2000分子考研知识精粹分子总结

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1、正向重复 - GCGTC- GCGTC - 反向重复（回文序列）- GCGTC- GACGC- - CGCAG-CGCAG - - CGCAG-CTGCG -镜像重复 - GCGTC-CTGCG - - CGCAG-GACGC-每一圈螺旋含10个碱基对,双螺旋螺距为3.4nm，上下相邻碱基的垂直距离为0.34nm，交角为36,螺旋直径为2nm.B-form，right-hand，10bp，大沟宽、深，小沟窄、深，如基因组DNA；A-form，right-hand，11bp，大沟窄、深，小沟宽、浅，如RNA-RNA DNA-RNA；Z-form，left-hand，12bp，大沟平坦，小沟窄、深

2、，如poly(dG-dC)。DNA甲基化区域易形成Z-DNA,其G-C含量高，可导致基因表达抑制用以调控转录。反义DNA可形成三链DNA,以氢键形式配对，称Hoogsteen hydrogen bonds.四链DNA由端粒DNA形成，G-C间形成的氢键称G四链体结构。DNA双螺旋自身盘绕而形成的空间结构超螺旋称DNA（Superhelix DNA）。它可以将很长的DNA分子压缩到染色体中，增加DNA的稳定性。负超螺旋（negative supercoil）盘绕方向与DNA双螺旋方向相反;正超螺旋（positive supercoil）盘绕方向与DNA双螺旋方同相同.White 方程：L=T+W

3、（1）连结数（linking number , L）DNA闭环前两条链交叉的次数；（2）扭转数（twisting number , T）DNA分子中的Watson-Crick螺旋数目；（3）超螺旋数（缠绕数 , writhing number , W）双螺旋DNA自身盘绕的次数。天然DNA分子一般为负超螺旋; 负超螺旋DNA易于局部解链，易于DNA的复制、转录等。（4）比连接差（）：=（L - L0）/ L0 ，表示DNA的超螺旋程度，大多数生物的超螺旋程度大约在 -0.05左右。 拓扑异构体（Topoisomers）具有不同连接数的相同DNA分子。拓扑异构酶（Topoisomerase）：能

4、够改变DNA连接数从而改变DNA分子超螺旋水平的酶。1、 I型拓扑异构酶 : 作用机制：切开环状一条链，连接数改变1，不需ATP；2、 型拓扑异构酶 : 作用机制： 切开环状两条链，连接数改变2，需要ATP。旋转酶（Gyrase-topoisomerase II）：引入负超螺旋，与复制有关;拓扑异构酶 I：松弛负超螺旋，与转录有关，可作为治疗癌症的一个靶位点。1、Euchromatin（常染色质）间期细胞核中，螺旋化程度小、分散度大、浅染的染色质 。特点：转录活跃。2、 Heterochromatin (异染色质）间期高度压缩，螺旋化程度高、深染的染色质 特点：A、高度浓缩B、 转录不活跃C、

5、在细胞周期中表现为晚复制(晚S期)、早凝缩 。（1）组成性异染色质（结构性异染色质）在整个细胞周期内都处于凝聚状态的染色质（主要为卫星DNA，构成染色体特殊区域，如着丝粒）。（2）功能性异染色质（兼性异染色质）指在某些特定的细胞中，或在一定的发育时期和生理条件下凝聚，由常染色质转变而来的异染色质，如X 染色体、巴氏小体，是真核生物基因表达调控的一种途径。Centromere（着丝粒）指中期染色单体相互联系在一起的特殊部位, 是纺锤体附着位点（1）功能：保证有丝分裂和减数分裂中复制的染色体平均分配到两个子细胞（2）着丝粒DNA，特点：含大量串联的重复序列-卫星DNATelomere（端粒）是真核

6、生物染色体末端的起保护作用的一种特殊结构。（1）功能：保持染色体的稳定性；（2）端粒DNA，特点：A、短重复序列；B、富含GC； C、形成特殊的二级结构。核心组蛋白：H2A, H2B, H3 和 H4 非核心组蛋白：H1组蛋白的特点：1分子量小；2高度保守；3核心组蛋白都有一个组蛋白折叠结构域；4碱性蛋白，带正电荷；5组蛋白肽链上氨基酸的分布具有不对称性；6核心组蛋白的可进行组蛋白修饰。核小体 （Nucleosome）由200bp的DNA和组蛋白组成的染色体的基本结构单位DNA（146bp） + Histone octamer (组蛋白八聚体) Nucleosome core (核小体核心)

7、+ H1 + 20bp DNA Chromatosome (染色小体 166bp) + linker DNANucleosome (核小体) (200 bp of DNA)。假结（Pseudoknots）四环（Tetraloop）RNA的功能（1）储存遗传信息，如RNA病毒（2）mRNA：进行遗传信息的传递，作为蛋白质合成的模板（3）rRNA：可装配成核糖体，参与蛋白质合成（4）tRNA：携带氨基酸，参与蛋白质的合成（5）核酶：内含子的自我剪接等（6）MicroRNA：基因表达的调控，在发育过程中起作用（7）SiRNA：抑制病毒、转座子等外源基因的表达（8）指导RNA：参与RNA的编辑（9）S

8、noRNA：可能与RNA的甲基化有关（10）SnRNA：参与RNA的加工（如剪接）浮力密度 (buoyant density) （1）密度梯度离心-DNA的纯化（RNA DNA protein)（2）确定DNA平均GC含量=1.66+0.09% (G+C)紫外吸收：DNA/RNA：lmax=260nm protein：lmax=280nm 应用：(1) 核酸的定量：1mg/ml：A260 =20（dsDNA） 1mg/ml：A260 =25（ssDNA/RNA） (2) DNA纯度的鉴定A260 / A280 =1.8，pure dsDNA A260 / A280 =2.0，pure RNA

