SECTIONC核酸的性質(zhì)C1核酸的結(jié)構(gòu)C2化學和物理特征C3光譜學和熱力學Phosphodiesterbond

磷酸二酯鍵一級結(jié)構(gòu):5’end:alwayshasattachedphosphategroups3’end:freehydroxyl(-OH)groupC1核酸的結(jié)構(gòu)DNA和RNA的區(qū)別:l

核糖l

堿基l

單/雙鏈l

數(shù)量和長度l

穩(wěn)定性穩(wěn)定核酸的主要作用力氫鍵2.堿基堆積力C2化學和物理特征3.磷酸基團的靜電斥力

核酸變性的方法1、極端pH2、高溫3、變性劑C3光譜學和熱力學UVabsorption:

（紫外吸收）ThewavelengthofmaximumabsorptionbybothDNAandRNAis260nm(lmax=260nm)2.Hypochromicity（減色效應(yīng)）dsDNA,ssDNA/RNA,nucleotide

3.Meltingtemperature（熔解溫度，Tm）:DNA變性一半時所對應(yīng)的溫度。與GC含量成正比。4.Denaturation（變性）:DNA由規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閱捂湣o規(guī)則線團結(jié)構(gòu)的過程雜交類型目標探針應(yīng)用SouthernDNADNAorRNAmappinggenomic

estimatinggenenumbers,etcNorthernRNADNAorRNARNAsizesandabundance(geneexpressionlevel)WesternProteinAntibodiesproteinsizeandabundance(geneexpressionlevel)核酸的分子雜交（Hybridization）ProkaryoticandeukaryoticchromosomestructureD4 GenomeComplexity(基因組的復雜性)

持家基因（Housekeepinggenes）：生物體內(nèi)所有細胞都共同表達的基因。

奢侈基因（Luxurygenes）：生物體內(nèi)特定細胞中所表達的特異功能的基因。C值矛盾（C-valueparadox)

：指真核生物中DNA含量與生物進化中所處的地位相矛盾的現(xiàn)象。D4-4UniquesequenceDNA—1-10拷貝(單一序列DNA—結(jié)構(gòu)基因)D4-5moderately

RepetitiveDNA-10-10000拷貝(中度重復序列DNA—rDNA,tDNA,組蛋白)D4-6HighlyrepetitiveDNA(高度重復序列DNA—衛(wèi)星DNA（SatelliteDNA

）)

基因簇（genecluster）：是指兩個或多個相關(guān)或相同的基因成串排列在一起的結(jié)構(gòu)。SectionEDNA復制DNA在復制時，以親代DNA的每一條鏈作模板，合成完全相同的兩個雙鏈子代DNA，每個子代DNA中都含有一條親代DNA鏈，這種方式稱為DNA的半保留復制

DNA復制過程中有一條鏈是連續(xù)復制的,而另一條鏈是首先合成較短的片段,再由DNA連接酶連成大分子DNA,這種復制方式稱為半不連續(xù)復制(Semi-discontinuousreplication)。

前導鏈(leadingtrand)

：DNA復制時，一條鏈是按5’→3’方向（與復制叉前移動的方向一致）連續(xù)合成的。后隨鏈(laggingtrand)

：另外一條鏈的合成是不連續(xù)的，先按5’→3’方向（與復制叉向前移動的方向相反）合成若干短片段，再通過酶的作用將這些短片段連接起來。岡崎片段(Okazakifragment)在DNA復制過程中,有一條鏈是首先合成較短的DNA片段,這些短的DNA片段稱為岡崎片段。大約20個DnaA蛋白在ATP的作用下與oriC處的4個9bp保守序列相結(jié)合2-2:

復制起始在HU蛋白和ATP的共同作用下,DNA復制起始復合物使3個13bp直接重復序列變性,形成開鏈解旋酶（DnaB）六聚體分別與單鏈DNA相結(jié)合(需DnaC幫助),進一步解開DNA雙鏈延伸過程中滯后鏈的合成分4個步驟：①滯后鏈形成回環(huán)，聚合酶異二聚體中的一個亞基單位和引物合成酶與滯后鏈結(jié)合。②5’→3’方向合成引物③在RNA引物3’-OH端合成子鏈④岡崎片段合成，聚合酶的行進受阻，聚合酶和引物合成酶尋找新的結(jié)合位點。Elongation:laggingstrandreplication

PolymeraseIIIholoenzyme(DNApolIII)DNApolI(5’3’exonulcleaseactivity)DNApolI(5’3’polymeraseactivity)DNAligase

