1、第一章緒論（2學(xué)時）(完整word版)分子生物學(xué)教案(整理版)本章重點分子生物學(xué)的研究內(nèi)容?；疽c一、分子生物學(xué)簡史基因概念的發(fā)展遺傳物質(zhì)與蛋白質(zhì)的對應(yīng)關(guān)系DNA二級結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)DNA復(fù)制機(jī)制的發(fā)現(xiàn)半保留復(fù)制Jacob和Monod提出基因表達(dá)的操縱子模型遺傳密碼的破譯分離限制性內(nèi)切酶重組DNA定向改變生物測序、PCR、分子雜交基因組計劃和后基因組時代：1人類基因組計劃的主要內(nèi)容：遺傳圖分析;物理圖分析；轉(zhuǎn)錄圖分析；基因組序列測定；資料的儲存與利用。2后基因組研究：功能基因組學(xué)；蛋白質(zhì)組學(xué)。(完整word版)分子生物學(xué)教案(整理版)二、分子生物學(xué)的研究內(nèi)容分子生物學(xué)是研究核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子

2、的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征及其重要性、規(guī)律性和相互關(guān)系的科學(xué)。從分子水平揭示生命的奧秘的學(xué)科。它的主要研究內(nèi)容包括：生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能(結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)）基因表達(dá)的調(diào)控DNA重組技術(shù)基因組結(jié)構(gòu)和功能,生物信息學(xué)三、分子生物學(xué)展望第二章DNA與染色體(10學(xué)時)本章重點1DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點。2核小體的概念.3DNA的變性、復(fù)性及分子雜交.4基因組，基因家族。5DNA的轉(zhuǎn)座。本章難點DNA在真核細(xì)胞內(nèi)的組裝；基因家族；DNA的轉(zhuǎn)座?；疽c一、核酸的化學(xué)組成1核苷酸中的堿基成分堿基：嘌呤(A,G)嘧啶（T，C,U）2戊糖與核苷核苷酸（脫氧核苷酸）：核苷（脫氧核苷）與磷酸通過酯鍵結(jié)合。(完整word版)

3、分子生物學(xué)教案(整理版)3核苷酸的結(jié)構(gòu)與命名核苷一磷酸(nucleosidemonophosphate，NMP）核苷二磷酸(nucleosidediphosphate，NDP）核苷三磷酸（nucleosidetriphosphate,NTP）環(huán)腺苷酸（cycleAMP,cAMP)環(huán)鳥苷酸(cycleGMP，cGMP）二、核酸的一級結(jié)構(gòu)1DNA和RNA的一級結(jié)構(gòu)四種核苷酸或脫氧核苷酸按照一定的排列順序以3,5磷酸二酯鍵（phosphodiesterlinkage）相連形成的多聚核苷酸鏈或脫氧核苷酸（polydeoxy-nucleotides），稱為核苷酸序列（也稱為堿基序列)。脫氧核苷酸或核苷酸

4、的連接具有嚴(yán)格的方向性，是前一核苷酸的-OH與下一位核苷酸的5-位磷酸間形成3,5磷酸二酯鍵，構(gòu)成一個沒有分支的線性大分子。DNA的書寫應(yīng)從5到3。2RNA與DNA的差別戊糖成分是核糖不是脫氧核糖;嘧啶為胞嘧啶和尿嘧啶而不含有胸腺嘧啶，U代替了DNA的T。DNA和RNA對遺傳信息的攜帶和傳遞是依靠核苷酸中的堿基排列順序變化而實現(xiàn)的。三、DNA的空間結(jié)構(gòu)與功能1DNA的二級結(jié)構(gòu)-雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的雙螺旋結(jié)構(gòu)的研究背景：Chargaff規(guī)則：=T，G=C；不同生物種屬的DNA堿基組成不同，同一個體不同器官、不同組織的DNA具有相同的堿基組成。雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的要點：是一反向平行的互補(bǔ)雙鏈結(jié)構(gòu)親水的脫氧

5、核糖基和磷酸基骨架位于雙鏈的外側(cè)、而堿基位于內(nèi)側(cè),兩條鏈的堿基互補(bǔ)配對，A-T形成兩個氫鍵，GC形成三個氫鍵.堆積的疏水性堿基平面與線性分子結(jié)構(gòu)的長軸相垂直.兩條鏈呈反平行走向，一條鏈，另一條鏈?zhǔn)?)。DNA是右手螺旋結(jié)構(gòu)DNA線性長分子在小小的細(xì)胞核中折疊形成了一個右手螺旋式結(jié)構(gòu)。螺旋直徑為nm。螺旋每旋轉(zhuǎn)一周包含了10對堿基，每個堿基的旋轉(zhuǎn)角度為36。螺距為3.4nm；(完整word版)分子生物學(xué)教案(整理版)堿基平面之間的距離為0.34nm。DNA雙螺旋分子存在一個大溝（majorgroove）和一個小溝（minorgroove），目前認(rèn)為這些溝狀結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)和DNA間的識別有關(guān)。DNA

6、雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的維系橫向靠兩條鏈間互補(bǔ)堿基的氫鍵維系，縱向則靠堿基平面間的疏水性堆積力維持，尤以堿基堆積力更為重要。2結(jié)構(gòu)的多樣性B-DNA（atson-Crick模型結(jié)構(gòu)）；Z-DNA;A-DNA。3DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)DNA在雙鏈螺旋式結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,進(jìn)一步折疊成為超級螺旋結(jié)構(gòu)。正超螺旋、負(fù)超螺旋。四、核酸的理化性質(zhì)及其應(yīng)用1核酸的一般理化性質(zhì)核酸具有較強(qiáng)的酸性。DNA是線性高分子，粘度極大,RNA分子遠(yuǎn)小于DNA，粘度也小得多。DNA分子在機(jī)械力的作用下易發(fā)生斷裂。嘌呤和嘧啶環(huán)中均含有共軛雙鍵,因此對波長260左右的紫外光有較強(qiáng)吸收。這是DNA和RNA定量最常用的方法.2的變性變性在某些理化因

7、素作用下,DNA分子互補(bǔ)堿基對之間的氫鍵斷裂,DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)松散，變成單鏈。加熱是實驗室最常用的DNA變性的方法。DNA的增色效應(yīng)（hyperchromiceffect）加熱時，DNA雙鏈解鏈過程中，內(nèi)部的堿基暴露，對260nm波長紫外光吸收增加,DNA的A260增加,并與解鏈程度有一定的比例關(guān)系。這種關(guān)系稱為DNA的增色效應(yīng)(hyperchromiceffect）。解鏈曲線連續(xù)加熱DNA的過程中以溫度對A260的關(guān)系作圖，所得的曲線。從曲線中可以看出，DNA的變性從開始解鏈到完全解鏈，是在一個相當(dāng)窄的溫度內(nèi)完成的,在這一范圍內(nèi)，紫外光吸收值達(dá)到最大值的50時的溫度稱為DNA的解鏈溫度（融解

8、溫度）（meltingtemprature，Tm)。在Tm時,核酸分子內(nèi)50%的雙鏈結(jié)構(gòu)被解開。一種DNA分子的Tm值的大小與其所含堿基中的G+C比例相關(guān),G+C比例越高,Tm值越高。Tm值計算公式：(完整word版)分子生物學(xué)教案(整理版)Tm69.3+0.41（G+C）；20bp的寡核苷酸的Tm計算:Tm4(G+C)+2(A+T)。3的復(fù)性與分子雜交DNA復(fù)性變性DNA在適當(dāng)條件下，分開的兩條單鏈分子按照堿基互補(bǔ)原則重新恢復(fù)天然的雙螺旋構(gòu)象的現(xiàn)象.熱變性的DNA經(jīng)緩慢冷卻后即可復(fù)性，又稱為退火(annealing）。DNA的復(fù)性速度受到溫度的影響，復(fù)性時溫度緩慢下降才可使其重新配對復(fù)性.如

