-DNA复合体,是染色体必需的组成部分。
端粒的功能:
能封闭正常染色体末端,维持了染色体结构的完整性。
保证遗传信息的完全复制。
端粒使染色体具有极性,保证了染色体在细胞周期中的正常行为。
在维持细胞核的三维结构及染色体配对中起一定的作用。
端粒起到细胞分裂计时器的作用。
端粒酶(telomerase):
化学性质是核糖核蛋白,是一种自身携带模板的反转录酶,催化端粒DNA的合成,能够在缺少DNA模板的情况下,以自身携带的RNA为模板,逆转录合成端粒DNA并添加于染色体末端,从而维持了端粒长度的稳定。
端粒酶RNA作为合成端粒DNA的模板;
端粒酶蛋白亚基具有逆转录酶活性。
真核生物DNA分类:
非重复序列(单拷贝序列);
轻度重复序列;
中度重复序列;
高度重复序列
组蛋白:
特点:
分子量小;
碱性蛋白质;
含量高,每种分子数可达6000万个;
没有种属和组织专一性;
类型:
核小体组蛋白:
H2A、H2B、H3、H4;
H1组蛋白;
功能:
组蛋白分子中的正电荷使组蛋白借静电引力与带负电荷的磷酸形成稳定的盐键,使组蛋白与DNA分子紧密结合。
非组蛋白:
特点:
酸性蛋白质;
带负电荷;
含量低,种类多(数百),每种仅1万个分子;
具有种属和组织特异性
类型:
一半是结构蛋白质;
一半为酶类;
如DNA聚合酶、RNA聚合酶等
功能:
为序列特异性DNA结合蛋白,能从DNA双链的大沟、小沟中识别特定的碱基排列并与碱基形成氢键,从而与一段较短的特异DNA序列结合
重叠基因:
病毒和噬菌体中,以有限的碱基编码更多的遗传信息。
重叠类型:
1、异相位基因重叠:
终止密码子与起始密码子重叠。
2、同相位基因重叠:
合成的多肽链仅长短不同,氨基酸序列相同。
3、反相位基因重叠:
DNA双链都有编码功能。
非组蛋白具体功能:
参与染色体的构建;
启动基因的复制;
调控基因的转录
真核生物组蛋白的共价修饰包括:
乙酰化、甲基化、磷酸化。
修饰作用的共同点——降低组蛋白所携带的正电荷。
修饰作用表现为周期性,提示可能与组蛋白功能的改变有关
基因:
是有功能的DNA片段,含有合成有功能的蛋白质多肽链或RNA所必需的全部核苷酸序列,是遗传的结构和功能单位。
包括编码蛋白质肽链或RNA的编码序列以及保证其转录所必需的调控序列。
假基因:
不能转录或转录后不能生成无功能的蛋白质的基因。
完整的基因:
前导区、尾部区、内含子和外显子;
前导区(leader)位于编码区的前面,相当于mRNA起始密码5’端的序列;
尾部区(trailer)位于编码区之后,指mRNA3’端终止密码子后面的非翻译序列;
内含子(intron)位于编码序列之间,通常指基因中能被转录成前体转录物,但却不能成为mRNA组成部分的区域;
外显子(exon)即编码序列,也就是DNA分子中编码mRNA某一部分序列的区域。
原核生物基因特征:
功能相关的基因高度集中,构成操纵子;
重复序列少;
没有内含子,基因是连续的;
多顺反子,构成转录单位;
绝大部分DNA都是用于编码蛋白质的,只有很少不编码的序列;
基因组较小,1分子环状双链DNA。
真核生物基因特征:
1、核基因组由染色体DNA组成:
分子量较大;
结构复杂;
与蛋白质(组蛋白、非组蛋白)结合;
2、多数都是断裂基因:
即编码序列(外显子)被非编码序列(内含子)间隔开;
3、基因家族:
起源相同、结构相似、功能相关的一组基因。
4、大量重复序列(20~60%):
单一序列、轻度重复序列、中度重复序列、高度重复序列;
5、单顺反子;
断裂基因(splitegene):
非编码序列与编码序列相连,内含子将编码区分隔成多个片段称
内含子是相对的:
一个基因中的内含子可能是另一个基因的外显子;
有的内含子可编码。
断裂基因的意义:
有利于储存较多的遗传信息;
有利于变异和进化。
基因家族:
分为编码RNA的(如snRNA、tRNA、rRNA等)和编码蛋白质的;
分类:
