分子生物学总结

1、第一章 基因与基因组一、基因与基因组特点(重点)1. Gene ：a gene includes the entire nucleic acid sequence necessary for the expression of its product (peptide or RNA).2. Genome(基因组):细胞内所携带的全部遗传信息DNA的总和。3. C值(C-value): 单倍体DNA所包含的全部DNA量。4. C值矛盾(C-value Paradox)：物种的C值和它进化复杂性之间没有严格的对应关系。5. 真核生物基因组的特点：（1） 基因组较大（2） 往往有很多染色体，多复制起

2、始位点(ori)（3） DNA与蛋白质结合，形成核小体(nucleosome) ，再缠绕成染色质chromatin （染色体chromosome ）（4） 转录和翻译在时间和空间上是分隔的。（5） 转录产物为单顺反子（mono-cistron）（6） 有可移动的DNA序列（7） 有大量的重复序列、基因家族(gene family)、不连续基因(discontinuous gene) （真核生物基因组三大特点）6.真核生物基因组的序列类型:高度重复序列、中度重复序列、单拷贝序列。7.基因家族（gene family）：基因组中来源相同、结构相似、功能相关的一组基因。 产生机理（理解）：不对等交换

3、、几种基因家族：Alu基因家族、rRNA基因家族 、 组蛋白基因家族、珠蛋白基因家族 疾病： Thalassemia(地中海贫血)8.珠蛋白基因家族血红蛋白分子是珠蛋白的四聚体a22，型亚基基因在16号染色体上，型亚基基因在11号染色体上，珠蛋白基因以基因家族的形式排列。9.基因簇（gene cluster）：同一家族中的成员有时紧密地排列在一起，成为一个基因簇。10.假基因(pseudogene)：具有与功能基因相似的序列, 却不具正常功能的基因。11.不连续基因(discontinuous gene) 或断裂基因（split gene）:基因的编码序列在DNA分子上是不连续的,为不编码的序

4、列所隔开。 证据（理解）：R环结构、限制性内切酶分析12.外显子(Exon) ：真核细胞基因DNA中的编码序 列，这些序列被转录成RNA并进而翻译为蛋白质。13.内含子(Intron) ：真核细胞基因DNA中的非编码序列，这些序列被转录成RNA，但随即被剪切掉而不翻译。14.外显子与内含子的连接区：（1）内含子的两端序列之间没有广泛的同源性 （2）类型II基因内含子两端有保守区，是RNA剪接的信号序列15. 外显子与内含子的可变调控： 组成性剪接(constiutive splicing)：一个基因的转录产物通过剪接只能产生一种成熟的mRNA。 选择性剪接(alternative splici

5、ng)：同一基因的转录产物由于不同的剪接方式形成不同mRNA。16.内含子的特点：并不是所有真核基因一定有内含子； 同一基因家族中，外显子在进化中一直比较保守，而内含子变化迅速，差异较大； 不同的基因内含子的数量和长度不同； 内含子与外显子间的连接处有特殊的序列； 一个基因的内含子可以是另一个基因的外显子。2、 基因组学1. 基因组学（Genomics）：以基因组分析为手段，研究基因组的结构组成、时序表达模式和功能，并提供有关生物物种及其细胞功能进化信息的一门学科。 （1）根据研究的重点分：结构基因组学、功能基因组学、比较基因组学。结构基因组学目的是建立高分辨的遗传图谱、物理图谱、转录图谱和序

6、列图谱。（2） 基因功能研究方法 :同源性分析RNAi ：RNA干扰（RNA interference， RNAi）是一种由双链RNA引起的基因沉默现象(gene silencing) 。在此过程中，与双链RNA有同源序列的信使RNA（mRNA）被降解，从而抑制该基因的表达。基因敲除：如果通过同源重组定向地在活体内剔除特定基因的动物称为基因敲除动物。目前基因敲除小鼠是应用最广泛的动物模型之一。转基因动物模型：指应用转基因技术培育出的携带外源基因的动物。基因转染细胞模型2. 遗传标记：（1）形态学标记（2）细胞遗传标记（3）生化与免疫遗传标记 （4）分子遗传标记（）：是一种新的以DNA多态性为基

7、础的遗传标记.随着分子生物学的发展，相继建立了RFLP、VNTR、RAPD、AFLP、SNP等多种分子遗传标记检测技术，开创了遗传标记研究的新阶段。3. 分子遗传标记的基本原理：4. RFLP（限制性片段长度多态性 ）：即限制性片段长度多态性，个体之间DNA的核苷酸序列存在差异，称为DNA多态性。若因此而改变了限制性内切酶的酶切位点则可导致相应的限制性片段的长度和数量发生变化，称为RFLP。 原理：利用限制性内切酶消化基因组DNA，形成大小不等、数量不同的分子片段，经电泳分离，通过Southern印迹将DNA片段转移至支持膜 (尼龙膜或硝酸纤维素膜)上，然后用放射性同位素(32P)或非同位素

