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1、精品word学习资料可编辑资料- - - - - - - - - - - - - - - -结合着下载的资料复习吧 绪论分子生物学的进展简史Schleiden 和 Schwann 提出“细胞学说”孟德尔提出了“遗传因子”的概念、分别定律、独立安排规律Miescher 首次从莱茵河鲑鱼精子中分别出DNA Morgan基因存在于染色体上、连锁遗传规律Avery 证明基因就是 DNA 分子,提出 DNA 是遗传信息的载体McClintock首次提出转座子或跳动基因概念Watson 和 Crick提出 DNA 双螺旋模型Crick提出了“中心法就”Meselson 与 Stah 用 N 重同位素证明白
2、DNA 复制是一种半保留复制Jacob 和 Monod 提出了闻名的乳糖操纵子模型Arber首次发觉 DNA 限制性内切酶的存在Temin 和 Baltimore发觉在病毒中存在以 RNA 为模板,逆转录成 DNA 的逆转录酶哪几种经典试验证明白DNA 是遗传物质 .Avery 等进行的肺炎双球菌转化试验、Hershey利用放射性同位素35S 和 32P 分别标记 T2 噬菌体的蛋白质外壳和DNA其次章 染色体与 DNA第一节 染色体一、真核细胞染色体的组成DNA ：组蛋白：非组蛋白：RNA = 1 ：1：1-1.5 ： 0.05（一） 蛋白质（组蛋白、非组蛋白）（1）组蛋白： H1 、H2A
3、 、H2B 、 H3、H4功能：核小体组蛋白（ H2A 、H2B 、H3 、H4 ）作用是将 DNA 分子盘绕成核小体- - -细心整理 - - - 欢迎下载 - - -第 9 页,共 29 页不参与核小体组建的组蛋白H1,在构成核小体时起连接作用（2） 非组蛋白：包括以DNA 为底物的酶、作用于组蛋白的酶、RNA 聚合酶等；常见的有（ HMG 蛋白、 DNA 结合蛋白）二、染色质染色体：分裂期由染色质聚缩形成；染色质：线性复合结构,间期遗传物质存在形式；具间期染色质形状特点和着色特点染色质常染色质 （着色浅） 异染色质 （着色深）结构性异染色质兼性异染色质（在整个细胞周期内都处于凝集状态）（
4、特定时期处于凝集状态）三、核小体由 H2A 、 H2B 、H3 、H4 各 2 分子组成的八聚体和绕在八聚体外的DNA 、一分子 H1 组成；八聚体在中心,DNA 分子盘绕在外,由此形成核心颗粒；,H1 结合在核心颗粒外侧 DNA 双链的进出口端,如搭扣将绕在八聚体外DNA 链固定,核心颗粒之间的连接部分为连接 DNA ；核小体的定位对转录有促进作用中期染色体由着丝粒、染色体臂、次缢痕、随体、端粒（由重复的寡核苷酸序列构成）5 部分组成；核型：指染色体组在有丝分裂中期的表型, 是染色体数目、大小、形状特点的总和；其次节 DNAChargaff 定就： 1 同一生物的不同组织的DNA 碱基组成相
5、同(2) 一种生物 DNA 碱基组成不随生物体的年龄、养分状态或者环境变化而转变(3) A=T 、G=C ,总的嘌呤摩尔含量与总的嘧啶摩尔含量相同A G=C T(4) 不同生物来源的 DNA 碱基组成不同,表现在A T/G C 比值的不同（一） DAN 的结构一级结构：四种脱氧核糖核苷酸dAMP 、dGMP 、dCMP 、dTMP ,通过 3,5-磷酸二酯键连接起来的直线形或环形多聚体；某 DNA 分子的一条多核苷酸链由100 个不同的碱基组成,其可能的排列方式有 4100 种右手螺旋： A-DNA、B-DNA （最常见） 二级结构：双螺旋结构左手螺旋： Z-DNAB-DNA ：（Watson
