分子生物学重点专业词汇.docx

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分子生物学重点专业词汇

分子生物学重点专业词汇

1基因的概念（14）

gene基因：

基因是DNA分子的片段，基因是染色体上的实体,象链珠一样，孤立地呈线状地排列在染色体上。

基因是功能（functionalunit）突变（mutationunit）交换（cross-overunit）“三位一体”的最小的，不可分割的，基本的遗传单位。

cisactionelement顺式作用元件：

通过核苷酸自身的特异二级结构控制与它紧密连锁的结构基因的表达，一般不编码蛋白质（无基因产物的DNA功能区）。

不编码任何产物的DNA片段，能影响与之相联系的同一条DNA链上的基因表达，如启动子、增强子等。

transactionfactor反式作用因子：

通过扩散自身表达产物（酶，调节蛋白）控制其他基因的表达。

可转录，可翻译调节蛋白的DNA功能区。

可通过互补测验体系确定其功能区域。

由调节基因编码，调节基因是一种特殊的结构基因，其编码产物（RNA或蛋白质）可以扩散，控制其它基因的表达，如转录因子（TF）等。

centraldogma中心法则：

是指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质的转录和翻译的过程，以及遗传信息从DNA传递给DNA的复制过程。

这是所有有细胞结构的生物所遵循的法则（DNAseq.-----RNAseq.（codon）-----aaseq.-------proteinphenotype）。

决定因素遗传信息的唯一性；遗传物质的自决性；信息表达的单程性；序列转换的共线性。

doublehelix双螺旋:

DNA双螺旋的结构特点：

碱基顶部基团裸露在DNA大沟内；蛋白质因子与DNA的特异结合依赖于氨基酸与DNA间的氢键的形成；蛋白质因子沿大沟与DNA形成专一性结合的机率与多样性高于沿小沟的结合；大沟的空间更有利于与蛋白质的结合；每一单链具有5‘-3’极性；两条单链间以氢键

连接；两条单链，极性相反，反向平行；以中心为轴，向右盘旋（B-form）；双螺旋中存在大沟（2.2nm）小沟（1.2nm）。

影响双螺旋结构稳定性的因素：

氢键【（Hydrogenbond4~6kc/mol）弱键,可加热解链；氢键堆积,有序排列（线性,方向） 】；磷酸酯键【（phosphodiesterbond80~90kc/mol）强键,需酶促解链】；0.2mol/LNa+生理盐条件【消除DNA单链上磷酸基团间的静电斥力】；碱基堆积力【（非特异性结合力）磷酸骨架,氨基,酮基周围水分子间的有序排列；Vandewalsforce（1.7A°/嘌呤环与嘧啶环作用半径）；疏水作用力（Hydrophobicinteraction）】

majorgroove大沟：

碱基顶部基团裸露在DNA大沟内。

蛋白质因子沿大沟与DNA形成专一性结合的机率与多样性高于沿小沟的结合。

大沟的空间更有利于与蛋白质的结合。

DNAdenaturationDNA分子变性：

D.S.DNA变成S.S.DNA（加温,极端pH,尿素,酰胺）。

变性过程的表现：

1、S.S.DNA沉降速度加快；2、S.S.DNA分子的A260nmUV值上升（Hyperchromicity增色效应）增色效应的跳跃现象（JumpofHyperchromicity）：

高分子量的DNA分子在热变性过程中,富含AT区域首先发生变性,然后逐步扩展,表现增色效应的跳跃现象,使变性过程加快.

