第一篇:暨南大學(xué)分子生物學(xué)資料
暨南大學(xué) 2005 分子生物學(xué)復(fù)習(xí)題參考解答
2005生物化學(xué)與分子生物學(xué)專業(yè)
暨南大學(xué) 2005 分子生物學(xué)復(fù)習(xí)題參考解答
1.舉例解釋蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)、超二級(jí)結(jié)構(gòu)(MOTIF)、三級(jí)結(jié)構(gòu)、DOMAIN和四級(jí)結(jié)構(gòu)?
二級(jí)結(jié)構(gòu):一條多肽鏈主鏈原子局部的空間排列
超二級(jí)結(jié)構(gòu):由若干個(gè)相鄰的二級(jí)結(jié)構(gòu)元件組合在一起,彼此相互作用形成的有規(guī)則的二級(jí)結(jié)構(gòu)的組合體.DOMAIN(結(jié)構(gòu)域):多肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)或超二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成的三級(jí)結(jié)構(gòu)的局部折疊區(qū),是相對(duì)獨(dú)立的緊密球狀實(shí)體.三級(jí)結(jié)構(gòu):一條肽鏈的所有原子的空間排列.MOTIF:就是在許多轉(zhuǎn)錄因子的序列中,存在的負(fù)責(zé)與DNA結(jié)合的共同基序.這些基序通常都很短,僅含一小部分蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),還通過(guò)與轉(zhuǎn)錄復(fù)合體的蛋白質(zhì)之間的相互作用激活轉(zhuǎn)錄.如鋅指基序,亮氨酸拉鏈等都是MOTIF.四級(jí)結(jié)構(gòu):幾個(gè)亞基在三級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上相互作用所形成的空間結(jié)構(gòu).
2.定義chaperone,并解釋其功能?
Chaperone:即分子伴侶,為一類與其他蛋白不穩(wěn)定構(gòu)像相結(jié)合并使之穩(wěn)定的蛋白,他們通過(guò)控制結(jié)合和釋放來(lái)幫助被結(jié)合多肽在體內(nèi)的折疊、組裝、轉(zhuǎn)運(yùn)或降解等。分子伴侶在蛋白質(zhì)的折疊和組裝中起非常重要的作用,它是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)折疊和組裝的重要調(diào)節(jié)者。
分子伴侶的功能:分子伴侶是一類蛋白家族,可以在細(xì)胞內(nèi)幫助蛋白折疊 ? 在蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程中,保持蛋白質(zhì)的去折疊狀態(tài) ? 在受脅迫的細(xì)胞內(nèi)幫助蛋白進(jìn)行正確的折疊 ? 阻止形成錯(cuò)誤的折疊,抑制聚沉 ? 為執(zhí)行校驗(yàn)功能進(jìn)行再折疊
? 為了防止降解使蛋白去折疊,或選擇蛋白使其降解
3.分析你所認(rèn)識(shí)的RNA分子二級(jí)結(jié)構(gòu)?
核酸分子的二級(jí)結(jié)構(gòu),對(duì)RNA而言,是指單鏈RNA分子通過(guò)自身堿基的配對(duì),折疊而成的螺旋,突環(huán)相間排列的結(jié)構(gòu)。如廣泛存在的tRNA的三葉草形二級(jí)結(jié)構(gòu)是由于小片斷互補(bǔ)堿基配對(duì)而形成。它包括四條根據(jù)結(jié)構(gòu)或已知功能命名的手臂即受體臂,D臂,反密碼臂和TψC臂。另外還有一條易變的多余臂。無(wú)法配對(duì)的堿基形成套索狀結(jié)構(gòu)。
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4.解釋DNA聚合酶I的三種酶活性?
DNA聚合酶I 其活性主要有:①5'→3'聚合酶活性,即使脫氧核糖核苷酸逐個(gè)加到3'-OH末端的核苷酸鏈上,使DNA鏈沿5'→3'方向延長(zhǎng),其聚合活性只能在已有的核苷酸鏈上延長(zhǎng)DNA而不能從無(wú)到有開始DNA鏈的合成;②3'→5'核酸外切酶活性,只作用于單鏈DNA,此活性對(duì)DNA復(fù)制的忠實(shí)性極為重要,在極少情況下,聚合酶在3'-OH末端加上1個(gè)與模板鏈上堿基不配對(duì)的堿基,此時(shí)聚合酶I即可發(fā)現(xiàn)并切除這個(gè)錯(cuò)配堿基,從而避免復(fù)制過(guò)程中的錯(cuò)誤;③5'→3'核酸外切酶活性,它只作用于雙鏈DNA的堿基配對(duì)部分,從5'末端水解下核苷酸,此活性在切除由紫外線照射而形成的胸腺嘧啶二聚體中起重要作用,在DNA復(fù)制中岡崎片段5'端RNA引物的切除也靠此酶。
5.解釋DNA聚合酶III各亞基的功能?
DNA聚合酶III是多亞基組成的蛋白質(zhì),它在細(xì)胞中含量很少,在每個(gè)細(xì)胞中只有10~20個(gè)拷貝的全酶,Pol III全酶由α,β,γ,δ,ε,θ,τ,δ',χ,ψ10種不同的亞基組成
核心酶由α, ε,θ組成。
α亞基具有5'→3'方向合成DNA的催化活性,每秒可以合成8個(gè)核苷酸。
ε亞基具有3'→5'外切核酸酶的校對(duì)功能,在體內(nèi)其基本功能是控制復(fù)制的忠實(shí)性,ε亞基常與α亞基形成一個(gè)緊密的1:l復(fù)合物,協(xié)同發(fā)揮功能.θ亞基使核心酶相互連接
τ亞基使核心酶形成二聚體,與模板連接,具有ATP活性。
β亞基是以二聚體的形式存在的.在復(fù)制過(guò)程中β二聚體環(huán)繞著DNA,并能在DNA上自由滑動(dòng),構(gòu)成一個(gè)滑動(dòng)鉗.滑動(dòng)鉗可把全酶束縛在模板DNA上,從而保證高度的進(jìn)行性和聚合反應(yīng)速度。
γ復(fù)合物是β滑動(dòng)鉗的載體,可幫助β滑動(dòng)鉗結(jié)合到DNA上.γ復(fù)合物含有5個(gè)不同的亞基,形成一種化學(xué)計(jì)量為γ2δ1δ'1χ1ψ1的結(jié)構(gòu).β二聚體自己并不能組裝到DNA 上 ,它是通過(guò)γ復(fù)合物與ATP協(xié)同作用催化ATP的水解而組裝到DNA上的.6.生物如何控制一個(gè)世代只復(fù)制一次?
原核生物與真核生物控制自身DNA復(fù)制次數(shù)的機(jī)理是不一樣的現(xiàn)分別以大腸桿菌和酵母為例加以闡明:
在大腸桿菌復(fù)制起點(diǎn)存在一些被Dam甲基化酶甲基化的位點(diǎn),包括那些DnaA特異的13bp結(jié)合位點(diǎn),復(fù)制起時(shí)候再?gòu)?fù)制周期后將保持甲基化狀態(tài),并處予隔離狀態(tài)約10分
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鐘,在這一時(shí)期他與膜相連,而復(fù)制的再次起始會(huì)被抑制直到復(fù)制起點(diǎn)完全甲基化時(shí)與膜連接的DnaA取代抹上的抑制劑時(shí)DNA才開始下一次的復(fù)制
細(xì)胞分裂后,真核生物細(xì)胞和含有執(zhí)照因子,它是復(fù)制起時(shí)所需的,在酵母中執(zhí)照因子在復(fù)制起始后被破壞,這就能阻止再次復(fù)制周期的發(fā)生,執(zhí)照因子不能從細(xì)胞只運(yùn)送到細(xì)胞核中,只能在有絲分裂過(guò)程中和崩裂時(shí)才能進(jìn)入核內(nèi)
7.闡明Rolling Circle Replication?
滾環(huán)式復(fù)制(rolling circle replication)是噬菌體中常見的DNA復(fù)制方式。滾環(huán)式復(fù)制的一個(gè)特點(diǎn)是以一條環(huán)狀單鏈DNA為模板,進(jìn)行新的DNA環(huán)狀分子合成。噬菌體的雙鏈DNA環(huán)狀分子先在一條單鏈的復(fù)制起點(diǎn)上產(chǎn)生一個(gè)切口,然后以另一條單鏈為模板不斷地合成新的單鏈。釋放出的新合成的單鏈或是先復(fù)制成雙鏈DNA,被酶切割成單位長(zhǎng)度后,再形成環(huán)狀雙鏈DNA分子;或是釋放出的新合成的單鏈DNA,先被酶切割成單位長(zhǎng)度形成單鏈環(huán)狀DNA分子后再?gòu)?fù)制成雙鏈環(huán)狀DNA分子。
質(zhì)粒的滾環(huán)式復(fù)制有2個(gè)步驟:第一步是前導(dǎo)鏈的合成。質(zhì)粒編碼的復(fù)制蛋白(Rep)起始子與超螺旋DNA的正起點(diǎn)結(jié)合,并提供鏈特異性及位點(diǎn)特異性缺口。隨著缺口的母鏈被替換,隨著宿主編碼的產(chǎn)的參入,前導(dǎo)鏈的合成不斷進(jìn)行著,當(dāng)復(fù)制復(fù)合體到達(dá)重構(gòu)的起點(diǎn),同一個(gè)或另一個(gè)Rep分子在質(zhì)粒DNA上引入一個(gè)新的缺口,使替換鏈從ssDNA形式解放;第二步是隨后鏈的合成。這一過(guò)程從不同的質(zhì)粒區(qū)域即單鏈起點(diǎn)起始。由于前導(dǎo)鏈和隨后鏈的解偶聯(lián),復(fù)制是不對(duì)稱的。ssDNA的產(chǎn)生是RC質(zhì)粒的標(biāo)志。宿主譜廣可能是RC質(zhì)粒的特征。
8.闡述端粒的結(jié)構(gòu)和端粒酶功能?
端粒的結(jié)構(gòu):
端粒是真核細(xì)胞染色體末端的特殊結(jié)構(gòu),是由端粒DNA和與端粒DNA特異結(jié)合的端粒結(jié)合蛋白組成的核糖核酸的蛋白質(zhì)復(fù)合物,在真核生物包括原蟲、真菌、纖毛蟲、植物和哺乳動(dòng)物中都存在.端粒DNA 由非編碼的重復(fù)序列組成,不同物種的DNA 重復(fù)序列的重復(fù)數(shù)不同,如人與其他脊椎動(dòng)物約為2 000 個(gè),擬南芥是53 個(gè)拷貝.不同的真核細(xì)胞端粒存在類似的DNA 序列與結(jié)構(gòu),且高度保守。其共同的特征是富含G,而且富含G的鏈(5′→3′)比富含C的鏈(3′→5′)突出12~16個(gè)核苷酸。
盡管端粒DNA 是染色體末端的一個(gè)結(jié)構(gòu),但在染色體的中間也發(fā)現(xiàn)了同樣的重復(fù)序列.與端粒DNA 相鄰的是一“端粒下區(qū)”(subtelomericregion),它由一些退化的端粒DNA 片斷獨(dú)特的重復(fù)片斷組成。
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端粒除簡(jiǎn)單的核苷酸重復(fù)外,還包含有特殊的非核小體蛋白端粒結(jié)合蛋白.端粒結(jié)合蛋白依據(jù)結(jié)合特性分為兩大類
(1)雙鏈TBPs(double-strand TBPs):這是一類可特異地與雙鏈端粒重復(fù)序列結(jié)合的蛋白質(zhì),它在端粒長(zhǎng)度的維持中具有重要作用,而且對(duì)端粒具有保護(hù)和調(diào)節(jié)功能。
(2)單鏈TBPs(single-strand TBPs):可結(jié)合于3′單鏈突出的末端,對(duì)于染色體末端的“戴帽”,以及端粒酶活性的調(diào)節(jié)具重要作用。
端粒酶的功能:
端粒酶的主要作用是維持端粒的長(zhǎng)度。端粒酶不但可以維持已經(jīng)存在的端粒DNA,同時(shí)端粒酶反轉(zhuǎn)錄酶能夠識(shí)別斷裂染色體的末端,重新將端粒重復(fù)序列加到染色體的斷裂末端或非端粒DNA上。端粒酶能利用端粒3′端單鏈為引物,自身的RNA 為模板合成端粒重復(fù)序列添加到染色體末端,從而延長(zhǎng)端粒的長(zhǎng)度。人的生殖細(xì)胞、造血干細(xì)胞及T,B 淋巴細(xì)胞中端粒酶有不同程度的表達(dá),而在正常的體細(xì)胞中,端粒酶處于失活狀態(tài),因此體細(xì)胞隨細(xì)胞分裂次數(shù)的增加端粒逐漸縮短。端粒的長(zhǎng)度與有絲分裂次數(shù)相關(guān),所以端粒又有細(xì)胞的“有絲分裂鐘”之稱。
9.描述The Nucleotide Excision Repair pathway。
當(dāng)DNA鏈上相應(yīng)位臵的核苷酸發(fā)生損傷,導(dǎo)致雙鏈之間無(wú)法形成氫鍵,則需要以核苷酸切除修復(fù)(nucleotide-excision repair)方式進(jìn)行修復(fù)。
1).切除損傷部位。一種專門的核酸切割酶識(shí)別并在已損傷的核苷酸5’和3’位分別切開磷酸糖苷鍵,產(chǎn)生一個(gè)由12~13個(gè)核苷酸(原核生物)或27~29個(gè)核苷酸(人類或其他高等真核生物)的小片段。
2).DNA解鏈酶把切除的小片段核苷酸移去。
3).DNA聚合酶I(原核)或DNA聚合酶E以完整的互補(bǔ)鏈為模板,按5’—3’方向DNA鏈,填補(bǔ)已切除的空隙。
4).DNA連接酶封口,修復(fù)完成。
10.解釋recA, recB, recC,recD,RuvA,RuvB,RuvC genes 所編碼蛋白和Chi sites 在重組中的作用。
RceA蛋白具有鏈交換,ATP酶及蛋白酶活性。它能結(jié)合到ssDNA上,促使DNA分子間的鏈交換,我們將RecA催化單、雙鏈DNA的反應(yīng)分為三個(gè)階段: 1RecA結(jié)合到單鏈DNA上。
2單鏈DNA與其互補(bǔ)物在雙鏈上快速配對(duì)反應(yīng),產(chǎn)生異性雙鏈連接
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3單鏈從雙鏈中轉(zhuǎn)移,取代了雙鏈中的一條鏈。
RecBCD是由recB,recC,recD三個(gè)基因編碼的三個(gè)亞單位組成的酶,具有:核酸外切酶V活性;解旋酶;核酸內(nèi)切酶;ATP酶;ssDNA外切酶活性。它能結(jié)合到雙鏈的上并使雙鏈解旋并分開,當(dāng)遇到Chi位點(diǎn)時(shí),RecBCD就切開一條單鏈,并失去RecD亞單位,RecBC繼續(xù)解開雙鏈。這樣就得到了鏈交換和重組的位點(diǎn)。Chi是一個(gè)被recBCD基因編碼的酶的作用目標(biāo)。
RuvA辨認(rèn)Holliday連合處的結(jié)構(gòu),RuvB是一個(gè)解旋酶,并以六聚體形式結(jié)合于雙鏈DNA上,解開雙鏈螺旋。
ruvC,編碼了一個(gè)末端核酸酶,它能確精地辨認(rèn)出Holliday結(jié)合處,結(jié)合到Holliday中間產(chǎn)物上,將這樣的結(jié)合處分開。
11.原核生物啟動(dòng)子所組成的保守序列和終止子特異序列是什么?
原核生物中絕大部分的啟動(dòng)子都存在位于-10bp處的TATAAT區(qū)和-35bp處的TTGACA區(qū)。這兩個(gè)區(qū)是相當(dāng)保守的序列,是RNA聚合酶與啟動(dòng)子的結(jié)合位點(diǎn),能與?因子相互識(shí)別而具有很高的親和力。在-35區(qū)和-10區(qū)之間的距離17±1bp。保持啟動(dòng)子這二段的序列以及它們之間的距離是很重要的,否則會(huì)改變它所控制的基因的表達(dá)水平。UP 元件,位于啟動(dòng)子上游-57 和-47 富含A/T。(5'-AAAATTATTTT-3').不依賴于rho因子的終止子:終止位點(diǎn)上游一般都存在一個(gè)富含GC堿基的二重對(duì)稱區(qū),由這段DNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA容易形成發(fā)卡式結(jié)構(gòu)。在終止位點(diǎn)前面有一段由6-8個(gè)A組成的序列,所以轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的3`端為寡聚U,這種結(jié)構(gòu)特征的存在決定了轉(zhuǎn)錄的終止。
依賴于rho因子的終止子:依賴rho因子的轉(zhuǎn)錄終止區(qū)DNA序列缺乏共性。Rho因子是一個(gè)相對(duì)分子量為2.0×105的六聚體蛋白,是一種NTP酶,通過(guò)催化NTP的水解促使新生RNA鏈從三元轉(zhuǎn)錄復(fù)合物中解離出來(lái),從而終止轉(zhuǎn)錄。RNA合成起始以后,rho因子即吸附在新生的RNA鏈上,靠ATP水解產(chǎn)生的能量,沿5`→3`方向朝RNA聚合酶移動(dòng),到達(dá)RNA的3`-OH端后取代了暫停在終止位點(diǎn)上的RNA聚合酶,使之從模板DNA上釋放mRNA,完成轉(zhuǎn)錄過(guò)程
12.RNA聚合酶I識(shí)別的啟動(dòng)子包含有哪兩個(gè)部分?分別有什么蛋白因子識(shí)別?