9、加熱后，將其迅速冷卻至以下,則幾乎不可能發(fā)生復(fù)性。這一特性被用來保持DNA的變性狀態(tài)，一般認(rèn)為，比Tm低25的溫度是DNA復(fù)性的最佳條件。核酸分子雜交（hybridization)不同來源的DNA單鏈分子（DNA或RNA）放在同一溶液中，只要含有大致相同的互補(bǔ)堿基序列,經(jīng)過退火處理,能夠重新形成雜種雙螺旋，這個過程稱為分子雜交。可以用來檢驗不同物種的同源序列或同源基因。雙鏈分子的再形成既可以發(fā)生在序列完全互補(bǔ)的核酸分子間,也可以發(fā)生在那些堿基序列部分互補(bǔ)的不同的DNA之間或DNA與RNA之間。核酸分子探針用同位素、生物素或熒光染料標(biāo)記一小段已知序列的多聚核苷酸的末端或全鏈就可以作為探針，探針的

10、序列如果與DNA或RNA序列互補(bǔ)，就可以探知核酸分子。五、基因和基因組（一）、基因(gene）是合成一種功能蛋白或RNA分子所必須的全部DNA序列。一個典型的真核基因包括：編碼序列外顯子（exon)；插入外顯子之間的非編碼序列內(nèi)合子（intron）；5-端和3-端非翻譯區(qū)(UTR)；調(diào)控序列（可位于上述三種序列中)。絕大多數(shù)真核基因是斷裂基因(split-gene），外顯子不連續(xù)。（二）、基因組(genome)一特定生物體的整套(單倍體）遺傳物質(zhì)的總和，基因組的大小用全部DNA的堿基對總數(shù)表(完整word版)分子生物學(xué)教案(整理版)示。人基因組3109(30億bp)，共編碼約3萬個基因。每種真

11、核生物的單倍體基因組中的全部DNA量稱為C值，與進(jìn)化的復(fù)雜性并不一致（C-ValueParadox)。六、真核生物基因組（一）、真核生物基因組的特點:真核基因組DNA在細(xì)胞核內(nèi)處于以核小體為基本單位的染色體結(jié)構(gòu)中；真核基因組中,編碼序列只占整個基因組的很小部分（23)。（二）、真核基因組中DNA序列的分類1、高度重復(fù)序列（重復(fù)次數(shù)105)：如衛(wèi)星DNA(SatelliteDNA）。2、中度重復(fù)序列（1）中度重復(fù)序列的特點重復(fù)單位序列相似，但不完全一樣；散在分布于基因組中；序列的長度和拷貝數(shù)非常不均一；中度重復(fù)序列一般具有種屬特異性，可作為DNA標(biāo)記；中度重復(fù)序列可能是轉(zhuǎn)座元件（返座子)。（2)

12、中度重復(fù)序列的分類長散在重復(fù)序列(longinterspersedrepeatedsegments)LINES短散在重復(fù)序列（Shortinterspersedrepeatedsegments)SINESSINES：長度500bp,拷貝數(shù)105如人Alu序列LINEs：長度1000bp（可達(dá)7Kb),拷貝數(shù)104105,如人LINEl.3、單拷貝序列（UniqueSequence)包括大多數(shù)編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因和基因間間隔序列。（三)、基因家族(genefamily）一組功能相似且核苷酸序列具有同源性的基因。可能由某一共同祖先基因(ancestralgene)經(jīng)重復(fù)(duplication)和

13、突變產(chǎn)生?；蚣易宓奶攸c：(完整word版)分子生物學(xué)教案(整理版)基因家族的成員可以串聯(lián)排列在一起，形成基因簇(genecluster)或串聯(lián)重復(fù)基因（tandemlyrepeatedgenes)，如rRNA、tRNA和組蛋白的基因；有些基因家族的成員也可位于不同的染色體上，如珠蛋白基因；有些成員不產(chǎn)生有功能的基因產(chǎn)物，這種基因稱為假基因（Pseudogene）a1表示與a1相似的假基因。假基因分類。加工過的假基因(processedpseudogene)。典型的基因家族1tRNA基因單倍體人基因組中1300個tRNA基因，tRNA基因簇。2rRNA基因l00copyrRNA基因簇(重復(fù)單元

14、28S、18S、5。8srRNA）3組蛋白基因3040copy定位：7q32q36組蛋白基因簇（重復(fù)單位:H1，H2A，H2B，H3、H4)特點：無intron，Poly(A)RNA。4珠蛋白基因類:16p13,基因簇(24Kb)：5-1-2-13類：11p15，基因簇(60Kb)：5-GrAr-3（四）、超基因家族（Supergenefamily，Superfamily)由基因家族和單基因組成的大基因家族，結(jié)構(gòu)上有程度不等的同源性,但功能不同.（五）、人類基因組中的重復(fù)序列標(biāo)記1、A1u序列單倍體人基因組50萬100萬拷貝,平均每隔3-6Kb就有一個Alu序列，人A1u序列長300bp:21

15、30bp重復(fù)序列；+31bp間隔序列（中間)；兩側(cè)721bp正向重復(fù)（directrepeats)，返座子?Alu序列廣泛散布于人基因組，約90%已克隆的人基因含有Alu序列；Alu序列標(biāo)志.2、可變數(shù)串聯(lián)重復(fù)(Variablenumbertamdemrepeat，VNTR）:又稱小衛(wèi)星DNA（minisatellite(完整word版)分子生物學(xué)教案(整理版)DNA），由短重復(fù)單位(640bp）串聯(lián)重復(fù)(6-100次以上)而成，多位于基因的非編碼區(qū)，廣泛分布。VNTR多態(tài)性分子標(biāo)記DNA指紋圖(fingerprint）；小衛(wèi)星DNA突變與腫瘤,H-Ras.3、短串聯(lián)重復(fù)（shorttande

16、mrepeat,STR)又稱微衛(wèi)星DNA（microstalliteDNA），是指26個核苷酸組成的重復(fù)單位串聯(lián)重復(fù)(10-60次），兩側(cè)為特異的單拷貝序列，人基因組中每l0kbDNA序列至少一個STR序列。CAn,50，000-100，000拷貝新一代遺傳標(biāo)記，人類基因組研究,腫瘤，遺傳病。七、線粒體基因組人線粒體基因組的特點：1人線粒體基因組為16，569bp的雙鏈閉環(huán)分子，一條鏈為重鏈(H鏈)，一條鏈為輕鏈（L鏈），兩條鏈均有編碼功能，每個mtDNA分于編碼13種蛋白質(zhì)和24種結(jié)構(gòu)RNA(22rRNA,2tRNA）。2線粒體DNA為母系遺傳。3結(jié)構(gòu)基因不含內(nèi)含子，部分區(qū)域有基因重疊,因此