9、A260 / A280 1.0，pure proteinDNA的变性，紫外吸收增大（增色效应）DNA的复性，紫外吸收减小（减色效应）核酸的超速离心1、测定核酸的浮力密度；2、测定DNA中GC的含量，G-C含量与DNA的浮力密度之间呈正比关系；3、溶液中核酸构象的研究；4、用于核酸的制备。1、琼脂糖凝胶电泳（1）原理：电荷效应和分子筛效应（2）DNA移动方向：负极到正极（3）影响迁移率的因素：核酸分子的大小；凝胶浓度； DNA的构象: 超螺旋 线形 带缺刻的环形；电压，不大于5V/cm。（4）染色：溴化乙锭-EB （0.5ug/ml）EB与DNA结合后，经紫外光的照射，可发出橙红色的荧光。（5）

10、操作过程：a、制备琼脂糖凝胶（1 TAE缓冲液）b、胶板的制备 c、加样 上样缓冲液 （含溴酚蓝）d、电泳5V/cm e、染色 (溴化乙锭) f、观察 (紫外灯 ) 聚丙烯酰胺凝胶电泳多用垂直平板电泳 ，分辨率高，可将仅相差1 bp的DNA分开，可用于分析和制备小于1Kb长度的DNA片段，但制备操作麻烦。Southern 印迹（Southern Blotting）（1）用途：检测DNA（2）基本步骤：DNA样品 酶切 电泳 碱变性 转膜 固定 杂交 洗涤 放射自显影Northern 印迹 （Northern blotting）基本步骤：RNA的提取RNA变性电泳RNA转膜和固定杂交检测。Wes

11、tern-blot基本步骤：总蛋白质的提取SDS-PAGE分离蛋白质分子转膜杂交（一抗、酶标二抗）显色结构基因（structural gene）指可编码非调控RNA或蛋白质的一段DNA序列。调节基因(regulatory gene)指其表达产物参与调控其它基因表达的基因。 重叠基因(Overlapping genes) 指在同一段DNA序列上，由于阅读框架不同或终止早晚不同，可同时编码两个以上多肽。断裂基因（Split Genes）指基因内部被一个或更多不编码顺序所隔裂（1）内含子(intron)： DNA序列中不出现在成熟mRNA的片段；（2）外显子(extron)：DNA序列中出现在成熟m

12、RNA中的片段。跳跃基因：Jumping Genes (Transposons转座子) 存在于染色体DNA上可自主转移座位的基本单位，可在同一染色体内或不同染色体之间移动。管家基因(组成型基因) Housekeeping genes ：是那些(理论上)在所有细胞中都表达的基因，因为其功能对任何细胞型都是必要的。（维持细胞生存不可缺少） 奢侈基因（Luxury genes）：在特殊的细胞类型中大量表达并编码特殊功能产物的基因。（与细胞分化有关，与组织特异性表达有关） 多顺反子：原核生物中数个结构基因常串联在一起，受同一调节区控制，转录生成的mRNA可编码几种功能相关的蛋白质。单顺反子：一个编码基

13、因转录只生成一个mRNA分子，经翻译生成一条多肽链。RNA 编辑（RNA editing）指转录后的RNA在编码区发生碱基的加入，丢失或转换等现象。表观遗传（Epigenetic Inheritance）是指在DNA序列没有发生变化的情况下，基因表达的可遗传的改变 。表观遗传修饰（Epigenetic modification）DNA甲基化; 组蛋白修饰; microRNA表观遗传学补充了“中心法则”忽略的两个问题：a、哪些因素决定了基因的正常转录和翻译b、对基因组而言，不仅仅是序列包含遗传信息，而且其修饰也可以记载遗传信息。朊病毒 （Prion）疯牛病,学名为牛海绵状脑病(BSE)： PrP

14、C PrPScC值（C-value）： size of the haploid genome一种生物单倍体基因组DNA的总量。内含子的相对性：内含子有时也编码蛋白；并非真核生物所有的基因都有内含子，真核生物组蛋白基因, 酵母的大多数基因无内含子。具编码功能的内含子,编码3种蛋白质：（1）内切核酸酶：能切割DNA上的靶序列并且允许内含子插入；（2）反转录酶：以自身RNA为模板产生DNA拷贝；（3）成熟酶：在将特定内含子从前体mRNA中剪除时起作用。内含子在进化上的意义a、 有利于生物遗传的相对稳定b、积累突变的内含子可能演化为新的基因c、扩大了生物体的遗传信息储量孤独基因 ：基因家族中在独立位点

15、上的单个基因原核生物的基因组特点：1、功能相关的几个结构基因往往串联在起，受它们上游的共同调控区控制，形成操纵子；2、结构基因为多顺反子；3、结构基因中没有内含子；4、DNA大部分为编码序列；5、重复序列不多（单拷贝基因）；6、有重叠基因。病毒基因组的特点：1每种病毒只有一种核酸，DNA或RNA；2病毒核酸大小差别很大；3除逆转录病毒外，病毒基因都是单拷贝的。4大部分病毒核酸是由一条双链或单链分子(RNA或DNA)5真核病毒基因有内含子，而噬菌体基因中无内含子6有重叠基因引发酶leading strand: primase ：在DNA复制中合成RNA引物的一种RNA聚合酶引发体lagging

