分子生物学复习全套

1、会计学1分子生物学复习全套分子生物学复习全套分子生物学杨建雄化学工业出版社(2009-06出版)2第1页/共113页3第2页/共113页组和克隆组和克隆 4hn第第7章章 RNA的生的生物合成物合成 2hn第第12章章 真核真核生物基因表达生物基因表达的调控的调控 4h4第3页/共113页5第4页/共113页1.1分子生物学的概念分子生物学的概念1938年ReportoftheRockefellerFoundation首次使用了molecularbiology一词。广义的分子生物学是研究生物大分子结构和功能的学科。按此定义，除了核酸的结构和功能是分子生物学的基本内容外，分子生物学还包括蛋白质的

2、结构和功能，酶的作用机制，膜的结构和功能，细胞的信号传导等内容，可以说，广义的分子生物学可以包罗现代生物学在微观领域的绝大部分内容。狭义的分子生物学主要研究基因和基因组的结构与功能，DNA复制及损伤修复，基因的重组和克隆，RNA的转录及转录产物的加工、蛋白质的生物合成及肽链合成后的加工，基因表达的调控等内容，其中也涉及与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能。6第5页/共113页1.2 分子生物学的研究内容分子生物学的研究内容7对基因和基因组的研究一直是分子生物学发展的主线。分子生物学第二个方面的研究内容是基因传递和表达的途径。分子生物学第三个方面的研究内容是基因表达的调控。第6页/共113页1

3、.3 分子生物学的发分子生物学的发展和展望展和展望8分子生物学是随着遗传学、细胞生物学和生物化学等学科的发展兴起的。在遗传学方面，Mendel经过7年的豌豆杂交实验，于1865年发表了题为ExperimentsinplantHybridization(植物杂交实验)的论文，总结了基因的分离定律和自由组合定律两条基本规律。遗憾的是Mendel的研究成果并没有得到当时生物学界的重视，直到35年以后，他的遗传学理论才被重新发现，并得到广泛认同，成为经典遗传学的基础，Mendel也被公认为是经典遗传学的奠基人。第7页/共113页1910年Morgan利用果蝇进行遗传学实验，发现了基因的连锁规律，也证实

4、了遗传的染色体学说。Morgan因为“发现了染色体在遗传中所起的作用，证明了基因位于染色体上”而获得1933年的诺贝尔生理学或医学奖。摩尔根及其同事、学生用果蝇做实验材料。到1925年已经在这个小生物的四对染色体上鉴定了约100个不同的基因。并且由交配试验而确定链锁的程度，可以用来测量染色体上基因间的距离。1911年他提出了“染色体遗传理论”。1933年，摩尔根获得诺贝尔生理医学奖。9第8页/共113页直到1944年Avery通过肺炎球菌转化实验证明，DNA可以使生物体的遗传性状发生改变，从而揭示了转化因子的化学本质。1952年Hershey和Chase利用噬菌体感染细菌实验，进一步证实了DN

5、A是遗传物质。10证明证明DNA是遗传物质的经典实验是遗传物质的经典实验第9页/共113页第二章核酸的结构和功能 4h11第10页/共113页列测定列测定12第11页/共113页13现已证明，除少数病毒以RNA为遗传物质外，多数生物体的遗传物质是DNA。下一节下一节本章目录第12页/共113页核酸可以水解成核苷酸，核苷酸可以水解成磷酸和核苷，核苷可以水解成戊糖和碱基，碱基可以分成多种类型。142.2.1 戊糖戊糖2.2.2 含氮碱基含氮碱基2.2.3 核苷核苷2.2.4 核苷酸核苷酸下一节下一节本章目录上一节上一节第13页/共113页实验证明DNA和RNA都是没有分支的多核苷酸长链，核苷酸间的