基因簇:
串联排列的基因;
(组蛋白基因簇)
分散分布的基因家族
超基因家族:
是由基因家族和单基因组成的较大的基因家族。
组蛋白基因家族;
rRNA基因家族
高度重复序列的结构特点分为反向重复序列和卫星DNA
反向重复序列:
双链DNA分子中某一段序列,方向相反,序列相同,也称为回文序列。
作用:
可形成十字形发夹环结构——与特异的DNA结合蛋白相互作用;
含有特异的限制性核酸内切酶识别序列。
功能:
可能与复制、转录的调控有关
卫星DNA:
在蔗糖或氯化铯密度梯度超速离心中的浮力密度曲线图上位于DNA主带旁边的小带DNA。
结构:
串联重复序列,每个重复序列中含有一个短的保守的重复单位,称为核心序列。
染色体定位、染色体折叠压缩,染色体配对分离。
多顺反子:
一条mRNA可指导几条肽链合成的共用一个前导序列
原癌基因(proto-oncogene)为细胞的正常基因,多编码控制细胞周期、细胞凋亡、细胞增殖的各种调控因子和活性蛋白,是细胞正常功能所必需;
癌基因(oncogene)为原癌基因的突变形式,或改变了表达方式(过量、产物活性的改变,等),其结果是引起正常细胞的癌变。
原癌基因的激活与细胞生长和分化密切相关,原癌基因的激活受到严格的控制。
抑癌基因(anti-oncogene)是正常细胞分裂、生长的负性调控基因,其编码的蛋白质抑制细胞增殖分裂。
抑癌基因失活导致肿瘤的形成。
1、基因水平上的缺失、插入、突变和重组;
2、转录、转录后加工、翻译或蛋白质降解异常;
3、蛋白质功能异常;
基因组:
细胞中一套完整单体的遗传物质的总和。
基因组结构主要指不同的DNA功能区在DNA分子中的分布和排列情况。
基因组并非基因的随机组合,而是功能性的高级结构。
C值(Cvalue)一种物种的单倍体基因组的DNA总量
C值是特异的。
不同物种的C值差异极大。
在真核生物中,C值一般随着生物的进化而增加,高等生物C值一般大于低等生物。
C值悖理:
生物的复杂性与基因组的大小并不完全成比例增加
遗传图谱(geneticmap):
即连锁图谱,以具有遗传多态性的遗传标记为“路标”,以遗传学距离为图距的基因组图。
DNA分子遗传标记:
第一代——限制性片段长度多态性(RFLP);
第二代——小卫星DNA(minisatelliteDNA)、微卫星DNA(microsatelliteDNA);
第三代——单核苷酸多态性(SNP);
限制性片段长度多态性(RFLP):
原理:
DNA序列上的微小变化,甚至1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。
优点:
RFLP的出现频率远远超过了经典的蛋白质多态性。
而且只要选择得当,生物体内出现共显性RFLP及RAPD分子标记的频率较高。
局限:
一般只能产生限制酶切位点的“切开”和“不切开”两种情况,所提供的多态性信息量较小。
进行RFLP分析时,既不安全又不易自动化。
小卫星DNA(minisatelliteDNA)是指重复单位长度在15~65个核苷酸左右的串联重复序列,一般长度不超过20kb。
散布于人类各染色体的不同部位,其重复次数(即小卫星DNA区的长度)在人群中是高度变异的。
同时又按照孟德尔规律遗传,所以是很好的DNA多态性标记,被广泛应用于基因定位、DNA指纹分析和遗传病的连锁诊断。
微卫星DNA(microsatelliteDNA)是指重复单位长度在2~6个核苷酸之间的串联重复序列。
也称为简短串联重复序列。
单核苷酸多态性(SNP):
指基因组中核苷酸水平上的变异引起的DNA序列多态性。
包括单碱基转换、颠换、插入/缺失等。
物理图谱(physicalmap):
以一段已知核苷酸序列的DNA片段(序列标记位点sequencetaggedsite,STS)为路标,以Mb或kb为图距的基因组图。
STS其实只是基因组中任何单拷贝的短DNA序列,长度在100~500bp之间。