6、-Crick ） 92%湿度下的钠盐结构碱基平面与双螺旋的长轴相垂直, 碱基间符合碱基互补配对原就,相邻碱基对平面间的距离为0.34nm, 双旋旋的螺距为3.4nm,每圈螺旋有 10 个碱基对, 螺旋直径为 2.0nm；A=T （两个氢键） ,G=C（三个氢键）,具大沟和小沟；A-DNA: 相对湿度 75%以下的结构,每圈螺旋有11 个碱基对,螺体较宽而短, 碱基对与中心轴的倾角也不同,呈19大沟变窄、变深,小沟变宽、变浅；如 DNA双链中一条链被相应 RNA 替换,就变构为A-DNA ；（基因表达）Z-DNA:左手螺旋,螺距延长4.5nm 左右,直径变窄 1.8nm,每个螺旋含 12个碱基对
7、；螺旋骨架呈Z 字形；（转录调控）正超螺旋（ 左旋 、双螺旋圈数增加而拧紧） 三级结构： 双螺旋进一步扭曲形成超螺旋负超螺旋 （右旋 、削减而拧松, 绝大多数）White 方程： L=T+WL （Linking number ）：连环数或称拓扑环绕数,指cccDNA 中一条链绕另一条链的总次数；其特点是： （1） L 是整数；（2）在 cccDNA 中任何拓扑学状态中其值保持不变；（3） 右手螺旋对 L 取正值 ；T（Twisting number ）：缠绕数, DNA 一条链绕另一条链的扭转数即双螺旋的圈数；其特点： 1 可以是非整数 2 是变量；W（ Writhing number ）：扭
8、曲数,即超螺旋数,指双螺旋分子在空间上相对于双螺旋轴的扭曲；特点是： （ 1）可以是非整数（ 2）是变量；I 型：转变超螺旋为放松状态拓扑异构酶（转变 DNA 拓扑异构体的 L 值）II型：引入负超螺旋 & 同 I 型（二） DNA 主要序列类型高度重复序列（卫星 DNA 、分散高度重复序列） 、中度重复序列、低度重复序列、反向重复序列；（三） DNA 的理化性质溶解度：微溶于水,钠盐在水中的溶解度较大；可溶于 2-甲氧乙醇,但不溶于乙醇等一般有机溶剂,常用乙醇从溶液中沉淀核酸；紫外吸取： DNA 钠盐的紫外吸取在 260nm 邻近有最大吸取值核酸的沉降特性（如右图）（四） DNA 的变性与复
9、性变性： DNA 分子由稳固的双螺旋结构松解为无规章线性结构的现象,不涉及到其一级结构的转变；相伴变性,会发生增色效应（紫外吸取明显增加） 溶液粘度下降等现象；熔解 DNA 加热变性的过程；溶解温度（ Tm ）：核酸加热变性过程中,紫外光吸 收值达到最大值的 50%时的温度称为核酸的解链温度；（G+T 含量越高 Tm 越大： DNA 分子序列越均一,变形过程温度范畴越窄：溶液的离子强度较低时,Tm 值较低；） 复性 : 热变性 DNA 一般经缓慢冷却后即可复性,此过程称之为退火影响 DNA 复性的因素 : 温度和时间 DNA 浓度 ,复性 DNA 次序的复杂性 DNA 片段的大小 盐的浓度1/
10、k 值越大说明反应越慢核酸外切酶酶解 :核酸核酸酶： I 型和型限制性内切酶（需要消耗ATP）、型（不需要 ATP）DNA 的复制Meselson 与 Stah 用 N 重同位素证明白 DNA 复制是一种半保留复制（一）基本概念：半保留复制：每个子代分子的一条链来自亲本DNA ,另一条就来是新合成的,这种复制方式称半保留复制；半不连续复制： DNA 复制时,一条链连续复制,另一条不连续复制,这种复制方式称先导链： DNA 复制时,连续合成的链后随链：不连续合成的链冈崎片段：后随链复制中显现的不连续的DNA 片段复制子：从起始点开头至终止点而独立进行复制的单位（细菌只有一个,真核多个）一个复制子
