1、分子生物學第一章 緒論 ·理解分子生物學的含義、研究對象 分子生物學Molecular Biology 是從分子水平研究生命本質(zhì)為目的的一門新興學科，它以核酸和蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)及其在遺傳信息和細胞信息傳遞中的作用為研究對象，是當前生命科學中發(fā)展最快并正與其它學科廣泛交叉與滲透的重要前沿領(lǐng)域。 分子生物學發(fā)展簡史 1. 準備和醞釀階段（19世紀后期到20世紀50年代初） 在這一階段產(chǎn)生了兩點對生命本質(zhì)的認識上的重大突破： 確定了蛋白質(zhì)是生命的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。(酶) 確定了生物遺傳的物質(zhì)是DNA。 2. 現(xiàn)代分子生物學的建立和發(fā)展階段（50年代初到70年代初） 1953年Watso

2、n和Crick提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型標志著現(xiàn)代分子生物學誕生。在這期間的主要進展包括： 遺傳信息傳遞中心法則的建立 對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的進一步認識（氨基酸、分子量、空間結(jié)構(gòu)） 3. 初步認識生命本質(zhì)并開始改造生命的深入發(fā)展階段 70年代后，以基因工程技術(shù)的出現(xiàn)作為新的里程碑，標志著人類認識生命本質(zhì)并能主動改造生命的新時期開始。其間的重大成就包括： 第二章細胞與生物大分子 ·原核生物與真核生物細胞的主要區(qū)別；亞細胞器的功能；糖蛋白，核蛋白（舉例）。 原核生物與真核生物細胞的主要區(qū)別是否具有明顯的亞細胞器 ，溶酶體、微體等可以通過差速離心和密度梯度離心相結(jié)合的方法將各細胞器分離純化。

3、脂類：甘油三酯、磷脂、鞘脂 復雜大分子：一種以上的大分子以共價或非共價鍵相結(jié)合。 核蛋白：核酸和蛋白質(zhì)的結(jié)合體（端粒酶、核糖核酸酶P、 核糖體、染色質(zhì)、病毒） 糖蛋白：糖和蛋白質(zhì)的結(jié)合體，是細胞膜的重要組分，并介導細胞與細胞間的識別。 糖脂：糖和脂以共價鍵相結(jié)合，在腦細胞和神經(jīng)細胞的膜中含量特別豐富。 膜蛋白有多種多樣的功能： 作為激素和神經(jīng)遞質(zhì)等信號分子的受體； 作為在吸收物質(zhì)前降解細胞外分子所需的酶； 作為選擇性轉(zhuǎn)運小分子、極性離子和分子的孔或通道； 作為細胞與細胞相互作用的介質(zhì)（主要是糖蛋白）。 大多數(shù)大分子的組裝是由大量不同的非共價相互作用維系在一起的： 氫鍵：在供體基團的一個共價結(jié)合

4、的氫原子（-O-H）和受體基團上的一對非成鍵電子（O=C-）間形成。 范德華力：電中性分子間的非共價結(jié)合力的總稱。 疏水相互作用（疏水堆積力）：一些非極性分子傾向于聚集起來以減少暴露給水的表面積，從而產(chǎn)生的力。疏水相互作用是蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)-脂類相互作用以及核酸結(jié)構(gòu)中的主要穩(wěn)定力。 第三章基因的概念 ·正確理解基因的內(nèi)涵、了解證明核酸是遺傳物質(zhì)的三個實驗、基因概念的多樣性（名詞解釋）以及一個典型原/真核基因的結(jié)構(gòu)。1. 基因概念的發(fā)展 a. 孟德爾的“遺傳因子” 1909年丹麥學者約翰森提出了“基因”b. 基因位于染色體上-摩爾根的染色體-基因?qū)W說c. 核酸是遺傳物質(zhì) d. 一

5、個基因一種酶 (one gene-one enzyme) e. 一個順反子一條多肽鏈 Ø 順反子（cistron，又叫作用子）是由互補測驗定義的遺傳功能單位，是一個基因功能不可分割的單位。Ø 突變子（muton）是基因突變時，產(chǎn)生突變的最小單位。一個突變子可以小到只是一個核苷酸對。 Ø 重組子（recon）是基因重組時，可交換的最小單位。交換有時也只有一個核苷酸對。 證明遺傳物質(zhì)是核酸(DNA或RNA)有3個著名的實驗： 肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化試驗； 噬菌體感染實驗； 煙草花葉病毒的感染實驗。2. 基因概念的多樣性 a. 結(jié)構(gòu)基因和操縱基因 操縱子模型解開了基因表達的調(diào)

6、控機制操縱基因是原核生物的操縱子中調(diào)節(jié)蛋白的結(jié)合位點，為控制結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄的DNA序列b. 重疊基因 不同的基因共用一段相同的DNA序列c. 斷裂基因 原核生物的基因一般是連續(xù)的，而真核生物的絕大多數(shù)基因都是不連續(xù)的斷裂基因。無編碼意義的插入片段稱為內(nèi)含子(intron)，有編碼意義的基因片段稱為外顯子(exon)。d. 跳躍基因（轉(zhuǎn)座子） 可移動的遺傳基因存在，某些基因具有游動性。 轉(zhuǎn)座子除了含有與改變自身位置有關(guān)的基因以外，還攜帶與插入功能無關(guān)的基因。 e. 不編碼蛋白質(zhì)的基因 RNA基因，或者分別稱為rRNA基因和tRNA基因f. 假基因 指具有與功能基因相似的序列，但不能翻譯有功能蛋白質(zhì)

7、的無功能基因。它往往存在于真核生物的多基因家族中。 (1)常規(guī)假基因：指基因的核苷酸序列因為突變而發(fā)生改變，導致基因失活。如珠蛋白假基因。 (2)已加工的假基因：以某個基因的mRNA合成的cDNA拷貝再次插入到基因組后，由于缺少上游調(diào)控序列不能轉(zhuǎn)錄而引起的基因失活。 基因家族：一組功能相似且核苷酸序列具有同源性的基因。它們可以串聯(lián)排在一起，形成基因簇；也可以位于不同的染色體上。 基因：能夠表達出一個有功能的多肽鏈或功能RNA分子的核酸序列。 原核生物的基因應包括：調(diào)控序列，5-非翻譯區(qū)，編碼序列， 3-非翻譯區(qū)。真核生物的基因應包括：調(diào)控序列，5-非翻譯區(qū)，外顯子，內(nèi)含子， 3-非翻譯區(qū)。 許