RNA聚合酶Ⅰ只轉(zhuǎn)錄編碼核糖體RNA的基因,轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物經(jīng)切割和加工后生成各種成熟rRNA RNA 聚合酶I 的轉(zhuǎn)錄單位有兩段起始調(diào)控序列,核心啟動(dòng)子(Core promoter)和與之
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相距70bp 處的上游啟動(dòng)元件upstream promoter element(UPE)(舊稱上游控制元件(Upstream control element,UCE))
核心啟動(dòng)子(Core promoter)位于起始位點(diǎn)周圍,從-45 延伸到+20,它本身就足以起始轉(zhuǎn)錄。但是,其效率可被位于-180 到-107 的上游啟動(dòng)元件(UPE)顯著提高。與一般啟動(dòng)子相比,這兩個(gè)區(qū)域都有不尋常的組成,富含G·C堿基對(duì),而且它們約有85%是一致的。
RNA 聚合酶Ⅰ需要UBF1和SL1兩個(gè)輔助因子。UBF1 是一個(gè)單鏈多肽,它先后與UPE和核心啟動(dòng)子上富含G·C 區(qū)結(jié)合。SL1 因子是一個(gè)四聚體蛋白,其作用類似于細(xì)菌,本身對(duì)于啟動(dòng)子沒有特異性,但一旦UBF1 結(jié)合,SL1 就可以協(xié)同UPE結(jié)合到此覆蓋的DNA 延伸區(qū)域,可能其主要功能是使RNA 聚合酶正確的定位在起始位點(diǎn)。
發(fā)生在兩個(gè)部位的結(jié)合因子之間相互作用的詳細(xì)情況尚不清楚。兩個(gè)因子都結(jié)合后,RNA 聚合酶Ⅰ就與核心啟動(dòng)子結(jié)合起始轉(zhuǎn)錄。
簡(jiǎn)單答案:(RNA聚合酶I識(shí)別的啟動(dòng)子包含-40~+50的近啟動(dòng)子和-165~-40的遠(yuǎn)啟動(dòng)子兩部分。近啟動(dòng)子功能決定了轉(zhuǎn)錄起始的精確位臵,遠(yuǎn)啟動(dòng)子的功能是影響轉(zhuǎn)錄的頻率。近啟動(dòng)子有輔助因子UBFl識(shí)別,遠(yuǎn)啟動(dòng)子有SL1識(shí)別。)
13.RNA聚合酶III識(shí)別的啟動(dòng)子有哪幾類?其定位因子是什么?
RNA聚合酶Ⅲ的啟動(dòng)子分成兩大類,由不同的因子采用不同方式識(shí)別。
5SrRNA和tRNA基因的啟動(dòng)子是內(nèi)部(internal)啟動(dòng)子,它們位于起點(diǎn)下游(Downstream)。
snRNA(核小RNA)基因的啟動(dòng)子與其它啟動(dòng)子相似,位于起始位點(diǎn)上游(Upstream)。在這兩種情況中,啟動(dòng)子的功能元件都是由可被轉(zhuǎn)錄因子識(shí)別的序列組成,但它反過(guò)來(lái)指導(dǎo)RNA聚合酶結(jié)合。
5SrRN轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的啟動(dòng)子位于基因+55和+80之間。
RNA聚合酶Ⅲ有三種類型啟動(dòng)子包括兩種類型的內(nèi)部啟動(dòng)子,每個(gè)都含有兩個(gè)分開的結(jié)構(gòu),其中兩個(gè)短序列元件被一個(gè)多變的序列分開。類型Ⅰ(5SrRN)同boxA 序列和一個(gè)隔開的boxC組成,類型Ⅱ(tRNA)由boxA和一個(gè)隔開的boxB序列組成。類型Ⅱ啟動(dòng)子上的A盒和B盒之間的距離可以變化很大,但兩盒不能過(guò)近,太近會(huì)失去其功能。
RNA聚合酶Ⅲ的第Ⅲ類啟動(dòng)子有三個(gè)上游元件。負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄snRNA的基因,其元件主要包括:Oct-PSE-TATA(PSE:近端序列元件,提高轉(zhuǎn)錄效率)
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有關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子包括TFⅢA、TFⅢB、TFⅢC, 在Ⅰ類啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄起始過(guò)程中,首先TFⅢA結(jié)合于內(nèi)部部啟動(dòng)子的boxA,然后TFⅢC結(jié)合于boxC然后招募真正的起始因子TFⅢB,TFⅢB最后招募RNA聚合酶Ⅲ。
在Ⅱ類啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄起始過(guò)程中,首先TFⅢC結(jié)合于平boxA和boxB,然后招募真正的起始因子TFⅢB,后者招募RNA聚合酶Ⅲ。
(TFⅢB含TBP是真正的轉(zhuǎn)錄因子,A、C可被高鹽除掉,是裝配因子)
14.RNA聚合酶II識(shí)別的啟動(dòng)子含有多種順式作用因子,請(qǐng)舉4例。
eg1: TATA box通常位于起始位點(diǎn)上游約25bp處,它組成唯一的上游啟動(dòng)子元件,此元件距起始位點(diǎn)有相對(duì)固定的位臵。它可以在所有真核生物中找到。TATA盒傾向于被富含G*C對(duì)的序列環(huán)繞,可能是TATA盒起作用的一個(gè)因子。具有選擇定位轉(zhuǎn)錄點(diǎn)的功能,作為定位因子起作用的
eg2: GC box通常在起始位點(diǎn)上游40-70處,但在每一個(gè)啟動(dòng)子中,GC盒前后的情況是不一樣的。功能是加強(qiáng)轉(zhuǎn)錄,兩個(gè)方向都有效。
eg3: CAAT box決定了轉(zhuǎn)錄的效率,兩個(gè)方向都有效。eg4: 八聚體(8bp元件)能增強(qiáng)真核生物啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄功能。
15.列出能在真核生物細(xì)胞中表達(dá)載體的構(gòu)件名稱,并作出解釋?
真核表達(dá)系統(tǒng)中根據(jù)受體細(xì)胞的不同,其所應(yīng)用的載體和表達(dá)策略各有不同,據(jù)此可將真核生物表達(dá)系統(tǒng)分為三類:1酵母表達(dá)系統(tǒng),2哺乳動(dòng)物表達(dá)系統(tǒng),3昆蟲表達(dá)系統(tǒng),這三類的組成元件分述如下。
1.酵母表達(dá)系統(tǒng)的組成元件包括
1〉 遺傳標(biāo)記:利于重組子的篩選、鑒定 2〉 調(diào)控序列
a.ARS:酵母自主復(fù)制序列,相當(dāng)于復(fù)制起點(diǎn),可啟動(dòng)基因在酵母中的復(fù)制 b.2μ質(zhì)粒,酵母細(xì)胞中存在削奪不同類型的內(nèi)源性質(zhì)粒,其中一種稱為2μ質(zhì)粒,它以高拷貝數(shù)存在于細(xì)胞核外,為小球狀DNA,長(zhǎng)約2μm,可以獨(dú)立復(fù)制轉(zhuǎn)錄
c.酵母啟動(dòng)子:在小母表達(dá)載體中必需含有酵母啟動(dòng)子,以啟動(dòng)外源基因在酵母中的表達(dá)
d.酵母著絲粒區(qū)段:增加轉(zhuǎn)化的的穩(wěn)定性 2.哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)載體的主要組成元件 1〉啟動(dòng)子
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2〉增強(qiáng)子,3〉篩選標(biāo)記,4〉終止信號(hào)和多聚腺苷酸化信號(hào):維系轉(zhuǎn)錄后能有效切割和多聚腺苷酸化,在真核表達(dá)載體中須含有轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)和多聚腺苷酸化信號(hào),5〉剪切信號(hào),并非所有的cDNA都需要剪切信號(hào)但一般來(lái)說(shuō)內(nèi)含子不會(huì)降低而是提高表達(dá)的效率,6〉復(fù)制元件:可提高外源基因的表達(dá)水平,7〉為了能方便化的大量重組DNA,哺乳動(dòng)物表達(dá)載體通常含有一段原核系列。-3.昆蟲桿狀病毒載體——轉(zhuǎn)移載體的基本元件
1〉原核系列:包括復(fù)制起始點(diǎn)、抗性基因及多克隆位點(diǎn)。2〉桿狀病毒啟動(dòng)子:常用的有P10啟動(dòng)子
3〉桿狀病毒復(fù)制非必需區(qū):多采用多角體蛋白側(cè)翼序列,提供轉(zhuǎn)移載體與桿狀病毒細(xì)胞內(nèi)同源重組的位點(diǎn)
昆蟲細(xì)胞加尾信號(hào)
16.請(qǐng)闡述ALTERNATIVE SPLICING的生理學(xué)意義。
選擇性剪接(ALTERNATIVE SPLICING)是指同一基因轉(zhuǎn)錄形成的初級(jí)RNA經(jīng)過(guò)不同的剪切和連接方式形成不同的RNA的過(guò)程。真核生物含有限數(shù)目的基因,但是當(dāng)嚴(yán)格需要時(shí),真核生物通過(guò)一系列精確的工具來(lái)加工 mRNA,產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)錄類型。選擇性剪接屬于復(fù)雜性剪接,也就是說(shuō),一個(gè)基因的初始轉(zhuǎn)錄物能夠加工產(chǎn)生出不同的 mRNA,從而產(chǎn)生不止一種蛋白質(zhì)。一個(gè)選擇性剪接的例子就是SV40,當(dāng)它感染細(xì)胞時(shí),引導(dǎo)2種蛋白質(zhì)的合成:大T抗原和小T抗原。這兩種蛋白質(zhì)表達(dá)自同一種前體mRNA,通過(guò)2個(gè)5'剪切位點(diǎn)及一個(gè)共同的3'剪切位點(diǎn)的不同加工過(guò)程,表達(dá)出2種不同的抗原。一般地,真核生物一個(gè)基因的外顯子和內(nèi)含子的數(shù)目及所在位臵是固定的。但也可能出現(xiàn)外顯子和內(nèi)含子數(shù)目及所在位臵不固定的情況,選擇性剪接的直接后果是一個(gè)基因產(chǎn)生多個(gè)不同功能的蛋白質(zhì)。mRNA 選擇性剪接涉及生命現(xiàn)象的很多方面,如細(xì)胞分化,個(gè)體發(fā)育,免疫機(jī)理,某些遺傳病的發(fā)生等等。選擇性剪接在器官發(fā)育中具有重要意義,同樣的基因產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì),使得不同的組織,不同的器官各自分工,形成真核生物復(fù)雜的生命體。同時(shí)可以節(jié)省大量的遺傳信息。選擇性剪接使真核生物在蛋白質(zhì)組水平上表現(xiàn)出極高的復(fù)雜性,這就是人類的基因數(shù)目只有3 萬(wàn)多個(gè),卻有比其他生物高得多的進(jìn)化程度的一個(gè)重要原因。
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17.請(qǐng)闡述RIBOZYME的應(yīng)用?
(由于17、18題目相對(duì)開放靈活,沒有大篇幅詳細(xì)解答。請(qǐng)各位同學(xué)結(jié)合自己研究方向?qū)Ω信d趣的某一方面進(jìn)行詳細(xì)闡述,這里只起拋磚引玉作用。)
核酶(ribozyme)是一類具有催化活性的RNA 分子,可通過(guò)堿基配對(duì)特異地與相應(yīng)的RNA 底物結(jié)合,并在特定的位點(diǎn)切割底物RNA 分子。自美國(guó)科學(xué)家Cech 和Altman 等發(fā)現(xiàn)核酶至今的20多年來(lái),人們利用核酶可以特異性地切割靶RNA序列的特點(diǎn),通過(guò)設(shè)計(jì)合適的核酶阻斷特定基因的表達(dá),已相繼對(duì)獲得性免疫缺陷綜合征、腫瘤、生殖系統(tǒng)疾病、病毒性肝炎、白血病、移植排斥反應(yīng)等進(jìn)行了廣泛深入的研究。核酶的種類很多,從結(jié)構(gòu)上看主要有發(fā)夾狀核酶(hairpin ribozyme)和錘頭狀核酶(hammerhead ribozyme)。
從目前來(lái)看,核酶的應(yīng)用主要在基因治療上。即將核酶基因?qū)爰?xì)胞內(nèi),使其在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)出相應(yīng)的核酶,從而對(duì)mRNA進(jìn)行切割,在翻譯水平阻止某些基因的異常表達(dá),達(dá)到治療疾病的目的。
核酶的應(yīng)用舉例:
1.核酶在腫瘤治療中的應(yīng)用 主要集中在以下幾個(gè)方面
①核酶與癌基因:核酶獨(dú)特的切割目的基因的方式有可能阻斷癌基因的表達(dá), 從而逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞惡性增殖, 并誘導(dǎo)其分化和凋亡。
②核酶與多藥耐藥性:多藥耐藥性(Multidrug resistance, MDR)是腫瘤化療失敗的主要原因。設(shè)計(jì)核酶抑制耐藥相關(guān)基因的表達(dá),使耐藥的腫瘤細(xì)胞重新獲得對(duì)化療藥物的敏感性。
③核酶和端粒酶:在高等生物細(xì)胞中, 除了精原細(xì)胞和少數(shù)造血細(xì)胞存在端粒酶活性外, 其余體細(xì)胞的端粒酶均處于失活狀態(tài)。而當(dāng)細(xì)胞惡變時(shí), 端粒酶則被激活, 使端粒酶長(zhǎng)度不隨細(xì)胞分裂而丟失, 從而使細(xì)胞逃避老化死亡, 保持無(wú)限復(fù)制與增殖。現(xiàn)在, 人們已經(jīng)開始應(yīng)用核酶技術(shù)通過(guò)抑制端粒酶活性, 從而抑制腫瘤細(xì)胞的增殖。
2.核酶在抗病毒中的應(yīng)用
①抗艾滋病病毒HIV:HIV的長(zhǎng)末端重復(fù)序列(LTR)參與病毒蛋白生成的調(diào)節(jié),起著類似“開關(guān)”的作用。HIV感染人體后,病毒的RNA在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下合成DNA,然后整合到細(xì)胞染色體上,可長(zhǎng)期潛伏。只有某些特定的激活因子作用于已整合人細(xì)胞基因的 HIV 前病毒LTR時(shí),才能啟動(dòng)表達(dá),或使表達(dá)從低水平轉(zhuǎn)入高水平。利用特異性核酶在細(xì)胞內(nèi)抑制HIV-1的LTR mRNA表達(dá),能明顯降低細(xì)胞HIV-1病毒蛋白的表達(dá)水平,從而
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達(dá)到抑制病毒復(fù)制的作用。
②抗乙肝病毒HBV:核酶能特異地切割HBV前基因組RNA , 使其喪失模板 活性, 如針對(duì)HBcAg mRNA 設(shè)計(jì)的核酶, 可有限的剪切HBV mRNA;針對(duì)HBV 前C/C區(qū)基因設(shè)計(jì)的錘頭狀核酶, 經(jīng)體外轉(zhuǎn)錄后可定點(diǎn)切割靶RNA等。從而起到抗病毒的作用。
盡管核酶已經(jīng)開始應(yīng)用于人體內(nèi)治療,但尚有許多問(wèn)題有待解決。例如:如何獲得高效、無(wú)毒的特異性核酶,如何選擇靶序列中最佳切割位點(diǎn),如何提高核酶進(jìn)入靶細(xì)胞的效率并穩(wěn)定發(fā)揮作用等。
18.請(qǐng)闡述RNA分子功能的研究進(jìn)展?
