分子生物学知识点归纳总结.docx
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分子生物学知识点归纳总结
分子生物学知识点归纳总结
结构分子生物学部分
绪论
①总述:
进化论、细胞学说、生化遗传学、DNA的发现
②分子生物学:
定义、研究内容(四方面)
③发展史:
里程碑
④三个相关学科:
生物化学、细胞生物学、遗传学
⑤心法则:
经典、现代
ⅠDNA
①结构:
碱基比率、配对规则、种数(4n)、0.34nm的应用(碱基对M/2x,长度
0.34×M/2x)
⑴三类DNA(ABZ):
结构、形成、特点及Z-DNA的作用
⑵质粒超螺旋:
正负超螺旋定义、转化、意义、计算、主要以负超螺旋存在
⑶其它:
0.34nm的计算、※DNA稳定因素(PO43-)与Tm、Z-DNA不稳
②性质
⑴复性:
五条件、机制(Cot曲线)、三个吸光度
⑵修饰:
甲基化(ACG)
⑶变性:
DNA碱性全变性、90OC以上全变性增色37%、增色效应(Tm)
⑷水解:
酸(PH<1,=4,甲基化DNA酸水解用处);碱(RNAPH:
13,11,DNA去碱基易)
酶(内切、外切)
⑸DNA稳定因素:
对应核苷酸的P同电相斥、Na+、Tm
⑹分子伴侣:
作用、分类(热休克蛋白、伴侣素)、作用机理(四条)
ⅡtRNA
①形成:
转录成三类,3‘去尾,5’斩头,化学修饰成稀有碱基(I、ψ)
②二级结构:
四个臂(受体臂、反密码子臂、D臂、TψC臂),多余臂(2类),
tRNA长度决定因素(D臂、多余臂)
③三级结构:
特点、二三级氢键、两个双螺旋、转折处()、两端点()
受体臂与反密码子臂距离远及原因
④功能:
转运氨基酸(受体臂3‘-CCA)、解读密码子(反密码子臂)
⑤种类:
tRNAi/tRNAe(起始/延伸),同工tRNA(定义)tRNA性质由反密码子决定
Ⅲ核糖体
①核糖体的细胞学知识:
见细胞生物学
②三个位点:
A、P、E作用
③原核30S小亚基上16SrRNA反SD序列:
结构(3ˊ富含嘧啶区GAUCACCUCCUUA)、作用
ⅣmRNA
①真原核比较:
帽、尾、单多顺反子、起始密码子个数原核有三个起始密码子
(AUG>GUG>UUG)、T1/2、原核特有SD序列
②真核mRNA三类帽:
0、1、2类定义
③原核mRNA的SD序列:
5‘,作用,结构
Ⅴ蛋白质与核酶
①结构域:
②分子伴侣:
分类、作用机制
③核酶:
定义、分类(剪接、剪切)剪切分三类:
锤头、发夹、丁肝病毒核酶
基因组学部分
Ⅰ染色体
①观察:
有丝分裂期光学显微镜可见
②功能:
遗传载体
③作为遗传物质所需四要素:
稳定、半保留复制、产生蛋白质、可变异
Ⅱ真核基因组
①组成:
DNA(或RNA)+Protain(组、非组)
②DNA:
C值与C值反常现象、三序列(不重复、度重复、高度重复)占序列比
例,单/多拷贝
③组蛋白:
六种、特征(保守、特例、氨基酸不对称、修饰、H5-赖氨酸)
④非组蛋白:
三种常见,DNA结合蛋白的定义
⑤真核基因组结构基础--核小体
⑴组成:
200bpDNA+八聚体
⑵八聚体:
2×(H2A+H2B+H3+H4)
⑶结构:
颗粒(八聚体+120bpDNA链,直径10nm,DNA链绕1.65圈)
连接DNA(80bpDNA链+H1,H1作用)
是负超螺旋