8、多真核生物的基因都被內(nèi)含子所隔斷。 RNA剪接：去除內(nèi)含子并連接外顯子的過程。 在原核生物中，基因和順反子通常等價。 在真核生物中，順反子等價于基因的外顯子。 內(nèi)含子在進化中的意義 Ø 有利于生物遺傳的相對穩(wěn)定。 Ø 增加變異概率，有利于生物的進化。 遺傳重組是生物進化的主要動力；遺傳重組容易發(fā)生在內(nèi)含子中。 Ø 擴大生物體的遺傳信息儲量。 改變讀碼框架；可變剪接。 Ø 利用內(nèi)含子進行代謝調(diào)節(jié)。 第四章核酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) ·核酸的二級結(jié)構(gòu)：雙螺旋模型、加卡夫法則、雙螺旋結(jié)構(gòu)的類型（左手、右手，A、B、Z）、穩(wěn)定力； ·三級結(jié)構(gòu)：連接數(shù)、

9、纏繞數(shù)、扭曲數(shù)，拓撲異構(gòu)酶； ·理化特性和熱力學特性：RNA水解敏感性高的原因； 增色效應和減色效應；變性、復性，Tm；回文序列。 嘌呤為雙環(huán)結(jié)構(gòu)，嘧啶為單環(huán)結(jié)構(gòu)在DNA中則為脫氧核糖，即2位的羥基為氫原子所取代。核苷 = 堿基+戊糖 核苷酸（nucleotide）： 由一個或多個磷酸分子與核苷共價結(jié)合而成。5- 三磷酸脫氧腺苷（dATP） NTP和dNTP是組成核酸大分子的基本元件，但DNA和RNA鏈中的重復單位是單磷酸(脫氧)核苷DNA是由脫氧核糖核苷酸通過3,5-磷酸二酯鍵連接起來的生物大分子。 DNA/RNA 序列: 一般用堿基字母代表 ，通常從左向右按5到3端方向書寫。 6

10、. DNA與RNA的異同點： Ø 相同點：結(jié)構(gòu)的基本單位相同，5®3方向，線性分子。Ø 不同點： a. 在DNA中，戊糖是脫氧核糖；在RNA中戊糖是核糖。b. T ® Uc. RNA主要是單鏈形式；DNA主要是雙鏈形式。 DNA的二級結(jié)構(gòu)雙螺旋 1Watson and Crick (1953) 提出的 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型： Ø DNA分子通常以右手雙螺旋形式存在， 兩條核苷酸鏈反向平行，且互為互補鏈。 Ø 戊糖磷酸骨架在分子的外鍘，在分子表面形成大溝和小溝，堿基堆積于螺旋內(nèi)部.Ø 堿基間通過氫鍵相互連接，A和T以2個氫鍵配

11、對，G和C以3個氫鍵配對.Ø 螺旋中相鄰堿基間相隔0.34nm，每10個堿基對螺旋上升一圈，螺距為3.4nm，直徑為2nm。 2. Chargaff（加卡夫）法則： 1) 所有DNA中，A與T的摩爾含量相等（A=T），G與C的摩爾含量相等（G=C）, 即嘌呤的總含量與嘧啶的總含量相等 （A+G=T+C）。 2) DNA的堿基組成具有種屬的特異性，但沒有組織和器官的特異性。 3) 生長和發(fā)育階段，營養(yǎng)狀態(tài)和環(huán)境的改變都不使DNA的堿基組成改變。 4. DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的類型: 三種形態(tài)的DNA：A-DNA, B-DNA, Z-DNA 兩類：右手螺旋和左手螺旋 DNA的三級結(jié)構(gòu)超螺旋正超

12、螺旋：DNA扭曲的方向與雙螺旋方向相同。具正超螺旋的DNA處于過旋狀態(tài)。(左手超螺旋)負超螺旋：DNA扭曲的方向與雙螺旋方向相反。具負超螺旋的DNA處于欠旋狀態(tài)。(右手超螺旋)超螺旋的水平可以用連接數(shù)的變化（DLk）來衡量。連接數(shù) Lk (Linking number)： 兩條鏈相互連接的數(shù)目。 負超螺旋DNA具有比松弛的DNA更高的能量。這一能量會使DNA螺旋更易于局部解旋。因此，負超螺旋有利于一些需要螺旋解旋的細胞過程，如轉(zhuǎn)錄起始或復制。 2. 超螺旋的拓撲學 纏繞數(shù) Tw (Twisting number)：雙螺旋本身的螺旋數(shù)。扭曲數(shù) Wr (Writhing number)：圍繞超螺旋

13、軸扭曲的圈數(shù)。連接數(shù)= 纏繞數(shù)+扭曲數(shù)；DLk= DTw+ DWr 拓撲異構(gòu)體：一個具有給定連接數(shù)的DNA分子。除非DNA的一條或兩條鏈發(fā)生斷裂，否則連接數(shù)保持不變。當連接數(shù)不變時，DNA分子的構(gòu)型可以發(fā)生改變。主要通過纏繞數(shù)和扭曲數(shù)的變化來實現(xiàn)。 3. 超螺旋的轉(zhuǎn)變 1) 嵌入劑如溴化乙錠（EB）影響DNA雙螺旋內(nèi)部纏繞：纏繞數(shù)減少，扭曲數(shù)增加，而連接數(shù)不變。2) 拓撲異構(gòu)酶：能調(diào)控DNA分子超螺旋水平的酶。拓撲異構(gòu)酶I：在一條鏈的磷酸骨架上產(chǎn)生斷裂，每次斷裂使Lk變化±1，一條鏈穿過缺口。利用水解磷酸二酯鍵提供能量，不需要額外的能量。 拓撲異構(gòu)酶II：在2條鏈的磷酸骨架上都產(chǎn)生斷

14、裂，每次斷裂使Lk變化±2。反應由ATP提供能量，2條鏈穿過缺口。在原核生物（大腸桿菌）中，拓撲異構(gòu)酶I稱為w酶；拓撲異構(gòu)酶II稱為螺旋酶或旋轉(zhuǎn)酶。 生物體內(nèi)通過兩種拓撲異構(gòu)酶的相互抑制作用，維持了體內(nèi)基本恒定的5%的負超螺旋密度。 生物體內(nèi)DNA的負超螺旋密度低于或超過5%時，均不利于其生長發(fā)育。 體內(nèi)DNA超螺旋的形成或去除與DNA功能相聯(lián)系。如：DNA復制，轉(zhuǎn)錄等。4. 超螺旋的功能：a) 在DNA解鏈過程中更容易打開DNA。負超螺旋 b) 使DNA不易受到核酸酶等的攻擊。c) 有利于更加緊密的結(jié)構(gòu)的形成，如染色體結(jié)構(gòu)。在真核生物細胞內(nèi)，DNA三級結(jié)構(gòu)與組蛋白八聚體共同組成核小