RNA是由4種核糖核苷酸組成的多核苷酸分子,在細(xì)胞內(nèi)的RNA按結(jié)構(gòu)與功能可分為若干類,最基礎(chǔ)的是mRNA、rRNA、tRNA。此外還有一些小RNA分子。
RNA是生物體內(nèi)最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)之一,它與DNA和蛋白質(zhì)一起構(gòu)成生命的框架。但長(zhǎng)久以來(lái),RNA分子一直被認(rèn)為是小角色。它從DNA那兒獲得自己的順序,然后將遺傳信息轉(zhuǎn)化成蛋白質(zhì)。然而,一系列發(fā)現(xiàn)表明,RNA事實(shí)上操縱著許多細(xì)胞功能。它可透過(guò)互補(bǔ)序列的結(jié)合反作用于DNA,從而關(guān)閉或調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。甚至某些小分子RNA可以透過(guò)指導(dǎo)基因的開關(guān)來(lái)調(diào)控細(xì)胞的發(fā)育時(shí)鐘。
近年來(lái)對(duì)RNA分子功能的研究主要集中在以下幾個(gè)方面 1.小干涉RNA(small interfering RNA, siRNA)雙股RNA(dsRNA)對(duì)基因表達(dá)的阻斷作用被稱為RNA干擾(RNA interference,RNAi)。雙股RNA(dsRNA)經(jīng)酶切后會(huì)形成很多小片段,如siRNA。siRNA一旦與信使RNA(mRNA)中的同源序列互補(bǔ)合,會(huì)導(dǎo)致mRNA失去功能,即不能轉(zhuǎn)譯產(chǎn)生蛋白質(zhì),也就是使基因“沉默化”了。
2.小RNA(microRNA, miRNA)最近幾年來(lái),科學(xué)家在線蟲(C.elegans)中相繼發(fā)現(xiàn)了能時(shí)序性調(diào)控發(fā)育的基因lin-4和let-7,將這類基因編碼的能時(shí)序調(diào)控發(fā)育進(jìn)程,長(zhǎng)度約為22個(gè)核苷酸的小分子RNA稱為small temporal RNA(stRNA)。后來(lái),科學(xué)家又相繼在線蟲、果蠅、鼠、人等生物中發(fā)現(xiàn)了許多類似的基因,把它統(tǒng)稱作miRNA(microRNA)。miRNA的主要功能是調(diào)節(jié)內(nèi)源基因的表達(dá),參與細(xì)胞周期的調(diào)控及個(gè)體發(fā)育過(guò)程,同時(shí)它與在siRNA具有很大的相關(guān)性,可能對(duì)基因功能研究、人類疾病防治及生物進(jìn)化探索有重要的意義。
此外,2004年Tomoko Kuwabara和他的同事們發(fā)現(xiàn)一種小dsRNA能夠作用于神經(jīng)
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基因的表達(dá),并且能在轉(zhuǎn)錄水平上直接誘導(dǎo)神經(jīng)干細(xì)胞向神經(jīng)細(xì)胞分化.這種RNA在基因轉(zhuǎn)錄水平上直接參與調(diào)控,它被命名為smRNA。
19.請(qǐng)闡述Aminoacyl tRNA synthetases 在蛋白質(zhì)翻譯中的作用。
在蛋白質(zhì)翻譯中,每種tRNA分子在它到達(dá)核糖體之前都需與相應(yīng)的氨基酸結(jié)合,這種結(jié)合是在一系列被稱為氨酰-tRNA合成酶作用下完成的。大多數(shù)細(xì)胞可產(chǎn)生二十種不同的氨酰-tRNA合成酶,每一種酶既識(shí)別tRNA,又能識(shí)別氨基酸,對(duì)兩者都具有高度專一性。它們各不相同,各負(fù)其責(zé),使一種氨基酸與其相應(yīng)的一套tRNA分子結(jié)合。這些酶可以將正確的氨基酸裝載到相應(yīng)的tRNA分子上,于是,tRNA就可以執(zhí)行它從DNA的脫氧核糖核苷酸序列信息到蛋白質(zhì)的氨基酸序列信息的翻譯功能,保證了蛋白質(zhì)翻譯的真實(shí)性。
20.闡述IF1、IF2、IF3、EF-Tu、EF-Ts、EF-G、RF1、RF2、RF3、RRF的功能。
起始因子
IF-1:無(wú)特異功能,僅具有加強(qiáng)IF2和IF3的活性作用,尤其在70S起始復(fù)合物生成后促進(jìn)IF-2的釋放。
IF-2:對(duì)于30S起始符合物與50S亞基的連接是必需的。
IF-3:形成三元復(fù)合物;使70S核糖體顆粒解離為30S和50S亞基。延長(zhǎng)因子
EF-Tu:與氨基酰-tRNA及GTP結(jié)合形成三元復(fù)合體。
EF-Ts:結(jié)合EF-Tu,臵換出GDP,再被GTP取代,使失活的EF-Tu·GDP變成有活性的EF-Tu·GTP。
EF-G:介導(dǎo)GTP水解,為核糖體的移動(dòng)提供必需的能量。
終止因子:終止因子用以識(shí)別這些密碼子,并在A位點(diǎn)上與終止密碼子相結(jié)合,從而阻止肽鏈的繼續(xù)延伸。
RF1:識(shí)別UAG和UAA RF2:識(shí)別UGA和UAA RF3:具體作用還不肯定,可能與核糖體的解體有關(guān)。
21.原核生物如何Rescuing synthesis on “broken“ mRNA from ribosome。
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細(xì)菌mRNA壽命較短而且通常很快就被降解,所以其3’端很容易丟失。3’端丟失,一般此序列就沒有終止子了,這段系列就遭到嚴(yán)重的破壞。沒有終止子的mRNA,缺少了促使核糖體從其上面脫落的標(biāo)志。如果核糖體結(jié)合了這樣一個(gè)mRNA,那么它將在到達(dá)有缺陷的地方后就停止,并且無(wú)法有效的脫落。這對(duì)細(xì)胞是有害的。
E.coli有一種由ssrA基因編碼小分子RNA,其前體形式有457個(gè)核苷酸,成熟形式有363個(gè)核苷酸。這種RNA又稱為tmRNA 或 10SaRNA,它同時(shí)具有tRNA, mRNA兩者的性質(zhì)。它在蛋白質(zhì)合成過(guò)程中用來(lái)拯救被困在失去終止序列的缺陷RNA上的核糖體。tmRNA有若干重要的特性: 它的二級(jí)別結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)類似于tRNA.2 它受丙氨酸的調(diào)控。它能做為mRNA使用,用來(lái)知道合成一段10個(gè)氨基酸的寡肽ANDENYALAA。E.coli中的SsrB蛋白有一個(gè)丙氨酸末端,能夠結(jié)合tmRNA。后者將tmRNA帶到受困的核糖體的A位點(diǎn)。隨即肽基轉(zhuǎn)移酶把新生肽,也即是原先無(wú)法繼續(xù)合成的肽鏈的C端連接到SsrB蛋白的丙氨酸末端上。此時(shí)tmRNA也取代了原先的缺陷RNA,以自身為模板行使其mRNA功能,再合成10個(gè)氨基酸加到新生肽上。
最后加上的兩個(gè)氨基酸均為丙氨酸,它們是作為水解酶ClpAP和 ClpXP識(shí)別標(biāo)志而加上去了的。這樣,因?yàn)楹颂求w受困而合成不完全的肽鏈能夠即使的被水解。從而消除由于synthesis on “broken” mRNA from ribosome帶來(lái)的潛在危害。
22.真核生物翻譯scanning模型
Scanning模型是闡述核糖體在帶有5′帽子結(jié)構(gòu)的真核生物mRNA上翻譯的起始作用。
該模型認(rèn)為40s亞基首先識(shí)別5′端帽子,然后沿mRNA移動(dòng)進(jìn)行掃描。從5′端的掃描是一個(gè)線性過(guò)程。當(dāng)40s亞基掃描先導(dǎo)序列時(shí),可能遇到發(fā)夾二級(jí)結(jié)構(gòu),其穩(wěn)定性應(yīng)小于-30kcal,因?yàn)楦€(wěn)定的發(fā)夾結(jié)構(gòu)會(huì)阻止亞基的移動(dòng)。
當(dāng)40s亞基遇到AUG起始密碼子時(shí)即停止移動(dòng)。通常(不是所有情況下),第一個(gè)AUG三聯(lián)體密碼子為起始密碼子,AUG本身并不能阻止亞基移動(dòng),并且只有在合適的位臵上它才會(huì)被高效地識(shí)別。該位臵含有序列GCCAGCCAUGG,在AUG前三個(gè)堿基位臵上的嘌呤(A或G)和隨后的G非常重要,它們以10倍的關(guān)系影響翻譯效率,而其余的堿基對(duì)翻譯效率影響較低。當(dāng)前導(dǎo)序列很長(zhǎng)時(shí),第一個(gè)亞基還未離開起始位點(diǎn),5′端又會(huì)被新的亞基識(shí)別,從而在前導(dǎo)序列和起始位點(diǎn)之間形成一串亞基。
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當(dāng)40s亞基定位于AUG上,即停止掃描,60s亞基加入,形成完整的80s起復(fù)合物。
23.解釋大腸桿菌乳糖操縱子的正負(fù)調(diào)控機(jī)制。
大腸桿菌乳糖操縱子包括三個(gè)結(jié)構(gòu)基因:Z,Y和A,以及啟動(dòng)子,控制子和阻遏子等。轉(zhuǎn)錄時(shí),RNA聚合酶首先與啟動(dòng)區(qū)結(jié)合,通過(guò)操縱區(qū)向右轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄從啟動(dòng)區(qū)開始,按Z-》Y-》A方向進(jìn)行,每次轉(zhuǎn)錄出來(lái)的一條mRNA上都帶有這三個(gè)基因。轉(zhuǎn)錄的調(diào)空是在啟動(dòng)區(qū)和操縱區(qū)進(jìn)行的。
正調(diào)空機(jī)制:
cAMP-CAP復(fù)合物與 DNA結(jié)合改變了這一區(qū)段 DNA次級(jí)結(jié)構(gòu),促進(jìn)了RNA聚合酶結(jié)合區(qū)的解鏈。這可能是cAMP-CAP通過(guò)與RNA聚合酶結(jié)合,再與DNA結(jié)合,因而促進(jìn)了RNA聚合酶與啟動(dòng)子的結(jié)合,從而增強(qiáng)了轉(zhuǎn)錄。cAMP-CAP復(fù)合物的形成取決于細(xì)胞內(nèi)cAMP的濃度,當(dāng)以葡萄糖為能源時(shí),由于其抑制腺苷酸環(huán)化酶的活性,ATP不能轉(zhuǎn)化為cAMP,細(xì)胞內(nèi)cAMP濃度降低,形不成CAP-cAMP復(fù)合物,因而乳糖結(jié)構(gòu)基因不被轉(zhuǎn)錄。
負(fù)調(diào)空機(jī)制:
具有活性的阻遏物只要結(jié)合在操縱基因上,就可以阻擾RNA聚合酶的轉(zhuǎn)錄活動(dòng),這是由于P和O位點(diǎn)有一定的重疊序列,O被阻遏物占據(jù)后,RNA聚合酶便不能結(jié)合到P位點(diǎn)上。阻遏物有無(wú)活性又受乳糖這種小分子誘導(dǎo)物的影響。阻遏物與乳糖結(jié)合后,由于發(fā)生構(gòu)象變化而失活,不再能同操縱基因結(jié)合,于是RNA聚合酶便能結(jié)合于啟動(dòng)子,起動(dòng)基因的表達(dá),使乳糖利用的結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄出相應(yīng)的mRNA,進(jìn)而再翻譯出蛋白質(zhì)。在酶誘導(dǎo)合成的這個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中,阻遏蛋白是主要的作用因子,而誘導(dǎo)物可以影響阻遏蛋白的活性,只有阻遏物被誘導(dǎo)失活,結(jié)構(gòu)基因才得以表達(dá)。
24.解釋大腸桿菌半乳糖操縱子的兩啟動(dòng)子調(diào)控機(jī)制。
大腸桿菌半乳糖操縱子(galactose operon)包括3個(gè)結(jié)構(gòu)基因galE galT galk 分別編碼3種酶。這3個(gè)酶的作用是使半乳糖變成葡萄糖-1-磷酸。GalR與galE、T、K及操縱區(qū)O等離得很遠(yuǎn),而galR產(chǎn)物對(duì)galO的作用與lacI-lacO的作用相同。
分析gal操縱子P-O區(qū)的DNA序列發(fā)現(xiàn),該操縱子存在兩個(gè)相距僅5bp的啟動(dòng)子,可以分別起始mRNA的合成。每個(gè)啟動(dòng)子擁有各自的RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)S1和S2。
從S1起始的轉(zhuǎn)錄只有在培養(yǎng)基中無(wú)葡萄糖時(shí),才能順利進(jìn)行,RNA聚合酶與S1的結(jié)合需要半乳糖、CAP和較高濃度的cAMP。從S2起始的轉(zhuǎn)錄則完全依賴于葡萄糖,高水平的cAMP-CAP能抑制由這個(gè)啟動(dòng)子起始的轉(zhuǎn)錄。當(dāng)有cAMP-CAP時(shí),轉(zhuǎn)錄從S1開始,第13頁(yè) 暨南大學(xué) 2005 分子生物學(xué)復(fù)習(xí)題參考解答
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當(dāng)無(wú)cAMP-CAP時(shí),轉(zhuǎn)錄從S2開始。
為什么gal操縱子需要兩個(gè)轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)?
半乳糖不僅可以作為唯一碳源供細(xì)胞生長(zhǎng),而且與之相關(guān)的物質(zhì)--尿苷二磷酸半乳糖(UDPgal)是大腸桿菌細(xì)胞壁合成的前體。在沒有外源半乳糖的情況下,UDP-gal是通過(guò)半乳糖差向異構(gòu)酶的作用由UDP-葡萄糖合成的,該酶是galE基因的產(chǎn)物。生長(zhǎng)過(guò)程中的所有時(shí)間里細(xì)胞必須能夠合成差向異構(gòu)酶。現(xiàn)在設(shè)想只有S1一個(gè)啟動(dòng)子,那么由于這個(gè)啟動(dòng)子的活性依賴于cAMP-CRP,當(dāng)培養(yǎng)基中有葡萄糖存在時(shí)就有能合成異構(gòu)酶。假如唯一的啟動(dòng)子是S2,那么,即使在葡萄糖存在的情況下,半乳糖也將使操縱子處于充分誘導(dǎo)狀態(tài),這無(wú)疑是一種浪費(fèi)。無(wú)論從必要性或經(jīng)濟(jì)性考慮,都需要一個(gè)不依賴于cAMP-CAP的啟動(dòng)子(S1)對(duì)高水平合成進(jìn)行調(diào)節(jié)。
25.解釋大腸桿菌阿拉伯糖操縱子的C蛋白正負(fù)調(diào)控機(jī)制。
在大腸桿菌中阿拉伯糖的降解需要3個(gè)基因:araB、araA和araD,分別編碼3個(gè)酶。與araBAD相鄰的是一個(gè)復(fù)合的啟動(dòng)子區(qū)域和一個(gè)調(diào)節(jié)基因araC,這個(gè)AraC蛋白同時(shí)顯示正、負(fù)調(diào)節(jié)因子的功能。AraBAD和araC基因的轉(zhuǎn)錄是分別在兩條鏈上以相反的方向進(jìn)行的。araBAD基因簇從啟動(dòng)子PBAD開始向左進(jìn)行轉(zhuǎn)錄,而araC基因則是從Pc向右轉(zhuǎn)錄
AraC蛋白作為PBAD活性正、負(fù)調(diào)節(jié)因子的雙重功能是通過(guò)該蛋白的兩種異構(gòu)體來(lái)實(shí)現(xiàn)的。Pr是起阻遏作用的形式,可以與現(xiàn)在尚未鑒定的類操縱區(qū)位點(diǎn)相結(jié)合,而Pi是起誘導(dǎo)作用的形式,它通過(guò)與PBAD啟動(dòng)子結(jié)合進(jìn)行調(diào)節(jié)。在沒有阿拉伯糖時(shí),Pr形式占優(yōu)勢(shì);一旦有阿拉伯糖存在,它就能夠與AraC蛋白結(jié)合,使平衡趨向于Pi形式。這樣,阿拉伯糖的誘導(dǎo)作用就可以解釋為阿拉伯糖與Pr的結(jié)合,使Pr離開它的結(jié)合位點(diǎn),然后,產(chǎn)生大量的Pi,并與啟動(dòng)子結(jié)合。
26.解釋大腸桿菌衰減子(Attenuator)調(diào)控機(jī)制。
在阻遏型操縱子中第一個(gè)結(jié)構(gòu)基因之前常有一段能減弱轉(zhuǎn)錄的序列,稱為衰減子.當(dāng)操縱子被阻遏,RNA合成別終止,起終止轉(zhuǎn)錄信號(hào)做用的那一段核苷酸稱為衰減子.在色氨酸操縱子結(jié)構(gòu)基因中的一個(gè)區(qū)域,此區(qū)域以形成不同二級(jí)結(jié)構(gòu)的方式,利用原核生物轉(zhuǎn)錄與翻譯的偶聯(lián)對(duì)轉(zhuǎn)錄進(jìn)行調(diào)節(jié).在衰減子調(diào)控方式中,起信號(hào)作用的是有特殊負(fù)載的氨基酰-tRNA的濃度.在MRNA水平上,該序列有4個(gè)調(diào)節(jié)區(qū),分別是1,2,3,4區(qū),其中1-2,2-3,3-4可自行配對(duì)形成RNA特有的發(fā)夾結(jié)構(gòu),但只有3-4配對(duì)才能形成莖部富含G-C,3’端有7個(gè)連續(xù)U的典型內(nèi)在終止子結(jié)構(gòu).此外,該序列還編碼含有14個(gè)氨基酸殘基的前導(dǎo)肽.前導(dǎo)肽編碼區(qū)3’端與1區(qū)部分重疊.在Trp操縱子中,該重疊序列含有兩個(gè)連續(xù)的第14頁(yè) 暨南大學(xué) 2005 分子生物學(xué)復(fù)習(xí)題參考解答
2005生物化學(xué)與分子生物學(xué)專業(yè)
Trp密碼子,其他氨基酸操縱子相應(yīng)地也有類似特點(diǎn).以大腸桿菌色氨酸操縱子為例說(shuō)明衰減子調(diào)控機(jī)制.細(xì)菌的轉(zhuǎn)錄和翻譯幾乎同步進(jìn)行,RNA聚合酶在轉(zhuǎn)錄前導(dǎo)序列時(shí),核糖體和相應(yīng)的tRNA緊隨其后翻譯前導(dǎo)肽.當(dāng)介質(zhì)中Trp濃度很低時(shí),tRNA-trp相應(yīng)短缺,核糖體移至重疊區(qū)兩個(gè)Trp密碼子時(shí)因缺少相應(yīng)tRNA-trp而停滯不前,使1區(qū)不能和2區(qū)配對(duì),所以2區(qū)和3區(qū)配對(duì),結(jié)果不能形成3-4區(qū)配對(duì)的終止子結(jié)構(gòu),因此RNA聚合酶能繼續(xù)轉(zhuǎn)錄下去,操縱子得以表達(dá).當(dāng)介質(zhì)中Trp濃度高時(shí),核糖體與足量的tRNA-trp緊隨聚合酶后迅速合成前導(dǎo)肽,并在位于1區(qū)和2區(qū)之間的終止密碼子處停止,不影響1區(qū)和2區(qū)的配對(duì),所以3區(qū)可以和4區(qū)配對(duì),形成終止子結(jié)構(gòu),使RNA聚合酶在此終止,從而阻止操縱子酶基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯.第15頁(yè)
