分子生物学总结

1、 分子生物学总结 sectiona 1 三个域：真细菌，古细菌，真核生物 2 组装中得主要作用力：非共价健作用力 sectionb 1 蛋白质纯化得分析方法 分子生物学总结 2 正电荷：天冬氨酸谷氨酸 负电荷：赖氨酸精氨酸组氨酸 极性：天冬酰胺谷氨酰胺苏氨酸丝氨酸半胱氨酸 分子生物学总结 非极性：脂肪族甘氨酸丙氨酸缬氨酸亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸脯氨酸 芳香族苯丙氨酸酪氨酸色氨酸 cys二硫键 gly无手性 pro亚氨基酸 芳香族氨基酸最大吸收峰280mm 3 蛋白质得一级 (决定蛋白折叠及其最后得形状得最重要得因素)：氨基酸脱水缩合形成肽链 n 端到 c 端共价键 二级：多肽链中空间结构邻近得肽

2、链骨架通过氢键形成得特殊结构。 转角 螺旋氢键为主要作用力 三级： 多肽链中得所有二级结构与其她松散肽链区域（散环结构）通过各种分子间作用力（非共价键为主） ，弯曲、折叠成具有特定走向得紧密球状构象。 非共价键 四级：许多蛋白分子由多条多肽链（亚基，subunits ）构成。组成蛋白得各亚 基以各种非共价键作用力为主，结合形成得立体空间结构即为四级结构。非共价键 4 偶极：电子云在极性共价键得两原子间不均匀分布，使共价键两端得原子分别呈现不同得电性 兼性离子：具有正电荷（碱性），又具有负电荷（酸性）得分子 双极性分子： section c 1 核酸得光学特性： 增色性：一种化合物随着结构得改变

3、对光得吸收能力增加得现象 减色性：一种化合物随着结构得改变对光得吸收能力减少得现象 reason: 碱基环暴露在环境中得越多，对紫外得吸收力越强 absorbance（吸收值）： nucleotide ssdna/rna dsdna 分子生物学总结 核酸得最大吸收峰260mm( 碱基有芳香环) 芳香族氨基酸最大吸收峰280mm a260/a280: 纯得dsdna： 1、 8 纯得rna： 2、0 纯得protein ： 0、 5 2 tm 值（熔解温度） ：热变性时，使得dna 双链解开一半所需要得温度。 tm=2x(a+t) + 4x(g+c) tm 值与 dna 分子得长度，及gc得含量

4、成正比 annealing （退火） :热变性得dna 经过缓慢冷却后复性 快速冷却：stay as ssdna 缓慢冷却 :复性成 dsdna 3 脱氧核糖核酸与核糖核苷酸得到画法 4 支持双螺旋结构得两个实验：查戈夫规则x 射线晶体衍射 5 双螺旋得内容： 双链之间得关系：dna 分子由两条链组成 双链反向平行(53 方向 ) 两链得碱基通过氢键互补配对，a:t; g:c。 双链序列反向互补 各基团排列方式：糖-磷酸骨架dna 分子排列在外; 碱基对平面相互平行，排列在dna 分子得内部。 空间结构为：右手双螺旋结构 每转一圈 10 个碱基对，每一圈长度 33、 2a 双链螺旋中形成大沟，

5、小沟。 6碱对 dna 得影响：高ph 值对 dna 得影响比低ph 值得要小。 分子生物学总结 高 ph 值(ph11)会改变碱基构象， 使 dna 变性（双链解旋， 成单链） rna 得影响：高ph 值， 2羟基会攻击磷酸二酯键，使其断裂，形成2， 3-环 式磷酸二酯键，从而使rna 分子断裂 7 共价闭合环状 dna (convalently closed circular dna, cccdna ）。即通过共价键结合形成得封闭环状 dna 分子。 8 超螺旋 dna（supercoil dna ）:松弛型双链 dna 进一步旋转后，再形成闭环结构时，就会形成 dna 超螺旋结构 l=t

6、+w 判断就是否为超螺旋正负超螺旋 9 拓扑异构酶：暂时断裂dna 分子中一条或两条单链上得磷酸二酯键，改变dna 分子得连 接数及拓扑状态。 功能：消除dna 复制与转录等过程产生得超螺旋。 细胞中， 型酶与型酶得活性保持一种平衡状态。型酶得 “使 dna 超螺旋化”与 型酶“使dna 松驰化”相抗衡，从而使dna 保持适当得超螺旋密度。 10 eb: 嵌入 dna 配对碱基之间，使 dna 分子在嵌入处局部解旋，增加 ccdna 其它部位得正超螺旋 11 type ii re二型限制性内切酶:识别位点一般为8 个碱基对得回文序列 如： ecori5 -gaattc-3 3 -cttaag-

