生物奥赛分子生物学.pptxVIP

生物奥赛分子生物学; 主要内容;广义：在分子水平理解生命现象的学科。 1. 生物化学：从化学角度解释生物分子（糖类、脂类、蛋白质、核酸及其他生物学分子）化学结构及其代谢途径的一门学科。从化学角度揭示生命现象的古老学科。 2.分子生物学：是在生物化学和经典遗传学基础上发展起来的一门新兴学科。以核酸（DNA和RNA）为研究对象，揭示基因的结构（染色体结构）、维持（ DNA复制、修复）和信息传递（转录和翻译）。 ;1.基因的概念;1857-1864年： 孟德尔经典遗传学规律：独立分配和自由组合规律。“遗传颗粒”—性状 。 1900年： 摩尔根 “遗传颗粒”定位在染色体上。 1909年： 丹麦科学家Johannsen “遗传颗粒” 命名为基因。 1944 年： 遗传物质为DNA。 1953年： DNA双螺旋结构的发现，分子生物学诞生。 1966年： 遗传密码子破译。 1972年： 基因工程的诞生及其后续的快速发展不但是分子生物学的结果而且大大促进了分子生物学的发展。 2000年 ：DNA 测序技术的发展获得模式生物和重要生物全基因组学列，分子生物学进入了后基因组和蛋白组时代，重点解决‘蛋白-RNA-DNA’互作的遗传语言问题。; 基因的概念;分子生物学研究的内容围绕着中心法则进行， 特别注意 RNA的重要作用和核心地位。; 基因载体-染色质结构; 大肠杆菌（E.coli）结构; 细菌染色体;DNA双螺旋（2nm) 核小体（11nm） 螺线管（30nm) 突环(300nm) 染色体（1400 nm）;;核小体间的DNA称为接头DNA（linker DNA）。核小体所缔合的DNA约为166bp（146+20），由于连接DNA（约55 bp ）易于为核酸酶所作用。 因此，当染色质以微球菌核 酸酶（micrococcal nudease）等 轻微处理后，染色质就产生一系 列依次相差200 bp左右的长度不 等的DNA片段。??? ;30nm纤丝; 突环结构;第16页/共128页;2. 基因表达及其调控;原核和真核细胞基因表达的区别;;;第21页/共128页;;转录前水平：调控基因所在染色质的压缩程度，暴露出转录因子等结合位点，为基因转录创造条件。 转录水平：组成型表达，诱导型表达，细胞依赖性表达。 输出核孔：mRNA分子结合蛋白质介导加工成熟的mRNA出核，错误加工的mRNA分子则留在核中，被降解实现再循环利用。 细胞质中mRNA的存量调控：取决于转录产出量和降解量。 细胞质中mRNA的命运：有机会翻译蛋白质（细胞质核糖体，定位在内质网上的核糖体）、被降解（尤其错误加工的mRNA的分子），转移到其它细胞中翻译。 蛋白质翻译后水平：经过不同的折叠、化学修饰和剪接形成多种功能的蛋白质。是基因功能放大的一种有效措施。;; DNA复制 -----遗传物质保持和传代;;DNA的半不连续复制;;真核生物的复制子;郭爱娟 BCU;参与DNA复制的有关物质;第32页/共128页;酵母DNA复制所需要的酶; Schematic representation of the organization of eukaryotic DNA replication fork. ( yeast);DNA复制过程中，随着复制叉的移动，核小体解聚，随后在新形成的子链中重新形成。; DNA转录 -----遗传信息流向RNA 转录单位包括启动子-转录区-终止子。转录因子识别启动子，招募RNA聚合酶以负链DNA为模板，按照A-U,G-C配对原则将游离的核苷酸按照5-3方向合成RNA分子的过程。; 原核生物转录;转录单位;启动子（promoter）是能启动转录的一段DNA片段。常含有转录因子识别和结合的保守的和特异顺式元件（cis-elements），用以控制基因的转录起始。;原核生物转录调控模型;3.在转录期间RNA聚合酶的结构和功能位点;第42页/共128页;延伸;终止子;;;;依赖ρ的转录终止;操纵子与乳糖操纵子;操纵子结构;乳糖操纵子;启动区;乳糖阻抑物;;酶;5′cap 5′非编码区 编码区 3′非编码区 3′poly(A) tail;真核生物基本转录机器的组装;;特异转录因子通过中介蛋白复合体间接地与基本转录机器互作改变转录起始频率。;染色质构象调控---转录前调控水平