15、體，核小體是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位。 在核小體基礎(chǔ)上，DNA鏈經(jīng)反復折疊形成染色體。 五、DNA的結(jié)構(gòu)多樣性 1) 單鏈DNAa.幾類病毒的DNA呈單鏈狀態(tài)。如：球形病毒ØX174，棒型病毒MB。b.單鏈DNA分子內(nèi)可形成部分雙鏈，不規(guī)則的發(fā)夾結(jié)構(gòu)。c.單鏈DNA的密度通常比雙螺旋DNA大。 2) 線性DNA3) 環(huán)狀DNA猴病毒SV40，質(zhì)粒，大多數(shù)細菌染色體。a.開環(huán)DNA：雙鏈中一條鏈呈閉合環(huán)狀，另一條鏈的骨架上有缺口。b.閉環(huán)DNA：兩條鏈都呈閉合環(huán)狀，也稱為共價閉環(huán)DNA。 4) 反向重復與回文序列反向重復的個拷貝間不一定要相互連接在一起六 RNA的結(jié)構(gòu)和功能1) RNA分子

16、通常以單鏈形式存在2) RNA分子局部發(fā)生分子內(nèi)堿基配對形成二級結(jié)構(gòu)3) 堿基配對，其它氫鍵的相互作用以及堿基堆積作用使RNA形成復雜的三級結(jié)構(gòu)1. 真核生物成熟mRNA的結(jié)構(gòu)特點： 1) 5端帽子結(jié)構(gòu) 即在5端加上一個7-甲基鳥苷帽子結(jié)構(gòu)能促進核糖體與mRNA的結(jié)合，加速翻譯起始速度，同時可以增強mRNA的穩(wěn)定性。 2) 3末端多聚A的尾巴?？赡芘cmRNA從核內(nèi)向胞質(zhì)轉(zhuǎn)移及mRNA的穩(wěn)定有關(guān)。 mRNA的功能是把核內(nèi)DNA的堿基順序按照堿基互補的原則，轉(zhuǎn)錄并轉(zhuǎn)送至胞質(zhì)，指導蛋白質(zhì)的合成。2. 轉(zhuǎn)運RNA是細胞內(nèi)分子量最小的一類核酸，其功能是在蛋白質(zhì)合成過程中作為各種氨基酸的載體。 tRNA的

17、特點： （1、tRNA分子中含有1020%的稀有堿基，包括雙氫尿嘧啶（DHU）、假尿嘧啶（）和甲基化的嘌呤（mG，mA）。 （2、tRNA中存在一些能局部互補配對的區(qū)域，能形成局部雙鏈，進而形成一種莖-環(huán)或發(fā)夾結(jié)構(gòu)。由于莖環(huán)結(jié)構(gòu)的存在，使tRNA形成了三葉草形的二級結(jié)構(gòu)。 （3、tRNA共同的三級結(jié)構(gòu)：倒L型 。3. 核糖體RNA（ribosomal RNA，rRNA），是細胞內(nèi)含量最多的RNA，約占RNA總量的80%以上。rRNA與核蛋白體蛋白共同構(gòu)成核糖體（ribosome）。Ø 核小RNA(SnRNA)：發(fā)現(xiàn)于真核生物細胞核中，與前體mRNA剪接成成熟mRNA的過程相關(guān)。 &#

18、216; 核仁小RNA（snoRNA）：發(fā)現(xiàn)于真核細胞核的核仁區(qū)，在rRNA分子的加工過程中起到核心作用（比如在某個核苷酸位點上加上一個甲基）。 Ø 微小RNA（miRNA）和短干擾RNA（siRNA）：是調(diào)控個別基因表達的小RNA。 七、核酸的理化特性 1. 核酸結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 氫鍵促成了雙鏈的形成，但對核酸結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性無多大影響。核酸螺旋的穩(wěn)定性取決于：1) 堿基對間的疏水堆積作用 2) 堿基相互作用的范德華力 2. 酸效應 強酸高溫®核酸完全水解為堿基、核糖脫氧核糖和磷酸。pH=3-4®連接嘌呤(A和G)和核糖的糖苷鍵發(fā)生斷裂，產(chǎn)生脫嘌呤核酸。 3. 堿效應

19、1) DNA 1. pH > 7-8 時，堿基的互變異構(gòu)態(tài)發(fā)生變化，由酮式向烯醇式轉(zhuǎn)化。 2. 這種變化影響到特定堿基間的氫鍵作用，結(jié)果導致 DNA雙鏈解離，稱為堿變性。 2) RNA pH較高時，同樣導致內(nèi)部氫鍵斷裂，RNA的螺旋區(qū)域發(fā)生變性。同時， 2-OH 參與磷酸二酯鍵分子內(nèi)裂解，形成2, 3-環(huán)磷酸二酯。因此，即使在中性條件下，RNA水解的敏感性也比DNA高得多。 4. 化學變性： 化學變性：在某些理化因素作用下，DNA分子互補堿基對之間的氫鍵斷裂，使DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)松散，變成單鏈。監(jiān)測指標為A260的變化。 一些化學物質(zhì)，如尿素(H2NCONH2)和甲酰胺(HCONH2)能使

20、DNA或RNA在中性pH條件下變性。這些物質(zhì)破壞了氫鍵作用，由堿基堆積形成的疏水作用被減弱，導致核酸變性。5. 黏性 DNA很細而長，是一個相對剛性的線性高分子，因此在溶液中黏性很強。長的DNA分子易被機械力和超聲波損傷。而RNA分子遠小于DNA，粘度也小得多。 應用：利用機械力和超聲波可產(chǎn)生特定長度的DNA片段。當要分離大片段的DNA分子時，要避免機械作用。6. 浮力密度 在8M氯化銫(CsCl)溶液中，DNA與溶液的密度大致相同，約為1.7 g·cm-3。平衡（等）密度梯度離心八、核酸的光譜學和熱力學特性 1. 紫外光吸收： 核苷酸的嘌呤、嘧啶環(huán)上由于有共軛雙鍵，能強烈地吸收紫外