17、病理性mtDNA突變更易發(fā)生。4mtDNA突變頻率更高。5線粒體DNA突變的表型表達(dá)與核DNA不同。八、細(xì)菌和病毒基因組（一）、細(xì)菌基因組的特點1功能相關(guān)的幾個結(jié)構(gòu)基因往往串聯(lián)在起，受它們上游的共同調(diào)控區(qū)控制,形成操縱子結(jié)構(gòu).2結(jié)構(gòu)基因中沒有內(nèi)含子,也無重疊現(xiàn)象.3細(xì)菌DNA大部分為編碼序列。(二）、病毒基因組的特點1每種病毒只有一種核酸,或者DNA，或者RNA；(完整word版)分子生物學(xué)教案(整理版)2病毒核酸大小差別很大，3103一3106bp;3除逆病毒外，所有病毒基因都是單拷貝的。4大部份病毒核酸是由一條雙鏈或單鏈分子（RNA或DNA),僅少數(shù)RNA病毒由幾個核酸片段組成。5真核病毒

18、基因有內(nèi)含子，而噬菌體（感染細(xì)菌的病毒）基因中無內(nèi)含子。6有重疊基因.八、染色質(zhì)和染色體細(xì)胞分裂間期染色質(zhì)（chromatin)分裂期染色體（chromosome)（一）、染色質(zhì)的基本單位核小體1核小體(nucleosome）結(jié)構(gòu)DNA繞在組蛋白八聚體(H2A、H2B、H3、H4各一對）核心外1。8周(146bp），形成核小體核心顆粒.兩個核小體核心顆粒之間有LinkerDNA（080bp)，核小體核心顆粒+Linker=核小體（長180210bp)；核小體DNALadder。2組蛋白（histone):一類小的帶有豐富正電荷富含Lys，Arg的核蛋白，與DNA有高親和力.組蛋白分類：（1）核

19、小體核心組蛋白，H2A，H2B，H3，H4。分子量較小（102135aa）作用：盤繞DNA形成核小體。（2)H1組蛋白：較大（220aa)，作用:與LinkerDNA結(jié)合后利于核小體穩(wěn)定和更高級結(jié)構(gòu)的形成。（二）、染色質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)130nm染色質(zhì)纖絲;2袢環(huán)結(jié)構(gòu)（loopeddomain）；(完整word版)分子生物學(xué)教案(整理版)3細(xì)胞分裂期染色體;分裂期染色體一對姐妹染色單體（Chromatid）.有絲分裂中期46條染色體按大小和形狀排列的的光學(xué)顯微鏡圖像稱為人的染色體核型(Karyotype).(三）、染色體的結(jié)構(gòu)要素1著絲粒(centromere）：細(xì)胞分裂時染色體與仿錘絲相連結(jié)的部位

20、，為染色體的正常分離所必需。2端粒（telomere)：真核生物線狀染色體分子末端的DNA區(qū)域端粒DNA的特點：（1）由富含G的簡單串聯(lián)重復(fù)序列組成(長達(dá)數(shù)kb)。人的端粒DNA重復(fù)序列：TTAGGC。（2）端粒的末端都有一條1216堿基的單鏈3端突出.端粒的作用：防止DNA末端降解,保證染色體的穩(wěn)定性和功能。九、DNA的轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)座元件(Transposableelement):可移動的DNA元件（mobileDNAelements），它是指那些可在DNA分子內(nèi)或DNA分子間轉(zhuǎn)移的DNA片段。轉(zhuǎn)座：轉(zhuǎn)座元件的轉(zhuǎn)移過程。轉(zhuǎn)座的特點：1轉(zhuǎn)座后原來位置的轉(zhuǎn)座元件序列仍然保留，但同時又把新合成的DNA復(fù)

21、本插入到另外一個位點。2座過程需要轉(zhuǎn)座酶（transposase）。它催化斷裂和重接兩步連續(xù)的過程（需要M2+）。3座元件插入位置的兩端有312bp的正向重復(fù)序列(靶序列）,它是由于轉(zhuǎn)座酶錯位切割DNA造成的。這種短正向重復(fù)序列是存在轉(zhuǎn)座元件的特征。轉(zhuǎn)座元件的分類轉(zhuǎn)座子（transposon)：通過DNA復(fù)制而轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)座元件。逆轉(zhuǎn)座子（retroposon)或返座子,通過RNA階段實現(xiàn)轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)座元件(DNARNADNA插入新位點）。逆轉(zhuǎn)座子例:Alu。LINE1.逆假基因（retro-pseudogene）。轉(zhuǎn)座的遺傳效應(yīng):導(dǎo)致基因重排、插入、缺失.十、RNA的空間結(jié)構(gòu)與功能1信使RNA的結(jié)構(gòu)

22、與功能(完整word版)分子生物學(xué)教案(整理版)細(xì)胞核內(nèi)合成的mRNA初級產(chǎn)物比成熟的mRNA大得多，這種初級的RNA被稱為不均一核RNA(HetergeneounuclearRNA,hnRNA)，它們在細(xì)胞核內(nèi)存在時間極短，經(jīng)過剪接成為成熟的mRNA并移位到細(xì)胞質(zhì)。成熟的mRNA由編碼區(qū)和非編碼區(qū)構(gòu)成,它的結(jié)構(gòu)特點如下：大多數(shù)的真核mRNA轉(zhuǎn)錄后在5端加一個7甲基鳥苷，同時第一個核苷酸的C2也是甲基化的,這種m7GpppNm結(jié)構(gòu)被稱為帽子結(jié)構(gòu)(capsequence)。帽子結(jié)構(gòu)具有促進(jìn)核蛋白體與mRNA的結(jié)合、加速翻譯起始速度的作用，同時可以增強(qiáng)mRNA的穩(wěn)定性。在真核mRNA的3末端，有一

23、多聚腺苷酸（polyA）結(jié)構(gòu),通常稱為多聚A尾。一般由數(shù)十個至一百幾十個腺苷酸連接而成.polyA是RNA生成后加上去的。polyA與mRNA從核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)位及mRNA的穩(wěn)定性有關(guān)。各種mRNA的長短差別很大，mRNA分子的長短，決定翻譯的蛋白質(zhì)分子量的大小。各種RNA分子中，mRNA的半衰期最短，由幾分鐘到數(shù)小時不等，是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成速度的調(diào)控點之一。mRNA的功能是把核內(nèi)DNA的堿基順序（遺傳信息)，按照堿基互補(bǔ)的原則，轉(zhuǎn)錄并轉(zhuǎn)送至胞質(zhì),在蛋白質(zhì)合成中用以翻譯成蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序。mRNA分子上每3個核苷酸為一組，三聯(lián)體密碼(tripletcode)。2轉(zhuǎn)運RNA的結(jié)構(gòu)與功能轉(zhuǎn)運

24、RNA（transferRNA,tRNA）是細(xì)胞內(nèi)分子量最小的一類核酸,100多種tRNA都由70至90個核苷酸構(gòu)成。tRNA的功能是在細(xì)胞蛋白質(zhì)合成過程中作為各種氨基酸的載體并將其轉(zhuǎn)呈給mRNA。tRNA的結(jié)構(gòu)特點：分子中含1020的稀有堿基（rarebases)。稀有堿基是指除A、G、C、U外的一些堿基,包括雙氫尿嘧啶（DHU）、假尿嘧啶(，pseudouridine）和甲基化的嘌呤（mG，mA)等（圖3-12）。一般的嘧啶核苷以雜環(huán)上N-1與糖環(huán)的C1連成糖苷鍵，假尿嘧啶核苷則用雜環(huán)上的C5與糖環(huán)的C1相連。tRNA核苷酸中存在局部互補(bǔ)配對的區(qū)域，可以形成局部雙鏈，進(jìn)而形成一種莖環(huán)樣（s

