分子生物学复习提纲研讨.doc

分子生物学 复习提纲 免责声明：本资料仅供临床医学10级学习交流使用，基本覆盖上课重点。由于课程的特殊性，特列成专题形式，个专题中重复部分在相应专题中都会覆盖。凡应只使用本资料应试而造成的一切不良后果，均由使用者承担，本人不承担任何责任。 第一讲 基因表达调控（转录水平的调节是基因表达调控的关键） 分子生物学：是以生物大分子为研究对象，从分子水平去研究并解释一切生物学现象并在分子水平上改造和利用生物的一门新兴科学。 基因：编码RNA或蛋白质的全部核苷酸序列，包括结构基因和调控基因。 基因组：细胞或生物体中一套完整单倍体的遗传物质的总和，包括所有的基因和基因间区。 结构基因：编码RNA或蛋白质的核苷酸序列。（原核：多顺反子、无内含子；真核：单顺反子、有内含子） 转录单位：从启动子到转录终止子之间的DNA节段。 基因表达：是指DNA携带的遗传信息通过转录传递给RNA，mRNA通过翻译将基因的遗传信息在细胞内得以表达，合成具有生物功能的各种蛋白质的过程。 基因表达调控：是指对基因组中某一基因或一些功能相近的基因表达开启、关闭和表达强度的直接调节。 遗传密码：mRNA上按5’到3’方向排列的每三个核苷酸称遗传密码。 内含子：DNA或RNA中的非编码序列。 外显子：DNA或RNA中的编码序列。 多顺反子：一个结构基因转录产生一条mRNA ,编码几条功能相关的多肽链。 单顺反子：一个结构基因转录产生一条mRNA ,编码一条多肽链的生成。 启动子：是转录开始时RNA聚合酶识别、结合并开始转录起始所需的一段DNA序列。 终止子：提供转录终止信号的一段DNA序列。 增强子：能加强其上游或下游基因转录的DNA序列。 SD序列：mRNA5’端在起始密码子AUG 上游 3～11bP处，含A-G 短序列，容易与16S r RNA3’-端含U-C 序列互补配对，称为SD 序列，它对mRNA与核糖体的有效结合并翻译至关重要。 开放阅读框ORF：始于起始密码子并终于终止密码子的一串密码子所组成的核苷酸序列。 操纵子operon：是由一组功能相关的结构基因连同其上游的调控序列共同构成的一个转录单位，是原核生物转录调控的重要模式。 顺式作用元件：是指能够与蛋白质分子结合来激活或阻遏基因转录的DNA序列，包括正调控作用元件和负调控作用元件。顺式作用元件包括启动子、增强子、终止子、隔离子和沉默子。 反式作用因子：凡直接或间接与顺式作用元件相互作用并能调节基因转录活性的蛋白质因子，包括正调控 反式因子和负调控反式因子。RNA聚合酶是重要的反式作用因子。 1、基因的基本结构包括结构基因和调控基因。结构基因分为单顺反子和多顺反子。 原核生物为多顺反子，一个结构基因转录产生一条mRNA，一条mRNA编码几条功能相关的多肽链，无内含子。 真核生物为单顺反子，一个结构基因转录产生多条mRNA，一条mRNA编码一条功能相关的多肽链，有内含子。 真核基因组织结构特征：单顺反子、断裂基因、重复序列。 基因表达调控的主要环节是转录水平（最经济有效的调控）、翻译水平（SD序列）、翻译后水平。其中转录启动是控制基因表达最重要的环节。原核生物基因表达调控为操纵子模式；真核生物基因表达调控为染色质基因激活、转录和转录后加工、翻译和翻译后加工。 3、乳糖操纵子有正调控与负调控两种形式，正调控蛋白是CAP，其激活因子是cAMP；阻遏蛋白结合位点是操纵基因O，通过结合可抑制转录。 ★4、试述乳糖操纵子的调控模式： ⑴操纵子中各基因的作用即乳糖操纵子的结构： 操纵子是由一组功能相关的结构基因连同其上游的调控序列共同构成的一个转录单位，分为信息区和调控区。 ⅰ信息区即结构基因区Z——(-半乳糖苷酶、(-半乳糖苷通透酶和(-半乳糖苷乙酰转移酶三个结构基因； ⅱ调控区分为①调节基因R（编码调节蛋白）； ②启动子P（RNA聚合酶识别、结合并开始转录起始所需的一段DNA序列）； ③操纵基因O（转录开关，调节蛋白的结合位点）。 ⑵乳糖操纵子的负调控模式： ⅰ当无乳糖时，调节基因编码有活性的调节蛋白与操纵基因结合，阻止RNA聚合酶到达结构基因。因此，结构基因关闭，无转录产物； ⅱ当有乳糖时，小分子代谢产物作为变构效应剂与调节基因结合，使其发生变构，从而改变其活性，调节蛋白从有活性变为无活性，不能与操纵基因结合。因此，操纵基因开放，RNA聚合酶到达结构基因区使结构基因转录。 ⑶乳糖操纵子的正调控模式： 当葡萄糖含量降低时，cAMP含量增加，形成cAMP—CAP复合物，结合到CAP位点，促进结构基因的转录。 ⑷结论：要使乳糖操纵子模式结构基因高表达的条件是高