第二篇:醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)資料總結(jié)doc(精選)
醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)資料小結(jié)
1、質(zhì)粒——是細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)攜帶的染色體外的DNA分子,是共價(jià)閉合的環(huán)狀DNA分子,能獨(dú)立進(jìn)行復(fù)制。質(zhì)粒只有在宿主細(xì)胞內(nèi)才能夠完成自己的復(fù)制。
2、基因——指貯存有功能的蛋白質(zhì)多肽鏈或RNA序列及表達(dá)這些信息所需的全部核苷酸序列,是核酸分子中貯存遺傳信息的遺傳單位。
3、癌基因——是細(xì)胞內(nèi)控制細(xì)胞生長(zhǎng)和分化的基因,具有潛在的誘導(dǎo)細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的特性,它的結(jié)構(gòu)異常或表達(dá)異常,可以引起細(xì)胞癌變。
4、基因克隆——是指把一個(gè)生物體的遺傳信息(基因片段)轉(zhuǎn)入另一個(gè)生物體內(nèi)進(jìn)行無(wú)性繁殖,得到一群完全相同的基因片段,又稱DNA克隆。
5、抑癌基因——是指存在于正常細(xì)胞內(nèi)的一大類可抑制細(xì)胞生長(zhǎng)并具有潛在抑癌作用的基因,當(dāng)這類基因在發(fā)生突變、缺失或失活時(shí)可引起細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化而導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。
6、基因診斷——是以DNA和RNA為診斷材料,通過(guò)檢查基因的存在、缺陷或表達(dá)異常,對(duì)人體狀態(tài)和疾病作出診斷的方法和過(guò)程。
7、管家基因——是在生命過(guò)程都是必需的,是在一個(gè)生物個(gè)體的幾乎所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)的基因,它較少受環(huán)境因素的影響,其表達(dá)方式為組成性基因表達(dá)。
8、klenow片段——亦稱DNA聚合酶1大片段,為DNA聚合酶I經(jīng)枯草桿菌蛋白酶裂解后產(chǎn)生的大片段,它除了保留5′→3′聚合酶活性及3′→5′外切酶活性外,失去了5′→3′外切酶活性,它具有的3′→5′外切酶活性能保證DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性,把DNA合成過(guò)程中錯(cuò)誤配對(duì)的堿基去除,再把正確的核苷酸接上去。
9、核蛋白體——系tRNA與蛋白質(zhì)結(jié)合生成的一種復(fù)合體,是蛋白質(zhì)生物合成的場(chǎng)所。
10、限制性內(nèi)切核酸酶——能識(shí)別DNA的特異序列,并在識(shí)別位點(diǎn)或其附近切割雙鏈DNA的一類內(nèi)切核酸酶,是基因克隆中最重要的工具酶,通常所說(shuō)的限制酶是指2型酶。主要從原核細(xì)胞中提取,大多數(shù)限制性內(nèi)切酶是錯(cuò)位切割雙鏈DNA,產(chǎn)生粘性末端,部分酶則沿對(duì)稱軸切割DNA而產(chǎn)生平端。
11、Tm值——DNA變性是在一個(gè)相當(dāng)窄的溫度范圍內(nèi)完成的,在這一范圍內(nèi),紫外吸收值達(dá)到最大值的50%時(shí)的溫度稱為DNA的解鏈溫度,又稱融解溫度(Tm),其大小與G+C含量成正比。或:雙鏈DNA變性一半所需要的溫度叫DNA的融解溫度.12、DNA的甲基化——是指DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)中,有一些堿基可以通過(guò)加上一個(gè)甲基而被修飾,其作用是對(duì)自身DNA產(chǎn)生保護(hù)作用。
13、原位雜交——是核酸保持在細(xì)胞或組織切片中,經(jīng)適當(dāng)方法處理細(xì)胞或組織后,將標(biāo)記的核酸探針與細(xì)胞或組織中的核酸進(jìn)行雜交的方法。
14、DNA微陳列——系直接將大量DNA探針以顯微打印的方式有序地固化于支持物表面所組成的微陳列(基因芯片)稱為DNA微陳列。.15、順序作用元件——是指那些與結(jié)構(gòu)基因表達(dá)調(diào)控相關(guān),能被基因調(diào)控蛋白異性識(shí)別和結(jié)合的DNA序列,抱括啟動(dòng)子.上游啟動(dòng)子元件.增強(qiáng)子.加尾信號(hào)和一些反應(yīng)元件。
16.轉(zhuǎn)位因子—是指能夠在一個(gè)DNA分子內(nèi)或2個(gè)DNA分子之間移動(dòng)的DNA片段。
17、基因治療--是指通過(guò)在特定靶細(xì)胞中表達(dá)該細(xì)胞本來(lái)不表達(dá)的基因,或采用特定方式關(guān)閉和抑制異常表達(dá)基因,達(dá)到治療疾病目的的治療方法。
二、綜合內(nèi)容
1、DNA的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及特點(diǎn)
①一級(jí)結(jié)構(gòu)是指DNA分子中核苷酸的排列順序,二級(jí)結(jié)構(gòu)是指兩條DNA單鏈形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)、三股螺旋結(jié)構(gòu)和四股螺旋結(jié)構(gòu);三級(jí)結(jié)構(gòu)是指雙鏈DNA進(jìn)一步扭曲盤旋形成的超螺旋結(jié)構(gòu)。②DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn):4種脫氧核糖核苷酸以3′,5′—磷酸二酯鍵相連,形成長(zhǎng)鏈,鏈中的脫氧核糖和磷酸都是相同的。組成DNA的堿基有腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)。③DNA是由兩條單鏈結(jié)合在一起形成的雙鏈分子,兩條單鏈都是由A、T、G、C以千變?nèi)f化的排列組合而形成的。大多數(shù)生物的遺傳信息都是儲(chǔ)存在DNA分子中。④DNA分子主要攜帶兩類遺傳信息,即有功能活性的DNA序列所攜帶的信息和調(diào)控信息。⑤DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)是指DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu),其特點(diǎn)為:脫氧核糖與磷酸交替排列構(gòu)成了DNA主鏈;兩條脫氧核苷酸鏈?zhǔn)欠聪蚱叫信帕校粭l是5′→3′方向,另一條為3′→5′方向;以右手方向盤繞成雙螺旋構(gòu)型;A配T,G配C。⑥生物體的閉環(huán)DNA都以超螺旋形式存在,如細(xì)菌質(zhì)粒、一些病毒、線粒體的DNA等。
2、RNA的結(jié)構(gòu)、功能、特點(diǎn)
①由4種基本的核苷酸以3′,5′-磷酸二酯鍵連接而成的長(zhǎng)鏈,堿基中沒有T,而為尿嘧啶(U)。②分為mRNA(信使RNA),tRNA(轉(zhuǎn)RNA,轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸)和核蛋白體RNA(rRNA)。mRNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn):不穩(wěn)定、代謝活躍,更新迅速,壽命短。原核生物mRNA具有操縱子結(jié)構(gòu),主要是多順反子,mRNA5′端無(wú)帽子結(jié)構(gòu),3′端一般無(wú)多聚A尾巴,沒有修飾堿基;真核mRNA5′端有帽子結(jié)構(gòu)、3′端大多有多聚腺苷酸尾巴、分子中可能有修飾堿基,主要有甲基化、有編碼區(qū)和非編碼區(qū)。tRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及作用:作用:在蛋白質(zhì)合成過(guò)程轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸,參與蛋白質(zhì)的翻譯。一級(jí)結(jié)構(gòu)含有稀有堿基如DHU,3′端為3個(gè)同樣的核苷酸序列(CCA)序列,此序列是tRNA結(jié)合和轉(zhuǎn)運(yùn)安基酸而生成氨酰tRNA所必需的。5′端為G、具有TΨC;二級(jí)結(jié)構(gòu)為三葉草形,三級(jí)結(jié)構(gòu)為倒L形; C、rRNA即核蛋白體RNA:為細(xì)胞內(nèi)含量最豐富的RNA,約占細(xì)胞總RNA的80%以上,參與組成核蛋白體,作為蛋白質(zhì)生物合成的場(chǎng)所。原核生物核糖體的沉降系數(shù)為70S,由50S和30S兩個(gè)大小亞基組成,30S小亞基含16SrRNA和21種蛋白質(zhì),50S大亞基含23S和5SrRNA以及34種蛋白質(zhì);真核生物細(xì)胞核糖體的沉降系數(shù)為80S,由大小亞基組成,40S小亞基含18SrRNA及30多種蛋白質(zhì),60S大亞基含3種rRNA(28S.5.8S.5S)以及大約45種蛋白質(zhì)。④hnRNA即核內(nèi)不均-RNA,為真核生物轉(zhuǎn)錄生成的mRNA前體。⑤SnRNA即小分子核內(nèi)RNA,不單獨(dú)存在,常與多種特異的蛋白質(zhì)結(jié)合在一起,形成小分子核內(nèi)核蛋白顆粒,在mRNA的剪接中起重要作用。⑥反義RNA,又稱調(diào)節(jié)RNA,主要封閉RNA。
3、參與蛋白質(zhì)合成的氨基酸在特異的氨基酰tRNA合成酶催化下,與其相應(yīng)的tRNA結(jié)合成氨基酰—tRNA。真核生物起始tRNA結(jié)合的氨基酸為蛋氨酸,結(jié)合形成Met-tRNAimet,翻譯起始時(shí)首先與40S核糖體小亞基結(jié)合形成復(fù)合物。原核生物的起始氨基酸為甲酰化蛋氨酸,結(jié)合形成fMet-tRNAffmet。導(dǎo)致DNA變性的常用方法有熱變性、堿變性和化學(xué)試劑變性。DNA變性的結(jié)果:粘性降低,密度增加,A260紫外吸收值增加。
4、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能特點(diǎn)
①蛋白質(zhì)又稱為“功能分子”,根據(jù)功能分為結(jié)構(gòu)蛋白、活性蛋白和信息蛋白。蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸排列的順序。蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,可以使蛋白質(zhì)的功能發(fā)生改變,嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致疾病的發(fā)生。②因基因突變而導(dǎo)致的蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)改變后表現(xiàn)出生理功能的異常,使機(jī)體出現(xiàn)病態(tài)現(xiàn)象,稱為分子病。③蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)單元(形式)有a-螺旋、β-折疊、-轉(zhuǎn)角、無(wú)規(guī)則卷曲。④一級(jí)結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵是肽鍵及二硫鍵;二級(jí)結(jié)構(gòu)主要化學(xué)鍵為氫鍵;三級(jí)結(jié)構(gòu)的主要靠疏水作用、離子鍵、氫鍵和范得華力等;四級(jí)結(jié)構(gòu)的結(jié)合力主要是疏水作用、氫鍵和離子鍵。
5、端粒的主要特點(diǎn)和功能:特點(diǎn)為:位于真核生物染色體末端、端粒酶催化端粒DNA延長(zhǎng)、在決定細(xì)胞壽命中起重要作用、含短的高度重復(fù)序列。其主要功能有:保護(hù)線性DNA的完整復(fù)制、保護(hù)染色體末端、決定細(xì) 2 胞的壽命。
6、DNA聚合酶(DNApol)
①作用是催化DNA合成,其活性需要Mg2+的存在。大腸桿菌DNA聚合酶有I-II、II3種(即原核生物DNA聚合酶)。②DNApolI的功能有:a、聚合作用,使DNA鏈沿5′→3′方向延伸,b、3′→5′外切酶活性,即能從DNA鏈3′端開始沿3′→5′進(jìn)行水解反應(yīng),產(chǎn)生5′單核苷酸,糾正復(fù)制過(guò)程中的錯(cuò)誤,保證DNA復(fù)制的正確性,因而具有校對(duì)功能;C、5′→3′外切酶活性,參與RNA生物的切除、填補(bǔ)岡崎片段間的空隙以及DNA損傷的修復(fù)。③DNApolII:具有5′→3′DNA聚合酶活性及3′→5′外切核酸酶活性,可能參與DNA損傷的應(yīng)急狀態(tài)修復(fù)。④DNApolII:α亞基具有催化合成DNA的功能;ε亞基具有3′→5′外切酶活性及編輯和校對(duì)功能,θ則為裝配所必需,是原核生物復(fù)制延長(zhǎng)中真正起催化作用的酶。DNA聚合酶的共同性質(zhì)是:需要DNA模板;RNA或DNA作為引物;ATP與Mg2+的參與;以dNTP作底物;DNA合成的方向是5′→3′。反應(yīng)特點(diǎn):新生鏈的延伸方向?yàn)?'→3';半保留方式合成子代DNA雙鏈;反應(yīng)需要DNA引物。共同具有的酶活性:5'→3'聚合酶活性;3'→5'核酸外切酶活性。
7、RNA聚合酶
①RNA聚合酶也稱依賴DNA的RNA聚合酶,能以DNA為模板,四種核苷三磷酸為底物,按照堿基配對(duì)原則,從5′→3′方向延長(zhǎng)RNA鏈。②原核生物的RNA聚合酶只有一種,是由四種亞基α2ββ'σ組成的五聚體蛋白質(zhì),稱為全酶。去掉σ亞基后,剩下的α2ββ’稱為核心酶。活細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄起始,需要全酶;而核心酶負(fù)責(zé)催化RNA鏈的延伸。③真核生物RNA聚合酶有三種,即RNA聚合酶I、II、III。RNA聚合酶I定位在核仁,主要轉(zhuǎn)錄5.8S、18S、28S-rRNA基因;酶II定位在核漿,主要轉(zhuǎn)錄編碼蛋白質(zhì)的基因,即主要轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA;酶III定位在核漿,主要轉(zhuǎn)錄tRNA和5S-rRNA基因。④RNA聚合酶催化聚合反應(yīng)時(shí)需要有Mg或Mn的存在,無(wú)3’→5’外切酶海性,無(wú)校對(duì)功能。
8、密碼子分為起始密碼和終止密碼,起始密碼為AUG,終止密碼為UAA、UAG和UGA,共有64種不同的密碼。可作為原核生物起始密碼的是:AUG.GUG.UUG。
9、遺傳密碼具有以下特點(diǎn):
A、連續(xù)性:兩個(gè)密碼子之間沒有任何核苷酸加以分隔,即密碼是無(wú)標(biāo)點(diǎn)的。B、方向性:mRNA中密碼子的排列是有方向性的,即起始密碼子總是位于編碼區(qū)5’末端,而終止密碼子位于3’末端。每個(gè)密碼子的三個(gè)核苷酸也是5’→3’方向閱讀,不能倒讀。C、簡(jiǎn)并性:是指遺傳密碼中除色氨酸和甲硫氨酸僅有一個(gè)密碼子外,其余氨基酸有2~6個(gè)密碼子為其編碼。D、通用性:從最簡(jiǎn)單的病毒、原核生物、直至人類,都使用同一套遺傳密碼。E、擺動(dòng)性:翻譯過(guò)程中,氨基酸的正確加入,要靠mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子相辯認(rèn)。密碼子與反密碼子配對(duì)辯認(rèn)時(shí),有時(shí)不完全遵守堿基互補(bǔ)規(guī)律,即使不嚴(yán)格互補(bǔ)也能辯認(rèn)配對(duì),這種現(xiàn)象稱為擺動(dòng)。
10、轉(zhuǎn)錄的過(guò)程及特點(diǎn)
①轉(zhuǎn)錄是以DNA為模板,以4種NTP為原料,依堿基配對(duì)規(guī)律,在DNA指導(dǎo)的RNA聚合酶催化下合成RNA的過(guò)程,其過(guò)程包括:起始、延長(zhǎng)和終止三個(gè)階段。②轉(zhuǎn)錄的特點(diǎn):A、對(duì)于一個(gè)基因組來(lái)說(shuō),轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在一部分基因,而且每個(gè)基因的轉(zhuǎn)錄都受到相對(duì)獨(dú)立的控制。B、轉(zhuǎn)錄是不對(duì)稱的。C、轉(zhuǎn)錄時(shí)不需要引物,而且RNA鏈的合成是連續(xù)的。D、轉(zhuǎn)錄的單向性,即RNA生物合成時(shí),只能向一個(gè)方向進(jìn)行聚合,所依賴的模板DNA鏈的方向?yàn)?’→5’,而RNA鏈的合成方向?yàn)?’→3’。E、有特定的起始和終止位點(diǎn)。參與轉(zhuǎn)錄終止的因素為ρ因子或轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的3'端發(fā)夾結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn):AATAAA+GT序列。
11、原核生物DNA復(fù)制的過(guò)程及特點(diǎn)
①?gòu)?fù)制過(guò)程包括:起始(復(fù)制起始位點(diǎn)識(shí)別、解螺旋酶解開DNA雙鏈,引發(fā)體合成RNA引物)延伸(DNA聚合2+
2+ 3 酶催化聚合反應(yīng),連續(xù)合成前導(dǎo)鏈,不連續(xù)合成隨從鏈)。終止(RNA引物去除、岡崎片段連接、在特殊的終止結(jié)構(gòu)區(qū)域停止)。②復(fù)制的共同特點(diǎn)為:半保留復(fù)制和半不連續(xù)復(fù)制、聚合反應(yīng)都需要模板、底物、DNA聚合酶及其它酶和蛋白質(zhì)。
12、真核生物染色體DNA復(fù)制的特點(diǎn):(原核相反)
①?gòu)?fù)制起始點(diǎn)為多個(gè);②復(fù)制叉移動(dòng)速度慢;③復(fù)制方向大多數(shù)為雙向;④RNA引物短;⑤岡崎片段短,⑥不可連續(xù)復(fù)制
13、翻譯的主要過(guò)程及特點(diǎn)