25、tem-loop)結(jié)構(gòu)或發(fā)夾結(jié)構(gòu)。中間不能配對的部分則膨出形成環(huán)狀。tRNA形成三葉草形（cloverleafpattern）二級結(jié)構(gòu)。DHU環(huán)和T環(huán)，以及反密碼環(huán)。反密碼子（anticoden）與mRNA相應(yīng)的三聯(lián)體密碼子堿基互補(bǔ)。例如負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運酪氨酸的tRNA（tRNATyr)的反密碼子5-GUA3與mRNA上相應(yīng)的三聯(lián)體密碼子5UAC-3(編碼酪氨酸)呈反向互補(bǔ)。不同的tRNA依照其轉(zhuǎn)運的氨基酸的差別，有不同的反密碼子。(完整word版)分子生物學(xué)教案(整理版)X射線衍射結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)tRNA的共同三級結(jié)構(gòu)是倒L型。3核蛋白體RNA的結(jié)構(gòu)與功能核蛋白體RNA（ribosomalRNA，rRN

26、A）約占RNA總量的80%以上.rRNA與核蛋白體蛋白共同構(gòu)成核蛋白體或稱為核糖體（ribosome)，原核生物和真核生物的核蛋白體均由易解聚的大、小兩個亞基組成。真核生物的核蛋白體小亞基由18SrRNA及30余種蛋白質(zhì)構(gòu)成；大亞基則由5S、5.8S、及28S三種rRNA加上近50種蛋白質(zhì)構(gòu)成。真核生物的18SrRNA的二級結(jié)構(gòu)呈花狀，形似40S小亞基，其中多個莖環(huán)結(jié)構(gòu)為核蛋白體蛋白的結(jié)合和組裝提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ).4其他小分子細(xì)胞的不同部位還存在著另外一些小分子的RNA,它們分別被稱為小核、小核仁、小胞質(zhì)R等。這些小RNA分別參與hnRNA和rRNA的轉(zhuǎn)運和加工.5核酶某些RNA分子本身具有自我催

27、化能力，可以完成rRNA的剪接。這種具有催化作用的被稱為核酶(ribozyme）。十一、核酸酶核酸酶(nucleases）是指所有可以水解核酸的酶，在細(xì)胞內(nèi)催化核酸的降解,以維持核酸（尤其是RNA)的水平與細(xì)胞功能相適應(yīng).按照作用底物分：DNA酶（DNase)、RNA酶(RNase）。核酸外切酶:末端外切酶、末端外切酶核酸內(nèi)切酶：作用于鏈的內(nèi)部，其中一部分具有嚴(yán)格的序列依賴性(48bp），稱為限制性內(nèi)切酶。核酸酶在DNA重組技術(shù)中是不可缺少的重要工具,尤其是限制性核酸內(nèi)切酶的應(yīng)用更是所有基因人工改造的基礎(chǔ)。(完整word版)分子生物學(xué)教案(整理版)第三章DNA的復(fù)制與修復(fù)（6學(xué)時）基本要求1。

28、掌握與DNA復(fù)制、DNA損傷與修復(fù)、逆轉(zhuǎn)錄過程有關(guān)的基本概念.包括：半保留復(fù)制，半不連續(xù)復(fù)制，復(fù)制叉，復(fù)制子，岡崎片段,前導(dǎo)鏈,后隨鏈，端粒,端粒酶等。2。掌握復(fù)制的過程,以及復(fù)制過程中涉及到的各種酶、蛋白因子；并掌握原核生物與真核生物復(fù)制的相同點與不同點。3。掌握逆轉(zhuǎn)錄過程，熟悉逆轉(zhuǎn)錄酶的應(yīng)用。4.了解引起地中海貧血和鐮形紅細(xì)胞貧血的分子機(jī)制。重點DNA分子在生物體內(nèi)的合成有三種方式:（1）DNA指導(dǎo)的DNA合成,也稱復(fù)制，是細(xì)胞內(nèi)DNA最主要的合成方式。遺傳信息儲存在DNA分子中，細(xì)胞增殖時，DNA通過復(fù)制使遺傳信息從親代傳遞到子代。（2）修復(fù)合成，即DNA受到損傷（突變)后進(jìn)行修復(fù)，需要

29、進(jìn)行局部的DNA的合成，用以保證遺傳信息的穩(wěn)定遺傳。(3)RNA指導(dǎo)的DNA合成，即反轉(zhuǎn)錄合成,是RNA病毒的復(fù)制形式,以RNA為模板,由逆轉(zhuǎn)錄酶催化合成DNA。真核生物的DNA合成過程與原核生物基本相似，但機(jī)理尚不十分清楚,以原核生物為例介紹其復(fù)制過程?；疽c一、DNA的復(fù)制1.中心法則：遺傳信息從DNA通過轉(zhuǎn)錄流向RNA，RNA通過翻譯指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)，這種遺傳信息的傳遞規(guī)律稱之中心法則.少數(shù)RNA也是遺傳信息的貯存者,RNA能逆轉(zhuǎn)錄為DNA，是對中心法則的補(bǔ)充。2。復(fù)制（replication）：即DNA的生物合成，以DNA為模板指導(dǎo)合成相同的DNA分子，使遺傳信息從親代傳遞到子代的過程

30、。RNA病毒的遺傳信息儲存于RNA分子中，可進(jìn)行RNA復(fù)制并反轉(zhuǎn)錄合成DNA.2.半保留復(fù)制（semiconservativereplication）：DNA復(fù)制時，親代DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)解開，分別以解開的兩股單鏈為模板，以dNTP（dATP、dGTP、dTTP、dCTP)為原料,按照堿基互補(bǔ)(完整word版)分子生物學(xué)教案(整理版)的原則，合成與模板鏈互補(bǔ)的新鏈，從而形成兩個子代DNA雙鏈，其結(jié)構(gòu)與親代DNA雙鏈完全一致.因子代DNA雙鏈中的一股單鏈源自親代，另一股單鏈為合成的新鏈，形成的雙鏈與親代雙鏈的堿基序列完全一致，故稱為半保留復(fù)制。4.復(fù)制叉（replicationfork）:原核生物

31、DNA的復(fù)制從單一起點開始，雙螺旋結(jié)構(gòu)被打開,分開的兩股單鏈分別作為新DNA合成的模板，DNA合成從起點開始雙向單向進(jìn)行，與單一起點相連的局部結(jié)構(gòu)形狀呈“Y”型，稱復(fù)制叉結(jié)構(gòu)。5.半不連續(xù)復(fù)制:復(fù)制過程中,催化DNA合成的DNA聚合酶只能催化核苷酸從53方向合成，以35鏈為模板時,新生的DNA以53方向連續(xù)合成；而以53為模板只能合成若干反向互補(bǔ)的崗崎片段，這些片段再相連成完整的新鏈,故稱半不連續(xù)復(fù)制.6.崗崎片段（Okazakifragments）:DNA雙鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，?fù)制時,親代雙鏈DNA在復(fù)制叉處打開，由于新鏈的合成具有方向性，即從53，以53DNA鏈為模板合成反向互補(bǔ)的新鏈時，只能