11、只含一个复制起始点,启动单向复制or 双向取决于起始点形成一个复制叉 or 两个；复制终止点：复制子中掌握复制终点的位点型大肠杆菌质粒DNA（二） DNA 复制的几种方式滚环型噬菌体线性 DNA （单向、双向） ,环状 DNAD 环（ D-loop ）型动物线粒体（三） 复制的过程（起始、延长、终止） 不能从头开头,必需有引物参与复制的酶：解旋酶、 DNA 单链结合蛋白质、 、引物酶、 DNA 聚合酶（、） 连接酶,拓扑异构酶单链结合蛋白（ SSB）：防止被解链形成的单链重新配对或被核酸酶降解引物酶（ RNA 聚合酶）引物是一段 RNA 分子功能去除引物、水解DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合
12、酶5 聚3合活性+3 外5切活性+5 外3切活性+-修复校对不详染色体DNA 的复制DnaB+DnaC+DNA复制起始区域 + 引物酶 =引发体DNA 聚合酶（、）DNA 聚合酶有 6 个结合位点： 模板结合位点； 引物结合位点； 引物 3 OH 结合位点； 底物 dNTP 结合位点；5 3外切酶结合位点；35校正位点；连接酶： DNA 聚合酶只能催化多核苷酸链的延长,不能催化各片段间的连接,复制中的单链缺口由DNA 连接酶催化,但是它不能催化两条游离链的连接；原核生物 DNA 复制的基本过程（1） 起始：包括 DNA 复制起点双链解开及 RNA 引物的合成（整个 DNA 复制过程中, 只有复
13、制起始受细胞周期的严格调控）（2） 延长： DNA 链的延长主要由 DNA 聚合酶催化（3） 终止真核与原核生物复制的区分：1. 原核生物单一起点；真核生物多起始点2. 真核生物复制速度比原核生物慢3. 原核生物催化先导链、后随链的酶相同；真核不同4. 原核细胞中引物酶与解旋酶相连；真核中引物酶与DNA 聚合酶相连5. 真核生物的染色体在全部完成复制之前,各个起始点上的DNA 的复制不能再开头,而原核生物,复制起始点可以连续开头新的DNA 复制,表现为虽只有一个复制单元,但可有多个复制叉；6. 真核生物 DNA 复制的起始需要起始原点识别复合物（ORC）参与7. 在真核生物中主要有 5 种 D
14、NA 聚合酶（、） ,一半都不具有核酸外切酶活性；端粒的复制：依靠于端粒酶（逆转录酶,由蛋白质和RNA 组成）DNA 的损耗和修复与基因突变（一） DNA 的损耗自发性损耗：脱嘌呤、嘧啶；碱基脱氨基作用；碱基的互变异构（烯醇式与酮式）、细胞正常代谢产物对 DNA 的损耗物理因素：高能离子化辐射（X 射线、射线） ；非离子化辐射（紫外线）化学因素：烷化剂；碱基类似物（二） DNA 损耗的修复直接修复、切除修复、错配修复、重组修复、SOS 修复直接修复：常见的有光复活修复,作用于紫外线引起的DNA 嘧啶二聚体的损耗修复, 由 DNA 光复活酶识别并催化光复活反应；切除修复：切除修复是指在一系列酶的
15、作用下,将DNA 分子中受损耗部分切除,然后精品word学习资料可编辑资料- - - - - - - - - - - - - - - -以另一条完整的互补链为模板,重新合成切除的部分,使DNA 复原正常结构的过程； 修复 DNA 损耗的主要方式基本步骤： 识别（核酸内切酶） 、切除 + 修补（ DNA 聚合酶）、连接（ DNA连接酶）错配修复：区分模板链和新合成的 DNA 链是通过碱基的 甲基化 来实现的；刚合成的子代分子中,亲代链甲基化,新合成链的 GATC 中的 A 未被甲基化,故子代DNA 临时是半甲基化的,细胞发觉错配碱基,第一切除未甲基化链上的错配碱基；重组修复：- - -细心整理
16、- - - 欢迎下载 - - -第 10 页,共 29 页精品word学习资料可编辑资料- - - - - - - - - - - - - - - -SOS 修复：当 DNA 受到严峻损耗,细胞为了生存诱发的一些复杂的反应；其诱发了修复机制相关酶与蛋白质产生；（三） 基因突变概念：在 DNA 分子碱基序列水平上所发生的一种永久性、可遗传的变化；点突变（转换嘧啶与嘧啶,嘌呤与嘌呤、颠换嘧啶与嘌呤）、缺失、插入DNA 的转座转座子：基因组上可自主复制和位移的DNA 片段,可以直接从基因组内的一个位点移到另一个位点,发生转座重组,从而转变染色体的结构；转座子的转移过程叫转座；转座子每次移动时携带着转