①起始:形成翻譯起始復(fù)合物②延長(zhǎng):指每加一個(gè)氨基酸經(jīng)過(guò)進(jìn)位、成肽和轉(zhuǎn)位,使肽鏈從N端向C端延長(zhǎng)。③終止(當(dāng)mRNA分子中的終止密碼子出現(xiàn)后,多肽鏈合成停止,肽鏈從肽酰-tRNA中釋出,mRNA、核蛋白體等分離)。蛋白制合成是一個(gè)耗能過(guò)程,每生成一個(gè)肽鍵,要消耗2個(gè)高能磷酸鍵,氨基酸活化要消耗2個(gè)高能磷酸鍵,整個(gè)過(guò)程可能多于4個(gè)高能磷酸鍵。
14、原核生物mRNA的加工:轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA分子不需加工。tRNA結(jié)構(gòu)基因的初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物需要加工,才能成為具有生物功能的成熟分子。tRNA前體的加工包括剪切作用(切除多余核苷酸)、添加和修復(fù)3'端CCA序列,某些堿基的化學(xué)修飾(成熟tRNA分子中有稀有堿基)。
15、翻譯后的加工修飾:
①加工包括:A、去掉N-甲酰基、N-蛋氨酸或N端序列。B、個(gè)別氨基酸的修飾(羥化、磷酸化形成-S-S-等)。C、多蛋白水解修飾,D、分子伴侶,蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶,肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶輔助折疊成空間構(gòu)象。E、亞基聚合,F(xiàn)、輔基的結(jié)合(糖基化等)。其中A、B、C屬一級(jí)結(jié)構(gòu)修飾,D、E、F屬空間結(jié)構(gòu)修飾。②多肽鏈形成后,氨基酸殘基可進(jìn)行多種共價(jià)修飾,包括;磷酸化,羥基化,ADP-核糖基化,形成胱氨酸及乙酰化。③翻譯過(guò)程涉及多種分子之間的相互作用,可以歸納為:RNA-蛋白質(zhì)相互作用,蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用及RNA-RNA相互作用。④參與翻譯終止的蛋白質(zhì)因子包括:RF、PR、IF。⑤廣義的核蛋白體循環(huán)包括:翻譯起始,進(jìn)位,成肽,轉(zhuǎn)位和翻譯終止。
16、真核生物mRNA的加工包括:
①5′端加帽(由加帽酶催化5′端加入7-甲苷烏苷酸,形成帽子結(jié)構(gòu)mGpppmNP-)。②3′端加入Poly(A)尾(A、組蛋白的成熟mRNA無(wú)需加polyA尾;B、加尾信號(hào)包括AAUAAA和富含GU的序列;C、加尾不需模板;D剪切過(guò)程需要多種蛋白質(zhì)因子的輔助)。③mRNA前體的剪接(剪接加工以除去內(nèi)含子序列,并將外顯子序列連接成為成熟的有功能的mRNA分子。內(nèi)含子兩端的結(jié)構(gòu)通常是5′-GU??AG-3′。選擇性剪接的作用機(jī)制包括;A使用不同的剪接位點(diǎn),B選擇使用外顯子,C、反式剪接,D、使用不同的啟動(dòng)子,E、使用不同的多腺苷酸化位點(diǎn))。④RNA的編輯(發(fā)生于轉(zhuǎn)錄后水平,改編mRNA序列,C→U或A→G,增加遺傳信息容量)。
17、基因表達(dá)是指生物基因組中結(jié)構(gòu)基因所攜帶的遺傳信息經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄、翻譯等一系列過(guò)程,合成特定的蛋白質(zhì),進(jìn)而發(fā)揮特定的生物學(xué)功能和生物學(xué)效應(yīng)的全過(guò)程。但并非所有基因表達(dá)過(guò)程都產(chǎn)生蛋白質(zhì),tRNA、rRNA編碼基因轉(zhuǎn)錄生成RNA的過(guò)程也屬于基因表達(dá)。基因表達(dá)受到多級(jí)水平的調(diào)控,具有階段特異性(時(shí)間特異性)和組織特異性(空間特異性)。基因表達(dá)分為幾個(gè)階段:基因活化、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工、翻譯、翻譯后加工等、產(chǎn)物是RNA和有功能的蛋白質(zhì)。
18、原核生物基因表達(dá)調(diào)控的環(huán)節(jié),主要在轉(zhuǎn)錄水平,其次是翻譯水平。原核生物基因多以操縱子的形式存在,轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控涉及到啟動(dòng)子、σ因子(能與RNA聚合酶結(jié)合)、阻遏蛋白(負(fù)調(diào)控)、正調(diào)控蛋白、倒位蛋白、RNA聚合酶抑制物、衰減子等多種因素。而翻譯水平的調(diào)控涉及到SD序列(位于AUG前)、mRNA的穩(wěn)定性(不穩(wěn)定,其5′端和3′端的發(fā)夾結(jié)構(gòu)可保護(hù)其不被酶水解,mRNA的5′端與核糖體結(jié)合,可明顯提高其穩(wěn)定性)、翻譯產(chǎn)物及小分子RNA的調(diào)控作用。4
19、真核生物基因表達(dá)的調(diào)控環(huán)節(jié)較多,在DNA水平可通過(guò)染色體丟失,基因擴(kuò)增、基因重排、DNA甲基化以及染色體結(jié)構(gòu)改變影響基因表達(dá),在轉(zhuǎn)錄水平則主要通過(guò)反式作用因子的作用調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子與TATA盒的結(jié)合、RNA聚合酶與轉(zhuǎn)錄因子-DNA復(fù)合物的結(jié)合及轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成;在轉(zhuǎn)錄后水平主要通過(guò)RNA修飾、剪接及mRNA運(yùn)輸?shù)目刂苼?lái)影響基因表達(dá);影響翻譯水平的因素有影響起始翻譯的阻遏蛋白、5′AUG、5′端非編碼區(qū)的長(zhǎng)度、mRNA的穩(wěn)定性調(diào)節(jié)及小分子RNA等。真核基因調(diào)控中最重要的環(huán)節(jié)是基因轉(zhuǎn)錄,真核生物基因表達(dá)需要轉(zhuǎn)錄因子、啟動(dòng)子、沉默子和增強(qiáng)子。
20、反式作用因子:指能直接或間接辨認(rèn)和結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段DNA的蛋白質(zhì),其主要特點(diǎn)包括三個(gè)功能結(jié)構(gòu)域(DNA識(shí)別結(jié)合域、轉(zhuǎn)錄活性域、結(jié)合其它蛋白的結(jié)合域)、能識(shí)別并結(jié)合上游調(diào)控區(qū)的順式作用元件、對(duì)基因表達(dá)有正性和負(fù)性調(diào)控作用。其活性調(diào)節(jié)方式:表達(dá)式調(diào)節(jié),共價(jià)修飾,配體結(jié)合及蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用。作用方式:成環(huán)、扭曲、滑動(dòng)、Oozing。DNA結(jié)構(gòu)域包括:鋅指、螺旋—轉(zhuǎn)角—螺旋、亮氨酸拉鏈和螺旋—環(huán)—螺旋。轉(zhuǎn)錄激活域富含:酸性氨基酸、脯氨酸和谷氨酰胺。
21、參與DNA復(fù)制(合成)的物質(zhì)包括:
①模板(解開成單鏈的DNA母鏈)。②引物(提供3’—OH未端使dNTP可以依次聚合)。③底物(dATP,dGTP,dCTP和dTTP)。④聚合酶(依賴DNA的DNA聚合酶(DNA—pol))。⑤其它的酶和蛋白質(zhì)因子。DNA復(fù)制的基本過(guò)程包括:①DNA雙鏈解開,②RNA引物的合成,③DNA鏈的延長(zhǎng),④切除引物,填補(bǔ)缺口,連接相鄰DNA片段,⑤切除和修復(fù)錯(cuò)配堿基。
22、結(jié)構(gòu)基因突變的類型包括點(diǎn)突變、缺失、插入和倒位四類,遺傳密碼的改變分為錯(cuò)義突變、無(wú)義突變、同義突變和移碼突變。
23、癌基因惡性激活的機(jī)制包括:①原癌基因點(diǎn)突變,②原癌基因獲得外源啟動(dòng)子而激活,③原癌基因因甲基化程度降低而激活,④基因易位或重排使原癌基因激活。
24、逆轉(zhuǎn)錄病毒載體是基因治療中最常用的載體。造血肝細(xì)胞是基因治療中最重要的靶細(xì)胞,禁用生殖細(xì)胞。基因轉(zhuǎn)移技術(shù)(基因治療技術(shù))包括生物學(xué)方法和非生物學(xué)方法:生物學(xué)方法有:逆轉(zhuǎn)錄病毒載體.腺病毒載體.腺相關(guān)病毒載體.單純皰疹病毒載體;非生物學(xué)方法有:脂質(zhì)體、直接注射、受體介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移技術(shù)、DNA—磷酸鈣沉淀法、電穿孔法、顯微注射、顆粒轟擊。
25、DNA甲基化的一個(gè)特點(diǎn)是它們經(jīng)過(guò)細(xì)胞許多代分裂之后仍保持穩(wěn)定。在真核生物DNA中,幾乎所有甲基化均發(fā)生于二核苷酸序列5’—mCG—3’上。
26、一個(gè)基因所包括的序列有:編碼蛋白質(zhì)肽鏈或RNA的核酸序列、保證轉(zhuǎn)錄所必需的調(diào)控序列、位于編碼區(qū)5’端上游的非編碼序列、內(nèi)含子、位于編碼區(qū)3'端下游的非編碼序列。
27、啟動(dòng)子是RNA聚合酶特異性識(shí)別和結(jié)合的DNA序列,啟動(dòng)子具有方向性,真核生物的啟動(dòng)子必須與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合后,才能被DNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合,真核生物的啟動(dòng)子元件是TATA蓋,TATA盒的核心序列是TATA(A/T)A(A/T),位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游—25bp處,啟動(dòng)子決定轉(zhuǎn)錄方向.模板鏈及轉(zhuǎn)錄效率。上游啟動(dòng)子元件包括:CAAT盒,CACA盒和GC盒。
28、逆轉(zhuǎn)錄:是指以RNA為模板,利用宿主細(xì)胞中4種dNTP為原料,在引物的3'端以5'→3'方向合成與RNA互補(bǔ)的DNA鏈的過(guò)程,此過(guò)程與中心法則方向相反,故稱為逆轉(zhuǎn)錄。
29、原癌基因產(chǎn)物的類型及細(xì)胞定位
①生長(zhǎng)因子及其類似物,由細(xì)胞分泌,如C-sis家族(sis編碼血小板源生長(zhǎng)因子,表達(dá)產(chǎn)物與PDGF鏈結(jié)構(gòu)同源)。②跨膜生長(zhǎng)因子受體型的酪氨酸蛋白激酶,如erb-B,表皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子(EGF)受體;fims,巨噬細(xì)胞集落刺激因子受體;定位于質(zhì)膜。③細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)分子,定位于胞夜,包括A、低分子量G蛋白,如H-ras等 5 基因表達(dá)產(chǎn)物;B、胞內(nèi)蛋白激酶(包括與膜結(jié)合的蛋白酪氨酸激酶和胞漿絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶),如src、abl。④核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子:如myc、fos等,定位于細(xì)胞核內(nèi)。⑤胞漿調(diào)節(jié)蛋白,如crk的產(chǎn)物是存在于胞漿中的調(diào)節(jié)蛋白,定位于胞漿。⑥可溶性蛋白酪氨酸激酶受體和非蛋白激酶受。30、細(xì)胞周期的主要調(diào)控點(diǎn)
細(xì)胞周期的運(yùn)行受多種因素所調(diào)控,有2個(gè)主要調(diào)控點(diǎn),亦稱為檢測(cè)點(diǎn)。①G1/S期檢測(cè)點(diǎn):在酵母中稱起點(diǎn),在哺乳細(xì)胞中稱限制點(diǎn),是控制細(xì)胞進(jìn)入S期檢測(cè)點(diǎn)(G1期檢測(cè)點(diǎn)),cyclinB與CDK4和CDK6結(jié)合,cyclinE與CDK2,CDK3結(jié)合,通過(guò)磷酸化使它們活化。cyclin-CDK復(fù)合物可使Rb蛋白磷酸化,從而釋放轉(zhuǎn)錄因子E2F,促進(jìn)DNA復(fù)制相關(guān)基因的表達(dá)。CDK2也可和cyclinA、cyclinA1結(jié)合,促進(jìn)早S期DNA合成的起始。②G2/M期檢測(cè)點(diǎn):是控制細(xì)胞進(jìn)入M期檢測(cè)點(diǎn)(G2期檢測(cè)點(diǎn)),促有絲分裂因子(MPF)由cyclinB和CDK1組成,是啟動(dòng)有絲分裂的關(guān)鍵因子。細(xì)胞何時(shí)進(jìn)入M期取決于Cdc2的磷酸化狀態(tài)。
31、真核細(xì)胞轉(zhuǎn)染的基本方法:
①磷酸鈣沉淀法。②電穿孔法。③脂質(zhì)體介導(dǎo)的基因?qū)敕ā"蹹EAE-葡聚糖法。⑤顯微注射法。
32、DNA損傷的主要類型
①堿基和糖基破壞②錯(cuò)配③DNA鏈斷裂:電離輻射致DNA損傷的主要形式④DNA變聯(lián)。上述DNA損傷可導(dǎo)致DNA模板發(fā)生堿基的置換、插入、缺失、鏈的斷裂,并可影響到染色體的高級(jí)結(jié)構(gòu)。DNA鏈中一種嘌呤被另一種嘌呤取代,或嘧啶被另一種嘧啶所取代,稱為轉(zhuǎn)換;嘌呤被嘧呤取代,或反之,稱為顛換;轉(zhuǎn)換和顛換在DNA復(fù)制時(shí)可引起堿基錯(cuò)配,導(dǎo)致基因突變;堿基的插入和缺失可引起移碼突變。
33、DNA修復(fù)機(jī)制的主要類型
①光修復(fù);②切除修復(fù);③重組修復(fù);④SOS修復(fù);⑤錯(cuò)配修復(fù)。
34、基因文庫(kù)篩選的主要方法及原理
(1)根據(jù)抗藥性標(biāo)志篩選:對(duì)于帶有某種抗藥性標(biāo)志基因,只有轉(zhuǎn)化成功的受體菌才可能在含該抗生素的培養(yǎng)基中生存并形成菌落;而沒有轉(zhuǎn)化成功的受體菌,不能在培養(yǎng)基中生長(zhǎng),以此可選擇陽(yáng)性菌。(2)根據(jù)菌落的呈色反應(yīng)篩選(互補(bǔ)、藍(lán)-白篩選):根椐菌落的顏色并結(jié)合插入片段的序列測(cè)定篩選。(3)營(yíng)養(yǎng)缺陷型標(biāo)記法:(4)核酸分子雜交法:即采用與目的基因部分互補(bǔ)的DNA片段作為探針,與含有重組體的細(xì)菌菌落進(jìn)行雜交,以確定重組體中帶目的基因。包括原位雜交和southern印跡雜交。(5)遺傳互補(bǔ)法:載體上的營(yíng)養(yǎng)代謝標(biāo)記可以對(duì)宿主細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)代謝缺陷進(jìn)行互補(bǔ),以此作為篩選重組體的標(biāo)記。(6)免疫學(xué)方法:如果克隆基因的產(chǎn)物是已知的,并且在菌落或噬菌斑中表達(dá),因而可以用相應(yīng)的抗血清或單克隆抗體,通過(guò)放射免疫、化學(xué)發(fā)光或顯色反應(yīng)進(jìn)行篩選。
35、PCR的主要步驟及引物設(shè)計(jì)的基本要求
①PCR的主要步驟:PCR又稱聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng),是在體外進(jìn)行的DNA復(fù)制反應(yīng)過(guò)程。其基本過(guò)程包括:A、雙鏈DNA模板加熱變性成單鏈(變性),溫度95度左右。B、在低溫下引物與單鏈DNA互補(bǔ)配對(duì)(退火),85-90度。C、延伸:在四種DNTP底物及Mg存在條件下,TaqDNA聚合酶在最適作用溫度(70~75℃)下,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,從特異結(jié)合到DNA模板上的引物3′-OH端開始摻入單核苷酸,合成新的DNA分子。②引物設(shè)計(jì)的基本要求:A、引物長(zhǎng)度一般為15~30個(gè)核苷酸。B、引物中的堿基組成盡可能隨機(jī)分布,避免出現(xiàn)嘌呤、嘧啶堿基堆積現(xiàn)象,尤其在3′端避免連續(xù)3個(gè)G或C。C、引物自身不應(yīng)存在互補(bǔ)序列以避免折疊成發(fā)夾結(jié)構(gòu),引物自身存在的連續(xù)互補(bǔ)序列,一般不超過(guò)3bp。D、兩個(gè)引物之間不應(yīng)存在互補(bǔ)序列,尤其應(yīng)避免3′端的互補(bǔ)重疊。E、引物與非特異擴(kuò)增區(qū)的序列的同源性不要超過(guò)70%,引物3′末端連續(xù)8個(gè)堿基在待擴(kuò)增區(qū)以外不能有完全互補(bǔ)序列。F、引物與模板結(jié)合時(shí),引物的5′端可以修飾。2+ 6
36、乳糖操縱子的正、負(fù)調(diào)節(jié)機(jī)制
乳糖操縱子包含3個(gè)結(jié)構(gòu)基因Z.Y.A(編碼β-半乳糖苷酶,β-半乳糖苷通透酶和轉(zhuǎn)乙酰基酶)、3個(gè)調(diào)控元件(啟動(dòng)子、操縱基因和CAP結(jié)合位點(diǎn))和1個(gè)調(diào)節(jié)基因(編碼阻遏蛋白)。乳糖操縱子的轉(zhuǎn)錄起始是由CAP和阻遏蛋白兩種調(diào)控因子來(lái)調(diào)控的。(1)阻遏蛋白的負(fù)調(diào)控:無(wú)乳糖時(shí),阻遏蛋白結(jié)合操縱基因,妨礙RNA聚合酶結(jié)合啟動(dòng)子,從而抑制結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄。有乳糖時(shí),生成半乳糖(誘導(dǎo)劑)結(jié)合阻遏蛋白,使阻遏蛋白構(gòu)象改變,變構(gòu)的阻遏蛋白不能與操縱序列結(jié)合,阻遏機(jī)制解除,結(jié)構(gòu)基因可以轉(zhuǎn)錄,基因得以表達(dá)。③cAMP-CAP復(fù)合物的正調(diào)控:無(wú)葡萄糖時(shí),cAMP濃度高,形成的cAMP-CAP復(fù)合物結(jié)合于CAP結(jié)合位點(diǎn),增強(qiáng)啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄活性,促進(jìn)下游基因得以表達(dá);有葡萄糖時(shí),cAMP濃度低,cAMP-CAP復(fù)合物形成受阻,影響轉(zhuǎn)錄活性。④正、負(fù)調(diào)控機(jī)制相輔相成:cAMP-CAP復(fù)合物是轉(zhuǎn)錄必需的,同時(shí)阻遏蛋白進(jìn)一步控制轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)。綜上,乳糖操縱子最強(qiáng)的表達(dá)條件是有乳糖而無(wú)葡萄糖。