16、strand: primosome ：指在半不连续DNA复制中，每个岗崎片段合成引发反应中涉及的蛋白质复合体。引发体能沿着DNA 移动，参与连续的引发反应。DNA聚合酶催化的反应1、以脱氧核苷酸三磷酸(dNTP)为底物催化合成DNA2、需要模板(3 5)和引物的存在3、不能从头合成新的DNA链（必须有3 -OH末端）4、催化dNTP加到生长中的DNA链的3-OH末端5、催化DNA合成的方向是5 3 。Klenow片段：DNA聚合酶可被枯草杆菌蛋白酶分解为两个片段，大亚基片段有聚合酶活性，35外切酶活性。3-5 核酸外切酶作用：即时的校对（Proofreading）功能5-3 核酸外切酶作用：

17、DNA 损伤修复（切除嘧啶二聚体）；去除引物（切口平移Nick translation）。DNA 聚合酶III 是复制酶， 具5-3 DNA 聚合酶活性，3-5 核酸外切酶活性 (校对功能)。持续合成能力高 ，聚合反应速度快。DNA聚合酶 I：DNA修复的主要酶。回环模型: 后滞链模板形成了一个回环，使环中RNA引物和冈崎片段Okazaki fragment的合成方向与前导链一致，以适应双链在同一复制体上进行复制。“”型复制：环状DNA的复制方式，即从复制起点开始，双向同时进行，形成样中间物单链结合蛋白（ssb）作用：防止单链退火。DNA复制体(replisome) DNA聚合酶全酶分子、引发

18、体和解旋酶构成的复合体。防止拓扑学问题两种机制1DNA在生物细胞中本身就是负超螺旋，当DNA解链而产生正超螺旋时，可以被原来存在的负超螺旋所中和2 DNA拓扑异构酶(旋转酶)可以在DNA解链前方不停地继续将负超螺旋引入双链DNA DNA Pol a （作用：复制的引发）具引发酶活性,53聚合酶活性.真核生物DNA复制终止通过复制叉的相遇而终止.真核DNA的复制 1、组蛋白的去除：组蛋白的修饰 2、复制前复合物的形成3、复制许可:Mcm2-7是复制许可因子，CDK可使之磷酸化.4、DNA的解旋： 解旋酶 ； 拓扑异构酶和可在复制叉前松弛正超螺旋5、前导链和滞后链的RNA引发：pol 6、聚合酶的

19、转换 7、前导链和滞后链的延伸8、引物的去除：FEN-1（RNase H1）9、缺口填充，冈崎片段连接 10、组蛋白沉积端粒（Telomere） DNA ：a、含数百个短的正向重复序列，富含GC b、形成特殊的二级结构(T-loop,D-loop)作用 : （1）稳定染色体结构 （2）防止染色体末端融合 （3）保护染色体结构基因 （4）避免遗传信息在复制过程中丢失.端粒酶是自身携带RNA模板的逆转录酶.存在部位：干细胞、生殖细胞和肿瘤细胞， 才可以检测到具有活性的端粒酶.端粒长度的控制：POT1, TRF1 和 TRF2(1) POT1(protection of telomeres) 结合

20、3 端单链 DNA(2) TRF (TTAGGG repeat-binding factors ) TRF1 和 TRF2结合双链 DNA端粒足够长时，结合在3的POT1多，阻碍了端粒酶的活动；端粒短时，POT1少或没有，端粒酶的活动不受抑制。1、端粒DNA在与端粒蛋白共同作用下自身回折，在染色体的末端形成一个大的DNA套索结构，即T -环(telomere loop)。 2、端粒G链3单链末端取代了端粒上游区域的相同序列，形成D-环.TRF1：使DNA发生弯曲并回折;TRF2：稳定D-环.3、端粒DNA与端粒蛋白（非组蛋白）结合.滚环形（rolling circle）复制：环状DNA的一种复

21、制模式，复制叉沿环形模板复制一定次数，每个反应中新合成的链将前一反应中合成的链抛出，形成与环状模板链互补的一系列线性序列。复制过程：1、复制起始于某一条DNA链上 2、新生DNA链延伸，不断取代母链 3、复制一圈，产生单位长度的线性DNA链 4、若复制继续进行，5不断甩出，可产生多单元线性DNA链。被取代链的命运：（1）按单位长度切割则产生单体，单体可继续转化为环形双链形式；（2）按多聚体长度切割则产生一系列由基本复制单位串联而成的各种形式(线形、双链环状)D-环（displacement loop）复制（1）L链首先合成：在H链上的复制起点处开始合成，以D- 环的形式取代原来的L链（2）L链

22、片段的继续合成：D-环扩展（3）H链合成开始：当取代环达mtDNA的2/3时，L链上的复制起点暴露，H链开始合成（4）复制的完成：L链的合成提前完成，H链的合成随后结束.末端型（strand displacement）复制 线性基因组：腺病毒 / 噬菌体f29特点： （1）末端起始，不需要合成RNA引物； （2）两条链不同步复制 .2、末端蛋白（TP）的作用（1）与DNA 聚合酶结合（2）携带一个C作为引物（1）起始:末端蛋白(TP)与DNA 聚合酶结合,并携带一个C作为引物（2）复制叉移动（3）复制达到末端时一条单链被置换出来（4）末端反向重复序列配对，形成双螺旋（5）以被置换的单链为模板合

23、成DNA.同源重组:两个DNA分子同源序列之间进行的重组.条件：（1）两个DNA分子有同源序列（2）两个DNA分子必须紧密接触 .真核生物: 非姐妹染色单体交换相对应的区域。原核生物: 依赖recA蛋白，并形成 Holliday 结构。Holiday重组模型1、两个同源DNA分子排列在一起；2、两个同源DNA分子各有一条链断裂3、游离端交叉连接，形成Holliday 结构4、通过分支迁移产生异源双链DNA 5、空间重排和解离6、垂直切割导致重组发生 7、水平切割不会导致重组，而产生两段短的杂合链。参与细菌的同源重组的因子（1） RecA: 包裹单链DNA; 促进单链吸收（2） RecBCD复合