6、连接键是3, 5-磷酸二酯键磷酸二酯键连接。15下一节下一节本章目录上一节上一节第14页/共113页162.4.1 双螺旋结构的实验依据双螺旋结构的实验依据2.4.2 DNA双螺旋结构双螺旋结构的要点的要点2.4.3 DNA二级结构的其它类型二级结构的其它类型下一节下一节本章目录上一节上一节第15页/共113页2.5.1 环状环状DNA的超螺旋的超螺旋结构结构2.5.2 真核生物染色体的真核生物染色体的结构结构17下一节下一节本章目录上一节上一节第16页/共113页182.6.1 tRNA2.6.2 rRNA2.6.3 mRNA 和和hnRNA2.6.4 snRNA和和snoRNA2.6.5

7、asRNA和和RNAi2.6.6 非编码非编码RNA的多样性的多样性下一节下一节本章目录上一节上一节第17页/共113页192.7.1 一般理化性质一般理化性质2.7.2 紫外吸收性质紫外吸收性质2.7.3 核酸结构的稳定性核酸结构的稳定性2.7.4 核酸的变性核酸的变性2.7.5 核酸的复性核酸的复性下一节下一节本章目录上一节上一节第18页/共113页202.8.1 核酸的提取核酸的提取与沉淀与沉淀2.8.2 核酸的电泳分离核酸的电泳分离2.8.3 核酸的超速离心核酸的超速离心2.8.4 核酸的分子杂交核酸的分子杂交2.8.5 DNA芯片技术及应用芯片技术及应用 2.8.6 核酸的化学合成核

8、酸的化学合成下一节下一节本章目录上一节上一节第19页/共113页212.9.1 链终止法链终止法2.9.2 焦磷酸测序技术焦磷酸测序技术本章目录上一节上一节第20页/共113页第3章 基因和基因组22第21页/共113页23第22页/共113页下一节下一节本章目录24第23页/共113页下一节下一节本章目录上一节上一节25第24页/共113页下一节下一节本章目录上一节上一节26第25页/共113页3.3.2 病毒的基因组病毒的基因组273.3.2.1 病毒基因组的病毒基因组的一般特点一般特点3.3.2.2 病毒的核酸病毒的核酸3.3.2.3 噬菌体的基噬菌体的基因组因组3.3.2.4 X174

9、噬菌体噬菌体基因组基因组3.3.2.5 SV40病毒基病毒基因组因组3.3.2.6 腺病毒基因组腺病毒基因组3.3.2.7 逆转录病毒基逆转录病毒基因组因组第26页/共113页3.3.3 原核生物的基因原核生物的基因组组283.3.3.1 细菌基因组的一般特点细菌基因组的一般特点3.3.3.2 细菌的染色体基因组细菌的染色体基因组大肠杆菌染色体大肠杆菌染色体3.3.3.3 细菌的自主遗传物质细菌的自主遗传物质质粒质粒第27页/共113页下一节下一节本章目录上一节上一节29第28页/共113页下一节下一节本章目录上一节上一节30第29页/共113页本章目录上一节上一节31第30页/共113页 D

10、NA的生物合成第4章32第31页/共113页33第32页/共113页下一节下一节本章目录34第33页/共113页下一节下一节本章目录上一节上一节35第34页/共113页36下一节下一节本章目录上一节上一节第35页/共113页37下一节下一节本章目录上一节上一节第36页/共113页DNA作为遗传物质必须能够准确的复制，保障其复制具有高度忠实性的机制主要有：(1)四种脱氧核苷三磷酸浓度的平衡(2)DNApol的高度选择性(3)DNApol的自我校对(4)使用RNA引物(5)错配修复38下一节下一节本章目录上一节上一节第37页/共113页39下一节下一节本章目录上一节上一节第38页/共113页40下

11、一节下一节本章目录上一节上一节复制起点OriC的甲基化延迟关键的起始蛋白DnaA的合成受阻第39页/共113页41本章目录上一节上一节第40页/共113页第5章 DNA的损伤与修复422h第41页/共113页43第42页/共113页下一节下一节本章目录44第43页/共113页下一节下一节本章目录上一节上一节45第44页/共113页本章目录上一节上一节46DNA损伤修复的类型损伤修复的类型第45页/共113页47第46页/共113页48遗传重组的类型遗传重组的类型第47页/共113页下一节下一节本章目录49第48页/共113页下一节下一节本章目录上一节上一节50第49页/共113页下一节下一节本