37、雙脫氧末端終止法DNA測(cè)序的主要步驟:雙脫氧末端終止法是以單鏈或雙鏈DNA為模板,采用DNA引物引導(dǎo)新生DNA的合成,又稱為引物合成法,或酶促引物合成法。其主要步驟為:①制備單鏈模板。②模板與測(cè)序引物結(jié)合。③摻入法標(biāo)記反應(yīng)。④延伸-終止反應(yīng)。⑤變性膠電泳。⑥放射自顯影。⑦閱讀測(cè)序結(jié)果。
38、常用的分子生物學(xué)技術(shù)的原理、過(guò)程及特點(diǎn)
①核酸分子雜交技術(shù):基本原理是:具有互補(bǔ)序列的兩條單鏈核酸分子在一定條件下堿基互補(bǔ)配對(duì)結(jié)合,重新形成雙鏈;在這一過(guò)程中,核酸分子經(jīng)歷了變性和復(fù)性的變化,以及復(fù)性過(guò)程中各分子間鍵的形成和斷裂等。特點(diǎn):直接檢測(cè)血清中病毒基因組,無(wú)須擴(kuò)增,靈敏度較PCR低。在雜交體系中已知的核酸序列稱作探針。②聚合酶鏈反應(yīng)(PCR):PCR的原理是根據(jù)待測(cè)DNA片段兩端的核苷酸序列,設(shè)計(jì)并人工合成兩個(gè)分別與DNA片段兩端互補(bǔ)的寡聚核苷酸引物,在有過(guò)量的引物、過(guò)量的底物(4種dNTP)、DNA聚合酶以及模板(待擴(kuò)增片段的DNA分子)的反應(yīng)體系中,經(jīng)過(guò)高溫變性(使DNA鏈解開)、低溫退火(使引物與模板結(jié)合)和適溫延伸(新合成的DNA片段)三個(gè)階段的循環(huán)周期,對(duì)DNA分子進(jìn)行擴(kuò)增。特點(diǎn):極強(qiáng)的擴(kuò)增能力,度高靈敏性,高度特異性,只需微量模板,只需數(shù)小時(shí),擴(kuò)增產(chǎn)物量大,變性.復(fù)性.延伸三個(gè)步聚循環(huán)進(jìn)行,操作簡(jiǎn)便,適用廣泛,但可出現(xiàn)假陽(yáng)性.③DNA序列測(cè)定:DNA序列測(cè)定是在高分辨率變性聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的,包括Sanger雙脫氧鏈末端終止法和化學(xué)降解法。Sanger法的基本原理是:雙脫氧核苷酸(ddNTP)在DNA合成過(guò)程中代替相應(yīng)的脫氧核苷酸(dNTP)作為底物,不能形成3′,5′-磷酸二酯鍵而導(dǎo)致鏈延伸終止。化學(xué)降解法:是采用化學(xué)試劑處理末端放射性標(biāo)記的DNA單鏈片段,造成堿基特異性切割,由此產(chǎn)生一組具有不同長(zhǎng)度的DNA鏈的反應(yīng)混合物,經(jīng)凝膠電泳按分子大小分離和放射自顯影,直接讀出待測(cè)DNA的核苷酸順序。
④DNA芯片技術(shù):DNA芯片技術(shù)是一種大規(guī)模集成的固相核酸分子雜交,以大量已知堿基序列的寡核苷酸片段為探針,檢測(cè)樣品中哪些核酸序列與其互補(bǔ),然后通過(guò)定性、定量分析得出待測(cè)樣品的基因序列及表達(dá)的信息。DNA芯片的主要技術(shù)流程包括:芯片的設(shè)計(jì)與制備、靶基因的標(biāo)記(常用熒光色素.生物素或放射性核素標(biāo)記dNTP)、芯片雜交與雜交信號(hào)檢測(cè)。特點(diǎn):高通量.鑒別診斷。酶:DNA聚合酶。所需探針:合成的寡核苷酸片段,cDNA,已克隆的基因片段,雙鏈或單鏈DNA或RNA,肽核酸。
⑤基因克隆技術(shù)(重組DNA技術(shù)):基因克隆是指某種目的基因的擴(kuò)增與分離過(guò)程,具體是從基因組或DNA大片段中分離并獲得某一特定的基因或DNA片段,再通過(guò)DNA序列擴(kuò)增形成由眾多拷貝組成的DNA拷貝群體的過(guò)程。其基本過(guò)程為:A-目的基因的制備;栽體的選擇與制備;B-DNA分子的體外連接;C-將外源DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞;D-目的基因的篩選與鑒定;E-DNA重組體的擴(kuò)增與表達(dá)
39、原核生物與真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控的特點(diǎn)比較:
①兩者均涉及RNA聚合酶和轉(zhuǎn)錄調(diào)控序列(啟動(dòng)子等)的相互作用。②真核需要多種轉(zhuǎn)錄因子輔助、原核不需要。③真核以正調(diào)控為主,原核以負(fù)調(diào)控為主。④真核3種RNA聚合酶負(fù)責(zé)不同種類基因的轉(zhuǎn)錄,原核只有1種RNA聚合酶。
40、原核生物和真核生基因表達(dá)調(diào)控特點(diǎn)的比較。
①相同點(diǎn):轉(zhuǎn)錄起始是基因表達(dá)調(diào)控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)②不同點(diǎn):A、原核基因表達(dá)調(diào)控主要包括轉(zhuǎn)錄和翻譯水平;真核基因表達(dá)調(diào)控主要包括染色質(zhì)活化、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工、翻譯、翻譯后加工多個(gè)層次。B、原核基因表達(dá)調(diào)控主要為負(fù)調(diào)節(jié),真核主要為正調(diào)節(jié)。C、原核轉(zhuǎn)錄起始不需要轉(zhuǎn)錄因子,RNA聚合酶直接結(jié)合啟動(dòng)子,由σ因子決定基因表達(dá)的特異性;真核轉(zhuǎn)錄起始需要基礎(chǔ)、特異兩類轉(zhuǎn)錄因子,依賴DNA-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用,調(diào)控轉(zhuǎn)錄激活。D、原核基因表達(dá)調(diào)控主要采用操縱子模型,轉(zhuǎn)錄出多順反子RNA,實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)調(diào)節(jié);真核基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子RNA,功能相關(guān)蛋白質(zhì)的協(xié)調(diào)表達(dá)機(jī)制更為復(fù)雜。
41、質(zhì)粒的特征:
①原核細(xì)胞中染色體外的共價(jià)閉合的環(huán)狀DNA分子。②能獨(dú)立于細(xì)胞的染色體而進(jìn)行復(fù)制,并依賴于宿主細(xì)胞。③在同一宿主中具有不相容性,即具有相同復(fù)制起始位點(diǎn)和分配區(qū)的兩種質(zhì)粒不能共存于一個(gè)宿主菌。④具有嚴(yán)格的遺傳控制系統(tǒng)(復(fù)制調(diào)控系統(tǒng),分配系統(tǒng),細(xì)胞分裂控制系統(tǒng),位點(diǎn)特異重組系統(tǒng))。⑤其所攜帶的遺傳信息能賦予宿主細(xì)胞特定的遺傳性狀。⑥是DNA重組技術(shù)中所使用的主要載體。作為克隆載體的質(zhì)粒具有的特點(diǎn):分子量較小,能在細(xì)菌內(nèi)穩(wěn)定存在,有較高的拷貝數(shù);具有一個(gè)以上的遺傳標(biāo)志;具有多個(gè)限制酶的單一切點(diǎn),稱為多克隆位點(diǎn),便于外源基因的插入。
42、真核生物基因組結(jié)構(gòu)與功能的特點(diǎn)。
①每一種真核生物都有一定的染色體數(shù)目,體細(xì)胞一般為雙倍體。②真核基因組遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原核生物的基因組,具有許多復(fù)制起點(diǎn)。③真核基因組由一個(gè)結(jié)構(gòu)基因與相關(guān)的調(diào)控區(qū)組成,轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子,即一分子mRNA只能翻譯一種蛋白質(zhì)。④真核生物分子含有大量重復(fù)順序。⑤真核生物基因組內(nèi)非編碼的順序占90%以上。⑥真核基因是斷裂基因。⑦功能相關(guān)的基因構(gòu)成各種基因家族。⑧真核生物基因組中也存在一些可移動(dòng)的遺傳因素。
43、蛋白質(zhì)生物合成后的靶向輸送過(guò)程及特點(diǎn):
蛋白質(zhì)合成后,定向地被輸送到最終發(fā)揮生物學(xué)功能的部位稱為靶向輸送。靶向輸送的蛋白質(zhì)的N端往往有一些特異的氨基酸序列,稱為信號(hào)序列,是決定蛋白質(zhì)靶向輸送特性的重要元件,通過(guò)信號(hào)序列引導(dǎo)蛋白質(zhì)從胞漿進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng).線粒體.葉綠體和核內(nèi),靶向不同的蛋白質(zhì)各有特異的信號(hào)序列。分泌型蛋白合成后進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng),經(jīng)加工,包裝成分泌小泡,再轉(zhuǎn)移.融合到靶部位或分泌出細(xì)胞,其靶向輸送主要靠信號(hào)肽與胞漿中的信號(hào)肽識(shí)別粒子(SRP)識(shí)別并特異結(jié)合,然后再通過(guò)SRP與膜上的對(duì)接蛋白(DP)識(shí)別并結(jié)合后,將所攜帶的蛋白質(zhì)送出細(xì)胞;線粒體蛋白的靶向輸送靠導(dǎo)肽與多種蛋白復(fù)合體介導(dǎo)進(jìn)入基質(zhì)和膜間腔,然后自發(fā)的或在分子伴侶HSP70幫助下折疊形成有功能的蛋白質(zhì);而細(xì)胞核蛋白的靶向輸送則通過(guò)核定位信號(hào)與核輸入受體結(jié)合形成核蛋白-受體復(fù)合物,被導(dǎo)出核孔,再與核孔復(fù)合體結(jié)合后進(jìn)入細(xì)胞核。
44、核酸分子雜交的基本方法包括:Southern印跡雜交(鑒別DNA靶分子的雜交、待測(cè)核酸是DNA片段)、Northern印跡雜交(鑒別RNA靶分子、待測(cè)核酸是RNA)、斑點(diǎn)雜交、原位雜交和液相雜交。
45、DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的異同。
相同點(diǎn):①模板是DNA②遵守堿基互補(bǔ)規(guī)律③新鏈合成方向?yàn)?'→3'④催化核苷酸以磷酸二酯鏈連接⑤合成部位在細(xì)胞核。
不同點(diǎn):①?gòu)?fù)制的原材料是dNTP,轉(zhuǎn)錄的原料是NTP②復(fù)制的主要酶類是DNA聚合酶,轉(zhuǎn)錄酶是RNA聚合酶③復(fù) 8 制需要RNA引物,轉(zhuǎn)錄不需要引物④復(fù)制的產(chǎn)物是雙鏈DNA,轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物是單鏈RNA⑤復(fù)制的模板是DNA雙鏈(半保留復(fù)制),轉(zhuǎn)錄的模板是DNA單鏈(不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄)⑥復(fù)制的功能是傳遞遺傳信息給子代 ,轉(zhuǎn)錄是表達(dá)信息所需步聚.46、雙脫氧核苷酸末端終止法DNA序列測(cè)定中所需要的順序試劑:M13載體、dNTP、DNA聚合酶I的klenow片段,逆轉(zhuǎn)錄酶,TqaDNA聚合酶(耐熱DNA聚合酶),經(jīng)過(guò)修飾的T7噬菌菌體DNA聚合酶,測(cè)序酶2.0版,雙脫氧核苷三磷酸(即2',3'-ddNTP)、dNTP類似物,放射性標(biāo)記的[aP]dNTP。
47、PCR體系的主要成分。
引物、TaqDNA聚合酶、dNTP、模板核酸、緩沖液。
48、DNA聚合酶I的作用特點(diǎn):
①模板為DNA,②底物為4種脫氧核苷酸(dATP、dCTP、dGTP、dTTP),③Mg參與,④DNA合成方向?yàn)?'→3',⑤具有DNA聚合酶活性,3'→5'及5'→3'核酸外切酶活性,其5'→3'核酸外切酶活性,用于缺口平移法標(biāo)記DNA探針。
基因治療的方法有兩種:體內(nèi)直接轉(zhuǎn)基因,稱為體內(nèi)法;細(xì)胞介導(dǎo)的基因治療,稱為回體法。基因滅活技術(shù)有:反義核酸技術(shù),核酶技術(shù),三鏈技術(shù),干擾RNA技術(shù)。人的DNA端粒含有TTAGGG重復(fù)序列。
49.信號(hào)肽的特點(diǎn):能與細(xì)胞質(zhì)中的信號(hào)識(shí)別顆粒結(jié)合,SRP受體是蛋白質(zhì)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)所必需的,N端一小段富含蔬水氨基酸的序列,翻譯的同時(shí)引導(dǎo)新生多肽鏈穿過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng).基因組文庫(kù)—采用限制酶將基因組DNA切成片段,每一DNA片段都與一個(gè)載體分子拼接成重組DNA,將全部DNA分子都引入宿主細(xì)胞并擴(kuò)增所得到的分子克隆混合體叫基因組文庫(kù)。
50.基因重組是指DNA之間的共價(jià)連接.在分子克隆中的克隆是指無(wú)性繁殖DNA。基因工程中目的基因的來(lái)源可以是:化學(xué)合成.PCR合成.細(xì)胞DNA.組織DNA.cDNA文庫(kù)。
分子生物學(xué)需要掌握的重點(diǎn):
DNA、RNA、蛋白質(zhì)、質(zhì)粒、基因、端粒、聚合酶、密碼子、突變、變性的概念或結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及特點(diǎn);
復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯、加工修飾、靶向輸送的主要過(guò)程及特點(diǎn);
癌基因的概念、原癌基因產(chǎn)物的類型及細(xì)胞定位、癌基因活化致癌的主要機(jī)制;
常用分子生物學(xué)技術(shù)的原理、主要步驟、酶學(xué)及特點(diǎn);
基因表及其調(diào)控的原理、主要過(guò)程或步驟,乳糖操縱子的正、負(fù)調(diào)節(jié)機(jī)制;
常用的基因診斷及基因治療技術(shù);
基因克隆、基因診斷、基因治療、管家基因、抑癌基因、Klenow片段、核蛋白體、限制性內(nèi)切核酸酶、人類基因組計(jì)劃、原位雜交的概念;
雙脫氧末端終止法DNA測(cè)序、重組DNA技術(shù)的主要步驟;
結(jié)構(gòu)基因、順式作用元件、啟動(dòng)子、遺傳密碼、反式作用因子、氨基酰-tRNA、基因組文庫(kù)、DNA多態(tài)性、轉(zhuǎn)位因子、探針、Tm值、DNA微陣列、DNA甲基化的概念、性質(zhì);
核酸分子雜交的主要類型、PCR的主要步驟及引物設(shè)計(jì); DNA、RNA及多肽鏈的合成方向;
真核細(xì)胞轉(zhuǎn)染的基本方法;
細(xì)胞周期的主要調(diào)控點(diǎn);
DNA損傷及修復(fù)的主要類型和機(jī)制;
基因文庫(kù)篩選的主要方法及原理。
《醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)》主要內(nèi)容
2+
321、醫(yī)學(xué)分子生物學(xué):醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)是分子生物學(xué)的一個(gè)重要分支,是從分子水平研究人體在正常和疾病狀態(tài)下生命活動(dòng)及其規(guī)律的一門科學(xué)。
2、基因的概念、功能
基因:是貯存遺傳信息的核酸(DNA或RNA)片段,包括編碼RNA和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因以及轉(zhuǎn)錄調(diào)控序列兩部分。
基因的功能:
1、利用4種堿基的不同排列荷載遺傳信息;
2、通過(guò)復(fù)制將所有的遺傳信息穩(wěn)定、忠實(shí)地遺傳個(gè)子代細(xì)胞;
3、作為基因表達(dá)的模版。
3、DNA、RNA的結(jié)構(gòu)和功能
功能:DNA:DNA的基本功能是以基因的形式荷載遺傳信息,并作為基因復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的模板。它是生命遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ),也是個(gè)體生命活動(dòng)的信息基礎(chǔ)。
RNA:
1、mRNA:攜帶蛋白質(zhì)的序列信息,在翻譯過(guò)程作為模板指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
2、tRNA:在蛋白質(zhì)生物合成時(shí)運(yùn)輸氨基酸
3、核蛋白體:介導(dǎo)rRNA與mRNA的結(jié)合 rRNA與核蛋白體蛋白的結(jié)合 rRNA與tRNA的相互識(shí)別和相互作用
4、小分子RNA:參與mRNA的剪接、加工
U3與rRNA加工有關(guān)
4、不同生物基因的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
原核生物:5’-啟動(dòng)子-結(jié)構(gòu)基因-轉(zhuǎn)錄終止子-3’
真核生物:由1個(gè)結(jié)構(gòu)基因+轉(zhuǎn)錄調(diào)控序列組成,mRNA多是單順反子,rRNA基因結(jié)構(gòu)是多順反子 病毒:與真核基因相比很小,一般沒有內(nèi)含子,調(diào)控序列較少,有不規(guī)則基因
5、原核、真核生物基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控序列有哪些
(1)原核生物:?jiǎn)?dòng)子、終止子、操縱原件、正調(diào)控蛋白結(jié)合位點(diǎn);
① 啟動(dòng)子:提供轉(zhuǎn)錄起始信號(hào),其本身不出現(xiàn)于RNA產(chǎn)物中。其中有著“TATAAT”的共有特征序列,稱為普里布諾盒。