32、合成小片段DNA，這些片段根據(jù)發(fā)現(xiàn)者命名為崗崎片斷。7.前導(dǎo)鏈、后隨鏈：DNA雙鏈?zhǔn)欠聪虻?復(fù)制時,兩股鏈均作為模板,但新鏈的合成只能是53。因此，順著解鏈方向合成的子鏈，復(fù)制是連續(xù)進(jìn)行的，這股鏈稱為前導(dǎo)鏈，另一股新鏈的復(fù)制方向與解鏈方向相反，復(fù)制是不連續(xù)進(jìn)行的，這條不連續(xù)合成的鏈稱為后隨鏈。8。引發(fā)體：是由DnaA蛋白、DnaB蛋白（解螺旋酶）、DnaC蛋白、引物酶和DNA的起始復(fù)制區(qū)域共同形成的一個復(fù)合結(jié)構(gòu)。DnaA蛋白識別復(fù)制起點，DnaB蛋白有解螺旋作用，DnaC蛋白使DnaB蛋白組裝到復(fù)制起始點,引物酶合成引物.（一）、原核生物DNA的復(fù)制1與復(fù)制有關(guān)的酶及蛋白質(zhì)（1）拓?fù)洚悩?gòu)酶：通

33、過切斷并連接DNA雙鏈中的一股或雙股，改變DNA分子拓?fù)錁?gòu)象，避免DNA分子打結(jié)、纏繞、連環(huán)，在復(fù)制的全程中都起作用。其種類有:拓?fù)洚悩?gòu)酶I和拓?fù)洚悩?gòu)酶II.拓?fù)洚悩?gòu)酶I能切斷DNA雙鏈中一股并再連接斷端，反應(yīng)不需ATP供能；拓?fù)洚悩?gòu)酶II能使DNA雙鏈同時發(fā)生斷裂和再連接，需ATP供能，作用是向DNA分子引入負(fù)超螺旋.（2）解螺旋酶：DNA進(jìn)行復(fù)制時,需親代DNA的雙鏈分別作模板來指導(dǎo)子代DNA分子的合成,解螺旋酶可以將DNA雙鏈解開成為單鏈。大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)的解螺旋酶為DnaB。（3)單鏈結(jié)合蛋白(SSB）：在復(fù)制中模板需處于單鏈狀態(tài)，SSB可以模板的單鏈狀態(tài)并保護(hù)模板(完整word版)分子

34、生物學(xué)教案(整理版)不受核酸酶的降解.隨著DNA雙鏈的不斷解開，SSB能不斷的與之結(jié)合、解離.(4)引物酶:是一種RNA聚合酶,在復(fù)制的起始點處以DNA為模板，催化合成一小段互補(bǔ)的RNA。DNA聚合酶不能催化兩個游離的dNTP聚合反應(yīng)，若沒有引物就不能起始DNA合成。引物酶能直接在單鏈DNA模板上催化游離的NTP合成一小段RNA，并由這一小段RNA引物提供3-OH,經(jīng)DNA聚合酶催化鏈的延伸。（5）DNA聚合酶：是依賴DNA的DNA聚合酶，簡稱為DNApol，以DNA為模板，dNTP為原料,催化脫氧核苷酸加到引物或DNA鏈的3-OH末端，合成互補(bǔ)的DNA新鏈,即53聚合活性。pol為單一肽鏈的

35、大分子蛋白質(zhì),具有53聚合酶活性、35外切酶活性和53外切酶的活性;其功能主要是去除引物、填補(bǔ)缺口以及修復(fù)損傷。pol具有53聚合酶活性和35外切酶活性，其功能不明。pol是由十種亞基組成的不對稱二聚體，具有53聚合酶活性和35外切酶活性，與DNA復(fù)制功能有關(guān)。另外,klenow片斷是DNApolI體外經(jīng)蛋白酶水解后產(chǎn)生的大片段，具有DNA聚合酶和35外切酶活性，是分子生物學(xué)的常用工具酶.DNA復(fù)制的保真性:為了保證遺傳的穩(wěn)定，DNA的復(fù)制必須具有高保真性。DNA復(fù)制時的保真性主要與下列因素有關(guān):遵守嚴(yán)格的堿基配對規(guī)律；在復(fù)制時對堿基的正確選擇;對復(fù)制過程中出現(xiàn)的錯誤及時進(jìn)行校正。pol的35

36、外切酶活性具有較正功能。在真核生物中，目前發(fā)現(xiàn)的DNA聚合酶有五種.其中，參與染色體DNA復(fù)制的是pol（延長隨從鏈)和pol（延長領(lǐng)頭鏈），參與線粒體DNA復(fù)制的是pol,pol與DNA損傷修復(fù)、校讀和填補(bǔ)缺口有關(guān)，pol只在其他聚合酶無活性時才發(fā)揮作用。（6）DNA連接酶：DNA連接酶用于連接雙鏈中的單鏈缺口，使相鄰兩個DNA片段的3-OH末端和5-P末端形成3，5磷酸二酯鍵。DNA連接酶在DNA復(fù)制、修復(fù)、重組、剪接中用于縫合缺口，是基因工程的重要工具酶。2DNA的復(fù)制過程可將復(fù)制過程分為起始、延長和終止三個階段。復(fù)制起始:（1)識別起始點，合成引發(fā)體：在E.coli，復(fù)制起始點稱為or

37、iC，具有特定結(jié)構(gòu)能夠被DnaA蛋白識別結(jié)合，DnaB蛋白具有解螺旋作用，DnaC蛋白使DnaB蛋白結(jié)合于起始點，DNA雙鏈局部被打開,引物酶及其他蛋白加入，形成引發(fā)體.(完整word版)分子生物學(xué)教案(整理版)（2)形成單鏈：DNA進(jìn)行復(fù)制時，首先在拓?fù)洚悩?gòu)酶作用下，使分子的超螺旋構(gòu)象變化，然后在解鏈酶的作用下,解開雙鏈，才能開始進(jìn)行DNA的合成。解螺旋酶在蛋白因子的輔助下打開DNA雙鏈,單鏈結(jié)合蛋白SSB結(jié)合于處于單鏈狀態(tài)模板鏈上;拓?fù)洚悩?gòu)酶使DNA分子避免打結(jié)、纏繞等，在復(fù)制全過程中起作用。(3）合成引物：引發(fā)體中的引物酶催化合成RNA引物，由引物提供3-OH基，使復(fù)制開始進(jìn)行。前導(dǎo)鏈和

38、后隨鏈均由引物酶合成引物，后隨鏈在復(fù)制中需多次合成引物。復(fù)制延長：（1）復(fù)制方向：原核生物如E.coli,只有一個起始點oriC，兩個復(fù)制叉同時向兩個方向進(jìn)行復(fù)制，稱為雙向復(fù)制.（2)鏈的延長：按照與模板鏈堿基配對的原則，在DNA聚合酶III的作用下，逐個加入脫氧核糖核酸,使鏈延長。由于DNA雙鏈走向相反,DNA聚合酶只能催化核苷酸從53方向合成，領(lǐng)頭鏈的復(fù)制方向與解鏈方向一致，可以連續(xù)復(fù)制，而另一股模板鏈沿53方向解開,隨從鏈的復(fù)制方向與解鏈方向相反，復(fù)制只能在模板鏈解開一定長度后進(jìn)行，因此隨從鏈的合成是不連續(xù)的，形成的是若干個崗崎片段。DNA聚合酶I的即時校讀,DNA聚合酶III的堿基選擇