8、(如地高辛，荧光素)标记的探针与支持膜上的DNA片段进行杂交。不同基因组DNA酶切位点的改变，会使得RFLP谱带表现出不同程度的多态性.5. TRS：串联重复序列标：有两类:小卫星和微卫星，两者具有高度的变异性。6. SNP：单核苷酸多态性：是指染色体上的某个存在单个碱基的变化，包括单碱基的转换、颠换、插入及缺失等。4. 什么是人类基因组计划，它包含了哪些内容？请你评价一下人类基因组计划（HGMP）完成的科学意义。 （ ） 答：于20世纪80年代提出的，由国际合作组织包括有美、英、日、中、德、法等国参加进行了人体基因作图，测定人体23对染色体由3×109核苷酸组成的全部DNA序列，于

9、2000年完成了人类基因组“工作框架图”。2001年公布了人类基因组图谱及初步分析结果。其研究内容还包括创建计算机分析管理系统，检验相关的伦理、法律及社会问题，进而通过转录物组学和蛋白质组学等相关技术对基因表达谱、基因突变进行分析，可获得与疾病相关基因的信息。主要任务：四张图物理图、 转录图、遗传图 、序列图科学意义：（1）确定人类基因组中约5万个编码基因的序列及其在基因组中的物理位置，研究基因的产物及其功能。（2） 了解转录和剪接调控元件的结构与位置，从整个基因组结构的宏观水平上理解基因转录与转录后调节。（3） 从整体上了解染色体结构，包括各种重复序列以及非转录“框架序列”的大小和组织，了解

10、各种不同序列在形成染色体结构、DNA复制、基因转录及表达调控中的影响与作用。（4） 研究空间结构对基因调节的作用。有些基因的表达调控序列与被调节基因从直线距离上看，似乎相距甚远，但若从整个染色体的空间结构上看则恰恰处于最佳的调节位置，因此，有必要从三维空间的角度来研究真核基因的表达调控规律。（5） 发现与DNA复制、重组等有关的序列。（6）研究DNA突变、重排和染色体断裂等，了解疾病的分子机制，包括遗传性疾病、易感性疾病、放射性疾病甚至感染性疾病引发的分子病理学改变及其进程，为这些疾病的诊断、预防和治疗提供理论依据。（7）确定人类基因组中转座子、逆转座子和病毒残余序列，研究其周围序列的性质。了

11、解有关病毒基因组侵染人类基因组后的影响，可能指导人类有效地利用病毒载体进行基因治疗。（8）研究染色体和个体之间的多态性。16. 、蛋白质组与蛋白质组学第1节 、蛋白质组与蛋白质组学的定义1. 蛋白质组：一个基因组在特定细胞所表达的全部蛋白质。2. 蛋白质组学(proteomics)：指应用各种技术手段来研究蛋白质组的一门新兴科学，其目的是从整体的角度分析细胞内动态变化的蛋白质组成成份、表达水平与修饰状态，了解蛋白质之间的相互作用与联系，揭示蛋白质功能与细胞生命活动规律。 3. 功能蛋白质组学(functional proteomics)：细胞在一定阶段或与某一生理现象相关的所有蛋白质。（8）

12、蛋白质组学的产生与发展（了解）（9） 蛋白质组及其质点的分离与分析分析鉴定（） （掌握基本原理）（1） Western印迹技术 原理：将经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分离的蛋白组分从凝胶转移至固相支持体上，以针对特定蛋白质的抗体作为探针，与附着于固相支持体的靶蛋白所呈现的抗原表位进行特异性反应，结合上的抗体可用二抗检测。用于测定特定蛋白质的大小和含量 基本操作步骤： 蛋白样品的制备SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳蛋白质的电转移蛋白质与抗体的结合反应目标蛋白质的显示（二）免疫荧光法(immunofluorescence) 原理：将待检的目的蛋白作为抗原，固定在载玻片上，先加上针对目的蛋白的抗体(第一抗体)

13、进行反应，再加上针对第一抗体的荧光素标记抗体(第二抗体)进行反应，称作间接免疫荧光法。如果将荧光素标记在第一抗体上，则不用再加第二抗体，称作直接免疫荧光法。（三）免疫沉淀(immunoprecipitation)技术 原理：利用一种可离心沉淀的抗体结合蛋白(如Protein A, Protein G等)，将抗原-抗体复合物从蛋白混合溶液中分离，进行定量或定性研究。 步骤：（1）将抗体加入蛋白混合溶液，使之与相应抗原结合； k （2）加入固定的抗体结合蛋白 (如: Protein A-琼脂糖珠)；l （3）经离心后，与Protein A结合的抗原-抗体复合物便可沉淀 ；m （4）将样品变性后即可

14、获得游离的抗原蛋白 ；（四）二维凝胶电泳（2-DE) 原理：基于等电点与分子量分离蛋白质 第一相：等电聚焦凝胶电泳（根据蛋白质电荷差异） 第二相：SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳（根据蛋白质分子量差异）（五） 质谱（MS）法 基本原理：样品分子离子化后，根据不同离子间的质量和电荷比值（质荷比，m/e）的差异确定分子量。（六）蛋白芯片(protein chip)技术 基于蛋白质表面化学及质谱检测的高通量蛋白质分析技术。将一系列“诱饵”蛋白以阵列方式固定在经过特殊处理的底板上，然后将其与待分析的样品杂交，只有那些和“诱饵”结合的蛋白才被保留在芯片上。其实质是酶联免疫吸附测定。（七） 其它方法第四节蛋白质相