② 終止子:提供RNA合成終止信號(hào)。其含有GC富集區(qū)組成的回文特征序列。③ 操縱元件:被阻遏蛋白識(shí)別與結(jié)合。與啟動(dòng)子通常有部分重疊。④ 正調(diào)控蛋白結(jié)合位點(diǎn):加強(qiáng)下游結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄。
(2)真核生物:?jiǎn)?dòng)子、上游啟動(dòng)子元件、增強(qiáng)子、加尾信號(hào)和一些反應(yīng)元件等。
① 啟動(dòng)子:提供轉(zhuǎn)錄起始信號(hào),啟動(dòng)子本身通常不被轉(zhuǎn)錄,除了編碼tRNA基因的啟動(dòng)子。分為三類:I類啟動(dòng)子富含GC堿基對(duì),編碼rRNA的基因,除了5SrRNA。II類啟動(dòng)子具有TATA盒特征結(jié)構(gòu),編碼蛋白質(zhì)(mRNA)的基因和一些小RNA基因。III類啟動(dòng)子包括A盒、B盒、C盒,編碼5SrRNA、tRNA、U6snRNA。
② 增強(qiáng)子:順式作用元件,增強(qiáng)鄰近基因的轉(zhuǎn)錄。③ 沉默子:負(fù)性調(diào)控元件,可抑制基因轉(zhuǎn)錄的特定序列。
6、操縱子、啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、斷裂基因、內(nèi)含子和外顯子的概念
操縱子:功能上相關(guān)聯(lián)的數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)基因串聯(lián)在一起,由一套轉(zhuǎn)錄調(diào)控序列控制其轉(zhuǎn)錄,構(gòu)成的基因表達(dá)單位。
啟動(dòng)子:指結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)附近的一段DNA序列,它結(jié)合RNA聚合酶(真核生物還需要結(jié)合其他蛋白質(zhì)因子)后能夠開放基因轉(zhuǎn)錄。
增強(qiáng)子:是可以增強(qiáng)真核生物基因啟動(dòng)子的工作效率的順式作用元件。斷裂基因:真核生物的結(jié)構(gòu)基因中,編碼區(qū)與非編碼區(qū)間隔排列。
內(nèi)含子:指在真核生物的斷裂基因及其初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中出現(xiàn),但在成熟RNA中被剪接除去的核酸序列。
外顯子:指在真核生物的斷裂基因及其成熟RNA中都存在的核酸序列。
7、基因組的定義和功能
定義:細(xì)胞或生物體中,一套完整單倍體的遺傳物質(zhì)的總和。
功能:儲(chǔ)存和表達(dá)遺傳信息
8、真核生物基因組的特點(diǎn)
真核生物的基因組龐大,出了結(jié)構(gòu)基因的結(jié)構(gòu)與原核生物大不相同以外,還存在大量的非結(jié)構(gòu)基因區(qū)域。真核細(xì)胞基因組具有結(jié)構(gòu)基因呈斷裂基因形式、以單順反子轉(zhuǎn)錄、結(jié)構(gòu)基因在基因組中所占比例小于非編碼區(qū)域的特點(diǎn)。真核細(xì)胞基因組存在大量重復(fù)序列,可以分為高度重復(fù)序列、中毒重復(fù)序列和單拷貝或低度重復(fù)序列等3種。真核基因組的另一特點(diǎn)是存在多基因家族。
9、原核生物基因組的特點(diǎn)
原核生物的基因組主要是染色體DNA。
特點(diǎn):
1、基因組中很少有重復(fù)序列;
2、編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因多為單拷貝基因,但編碼rRNA的基因仍然是多拷貝基因;
3、結(jié)構(gòu)基因在基因組中所占的比 例遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于真核基因組,但小于病毒基因組;
4、許多結(jié)構(gòu)基因在基因組中以操縱子為單位排列。
10、質(zhì)粒、基因重疊、基因組、假基因、核酶
質(zhì)粒:細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的、染色體外的DNA分子,是共價(jià)閉合的環(huán)狀DNA分子,能夠獨(dú)立于細(xì)胞的染色質(zhì)DNA而進(jìn)行復(fù)制。
基因重疊:同一DNA片段可以是2種甚至3種蛋白質(zhì)分子的部分編碼區(qū)。基因組:細(xì)胞或生物體中,一套完整單倍體的遺傳物質(zhì)的總和。假基因:與有功能的基因同源,但不能產(chǎn)生有功能的基因產(chǎn)物的基因。核酶:指具有催化活性的RNA,其作用底物是RNA,主要參與RNA的加工成熟。
11、DNA復(fù)制過(guò)程的共同特點(diǎn)
1、半保留復(fù)制方式保證了遺傳信息的忠實(shí)傳遞;
2、基因組DNA都有固定的復(fù)制起始點(diǎn);
3、復(fù)制子是基本復(fù)制單位;
4、雙向復(fù)制形成復(fù)制泡和復(fù)制叉;
5、半不連續(xù)復(fù)制方式克服了DNA空間結(jié)構(gòu)對(duì)DNA新鏈合成的制約。
12、DNA復(fù)制保真性的機(jī)制
1、DNA聚合酶對(duì)堿基配對(duì)的選擇作用,保證嚴(yán)格的堿基配對(duì)規(guī)律;
2、DNA聚合酶對(duì)模板的識(shí)別作用;
3、DNA聚合酶3’→5’外切活性的校正作用,復(fù)制出錯(cuò)時(shí)有即時(shí)的糾錯(cuò)功能。
13、真核生物DNA復(fù)制的基本過(guò)程
1、DNA復(fù)制的起始;
2、DNA鏈的延伸。DNA鏈的延伸主要由DNA聚合酶完成。DNA聚合酶催化的反應(yīng)是以親代DNA為模板、4種脫氧核糖核苷三磷酸,即dATP、dGTP、dCTP、dTTP為原料底物,一句堿基配對(duì)原則,在RNA引物鏈的3’-OH上開始逐個(gè)添加dNTP,從而延伸為子代DNA鏈;
3、復(fù)制的終止。復(fù)制的終止過(guò)程包括去除RNA引物、岡崎片段的連接等反應(yīng),最終形成兩個(gè)完整的子代DNA雙鏈。
14、端粒、端粒酶
端粒:是位于真核生物染色體末端的、由DNA和蛋白質(zhì)組成的一膨出結(jié)構(gòu)。端粒DNA由短的高度重復(fù)序列組成,不同生物的重復(fù)序列不同。
端粒酶:是反轉(zhuǎn)錄酶,由蛋白質(zhì)和RNA共同組成能以自身的RNA為模板反復(fù)延伸端粒的重復(fù)序列。
15、DNA損傷的因素、類型
DNA損傷的因素包括:電離輻射、紫外線、堿基類似物、堿基修飾劑、某些化學(xué)染料和自由基。DNA損傷的類型有堿基和糖基破壞、錯(cuò)配、DNA鏈斷裂、DNA交聯(lián)等。
16、DNA損傷的修復(fù)方式
DNA損傷的修復(fù)方式:直接修復(fù)、切除修復(fù)、重組修復(fù)和損傷跨越。
17、切除修復(fù)、重組修復(fù)
切除修復(fù):在多種酶作用下,先將損傷區(qū)域切除,然后利用互補(bǔ)鏈為模板,合成一段正確配對(duì)的堿 11 基順序來(lái)修補(bǔ)。
重組修復(fù):重組酶系將未受損傷的DNA片段移到損傷部位,提供正確的模板,進(jìn)行修復(fù)。
18、基因表達(dá)的概念
基因表達(dá):指基因轉(zhuǎn)錄及翻譯的過(guò)程,基因表達(dá)的最終產(chǎn)物是蛋白質(zhì)或者rRNA、tRNA等。管家基因是組成性表達(dá),而可調(diào)節(jié)基因的表達(dá)具有時(shí)空特異性。
19、何為轉(zhuǎn)錄?轉(zhuǎn)錄的體系?復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別有哪些? 轉(zhuǎn)錄:以DNA為模板合成RNA的過(guò)程稱為轉(zhuǎn)錄。
轉(zhuǎn)錄體系:
1、模板:DNA;
2、原料:ATP、GTP、CTP、UTP;
3、RNA聚合酶:原核細(xì)胞:全酶α2ββ'σ;真核細(xì)胞:RNA聚合酶I、II、III 復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的不同點(diǎn):1)復(fù)制的模板是DNA雙鏈(半保留復(fù)制),轉(zhuǎn)錄的模板是DNA單鏈(不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄)。2)復(fù)制的原料是dNTP,轉(zhuǎn)錄的原料是NTP。3)復(fù)制的主要酶類是DNA聚合酶,轉(zhuǎn)錄酶是RNA聚合酶。4)復(fù)制需要RNA引物(由引物酶合成),轉(zhuǎn)錄不需要引物。5)復(fù)制的產(chǎn)物是雙鏈DNA,轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物是單鏈RNA。6)復(fù)制的功能是傳遞遺傳信息給子代,轉(zhuǎn)錄是表達(dá)遺傳信息所需步驟。20、原核、真核生物RNA轉(zhuǎn)錄的基本過(guò)程
轉(zhuǎn)錄起始:轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合體在啟動(dòng)子部位形成(形成開放轉(zhuǎn)錄復(fù)合體)① 原核生物:RNA聚合酶與啟動(dòng)子相互作用。② 真核生物: RNA聚合酶、反式作用因子與順式作用元件相互作用。轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng):RNA鏈隨著轉(zhuǎn)錄泡的移動(dòng)得以延長(zhǎng) ①原核生物:核心酶催化(α2β'βω)② 真核生物:磷酸化的RNA聚合酶催化,核小體解聚。
轉(zhuǎn)錄終止:轉(zhuǎn)錄終止受DNA模板上終止信號(hào)的控制 ① 原核生物:a.依賴ρ因子:ρ因子與RNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物結(jié)合,結(jié)合后ρ因子和RNA聚合酶發(fā)生構(gòu)象變化,使RNA聚合酶停頓,轉(zhuǎn)錄停止。b.非依賴ρ因子:DNA模板上靠近終止處有些特殊堿基序列,轉(zhuǎn)錄出RNA后,RNA產(chǎn)物形成特殊的莖環(huán)結(jié)構(gòu)來(lái)終止轉(zhuǎn)錄。② 真核生物:轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)處切離并加尾。
21、蛋白質(zhì)合成體系
蛋白質(zhì)合成體系:
1、模板:mRNA;
2、氨基酸運(yùn)輸:tRNA;
3、肽鏈合成場(chǎng)所:核糖體;
4、蛋白質(zhì)因子:起始、延長(zhǎng)、終止因子;
5、原料:20種有遺傳密碼的氨基酸
22、原核、真核生物翻譯的基本過(guò)程:
1、起始:形成翻譯起始復(fù)合物;2延長(zhǎng):只每加一個(gè)氨基酸經(jīng)過(guò)進(jìn)位、成肽和轉(zhuǎn)位;
3、終止:原核細(xì)胞:RF1,RF2識(shí)別終止密碼,RF3激活轉(zhuǎn)肽酶釋放肽鏈;真核細(xì)胞:eRF同時(shí)具有上述功能。
23、基因表達(dá)調(diào)控的基本規(guī)律(包括基因表達(dá)的特點(diǎn)、方式等)
1、基因表達(dá)具有時(shí)空特異性;
2、誘導(dǎo)表達(dá)和阻遏表達(dá)時(shí)基因表達(dá)調(diào)控的最普遍方式;
3、基因表達(dá)受順式作用元件和反式作用元件因子共同調(diào)節(jié);
4、蛋白質(zhì)-DNA以及蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)的相互作用是基因表達(dá)調(diào)控的分子基礎(chǔ);
5、基因表達(dá)調(diào)控是多層次的復(fù)雜調(diào)節(jié)。
24、RNA編輯、核蛋白體循環(huán)、分子伴侶
RNA編輯:指細(xì)胞核中初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物hnRNA的序列改變,使C變?yōu)閁或者A變?yōu)镚,結(jié)果一個(gè)基因表達(dá)產(chǎn)生不止一種蛋白質(zhì),增加了遺傳信息容量。
核蛋白體循環(huán):是指氨基酸活化后,在核蛋白體上縮合形成多肽鏈的過(guò)程,該過(guò)程包括肽鏈合成的起始,肽鏈的延長(zhǎng),肽鏈合成的終止和釋放。
分子伴侶:幫助新生多肽鏈折疊成天然空間構(gòu)象的一類保守蛋白質(zhì)(如熱休克蛋白),在原核細(xì)胞和真核細(xì)胞中廣泛存在。
25、乳糖操縱子作用機(jī)制
(1)乳糖操縱子包含3個(gè)結(jié)構(gòu)基因(編碼β-半乳糖苷酶、β-半乳糖苷通透酶和轉(zhuǎn)乙酰基酶)、3個(gè)調(diào)控元件(啟動(dòng)子、操縱基因和CAP結(jié)合位點(diǎn))和1個(gè)調(diào)節(jié)基因(編碼阻遏蛋白)。(2)阻遏蛋白的負(fù)調(diào)控:無(wú)乳糖時(shí),阻遏蛋白結(jié)合操縱基因,妨礙RNA聚合酶結(jié)合啟動(dòng)子,抑制結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄。有乳糖時(shí),生成別位乳糖(誘導(dǎo)劑)結(jié)合阻遏蛋白,不能封閉操縱基因,結(jié)構(gòu)基因可以轉(zhuǎn)錄。(3)cAMP-CAP 12 復(fù)合物的正調(diào)控:無(wú)葡萄糖時(shí),cAMP濃度高,形成的cAMP-CAP復(fù)合物結(jié)合于CAP結(jié)合位點(diǎn),增強(qiáng)啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄活性。有葡萄糖時(shí),cAMP濃度低,cAMP-CAP復(fù)合物形成受阻,影響轉(zhuǎn)錄活性。(4)正、負(fù)調(diào)控機(jī)制相輔相成。cAMP-CAP復(fù)合物是轉(zhuǎn)錄必需的,同時(shí)阻遏蛋白進(jìn)一步控制轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)。綜上,乳糖操縱子最強(qiáng)的表達(dá)條件是有乳糖而無(wú)葡萄糖。
26、試述原核生物和真核生物基因表達(dá)調(diào)控特點(diǎn)的異同(1)相同點(diǎn) 轉(zhuǎn)錄起始是基因表達(dá)調(diào)控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
(2)不同點(diǎn) 1)原核基因表達(dá)調(diào)控主要包括轉(zhuǎn)錄和翻譯水平;真核基因表達(dá)調(diào)控包括染色質(zhì)活化、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工、翻譯、翻譯后加工多個(gè)層次。2)原核基因表達(dá)調(diào)控主要為負(fù)調(diào)節(jié);真核基因表達(dá)調(diào)控主要為正調(diào)節(jié)。3)原核轉(zhuǎn)錄起始不需要轉(zhuǎn)錄因子,RNA聚合酶直接結(jié)合啟動(dòng)子,由σ因子決定基因表達(dá)的特異性;真核轉(zhuǎn)錄起始需要基礎(chǔ)、特異兩類轉(zhuǎn)錄因子,依賴DNA-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用,調(diào)控轉(zhuǎn)錄激活。4)原核基因表達(dá)調(diào)控主要采用操縱子模型,轉(zhuǎn)錄出多順反子RNA,實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)調(diào)節(jié);真核基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子RNA,功能相關(guān)蛋白質(zhì)的協(xié)調(diào)表達(dá)機(jī)制更為復(fù)雜。
27、細(xì)胞通訊、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的概念
細(xì)胞通訊:生物體內(nèi)各種細(xì)胞在功能上的協(xié)調(diào)統(tǒng)一是通過(guò)細(xì)胞間相互識(shí)別和相互作用的機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的,這種機(jī)制稱為細(xì)胞通訊。
信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo):是通過(guò)多種分子相互作用的一系列有序反應(yīng)、將來(lái)自細(xì)胞外的信息傳遞到細(xì)胞內(nèi)各種效應(yīng)分子的過(guò)程。
28、化學(xué)信號(hào)分子的分類
化學(xué)信號(hào)分子可根據(jù)物理性質(zhì)分為脂溶性化學(xué)信號(hào)和水溶性化學(xué)信號(hào)兩大類。從其作用距離考慮則可分為激素、神經(jīng)遞質(zhì)和屬于旁分泌系統(tǒng)的細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子等三大類。
29、受體的概念、分類、作用和特點(diǎn)
(1)概念:受體位于細(xì)胞膜或細(xì)胞內(nèi),能特異識(shí)別生物活性分子,可與之相互結(jié)合,進(jìn)而引起生物學(xué)效應(yīng)的蛋白質(zhì),以及個(gè)別糖脂。(2)分類: 膜受體和胞內(nèi)受體 1)膜受體分類:
① 離子通道型受體 與此類受體結(jié)合的主要是神經(jīng)遞質(zhì),介導(dǎo)離子通道的打開和關(guān)閉,改變膜通透性,能迅速、準(zhǔn)確地傳遞神經(jīng)沖動(dòng),作用時(shí)間很短。
② G蛋白偶聯(lián)受體 又名七次跨膜受體,胞漿面的第三個(gè)環(huán)能與鳥苷酸結(jié)合蛋白偶聯(lián),通過(guò)不同的G蛋白影響腺苷酸環(huán)化酶或磷脂酶C改變細(xì)胞內(nèi)第二信使?jié)舛龋詫?shí)現(xiàn)跨膜信號(hào)傳遞。
③ 單次α螺旋跨膜受體 結(jié)構(gòu)上具有一個(gè)跨膜α螺旋,包括受體型酪氨酸蛋白激酶和非酪氨酸蛋白激酶型受體。
2)胞內(nèi)受體:多為反式作用因子,當(dāng)其與相應(yīng)配體(例如 類固醇激素、甲狀腺素等),能與DNA的順式作用元件結(jié)合,調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄。
(3)受體作用的特點(diǎn): 高度專一性、高度親和力、可飽和性、可逆性、特定的作用模式。30、何為生物體內(nèi)第二信使?主要包括哪些?
