现代分子生物学重点.doc

第 PAGE 1 页 共 NUMPAGES 11 页 现代分子生物学 第一章 DNA的发现： 1928年，英国Griffith的体内转化实验 1944年，Avery的体外转化实验 1952年，Hershey和Chase的噬菌体转导实验 分子生物学主要研究内容（p11） DNA的重组技术 基因表达调控研究 生物大分子的结构功能研究——结构分子生物学 基因组，功能基因组与生物信息学研究 第二章 DNA RNA组成 脱氧核糖核酸 A T G C 核糖核酸 A U G C 原核生物DNA的主要特征 ①一般只有一条染色体且带有单拷贝基因； ②整个染色体DNA几乎全部由功能基因与调控序列组成； ③几乎每个基因序列都与它所编码的蛋白质序列呈线性对应状态。 染色体作为遗传物质的特点： （1）分子结构相对稳定（贮存遗传信息） （2）通过自我复制使前后代保持连续性（传递遗传信息） （3）通过指导蛋白质合成控制生物状态（表达遗传信息） （4）引起生物遗传的变异（改变遗传信息） C值以及C值反常 C值 单倍体基因组DNA的总量 C值反常 C值往往与种系进化的复杂程度不一致，某些低等生物却有较大的C值。如果这些DNA都是编码蛋白质的功能基因，那么，很难想象在两个相近的物种中，他们的基因数目会相差100倍，由此推断，许多DNA序列可能不编码蛋白质，是没有生理功能的。 DNA的中度重复序列，高度重复序列 中度 各种rRNA，tRNA以及某些结构基因如组蛋白基因都属于这一类 高度 卫星DNA 核小体 是由H2A H2B H3 H4 各2分子生成的八聚体和约200bp的DNA构成的，H1在核小体外面。 真核生物基因组的结构特点 ①基因组庞大； ②大量重复序列； ③大部分为非编码序列，90％以上； ④转录产物为单顺反子； ⑤断裂基因； ⑥大量的顺式作用元件； ⑦DNA多态性：SNP和串联重复序列多态性； ⑧端粒（telomere）结构。 DNA的一级结构，二级结构 一级机构 指构成核酸的四种基本组成单位--脱氧核糖核苷酸(核苷酸)的连接和排列顺序，表示了该DNA分子的化学组成。 DNA一级结构基本特点 ① DNA由2条相互平行的脱氧核苷酸盘绕而成； ② DNA分子中的脱氧核糖和磷酸连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基排在内侧； ③ 两条链的碱基按照碱基互补配对原则通过氢键结合形成碱基对。 DNA的二级结构 定义：指两条脱氧多核苷酸链反向平行盘绕所组成的双螺旋结构。 两条相同、反向结合、碱基互补配对、氢键 分类：根据DNA双螺旋结构螺距和旋转方向不同，可以分为B-DNA,A-DNA,Z-DNA等 半保留复制： DNA在复制前氢键断裂，双螺旋解旋并分开，每一条作为合成新链的模板，按碱基配对的规则产生互补的两条链。因此子代DNA双链中一条是原来的链，另一条是新合成的。 复制子（replicon）:DNA复制时，并不是整条链全部打开，而是在复制的局部将链打开，形成复制单位。即从起始位点到终止位点的全部DNA。 复制叉（replication fork）：DNA分子在复制时，在复制起始位点两条链解开成单链，各自作为模板合成互补链，所以这个复制起点呈现叉子的形式。 环状DNA的复制 ⑴ θ型 ⑵ 滚环型（rolling cycle） ⑶ D-环型（D-loop） 原核生物DNA复制的特点： 最小复制起始位点：一段245bp的序列，3个13聚体的回文结构＋4个9聚体的重复序列（复制起始蛋白结合位点）。 原核DNA复制的过程： 1、DNA双螺旋的解旋 ⑴解旋酶（helicase）：dnaB编码的DnaB，通过水解ATP获得能量，沿5’→3’方向解开DNA双链。（Rep 3’→5’） ⑵单链DNA结合蛋白（SSB）：能结合并覆盖在单链DNA上，防止解开的DNA单链被酶降解以及重新结合成双链，以保持单链的存在。原核生物SSB具“协同作用”。 ⑶DNA拓扑异构酶（DNA topoisomerase）：催化DNA断裂和重新连接。 2、DNA复制的引发 引发酶：引物合成。DNA聚合酶不能引发DNA新生链的合成，先由引发酶催化合成RNA引物，DNA聚合酶再从RNA引物3’端开始合成新的DNA链。 后随链：引发前体（6种蛋白组成）＋引发酶组成引发体，发挥功效。 3、冈崎片段与半不连续复制 半不连续复制（semidiscontinuous replication）： DNA复制时其中一条子链的合成是连续的，而另一条子链的合成是不连续的，故称半不连续复制。 DNA复制时，DNA聚合酶合成方向都是5’→3’方向延伸。