第八章 分子生物学学习指南汇总.pdf

Introduction 一、分子生物学的概念 广义：分子生物学是一门在分子水平上研究生命现象、阐明生命本质的学科。 狭义：分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能，并从分子水平上阐述核酸与蛋 白质、蛋白质与蛋白质之间相互作用的关系的学科。 二、分子生物学的发展简史 历届诺贝尔生理、医学、化学奖，及分子生物学发展的里程碑事件。 三、分子生物学的研究内容 1、生物大分子结构与功能 2 、基因的表达调控 3、细胞信号转导 4 、DNA 重组技术 四、 分子生物学的发展趋势 1、功能基因组学研究 2 、转录组学研究 3、蛋白质组学研究 4 、代谢组学研究 5、生物信息学研究 问答题： 1. 2012 诺贝尔的医学与化学奖分别授予了多能干细胞以及G 蛋白偶联受体工作，就你目前所学的扩展知识对其中一种 进行论述。 2. 分子生物学主要研究哪4 个方面？ Section C：核酸的性质 本章基本内容 重点、难点：核酸的结构、性质 一、核酸结构 核酸是由核糖、碱基（嘌呤和嘧啶）、磷酸构成。碱基与核糖构成核苷，核苷与磷酸形成5’-核苷酸。 碱基是含有N 原子的嘌呤或嘧啶的衍生物。 核酸有两类：⑴DNA （脱氧核糖核酸）：由脱氧核糖、碱基（A、G、C 、T）、磷酸形成的 5’-脱氧 核苷酸构成。⑵RNA （核糖核酸）：由核糖、碱基（A、G、C 、U ）、磷酸形成的5’-核苷酸构成。 自然界的核苷酸多为核苷-5 ’-磷酸。核苷酸有核苷单磷酸、核苷二磷酸和核苷三磷酸，分别用NMP （rNMP ）、NDP （rNDP ）和NTP （rNTP ）表示；脱氧核苷单磷酸、脱氧核苷二磷酸和脱氧核苷三磷酸 分别用dNMP 、dNDP 、dNTP 表示。 在DNA 和RNA 分子中，核苷酸之间以3’，5’-磷酸二酯键连接形成长链大分子。核酸分子都有游 离的5’端和游离3’端。 核酸序列从左到右按5’端向3’端方向书写核酸的碱基序列，其中的核苷酸用单个碱基字母A、G 、 C 、T 或U 代表。 DNA 双螺旋： 1 / 54 1.1953 年沃森和克里克提出两条DNA 分子相互缠绕形成右手双螺旋，螺旋有大沟和小沟 2.戊糖-磷酸骨架位于分子外侧，双链间对应碱基靠氢键形成碱基对，其中A 与T 配对（2 个氢键）， G 与C 配对（3 个氢键）。 3.双螺旋的每一匝螺旋含约10 个碱基对。两条链反向平行排列。双螺旋的两条链为互补链，任意一 条链的序列可确定另条链的序列，它暗示出DNA 复制和转录的分子机制。 DNA 二级结构：DNA 二级结构主要是各种形式的螺旋，特别是B 型双螺旋，此外还有A 型双螺旋、 Z 型双螺旋和三链螺旋等。沃森和克里克提出的为B-DNA 结构，是适用于所有DNA 的稳定形式，碱基 对与螺旋轴垂直，每匝10bp 碱基对，有一条主沟和一条小沟。低温条件下，DNA 可被诱导形成A 型螺 旋。A 型与B 型一样均为右手螺旋，但较宽而紧密，碱基对倾斜于螺旋轴，每匝为 11 个碱基对，A 型 的主要意义在于它是RNA 及RNA 与DNA 杂合体的主要形式。在单一交替的嘧啶-嘌呤序列的合成双链 DNA 中，形成左旋Z-DNA，它有Z 字型外观，每匝 12 碱基对，嘌呤核苷酸形成顺式构象。三链螺旋 结构即H-DNA，它是DNA 的非标准二级结构，其形成需要至少DNA 的一条链全部由嘌呤核苷酸组成。 DNA 的三级结构为超螺旋，分为正超螺旋和负超螺旋，其中正超螺旋为左手超螺旋，因DNA 双螺 旋过度缠绕引起，负超螺旋为右手超螺旋，因DNA 双螺旋缠绕不足引起。负超螺旋DNA 很容易解链， 故有利于DNA 的复制、重组和转录。 闭环DNA：大多DNA 为闭环双链，两条链相互缠绕，缠绕的数目称为连接数（Lk) 。分子中没有 游离断。 超螺旋是DNA 双链轴线的高度卷曲，如果扭曲方向与双螺旋方向相同，为正超螺旋，反之为负超 螺旋。几乎所有细胞中的DNA 都是负超螺旋。超螺旋的水平可以用连接数的变化（△Lk ）来衡量，如 负超螺旋约6 圈超螺旋/100 圈双螺旋，表示为△Lk/Lk0= －0.06 。 拓扑异构体碱基顺序相同但连接数不同的DNA 分子称为拓扑异构体。