17、座必需的基因一起在基因组内跃迁,所以转座子又称跳动基因；类型：简洁转座子和复合转座子结构特点：（1）结构中含有一个或多个开放阅读框,其中有一个编码转座酶的基因,这种酶催化转座子插入新的位置；（ 2）两端有 20-40bp 的反向末端重复序列,末端重复序列是转座所必需的,由于它们是转座酶所识别的底物；- - -细心整理 - - - 欢迎下载 - - -第 21 页,共 29 页转座机制：转座作用的遗传学效应： 1. 引起插入突变 2. 产生新的基因 3. 产生染色体畸变4. 引起生物进化反转座子：以 RNA 为中间体进行转座第三章 RNA 的合成转录的概念与特点转录：以 DNA 中一条链为模板,
18、 在 RNA 聚合酶催化下, 以四种 NTP 为原料,合成 RNA的过程；有两种方式：DNA 指导的 RNA 合成生物体内的主要合成方式；RNA 指导的 RNA 合成病毒；合成的 RNA 中,如只含一个基因的遗传信息,称为单顺反子 ；如含有几个基因的遗传信息,就称为 多顺反子；转录特点：不对称性：指以双链 DNA 中的一条链作为模板进行转录,该链称为模板链（无意义链、负链）,另一条不作为模板的链称为编码链（有意义链、正链）连续性： RNA 转录合成时为连续合成一段RNA 链,各条 RNA 链之间无需再进行连接；单向性：合成方向为 53有特定的起始和终止位点： RNA 转录合成时,只能以 DNA
19、 分子中的某一段作为模板转录可同时进行DNA 复制与转录的比较相同点：都以 DNA 为模板碱基的加入严格遵循碱基配对原就都生成磷酸二酯键新链合成方向为5 3 不同点：复制需要引物,转录不需引物转录时,模板 DNA 的信息全保留,复制时模板信息是半保留转录时, RNA 聚合酶只有 5 3聚合作用,无 5 3及 3 5外切活性复制过程是整条染色体复制,而转录是有挑选的,在某个时期,只有某个特定的基因或一组基因被转录复制 -半保留,转录 -不对称转录反应体系： DNA 模板, NTP,酶, Mg2+ ,Mn2+合成方向： 5 3连接方式： 3,5磷酸二酯键原核与真核生物 RNA 聚合酶组成与功能该酶
20、在单链 DNA 模板以及四种核糖核苷酸存在的条件下,不需要引物,即可从53聚合 RNA ；（一） 原核核心酶 +全酶（ 2） 核心酶：不能起始 RNA 的合成：转录起始因子,识别转录起始开头部位作用：识别 DNA 分子中转录的起始部位,促进与模板链结合,催化NTP 的聚合,识别转录终止信号；（二） 真核功能：识别 DNA 双链上的启动子使 DNA 变性在启动子处解旋成单链通过阅读启动子序列, RNA pol 确定它自己的转录方向和模板链达到终止子时,通过识别停止转录启动子与终止子（一） 启动子基因转录起始所必需的一段DNA 序列,位于结构基因上游；启动子本身不转录原核生物启动子 ：包括转录起始
21、点、结合部位（ -10 区）、识别部位（ -35 区）、及二者之间的间隔区；-10 区：位于起始点上游 -10bp 处,5-TATAA T-3, AT 较丰富, 易于解链, 为 RNA聚合酶结合部位；-35 区：位于 -35bp 处, 5-TTGACA- 3, 为 RNA聚合酶识别位点真核生物启动子： （三类） RNA 聚合酶识别的启动子包括基础元件、上游元件、应答元件基础元件：包括 TATAbox 和起始子, TATAbox 与-10 区相像,是转录因子与 DNA结合部位上游元件：作用是提高转录效率,并不是全部的启动子必需的（二） 终止子在基因编码区下游的可被RNA 聚合酶识别和停止合成RN