24、体（3）RuvAB 复合体：促进分支迁移（4）RuvC：使 Holliday结构解离（5）SSB （6）Ligase: 封闭切口 参与细菌的同源重组的因子（1） RecA: 包裹单链DNA; 促进单链吸收（2） RecBCD复合体三种酶的活性：核酸酶；解旋酶；ATPase作用：在Chi位点处产生含3游离未端单链.（3）RuvAB 复合体：促进分支迁移（4）RuvC：使 Holliday结构解离（5）SSB作用：防止单链退火。 （6）Ligase: 封闭切口 单链同化发生的三个条件 其中一个DNA必须存在单链区 其中一个DNA必须有一个自由3末端 此单链区和3末端必须位于两分子之间互补的区域内位

25、点特异性重组:不依赖于DNA顺序的同源性，而依赖于能与某些酶相结合的特异的DNA序列的存在。 重组位点：附着位点（attachment site） attP（ POP）和attB（ BOB）有15bp核心序列配对重组过程：整合：POP + BOB BOPPOB切离：BOPPOB POP + BOB转座子：基因组中可转移座位的一段DNA序列.转座：一个转座子由基因组的一个位置转移到另一个位置的过程.转座子的基本结构特点1、自身携带有转座酶基因 2、末端有反向重复序列（IR）3、转座后两端有正向重复序列（DR）细菌转座子1、IS （插入, insertion sequences）特点（1）序列较小

26、，0.751.5kb;（2）只有转座酶基因（3）两端有反向重复序列。2、Tn （复合转座子, composite transposons）特点：（1）2-10kb; （2）两端有两个相同或高度同源IS序列（3）含转座酶基因 / 抗生素抗性基因。TnA （TnA family）特点：（1）序列较长525kb; （2）两端IR（3040bp）相似或相同；两端无IS组件; （3）转座酶基因 / 解离酶基因 / 抗生素抗性基因（4）Res位点：与共整合体的解离有关。真核生物转座子特点： （1）两端有IR，（2）内部有转座酶等基因。转座酶: （1）识别转座子的两端序列和受体DNA的靶序列 （2）切割使转

27、座子从供体DNA中释放出来 （3）在靶位点上作出交错的切割(类似限制酶) （4）催化一对转酯反应，使转座子3端与靶位点相连非复制型转座定义：转座子作为一个可移动的单位直接被移位，留下一个断裂的供体位点。非复制型转座过程（1）转座酶使转座子从供体DNA中释放出来；转座酶使受体DNA靶位点形成交错切口；（2）转座子插入交错切口(转座酶-转酯反应) ，（3）连接并修复缺口单链，受体DNA产生同向重复序列。复制型转座：整个转座子被复制，所移动和转位的仅仅是原转座子的拷贝。复制型转座过程：（1）转座酶使转座子和受体DNA双链形成交错切口；（2）转座子两端形成复制叉，复制、连接补齐缺口，形成共整合体；（3

28、）位点特异性重组（解离酶）；（4）受体DNA产生同向复序列。转座抑制1、DNA甲基化抑制转座子的活动2、RNA silencing 抑制转座子的活动转座作用的遗传学效应1、可引起基因突变;2、可以产生新基因；3、影响插入位置邻近基因的表达；4、转座产生染色体畸变。自主性因子：能自主转座，如Ac；非自主性因子：不能自主转座，当基因组中存在与其同家族的自主性因子时，才具备转座功能，如Ds。反转录病毒的基因组1三个基因：gag基因：编码病毒的核心蛋白 pol基因：编码反转录酶和整合酶env基因：编码病毒的包膜糖蛋白2、5帽子，3 poly（A） 3、重复序列（R）：5、3端各一个4、U5序列： 5端

29、特有 5、U3序列： 3端特有长末端重复序列（long terminal repeats，LTR）1、 结构：U3-R-U52、U3区：有启动子；左边U3区启动子负责启动前病毒的转录3、作用：对病毒DNA整合进宿主细胞基因组和控制病毒RNA合成都有重要作用。反转录病毒整合的机制1、整合酶在LTRs的3端切去两个碱基2、整合酶在靶DNA产生交错切口3、整合酶将LTR的3 凹端与靶DNA的5端连接4、切去5端两个碱基，连接并修复缺口，产生同向重复序列。反转录转座子（retrotransposon） 通过RNA为中介，反转录为DNA后进行转座的可移动元件。（DNA RNA DNA 插入新位点）如：果

30、蝇 copia，酵母 Ty1。病毒超家族（自主的反转座子）（1）编码反转录酶和整合酶，能自主地转座，转座机制同反转录病毒相似；（2）不能象反转录病毒一样以独立感染的方式进行传播（3）有LTR结构。非病毒超家族（非自主的反转座子）（1）不能编码反转录酶和整合酶，不能自主转座，而在细胞内已有酶系统作用下进行转座（2）没有LTR 结构。反转录转座的意义：在进化过程中，反转座作用是新基因形成和基因组复杂性提高的主要因素。 负模反4、 RNA合成不需引物，而DNA复制需引物; RNA聚合酶无校对功能。转录单元（transcription unit）：从启动子开始到终止子结束的DNA序列转录起点：与新生R

31、NA链第一个核苷酸相对应DNA链上的碱基（通常为嘌呤：A或G）核心酶 亚基功能：a、对于核心酶的组装是必需的b、与启动子的识别有关。 亚基功能： a、与 亚基组成RNA 聚合酶的催化中心 b、可与模板DNA、RNA产物及核苷酸底物结合 c、可能含两个结构域，分别负责转录的起始和延伸。 亚基结合两个 Zn 2+离子功能：负责酶与模板DNA的结合。核心酶(core enzyme)功能：在转录时催化核苷酸间磷酸二酯键的形成.。s因子：在启动子的识别中起关键作用s 因子功能特点（1）可提高RNA聚合酶对启动子区的亲和力(103), 同时使核心酶对非特异性的DNA序列的亲和力降低104倍（2） 因子负责