15、互作用的研究（一）蛋白质-蛋白质相互作用的形式1 蛋白质亚基聚合：构像改变；四级结构2 交叉聚合：同工酶（LDH）3 分子识别：（如抗原-抗体） 生物大分子间特异性、专一性的识别和结合 构像互补或构像变化 化学基团相互间足够的结合力4 分子自我装配：大分子的相互识别和结合5 多酶复合体：多种酶相互结合形成一种新的结构。（2） 蛋白质之间的相互作用力蛋白质内部：肽键蛋白质间：非共价键（氢键、范德华力、疏水键、离子键）（3） 蛋白质相互作用的研究方法（）1、 酵母双杂交系统（）：（1）研究蛋白质相互作用的非常有效的分子生物学方法（2）酵母转录因子Gal4具有两个结构上可分的，功能上相对独立的结构域

16、：DNA结合结构域（BD）和转录激活结构域（AD）（3）DNA-BD和DNA-AD分开时不能激活转录，只有当两者在空间上接近时，才能呈现转录因子的活性。（4）只有当proteinX与proteinY间发生相互作用时，才能激活报告基因的转录，而当两者单独作用时均无此功能 。2.、噬菌体展示（）基本原理：在噬菌体衣壳蛋白基因中插入外源基因，形成融合蛋白表达在噬菌体颗粒蛋白的表面，被展示的多肽或蛋白质可保持相对独立的空间结构和生物学活性。利用靶分子，采用适当的淘洗方法（亲和洗脱扩增亲和的循环步骤），洗去非特异结合的噬菌体，最终从噬菌体文库中筛选出能结合靶分子的目的噬菌体；外源多肽或蛋白质表达在噬菌体

17、的表面，而其编码基因作为病毒基因组中的一部分可通过噬菌体DNA 序列测序出来，使得表达蛋白（表现型）和编码基因（基因型）之间完美地结合起来，为生物科学提供高效而实用的研究手段。噬菌体展示技术（Phage Display techniques，PDT）： 研究基因工程产品蛋白质间相互作用的方法。主要采用抗体基因文库的构建及随机多肽基因文库的构建和筛选。前者主要筛选基因工程抗体，后者筛选随机多肽药物。3、生物传感芯片质谱4、定点诱变技术2、 蛋白质-核酸（） （1） 凝胶滞后试验（）基本原理是蛋白质可以与放射性同位素标记的DNA结合，电泳时这种复合物比无蛋白结合的DNA在凝胶中泳动的速度慢，即表现

18、为相对滞后，可用于检测DNA结合蛋白、RNA结合蛋白，并可通过加入特异性的抗体来检测特定的蛋白质。 基本步骤：（1） 对含有特异结合位点的DNA片段进行末端标记；k （2）进行DNA和蛋白质的结合反应；l （3）非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳、干胶及放射自显影；（2） 滤膜结合： 利用硝酸纤维素滤膜不能结合双链DNA，但可与蛋白质结合的特性，将与蛋白质结合的DNA片段与游离DNA片段分离开。（3） 甲基化干扰（）基本原理：利用硫酸二甲酯(DMS)使DNA分子中的嘌呤碱基G与A发生甲基化，被甲基化修饰的G和A，会干扰DNA结合蛋白与所在部位的DNA结合；甲基化的探针可被化学试剂哌啶特异地切割，并经电泳

19、分离，由于未结合蛋白的DNA可在随机修饰的位点被切割，而有结合蛋白的DNA在结合位点上未被修饰而不能被切割，由此可获得蛋白质与核酸定位结合的信息。 基本步骤：（1）将待测双链DNA片段中的一条单链的一端用放射性核素标记k（2）甲基化修饰DNA探针，并使之与DNA结合蛋白反应；l（3）按电泳迁移率将游离DNA探针和DNA-蛋白质复合物分开，并回收m（4）分别用哌啶切割后在测序聚丙烯酰胺凝胶中电泳，放射自显影 （4） DNase足纹（）基本原理： DNase 可以随机水解核苷酸中的磷酸二酯键，而结合有蛋白质的DNA免于DNase的水解。 主要步骤：1. 将待测双链DNA片段中的一条单链的一端用放射

20、性核素标记； 2. 加入待测蛋白质，使之与末端标记的DNA形成复合物； 3.加入适量的DNaseI进行部分消化，使DNA断裂为相差一个核苷酸的不同片段；这一反应中，DNaseI的用量非常关键，要保证一条链只发生一次断裂！ 4.标本经变性后在聚丙烯酰胺凝胶中电泳，放射自显影，使之出现以相差一个核苷酸为梯度的DNA条带 如果某个蛋白质已经与DNA的特定区段相结合，那么，它就会保证该区段DNA免受消化或降解作用。在电泳凝胶的放射自显影图片上，相应于蛋白质结合的部位不产生放射性标记的条带。（5） Southwestern 印迹（）：一种核酸-蛋白质杂交实验，用于鉴定蛋白质与DNA的特异性结合和确定结合