21、光，在波長為260 nm處吸收達到最大值，利用該特性可以對核酸進行檢測、定量與純化。 增色效應和減色效應 單一的核苷酸在260 nm的光吸收值最大，其次是單鏈DNA（ssDNA）或RNA，而雙鏈DNA（dsDNA）最小。 ssDNA（單鏈） ® dsDNA（雙鏈）：減色； dsDNA ® ssDNA：增色。 2. DNA的純度可大致由A260/A280的比值來確定。純dsDNA的A260/A280為1.8，純RNA的A260/A280為2.0。而蛋白質(zhì)由于lmax=280 nm， A260/A280小于1（實際上在0.5左右）3. DNA熱變性 除化學物質(zhì)外，加熱也可使DN

22、A和RNA中雙鏈部分氫鍵的斷裂，從而導致變性。 1) DNA熱變性從開始到完全解鏈是在一個相當窄的溫度范圍內(nèi)完成的。通常把DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)失去一半時的溫度稱為DNA的解鏈溫度，用Tm表示。2) Tm是DNA樣品中(G+C)含量的函數(shù)，對于長DNA分子，其取值范圍是80100°C。 3)影響Tm值的因素： a) DNA片段的均一性，dsDNA的含量越高，Tm越大 b) (G+C)含量。DNA每增加1%的(G+C)含量，Tm值增加大約0.4 °C。 c)介質(zhì)的離子強度。介質(zhì)的離子強度低時，Tm值也低，熔解溫度范圍也寬。4) 環(huán)狀DNA的變性： (a) 如果兩條鏈都是閉合環(huán)狀的

23、, 變性可以打破雙螺旋結(jié)構(gòu)，但兩條單鏈相互纏繞在一起，不能分開。 (b) 如果其中一條或兩條鏈上有切刻，兩條鏈在熱變性時將分開。 4. DNA復性 在一定條件下，變性的DNA的互補堿基對間氫鍵重新形成，恢復原來的雙鏈狀態(tài)，稱為復性。熱變性DNA經(jīng)緩慢冷卻后即可復性，也稱為退火。 v 快速降溫： 僅在局部區(qū)域發(fā)生堿基配對，重新形成雙鏈。光吸收值下降很小。如dsDNA加熱變性后將其迅速冷卻至4以下，則不可能發(fā)生復性。比Tm低25為DNA復性的最佳條件。 v 慢速降溫： 互補鏈相互配對，形成完全的雙鏈DNA。光吸收值與原初樣品相同。v 核酸雜交： 利用變性、復性技術(shù)使不同來源的核酸互補序列結(jié)合形成雙

24、螺旋結(jié)構(gòu)的過程。例：Southern雜交、Northern雜交。分子雜交：在DNA復性過程中，雙鏈分子的再形成既可以發(fā)生在序列完全互補的核酸分子之間，也可以發(fā)生在堿基序列部分互補的不同的DNA之間或DNA與RNA之間，這種現(xiàn)象稱為分子雜交。第五章DNA的復制·基本概念：DNA半保留復制、前導鏈、后隨鏈、岡崎片段、復制子、復制泡、引發(fā)體、復制體等； ·DNA復制的特點；原核生物DNA復制的過程及其與真核生物DNA復制間的比較；復制過程中涉及到的酶（Dna A、Dna B、Dna C、SSB蛋白、DNA拓撲異構(gòu)酶、DNA聚合酶I、II、III）及其功能；端粒的結(jié)構(gòu)、復制過程及其

25、與其它部分DNA復制的異同點；klenow大片段1. 關(guān)于DNA復制機制的學說全保留復制分散復制半保留復制二、復制子 復制子（replicon）：生物體的復制單位，一個復制子只含有一個復制起始點。 復制的起點（Origin of replication）：復制開始于分子內(nèi)部的某個點。 復制泡：DNA合成時從復制起點開始向一邊或兩邊移動，形成的泡狀中間產(chǎn)物。 復制叉(replication fork)： 復制時DNA雙鏈解開分成二股單鏈，新鏈沿著張開的二股單鏈生成，復制中形成的這種Y字形的結(jié)構(gòu)稱為復制叉。DNA分子復制時，有兩種類型的區(qū)域：（1）親代雙鏈組成的父本區(qū) （2）進行子代鏈合成的復制區(qū)

26、 復制的方向可以單向，也可以雙向單向復制：起點只有一個復制叉。 雙向復制：起點處有兩個復制叉，向相反方向移動。 原核生物染色體、許多噬菌體及病毒的DNA分子都是作為單個復制子進行復制的，一個起點，雙向進行。真核生物染色體含有多個復制子，可以同時在多個起點進行雙向復制。復制叉移動的方向和速度可以多種多樣，但以雙向等速為主。三、DNA復制的特點 1. 鏈增長方向為 5®3 2. 岡崎片段與不連續(xù)復制： 前導鏈：合成方向與復制叉移動的方向一致，通過連續(xù)的5 ® 3聚合反應合成的新的DNA鏈。 后隨鏈： 合成方向與復制叉移動的方向相反，通過不連續(xù)的5 3聚合反應合成的新的DNA鏈。

27、 岡崎片段：相對比較短的DNA鏈（1000-2000nt），是在DNA后隨鏈的不連續(xù)合成期間生成的片段。 3. 需要RNA作引物 用RNA引導DNA的復制對DNA復制的高忠實性至關(guān)重要DNA復制的基本特點： DNA復制是從特定的復制起點開始，大多數(shù)是雙向進行。采用半保留和半不連續(xù)復制的方式進行復制，方向是5 ® 3，且需要多種酶和蛋白質(zhì)的參與，需要RNA作引物。 四、原核生物DNA的復制（E. coli）1. 與解鏈有關(guān)的酶和蛋白質(zhì) (1) 解螺旋酶（helicase）：Dna B (2) 單鏈結(jié)合蛋白（SSB蛋白） c.協(xié)同效應：原核生物中，如果第一個SSB結(jié)合到DNA上的能力為1

28、，則第二個SSB的結(jié)合能力可高達1000。 真核生物的SSB蛋白無協(xié)同作用。 (3) DNA拓撲異構(gòu)酶 拓撲異構(gòu)酶作用特點： 既能水解 、又能連接磷酸二酯鍵 2. DNA聚合酶 核酸酶：切除多核苷酸鏈中磷酸二酯鍵的的酶。 內(nèi)切酶：斷裂內(nèi)部二酯鍵的酶。內(nèi)切酶作用產(chǎn)生核酸片段。 外切酶：切除末端核苷酸的酶。外切酶從分子的末端切除，產(chǎn)生單核苷酸。 DNA聚合酶：合成DNA的酶，完成DNA鏈的延伸。DNA聚合酶只能以脫氧核苷三磷酸（ dNTP）為底物。 (1) DNA聚合酶 I 需要DNA模板才能發(fā)揮作用。一旦與模板結(jié)合，不會馬上脫離，而是繼續(xù)作用，稱為持續(xù)性，保證了復制過程的連續(xù)性。 A. 5