物理图谱是用物理学方法定位的由客观物组成的图谱。
物理图的主要内容是建立相互重叠连接的“相连DNA片段群”。
基因图谱:
即基因转录图(cDNA图),或者基因的cDNA片段图,也就是表达序列标签图。
目标:
鉴别全部基因,包括RNA基因,以及基因组中其它序列的结构和功能。
人类基因组计划,HGP:
人类基因组即人类一个细胞所包含的DNA结构一整套基因,携带决定生物特性的全部遗传信息——即记录基因组全部DNA序列。
大规模测序基本策略:
“逐个克隆法”;
“全基因组鸟枪法”
链终止法测序(thechainterminationmethod):
基本原理:
通过合成与单链DNA互补的多核苷酸链,由于合成的互补链可在不同位置随机终止反应,产生只差一个核苷酸的DNA分子,从而来读取待测DNA分子的顺序。
基因文库(G-文库):
是含有某种生物全部基因随机片段的重组DNA克隆群。
基因文库含有基因组内全部基因片段,包括外显子和无表达功能的内含子序列。
cDNA文库(C-文库):
是以mRNA互补合成的cDNA的随机片段的重组DNA克隆群。
cDNA文库不含内含子序列,易于表达。
具有组织细胞特异性:
不同组织细胞、不同发育阶段,基因表达的情况都不相同,应选择特异表达的细胞及状态;
C-文库比G-文库小得多,更容易筛选。
转座子(transposon,Tn):
基因组中存在的能自主复制和位移的一些DNA序列。
转座子的共同特点:
两端有反向重复序列(invertedterminalrepeats,ITR,IR);
转座后靶位点重复序列是正向重复(directrepeats,DR);
编码与转座有关的蛋白,例如转座酶;
可以在基因组中移动;
转座子是基因组的正常组成成分,不以独立的形式存在(如噬菌体或质粒DNA)。
转座的发生不依赖于转座子和靶位点之间任何的序列同源性,在基因组内由一个部位直接转移到另一个部位。
转座以很低的频率发生,而且转座子的插入是随机的,
按照作用过程分类
转座子直接以DNA形式介导,遗传信息的移动是从DNA到DNA。
逆转座子(返座子)由RNA介导,即遗传信息的移动是从DNA到RNA再到DNA。
按照结构分类:
简单型转座子复合型转座子转座子A家族转座噬菌体
简单型转座子不含任何宿主基因,常被称为插入序列(insertionalsequence)即IS序列,是可独立存在的单元,带有介导自身移动的蛋白。
复合型转座子带有某些宿主基因(如抗药性基因),其两翼往往是两个相同或高度同源的IS序列。
TnA家族包括几个相关的转座子,其中Tn3和Tn1000最具代表性
结构特点:
比较大——5kb,两端不含IS,通常末端有38bp左右的IR,
具有独立的转座酶和解离酶基因,含抗药性基因
转座机制的共同特征:
1、基因组靶位点的交错断裂;
2、转座子连接到单链末端,填补缺口;
3、靶位点不具有特异性,但也有插入热点区域存在。
转座子产生的复制或非复制类型:
复制型转座;
非复制型转座;
保守型转座
$毒逆转录病基因组的结构与功能
编码区:
典型的反转录病毒含3—4个“基因”
gag:
internalstructuralprotein病毒核心蛋白基因
pol:
RNA-dependentDNApolymerase逆转录酶基因
env:
envelopglycoproteins外膜糖蛋白基因
非编码区
R区:
为基因组两端的重复序列,每个重复单位10-80nt,cDNA(—)的反转录所必需的。
PB±
:
负链cDNA合成的起始位点,称为引物结合区可与各种tRNA的3’端碱基互补
U区U580-100nt(单一序列);
U3含170-1260(或1350)nt,含有强的启动子,从这里开始合成前病毒DNA
$质粒的遗传特性
双链闭合环状DNA(cccDNA),1~200kb;
质粒复制有赖于宿主细胞的复制,但其自身基因可控制合成的时限及拷贝数;
垂直传递;