39、功能,使復(fù)制具有保真性。復(fù)制終止：原核生物如E.coli，他的兩個復(fù)制叉的匯合點就是復(fù)制的終點。由RNA酶切去前導(dǎo)鏈和后隨鏈中的引物,引物留下的空隙由DNA聚合酶I催化，四種脫氧核糖三磷酸為原料自53方向延長填補(bǔ)。最后，DNA連接酶由ATP供能,將兩個不連續(xù)片段相鄰的5P和3-OH連接起來，成為連續(xù)的子鏈，復(fù)制完成.（二）、真核生物的復(fù)制真核細(xì)胞的一生可以定義為一個細(xì)胞周期,細(xì)胞增殖時，DNA通過復(fù)制使其含量成倍增加，隨后細(xì)胞分裂，成為兩個子代細(xì)胞，DNA將親代的特征傳遞到子代.細(xì)胞周期包括G1期、S期、G2期和M期，DNA的復(fù)制只發(fā)生在S期.與原核生物相比，真核生物的復(fù)制具有以下特點:1。多

40、復(fù)制子真核生物的DNA復(fù)制也是半保留復(fù)制。染色體線性分子的復(fù)制有多個起點，每個起點由兩個反向運動的復(fù)制叉組成，進(jìn)行雙向復(fù)制.由一個起點控制的DNA復(fù)制稱為一個復(fù)制子.2.DNA聚合酶(完整word版)分子生物學(xué)教案(整理版)與原核生物不同,真核細(xì)胞含有5種DNA聚合酶:、和。除了外，所有DNA聚合酶存在于核內(nèi).DNA聚合酶和在復(fù)制延長中起催化作用,DNA聚合酶延長后隨鏈，DNA聚合酶延長前導(dǎo)鏈。DNA聚合酶和在復(fù)制過程中起校讀、修復(fù)和填補(bǔ)缺口的作用。DNA聚合酶在線粒體中，用于線粒體DNA的復(fù)制.3DNA連接酶（DNAligase）DNA連接酶可催化兩段DNA片段之間磷酸二酯鍵的形成,而使兩段

41、DNA連接起來.該酶催化的條件是：需一段DNA片段具有3OH,而另一段DNA片段具有5-Pi基；未封閉的缺口位于雙鏈DNA中，即其中有一條鏈?zhǔn)峭暾?；需要消耗能量，在原核生物中由NAD+供能，在真核生物中由ATP供能。4單鏈DNA結(jié)合蛋白（singlestrandbindingprotein,SSB）又稱螺旋反穩(wěn)蛋白(HDP）。這是一些能夠與單鏈DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)因子.其作用為：穩(wěn)定單鏈DNA,便于以其為模板復(fù)制子代DNA；保護(hù)單鏈DNA，避免核酸酶的降解。5解螺旋酶(unwindingenzyme）又稱解鏈酶或rep蛋白，是用于解開DNA雙鏈的酶蛋白，每解開一對堿基，需消耗兩分子ATP。6拓

42、撲異構(gòu)酶(topoisomerase)拓?fù)洚悩?gòu)酶可將DNA雙鏈中的一條鏈或兩條鏈切斷,松開超螺旋后再將DNA鏈連接起來，從而避免出現(xiàn)鏈的纏繞。7。端粒復(fù)制端粒是指真核生物染色體線性DNA分子末端的結(jié)構(gòu)部分，通常膨大成粒狀。線性DNA在復(fù)制完成后,其末端由于引物RNA的水解而可能出現(xiàn)縮短。故需要在端粒酶（telomerase）的催化下,進(jìn)行延長反應(yīng)。端粒酶是一種RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合體，它可以其RNA為模板，通過逆轉(zhuǎn)錄過程對末端DNA鏈進(jìn)行延長。二、DNA的損傷與修復(fù)由自發(fā)的或環(huán)境的因素引起DNA一級結(jié)構(gòu)的任何異常的改變稱為DNA的損傷。常見的DNA的損傷包括堿基脫落、堿基修飾、交聯(lián),鏈的斷裂，重組

43、等。引起DNA損傷的因素有：1自發(fā)因素:（1)自發(fā)脫堿基:由于N-糖苷鍵的自發(fā)斷裂,引起嘌呤或嘧啶堿基的脫落。(完整word版)分子生物學(xué)教案(整理版)（2)自發(fā)脫氨基:C自發(fā)脫氨基可生成U，A自發(fā)脫氨基可生成I。（3)復(fù)制錯配：由于復(fù)制時堿基配對錯誤引起的損傷。2物理因素：由紫外線、電離輻射、X射線等引起的DNA損傷。其中，X射線和電離輻射常常引起DNA鏈的斷裂，而紫外線常常引起嘧啶二聚體的形成,如TT，TC，CC等二聚體.3化學(xué)因素：(1）脫氨劑：如亞硝酸與亞硝酸鹽，可加速C脫氨基生成U，A脫氨基生成I。（2）烷基化劑:這是一類帶有活性烷基的化合物，可提供甲基或其他烷基,引起堿基或磷酸基的

44、烷基化,甚至可引起鄰近堿基的交聯(lián)。（3）DNA加合劑：如苯并芘，在體內(nèi)代謝后生成四羥苯并芘，與嘌呤共價結(jié)合引起損傷。（4）堿基類似物:如5-FU，6-MP等,可摻入到DNA分子中引起損傷或突變。（5）斷鏈劑：如過氧化物，含巰基化合物等,可引起DNA鏈的斷裂。4。DNA突變的類型：(1）點突變:轉(zhuǎn)換-相同類型堿基的取代。顛換不同類型堿基的取代。插入增加一個堿基。缺失減少一個堿基.(2)復(fù)突變:插入增加一段順序。缺失減少一段順序。倒位一段堿基順序發(fā)生顛倒。易位一段堿基順序的位置發(fā)生改變。重組一段堿基順序與另一段堿基順序發(fā)生交換。5.DNA突變的效應(yīng)：(1）同義突變：基因突變導(dǎo)致mRNA密碼子第三位

45、堿基的改變但不引起密碼子意義的改變，其翻譯產(chǎn)物中的氨基酸殘基順序不變。（2）誤義突變：基因突變導(dǎo)致mRNA密碼子堿基被置換，其意義發(fā)生改變，翻譯產(chǎn)物中的氨基酸殘基順序發(fā)生改變。(3)無義突變：基因突變導(dǎo)致mRNA密碼子堿基被置換而改變成終止暗碼子,引起多肽鏈合成的終止。（4)移碼突變：基因突變導(dǎo)致mRNA密碼子堿基被置換，引起突變點之后的氨基酸殘基順序全部發(fā)生改變。6.DNA損傷的修復(fù)DNA損傷的修復(fù)方式可分為直接修復(fù)和取代修復(fù)兩大類。直接修復(fù)包括光復(fù)活、轉(zhuǎn)甲基作用和直接連接作用，均屬于無差錯修復(fù)。取代修復(fù)包括切除修復(fù)、重組修復(fù)和SOS修復(fù)，后二者(完整word版)分子生物學(xué)教案(整理版)屬于

46、有差錯傾向修復(fù)。(1)光復(fù)活：由光復(fù)活酶識別嘧啶二聚體并與之結(jié)合形成復(fù)合物，在可見光照射下，酶獲得能量，將嘧啶二聚體的丁酰環(huán)打開，使之完全修復(fù)。（2）轉(zhuǎn)甲基作用：在轉(zhuǎn)甲基酶的催化下，將DNA上的被修飾的甲基去除.此時，轉(zhuǎn)甲基酶自身被甲基化而失活。(3）直接連接：DNA斷裂形成的缺口,可以在DNA連接酶的催化下，直接進(jìn)行連接而封閉缺口.（4）切除修復(fù)：這種修復(fù)機(jī)制可適用于多種DNA損傷的修復(fù)。該修復(fù)機(jī)制可以分別由兩種不同的酶來發(fā)動，一種是核酸內(nèi)切酶，另一種是DNA糖苷酶。特異性的核酸內(nèi)切酶（如原核中的UvrA、UvrB和UvrC）或DNA糖苷酶識別DNA受損傷的部位,并在該部位的5端作一切口；由