32、模板链的选择和转录的起始（3） 因子不参与转录延伸过程，在转录起始后从RNA聚合酶上释放出来RNA 聚合酶功能特点（聚合活性）1. 其聚合过程不需引物 2. 5 to 3合成3. 需要 Mg2+ 激活 4. 缺少 3 to 5外切核酸酶活性, 核苷酸错 配率低. 5. 通常是多亚基酶，合成各种类型的RNA.6. 合成速率：37oC ，40 nt /s-10 sequence (Pribonow box) （1）在10位置存在 6 bp 保守序列（2）共有序列是 TATAAT，其前两个碱基 (TA) 和最后的 （T）是最保守的。（3）是 70启动子中最保守的序列，是 RNA Pol解开DNA螺旋

33、起始转录的位置。 35 sequence: （1）在 35 位置附近有一段保守的六聚体序列。（2）其共有序列是： TTGACA（3）在E. coli 启动子中，其前三个碱基是最保守的。-10区和 35 区的间隔序列（1）在90% 的启动子中，间隔序列为16-18 bp（2）间隔序列不保守（3）间隔距离很重要。RNA 聚合酶作用位点：启动子-35区、-10区影响启动子效率的因素 （1）-10区：TATAAT（2） 35 区：TTGACA（3）-10区和 35 区的间隔距离（4）起始位点附近的序列可影响转录起始。流产起始(abortive initiation) 进行中的转录在一短寡核苷酸合成之后

34、停止，释放一个29碱基的寡核苷酸，聚合酶重新回到起始位置，称为流产起始。在模板上形成10个或更多的碱基后起始成功，聚合酶离开启动子，因子释放。转录泡（transcription bubble）：在转录延长过程中，由局部打开的DNA双链、RNA聚合酶核心酶及新生成的RNA三者结合在一起的复合体, 为空泡状结构，又称转录复合物。内在终止子intrinsic terminator（不依赖r 因子）-强终止子a、终止位点上游有反向重复序列，富含GC ，3端有6个A；b、转录产生的RNA 形成稳定的发卡结构、3端寡聚尿嘧啶。r因子依赖性终止子-弱终止子 a、GC含量少，无多聚dA序列 b、mRNA可形成

35、发卡结构，但GC含量少， 发卡易打开，3端无寡聚Ur 因子：识别RNA序列； RNA 依赖性ATP 酶。内在终止子决定的转录终止a、发卡结构可能会阻碍RNA聚合酶的行进，RNA聚合作用减慢或停止 b、发卡结构形成后，仅剩下多聚U序列和模板链杂交，rU-dA形成的RNA-DNA杂交双链很不稳定c、转录泡崩溃，聚合酶和RNA从三元复合物中解离出来依赖因子的终止 a、RNA聚合酶合成RNA b、因子附着到RNA识别位点上 c、因子跟在RNA聚合酶后沿RNA移 动 d、RNA 聚合酶在终止位点暂停，并被因子追上 e、在转录泡中因子使DNA-RNA杂种双链解开 f、释放出RNA 、RNA 聚合酶、因子，

36、转录终止真核生物的转录和原核生物转录的不同点： 1、原核细胞只有一种RNA聚合酶，而真核细胞有三种聚合酶； 2、启动子的结构特点不同，真核基因有三种不同的启动子和有关的元件； 3、真核基因的转录有很多蛋白质因子的介入。通用因子(General factor)（1）是所有启动子起始RNA合成所必须（2）与RNA 聚合酶在起始位点周围形成复合体，并决定起始的位置。TBP的作用-定位因子 a、在TATA框处与DNA结合 b、是所有三种RNA聚合酶转录起始所需的因子TBP的作用机制：a 、两个结构域形成一个完全二元对称的马鞍型结构。b、TBP 与DNA 的小沟结合，使DNA 弯曲了约80，TATA 盒

37、向大沟弯曲，拓宽了小沟。上游因子(Upstream factor)（1）识别并与启动子上游元件结合（2）与上游元件结合可增加转录起始的效率。RNA 聚合酶 ,的启动子位于转录起点上游 ，III的位于转录起点下游。转录因子：(1) TFIIIA ：结合位点为C box 。(2) TFIIIC:识别boxB(3) TFIIIB： TBP + BRF + B/ 是RNA聚合酶真正的起始因子起始子(initiator，Inr) 与转录起始位点重叠的短的较保守序列缺少TATA 盒启动子（1）无TATA盒，只有一个起始子（2）既无TATA框，也无起始子，这种基因通常转录速率很低，起始点不固定。上游启动子（

38、upstream promoter element，UPE）控制转录起始的频率（基本不参与起始位点的精确定位）正反方向排列均能发挥作用 。羧基末端结构域(CTD)：RNA聚合酶最大亚基羧基末端,具有7个氨基酸(Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser -Pro-Ser),多个磷酸化位点：Ser、Thr .CTD磷酸化对调控基因转录有重要作用： （1）CTD去磷酸化，RNA聚合酶II易与DNA结合，这种构象适于转录的起始； （2）CTD磷酸化可使RNA聚合酶II与DNA的结合变得松弛，形成适于延伸的构象。RNA聚合酶II自身不能起始转录，需要依靠转录因子的协助。1.TFIID: TBP（TATA盒