22、A 的一段 DNA 序列特点：富含 GC 与 AT,形成发卡结构和连续的U 区,以终止转录；蛋白因子帮助识别终止信号,参与终止；大肠杆菌中的两类终止子：原核生物 RNA 的合成强终止子：发夹结构,3端上有 6 个 U弱终止子 需要因子分为起始,延长、终止三个阶段转录起始不需要引物RNA 按 53方向延长真核生物转录过程与原核生物的不同点(1) 转录在细胞不同位置进行(2) 原核只有一种 RNA 聚合酶,而真核细胞有三种聚合酶；(3) 启动子的结构特点不同,真核有三种不同的启动子和有关的元件；(4) 真核生物 RNA 聚合酶自身不能识别和结合到启动子上,需要转录因子先于启动子结合后才能结合上去；
23、RNA 转录后加工削减部分片段：切除 5端前导序列, 3端拖尾序列和中部的内含子增加部分片段： 5加帽, 3加 polyA ,通过编辑加入一些碱基修饰：对某些碱基进行甲基化（一） 原核生物 RNA转录后加工转录过程中几个结构基因利用共同的启动子和共同的终止信号, 转录形成一条 mRNA分子,一条 mRNA链可编码几种不同的蛋白质；形成的 mRNA称为多顺反子 Mrna；（二） 真核生物 RNA转录后加工tRNA加工：与原核生物不同的一点是先将内含子切除,再由连接酶将外显子连接mRNA加工：一个结构基因转录成一个 mRNA分子且内含子与外显子一起被转录包括： 5末端加帽子、 3端多聚 A尾、剪接
24、去除内含子将外显子连接5末端加帽子：脱磷、加 GTP、甲基化（细胞核内完成）0型帽子： 7甲基鸟苷三磷酸吗 m7GpppN型、型3端多聚 A 尾： poly （A）不为基因编码,由 poly （A）聚合酶合成（细胞核）剪接：核内不均一 RNA（ hnRNA）:为 mRNA的前体,转录物中外显子与内含子间隔排列,需经剪接加工后生成mRN；A外显子:在真核生物基因中编码蛋白质的序列；内含子:非编码蛋白的序列5端剪切点为 GU；3端剪切点为 AG核酶：具有酶的催化活性的 RNA称为核酶第四章蛋白质的生物合成和转运翻译：从 mRNA 链上一个特定的起始位点开头,按每三个核苷酸代表一个氨基酸的原就,依次
25、合成一条多肽链的过程；包括起始、延长、终止；（一） 参与蛋白质生物合成的物质20 种氨基酸、 mRNA 、tRNA 、核糖核蛋白体（ RNA 和核糖体）、帮助因子mRNA ：起始密码 AUG终止密码 UAA/UGA/UAG(1) 通用性与特别性 人线粒体中, UGA 不是终止码, 而是色氨酸的密码子(2) 简并性一种以上密码子编码同一个氨基酸 (3) 摇摆性前两个碱基打算其专一性,第三位碱基可有变异 4连续性和方向性5不重叠性tRNA: （ 1）具反密码子识别 mRNA 上密码子,反密码子阅读方向53,反密码子第一位碱基与密码子第三位碱基配对；（2） 携带氨基酸, 氨基酸结合在 tRNA 3端
26、 CCA 的位置；一种氨基酸可被几种 tRNA 携带,一种 tRNA 只携带一种氨基酸； tRNA 以所运氨基酸命名, 如携带丙氨酸的叫丙氨酸 tRNA ,结合氨基酸后,成为丙氨酰 tRNA ；（3） ）连接多肽链和核糖核糖核蛋白体： 蛋白质肽键的合成就是在这种核糖体上进行的； 一类附着于粗面内质网, 参与分泌蛋白的合成； 另一类游离于胞质, 参与细胞固有蛋白质的合成；原核生物与真核生物核糖体组分核糖体上活性位点（二）蛋白质合成的过程氨基酸的活化与转运、多肽链合成的起始、肽链的延长、肽链合成终止、折叠与加工（1） ）氨基酸的活化与转运： 氨酰-tRNA 合成酶催化氨基酸的活化和与特异的 tRN