不影响宿主细胞的代谢,但可能赋予宿主细胞新的表型;
质粒的复制方式半保留复制;
单向/双向;
单向;
双向;
$质粒的遗传学类型
F质粒性质粒。
R质粒耐药性质粒。
Col质粒含有合成大肠杆菌素基因的质粒;
质粒噬菌体由质粒DNA和噬菌体DNA重组形成的嵌合体。
$根据复制特点,质粒分类
严紧型质粒(stringenntplasmid)
其DNA复制与宿主染色体DNA的复制相偶联,依赖于蛋白质的合成,复制要求DNA聚合酶Ⅲ的存在;
松弛型质粒(relaxplasmid)
其DNA复制与宿主染色体DNA的复制不同步,且与蛋白质的合成功能无关;
用DNA聚合酶Ⅰ复制,能在没有蛋白质合成的情况下继续复制;
低拷贝质粒与高拷贝质粒
$质粒的不相容性
粒的质不相容性指两种亲缘关系相近的质粒不能稳定地存在于同一个细胞中。
不相容性是由于两种质粒中具有类似的阻遏物及质粒DNA随机复制而导致的结果。
接合型质粒
质粒DNA中带有编码细菌配对和质粒转移的基因,可从一个细胞传递给另一个细胞;
一般其分子量较大,多为严密型质粒。
非接合型质粒
不能在细胞间水平传播,但可以借助共同存在于宿主细胞中的接合型质粒,而发生迁移作用;
一般其分子量较小,多为松弛型质粒。
基因工程中,通常采用的是松弛型、非接合型质粒。
$广义的遗传重组
凡是能产生新的基因组合,造成基因型变化的过程,都称为遗传重组。
包括独立分配或交换;
如减数分裂中的非同源染色体的自由组合。
$狭义的遗传重组
专指涉及DNA分子内的断裂并重新连接而造成基因重新组合的过程,即基因交换。
¥遗传重组的类型:
同源重组;
位点特异性重组;
转座作用;
异常重组
同源重组是依赖大范围的DNA同源序列的联会。
重组过程中,两个染色单体或DNA分子相互交换对等的部分,因此表现出交互的特点。
同源重组中负责DNA配对和重组的蛋白质系统无碱基序列的特异性的要求,只要两条DNA序列表现出同源性(相同或接近),重组就可以在此序列中的任何一点发生。
重组热点:
一些序列发生重组的频率高于其他序列
¥同源重组的分子机制(Holliday模型)
四个关键步骤
两个同源染色体DNA排列整齐;
一个DNA的一条链断裂并与另一个DNA对应的链连接,形成的连接分子称为Holliday中间体;
通过分支移动产生异源双链DNA;
Holliday中间体切开并修复,形成两个双链重组体DNA。
$位点专一性重组
att位点为:
POP’(240bp);
BOB’(23bp)
整合过程需要:
λ整合酶(Int);
寄主的整合宿主因子IHF
$λ噬菌体的整合作用
裂解期和溶源化的λDNA可以通过位点特异性重组相互转变(整合和切离);
λ噬菌体和宿主均有相应的附着点att,噬菌体DNA位点称为attP,宿主DNA位点称为attB。
其中O序列在二者之间同源,是二者配对及发生互换的区域。
O序列全长15bp,富含A-T碱基对,无回文序列。
组成核心序列左翼序列右翼序列
AttPPOP’OPP’
attBBOB’OBB’
$抗体多样性产生的原因
通过从不同的基因片段中随机选择几个基因片段组合成不同的抗体。
V(D)J重排是不精确的,可在连接位置两端的任何一端删除一些碱基或加上原来片段中没有的碱基。
体细胞突变,当一个产生抗体的细胞克隆增殖时,正好遇到外来抗原,将产生抗体基因的突变。
$重组信号和12/23规则
每个基因旁都有一个保守的回文结构——七聚体5’-CACAGTG-3’;
其旁是保守的九聚体5’-ACAAAAACC-3’。
重排信号序列(recombinationsignalsequences,RSSs):
指七聚体和九聚体之间
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 分子生物学 考试 重点
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)