7、5 section d 1 染色体得折叠：串珠结构：核心组蛋白:h2a, h2b, h3 and h4、 连接组蛋白h1 核小体 30nm 纤丝 高级环状结构（染色质得最高结构） 紧密缠绕结构 2 着丝粒：两侧就是大量得名叫卫星dna 得重复序列 端粒：上百个短得重复序列 分子生物学总结 作用：端粒dna 形成特殊得环状二级结构，保护染色体末端不被核酸外切酶降解。 抵消 dna 复制时每一轮复制都导致两末端形成得后随链比母链要短一截得现象对染色体得影响 3 异染色质：高度浓缩，无转录活性常染色质：结构松散，有转录活性 dnasei 敏感区域：对区域内dna 得转录活跃串珠结构 dnasei 超

8、敏感区域：转录活跃得基因得调控区域dna 裸露 4 原核染色体结构：非特异性dna 结合蛋白：类组蛋白 位点特异性dna 结合蛋白：与特殊得dna 序列结合 有其她特殊得生理功能：rna polymerases 对结构域得形成也很重要 5 6 复性动力曲线： low c0t: 高重复卫星 dna moderate c0t :中重复串联基因簇反转座子 分子生物学总结 high c0t :单拷贝或低重复大肠杆菌基因组 7 染色体结构对基因转录得影响 cpg 抑制 cpg 位点中得胞嘧啶得c-5 常发生甲基化 (cpg 甲基化）， cpg 以 dna 转录被限制 哺乳动物基因组中，有些区域含有很多未

9、甲基化得cpg 甲基化可能可位点，被称为 cpg 孤岛。 甲基化转录抑制去甲基化恢复转录 组蛋白得乙酰化：核心组蛋白n-端得 lys 被乙酰化， dna 与核心组蛋白体解聚。gene 表 达被激活 去乙酰化：抑制gene 表达 组蛋白得磷酸化:对组蛋白h1 磷酸化，抑制基因表达 其她组蛋白 8 中心法则 分子生物学总结 section e 1 dna 复制：细胞中，一条双链dna 分子通过碱基配对，形成两条与其序列相同得dna 双 链分子得过程。 2 确定 dna 半保留复制半不连续复制 3 复制得基本步骤复制为双向 分子生物学总结 大肠杆菌得复制： 起始 at含量高得区域 参与蛋白： dna

10、a （复制起始因子)：识别并结合于重复序列上，驱使富含at 得重复序列 解链，需负超螺旋，及atp dnab (dna 解旋酶 ):dna 双链解旋，形成复制叉 ssb:(单链结合蛋白 ):保持解旋部分得单链状态 dnag(引发酶 / 引物酶 ):rna 引物合成，引发复制 延伸 参与蛋白： dna pol iii 全酶：负责新链得合成: 前导链，冈崎片段 dnapoli：复制中除去引物，填补引物处空缺 终止： 分子生物学总结 4 真核生物得复制： 一个细胞周期内，一个dna 分子只能复制一次 sectionf 1 复制忠实性得机制： dna 复制得高精度：模板连与进入核苷酸在dna 聚合酶得

11、作用位点正确配对 3到 5外切核酸酶对错误碱基得校正 错配修复 2holiday 模型 3 section k 1 编码链模板链 2 大肠杆菌得转录 rnap酶：核心酶：a亚基： antd 对核心酶得组装很重要。 actd 在识别启动子、调节转录水平中起着非常重要得作用。 b 亚基： rnap得催化中心。 分子生物学总结 与模板 dna、 rna 产物、及底物核糖核苷酸紧密结合。 抗生素利福平结合在在b 亚基上，可以抑制 rnap得转录活性。 利福平只抑制转录得起始。 利迪链菌素只抑制延伸而不抑制转录起始 b 亚基：可能与rnap得催化有关。 肝素与 b亚基结合后，能干扰rnap 与 dna

12、得结合，抑制 转录。 w 亚基：可能与 rnap得组装及维持 rnap结构得稳定性有关 s factor (s 因子 )： s factor 在启动子特异性识别过程中至关重要移动慢得原因：可以保持与翻译同步。 与有些基因转录调控相关。 有利于转录终止 rnap 没有 3 5 外切酶活性，不能进行转录校正。其错配率达10-4 。 rnap倒退暴露新合成得错配碱基，可以有利于其她辅助核酸酶将错配碱基切除，增加转录得忠实性。 3 s70 基础启动子得一般结构 -10 序列：它对转录起始时， rnap打开 dna 双链得过程非常重要。 - 10 序列到 tss位点得距离对转录效率也有很大得影响 -35

13、 序列：增强 rnap s factor 得识别能力及与 dna 得结合能力 4 影响启动子效率得dna 序列： 核心启动子得序列：与保守序列越像，效率越高。 tss周围序列：影响起始效率。 转录单位得前 30 个核苷酸得碱基序列：影响 rnap 从启动子处移动出去（启动子 区清空）得速率。 分子生物学总结 核心启动子附近得调控元件。 5 转录得起始：开放复合物闭合复合物无效起始 延伸：启动子得清空，链得延伸转录泡，s 因子得循环利用 终止：依赖性不依赖性反复重复序列 section l 1、顺式作用元件（ cis-acting elements ） ：一般为 dna 上较为保守得、有着特异性