29、74;3方向的聚合活性。B. 5®3外切酶活性： C. 3®5校正外切酶活性： 用枯草桿菌蛋白酶處理DNA聚合酶I，可獲得兩個片段，大片段的分子質(zhì)量約76 kDa，保留聚合酶活性和3 ®5外切核酸酶活性，又叫Klenow片段。 小片段具有 5 ® 3外切核酸酶活性。 DNA聚合酶I不是大腸桿菌復制中主要的合成酶，而是在去除RNA引物、DNA損傷修復以及DNA體外標記中起重要作用。DNA體外標記的方法 A. 缺口平移法 (Nick translation) （ DNA聚合酶 I ） B. 末端標記法（ Klenow片段 ） C. 隨機引物法（ Klenow

30、片段 ） (2 DNA聚合酶 II 具有5 3方向的聚合酶活性和3®5外切酶活性。其生理功能還不清楚。可能主要在DNA損傷修復中起作用(3) DNA聚合酶 IIIa.全酶由7種不同的亞單位組成(a, e, q, t, g, d, b)。每個亞單位有其特定的功能。 b.它既具有5 ® 3 聚合酶活性，也有3 ® 5 核酸外切酶活性。 c. 該酶的活性較強，為DNA聚合酶I的15倍，DNA聚合酶II的300倍，是大腸桿菌DNA復制中起主導作用的酶。 d. 復制時，兩個Poly III全酶組成二聚體，結(jié)合于復制叉上，同時進行前導鏈和后隨鏈的合成。(1) 起始 (2) 引

31、物合成 a. DNA合成是從DNA引發(fā)酶合成的一段RNA引物開始，再由DNA聚合酶從引物3端開始合成新鏈。b. 前導鏈合成前， DNA引發(fā)酶在起點合成RNA短鏈，經(jīng)RNase H去除短鏈中不必要部分。這些短鏈把起點處DNA雙鏈分開以便引發(fā)體與特定序列結(jié)合，進而合成RNA引物。引發(fā): 引發(fā)酶識別單鏈DNA上專一的DNA序列, 合成RNA引物的過程。 引發(fā)體 (Primosome): 引發(fā)酶和另外6種蛋白質(zhì) (Dna B, Dna C, n, n, n和 I) 組裝而成的多蛋白復合體。 引發(fā)體的作用：排除SSB、識別起始點、合成RNA引物。 引發(fā)體常合成3-5個堿基的引物。 DnaA蛋白辨認起始點

32、,形成起始復合物DnaB蛋白解螺旋 ，消耗ATPDnaC蛋白協(xié)助DnaB DNA拓撲異構(gòu)酶：引入負超螺旋 SSB維持單鏈穩(wěn)定(3) 延伸 a. 前導鏈和后隨鏈的引物均由DNA聚合酶III全酶來延伸。 b. Poly III全酶是一個二聚體，一個單體用于先導鏈的合成，另一個用于后隨鏈的合成，從而可以保證兩條鏈以同樣的速度合成。 c. 二聚體的兩個單體都含有聚合酶a亞基、35校正作用的外切核酸酶e亞基和將聚合酶結(jié)合于DNA的b亞基。 d. 每個單體中的其余亞基各不相同，以保證全酶在前導鏈和后隨鏈上分別合成長或短的DNA片段。 e. 一旦后隨鏈的引物被Poly III延伸，會由Poly I將引物去除

33、，并填上DNA。 f. 兩個片段間最后的磷酸二酯鍵是由DNA連接酶來催化完成的。 g. 體內(nèi)的DNA聚合酶III的全酶二酶體、引發(fā)體和DNA解旋酶以物理方式結(jié)合成一個大的復制體，該復制體以每秒900bp的速率合成DNA。復制體 (replisome)：DNA復制的多蛋白復合體, 包括Poly III的全酶二聚體，引發(fā)酶，解旋酶，SSB和其它輔助因子，其體積具有核糖體的大小。 (4) 終止與分離 a. 兩個復制叉總在oriC約180度的對面相遇。 b. 在這一區(qū)域內(nèi)有幾個終止子的位點，它們與tus基因產(chǎn)物（一種DnaB解旋酶的抑制劑）相結(jié)合，從而阻止復制叉的移動。 c. 復制結(jié)束后，兩個子鏈仍是

34、相扣的，它們由拓撲異構(gòu)酶IV解聯(lián)，并隨著膜的附著點移動而相互分離，分配到兩個子細胞中。 六、真核生物的DNA復制 a. 在真核生物中，大約20-50個復制子成簇在DNA合成期的特定時間同時開始復制。 b. S期中常染色質(zhì)部分復制較早，異染色質(zhì)部分復制較晚。著絲粒及端粒DNA最后被復制。這反映了不同的染色體結(jié)構(gòu)與起始因子結(jié)合的難易程度不一致。 c. 與原核生物不同，真核生物的復制子在每個細胞周期僅起始一次復制。 DNA聚合酶起主要作用5. 端粒的復制 端粒是染色體末端的重要標志。 人類端粒DNA由數(shù)百拷貝的重復基序5-TTAGGG-3組成，并在雙鏈分子3端有一短的延伸序列。 端粒具有保護染色體免

35、受傷害的功能端粒酶（Telomerase）：控制細胞衰老的定時機制 ，一種逆轉(zhuǎn)錄酶端粒酶中含有一個約150核苷酸長的RNA分子，其部分序列與端粒中的重復序列互補。 以該RNA分子作為模板，通過反復延伸與易位，將重復片段加到突出的3端上。 如何防止端粒酶過度延長末端？端粒結(jié)合蛋白(TBP)端粒復制與其它部分DNA復制的異同點和生物學意義 常染色質(zhì)DNA復制端粒DNA復制酶DNApol等端粒酶（逆轉(zhuǎn)錄酶）模板常染色質(zhì)DNARNA時間最先最后生物學功能遺傳信息傳代染色體末端復制，復制遺傳信息丟失6. 真核生物與原核生物DNA復制的比較(1) 相同點a. 半保留 b. 半不連續(xù)復制 c. 復制過程包括