12、章目录上一节上一节51第50页/共113页下一节下一节本章目录上一节上一节52第51页/共113页下一节下一节本章目录上一节上一节53第52页/共113页下一节下一节本章目录上一节上一节54第53页/共113页下一节下一节本章目录上一节上一节55第54页/共113页下一节下一节本章目录上一节上一节56提高外源基因在原核细胞中表达水平的措施提高外源基因在原核细胞中表达水平的措施 第55页/共113页本章目录上一节上一节57第56页/共113页第第7 7章章RNA的生物合成的生物合成第57页/共113页本章主要内容本章主要内容7.1 RNA生物合成的概况生物合成的概况7.2 原核生物的转录原核生物

13、的转录7.3 真核生物的转录真核生物的转录7.4 转录校对转录校对7.5 转录过程的选择性抑制转录过程的选择性抑制7.6 RNA复制复制第58页/共113页从细菌到人类，RNA聚合酶本质上均催化同一种反应，即在一定的模板(DNA或RNA)指导下，以4种核苷三磷酸（rNTP）为原料，按碱基配对规律，从53合成RNA链。下一节下一节本章目录Template and nontemplate (coding) DNA strands第59页/共113页7.2.1 原核生物的原核生物的RNA聚合酶聚合酶7.2.2 转录的转录的起始起始7.2.3 RNA链的延伸链的延伸7.2.4 转录的终止转录的终止下一

14、节下一节本章目录上一节上一节原核生物启动子第60页/共113页7.3.1 真核生物转录的特点真核生物转录的特点7.3.2 真核生物的真核生物的RNA聚合酶聚合酶7.3.3 RNA聚合酶聚合酶II催化的转录催化的转录7.3.4 RNA聚合酶聚合酶I催化的转录催化的转录7.3.5 RNA聚合酶聚合酶III催化的转录催化的转录下一节下一节本章目录上一节上一节第61页/共113页RNApol缺乏3-核酸外切酶活性，因此无法进行类似DNA复制的校对。不过，转录过程中有另外的两种校对机制，可以保障转录的忠实性。(1)焦磷酸解(2)水解编辑下一节下一节本章目录上一节上一节第62页/共113页RNA转录的抑制

15、剂包括碱基类似物，DNA模板功能的抑制剂，和RNA聚合酶的抑制剂。7.5.1 碱基类似物碱基类似物7.5.2 DNA模板功能的抑制剂模板功能的抑制剂7.5.3 RNA聚合酶的抑制物聚合酶的抑制物下一节下一节本章目录上一节上一节第63页/共113页7.6.1 RNA复制的特点复制的特点7.6.2 双链双链RNA病毒的病毒的RNA复制复制7.6.3 正链正链RNA病毒的病毒的RNA复制复制7.6.4 负链负链RNA病毒的病毒的RNA复制复制7.6.5 无模板的无模板的RNA合成合成本章目录上一节上一节第64页/共113页第8章转录产物的加工转录产物的加工 第65页/共113页第66页/共113页在

16、原核生物中，rRNA的基因与某些tRNA的基因组成混合操纵子，其余tRNA基因也成簇存在，并与编码蛋白质的基因组成操纵子。它们在形成多顺反子转录物后，经切割成为rRNA和tRNA的前体，然后进一步加工成熟。除了少数例外，原核生物的mRNA一经转录，通常都立即进行翻译，一般不进行转录后的加工。8.1.1 原核生物原核生物tRNA前体的加工前体的加工8.1.2 原核生物原核生物rRNA前体的加工前体的加工8.1.3 原核生物原核生物mRNA前体的加工前体的加工下一节下一节本章目录第67页/共113页8.2.1 真核生物真核生物tRNA前体的结构特点前体的结构特点8.2.2 内含子的剪接内含子的剪接