⑥染色单体:
螺线管、螺旋n倍
⑦端粒与端粒酶
⑴端粒:
真核基因组末端,功能(防真核基因组末端结合)
⑵端粒酶:
反转录酶、功能(反转录成端粒、连接后随链所得的冈崎片段)、
反转录机理(
Ⅲ原核基因组
①真原核基因组比较:
大小(真核大,原核小)
复杂度(断裂/连续、大多为调控/表达区、重复序列/重叠基因)
复制(真核多向,原核单向)
转录(单顺反子/多顺反子)
真核特殊(DNA多态性、端粒)
②真原核基因表达的比较:
复制、表达连续性及机理
Ⅳ真核基因组结构
①hnRNA内含子:
GU-AG法则,3‘嘧啶区,5‘保守区、3’上游18-50处的保守区
②启动子:
核心(TATA,决定转录起始位点)、识别RNA聚合酶(CG、CAAT,决定转
录起始频率)
③增强子:
定义、结构、作用机制、特点、代表(β-珠蛋白基因)
④终止子:
两类(依赖/不依赖ρ因子)、结构特点、作用机理、穷追模型
Ⅴ原核基因组结构
①启动子:
-35区(识别RNA聚合酶),-10区(结合RNA聚合酶)
Ⅵ基因组学
①几个定义:
重叠基因、断裂基因、基因家族、基因簇、超基因家族、假基因、管家
基因、奢侈基因、组织特异性基因
②顺式与反式作用因子:
⑴顺式作用元件:
定义,启动子、增强子、沉默子
⑵反式作用元件:
定义,转录复合物
③人类基因组计划:
④比较基因组学:
基因表达部分
ⅠDNA复制
①半保留复制:
定义、意义、发现(N14N15)
②半不连续复制:
前导链、后随链、冈崎片段、过程、实验证明(电泳、30s)
③复制起点:
复制叉、复制子、复制起点特征
④复制方式:
线性-眼形,环状-3种(θ型、滚环型、D环型;各对应DNA种类、机制)
⑤复制方向、速度:
三种,以定点反向等速为主
⑥复制所需酶、蛋白:
拓扑异构酶(两类)、解旋酶、SSB(作用);引发酶;DNA聚
合酶(见下)、DNA连接酶
※DNA聚合酶:
原核:
Ⅰ→Ⅴ结构与功能(聚合酶活性、外切酶活性),Ⅲ最主要
真核:
αβγωδ,αδ最主要
功能总结:
与连接酶共同作用(合成子链、损伤修复校正、补冈崎片段的连接处)
⑦原核DNA复制过程及酶的作用:
DNA解旋(三种酶)→引发(引物的作用)→延伸→终止
⑧复制特点:
子链复制方向:
5’→3‘,原核、真核连续性
⑨复制的调控:
⑴原核:
复制叉多少决定起始频率,起始频率直接调控因子—RNP
⑵真核:
三个水平(细胞周期、染色体、复制子)
ⅡDNA损伤与修复
①损伤:
三种(紫外线、脱氨、甲基化、氧化机制,对应修复法):
碱基异常(U-G、T-G)
②变异:
基因突变基础、突变类型、突变后果
③修复:
切除(碱基、核苷酸),错配(Dam、5‘GATC3’),重组(先复制后修复),
直接(光修复、去甲基化),SOS();各修复机理(所需酶)
ⅢDNA转录与逆转录
①转录的定义:
转录、转录单元
②转录特点:
不对称(正负链定义、负链为模板,多基因DNA正负链相间);连续单向
(mRNA5‘→3’);有起始终止位点(启动子、终止子定义);能力(双
链强于单链及原
因);不需完全解链
③转录起始位点:
定义、上下游表示法(-n/+n);原核启动子(-10区、-35区结
构、功能,两区最佳间距)、真核启动子(TATA区、CAAT区、GC区
结构、功能);启动子的上升/下降突变
④转录所需酶、复合物:
RNA聚合酶(见下);复合物(转录因子定义、分类、结构
与功
能)
※RNA聚合酶:
真核:
ⅠⅡⅢ(对应三种内含子),Ⅱ最主要,对应三种RNA(rRNA、hnRNA、tRNA),对α-鹅膏蕈碱敏感度(三类)
原核:
(α2ββˊ)σ:
α2ββˊ为核心酶,ββˊ与原核启动子识别、结合,σ协助
ββˊ与原核启动子识别※σ因子:
结构、作用机理;ρ因
子:
结构
⑤转录过程概述:
识别→起始→延伸→终止(各步定义)
⑥转录过程详解:
⑴RNA聚合酶对启动子区的识别:
原核(-35区);真核(CAAT、CG区)
⑵RNA聚合酶与启动子的结合:
原核(-10区);真核(需转录因子形成复合体相互作
用使
酶与启动子结合TAAT区)不需引物
⑶转录的延伸:
RNA聚合酶催化下合成RNA链。
先合成一段>9/<9的片段→继续/停止转录
⑷转录的终止:
两类终止(依赖/不依赖ρ因子)【见基因组学部分】;抗终止(定
义、两方式)
⑦增强子、终止子:
见基因组学部分
⑧转录的调控:
见基因表达调控部分
⑨RNA的转录后加工:
⑴真原核mRNA比较:
见基因组学部分
⑵hnRNA内含子:
见基因组学部分
⑶mRNA的剪接:
剪接因子及作用(U1SnRNP、U1Sn0RNA、U2AF、U4-U5-U6-SnRNP三聚
体),SnRNA(U1-U10),变位剪接(跳过某特殊剪接位点)
※三类rRNA内含子的剪接:
对应三类RNAPol、用于、两次转脂及后处理(机理)、
⑷RNA的编辑:
定义(加、减、换一位)、两机制(甲基化、脱氨)、意义
⑸RNA的再编码:
定义、三方式(+1/-1移码、核糖体跳跃、终止子通读)
⑹RNA的化学修饰:
方式种类、产物、适用于
SnoRNA上的Dbox:
甲基化酶结合位点
⑩转录的抑制:
抑制物种类(利福平、利迪链霉素、放射线素D、α-鹅膏蕈碱)、作用位置
ⅣDNA翻译
①综述:
几个定义(三联子密码、可读框);起始密码子:
AUG,原核三个;三个终止
密码子(学名、使用频率UAA>UGA>UAG)
②三联密码子:
破译过程(推理、验证、破译技术);
性质【普遍与特殊性、连续与方向性、摆动性(摆动假说、tRNA可识
别密码子数)、简并性(简并、同义密码子及特点、与氨基酸出现率关系
精氨酸例外)、偏好性】
③翻译(蛋白合成)机制:
起始(真原核起始因子)→延长(真原核延长因子)→终
止(真原核释放因子)
④蛋白前体加工
⑴N端起始氨基酸的切除:
fMet在脱甲酰化酶作用下脱甲酰基,在肽链合成完成前剪
切,有些病毒切除后成多段功能蛋白
⑵二硫键的形成:
半胱氨酸间成二硫键→胱氨酸→蛋白质
⑶修饰:
磷酸化、糖基化、甲基化
⑷切除非功能区:
⑸蛋白折叠:
见结构分子生物学部分分子伴侣
⑤蛋白的转运与降解:
见分子笔记()P31
⑴翻译-转运同步机制:
适用于原核生物;信号肽(定义、特点);信号肽假说;几个
结论;SRP和DP的作用
⑵翻译后转运机制:
适用于真核生物线粒体、叶绿体蛋白转运;线粒体蛋白转运【过
程特征、前导肽(转运过程、特性)】;叶绿体蛋白转运【过程
特征、叶绿体定位信号肽(两部分、小亚基前体)】
⑶核蛋白的转运:
⑷蛋白降解:
大肠杆菌Lon();蛋白质半衰期();泛蛋白(真核蛋白降解、结构、机理);N端结构与蛋白稳定性(赖精不稳)
⑥翻译的抑制:
抗生素(氯霉素、四环素、链霉素、新霉素、卡那霉素)、竞争氨酰
tRNA类似物(嘌呤霉素)青霉素、红霉素作用机理
※真原核mRNA与核糖体的结合的区别:
真核:
帽蛋白作用下使5‘帽与核糖体小亚
基结合
原核:
SD序列与16SrRNA结合
ⅤDNA转座
①几个定义:
转座、转座子
②发现:
1940,玉米实验
③转座子结构:
有独立复制、移动基因
④两类转座子:
插入型(IS)(两端反向重复序列)、复合型(IS-功能基因-IS)
⑤TnA家族及其它:
⑥转座机制:
复制型、非复制型、过程
⑦转座遗传效应:
插入突变、产生新基因、染色体畸变、生物进化、发生频率低
基因调控部分
Ⅰ基因表达与调控总述
①定义:
基因表达、基因表达的调控
②基因表达的时间性与空间性:
真核不连续,原核连续
③基因表达类型:
组成型(定义、管家基因);适应型(定义、奢侈基因)
④调控的分类:
正控、负控;阻遏、诱导
Ⅱ原核基因调控
①转录水平的调控—乳糖操纵子学说
⑴操纵子结构:
PI…POZYA、I、O、Z、Y、A作用
⑵核心思想:
I编码阻遏蛋白与O结合,阻碍ZYA三基因表达;ZYA编码三种酶,用
于消化乳糖
※Z、Y、A对应的三种酶及功能:
Z-β半乳糖苷异构酶;Y-β半乳糖苷透过酶;A-β半乳糖
苷乙酰基转移酶
⑶只有乳糖时:
乳糖在Z酶催化下成异构乳糖,异构乳糖在Y酶催化下进入基因组,
与O区上的阻遏蛋白结合,使阻遏蛋白脱离O区,使ZYA可表达
※异构乳糖是效应物
※两个矛盾:
定义、解释(阻遏蛋白与O区非共价结合,不稳)
⑷有葡萄糖、乳糖时(代谢产物阻遏作用):
虽然可通过上述机理使阻遏蛋白脱离O
区,但葡萄糖分解产物可与O结合,阻
碍ZYA表达
※降解物敏感型操纵子:
定义
⑸CAMP-CRP调控:
CAMP定义;正调控机理;抗解链蛋白的阻遏
②转录终止水平的调控—色氨酸操纵子学说
⑴细菌SOS应急反应:
⑵弱化作用:
弱化子结构(前导区,10、11位为色氨酸密码子,表达出前导肽)
※转录的弱化作用:
作用于前导肽的翻译合成过程
前导肽合成受tRNATrp影响:
10、11位为色氨酸密码子,翻译过程,色氨酸浓度影
响核糖体在mRNA上的移动速度(见下)
当色氨酸少时:
tRNATrp少→核糖体在10、11位移动速度小→4区转录完后,核糖体到
1区(10、11位之间)→2区与3区配对→继续转录色氨酸操纵子,自
己继续合
成色氨酸
当色氨酸多时:
核糖体在10、11位移动速度快→4区转录前,核糖体已到2区→2区与3区不能配对→3区与4区配对成茎环终止结构→色氨酸操纵子转
录停止→不自己继续合成色氨酸
⑶安慰性诱导物:
定义、举例
⑷魔斑:
定义、产生原因
③翻译水平的调控
⑴反义RNA的调控:
阻碍核糖体与mRNA结合
⑵调节蛋白的调控:
竞争mRNA的核糖体结合位点
Ⅲ真核基因调控
①染色质水平调控
⑴转录活跃区结构变化的调控:
⑵甲基化调控:
⑶组蛋白乙酰化调控:
②转录水平的调控
⑴转录因子DNA结合域:
⑵转录因子转录激活域:
③转录后加工:
见转录
④翻译水平调控:
⑴mRNA稳定性因素:
5‘帽,3‘尾,去稳定元件,SiRNA(小干扰RNA,双链,特异降解mRNA)
⑵翻译起始的调控:
⑤翻译后水平加工:
见翻译
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