36、起始、延長和終止三個階段 d. 要求有相應的蛋白質(zhì)(如SSB)和酶(如DNA聚合酶)參與 方向，引物，復制起點等(2) 不同點a. 真核生物基因組比原核生物大得多，但它復制時每秒結(jié)合的核苷酸數(shù)比后者少。(50bp/s, 1/20)，b. 真核生物有多個復制起點，在一輪復制未完成前，不能進行新一輪復制。原核生物中，只有一個起始點，但復制起點可連續(xù)開始新的DNA復制，表現(xiàn)為雖只有一個復制單元，但可能有多個復制叉。第六章DNA的損傷、修復與重組·突變的效應（沉默、中性、錯義、無義、移碼），理解損傷和突變產(chǎn)生的方式；DNA的損傷修復系統(tǒng)。 ·掌握基本概念：DNA重組，RecA蛋白，

37、Holliday結(jié)構(gòu)，分支遷移，轉(zhuǎn)座子，逆轉(zhuǎn)座子，插入序列。 ·了解三種重組方式的概念、重組發(fā)生的基本過程以及相互間的區(qū)別；掌握同源重組（單/雙鏈斷裂模式）的分子機制；掌握插入序列與復合轉(zhuǎn)座子間的關(guān)系。 同源重組；位點專一性重組；轉(zhuǎn)座重組 突變產(chǎn)生的方式： (1) 自發(fā)突變和損傷 (2) 物理誘變和化學誘變 C -U (3) 轉(zhuǎn)座元件的插入導致突變 1. 直接修復（光復活 、轉(zhuǎn)甲基作用） 無差錯修復 2. 取代修復 （1）無差錯修復切除修復錯配修復（2）有差錯傾向修復重組修復SOS修復1. DNA突變和重組是基因組進化的驅(qū)動力。 突變(mutation)：是一個DNA分子在堿基序列上

38、發(fā)生的可遺傳的變化，表現(xiàn)在堿基的改變或堿基數(shù)目的增加或減少上。 突變體(mutant)：不同于正?；蛞吧托问降膫€體。 2. 突變的類型： a) 點突變：單個堿基的變化，堿基對既不增加也不減少，而是發(fā)生了替換 (substitution)： 轉(zhuǎn)換(Transition)：嘧啶Õ嘧啶，嘌呤Õ嘌呤 A/TÕG/C, T/AÕC/G 顛換(Transversion)：嘧啶Õ嘌呤，嘌呤Õ嘧啶 A/TÕC/G，T/AÕG/C b) 堿基對的插入和缺失（indel） c) 染色體結(jié)構(gòu)變異：片段缺失、重復、倒位、轉(zhuǎn)座等 3. 突

39、變的效應： a) 沉默突變(silent mutation)：不影響氨基酸序列。發(fā)生在非編碼區(qū)，非調(diào)節(jié)區(qū)或密碼子的第三位。 b) 中性突變(neutral mutation)：突變的密碼子編碼不同但性質(zhì)相似的氨基酸。 c) 錯義突變(missense mutation)：編碼的氨基酸序列發(fā)生改變，可能無作用也可能致死。d) 無義突變(nonsense mutation)：形成新的終止密碼子，編碼截短了的蛋白。 e) 移碼突變(frameshift mutation)：堿基的插入或缺失引起讀碼框（ORF）的改變。 f) 溫度敏感突變(temperature-sensitive mutation)

40、：突變蛋白質(zhì)在某一溫度有活性，在另一溫度下失活。 g) 滲漏突變 (leaky mutation)：某些氨基酸的變化使得蛋白活性顯著降低，但不是完全喪失。 1、直接修復 A. 光復活 光復活對嘧啶二聚體是專一的，是損傷被直接修復的一種例子，是無差錯的。 B. 轉(zhuǎn)甲基作用 從突變的O6-甲基鳥嘌呤上去除的甲基被轉(zhuǎn)移到甲基轉(zhuǎn)移酶上后，使酶本身失活。2. 取代修復 A. 切除修復 損傷部位被切除，然后由DNA聚合酶合成新的DNA填補，并由DNA連接酶封口。 兩種類型：核苷酸切除修復（NER）和堿基切除修復（BER）。 堿基切除修復 a) 堿基?；奶擒账饷盖谐軗p堿基，留下一個脫嘌呤或脫嘧啶（AP

41、）位點。 b) AP內(nèi)切核酸酶識別AP位點，并引入切口。 c) 外切酶切除損傷DNA。 d) 由DNA聚合酶和連接酶完成修復。B. 錯配修復 錯配修復是切除修復的一種特定形式，用于修復在復制中錯配并漏過校正檢驗的任何堿基。 復制中的錯配堿基存在于子代鏈中，因此必須在復制叉通過后，有一種能識別親本鏈與子代鏈的方法，以保證只從子代鏈中去除錯配堿基。 a) 新生鏈的識別：親本鏈甲基化而子代鏈未甲基化，所以很容易區(qū)分。 b) MutS和MutL蛋白復合體識別子代鏈中錯配的堿基對并與之結(jié)合。 c) 該復合體隨后再與MutH內(nèi)切核酸酶相結(jié)合，后者在子代鏈GATC附近的位點上特異性的產(chǎn)生缺刻。 D）這個缺刻

42、啟動了對含有錯誤堿基區(qū)域的切除修復。C. 重組修復 又稱為復制后修復，它發(fā)生在復制之后。 機體細胞對在復制起始時尚未修復的DNA損傷部位可以先復制再修復，即先跳過該損傷部位，在新合成鏈中留下一個對應于損傷序列的缺口。 該缺口由DNA重組來修復： 1) 先從同源DNA母鏈上將相應核苷酸序列片段移至子鏈缺口處，然后再由新合成的序列補上母鏈空缺。 2) 大腸桿菌中，recA基因編碼蛋白RecA在重組修復系統(tǒng)中起重要作用。(RecA與同源重組有關(guān))D. SOS修復 指DNA受到嚴重損傷、細胞處于危急狀態(tài)時所誘導的一種DNA修復方式，修復結(jié)果只是維持基因組的完整性，提高細胞的存活率，但留下的錯誤較多，故

43、又稱為錯誤傾向修復，使細胞有較高的突變率。 SOS修復系統(tǒng)的調(diào)控： a) LexA蛋白抑制修復相關(guān)的基因的表達 b) 激活的RecA可以酶解LexA蛋白 c) 被LexA蛋白抑制的修復相關(guān)基因得以表達RecA在SOS修復中起核心作用 在DNA損傷修復后，SOS修復系統(tǒng)關(guān)閉。 SOS系統(tǒng)關(guān)閉后，RecA蛋白處于非激活狀態(tài)，LexA蛋白重新處于激活狀態(tài)。DNA重組是指由于不同DNA鏈的斷裂和連接而產(chǎn)生的DNA片段的交換和重新組合，形成新的DNA分子的過程。意義：a) 重組是遺傳變異的主要來源b) 提供了把不利突變和有利突變分開的途徑，使有利基因得以傳播，不利基因得以消除或減少。因此，重組是生物進化