17、8.2.3 在在3-端添加端添加-CCA8.2.4 核苷酸的修饰核苷酸的修饰下一节下一节本章目录上一节上一节第68页/共113页8.3.1 rRNA基因的结构基因的结构8.3.2 rRNA前体的核苷酸修饰前体的核苷酸修饰 8.3.3 rRNA前体的剪切前体的剪切下一节下一节本章目录上一节上一节第69页/共113页hnRNA须在细胞核中经过复杂的加工过程，才被转移到细胞质中行使功能。8.4.1 形成形成5-端帽子结端帽子结构构8.4.2 形成形成3-端的多聚端的多聚腺苷酸腺苷酸8.4.3 断裂基因的拼接断裂基因的拼接下一节下一节本章目录上一节上一节第70页/共113页8.5.1 I型内含子型内含

18、子8.5.2 II型内含子型内含子8.5.3 内含子剪接机制的比内含子剪接机制的比较较下一节下一节本章目录上一节上一节第71页/共113页8.6.1 核酶的发现核酶的发现8.6.2 核酶的类型核酶的类型8.6.3 核酶的结构核酶的结构本章目录上一节上一节第72页/共113页第9章蛋白质的生物合成 第73页/共113页第74页/共113页下一节下一节本章目录9.1.1 mRNA是蛋白质合成的模板是蛋白质合成的模板9.1.2 tRNA是氨基酸的运载体是氨基酸的运载体9.1.3 核糖体是蛋白质合成的场所核糖体是蛋白质合成的场所9.1.4 参与蛋白质合成的各种辅因子参与蛋白质合成的各种辅因子第75页/

19、共113页9.2.1 遗传密码是三联体遗传密码是三联体9.2.2 用人工合成的多聚核苷酸破用人工合成的多聚核苷酸破译遗传密码译遗传密码9.2.3 用人工合成的三核苷酸破译遗传密码用人工合成的三核苷酸破译遗传密码下一节下一节本章目录上一节上一节第76页/共113页9.3.1 遗传密码是连续排列遗传密码是连续排列的三联体的三联体9.3.2 起始密码与终止密码起始密码与终止密码9.3.3 遗传密码的遗传密码的简并性简并性9.3.4 遗传密码的变偶性遗传密码的变偶性9.3.5 遗传密码的通用性遗传密码的通用性9.3.6 遗传密码的防错系统遗传密码的防错系统9.3.7 可读框可读框下一节下一节本章目录上

20、一节上一节第77页/共113页9.4.1 合成氨酰合成氨酰-tRNA的反的反应应9.4.2 氨酰氨酰-tRNA合成酶的特异性合成酶的特异性下一节下一节本章目录上一节上一节第78页/共113页9.5.1 原核生物肽链合成的原核生物肽链合成的起始起始9.5.2 原核生物肽链的延伸原核生物肽链的延伸9.5.3 原核生物肽链合成的终止原核生物肽链合成的终止下一节下一节本章目录上一节上一节第79页/共113页9.6.1 真核生物肽链合成的真核生物肽链合成的起始起始9.6.2 真核生物肽链的延伸真核生物肽链的延伸9.6.3 真核生物肽链合成的终止真核生物肽链合成的终止下一节下一节本章目录上一节上一节比较比

21、较第80页/共113页9.7.1 原核生物肽链合成的抑制原核生物肽链合成的抑制剂剂9.7.2 真核生物肽链合成的抑制剂真核生物肽链合成的抑制剂9.7.3 作用于原核生物和真核作用于原核生物和真核生物的肽链合成抑制剂生物的肽链合成抑制剂本章目录上一节上一节第81页/共113页 第10章 肽链合成后的加工和输送第82页/共113页第83页/共113页10.1.3 多肽链的折叠多肽链的折叠10.1.2 氨基酸残基的修饰氨基酸残基的修饰10.1.1 肽链的剪接肽链的剪接下一节下一节本章目录常见的肽链的剪接方式磷酸化糖基化折叠酶折叠酶第84页/共113页10.2.2 翻译后途径翻译后途径10.2.1 共