39、结合蛋白） + TAFs（TBP协同因子 ） 2.TFIIA与TFIID结合，稳定TFIID-DNA复合体；可能通过解除TAFs的抑制而激活TBP。3.TFIIB ：覆盖靠近起始点的启动位置，C端与TFIID和DNA的复合物结合，N-端与TFF协同作用募集RNA聚合酶II；4.TFIIB与TFIID结合，并为RNA聚合酶结合起一个桥梁作用。5.TF II F：结合Pol II并带向启动子。TF II E ：扩大DNA覆盖区至+30。6.TF II H 和TF II J加入复合物。7.TF II H有多种酶活性，包括ATP酶、解旋酶、和可使Pol II 的CTD 磷酸化的激酶活性。TF II 在

40、Pol离开启动子前释放，形成适于延伸的构象。RNA的加工： 将各种前体RNA分子加工成成熟的、有活性的RNA的过程.。类型： 1、剪切：就是剪去部分序列；2、剪接：是指剪切后又将某些片段连接起来。3、末端添加核苷酸：如 tRNA的3-末端添加-CCA。4、修饰：在碱基及核糖分子进行化学修饰。5、RNA编辑：某些RNA，特别是mRNA自DNA模板上所获得的遗传信息，在转录作用后又发生了变化。 初生转录物形成一些茎环结构，随后与一些蛋白结合形成核糖核蛋白复合体（RNP）通常甲基化修饰A，甲基供体- S-腺苷甲硫氨酸。（1）Rnase剪切释放出5S，16S，23S前体分子；（2）随后RNA酶M5,

41、M 16, M 23分别在每一前体分子的5端和3端进行剪切。RNA聚合酶转录时转录物需要加工， RNA聚合酶转录时不需加工。真核细胞rRNA前体的加工过程（1）广泛地进行甲基化修饰，主要是在28S及18S中。（2）除掉外部转录间隔区(ETS)1和2，再切去内部转录间隔区（ITS），释放出32S和20S的两个前RNA。 （3）随后45 S rRNA前体经核酸酶顺序剪切下生成18S、5.8S、28S rRNA。原核生物tRNA的加工过程1.内切核酸酶（Rnase E、F）在3 端切除一个侧翼序列，在前体的3 端留下一个额外的九核苷酸2外切酶RNaseD 依次切去3 端的7个核苷酸3内切酶RNase

42、P切除5 端的一段，产生成熟的5 端4外切酶RNaseD继续除去3 端剩余的两个核苷酸直至CCA，产生成熟的3 端.真核生物tRNA的加工的过程：去除5 前导序列和 3 额外的核苷酸；3 端添加CCA，产生成熟3 端；内含子的剪接；碱基修饰。CCA 的添加：tRNA核苷酸转移酶（tRNA nucleotidyl transferase）真核tRNA的加工和原核的区别1、真核tRNA前体中无二聚体和多聚体；2、增加了剪接内含子的过程；3、真核生物CCA多由tRNA核苷酸转移酶添加，而原核多由tRNA基因编码。核内不均一RNA（hnRNA）-RNApol的产物1、hnRNP： hnRNA（前mRN

43、A、 snRNA） +蛋白2、snRNP：snRNA+蛋白 功能：参与前mRNA的剪接。真核生物前mRNA加工过程：5端加帽（5-capping）；3端加尾；剪接（splicing）；甲基化修饰（methylation）。帽0 m7GpppNpN 帽1 m7GpppNmpN 帽2 m7GpppNmpNm5帽的作用：（1）防止被5外切核酸酶降解（2）翻译时可被起始因子和核糖体识别（3）有助于mRNA越过核膜，进入胞质。5加帽过程（1）mRNA5末端pppNp在磷酸酶作用下脱Pi，形成ppNp-。（2）在鸟苷酸转移酶作用下，与Gppp反应形成GpppNp-, 连接方式为5-5三磷酸桥。（3）在甲基

44、转移酶作用下，由腺苷蛋氨酸(SAM)提供甲基，在鸟嘌呤的N-7上甲基化（4）在连接于鸟苷酸的第一个（或第二个）核苷酸2OH上又进行甲基化，最后形成m7GpppNmp。3端加尾poly(A)聚合酶-Poly(A) polymerase(PAP); poly(A) ：大部分真核mRNA有poly(A)尾巴 。poly(A) ：无poly(A)尾巴，如组蛋白的mRNA。作用：（1）稳定mRNA （2）有助于mRNA从核到细胞质转运。3末端多聚A尾的生成（1）识别因子识别AAUAAA ；（2）剪切因子(CF)在加尾位点AAUAAA下游1130nt处剪切RNA；（3）poly(A)聚合酶合成poly(A

45、)尾巴。核酶(Ribozyme)指本质为RNA或以RNA为主含有蛋白质辅基的一类具有催化功能的物质。有的核酶既是催化剂又是底物。意义： 突破了酶的概念； 揭示了内含子自我剪接的奥秘，促进了RNA的研究 ； 为生命的起源和分子进化提供了新的依据。GU-AG类内含子剪接位点的特征：（1）5剪切点（供体位点）为GU（2）3剪切点（受体位点）为AG GT-AG rule (GT-AG 规则)：指在核基因内含子开始和结束出现的两个固定的脱氧核苷酸: 5端为GT, 3端为 AG，与前体mRNA内含子剪接有关（3）分支部位：多聚嘧啶序列：Py80 N Py80 Py87 Pu75 A Py95，剪接因子（1