47、核酸外切酶（或DNA聚合酶）從53端逐一切除損傷的單鏈;在DNA聚合酶的催化下,以互補(bǔ)鏈為模板，合成新的單鏈片段以填補(bǔ)缺口；由DNA連接酶催化連接片段，封閉缺口。（5）錯配修復(fù)：根據(jù)復(fù)制叉上DNA甲基化程度,切除尚未甲基化的子代鏈上的錯配堿基,通過一個酶系統(tǒng)修復(fù)DNA錯配的堿基。（6）重組修復(fù):DNA復(fù)制時,損傷部位導(dǎo)致子鏈DNA合成障礙,形成空缺；此空缺誘導(dǎo)產(chǎn)生重組酶（重組蛋白RecA），該酶與空缺區(qū)結(jié)合，并催化子鏈空缺與對側(cè)親鏈進(jìn)行重組交換；對側(cè)親鏈產(chǎn)生的空缺以互補(bǔ)的子鏈為模板,在DNA聚合酶和連接酶的催化下，重新修復(fù)缺口；親鏈上的損傷部位繼續(xù)保留或以切除修復(fù)方式加以修復(fù)。(7)SOS修復(fù)

48、：這是一種在DNA分子受到較大范圍損傷并且使復(fù)制受到抑制時出現(xiàn)的修復(fù)機(jī)制，為求得生存而出現(xiàn)的應(yīng)急效應(yīng)。SOS反應(yīng)能誘導(dǎo)切除和重組修復(fù)中有關(guān)的酶和蛋白質(zhì)的產(chǎn)生，加強(qiáng)切除和重組修復(fù)的能力。SOS反應(yīng)還能誘導(dǎo)產(chǎn)生缺乏校對功能的DNA聚合酶，能在DNA損傷部位進(jìn)行復(fù)制而避免了死亡，卻帶來很高的變異率，在某種情況下允許錯配，以增加存活的機(jī)會。是原核和真核生物在不利環(huán)境中求得生存的一種基本功能。三、DNA的反轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄又稱逆轉(zhuǎn)錄，指遺傳信息從RNA流向DNA。是RNA指導(dǎo)下的DNA合成過程，即以RNA為模板,四種dNTP為原料，合成與RNA互補(bǔ)的DNA單鏈，催化這一過程的酶稱反轉(zhuǎn)錄酶，RNA病毒中都含有此

49、酶。(完整word版)分子生物學(xué)教案(整理版)1反轉(zhuǎn)錄酶:屬RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶，具有三種酶活性，即RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶,RNA酶,DNA指導(dǎo)的DNA聚合酶。在分子生物學(xué)技術(shù)中，作為重要的工具酶被廣泛用于建立基因文庫、獲得目的基因等工作.2合成過程；RNA為模板，在反轉(zhuǎn)錄酶的催化下，合成與RNA互補(bǔ)的DNA單鏈，形成雜化雙鏈，反轉(zhuǎn)錄酶將其中RNA鏈水解,在以互補(bǔ)的DNA鏈為模板,合成雙鏈DNA.3反轉(zhuǎn)錄方向:53。第四章RNA的生物合成（轉(zhuǎn)錄)與加工（6學(xué)時）本章重點轉(zhuǎn)錄的反應(yīng)體系，原核生物RNA聚合酶和真核生物中的RNA聚合酶的特點,RNA的轉(zhuǎn)錄過程大體可分為起始、延長、終止三個階段

50、。真核RNA的轉(zhuǎn)錄后加工，包括各種RNA前體的加工過程.本章難點:RNA的轉(zhuǎn)錄起始；mRNA的拼接?；疽c轉(zhuǎn)錄模板的不對稱性及命名，原核生物及真核生物的轉(zhuǎn)錄起始，真核生物的轉(zhuǎn)錄終止，mRNA前體的剪接機(jī)制（套索的形成及剪接），第、類和第類內(nèi)含子的剪接過程，四膜蟲rRNA前體的加工，核酶的作用機(jī)理。一、RNA轉(zhuǎn)錄合成的特點：在RNA聚合酶的催化下，以一段DNA鏈為模板合成RNA，從而將DNA所攜帶的遺傳信息傳遞給RNA的過程稱為轉(zhuǎn)錄。經(jīng)轉(zhuǎn)錄生成的RNA有多種，主要的是rRNA，tRNA，mRNA，snRNA和HnRNA。1轉(zhuǎn)錄的不對稱性：指以雙鏈DNA中的一條鏈作為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，從而將遺傳信息

51、由DNA傳遞給RNA.對于不同的基因來說，其轉(zhuǎn)錄信息可以存在于兩條不同的DNA鏈上.能夠轉(zhuǎn)錄RNA的那條DNA鏈稱為有意義鏈(模板鏈），而與之互補(bǔ)的另一條DNA鏈稱為反意義鏈（編碼鏈）.(完整word版)分子生物學(xué)教案(整理版)2轉(zhuǎn)錄的連續(xù)性：RNA轉(zhuǎn)錄合成時，在RNA聚合酶的催化下，連續(xù)合成一段RNA鏈，各條RNA鏈之間無需再進(jìn)行連接.3轉(zhuǎn)錄的單向性：RNA轉(zhuǎn)錄合成時,只能向一個方向進(jìn)行聚合，RNA鏈的合成方向為53。4有特定的起始和終止位點：RNA轉(zhuǎn)錄合成時，只能以DNA分子中的某一段作為模板，故存在特定的起始位點和特定的終止位點.二、RNA轉(zhuǎn)錄合成的條件1底物：四種核糖核苷酸，即ATP，

52、GTP,CTP,UTP。2模板：以一段單鏈DNA作為模板。3RNA聚合酶（DDRP）：RNA聚合酶在單鏈DNA模板以及四種核糖核苷酸存在的條件下,不需要引物,即可從53聚合RNA.原核生物中的RNA聚合酶全酶由五個亞基構(gòu)成，即2。亞基與轉(zhuǎn)錄起始點的識別有關(guān)，而在轉(zhuǎn)錄合成開始后被釋放，余下的部分(2）被稱為核心酶，與RNA鏈的聚合有關(guān)。真核生物中的RNA聚合酶分為三種：RNApol存在于核仁，對鵝膏蕈堿不敏感，用于合成rRNA前體;RNApol存在于核基質(zhì)，對-鵝膏蕈堿極敏感，用于合成HnRNA；RNApol存在于核基質(zhì)，對鵝膏蕈堿敏感，用于合成tRNA前體、snRNA及5SrRNA.4終止因子

53、蛋白：這是一種六聚體的蛋白質(zhì),能識別終止信號,并能與RNA緊密結(jié)合，導(dǎo)致RNA的釋放。5激活因子：降解產(chǎn)物基因激活蛋白(CAP)，又稱為cAMP受體蛋白（CRP)，是一種二聚體蛋白質(zhì)。該蛋白與cAMP結(jié)合后，刺激RNA聚合酶與起始部位結(jié)合，從而起始轉(zhuǎn)錄過程。三、RNA轉(zhuǎn)錄合成的基本過程1識別：RNA聚合酶中的因子識別轉(zhuǎn)錄起始點，并促使核心酶結(jié)合形成全酶復(fù)合物。位于基因上游，與RNA聚合酶識別、結(jié)合并起始轉(zhuǎn)錄有關(guān)的一些DNA順序稱為啟動子。在原核生物中的啟動子通常長約60bp，存在兩段帶共性的順序，即5TTGACA-3和5TATAATG-3，其中富含TA的順序被稱為Pribnow盒。真核生物的啟