Tm（meltingtemperature）溶解温度：

OD（光密度）增加值的中点温度（一般为85-95℃），Tm=69.3+0.41×（G+C）%。

影响Tm值的因素：

1.碱基排列对Tm值具有明显影响（除变性核心外）（相同碱基组成,但不同排列,堆积力的差异）：

在A,T,C,G随机分布的情况下，GC%愈高→Tm值愈大；GC%含量相同的情况下，AT形成变性核心，变性加快，Tm值小；2.大片段D.S.DNA分子之间比较：

片段长短对Tm值的影响较小,与组成和排列相关；3.小于100bp的D.SDNA分子比较：

片段愈短，变性愈快，Tm值愈小；4.变性液中含有尿素，酰胺等：

尿素，酰胺与碱基间形成氢键，改变碱基对间的氢键，Tm值可降至40℃左右；5.盐浓度的影响：

当Na+浓度低-屏蔽作用小-斥力加强-Tm↓；当Na+浓度高-（屏蔽作用大，碱基溶解性降低，疏水作用力增加）-Tm↑；6.极端pH条件的影响：

一切减弱氢键，碱基堆积力的因素均将使Tm值降低

anneal/renaturation分子复性：

S.S.DNA变成D.S.DNA。

影响DNA复性过程的因素：

1.阳离子浓度：

0.18~0.2MNa+可消除poly-dNt间的静电斥力；2.复性反应的温度Tm-25℃（60-65℃）：

以消除S.S.DNA分子内的部分二级结构；3.S.S.DNA分子的长度：

S.S.DNA愈长→分子扩散愈慢→复性愈慢，S.S.DNA愈短→分子扩散愈快→复性愈快；4.S.S,DNA的初始浓度C0；5.DNA分子中,dNt的排列状况（随机排列,重复排列）。

palindromicsequence回文序列：

双链DNA中的一段倒置重复序列，当该序列的双链被打开后，可形成局部“十”字形结构。

这段序列被称为回文序列。

CvalueparadoxC值矛盾：

1.生物体进化程度高低与大C值不成明显相关（非线性）；2.亲缘关系相近的生物大C值相差较大；3.一种生物内大C值与小c值相差极大（Euk.人体c=C/10）（Prok.Φx174c＞C）【大C：

单倍体基因组总DNA含量；小C：

编码基因信息的总DNA含量】

overlappinggene重叠基因：

基因重叠方式：

终止密码子的错读；交替的不同阅读框；不同起始子或终止子的选择。

种类：

I类；反向重叠基因（重叠基因分布在同一DNA区域的不同单链上）；II类；同向重叠基因（重叠基因分布在同一DNA区域的同一单链上）。

重叠基因的生物学意义：

１.原核生物进化的经济原则（较小的C值编码较多的基因信息）；２.遗传信息量的估算，突变效应的鉴定，表达调控的理论发展；３.丰富和发展了基因的概念（部分回答C=c）

repetitivegene重复基因：

分类：

１.高度重复序列（Highrepetitivesequence）：

不编码基因，无选择压力，（multipleallele可保留在群体中）（有效的分子标记，SSRsimplesequencerepeat）；２.  中度重复序列（middlerepetitivesequence）特点：

拷贝重复，多量；序列多为相似；排列成束；功能完全相同；具有进化的整体性，累积突变

splittinggene间隔基因：

真核生物的结构基因是由若干exon和intron相间隔排列的序列组成的间隔基因。

1、Exon（外显子）：

DNA与成熟RNA间的对应区域；氨基酸的编码区（aminoacidcodingregion）；非间隔区（unspacer）2、Intron（内含子）：

DNA与成熟RNA间的非对应区域；氨基酸的非编码区（uncodingregion）；间隔区（spacer）

pseudogene真核生物的假基因：

与正常基因结构相似，但丧失正常功能的DNA序列，往往存在于真核生物的多基因家族中。

种类：

功能基因累积突变型，加工基因（processedgene,retrogene）。

2分子生物学的研究方法（5）

vector载体:

在基因工程重组DNA技术中将DNA片段（目的基因）转移至受体细胞的一种能自我复制的DNA分子。

三种最常用的载体是细菌质粒、噬菌体和细菌病毒和动植物病毒。

特点：

能独立于宿主基因组进行DNA的自主复制；能轻易从宿主细胞中分离出来；大多为环形，有些为线形；至少有一个选择性标记；含多个克隆位点。

分为克隆载体，表达载体和整合载体。

plasmid质粒：

质粒是真核细胞细胞核外或原核生物拟核区外能够进行自主复制的遗传单位，包括真核生物的细胞器（主要指线粒体和叶绿体）中和细菌细胞拟核区以外的环状脱氧核糖核酸（DNA）分子。

现在习惯上用来专指细菌（大肠杆菌）、酵母菌和放线菌等生物中细胞核或拟核中的DNA以外的DNA分子。

特点：

小的，位于染色体外的环状DNA分子。

大小为2—200Kb，在宿主细胞内有多拷贝数。

有一个复制起点并能进行独立复制，通常含有某些抗性基因。

reportgene报告基因：

是一种编码可被检测的蛋白质或酶的基因，也就是说，是一个其表达产物非常容易被鉴定的基因。

把它的编码序列和基因表达调节序列相融合形成嵌合基因，或与其它目的基因相融合，在调控序列控制下进行表达，从而利用它的表达产物来标定目的基因的表达调控，筛选得到转化体。