46、）UsnRNPs ：U1、U2、U5、U4/U6（2）化学组成：U-RNA+proteins U-RNAs(uracil rich RNA)： snRNAs（3）特点：snRNP中的RNA成分与5端和3端剪接点及分支点的多种保守碱基配对。剪接体的形成：（1）U1snRNP识别外显子的5末端剪接序列，并与其互补而结合（2）U2snRNP识别并结合于分支部位（3）U5snRNP，识别并结合于内含子3末端剪接位点（4）U4，U6也参加到剪接体中，起配合作用（5）mRNA与snRNP形成复合体-剪接体。前mRNA的内含子的剪接1、分支点A的2-OH攻击5端交界处的磷酸二酯键，形成套索（lariat）结

47、构2、切下的外显子1的3-OH攻击内含子3端的交界处磷酸二酯键，同时释放出套索状的内含子。选择性剪接(alternative splicing) 一个基因的转录产物在不同的发育阶段和生理状态下，通过不同的剪接方式，可得到不同的mRNA和翻译产物。选择性剪接的类型（1）利用不同的启动子（2）利用不同的poly（A）位点（3）保留或缺失特定的外显子（4）保留特定的内含子顺式剪接（Cis-splicing）剪接过程发生在一个RNA分子的内部，即通过剪接将一个RNA分子的内含子去除，使外显子连接在一起。反式剪接（Trans-splicing）以两种不同来源的RNA前体分子为底物，经过剪接在成熟的mRN

48、A非翻译部分接上一小段RNA片段（剪接前导序列或小外显子）I 型内含子的剪接结构特点：无GT-AG结构，边界序列为5 U.3G; I 型内含子剪接的机制1、自由鸟苷酸的3-OH作为亲核基团攻击内含子5端的磷酸二酯键，从上游切开RNA链2、上游外显子的3-OH作为亲核基团攻击内含子3位核苷酸上的磷酸二酯键，使内含子被完全切开3、上下游外显子通过新的磷酸二酯键相连。I 型内含子剪接的特点：1、内含子自我催化断裂和连接（ribozymes）2、需要带有3-OH的鸟苷酸参与 3、转酯反应(transesterification)。II 型内含子结构特点（1） 边界序列为5GUGCGYnAG；（2）分支

49、点顺序（branch-point sequence）保守序列 Py Pu Py Py T A Py；（3）分子内配对：分支点顺序的中间和两侧各有3-5bp的序列与上游序列互补（A除外）。II 型内含子剪接机制：1、分支点A的2-OH对5端交界处的磷酸二酯键发动亲核进攻，产生了套索（lariat）结构。2、切下的外显子1其3-OH继续对内含子3端的交界序列进行亲核进攻，同时释放出套索状的内含子。RNA的编辑（RNA editing）：是指转录后的RNA在编码区发生碱基的加入，丢失或转换等现象编辑的生物学意义：1、校正作用；2、扩充遗传信息。编辑机制：脱氨基作用的结果（胞苷和腺苷脱氨酶催化）， 进

50、行编辑的脱氨酶能特异性识别靶位点。指导RNA（guide RNA）：提供mRNA的编辑信息，并作为模板；具GU配对。 。编辑复合体：含内切核酸酶、末端尿苷转移酶、RNA连接酶各一个。编辑的反应：切割、插入、连接。RNA编码和读码方式的改变称为RNA的再编码。RNA的再编码的表现方式：核糖体程序性+1/-1移位；核糖体跳跃；终止密码的通读。翻译方向：N-端 C-端,5 3.参与翻译的物质：mRNA：模板；氨基酸：底物；tRNA：运载工具；氨酰-tRNA 合成酶；核糖体（ribosome）：合成场所；起始、延长、终止各阶段蛋白因子；ATP、GTP。终止密码（stop codons）：UAA、UAG

51、、UGA起始密码（start codon）： AUG;同工密码子（Synonymous codons）：代表同一种氨基酸的密码子.遗传密码的特征：1、遗传密码为三联体密码2、遗传密码的连续性: 无重叠、无标点3、起始密码和终止密码4、遗传密码的简并性（degenerate）5、遗传密码的通用性和特殊性。转换（transition）：嘧啶突变为嘧啶或嘌呤突变为嘌呤颠换（transversion）：嘧啶突变为嘌呤或嘌呤突变为嘧啶错义突变（missense mutation）由于结构基因中某个核苷酸的变化使一种氨基酸的密码变成另一种氨基酸的密码。无义突变（nonsense mutation）在蛋白质

52、编码的基因中一个核苷酸的改变可能使代表某个氨基酸的密码变成终止密码子。密码的防错系统1、第三位碱基决定密码的简并性转换通常不改变其编码的氨基酸；颠换一半以上是无效的2、第二位碱基决定氨基酸的极性中间碱基为嘧啶时编码非极性、疏水氨基酸；中间碱基为嘌呤时编码极性、亲水的氨基酸。氨酰-tRNA 复合物的形成：将AMP 连到氨基酸的 COO- 端，形成氨酰腺苷酸；氨酰腺苷酸与适合的空载tRNA作用形成氨酰-tRNA。过程： 1、蛋白质合成起始首先合成信号肽 2、SRP与信号肽结合，翻译暂停 3、SRP与SRP受体相结合，核糖体与膜结合，翻译重新开始 4、信号肽进入膜结构 5、蛋白质过膜，信号肽被切除，

53、翻译继续进行6、蛋白质完全过膜，核糖体解离。SD 序列（shine-Dalgarno 序列）细菌mRNA上AUG起始密码之前富含嘌呤的一段序列5AGGAGGU-3，可与原核生物30S亚基16S rRNA上富含嘧啶的3末端序列互补，在核糖体与mRNA结合中起作用，与翻译起始有关.SD序列影响翻译的效果主要取决于下列因素： a、SD序列与16S rRNA3末端的互补程度 b、SD序列的核苷酸组成以及与AUG之间的距离（310bp）。扫描模型中最适合的邻接顺序是 A GCC CCAUGG称为 Kozak顺序 G 真核生物翻译需要5，帽子和Kozak顺序。ATP依赖性-泛素-蛋白酶体途径：泛素受E1激