54、動子中也存在一(完整word版)分子生物學(xué)教案(整理版)段富含TA的順序，被稱為Hogness盒或TATA盒.2起始:RNA聚合酶全酶促使局部雙鏈解開,并催化ATP或GTP與另外一個三磷酸核苷聚合，形成第一個3,5-磷酸二酯鍵。3延長：因子從全酶上脫離，余下的核心酶繼續(xù)沿DNA鏈移動，按照堿基互補(bǔ)原則，不斷聚合RNA。4終止:RNA轉(zhuǎn)錄合成的終止機(jī)制有兩種.自動終止：模板DNA鏈在接近轉(zhuǎn)錄終止點處存在相連的富含GC和AT的區(qū)域，使RNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物形成寡聚U及發(fā)夾形的二級結(jié)構(gòu)，引起RNA聚合酶變構(gòu)及移動停止，導(dǎo)致RNA轉(zhuǎn)錄的終止。依賴輔助因子的終止:由終止因子（蛋白）識別特異的終止信號，并促使RN

55、A的釋放。四、真核生物RNA轉(zhuǎn)錄后的加工修飾1mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工加帽:即在mRNA的5-端加上m7GTP的結(jié)構(gòu)。此過程發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)，即對HnRNA進(jìn)行加帽。加工過程首先是在磷酸酶的作用下，將5-端的磷酸基水解，然后再加上鳥苷三磷酸，形成GpppN的結(jié)構(gòu)，再對G進(jìn)行甲基化.加尾:這一過程也是細(xì)胞核內(nèi)完成，首先由核酸外切酶切去3端一些過剩的核苷酸,然后再加入polyA。剪接:真核生物中的結(jié)構(gòu)基因基本上都是斷裂基因。結(jié)構(gòu)基因中能夠指導(dǎo)多肽鏈合成的編碼順序被稱為外顯子,而不能指導(dǎo)多肽鏈合成的非編碼順序就被稱為內(nèi)含子。真核生物HnRNA的剪接一般需snRNA參與構(gòu)成的核蛋白體參加，通過形成套索狀結(jié)構(gòu)

56、而將內(nèi)含子切除掉.基本概念外顯子:定義為斷裂基因上及其轉(zhuǎn)錄初級產(chǎn)物上可表達(dá)的序列?；蜣D(zhuǎn)錄初級產(chǎn)物上通過拼接作用而保留于成熟的RNA中的核苷酸序列或基因中與成熟RNA相對應(yīng)的DNA序列內(nèi)含子：早期定義為核酸上的非編碼序列。隨著內(nèi)含子功能的被拓寬，建議用轉(zhuǎn)錄初級產(chǎn)物上通過拼接作用而被去除的RNA序列或基因中與這種RNA序列相對應(yīng)的DNA序列”較全面。拼接體：由snRNA和蛋白質(zhì)組成的核糖核酸蛋白(核蛋白)復(fù)合物.其功能是結(jié)合內(nèi)含子兩端的邊界序列，協(xié)助RNA的剪接加工。(完整word版)分子生物學(xué)教案(整理版)核酶（ribozyme）:具有催化功能（酶的作用）的RNA分子。核酶能起作用的結(jié)構(gòu)，至少含

57、有3個莖(RNA分子內(nèi)配對形成的局部雙鏈），1至3個環(huán)(RNA分子局部雙鏈鼓出的單鏈）和至少有13個一致性的堿基位點。內(nèi)部甲基化：由甲基化酶催化，對某些堿基進(jìn)行甲基化處理。2tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工主要加工方式是切斷和堿基修飾。3rRNA的轉(zhuǎn)錄后加工主要加工方式是切斷.第五章蛋白質(zhì)的生物合成（翻譯）與轉(zhuǎn)運（3學(xué)時）本章重點蛋白質(zhì)合成的反應(yīng)體系、三種RNA在翻譯中的作用、蛋白質(zhì)合成過程可分為起始、延長、終止三個階段。原核生物翻譯起始與真核生物的區(qū)別。肽鏈合成后的加工修飾。蛋白質(zhì)的定位。本章難點遺傳密碼的特性、翻譯起始復(fù)合物的形成、肽鏈延長階段的三個步驟、蛋白質(zhì)靶向輸送?；疽c(完整word版)分子

58、生物學(xué)教案(整理版)蛋白質(zhì)的生物合成過程，就是將DNA傳遞給mRNA的遺傳信息,再具體的解譯為蛋白質(zhì)中氨基酸排列順序的過程，這一過程被稱為翻譯（translation)。參與蛋白質(zhì)生物合成的各種因素構(gòu)成了蛋白質(zhì)合成體系，該體系包括：1。mRNA：作為指導(dǎo)蛋白質(zhì)生物合成的模板。mRNA中每三個相鄰的核苷酸組成三聯(lián)體，代表一個氨基酸的信息，此三聯(lián)體就稱為密碼。共有64種不同的密碼。遺傳密碼具有以下特點：連續(xù)性；簡并性；通用性；方向性；擺動性;起始密碼：AUG；終止密碼：UAA、UAG、UGA。2。tRNA：在氨基酸t(yī)RNA合成酶催化下,特定的tRNA可與相應(yīng)的氨基酸結(jié)合，生成氨基酰tRNA，從而攜

59、帶氨基酸參與蛋白質(zhì)的生物合成。tRNA反密碼環(huán)中部的三個核苷酸構(gòu)成三聯(lián)體，可以識別mRNA上相應(yīng)的密碼，此三聯(lián)體就稱為反密碼。反密碼對密碼的識別，通常也是根據(jù)堿基互補(bǔ)原則，即AU,G-C配對。但反密碼的第一個核苷酸與第三核苷酸之間的配對，并不嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)原則，這種配對稱為不穩(wěn)定配對。能夠識別mRNA中5端起動密碼AUG的tRNA稱為啟使tRNA。在原核生物中，啟使tRNA是tRNAfmet；而在真核生物中，啟使tRNA是tRNAmet。3rRNA和核蛋白體原核生物中的核蛋白體大小為70S，可分為30S小亞基和50S大亞基。真核生物中的核蛋白體大小為80S，也分為40S小亞基和60S大亞基。

60、核蛋白體的大、小亞基分別有不同的功能：小亞基：可與mRNA、GTP和起動tRNA結(jié)合。大亞基：具有兩個不同的tRNA結(jié)合點。A位受位或氨?；?可與新進(jìn)入的氨基酰tRNA結(jié)合；P位給位或肽酰基位，可與延伸中的肽酰基tRNA結(jié)合。具有轉(zhuǎn)肽酶活性。在蛋白質(zhì)生物合成過程中，常常由若干核蛋白體結(jié)合在同一mRNA分子上，同時進(jìn)行翻譯.由若干核蛋白體結(jié)合在一條mRNA上同時進(jìn)行多肽鏈的翻譯所形成的念球狀結(jié)構(gòu)稱為多核蛋白體.4起動因子（IF）是一些與多肽鏈合成起動有關(guān)的蛋白因子。原核生物中存在3種起動因子，分別稱為IF13。(完整word版)分子生物學(xué)教案(整理版)在真核生物中存在9種起動因子(eIF）。其