作为报告基因，在遗传选择和筛选检测方面必须具有以下几个条件：

（1）已被克隆和全序列已测定；

（2）表达产物在受体细胞中不存在，即无背景，在被转染的细胞中无相似的内源性表达产物；（3）其表达产物能进行定量测定。

PCR（polymerasechainreaction）聚合酶链式反应：

简称PCR，是一种分子生物学技术，用于放大特定的DNA片段。

可看作生物体外的特殊DNA复制。

反应体系：

缓冲液，引物，dNTPs，模板，DNA聚合酶。

标准的PCR过程分为三步：

1.DNA变性（90℃-96℃）：

双链DNA模板在热作用下，氢键断裂，形成单链DNA

2.退火（25℃-65℃）：

系统温度降低，引物与DNA模板结合，形成局部双链。

3.延伸（70℃-75℃）：

在Taq酶（在72℃左右最佳的活性）的作用下，以dNTP为原料，从引物的5′端→3′端延伸，合成与模板互补的DNA链。

TaqETaq酶：

该酶可以耐受90℃以上的高温而不失活，不需要每个循环加酶，使PCR技术变得非常简捷、同时也大大降低了成本，PCR技术得以大量应用，并逐步应用于临床。

3DNA复制（16）

DNAreplicationDNA复制：

亲代双链DNA分子在DNA聚合酶的作用下，分别以每单链DNA分子为模板，聚合与自身碱基可以互补配对的游离的dNTP,合成出两条与亲代DNA分子完全相同的子代DNA分子的过程。

startingpoint→RNAprimer→transcriptionactivation（转录激活）→leadingstrand（前导链）→fork（复制叉）→laggingstrand（后随链）

replicon复制子：

位于包含起始子和终止子的区域的DNA上的基因组的一个单位。

replisome复制体：

在复制叉处组装合成大肠杆菌DNA的复合蛋白结构。

组成：

拓扑异构酶I,II，解旋酶，单链结合蛋白，螺旋不稳定蛋白（HDP），RNA聚合酶，引物（dnaG），Ung-ase，DNA聚合酶III，DNA聚合酶I，连接酶。

replicationorigin复制起点：

复制起点呈现叉子的形状，被称为复制叉。

一个复制子只含一个复制起点。

复制叉以DNA分子上的某一特定顺序为起点向两个方向等速生长前进。

复制起点是固定的，表象为固定的序列，并识别参与复制起始的特殊蛋白质。

semi-conservationreplicationDNA半保留复制：

DNA在复制过程中碱基间的氢键首先断裂，双螺旋解旋并被分开，每条链分别作为模板合成新链，产生互补的两条链。

这样形成的两个DNA分子与原来DNA分子的碱基顺序完全一致。

因此，每个子代分子的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的，这种复制方式被称为DNA的半保留复制。

semi-discontinuousreplication半不连续复制:

在DNA的复制过程中，前导链连续复制而滞后链不连续复制，这种复制方式称为DNA的半不连续复制。

Okazakifragment冈崎片段：

Okazaki片段在某种意义上为dUMP片段。

冈崎用氢同位素标记的脱氧胸苷短时间标记大肠杆菌，提取DNA，超速离心得到很多被标记的ＤＮＡ片段，被称为冈崎片段。

延长标记时间，冈崎片段可变为成熟DNA，这些片段是复制的中间产物。

transcriptionalactivation转录激活：

复制的起始需RNA聚合酶的参与,由其进行的转录在oriC起点附近终止...这种通过转录步骤导致起始处DNA结构发生变化、局部解链,以利引发酶的结合,合成RNA引物,这种作用称为转录激活。

RNApol（RNApolymerase）RNA聚合酶：

RNA聚合酶（RNApolymerase）:

以一条DNA链或RNA为模板催化由核苷-5′-三磷酸合成RNA的酶。

RNA聚合酶（RNApolymerase）的作用是转录RNA，为先导链合成引物；启动DNA复制的转录激活过程。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　dnaG（primase）引发酶：