27、A结合（2） ）多肽链合成的起始：辨认起始密码子,核糖体与mRN、A 第一个氨酰 -tRNA、起始因子结合形成起始复合物；原核生物中：真核生物中：起始氨基酸是：甲酰甲硫氨酸甲硫氨酸起始 AA-tRNA是： fMet-tRNAfMetMet-tRNAMet原核起始 tRNA ：tRNAf真核生物起始： tRNAi延长： tRNAm(3) 肽链的延长结合、转肽、移位(4) 肽链合成的终止：当核蛋白体 A 位显现终止密码后,多肽链合成停止,肽链从肽酰 tRNA 中释出, mRNA 、核蛋白体大小亚基等分别真核生物与原核生物蛋白质合成的异同（ 1） 起始核糖体为 80S用于起始的氨酰 -tRNA 为
28、Met-tRNAMet （甲硫氨酸没有被甲酰化）起始因子较多mRNA 的 5端帽子结构和 3端 polyA 都参与形成翻译起始复合物（三） 蛋白质合成的抑制剂（1） ）抗生素类阻断剂.链霉素、卡那霉素、新霉素抑制 G蛋白质合成的三个阶段：阻挡起始复合物的形成,使氨基酰tRNA 从复合物中脱落；在肽链延长阶段,使氨基酰 tRNA 与 mRNA 错配；在终止阶段,阻碍终止因子与核蛋白体结合,使已合成的多肽链无法释放,而且仍抑制70S 核糖体的解离；.四环素和土霉素 作用于细菌内 30S 小亚基,抑制起始复合物的形成； 抑制氨基酰 tRNA 进入核糖体的 A 位,阻滞肽链的延长； 影响终止因子与核糖
29、体的结合,使已合成的多肽链不能脱落离核糖体；.氯霉素广谱抗生素；.与核糖体上的 A 位紧密结合,因此阻碍氨基酰tRNA 进入 A 位；.抑制转肽酶活性,使肽链延长受到影响,菌体蛋白质不能合成,因此有较强的抑菌作用.嘌呤霉素代一些氨基酰 tRNA 进入核糖体的 A 位,当延长中的肽转入此反常 A 位时,简洁脱落,终止肽链合成；.白喉霉素（2） ）干扰素对病毒蛋白合成的抑制干扰素是真核细胞感染病毒后能分泌的一类有抗病毒作用的蛋白质,能抑制病毒的繁衍；扰素诱导的蛋白激酶使真核 eIF2 磷酸化失活（三） 蛋白质的运转分泌蛋白翻译 -转运同步机制；细胞器需要 -翻译后转录机制（1） ） 翻译-运转同步
30、机制信号肽假说信号肽：常指新合成多肽链中用于指导蛋白质跨膜转移的N- 末端氨基酸序列假说的基础： 蛋白质定位的信息存在于该蛋白质自身结构中,并且通过与膜上特别受体的相互作用得以表达假说的内容：蛋白质跨膜运转信号也是由mRNA 编码的；在起始密码子后,有一段编码疏水性氨基酸序列的 RNA 区域,这个氨基酸序列就被称为信号序列；信号序列在结合核糖体上合成后便与膜上特定受体相互作用,产生通道, 答应这段多肽在延长的同时穿过膜结构,因此,这种方式是边翻译边跨膜运转；当翻译进行到 500 个氨基酸后,信号肽开头从核糖体上露出,被糙面内质网上受体识别并结合,信号肽进入内质网后,被水解,正在合成的新生肽 随
31、之通过蛋白孔道穿越磷脂双分子层,当核糖体移至终止子,蛋白质合成 终止,膜上的蛋白通道消逝,核糖体重新处于自由态；（2） ） 翻译后转运机制：线粒体蛋白质跨膜运转、叶绿体蛋白质的跨膜运转（四）蛋白质的降解泛素蛋白酶体系统,包括两个主要步骤：（1）底物蛋白的泛素化标记（ 2） 蛋白酶体水解底物蛋白（1） ）底物蛋白的泛素化标记A. 泛素激活酶（ E1活化泛素形成 E1-泛素复合物,消耗 1 分子 ATP；B. 泛素载体蛋白（ E2）催化泛素分子从 E1 转到 E2,形成 E2-泛素复合物, 释放出 E1；C. 在泛素蛋白连接酶（ E3）的催化下,泛素分子羟基末端与底物蛋白肽链中某些赖氨酸侧链上的氨