44、和適應的基礎(chǔ)。類型：a) 同源重組 (homologous recombination)b) 位點專一性重組 (Site-specific recombination)c) 轉(zhuǎn)座重組 (transposition)同源重組：1. 定義：兩個DNA分子同源區(qū)段間的相互交換。主要發(fā)生在真核生物的減數(shù)分裂期，也可能發(fā)生在有絲分裂期。在原核生物和病毒中也廣泛存在。2. 同源重組的發(fā)生依賴于大范圍的DNA同源序列的聯(lián)會，在重組過程中，兩條染色體或DNA分子相互交換對等的部分。3. 重組頻率：a) 染色體的不同部位重組頻率不同，如近端粒區(qū)域遠高于近著絲粒區(qū)域。b) 不同類型細胞的重組率也不同，如女性兩倍高

45、于男性。4. 功能： a）增加生物的遺傳多樣性；b）有利于減數(shù)分裂中染色體的正確分離；c）DNA損傷修復。5. 同源重組的發(fā)生過程與染色體減數(shù)分裂的對應關(guān)系6. 同源重組的分子機制 1) 單鏈斷裂模式 聯(lián)會的染色單體在特定位點被酶切，兩條游離的3末端交叉移動到對方的斷頭5端，交叉連接，分支遷移，在交叉點形成的四分支結(jié)構(gòu)稱為Holliday中間體，交叉點也叫Holliday交叉點。交叉點沿連接形成的雙鏈DNA左右移動，稱為分支遷移。 2) 雙鏈斷裂模式雙鏈斷裂模型和單鏈斷裂模型的區(qū)別 在雙鏈斷裂模型中形成雙交叉點結(jié)構(gòu)。 在雙鏈斷裂模型中，缺口區(qū)域的每一端都形成異源雙鏈區(qū)。在異源雙鏈區(qū)之間的部分，

46、只含有供體DNA序列。在單鏈交換模型中，從交換起始點到交叉接點間都是異源雙鏈DNA。 在雙鏈斷裂模型中，從斷裂一開始就發(fā)生遺傳信息的喪失。但是利用另一同源鏈進行修復合成的能力為細胞提供了一道恢復失去遺傳信息的安全保障。位點專一性重組 位點專一性重組指在能識別特定的核苷酸序列的重組酶作用下，非同源DNA的特異片段之間的重組。重組分子間不一定要求堿基配對，即使配對也只是少數(shù)幾個堿基間形成異源雙鏈體。這種重組最初是從l噬菌體基因組進入和離開宿主菌染色體的途徑中發(fā)現(xiàn)的l噬菌體的生命形式和位點專一性重組： l噬菌體有兩種不同的生命形式:a. 溶原狀態(tài)： l噬菌體DNA和細菌基因組是一個整體，以與細菌基因

47、一樣的方式復制和遺傳-原噬菌體。b. 裂解狀態(tài)： l噬菌體DNA是一個獨立的環(huán)狀分子。這兩種形式間的互換涉及到位點專一性重組。1. 位點專一性重組：a) 位點專一性重組發(fā)生在專一的位點，其中只在附著位點存在同源序列（15 bp）。 b) 噬菌體DNA的整合和切除發(fā)生在細菌和噬菌體DNA上的附著位點上。c) 細菌染色體的附著位點稱為attB，它的序列為BOB；噬菌體的附著位點叫做attP，它的序列為POP。b) 在BOB和POP中，O序列相同，稱為核心序列（Core sequence），重組發(fā)生于核心序列。O兩邊的序列B，B，P，P各不相同，稱為臂（arm）。c) 環(huán)狀的噬菌體DNA插入細菌染色

48、體后變成線性狀態(tài)。d) 噬菌體整合入細菌染色體后，它的兩端形成了兩個新的整合位點：attL（BOP）和attR (POB)。e) 切除反應發(fā)生在attL和attR兩個位點。f) 附著位點的序列決定了位點專一性重組的方向。2. 酶和蛋白 1) 整合酶（Int）2) 整合宿主因子（IHF)3) 噬菌體的基因產(chǎn)物XisXis對整合起抑制作用，是切除所必需的。4) 整合: Int + IHF; 切除: Int + IHF + Xis 。3. 位點專一性重組和同源重組的區(qū)別：1) 位點專一性重組由專一的酶催化斷裂重接，有專一的整合點；同源重組則取決于同源性。2) 專一性重組受到有關(guān)酶基因表達的調(diào)節(jié)，而同

49、源重組則取決于能與RecA蛋白結(jié)合的DNA序列，斷裂是隨機的。4. 同一DNA分子內(nèi)的位點專一性重組 1) 如果重組位點的方向相同，就會導致位點間片段的缺失，如果重組位點方向相反就會導致位點間片段的倒置。2) 由位點?；亟M引起的這種倒置現(xiàn)象被一些生物利用于控制某些基因表達。例如噬菌體Mu的尾部蛋白基因，沙門氏細菌的鞭毛蛋白基因。通過倒置改變轉(zhuǎn)錄單位與轉(zhuǎn)錄控制單位的相對位置或方向來使基因表達或者不表達。 轉(zhuǎn)座重組： 1) 可移動遺傳因子是基因組中可以自己從一個位點轉(zhuǎn)移到另一個位點的核苷酸序列。如：轉(zhuǎn)座子、逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子等。2) 可移動遺傳因子的移動不依賴于供體和受體位點的序列關(guān)系，它只能在基因組

50、內(nèi)移動自己。有時帶上其它序列在基因組內(nèi)轉(zhuǎn)移，因此它等同于一個細胞內(nèi)載體。3) 一個基因組中可能含有可以轉(zhuǎn)座的和喪失轉(zhuǎn)座功能的轉(zhuǎn)座序列。在真核生物中大多數(shù)轉(zhuǎn)座子序列都已失去功能，但在轉(zhuǎn)座酶系統(tǒng)的作用下仍可作為底物進行轉(zhuǎn)移。4)細胞內(nèi)的轉(zhuǎn)座酶在通常情況下濃度很低，極少引起轉(zhuǎn)座。每一世代每轉(zhuǎn)座子的平均轉(zhuǎn)座率為10-310-4。在某一插入位點插入的平均頻率為10-510-7，相當于自然突變頻率。5) 遺傳效應： 轉(zhuǎn)座引起插入突變 轉(zhuǎn)座產(chǎn)生新的基因 轉(zhuǎn)座產(chǎn)生回復突變或染色體畸變 轉(zhuǎn)座增加新的變異，有利于生物進化6) 轉(zhuǎn)座子與逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子n 轉(zhuǎn)座子 (transposon, Tn)：能將自身轉(zhuǎn)座至同一細胞