引发酶primase为DNA复制中引物-RNA的合成酶，狭义的引发酶是指大肠杆菌dnaG遗传因子的产物。

dnaG遗传因子的产物为分子量约6万的蛋白质，是大肠杆菌及以大肠杆菌为寄主的许多噬菌体的DNA复制所必需的。

作用：

为后随链合成引物；后随链在先导链之后作为一个冈崎片段。

primosome引发体：

引发体（primosome）是蛋白复合体,主要成份是引物酶和DNA解旋酶,是在合成用于DNA复制的RNA引物时装配的。

引发体与DNA结合后随即由引物酶合成RNA引物。

引发体是由引发前体和引发酶共同构成的（RNAPolymerase+Primase（dnaG））。

covalenceelongation共价延伸方式：

这是一些环状DNA链的双向复制方式，DNA的一条链在复制起点处被切割开，其3’-OH端在DNA聚合酶的作用下不断延伸，而自由端5’-端不断被新生DNA链从双链中置换出来的复制方式

rollingcirclereplication滚环方式复制：

同共价延伸方式，Inmitochondrial（线粒体）DNAalsoinchloroplast（叶绿体）DNA。

singlestrandbindingprotein（SSB）单链结合蛋白:

与DNA聚合酶Ⅲ共同作用合成先导链，方向与复制叉推进的方向一致。

作用：

保证被解链酶解开的单链在复制完成前保持单链结构，以四聚体存在于复制叉处，复制后脱落，没有解链作用。

laggingstrand后随链：

与复制叉移动的方向相反，通过不连续的5ˊ-3ˊ聚合合成的新的DNA链。

nucleosomereplication核小体复制：

组蛋白的合成在细胞核内与DNA复制同步DNA复制时,Octamer（组蛋白八聚体）不离开亲本DNA。

前导链与原组蛋白结合，而后随链与新合成的组蛋白结合。

methylation甲基化：

１.m5C的不足，基因表达相关；m5C的丰富，基因关闭相关。

m5C的程度具有明显的组织，细胞的特异性（时空性）２.m5C-甲基化是生物自我保护的机制；３.m5C-使Z-DNA在体内趋于稳定；４.细胞分化，组织特化，阶段发育，组织培养过程的脱分化，与m5C的相关性（5-氨胞苷去甲基化的作用）。

Highrepetitiveseq.（高重复序列）：

frequentm5C；Structuregene：

rarem5C；Clustergene（集群基因）：

frequentm5C

Expressinggene：

rare（罕见）m5C；Closedgene：

frequentm5C

4转录（21）

polycistron多顺反子：

在原核细胞中，通常是几种不同的mRNA连在一起，相互之间由一段短的不编码蛋白质的间隔序列所隔开，这种mRNA叫做多顺反子mRNA。

这样的一条mRNA链含有指导合成几种蛋白质的信息。

messengerRNA信使RNA：

携带遗传信息，在蛋白质合成时充当模板的RNA。

从DNAHYPERLINK"。

③原核生物mRNA半寿期很短，一般为几分钟，最长只有数小时（RNA噬菌体中的RNA除外）。

真核生物mRNA的半寿期较长，如胚胎中的mRNA可达数日。

④原核与真核生物mRNA的结构特点也不同：

原核生物ｍRNA的５‘端无帽子结构，３’端没有或只有较短的ｐｏｌｙ（Ａ）结构，真核生物ｍＲＮＡ５‘端存在帽子结构，大多数真核生物ｍRNA具有poly（A）尾。

promoter启动子：

组成：

1.-70~-40CAP—cAMPbindingsite（结合位点），基因表达调控的正控制位点。

CAP:

环化AMP受体蛋白，CatabolitegeneActivatorProtein（降解物基因激活蛋白）；2.-35~-10RNApol.结合位点。

启动区包括：

sextamabox，pribnowbox，initiationsite。

功能：

1.CAP—cAMPbindingsite（Activatorregion激活区域，AR）：

ARI+CAP-cAMP提高ARII的结合效率；ARII+CAP-cAMP促使SextamaBox附近GC岛区的双螺旋结构稳定性降低，PribnowBox的解链温度降低，利于转录启动；2.ProbnowBox含有G/C,siteII必须有CAP-cAMP,以改变双螺旋体的稳定性A/T→G/C双螺旋体稳定性加强,转录率下降（下降突变）；3.PribnowBox中A/T→T/A,改变了碱基堆积状况RNApol.与模板链的结合效率，转录效率上升（上升突变）（或下降突变）；4.SextamaBox与PribnowBox间距17bp,有利于RNApol启动；5.SextamaBoxorPribnowBox突变→转录率下降100X，SextamaBoxandPribnowBox突变→转录率下降1000XTATAAT（pribnowBox）TATAAT盒：