54、活；泛素转移至E2；底物蛋白和E3的相互作用；E2和E3的相互作用；底物蛋白的多聚泛素化；泛素化的蛋白质被蛋白酶体降解；去泛素化使泛素释放和再利用 。蛋白质跨膜运转的信号肽假说及共转运机制：1、蛋白质合成起始首先合成信号肽 2、SRP与信号肽结合，翻译暂停3、SRP与SRP受体相结合，核糖体与膜结合，翻 译重新开始4、信号肽进入膜结构 5、蛋白质过膜，信号肽被切除，翻译继续进行6、蛋白质完全过膜，核糖体解离。线粒体蛋白质的跨膜转运：（1）蛋白质与Hsp70或MSF等分子伴侣结合（2）Tom受体复合蛋白识别前导序列（3）蛋白质通过Tom和Tim组成的膜通道进入线粒体内腔（4）蛋白酶水解前导肽（5

55、）折叠为正确的构象。操纵子(operon)在原核生物中，若干结构基因可串联在一起，其表达受到同一调控系统的调控，这种基因的组织形式称为操纵子。操纵子(operon)的基本组成：结构基因、调节基因、操纵元件、启动子、终止子。终止子（terminator）是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列。（1）不依赖因子的终止子 （2）依赖因子的终止子乳糖操纵子5种元件组成：1个调节基因（lacI：编码阻遏蛋白（repressive protein）亚基），3个结构基因、控制元件、启动子和终止子组成。（1）lacZ：编码b 半乳糖苷酶 （使乳糖水解）（2）lacY：编码b 半乳糖苷透过酶（使b 半乳糖苷

56、透过细胞壁、质膜进入细胞内）（3）lacA：编码b 半乳糖苷乙酰转移酶（将乙酰基转移到b 半乳糖苷上）。葡萄糖对乳糖操纵子的影响机制（一）（1）培养基中含葡萄糖、 乳糖-cAMP水平低（2）没有cAMP结合的CRP（ cAMP受体蛋白）没有活性，CRP不与CAP结合位点结合（3）RNA聚合酶不能起始转录（4）lacZ， lacY， lacA低表达。葡萄糖对乳糖操纵子基因表达影响机制（二）（1）培养基中无葡萄糖、 有乳糖-cAMP水平高（2）cAMP与CRP结合形成有活性的CRP- cAMP 复合物（3）CRP-cAMP 与CAP结合位点结合（4）RNA聚合酶可起始转录（5）lacZ， lacY

57、 、 lacA高表达。意义：通过这机制，细菌可优先利用环境中的葡萄糖，只有无葡萄糖而又有乳糖时，细菌才去充分利用乳糖。弱化子（Attenuator）位于某些氨基酸合成有关的操纵子中转录起始部位的终止子。弱化作用的重要性：弱化作用中起信号作用的是特殊负载的氨酰-tRNA的浓度，通过弱化作用，蛋白质合成中氨基酸的水平能够反馈控制酶的产量。因子的替换对转录的调控1、早期基因：能被宿主菌的全酶243识别，转录由宿主菌的全酶负责2、早期基因28编码新的因子gp28，取代细菌的433、中期基因：转录由核心酶-gp28负责4、中期基因33和34编码新的因子gp33、 gp34取代gp285、晚期基因：转录由

58、核心酶-gp33- gp34负责。类反义RNA直接作用于靶mRNA的S D序列和(或)部分编码区，直接抑制翻译，或与靶mRNA结合形成双链RNA，从而易被RNA酶 降解；类反义RNA与mRNA的非编码区结合，引起mRNA构象变化，抑制翻译；类反义RNA则直接抑制靶mRNA的转录。反义RNA调控的可能机制1、和靶核苷酸序列形成双链区，直接阻碍其翻译的起始。2、在靶分子部分区域形成双链区，易成为内切酶的底物，使与其结合的mRNA变得不稳定3、反义RNA也可与转录物结合并装扮成一个终止子，使转录提前结束。真核生物基因表达调控的特点:1、多层次2、无操纵子和衰减子3、个体发育复杂4、受环境影响较小.位

59、置效应（Position effect） ：指基因转移到基因组上新位置而引起基因表达的改变。巴氏小体：哺乳类雌体细胞1条X染色体异染色质化 （雌性X染色体基因表达的蛋白质可能是雄性的两倍）.剂量补偿：女性两条X染色体的作用与男性一条X染色体基因产物剂量平衡的现象. CpG岛：富含CpG的一段DNA，一般位于基因启动子5端附近.真核细胞DNA 甲基化部位：胞嘧啶（C） 5-甲基胞嘧啶（5-mC）甲基化的作用：（1）基因表达调控的一种方式，基因表达与甲基化呈负相关（2）抑制外源基因的表达（3）抑制转座子、反转座子的活动。染色质重塑（Chromatin remodeling）：依赖ATP的核小体位置和结构的改变。染色质重塑因子：以水解ATP提供的能量，改变蛋白质与DNA的相互作用.如酵母的SWI/SNF复合物，含ATPase 亚基,其作用的可能机制：（1）核小体打滑（Nucleosome sliding）（2）核小体解聚（Nucleosome disassembly）真核细胞的增强子作用特点：（1）能提高同一条链上的靶基因转录速率；（2）增强效应与其位置和取向无关（3）大多为重复序列，核心序列为 (G)TGGA/TA/TA/T(G)（4）增强子对同源基因或异源基因同样有效（5）增强子一般具有组织或细胞特异性（6）许多增强子还受外部信号的调控增强子作用机理-成环模型:增强子通过一些蛋白质