51、中其它DNA序列上許多不同位點的一段DNA。它們可以從基因組的一個部位直接轉(zhuǎn)移到另一個部位，這個過程稱為轉(zhuǎn)座。n 轉(zhuǎn)座子每次移動時攜帶著轉(zhuǎn)座必需的基因一起在基因組內(nèi)躍遷，所以轉(zhuǎn)座子又稱跳躍基因。n 逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子：以RNA為中介，逆轉(zhuǎn)錄成cDNA后進行轉(zhuǎn)座的可移動元件。2. 原核生物的轉(zhuǎn)座子及轉(zhuǎn)座機制 1) 插入序列（insertion sequences, IS ）：具有末端反向重復序列的DNA元件，通常1 kb，含有一個轉(zhuǎn)座酶基因。IS元件是細菌染色體和質(zhì)粒的正常組成部分。 a) 最簡單的轉(zhuǎn)座元件，各種插入序列都用“IS”作前綴。b) 通常用雙冒號表示一個插入事件，例如 l:IS1 表示 I

52、S1 插入到 l DNA中。c) IS自己編碼轉(zhuǎn)座所需的酶，因此轉(zhuǎn)座是自主的。轉(zhuǎn)座酶識別末端反向重復序列，啟動轉(zhuǎn)座。d) 組成上插入序列具有共同的特征2) 復合轉(zhuǎn)座子a. IS序列插入到某個功能基因兩端時就可能產(chǎn)生復合轉(zhuǎn)座子。復合轉(zhuǎn)座子要比IS長得多。 b. 因為復合型轉(zhuǎn)座子的臂由IS組成，每個 IS具有通常的反向重復末端結(jié)構(gòu)，因此復合型轉(zhuǎn)座子具有同樣的短的末端反向重復序列。c. 一旦形成復合轉(zhuǎn)座子，IS元件就不能再單獨移動，只能作為復合體移動； IS能使夾在其中的任何序列轉(zhuǎn)座。 d. 對于復合型轉(zhuǎn)座子來說，隨著中央序列的增長，轉(zhuǎn)座的頻率降低。e. 復合型轉(zhuǎn)座子攜帶有抗藥性基因。Tn很容易從細

53、菌染色體轉(zhuǎn)座到噬菌體基因組或者接合型的質(zhì)粒中。因此，Tn可以很快地傳播到其他細菌細胞，這是自然界中細菌產(chǎn)生抗藥性的重要來源。 3) 轉(zhuǎn)座機制 (1) 轉(zhuǎn)座的一般過程a) 在靶DNA上產(chǎn)生交錯切口。b) 交錯切口處突出的單鏈末端與轉(zhuǎn)座子連接，形成連接復合體。c) 缺口處由聚合酶和連接酶補齊。(2) 兩種轉(zhuǎn)座機制a) 復制型轉(zhuǎn)座： 轉(zhuǎn)座子在轉(zhuǎn)座過程中被復制，轉(zhuǎn)座完成后，在供體位點有一個拷貝，在受體位點有一個拷貝。b) 非復制型轉(zhuǎn)座： 轉(zhuǎn)座子直接從一個位點跳躍到另一個位點，在供體位點留下一個缺口。 3. 真核生物的轉(zhuǎn)座子及轉(zhuǎn)座機制1) 轉(zhuǎn)座子的發(fā)現(xiàn)：1948年B. McClintock 發(fā)現(xiàn)：在玉米

54、中有一種因子能在基因組中跳躍式地變動位置。她稱之為“控制因子”，即轉(zhuǎn)座子。Ds，它能抑制基因C的作用，使籽粒無色；Ds的移動還受另一個因子（Ac）的控制，Ds（Dissociation gene 解離基因）：位于它能控制的結(jié)構(gòu)基因C旁側(cè)。Ac（Activator，激活因子）：位于基因組內(nèi)任何地方。 2) 真核生物轉(zhuǎn)座子的分類 按有無自我轉(zhuǎn)座的能力分成兩類：1) 自主因子（antonomous elements），具有自我切除和轉(zhuǎn)座能力。由于自主因子的持續(xù)活性，它們可以插入到任何位點產(chǎn)生一個不穩(wěn)定或可突變的等位基因。自主因子的丟失使可變的等位基因變成穩(wěn)定的等位基因。 2) 非自主因子（non-a

55、ntonomous elements），是穩(wěn)定的，它們自己并不能轉(zhuǎn)座，能否轉(zhuǎn)座取決于有無與非自主因子同家族的自主因子的存在。當自主因子存在時，不論自主因子位于何處，都能使非自主因子變得不穩(wěn)定。玉米中的Ac-Ds轉(zhuǎn)座子a. 通過非復制型機制進行轉(zhuǎn)座。 Ac：激活因子（自主因子），全長4563bp，轉(zhuǎn)錄生成的RNA中包括4個內(nèi)含子和5個外顯子，其產(chǎn)物為轉(zhuǎn)座酶。Ac兩翼有11bp的反向重復序列，在靶位點形成8bp的正向重復序列。Ds：解離因子（非自主因子 ），與Ac屬于同一家族；已知所有的Ds都是Ac轉(zhuǎn)座子的缺失突變體，如Ds9缺失了194bp，Ds6缺失了2.5kb，因而失去轉(zhuǎn)座酶功能；當Ac存在

56、時，能活化Ds，使其轉(zhuǎn)座。第七章 基因組學 ·掌握基因組、基因組學、C值、C值矛盾等基本概念；掌握DNA重組研究中所使用的不同類型酶及主要作用；說明限制性內(nèi)切酶切割DNA的方式；區(qū)分鈍末端和粘性末端；以pUC8質(zhì)粒載體為例，描述Lac篩選（藍白斑篩選）的原理及基本過程；列舉用于克隆長片段DNA的載體；描述如何進行PCR反應。 ·掌握遺傳圖譜和物理圖譜的含義；掌握用于遺傳圖譜構(gòu)建的各類分子標記；掌握限制酶切圖譜的構(gòu)建方法；理解STS作圖；掌握利用鏈終止法進行測序以及測序的兩種策略。粘性末端：兩條鏈上的切口相互交錯，結(jié)果形成兩條單鏈末端，這種末端的核苷酸順序是互補的，可形成氫鍵，所以稱為粘性末端?；蚪M（Genome）：由德國漢堡大學威克勒教授于1920