位于RNA-10bp（上游10bp）左右，A.T较丰富，易于解链。

其功能是:

（1）RNApol（RNA聚合酶）紧密结合;

（2）形成开放启动复合体；（3）使RNApol定向转录。

coreenzyme核心酶:

核心酶（coreenzyme）：

大肠杆菌的RNA聚合酶全酶由5个亚基组成（α2β，βδ），没有δ基的酶叫核心酶。

核心酶只能使已开始合成的RNA链延长，但不具有起始合成RNA的能力，必须加入δ基才表现出全部聚合酶的活性。

通常由5个亚基组成；σ，β，β′和两个α亚基，可写作α2ββ′σ。

含有5个亚基的酶叫全酶（HoloEnzyme）α2ββ′σ,失去σ亚基的叫核心酶（α2ββ′）。

亚基特点：

α因子：

核心酶的组建因子α+α→2α+β→+β’；促使RNApol与DNA模板链结合；位于前端的α因子使双链解链为单链；位于尾端的α因子使单链新聚合为双链；降低与promoter的特异结合力。

β因子：

促进RNApol+NTP→RNAelongation（延伸）；完成NMP之间的磷酸脂键的连接；编辑；与Rho（ρ）因子竞争RNA3’-end；构成HoloEnzyme后，β因子含有两个位点：

Isite（RifS）专一性地结合ATPorGTP；Esite（RifR）对NTP非专一性结合；β’因子：

强碱性亚基；促使RNApol与非模板链（sensestrand）强结合；受K酶抑制。

HoloEnzyme（全酶）含有五个功能位点：

有意链结合位点（β’），DNA或RNA混合位点（β），双链DNA解除位点（α），双链DNA复性位点（α），δ因子位点.UPE（upstreampromoterelement）上游启动子元件：

UPE（UpstreamPromoterElement）（CAATbox,GCbox）

housekeepinggene看家基因：

维持细胞最低限度功能所不可少的基因,如编码组蛋白基因、编码核糖体蛋白基因、线粒体蛋白基因、糖酵解酶的基因等。

这类基因在所有类型的细胞中都进行表达，因为这些基因的产物对于维持细胞的基本结构和代谢功能是必不可少的。

constitutiveexpression组成型表达:

维持生命和基本代谢过程所不可或缺的酶或蛋白质，其合成速率不受环境变化或代谢状态的影响，这一类蛋白质的基因表达即被称为组成型表达

luxurygene奢侈基因:

在特别细胞类型中大量（通常）表达并编码特殊功能产物的基因。

指导合成组织特异性蛋白的基因，对分化有重要影响，称奢侈基因（luxurygene），即组织特异性（tissue-specificgene）表达的基因，如表皮的角蛋白基因、肌肉细胞的肌动蛋白基因和肌球蛋白基因、红细胞的血红蛋白基因等。

这类基因与各类细胞的特殊性有直接的关系,是在各种组织中进行不同的选择性表达的基因。

区别;看家基因是维持细胞生存不可缺少的，奢侈基因和细胞分化有关，是组织特异性表达有关的基因，在特定组织中保持非甲基化或低甲基化状态，而在其他组织中呈甲基化状态;看家基因以组成型方式在所有细胞中表达，而奢侈基因在特定组细胞中得到表达.

inducibleexpression诱导表达:

表达受诱导物和调节蛋白结合的相互作用进行调节的基因表达方式

enhancer增强子：

能强化转录起始的序列为增强子。

增强子是通过启动子来增加转录的。

有效的增强子可以位于基因的5’端，也可位于基因的3’端，有的还可位于基因的内含子中.分类①组织和细胞专一性增强子;②诱导性增强子。

增强子有别于启动子处有两点:

[1]增强子对于启动子的位置不固定，而能有很大的变动;[2]它能在两个方向产生相作用。

EnhancerForluxurygene（inducibleexpression）

transcriptionactivationdomain转录激活域：

（大多数激活子有一个或多个此种结构域）分为三类：

Group1acidicdomain（酸性结构域）;Group2Glutamine-richdomain（富谷氨酸结构域）;Group3Proline-richdomain（富脯氨酸结构域）Specificactivatorcharacter：

特点：

1.多为变构蛋白，具有2或3个独立的功能结构域（Dimerizationdomain二聚域，DNA-bindingdomain结合域