22、翻译途径共翻译途径本章目录上一节上一节信号肽粗面内质网细胞质内游离的核糖体蛋白质定向运输的方式第85页/共113页第11 章 原核生物基因表达的调控 2h87第86页/共113页88第87页/共113页下一节下一节本章目录调节型基因和组成型基因调节型基因和组成型基因原核生物基因表达调控的层次原核生物基因表达调控的层次正调控和负正调控和负调控调控89第88页/共113页11.2.1 细菌细菌DNA重排对基因重排对基因表达的影响表达的影响11.2.2 因子因子对原核生物转录对原核生物转录起始的调控起始的调控下一节下一节本章目录上一节上一节90第89页/共113页11.3.1 操纵子的基本结构操纵子

23、的基本结构11.3.2 乳糖操纵子乳糖操纵子11.3.3 阿拉伯糖操纵子阿拉伯糖操纵子11.3.4 色氨酸操纵子色氨酸操纵子下一节下一节本章目录上一节上一节91乳糖操纵子的负调控系统，正调控系统。色氨酸操纵子的阻遏机制和衰减机制第90页/共113页遗传信息的表达有时序调控和适应调控，转录水平的调控是关键环节，因为这是表达的第一步，转录调控主要发生在起始和终止阶段。转录终止阶段的调控一般包括两种情况：弱化作用和抗终止作用。11.4.1抗终止抗终止作用作用11.4.2 弱化作弱化作用用 下一节下一节本章目录上一节上一节92第91页/共113页11.5.1 mRNA二级结构对基因表达的调控二级结构对

24、基因表达的调控11.5.2 mRNA稳定性对翻译的调节稳定性对翻译的调节11.5.3 反义反义RNA对翻译的调控对翻译的调控11.5.4 蛋白质合成的自体调控蛋白质合成的自体调控11.5.5 严谨反应严谨反应与核糖体合成的调控与核糖体合成的调控下一节下一节本章目录上一节上一节93魔斑魔斑第92页/共113页核开关和群体感应是近年新发现的基因表达调控机制，在细菌中广泛存在，核开关在植物和真菌中也有发现。11.6.1 核开关核开关11.6.2 群体感应群体感应本章目录上一节上一节94第93页/共113页第第12 章 真核生物 基因表达的调控 4h95第94页/共113页因表达调控因表达调控96第9

25、5页/共113页12.1.1原核生物和真核生物基因表原核生物和真核生物基因表达调控的差别达调控的差别12.1.2 真核生物基因表达调控的层真核生物基因表达调控的层次次下一节下一节本章目录97第96页/共113页12.2.1 异染色质化对基因活性的影响异染色质化对基因活性的影响12.2.2 组蛋白对基因活性的影响组蛋白对基因活性的影响12.2.3 非组蛋白对基因活性的影响非组蛋白对基因活性的影响12.2.4核基质对基因活性的影响核基质对基因活性的影响12.2.5 基因的丢失基因的丢失12.2.6 基因的扩增基因的扩增下一节下一节本章目录上一节上一节98组蛋白密码组蛋白密码组蛋白乙酰化第97页/共

26、113页 染色体重排染色体重排（chromosomalrearrangement）是指染色体发生断裂与别的染色体相连，或者通过基因的转座、DNA的断裂错接而使正常基因顺序发生改变。染色体重排可以产生新的基因，表达新的基因产物。染色体基因重排是原核和真核生物中广泛存在的基因表达调控机制。12.3.1 免疫球蛋白基因免疫球蛋白基因的重排的重排12.3.2 酵母交配型染色酵母交配型染色体的重排体的重排下一节下一节本章目录上一节上一节99第98页/共113页12.4.1 DNA的甲基化的甲基化12.4.2DNA甲基化对转录活性的影响甲基化对转录活性的影响下一节下一节本章目录上一节上一节100第99页/共113页真核生物的结构比原核生物复杂，所以真核生物的基因表达除了需要活化染色质，还需要活化基因，即转录水平的调节，而且转录水平的调控是真核生物基因表达调控中最关键的调