分子生物学笔记 - 图文 联系客服

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1、 分子生物学(狭义):即在核酸与蛋白质水平上研究基因的复制,基因的表达(包括RNA

转录、蛋白质翻译),基因表达的调控以及基因的突变与交换的分子机制。

2、 分子生物学(广义):即在分子水平上研究生命现象,或用分子的术语描述生物现象的

学科。

3、 克里克认为分子生物学基于两个基本原理:①序列假说:是指核酸片段的特异性完全由

其碱基序列决定,而且这种序列是某一蛋白质氨基酸的密码。②中心法则:是指DNA的遗传信息经RNA一旦进入蛋白质,也就不可能再行输出。

4、 分子生物学作为所有生命物质的共性学科所遵循的三大原则:①构成生物大分子的单体

是相同的。共同的核酸语言,即构成核酸大分子的单体均是A、T(U)、C、G;共同的蛋白质语言,构成蛋白质大分子的单体均是20种基本氨基酸。②生物大分子单体的排列(核苷酸,氨基酸)决定了生物性状的差异和个性特征。③生物遗传信息的表达的中心法则相同。

5、 生物学的三大发现:DNA 双螺旋结构的揭示、遗传密码子的破译、信使RNA的发现。

奠定了DNA-RNA-蛋白质三者之间关系的基础。 第二章:基因概念的演变与发展

1、遗传学家摩尔根根据对果蝇的遗传试验提出了基因是:基因像念珠(bead)一样孤立地呈线状一样排列在染色体上,是具有特定功能、能独立发生突变和遗传交换的、“三位一体”的、最小的遗传单位。

2、等位基因:是指野生型基因(A)发生突变后形成的突变基因(a),它与野生型基因位于相同染色体的同一基因座位上。当野生型基因(A)向不同方向发生突变形成不同状态的等位基因,又总称为复等位基因。

3、拟等位基因:将紧密连锁、控制同一性状的非等位基因定义为拟等位基因。

4、科学家们通过对噬菌体突变体与表型之间的关系的研究,提出了顺反子理论:顺反子是基因的同义词,认为基因是一个具有特定功能的、完整的、不可分割的最小遗传单位。在一个基因内可以发生突变、重组(交换)。该理论认为:基因(即顺反子)是染色体上的一个区段,在一个顺反子内有若干个交换单位,最小的交换单位称为交换子;在一个顺反子中有若干个突变单位,最小的突变单位被称为突变子。

5、全同等位基因:在同一基因座位中,同一突变位点向不同方向发生突变所形成的等位基因。

6、非全同等位基因:在同一基因座位中,不同突变位点发生突变所形成的等位基因。

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7、DNA是主要的遗传物质,它以两种方式携带遗传信息。①以中心法则为基础的结构基因遗传信息。这种DNA信息是通过转录RNA,翻译蛋白质而表达的,以三联体密码子的方式编码,贮存在非模板链(有义链)的一级结构上,并具有简并性。②调控基因选择性表达的遗传信息,它是以具有特定三维结构的调节蛋白(反式作用因子)与特定核苷酸序列的DNA区段(顺式作用因子)相结合,从而启动某结构基因特异性表达的方式而体现的。 8、DNA作为遗传物质的优点:贮存遗传信息量大。1kb的DNA可能编码41000种遗传信息;以A/T、C/G互补配对形成的双螺旋结构稳定,利于复制,便于转录;可以突变以求不断进化,方便修复以求稳定遗传;核糖2’-OH脱氧,使DNA在水中的稳定性高于RNA,DNA中有T无U,消除了C突变为U带来进化中的负担和潜在危险。

9、每条DNA链的基本组成单位或单体是脱氧核苷酸,每个脱氧核苷酸由一个磷酸

和一个脱氧核苷组成,而每个脱氧核苷又由一个脱氧核糖和一种碱基组成,在DNA分子中,碱基有两种嘌呤和两种嘧啶。

10、RNA分子与DNA分子在结构上的主要差异在:①核苷中的核糖为2’非脱氧的OH基。②碱基中没有T,只有U。③RNA分子多为单链分子。④RNA分子的化学稳定性差,易发生降解。⑤在以DNA为主要遗传物质的生物中,DNA分子链长,数目少,而RNA分子链短,数目多。

11、DNA双链的特点:①每一条单链具有5ˊ→3ˊ极性,两条单链极性相反,反向平行。②两条单链之间以氢键相互作用。③B-螺旋右手螺旋。④存在大沟与小沟。 12、DNA双螺旋大沟的具有比较重要的生物学功能:

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13、影响双螺旋结构稳定性的因素:①氢键、②磷酸酯键、③生理条件下Na离子可有效地屏蔽两条主链上磷酸基团的静电排斥力、④碱基堆积力(同一条核苷酸链中相邻碱基间的疏水作用力和范德华作用力)、⑤碱基对之间的挤压抵御可以使DNA分子的内能增加,碱基间有序排列的状态破坏,氢键作用力被减弱。

14、DNA的变性:当天然DNA溶液被加热或受到极端PH溶剂、尿素、酰胺等某些有机试剂处理后,碱基对之间的氢键会发生断裂,或氢键的形成关系会发生改变,或碱基间的堆积力会受到破坏,两条核苷酸链便逐渐彼此分离,形成无规则的线团,也称为熔解。 d.s.DNA →s.s.DNA 溶液粘性降低,沉降速度加快,260nm处吸光度值上升。 15、碱基的增色效应(DNA的减色效应):DNA热变性研究中,随温度升高单链状态的DNA分子不断增加而表现出A260值递增的效应。

16、变性温度(Tm):DNA双链在一定的温度下变成单链,将开始变性的温度至完全变性的温度的平均值称为DNA的变性温度(增色效应达到最大值一半的温度)。

17、变性温度与以下因素有关:①DNA分子的碱基组成和排列方式。Tm=69.3+0.41*(G+C)%②对于较大的DNA分子,片段长短对Tm值的影响较小。较小的DNA分子(小于100 bp),片段较短的Tm值小。③变性剂的影响,通常有机溶剂分子,破环DNA分子的氢键,使Tm值降低。④随着盐浓度的增加,Tm值增加。⑤溶液的PH值。过酸或过碱的环境,均导致Tm值降低。

18、DNA的复性:已发生变性的DNA溶液在逐渐降温的条件下,两条核苷酸链的配对碱基间又重新形成氢键,恢复到天然DNA的双螺旋结构,也称重退火。

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19、影响DNA复性过程的因素:①阳离子浓度0.18~0.2M Na+可有效屏蔽两条多聚核苷酸链间的静电斥力,促进配对。②复性反应的温度Tm-25℃可消除S.S. DNA分子内的错误局部配对和二级结构。③S.S. DNA分子的长度。S.S. DNA分子越长,扩散速度越慢,复性越慢;S.S. DNA分子越短,扩散速度越快,复性越快。④S.S. DNA分子的初始浓度。⑤DNA分子中核苷酸的排列或核苷酸的复杂性。重复排列序列的DNA分子较随机排列的复性速度更快。

20、C0t

(1/2)

值:有50%的单链DNA分子复性成双链分子的反应时间与初始单链DNA浓

度的乘积。也等于二级反应常数k值的倒数(1/k)

21、将最长的没有重复序列的核苷酸序列数定义为复性动力学的复杂性K.C=K* C0t

。 (1/2)

22、DNA的一级结构:是指由数量很多的A、T、C、G4种基本核苷酸,通过3’,5’磷酸二

酯键连接的直线或环形分子。

23、在不同的生理条件下,DNA可能采取不同的二级结构形式,除了典型的右旋B-DNA结构类型外,尚有右旋A-DNA,左旋Z-DNA。它们与B-DNA的主要区别是,没有明显的大沟与小沟。Z-DNA区的基因通常是不表达的。嘌呤与嘧啶交替排列最易形成

Z-DNA。

24、除了正常的DNA双螺旋,在基因组中的DNA还有可能呈现三股螺旋和四股螺旋状态。三股螺旋DNA可能是分子内(H-DNA)、分子间和平行三股螺旋。

25、三股螺旋DNA的结构特点:镜像重复或者同源回文的结构。无论是分子内还是分子间,位于中间的链一定是嘌呤链,故有嘌呤型(嘌呤-嘌呤-嘧啶)和嘧啶型(嘧啶-嘌呤-嘧啶);主体双螺旋中的碱基是按Watson-Crick氢键方式连接,而其大沟中多余的氢键给体与受体正是第三条链结合的条件基础,不过第三条链上的核苷酸与Watson-Crick碱基对之间的连接氢键被称为Hoogsteen 氢键;第三条链至少要有8个碱基以上,其中如果有C,必须在酸性条件下发生质子化后才能形成C+-G/C三碱基基本结构单元;各种碱基间均以二氢键连接。 26、三股螺旋DNA具有的生物学意义:①是阻止了调节蛋白与DNA序列的结合,关闭基因的表达。②与重组交换有关,可作为分子剪刀,定点切割DNA。③可能与RNA形成三股螺旋,是RNA参与基因表观遗传调控的机制之一。

27、尽管到目前为止,尚未在体内发现四股螺旋,但根据真核生物着丝粒区和染色体末端序

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