21、蛋白质的分子量。基本原理：待测的蛋白质样品经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分离后由电印迹转移至硝酸纤维素膜上，然后加入经放射性核素标记的特定DNA片断(探针)，在相应的缓冲液中进行DNA与蛋白质的杂交,洗膜后进行放射自显影。根据标记信号的有无，即可判断待测样品中是否存在与探针DNA结合的蛋白，以及结合蛋白质的分子量。基本步骤：蛋白质杂交SDS-PAGE 转移至NC膜或Nylon膜 加入同位素标记的DNA片段作探针 缓慢复性、封闭、预杂交 TBE缓冲液中DNA蛋白质杂交 多次洗膜 放射自显影第5节 蛋白质数据库及其应用第3章 复制1、 DNA复制概况3、 概念：（1）Replicon is any

22、piece of DNA which replicates as a single unit. It contains an origin and sometimes a terminus（2）Replication fork（复制叉） is the point at which strands of parental duplex DNA are separated so that replication can proceed.(3)replication bubbles:（3） semi-coservative（4） replication、 （5） semi-discontinuoco

23、s replication、（6） Okazaki fragment、 （7） leading strand、（8） lagging strand2.复制子： origin、 terminus、 replication bubbles、 Replication fork、 the direction of Replication 3.复制模型： replication、 Rolling cicle replication、 D loops replication4.半保留复制、半不连续复制5.复制机制：6.复制过程需要的蛋白质和酶： topoisomerase、 DNA helicase、 S

24、SB、 primase、 DNA Polymerase、 DNA ligase7.E.coli有五种DNA Pol ： DNA pol I、II、III、IV和VDNA pol I ：5' to 3' elongation (polymerase activity) 3' to 5' exonuclease (proof-reading activity)5' to 3' exonuclease (repair activity) DNA pol III:有53聚合酶活性有35核酸外切酶活性，没有53核酸外切酶的活性。原核细胞DNA复制的主要酶。

25、DNA pol III全酶的组成和装配机制（了解）2、 原核生物的复制过程：双链的解开RNA引物的合成DNA链的延长切除引物，填补缺口，连接相邻的DNA片断切除和修复错配碱基。3、 真核生物的复制5. 真核生物和原核生物DNA复制的不同点：（1）真核生物DNA比原核DNA大得多，且与组蛋白结合成核小体（2）原核生物只有1个复制起始点，而真核生物有许多复制起始点。复制有时序性，即复制子以分组方式激活而不是同步起动。 （3）原核生物复制起点可连续复制，而真核生物在全部完成复制之前起点不再重新开始复制。（4）原核生物每时每刻都在复制，而真核生物的DNA在S期复制。2.SV40 DNA复制过程：T抗原

26、结合于复制起始点双螺旋解旋，RFA结合模板链，促进T抗原活性DNA pol-引发酶及RFC结合于模板，合成引物和前导链5端（RFC （复制因子C）：具有依赖DNA的ATPase活性，促进PCNA结合于引物-模板链）PCNA取代DNA pol-引发酶，结合于前导链的模板链-引物末端，抑制前导链合成。DNA pol 合成前导链，DNA pol-引发酶合成后滞链在滞后链再次发生DNA pol/ 转换FEN1切除RNA引物DNA ligase 连接切口4、 端粒( telomere)与端粒酶(telomerase)1. 端粒(telomere)：指真核细胞线状染色体末端的DNA序列。2. 端粒酶(te

27、lomerase)：一种含RNA的逆转录酶。含有RNA组分和蛋白质组分，均为酶活性所必需。以RNA为模板，合成端粒DNA。3. 端粒的组成：均由富含G和T的简单重复序列组成.4. 端粒的功能（） ：保护染色体结构和功能的完整性。对内: 染色体DNA的末端复制问题；对外: 抵御核酸酶等外界因素的袭击。5.端粒、端粒酶与衰老、肿瘤的关系 答：端粒是保护真核细胞染色体末端的“帽子”，当端粒长度因细胞复制而缩短到极限时，细胞就会走向衰老甚至死亡，而端粒酶的存在能补充已缩短的端粒从而延长细胞寿命甚至使其得到永生。.端粒缩短是在端粒酶活性的缺失的情况下，由于DNA聚合酶无法完成复制线型DNA双链体的两端而

28、发生。细胞每分裂一次端粒就缩短一定长度，当TRF的长度为57Kb，亦即在端粒的长度缩短到可能造成基因损伤前，能够激发细胞周期P53和/或Rb关卡(checkpoint )，P53把缩短的端粒识别为DNA双链断裂（DSB），从而使细胞周期停止，于是细胞便进入了M1期（mortality stage 1），端粒长度继续缩短，最终当细胞端粒的长度缩短到极限，即TRF的长度为24Kb时，细胞进入M2期（mortality stage 2），染色体变得不稳定并发生染色体重排，双着丝粒染色体的形成和非整倍性变化等畸变，导致复制性衰老（replicative senescence）而死亡。因此，端粒的缩短被