原核生物中的三種DNA聚合酶

原核與真核DNA復制的比較

a.復制起點（單、多）

b.復制叉移動的速度ProkaryoticDNA:900bp/sEukaryoticDNA:30bp/sc.岡崎片段的大小ProkaryoticDNA:1000-2000ntEukaryoticDNA:100-200ntd.復制周期的重疊與否：真核生物染色體在全部復制完之前,各個起始點不再重新開始DNA復制；而在原核生物中，復制起點可以連續(xù)開始新的復制(多復制叉)e.DNA聚合酶SECTIONF

DNA損失，修復和重組Transition—轉(zhuǎn)換:AG TC

Transversion—顛換: ATorC TAorG

GTorC CAorGPointmutation–點突變(asinglebasechange)NoncodingDNANonregulatoryDNA3rdpositionofacodonSilentmutation(沉默/同義突變)CodingDNA

alteredAAMissensemutation

錯義突變Phenotypic（表型）effectsNoCodingDNA

stopcodontruncated（截短的

）proteinNonsensemutation

無義突變EffectsofapointmutationF1MutaagenesisYesorNoYesFrameshiftmutations--移碼突變TheORFofaproteinencodedgeneischangedsothattheC-terminalsideofthemutationiscompletelychanged.F1MutaagenesisDNAdamage,repair&recombinationF3

DNArepairDirectreversal(直接修復):

Photoreactivation(光復活)Alkyltransferase(烷基轉(zhuǎn)移酶)Excisionrepair(切除修復)Mismatchrepair(錯配修復)Recombinativerepair(重組修復)

SOSrepair(SOS修復)F4-1Homologousrecombination(同源重組）

霍利迪結(jié)構(gòu)(HollidayStructure)：它是DNA重組過程中的一個中間體，重組時兩個DNA雙鏈體以四股DNA在連結(jié)點形成的十字形DNA分子構(gòu)象。

分支遷移（Branchmigration）：一旦兩個重組的DNA分子形成霍利迪結(jié)構(gòu)，交叉連接點很容易像拉鏈一樣移動，從而擴大異源雙鏈的區(qū)域，這一過程叫分支遷移。

RecA蛋白：可誘發(fā)SOS反應(yīng)和促進DNA單鏈的同化

RecBCD核酸酶：

RecBCD蛋白具有DNA解螺旋酶、核酸內(nèi)切酶和外切酶的活性。它可以幫助有游離末端的DNA形成單鏈DNA片段，從而有利于RecA蛋白作用。

轉(zhuǎn)座(Transposition)：指一個轉(zhuǎn)座子由基因組的一個位置轉(zhuǎn)移到另一個位置的過程。轉(zhuǎn)座子(元)或轉(zhuǎn)座元件（

transposon

）：指存在于染色體DNA上可移位的基本單位，它們可以直接從基因組的一個位置移到另一個位置。

F4-3轉(zhuǎn)座2、轉(zhuǎn)座子結(jié)構(gòu)特點：

a、兩端存在末端重復序列。

b、內(nèi)部含有開放閱讀框，它能編碼轉(zhuǎn)座酶，其功能可促進轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座

c、受體DNA上有很短的靶序列，由于轉(zhuǎn)座子的插入使其形成正向重復序列。靶序列的長短具有特異性。3、原核生物轉(zhuǎn)座子類型

①插入序列(InsertionsequencesIS)

②復合式轉(zhuǎn)座子（compositeelement/compositetransposon）

③Tn/TnAfamily—家族

玉米中的轉(zhuǎn)座子（控制因子）

Ac--

DsA、自主性因子：可自我剪接和轉(zhuǎn)座B、非自主性因子：單獨存在時穩(wěn)定，當存在同家族的自主性因子時，才具備轉(zhuǎn)座功能thesensestrand--有義鏈(codingstrand—編碼鏈).antisensestrand–無義鏈(templatestrand—模板鏈).SectionK:原核生物的轉(zhuǎn)錄E.coliRNA聚合酶Bothinitiation&elongationInitiationonly36.5KD36.5KD151KD155KD11KD70KDσ因子:

在RNA合成的起始中具有關(guān)鍵作用，主要是識別啟動子并引導聚合酶穩(wěn)定結(jié)合在啟動子上。

σ因子可識別模板鏈；σ因子只參與轉(zhuǎn)錄的起始。

啟動子的共同順序

對100多種啟動子的順序進行了比較，發(fā)現(xiàn)在RNA合成開始位點的上游大約10bp和35bp處有兩個共同的順序，稱為-10和-35序列。這兩個序列的特征如下：

-10區(qū)：T89A89T50A65A65T

（-10序列）

-35區(qū)：T85T83G81A61C69A52（-35序列）

啟動子（Promoter

）是指能被RNA聚合酶識別、結(jié)合并啟動基因轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列。