14、序列或结构得特定区域。它们只能影响与其在同一条染色体上得基因得活动。 如：启动子，转录激活因子结合位点等。 反式作用基因/ 调节基因（ trans-acting genes ，regulator genes ） 可以影响与她们不在同一条染色体上得基因得表达水平得dna 元件。 2 乳糖操纵子 3 色氨酸操纵子 4 正负调控都可以有诱导与阻遏两种调控方式。 正控诱导：诱导因子活化激活因子，使其可以增加基因得表达。（ lac operon， crp调控） 分子生物学总结 正控阻遏：共阻遏物使激活因子失活，减少基因得表达。 负控诱导：诱导因子使阻遏蛋白失活，增加基因得表达。（ lac operon，

15、 lac repressor） 负控阻遏 :共阻遏物活化阻遏蛋白，使其可以降低基因得表达。（ trp operon ， trp repressor ） section m 1 增强子沉默子 2 tfiid：可与多种核心启动子元件或特异性转录因子结合，启动二类转录预起始复合物组装 得通用转录因子。 tbp (tata-box binding protein):可识别并结合 tata-box tafii（ tbp-associated factor ii）：tbp 关联蛋白， tfiid中与 tbp 形成复合体得所有蛋白， 13 个。 tfii h 得结构与功能：蛋白激酶(4 个亚基 )：催化蛋白

16、磷酸化。将ntp（一般为 atp）得 g- 磷酸基团转移到蛋白上。 磷酸化rna pol ii 中得 ctd 结构域。 tfiie 刺激 tfiih介导得磷酸化反应。 dna 解旋酶 /atpase (5 亚基 )： 水解 atp，利用其能量打开dna 得双链 3 tbp (tata-binding protein): 确保rna pol i 能正确定位到转录起始区域上。 分子生物学总结 sp1 为组成性表达得转录因子，在所有得细胞中都存在，与基因本底表达水平有关 sl1，选择因子 ,rna pol i起始转录所必需得因子 ctd:羧基末端结构域 , 得磷酸化状态与转录进程有关 转录起始时期，

17、 ctd结构域一般处于去磷酸化形式 ，与结合启动子有关。 转录延伸时期， ctd结构域常处于磷酸化形式，与 mrna 得加工有关。 section n 1 dna-binding domains （ dbd）:dna 结合结构域 螺旋 -转角 -螺旋结构（域） 锌指结构（域） 碱性结构（域） dimerization domains ：二聚体化结构域 亮氨酸拉链 螺旋散环螺旋 dbd+dm 激活结构域 酸性激活结构域 富含谷氨酰胺结构域 富含脯氨酸得结构域 lbd section o 分子生物学总结 1 真核生物中mrna 加工得一般过程 5加帽 : ctd作用：转录起始时，参与加帽反应得三种

18、酶结合在rna pol ii 得 ctd 结构域上。转录产 物刚开始合成时，即对其5端进行加帽反应。 作用：防止降解：核糖核酸酶一般不能降解帽结构中得三磷酸键 帮助转运mrna 到细胞质中 增强翻译水平：mrna 需要帽结合蛋白得帮助才能更好得与核糖体结合 帮助去除pre-mrna 中得第一个内含子。 3加 poly (a)尾： 作用：防止被核酸酶降解：增加mrna 得稳定性 有助于 mrna 从细胞核到细胞质得转运 参与 pre-mrna 得最后一个内含子得剪接。 增强 mrna 得翻译水平，增加基因得表达 剪接 分子生物学总结 甲基化 2 核酶有：有催化功能得rna 即为核酶u2 u6 r

19、nap 3 rna 得多样性：可变加工，反式剪接，rna 编辑 4 原核生物核糖体真核生物核糖体 5 原核 rrna 加工得大致过程：形成多个茎环结构，与蛋白结合形成rnp，核苷酸修饰，逐 级切割 真核 rrna 加工得大致过程：甲基化，切割。内含子剪接 6 原核 trna 加工得大致过程:将多顺反子前体切割，分离出单顺反子前体 单顺反子前体进一步被切割，形成与成熟trna 长度一致分 子（rnases d, e, f， p 、碱基修饰，形成成熟trna 真核 trna 加工得大致过程：5 -末端成熟， 3 -末端成熟（添加5 -cca-3）去除内含子 7 mirna and sirna 得调

20、控机制：mrna 降解，抑制翻译，抑制转录 section p 1 遗传密码得特性: 蛋白得编码信息由三联体密码子组成。 密码子为连续得，之间无间隔、无重叠。 除三个终止密码子之外，每个密码子对应一种氨基酸 有密码简并现象。即：多个密码子对应同一种氨基酸。 分子生物学总结 标准遗传密码子在各类生物中基本通用，不过少数生物体或细胞器中，有一些密码子对应得氨基酸与标准得不同。 生物对同义密码子得使用经常有偏好性。不同生物得密码子偏好性不同。 基因一般不重叠。 一段核酸分子一般只有一个开放阅读框（ open reading frame, orf/ 可读框），被翻译成一个蛋白。 有些物种也有重叠基因得现象。 2 开放阅读框 :orf 从起始密码子 atg 到终止密码子 tga,taa or tag之间得连续得蛋白编码序列 cds 编码序列当 orf