29、称作是能触发衰老的分子钟。第4章 转录和转录后加工一、转 录1.概念（） （1） Transcription：（2）Promoter：（3） Terminator：（4） read-through：（5） transcription factors：（6） Cis-acting elements：（7） Trans-acting factors：（8） Ribozyme：（9） alternative splicing：2. 概述：转录和DNA复制的区别、 Template(模板)3.E.coli RNA聚合酶：全酶 、核心酶 、功能4.转录过程：(1)模板的识别：启动子、 -10序列、-35

30、序列 (2)起始(3)延伸(4)终止：不依赖因子的终止子、依赖于因子的终止子 原核生物转录过程5. 真核生物转录特点：（1） 典型的真核细胞转录产物是单顺反子mRNA（2） 真核细胞转录和翻译在时间上和空间上都是分开的，转录在细胞核，翻译在细胞质。（3） 真核细胞RNApol高度分工（4） 启动子更复杂和更多样性，不同的RNA聚合酶有不同的启动子（5） 真核生物转录需要许多转录因子(transcription factor,TF）的参与。（6） 真核基因DNA的顺式作用元件比原核复杂得多（7） 真核生物的转录调控以正调控为主。6. 真核生物RNA聚合酶（） RNA聚合酶II和III定位于核质；

31、RNA聚合酶I定位于核仁7.真核生物基因的启动子及转录起始复合物的组装（1）类型I启动子（2）类型II启动子及转录起始复合物的组装（）： TATA-box 、 CAAT-box 、 GC-box（3）类型III启动子： （）基因内启动子2、 转录后加工第4章 rRNA前体的加工.2.tRNA前体的加工3. mRNA前体的加工.4. RNA的自我剪接： group intron、 group intron5.真核mRNA前体的剪接（）定义：一个基因的初始转录产物在不同的分化细胞、不同的发育阶段、甚至不同的生理状态下通过不同的剪接方式，可以得到不同成熟mRNA和蛋白质产物真核mRNA前体的选择性剪

32、接 选择性剪接的类型.：（1）剪接缺失外显子 （2）剪接保留内含子 （3）外显子中存在剪接点（部分缺失外显子）（4） 内含子中存在剪接点（部分保留内含子）6.RNA的编辑 定义：RNA分子上的一种转录后修饰现象包括插入、缺失或核苷酸的替换。4、 原核生物基因表达的调控1. 概念（） ：5、 管家基因(housekeeping genes) ：是维持细胞生存必需的一类基因，在各类细胞中都处于活性状态。6、 奢侈基因(luxury genes)：在不同组织细胞中选择表达的基因。 根据细胞生长、发育的需要或环境因素的改变，其活性受到调控。7、 结构基因(structural genes):编码有功能

33、产物（RNA或蛋白质）的基因。8、 调控基因(regulatory genes):编码那些控制其他基因表达的RNA或蛋白质的基因。9、 正调控(positive regulation):与缺乏调控因子比较，调控因子使靶基因的表达水平上升。10、 负调控(negative regulation):调控因子使靶基因的表达水平下降，甚至关闭。11、 诱导(induction):在特定环境信号刺激下，相应的基因被激活，基因表达产物增加，这种基因是可诱导的.12、 阻遏(repression):如果基因对环境信号应答时被抑制，基因表达产物水平降低.13、 诱导物(inducer)：使阻遏蛋白失活或使激活

34、蛋白激活，从而实现诱导。14、 辅阻遏物(co-repressor)：使阻遏蛋白激活或使激活蛋白失活，从而实现阻遏。15、 操纵子(operon)：指启动基因、操纵基因和一系列紧密连锁的结构基因的总称。转录的功能单位。很多功能上相关的基因前后相连成串，由一个共同的控制区进行转录的控制，包括结构基因以及调节基因的整个DNA序列。主要见于原核生物的转录调控，如乳糖操纵子、阿拉伯糖操纵子、组氨酸操纵子、色氨酸操纵子等。16、 衰减子 (attenuator)：衰减发生处的一种内部终止子序列。17、 反义RNA（Antisense RNA)：指与mRNA互补的RNA分子, 也包括与其它RNA互补的RN

35、A分子。2. 原核生物基因表达的控制模式：由启动子、操纵基因及其所控制的一组功能上相关的结构基因所组成。操纵基因受调控基因产物的控制。3. 乳糖操纵子（lac operon) 的结构和调控机制（） （1）结构：（2）调控机制：阻遏蛋白存在时，阻止Lac操纵子转录:阻遏蛋白缺乏或无活性时， Lac操纵子的基因开启。诱导物(如乳糖、IPTG)存在时，与阻遏蛋白结合，改变阻遏蛋白的构象，使其不能与LacO结合，基因开始转录。4. 试说明色氨酸操纵子（Trp operon) 的结构和调控机制。（） .（1）结构（2）调控机制：Trp是辅阻遏物，低浓度Trp或缺乏Trp时，脱辅基阻遏蛋白没有活性，不能与