-35序列是RNA聚合酶全酶的識別位點，對全酶有很高的親和性。

-35序列-10序列之間的間隔距離通常是17bp

-10序列又稱為Pribnow盒，或TATA盒，是RNA聚合酶全酶的緊密結(jié)合位點，是啟動子的關(guān)鍵部位。

RNA聚合酶的結(jié)合，誘導了富含AT的-10序列的雙鏈的解開，形成啟動子復合物，開始轉(zhuǎn)錄RNA。

原核RNA轉(zhuǎn)錄合成的基本過程

1、起始（RNA聚合酶與啟動子的識別結(jié)合）

2、延伸

3、轉(zhuǎn)錄的終止原核細胞中有兩類終止子：不依賴ρ因子的終止子（強終止子）；依賴ρ因子的終止子。

當移動至-10序列后，酶與DNA分子緊密結(jié)合，此時發(fā)生局部解鏈，形成開放型的啟動子復合物。

RNA聚合酶全酶與DNA結(jié)合，搜尋啟動子，與-35序列結(jié)合，形成封閉的啟動子復合物。

此時第一個底物NTP進入起始位點，形成三元復合物，當合成8-9個核苷酸后，σ因子脫落，進入延伸階段。轉(zhuǎn)錄的起始（transcriptioninitiation）RNA延伸K4Transcriptionprocess核苷酸不斷加到RNA鏈的3′-OH上，RNA鏈就延長。當酶從起始點往下游移動，解旋也隨酶一起進行。而原來部位則重新形成完整雙螺旋。①不依賴ρ因子的終止子（強終止子）終止子有兩個特征：

a.DNA順序有富含GC的自身對稱區(qū)，位于RNA3’端之前。

b.DNA模板鏈中有一串約4-6個A，轉(zhuǎn)錄為RNA3’端的多聚U。

②依賴ρ因子的終止子

ρ因子為六聚體蛋白,是一種RNA結(jié)合蛋白，能催化NTP的水解,并具有解旋酶活性，使新生RNA鏈從轉(zhuǎn)錄復合物中解離出來從而終止轉(zhuǎn)錄。依賴ρ的終止子同樣具有發(fā)夾結(jié)構(gòu),但其下游缺乏多聚A序列.Section

L:Regulation

ofTranscriptioninProkaryotes

操縱子（Operon）：指細菌基因表達和調(diào)控的單元，由功能上相關(guān)的基因形成一個轉(zhuǎn)錄單元，并有一組共同的控制位點。包括調(diào)節(jié)基因、啟動子、操縱序列和結(jié)構(gòu)基因等序列組成。在調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)沒有與目標序列結(jié)合時，基因表達；當調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)與目標序列結(jié)合時，基因表達被關(guān)閉，這種控制系統(tǒng)叫做負調(diào)控。在調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)沒有與目標序列結(jié)合時，基因是關(guān)閉的；當調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)與目標序列結(jié)合時，基因就被開啟，這種控制系統(tǒng)叫做正調(diào)控。lacIRegulatorygenelacZlacYlacADNAm-RNAβ

-GalactosidasePermeaseTransacetylaseProteinStructuralGenescontrolelementsPlacIPlacOlac

L1-1TheLactoseOperon酶位置轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物相對活性對α-鵝膏蕈堿的敏感性RNA聚合酶Ⅰ核仁rRNA50-70%不敏感RNA聚合酶Ⅱ核質(zhì)hnRNA20-40%敏感RNA聚合酶Ⅲ核質(zhì)tRNA約10%存在物種特異性真核細胞的三種RNA聚合酶特征比較SectionM

TranscriptioninEukaryotesM4-2.Promoters1、TATAbox

：5’-TATA(A/T)A(A/T)-3’.作用M4.RNAPolII2、Upstreamregulatoryelements(URE)SP1boxandCCAATbox,playsanimportantroleinensuringefficienttranscription.