32、基形成异肽键；D. 其次个泛素分子羧基末端与第一个泛素分子48 位赖氨酸侧链的氨基连接,以后的泛素分子以相同方式连接,最终形成多聚泛素分子的蛋白链标记；（2） ）蛋白酶体水解底物蛋白A. 具调剂活性的 19S 蛋白复合体使底物蛋白去折叠,并通过蛋白酶体受体端裂隙进入 20S 内部；B. 具催化活性的 20S 蛋白复合体将底物蛋白降解为小片段,小片段的释放方式仍不太清晰；释放出的泛素分子可被循环利用；第五章 原核生物的基因表达调控基因表达：从 DNA 到蛋白质或功能 RNA 的过程；基因表达调控： 环绕基因表达过程中发生的各种各样的调剂方式都通称为基因表达调控基因 /染色体水平、转录水平的调控、
33、转录后的调控、翻译水平、翻译后水平的调控原核生物基因表达调控的特点调剂的主要环节在转录水平上进行 因子打算 RNA 聚合酶识别特异性主要通过操纵子模式进行调剂阻遏蛋白对转录的抑制作用（阻遏机制）是普遍存在的负调控作用顺式作用： 不转变为任何其他形式 （ RNA 或蛋白质） 而只以 DNA 形式在原先位置起作用,仅影响与其紧密相连的DNA 序列；顺式作用元件 : 对基因表达有调剂活性的 DNA 序列,其活性只影响与其自身同处在一个 DNA 分子上的基因；通常不编码蛋白质,多位于基因旁侧或内含子中；包括启动子,增强子,缄默子等；反式作用：编码产物从合成地点扩散到其他场所起作用的过程；反式作用因子：
34、 能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上,参与调控靶基因转录效率的蛋白质；调剂基因编码的产物；多为转录因精品word学习资料可编辑资料- - - - - - - - - - - - - - - -子；组成蛋白： 细胞内有很多种蛋白质的数量几乎不受外界环境的影响,这些蛋白质称为组成蛋白；调剂蛋白：是一类特别的蛋白质,它们可以影响一种或多种基因的表达；（正调剂蛋白和负调剂蛋白,前者是激活蛋白,后者是阻遏蛋白；）基因表达的方式.组成性基因表达.适应性表达（诱导和阻遏表达）1、组成性基因表达指不大受环境变动而变化的一类基因的表达；如：DNA聚合酶、RNA 聚合酶等代谢过程中非常必需的蛋白
35、质或酶的表达；2、适应性表达（诱导和阻遏表达）指环境的变化简洁使其表达水平变动的一类基因表达；.诱导表达（ induction）指在特定环境因素刺激下,基因被激活,从而使基因的表达产物增加；这类基因称为可诱导基因；.阻遏表达（ repression）指在特定环境因素刺激下,基因被抑制,从而使基因的表达产物削减；这类基因称为可阻遏基因；1、负调控 negative regulation.在没有调剂蛋白质存在时基因是表达的, 加入某种调剂蛋白质后基因活性就被关闭,这样的掌握系统就叫做负控系统；.其调剂蛋白质叫做阻遏蛋白.两种类型：负控诱导和负控阻遏2、正调控 positive regulation
36、.在没有调剂蛋白质存在时基因是关闭的, 加入某种调剂蛋白质后基因活性就被开启,这样的掌握系统就叫做正控系统；.其调剂蛋白质叫做无辅基诱导蛋白（激活蛋白.两种类型 :正控诱导和正控阻遏系统特别代谢物调剂基因表达的类型1、可诱导调剂- - -细心整理 - - - 欢迎下载 - - -第 22 页,共 29 页精品word学习资料可编辑资料- - - - - - - - - - - - - - - -一些基因在特别的代谢物或化合物的作用下,由原先关闭的状态转变为工作状态,即在某些物质的诱导下使基因活化；调剂分解代谢的操纵子,同时受cAMP-CAP 的活性调剂乳糖操纵子2、可阻遏调剂一些基因在特别的代