36、操纵基因结合，结构基因转录。高浓度Trp时， Trp与脱辅基阻遏蛋白结合，使其具有结合操纵基因的构象，阻遏结构基因转录。5. 原核生物基因表达的时序(3种方式)第5章 因子的更换、第6章 合成新的RNA聚合酶、第7章 合成新的调控因子, 影响转录终止6.原核生物翻译水平上的调控。（） （一） 翻译的自我调控：（2） 稀有密码子对翻译的影响：（三）反义RNA对翻译的调控：第6章 真核生物基因表达的调控1.概念（） ： 5. CpG岛：富含CpG的区段称为CpG岛。6. 增强子（ enhancer）：指能使与它连锁的基因转录效率明显增加，并且无方向和位置依赖性的DNA序列。7. 沉默子（ sile

37、ncer ）：基因的负调控元件，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。8. 基因座控制区(LCR)：5端调控位点，起初级调控作用，它即是一簇超敏感位点。是染色体DNA上一种顺式作用元件，结构域中含有多种反式作用因子的结合序列，可能参与蛋白质因子的协同作用，使启动子处于无组蛋白状态。9. 核基质结合区（MAR）：染色质通过DNA特定序列结合在核基质蛋白质上，形成环状结构。这特定的DNA序列称为核基质结合区 。10. 绝缘子（insulator）：可以阻止激活或失活效应传向相邻的结构功能单位的DNA序列11. 结构转录因子（architectural transcription facto

38、r）：结合在DNA上，使DNA调控区的形状发生改变，以致其他蛋白质能够相互作用而促进转录的蛋白质。12. 中介因子(mediator)或辅激活因子（co-activator ）：很多转录激活因子需要一类辅激活子的参与才能发挥激活因子的作用。通过辅激活子使激活因子与转录装置偶联，激活转录。因此又被称为中介因子。（6） 染色体水平上的调控：（1） 基因丢失：在细胞分化过程中，通过丢失掉某些基因而去除这些基因的活性。（2） 基因扩增：指基因组中特定基因的拷贝数专一性大量增加的现象。（3） 染色体重排，典型例子是免疫球蛋白基因的表达。3.染色质水平上的调控：（1）染色质种类：常染色质和异染色质.（2）

39、活性染色质的特点（）：是具有转录活性的染色质。活性染色质的核小体发生构象改变，具有疏松的染色质结构，从而便于转录调控因子与顺式调控元件结合和RNA 聚合酶在转录模板上滑动。 特点：a)组蛋白H1与染色质结合不紧密； b)4种核内组蛋白含量虽然正常，但是乙酰化程度比非活性染色质的高； c)活性染色质中，组蛋白H2B很少磷酸化； d)核小体结构结合了两种小分子量的非组蛋白HMG14和HMG17； e)组蛋白H3的巯基暴露。 f)处于转录活化的染色质区域，对DNaseI敏感性比无转录活性区高得多（8） 染色质的功能区域（） A)基因座控制区(locus control region, LCR),(定

40、义) LCR是一种远距离顺式调控元件使LCR界限之内的基因具有潜在活化的可能是基因簇中每个基因表达所必需的. B)核基质结合区（定义）在靠近MAR位点的地方经常有拓扑异构酶II的识别位点，意味着每一个巨大的环状DNA的超螺旋程度受到独立的调控。增强子以及其他调控元件也经常靠近MAR位点。在某些情况下，染色质重塑也是从MAR位点开始的，并且影响整个染色质环。 C)限定子（delimiter）或绝缘子（insulator）（定义）绝缘子是一组在真核生物基因组中建立独立的转录活性区的调控元件，它具有两种性质。第一，当绝缘子位于增强子或者沉默子与启动子之间时可以阻断增强子或者沉默子对启动子的作用。第二

41、，绝缘子可以使其界定的基因的表达不受位置效应的影响。在转基因时，目的基因整合到染色体上的不同位置，因位置效应作用基因的表达水平差异很大。但是，如果在目的基因的两侧连接上绝缘子，目的基因往往不受染色体位置效应的影响。4.绝缘子活性机理的两种假说：滑动模型 和 环化模型5.有两种方式可以显著改变DNA的易接近性：组蛋白的乙酰化和核小体重塑。6.DNA的甲基化:（1）与基因活性的关系（）： a)基因不能表达的组织中呈甲基化状态， b)活性基因低甲基化状态（2）DNA甲基化抑制转录机理（）： a)影响染色质的结构，稳定染色质的失活状态，阻止转录因子的进入，防止其活化。 b)DNA甲基化直接干涉转录因子

42、与启动子内识别位点结合； c)抑制作用通过甲基化CpG结合蛋白（methylated CpG binding proteins, MeCP）起作 用，这种因子与转录调控因子竞争甲基化DNA结合位点。7.真核细胞类基因的调控区（） （1）转录水平的调控主要是通过顺式作用元件与反式作用因子相互作用来实现的,顺式作用元件(cis-regulating element)包括:启动子、调控原件（增强子、沉默子）、绝缘子、应答元件。（2）增强子特点（） ：a)增强效应十分明显； b)增强子与启动子的相对位置不固定,可以位于基因的5端上游、内部或3端下游序列中； c)可以远离基因的Inr起作用； d)能在两