在真核生物中，有些基因的啟動子遠上游區(qū)域可大大增強啟動子的活性，這一調(diào)控元件稱為增強子(Enhancer)。SectionN

RegulationoftranscriptionineukaryotesA、基因丟失（genelose）

B、基因擴增（geneamplification）

真核生物DNA水平的調(diào)控

C、基因重排（generearrangement）

D、DNA甲基化（DNAmethylation）

主要形成5-甲基胞嘧啶、N6-甲基腺嘌呤和7-甲基鳥嘌呤真核生物轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控一、順式作用元件（cis-actingelement）影響自身基因表達活性的非編碼DNA序列。例：啟動子、增強子、沉默子等二、反式作用因子（trans-actingfactor）

能直接或間接地識別或結(jié)合DNA調(diào)控序列，參與基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的蛋白質(zhì)因子。

與DNA結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子大多以二聚體形式起作用，與DNA結(jié)合的功能域結(jié)構(gòu)常見有以幾種：

①螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋(HTH)②鋅指（zincfinger）

③堿性-亮氨酸拉鏈（basicleucinezipper，bZIP）

④堿性螺旋--環(huán)--螺旋（basichelix-loop-helix）

RNAPROCESSINGANDRNPsSectionOmRNA的加工和成熟包括四個方面：

①RNA的5’加帽

②RNA的3’端加ployA③RNA的剪接作用

④RNA的修飾作用

內(nèi)含子（Intron）:指不連續(xù)基因中不編碼的那部分序列,通常在RNA水平上剪接去除,位于編碼序列的外顯子之間.RNAsplicing:removalofintronsandjoiningofexonsSectionP

THEGENETICCODE

ANDtRNA

密碼（子）（Codons）：mRNA上每三個核苷酸翻譯成蛋白質(zhì)中的一個氨基酸，這三個核苷酸稱為密碼（子）。1.

Continuity（連續(xù)性）特征2.Degeneracy（簡并性）:由一種以上密碼子編碼同一個氨基酸的現(xiàn)象。3.Universality（通用性）andparticularity(特殊性)

4.

Wobble（擺動性)

---aaacceptorarm;---Dloop;---anti-codonloop;

---Tloop;------variablearm;34tRNA二級結(jié)構(gòu)核糖體的組成在單個核糖體上，可化分多個功能活性中心，在蛋白質(zhì)合成過程中各有專一的識別作用和功能?！駇RNA結(jié)合部位——小亞基●氨酰-tRNA結(jié)合部位（A位）——大亞基●肽酰tRNA位點（P位）——大亞基●形成肽鍵的部位（轉(zhuǎn)肽酶中心）——大亞基

蛋白質(zhì)合成Shine-DelgarnoelementSD序列：位于起始密碼子AUG上游的8-13個核苷酸有一段可受核糖體結(jié)合、保護并富含嘌呤的核苷酸序列，其保守序列為5‘-AGGAGG-3’，稱為S-D序列。（原核生物）真核mRNA5‘端序列真核mRNA5‘端都有m7GpppN帽子結(jié)構(gòu)，缺乏SD序列，帽子結(jié)構(gòu)有增強翻譯效率的作用；起始AUG旁側(cè)區(qū)域序列特點：

1）AUG上游的

3經(jīng)常是嘌呤，常常是A；

2）緊跟AUG的

4常常是G；

3）起始AUG序列種以ANNAUGGN的利用率為高；原核生物蛋白質(zhì)合成過程起始延伸終止IF2和GTP復合物結(jié)合到小亞基fMet-tRNA進入小亞基的P位點，密碼子配對。（IF-2只能和fMet-tRNA結(jié)合）帶有tRNA，mRNA和3個翻譯起始因子的小亞基復合物與50s大亞基結(jié)合，釋放翻譯起始因子。30Sinitiationcomplex30s小亞基與翻譯起始因子結(jié)合，通過S-D序列與mRNA結(jié)合。A、延伸的aa-tRNA與核糖體A位點結(jié)合（進位）。EF-Tu只能和f-Met-tRNA之外的其他AA-tRNA其反應(yīng)。C.移位

EF-G和GTP結(jié)合上來共同作用使肽酰tRNA從A位轉(zhuǎn)移到P位，這時，核糖體已向前移動了一個三聯(lián)體密碼子。B、肽鍵的形成（轉(zhuǎn)肽）在肽酰轉(zhuǎn)移酶的作用下將P位tRNA上的肽酰轉(zhuǎn)移到A位上的氨基上，使肽鏈延長一個氨基酸。終止在64個密碼子中，3個是終止密碼子。沒有aa--tRNA可以與終止密碼子對應(yīng)，終止密碼子完全是受蛋白因子識別的，這些蛋白質(zhì)因子叫釋放因子（releasefactor，RF）。

RF1：識別終止密碼子UAA和UAG

終止因子RF2：識別終止密碼子UAA和UGA

RF3：具GTP酶活性，刺激RF1和

RF2活性，協(xié)助肽鏈的釋放（原核生物）

原核生物與真核生物蛋白質(zhì)合成的區(qū)別：1、起始氨基酸：原核生物中的起始氨基酸是甲酰甲硫氨酸（fMet），真核生物是甲硫氨酸（Me