37、谢物或化合物的作用下, 状态,基因的表达被阻遏 .调剂合成代谢的操纵子色氨酸操纵子由原先开启的状态转变为关闭细菌的应急反应 :指细菌在恶劣生长环境中关闭 tRNA 和核糖体形成的才能；细菌的应急反应的机制：应急信号：鸟苷四磷酸（ ppGpp）、鸟苷五磷酸（ pppGpp）诱导物：空载 tRNA 降解物对基因活性的调剂- - -细心整理 - - - 欢迎下载 - - -第 29 页,共 29 页1、葡萄糖效应（降解物抑制作用）是指当葡萄糖和其它糖类一起作为细菌的碳源时葡萄糖总是优先被利用,葡萄糖的存在阻挡了其它糖类的利用的现象；2、降解物对基因活性的调剂葡萄糖通过降低 cAMP 的含量而抑制基因
38、表达操纵子 ：由操纵基因以及相邻的如干结构基因所组成的功能单位,其中结构基因转录受操纵基因掌握乳糖操纵子模型代谢型操纵子1、Z、Y、A 基因的产物为一条多顺反子 mRNAlacZ：编码 -半乳糖苷酶,它可以将乳糖水解为半乳糖和葡萄糖； lacY：编码半乳糖苷透性酶,它能将乳糖运输透过细菌的细胞壁； lacA：编码硫代半乳糖苷乙酰转移酶,进行乳糖代谢；2、O 区就是阻遏物结合区3、lac P（启动子区）：从 I 基因终止到 mRNA 转录起始位点止,有 cAMP-CAP结合区4、cAmp-CAP代谢激活蛋白（ CAP ）是 cAmp 的受体蛋白（ CRP） cAmp-CAP 复合物,是 lac
39、操纵元的正调控因子5、葡萄糖对 lac 操纵子的影响. 葡萄糖存在时腺苷酸环化酶活性降低, ATP 无法转变成 cAMP ,不能形成CAP-cAMP 复合蛋白, RNA 酶无法结合在DNA 上,结构基因不表达；.代谢物阻遏效应. 讨论认为葡萄糖的某些降解产物抑制lac mRNA 的合成,这种效应称之为代谢物阻遏效应 .trp 操纵子的阻遏调控机制合成代谢结构基因 EDCBA色氨酸操纵子主要参与调控一系列用于色氨酸合成代谢的酶蛋白的转录合 成；当细胞内缺乏色氨酸时,此操纵子开放,而当细胞内合成的色氨酸过多时,此操纵子被关闭；色氨酸操纵子的调控机制与乳糖操纵子类似,但通常情形下,操纵子处于开放状态
40、,其辅阻遏蛋白不能与操纵基因结合而阻遏转录；而当色氨酸合成过多时, 色氨酸作为辅阻遏物与辅阻遏蛋白结合而形成阻遏蛋白,后者与操纵基因结合而使基因转录关闭；色氨酸操纵子特点 :1) trpR89和 trpEDCBA25 不连锁；2) 操纵基因在启动子内 ;3) 有弱化子 ;4) 启动子和结构基因不直接相连；（一）弱化子在操纵区与结构基因之间的一段可以终止转录作用的核苷酸序列,当操纵子被阻遏时, RNA 合成被终止,这段核苷酸起终止转录信号作用.（二）前导肽它包括起始密码子 AUG 和终止密码子 UGA ；如翻译起始于 AUG ,就产生一个含 14 个氨基酸的多肽,称为前导肽半乳糖操纵子分解代谢半
41、乳糖操纵子的调剂基因是 galR 与结构基因 galE、T、K 及操纵区 O 等离得很远,而 galR 产物对 galO 的作用与 lacI 对 lacO 的作用相同；操纵子诱导物是半乳糖；gal 操纵子的特点 它有两个启动子 P,其 mRNA 可从两个不同的起始点开头转录； 它有两个 O 区,一个在 P 区上游 -67-53,另一个在结构基因 galE 内部；阿拉伯糖操纵子分解代谢阿拉伯糖本身就是诱导物, 只有阿拉伯糖存在时才会转录, 有葡萄糖存在就不转录反义 RNA ：能与 mRNA 中特定序列互补配对的 RNA 分子；小 RNA ：抑制翻译起始、产生核酸内切酶将起始位点切割、结合后转变MRNA的三级结构第六章 真核生物基因的表达调控真核生物基因表达调控 ：瞬时调控（可逆调控）发育调剂（不行逆调控）真、原核细胞在基因转录、翻译、及DNA 空间结构上的差异 ：（1） 真核一条 mRNA 链只翻译一条多肽链,没有操纵子结构,原核为多基因操纵子形式（2） 真核 DNA 与组蛋白,非组蛋白结合,只有一小部分暴露（3） 真核 DNA 大部分不转录；有一部分 DNA 序列在基因组中重复多次,基因中存在内含子（4） 真核