43、个方向上起作用； e)一般具有组织和细胞特异性。（3）增强子的种类：组织和细胞专一性增强子、诱导性增强子（4）增强子作用机理（）：（三种假说） a.拓扑结构的改变。激活因子与增强子结合，促进DNA的拓扑结构或形状发生改变，使启动子向通用转录因子敞开。 b.滑动。激活因子与增强子结合，沿DNA滑动直至启动子，与启动子直接相互作用激活转录。 c.环化。激活因子与增强子结合，使增强子与启动子之间的DNA环化，促进结合蛋白间的互作并激活转录。 增强子功能的要点，实质上是结合于增强子的激活因子与结合于启动子的普遍性转录因子之间的蛋白质-蛋白质相互作用。（5）沉默子（） ：沉默子是抑制基因转录的顺式元件。

44、能引起染色质弯曲缠绕，产生类似于异染色质的结构，致使转录因子无法与邻近基因的启动子相结合，从而使基因处于关闭沉默状态。有时同一DNA顺式元件既能表现出增强子的活性，又能表现出沉默子的活性，这完全取决于与之结合的蛋白质的特性。（6）应答元件： 热激应答元件HSE、金属应答元件 MRE、 糖皮质激素应答元件GRE、血清应答元件 SRE8.真核细胞类基因的转录调控因子（1）调控因子的结构特性：DNA结合结构域（螺旋-转角-螺旋、锌指结构、亮氨酸拉链、螺旋-环-螺旋）、转录激活结构域、自身活性的调控结构域（2）转录调控因子自身活性的调控（） ： a)配基结合:诱导物作为配基，与转录因子结合，使无活性的

45、转录因子改变结构，迅速作出应答反应。 b)蛋白质-蛋白质相互作用、 c)蛋白质的糖基化、 d)磷酸化与去磷酸化第6节 转录激活因子的作用方式： a)激活因子的二聚化 b)激活因子的远距离作用 c)建构性转录因子d)中介因子思考题（答案总结中有，这么多题，这一章明显很重要）1.真核生物染色质水平的调控？2.简述组蛋白修饰的种类, 说明对基因表达调控的作用3.DNA的甲基化与基因活性的关系，简述DNA甲基化抑制转录的机理4.什么是增强子？它的特点？ (2010 武汉大学分子生物学考研试题)5.举例说明转录调控因子自身活性的调控方式6.真核生物转录水平的调控机制？答：转录水平的调控主要是通过顺式作用

46、元件与反式作用因子相互作用来实现的（1）转录起始复合物的形成。（2）顺式作用元件：.反式作用因子：（3）转录起始的调控：反式作用因子的活性调控：反式作用因子与顺式作用元件的结合：反式作用因子的作用方式：反式作用因子的组合式调控：反式作用因子对基因的调控多是几个因子组合发挥特定的作用。第7章 Cancer（6） 名词解释（） ：5. 原癌基因（proto-oncogene）：是一类广泛存在生物体中，高度保守的基因，其产物具有调控细胞增生的重要功能，当其受某些因素的影响，能发生突变（活化）成为癌基因，导致细胞恶性转化。（显性）（2）抑癌基因（ Tumor-suppression genes）：指存

47、在于正常细胞内的一大类可抑制细胞生长并具有潜在抑癌作用的基因，当这类基因发生突变、缺失或失活时，可引起细胞恶性转化而导致肿瘤的发生。（抑癌基因是隐性的）2.癌细胞的主要特征：能无限增殖 、接触抑制现象丧失、癌细胞间粘着性减弱、具有迁移性、对生长因子需要量降低。3.原癌基因激活的分子机制（)： （1）点突变 Example: ras （2） LTR插入：LTR是逆转录病毒基因组两端的长末端重复序列。 LTR结构中含有强的启动子序列。当病毒基因组整合到人的基因组中时，若LTR插入到原癌基因启动子区域或邻近处，可启动和促进基因转录，激活原癌基因的表达。 （3）基因重排 （4）缺失： 很多原癌基因5端

48、存在负调控序列，一旦该序列缺失或突变，则其抑制基因表达能力丧失。4.原癌基因编码信号传导中的组分.：a)生长因子，如sis， b)生长因子受体，如fms、erbB， c)蛋白激酶及其它信号传导组分，如src、ras、raf， d)转录因子，如myc、fos、jun。2、 抑癌基因的特点（）：（1）正常细胞内，抑制细胞生长，抑癌作用的基因:；（2）在细胞生长中起负调控作用，抑制增殖，促进分化、成熟和衰老；（3）此类基因突变、缺失或失活，引起细胞恶性转化，导致肿瘤；（4）大多数抑癌基因是隐性基因。6.抑癌基因的产物：（1）转录因子：p53, WT1（2）细胞周期因子：RB, p16（3）信号通路因

49、子：NF1(一种ras GTPase活化蛋白)（4）磷脂酶：PTEN（5）mRNA合成调控因子：VHL7.简述Rb控制细胞周期机制（） 在G1期：RB与E2F结合，抑制E2F的活性。E2F是一种转录因子 它激活的靶基因的产物为S 期所必需的。在G1/S期: RB被周期蛋白/CDK2复合物磷酸化，释放E2F E2F被激活，引发基因表达(DNA pol, histone etc.) 细胞从G1进入S 非磷酸化的RB阻断细胞周期，正常细胞：通过RB 被磷酸化来解除对细胞增殖的抑制。肿瘤抗原（如SV40 T抗原）与RB结合，使RB不能与E2F结合，细胞周期可以自由地进入S 期8.简述p53的功能和作用

50、途径（）： A)功能：（1）野生型的p53限制细胞生长 （2）缺乏p53，细胞生长失去限制 （3）突变的p53亚基，阻止蛋白功能细胞生长失去限制 B)P53作为一种转录因子可激活多种途径： （1）最主要的途径是通过阻断细胞周期使其停留在G1期， P53激活P21，P21是一种细胞周期抑制因子，能阻止细胞通过G1期。 （2）P53能激活GADD45，它能识别维持基因组稳定性的途径。 （3）可引起细胞凋亡。 C)正常情况下，P53蛋白很不稳定，在细胞中水平非常低，但当细胞感觉到DNA损伤时，就会放慢P53的降解，P53水平增加并起保护措施。(1)当较高水平的P53存在时,阻断细胞周期,使其停在G1

51、期时,对DNA进行修复.(2)如果这种损伤太严重,以至无法修复时,P53就会起始细胞周期凋亡途径,将细胞剔除,将受损的DNA永久的从生物体消除掉.第八章 细胞凋亡1. 概念（）5. 细胞凋亡：由体内外因素触发细胞内预存的死亡程序而导致的细胞死亡过程6. 细胞程序性死亡：是一种基因指导的细胞自我消亡方式。7. 细胞坏死：是细胞受到急性强力伤害时立即出现的反应早期表现为细胞膜破坏，线粒体肿胀溶酶体破裂,细胞内容物流出, 引起炎症。2. 比较细胞凋亡和细胞坏死及细胞程序性死亡.：（1）PCD是功能性概念，凋亡是形态学概念。（2）大多数PCD的最终结果是细胞凋亡，但细胞凋亡并非都是程序化的。（3）PC

52、D存在于胚胎发育过程中。3.细胞凋亡的形态学变化和生化改变（）（DNA的片段化、内源性核酸内切酶激活、caspases的激活.）：（1）细胞凋亡的形态学变化：微绒毛消失、脱水、空泡化(blebbing)、固缩(condensation)、出芽(budding)、染色质边集(margination)、凋亡小体(apoptosis body) 细胞首先变圆,随即与邻周细胞脱离,失去微绒毛,胞浆浓缩,内质网扩张呈泡状并与细胞膜融合,核染色质密度增高呈半月形,并凝聚在核膜周边,核仁裂解,进而细胞膜内陷将细胞自行分割为多个外有膜包裹、内涵物不外泄的细胞凋亡小体，被吞噬细胞或邻周细胞所识别、吞噬,或自然脱

53、落而离开生物。不引起炎症反应和次级损伤。 （2）细胞凋亡的生化改变：a)DNA的片段化：梯状条带形成核小体连接区被切开：染色质b)内源性核酸内切酶激活及其作用：由一系列胞内信号转导环节激活，执行染色质DNA切割。c)凋亡蛋白酶（caspases）的激活及其作用：是一组对底物天冬氨酸部位有特异水解作用，其活性中心富含半胱氨酸的蛋白酶4.细胞凋亡过程中Caspases的功能有哪些？ （）灭活细胞凋亡的抑制物:正常活细胞因为核酸酶处于无活性状态，而不出现DNA断裂。这是由于核酸酶和抑制物结合在一起，如果抑制物被破坏，核酸酶被激活，DNA就会被降解，片段化。现知Caspase可以裂解这种抑制物。水解蛋

54、白质结构，细胞解体，形成凋亡小体如裂解核纤层，核纤层是由核纤层蛋白通过聚合作用形成的头尾相接的多聚体，由此形成核膜的骨架结构，是染色质得以形成并进行正常的排列。细胞凋亡时，核纤层蛋白被Caspase在一个近中部的固定位置裂解，从而使Caspase蛋白崩解，导致染色质的固缩。在凋亡级联反应中水解相关活性蛋白：使其获得或丧失功能如灭活或下调DNA修复有关的酶，mRNA剪切蛋白等。6. 细胞凋亡信号的转导：（重点掌握死亡受体途径.） 死亡受体属于肿瘤坏死因子受体(TNFR)超家族成员。目前至少发现有5种死亡受体，分别为 Fas,TNFR1, DR4, DR5,DR3。死亡受体通路是细胞凋亡的重要途径之一。 它们位于