第二信使:配體與受體結(jié)合后,靶細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)膜外激素信號(hào)的某些小分子化合物,在信息傳遞過(guò)程中產(chǎn)生放大的作用,稱為第二信使。
主要包括:環(huán)腺苷酸(cAMP)、環(huán)鳥甘酸(cGMP)、甘油二酯(DAG)、三磷酸肌醇(IP3)、Ca2+。
31、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子下游傳遞信號(hào)的方式
(一)通過(guò)改變小分子的濃度和細(xì)胞內(nèi)定而傳遞信號(hào)
1、酶促反應(yīng)生成小分子信使
2、調(diào)控離子通道可改變小分子的濃度或細(xì)胞內(nèi)的定位分布
(二)上游分子通過(guò)邊溝激活下游分子而傳遞信號(hào)
1、配體結(jié)合并激活受體
2、酶分子通過(guò)共價(jià)修飾變構(gòu)激活下游轉(zhuǎn)導(dǎo)分子
3、小分子信使結(jié)合并激活下游分子
4、上游蛋白質(zhì)結(jié)合激活下游蛋白質(zhì)分子
32、列舉膜受體介導(dǎo)的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 1)cAMP-PKA途徑。
2)Ca2+-依賴性蛋白激酶途徑 Ca2+-磷脂依賴性蛋白激酶途徑和Ca2+/鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶途徑(Ca2+-CaM激酶途徑)。3)cGMP-PKG 途徑。
4)酪氨酸蛋白激酶途徑 受體型TPK-Ras-MAPK途徑和JAKs-STAT 途徑。5)核因子κB途徑 6)TGF-β/Smad途徑
33、核酸分子雜交
在DNA變性后的復(fù)性過(guò)程中,如果將不同種類的DNA單鏈分子或RNA分子放在同一溶液中,只要兩種單鏈分子之間存在著一定程度的堿基配對(duì)關(guān)系,在適宜的條件下,就可以在不同的分子間形成雜化雙鏈。這種雜化雙鏈可以再不同的DNA與DNA之間形成,也可以在DNA和RNA分子間或者RNA與RNA分子間形成,這種現(xiàn)象稱為核酸分子雜交。
34、重組DNA技術(shù)的基本原理
35、目的基因獲取的方法
聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)、反轉(zhuǎn)錄-PCR(RT-PCR)、文庫(kù)篩選和人工合成等
36、基因載體的概念,常用載體有哪些,載體選擇標(biāo)準(zhǔn)
載體是指能夠攜帶目的基因在宿主細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)增或表達(dá)的DNA分子。常用的載體包括:質(zhì)粒載體、病毒載體和人工染色體載體
載體選擇應(yīng)具備的條件:(1)有復(fù)制子。(2)有單一限制性內(nèi)切酶位點(diǎn)。(3)有篩選標(biāo)志。(4)表達(dá)型載體具備完整的轉(zhuǎn)錄單位。
37、基因克隆的基本步驟
基因克隆的基本步驟是:
1、用限制性內(nèi)切酶笑話目的基因和載體DNA,使其具備能連接的末端序列特征;
2、用DNA連接酶將目的基因和載體DNA連接起來(lái)構(gòu)成重組DNA分子;
3、將連接起產(chǎn)物導(dǎo)入合適的宿主細(xì)胞,使重組DNA分子得以復(fù)制擴(kuò)增;
4、篩選及克隆化,從而獲得重組克隆載體及克隆的基因。
38、cDNA文庫(kù)、基因組文庫(kù)
cDNA文庫(kù):指含有某種組織細(xì)胞全部mRNA信息的重組DNA克隆群體。以細(xì)胞總mRNA為模板,利用逆轉(zhuǎn)錄酶合成與mRNA互補(bǔ)的cDNA第一鏈,進(jìn)而形成cDNA雙鏈,與合適載體連接后轉(zhuǎn)入受體菌擴(kuò)增,由此建立cDNA文庫(kù)。
基因組文庫(kù):指含有某種生物體全部基因片段的重組DNA克隆群體。即將原核或真核細(xì)胞染色體DNA提純,用機(jī)械法或限制性內(nèi)切酶將染色體DNA切割成大小不等的片段,插入適當(dāng)?shù)目寺≥d體中,繼而轉(zhuǎn)入受體菌擴(kuò)增,由此獲得含有眾多克隆的基因組DNA文庫(kù)。
39、PCR、RT-PCR、Southern印跡、Northern印跡、RNA干擾
PCR:是根據(jù)DNA半保留復(fù)制和DNA聚合酶的特性建立起來(lái)的體外復(fù)制擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)。
RT-PCR:以mRNA為模板,先進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄得到cDNA,再進(jìn)行的PCR反應(yīng)。
Southern印跡:是DNA定性及定量分析的方法之一,過(guò)程為
提取細(xì)胞中的總DNA,用限制性內(nèi)切酶水解后進(jìn)行電泳,并轉(zhuǎn)移到硝酸纖維素膜上,用DNA探針與結(jié)合在膜上的DNA分子退火形成雙鏈,檢測(cè)靶DNA的含量。
Northern印跡:是RNA定性及定量分析的方法之一,過(guò)程為
將細(xì)胞中的總RNA分子進(jìn)行電泳分離,并轉(zhuǎn)移到硝酸纖維素膜上,用DNA探針與結(jié)合在膜上的RNA分子退火形成雙鏈,檢測(cè)靶RNA的含量。
RNA干擾:由短雙鏈RNA誘導(dǎo)同源RNA降解的過(guò)程,是一種特異的轉(zhuǎn)錄后基因沉默現(xiàn)象,可以認(rèn)為是生物體在核酸水平的免疫反應(yīng)。40、何謂藥物發(fā)現(xiàn)
藥物發(fā)現(xiàn):廣義定義是藥物研究和開發(fā)過(guò)程,包括:某種疾病和治療靶點(diǎn)確定的基礎(chǔ)研究和可行性分析;先導(dǎo)化合物體外檢測(cè)的生物模型和方法學(xué)的建立;藥理學(xué)、藥物代謝動(dòng)力學(xué)和安全性研究;制劑學(xué);專利申請(qǐng)以及人體Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期臨床研究和上市銷售。狹義上指藥物設(shè)計(jì),即基礎(chǔ)研究和可行性分析設(shè)計(jì)的先導(dǎo)化合物發(fā)現(xiàn)過(guò)程。
41、傳統(tǒng)和現(xiàn)代藥物發(fā)現(xiàn)模式
傳統(tǒng)藥物發(fā)現(xiàn)模式:
1、隨機(jī)發(fā)現(xiàn),包括治療作用的隨機(jī)發(fā)現(xiàn)和藥物來(lái)源地隨機(jī)發(fā)現(xiàn);
2、定向篩選發(fā)現(xiàn),也包括對(duì)治療特定疾病藥物的篩選和特定藥物來(lái)源物質(zhì)的篩選。
現(xiàn)代藥物發(fā)現(xiàn)模式:1.合理藥物設(shè)計(jì):發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)化合物是藥物發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵一步。
2.逆向藥理學(xué)
42、何謂藥物靶點(diǎn)
藥物靶點(diǎn):是生物體細(xì)胞膜上火細(xì)胞內(nèi)的一種特異性大分子結(jié)構(gòu)。藥物和信息分子能與有關(guān)受體大分子的關(guān)鍵部位特異性結(jié)合,生成可逆性復(fù)合物,并進(jìn)一步啟動(dòng)功能性變化,汝開啟細(xì)胞膜上的離子通道,火激活特殊的酶,從而導(dǎo)致生理藥理變化。
第三篇:分子生物學(xué)電子教案第四章資料
第四章 DNA的復(fù)制
第四章 DNA復(fù)制(DNA Replication)1.主要內(nèi)容 1)DNA復(fù)制概覽 2)細(xì)菌DNA復(fù)制 3)真核DNA復(fù)制 2.教學(xué)要求
1)掌握原核生物和真核生物DNA的復(fù)制特點(diǎn) 2)熟悉原核生物和真核生物DNA復(fù)制的酶系統(tǒng)
第一節(jié) DNA復(fù)制概述 第二節(jié) DNA復(fù)制的酶學(xué)
第三節(jié) 原核生物DNA復(fù)制 第四節(jié) 真核生物DNA復(fù)制
第一節(jié) DNA復(fù)制概述(DNA Replication: An Overview)
一、基本概念
二、DNA的半保留復(fù)制
三、復(fù)制起點(diǎn)、方式和方向
四、DNA復(fù)制的半不連續(xù)性
一、基本概念
復(fù)制子(Replicon,復(fù)制單位或復(fù)制元)?
DNA中含有一定復(fù)制起點(diǎn)和復(fù)制終點(diǎn)的復(fù)制單位。1.3萬(wàn)— 90萬(wàn)不等
A unit of the genome in which DNA contain a region from origin to terminator
復(fù)制體(Replisome):復(fù)制叉處的許多酶和蛋白組成的復(fù)合體,協(xié)同動(dòng)作合成DNA。?
The multi? protein(30±)structure that assembles at replicating fork to undertake synthesis of DNA
二、DNA的半保留復(fù)制
(Semi-Conservation Replication)
CsCl(Cesium chloride)density gradient ultracentrifugation(CsCl密度梯度超離心)Labeled E.Coli DNA with 15N 14N?
三、復(fù)制起點(diǎn)、方向和方式
? All prokaryotic chromosomes and many bacteriophage and viral DNA molecules are circles and comprise single replications.(單復(fù)制子)
1、復(fù)制起點(diǎn)(origin,ori 或 O,復(fù)制原點(diǎn))復(fù)制開始處DNA分子的特定位置 原核生物(Prokaryote):?jiǎn)螐?fù)制起點(diǎn),即——整個(gè)染色體只有一個(gè)復(fù)制單位 真核生物(Eukaryote): 多復(fù)制起點(diǎn),即--一個(gè)genome中有多個(gè)復(fù)制單位
2、復(fù)制方向(復(fù)制過(guò)程的順序性)復(fù)制叉(Replication fork):染色體中參與復(fù)制的活性區(qū)域,即復(fù)制正在發(fā)生的位點(diǎn) 復(fù)制眼(replication eye):電子顯微鏡下觀察正在復(fù)制的DNA,復(fù)制的區(qū)域形如一只眼睛 真核生物的多復(fù)制子 多個(gè)復(fù)制眼(1)單雙向復(fù)制取決于起點(diǎn)處有一個(gè)還是兩個(gè)復(fù)制叉(2)復(fù)制的多模式
單起點(diǎn)、單方向(原核)多起點(diǎn)、單方向(真核)單起點(diǎn)、雙方向(原核)多起點(diǎn)、雙方向(真核)
3、復(fù)制方式
(1)從新起始(de novo initiation)或復(fù)制叉式(replication fork)(2)置換式(Displacement form)又稱 D 環(huán)復(fù)制
(3)共價(jià)延伸方式(covalence elongation)或滾環(huán)式復(fù)制(rolling circle replication)DNA復(fù)制方式
(1)從新起始(de novo initiation)或復(fù)制叉式(replication fork)或θ 復(fù)制 A replication eye forms a theta structure in circular DNA.?
(2)置換式 Displacement form,又稱 D 環(huán)復(fù)制
線粒體和葉綠體 DNA的復(fù)制方式
(3)共價(jià)延伸方式(covalence elongation)或滾環(huán)式復(fù)制(rolling circle replication)由于復(fù)制時(shí)產(chǎn)生的滾環(huán)結(jié)構(gòu)形狀象σ,又稱σ復(fù)制 病毒、細(xì)菌因子
四、DNA復(fù)制的半不連續(xù)性
(Semi-Discontinuous Replication)
復(fù)制方向的問(wèn)題:
岡崎片段(Okazaki fragment)
1968年岡崎(Reiji Okazaki)設(shè)計(jì)了兩組實(shí)驗(yàn),其一是脈沖標(biāo)記實(shí)驗(yàn)(pilse-labeling experiment)。岡崎利用T4噬菌體侵染E.cili(t-)菌株,并分別用dTTP(3H-T)進(jìn)行2’’,7’’,15’’,30’’,60’’,120’’的脈沖標(biāo)記,分離提取T4噬菌體DNA,變性后,進(jìn)行Cscl密度梯度離心,以檢測(cè)具放射性的沉降片斷,判斷片斷大小。結(jié)果表明經(jīng)不同標(biāo)記時(shí)間的,被3H-T標(biāo)記的新合成的DNA片段幾乎都為10-20s,即均為1000-2000核苷酸大小(圖3-)。第二組實(shí)驗(yàn)是脈沖追蹤實(shí)驗(yàn)(pulse-chase experiment),為了研究在脈沖標(biāo)記實(shí)驗(yàn)中所發(fā)現(xiàn)的10-20s的小片段在復(fù)制全過(guò)程中的發(fā)展結(jié)局,岡崎將實(shí)驗(yàn)菌株先進(jìn)行同位素標(biāo)記培養(yǎng)30秒,然后轉(zhuǎn)入正常培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)數(shù)分鐘,分離DNA進(jìn)行密度梯度離心,發(fā)現(xiàn)小片段已被連接成為70-120S的大片段。為此將DNA的這種復(fù)制方式稱為不連續(xù)復(fù)制模式,將最初合成的10-20s片段稱為岡崎片段(圖3-)。
如果兩條極性單鏈的DNA復(fù)制均按這種不連續(xù)的模式進(jìn)行,后隨鏈的合成可以在模板單鏈暴露到1000-2000核苷酸長(zhǎng)度后,開始從5’ → 3’合成岡崎片段,而先導(dǎo)鏈的合成從進(jìn)化的原則講,大可不必按岡崎片段的模式不斷地啟動(dòng)小片段的合成,既耗時(shí)又費(fèi)能。換言之, DNA的復(fù)制應(yīng)該是按一種半不連續(xù)的方式進(jìn)行,即先導(dǎo)鏈以連續(xù)復(fù)制的方式完成子代DNA的合成,而后隨鏈以不連續(xù)復(fù)制的方式完成岡崎片段的合成。但在Okazaki的脈沖標(biāo)記實(shí)驗(yàn)結(jié)果中,被標(biāo)記的DNA全部為小片段。其實(shí)在E.coli的細(xì)胞內(nèi)存在dUTP和dTTP兩種類似物, 其比例大約為1:300,而DNA聚合酶III又不能區(qū)分這兩者,一旦將dUMP聚合到DNA分子中,必然會(huì)導(dǎo)致生物的基因表達(dá)與進(jìn)化過(guò)程中的潛在危險(xiǎn),實(shí)際上E.coli 依靠了兩種機(jī)制阻止了dUMP 摻入到DNA分子的過(guò)程。由dut基因編碼的dUTP酶(dUTPase)能有效地將dUTP,dUDP分解為dUMP,從而避免了dUMP作為底物而摻入到DNA分子中。即使dUTPase能將絕大部分的dUTP降解,但仍有約1/1200的幾率dUTP分子的逃逸,細(xì)胞內(nèi)的ung基因編碼的尿嘧啶-N-糖苷酶(ungase)可以迅速地將已經(jīng)摻入到DNA分子中的dUMP切除,形成一個(gè)無(wú)嘌呤或嘧啶的Ap位點(diǎn)(apurinic 或apyrimidinic),再由Ap內(nèi)切酶進(jìn)一步將Ap位點(diǎn)酶解成缺口,以與其對(duì)應(yīng)的親代鏈為模板 重新聚合和連接,完成切補(bǔ)修復(fù)過(guò)程.顯然在先導(dǎo)鏈合成的初期過(guò)程中,約1200個(gè)核苷酸就有一個(gè)dUMP被切除的可能,在Ap內(nèi)切酶未完全作用前提取DNA并進(jìn)行變性分析,就會(huì)得到與岡崎片段相似大小的1000-2000核苷酸的片段,這種片段也被稱為dUMP片段,Okazaki對(duì)dut-和ung-兩種突變體的研究結(jié)果證實(shí)。在dut-突變體的脈沖標(biāo)記實(shí)驗(yàn)中,由于dUMP摻入的幾率增加,岡崎片段變短。而在ung-突變體的脈沖標(biāo)記實(shí)驗(yàn)中,由于已摻入的dUMP被切除的幾率降低,岡崎片段變長(zhǎng)。岡崎選用連接酶突變體(lig-)進(jìn)行的脈沖追蹤實(shí)驗(yàn)中,先導(dǎo)鏈的dUMP片段均不能被連接成大片段,(圖3-)。進(jìn)一步證明了在脈沖標(biāo)記實(shí)驗(yàn)中后隨鏈的岡崎片段與先導(dǎo)鏈的dUMP片段均以相似大小表現(xiàn)在其研究結(jié)果中。1978年Olivera據(jù)此提出了DNA復(fù)制的半不連續(xù)模式。
第二節(jié) DNA復(fù)制的酶學(xué)(Enzymology of DNA Replication)復(fù)制是在酶催化下的核苷酸聚合過(guò)程,需要多種高分子物質(zhì)共同參與.DNA復(fù)制的體系
底物: dNTP(dATP dGTP dCTP dTTP)聚合酶(polymerase): DNA-pol 依賴DNA的DNA聚合酶(DDDP)模板(template): 解開成單鏈的DNA母鏈
引物(primer): 寡核苷酸片段,提供3’-OH末端,使dNTP聚合 其它酶和蛋白質(zhì)因子: 解鏈酶,解旋酶,單鏈結(jié)合蛋白,連接酶
一、DNA聚合酶
二、DNA連接酶(DNA Ligase)
三、與DNA幾何學(xué)性質(zhì)相關(guān)的酶
一、DNA聚合酶
催化dNTP聚合到核酸鏈上的酶。是DNA復(fù)制的主要酶。全稱叫依賴DNA的DNA聚合酶(DNA dependent DNA polymerase)或DNA指導(dǎo)的DNA聚合酶(DNA-directed DNA polymerase),均縮寫為DDDP。(一)DNA聚合酶催化的反應(yīng)
5′→3′的聚合活性
5′→3′外切酶活性
3′→5′外切酶活性1、5′至3′的聚合活性
催化四種dNTP以磷酸二酯鍵一個(gè)一個(gè)地接到DNA鏈上去
(dNMP)n + dNTP →(dNMP)n+1 + PPi 聚合反應(yīng)的特點(diǎn):
(1)以單鏈DNA為模板
(2)以dNTP為原料
(3)引物或DNA鏈提供3′-OH(4)聚合方向?yàn)?′→3′2、3’-5’ 外切核酸酶活性
校對(duì)功能(proofreading)
3、5’-3’外切核酸酶活性(二)原核生物的DNA聚合酶(E.coli)
1957 Arthur Kornberg 首次發(fā)現(xiàn)?
In fact, there are 5 polymerases to date, although we will focus only on? 3 DNA pol Ⅰ? DNA pol Ⅱ? DNA pol Ⅲ?
1.DNA Polymerase I 2.DNA Polymerase Ⅱ和 Ⅲ
DNA pol Ⅱ:5` → 3`聚合酶活性及3` → 5`外切核酸酶活性。?
DNA pol Ⅲ:? 由10個(gè)亞基組成,分別為α、ε、θ、τ、δ、δ`、β、κ及ψ。是原核生物體內(nèi)真正起復(fù)制作用的酶。
– α亞基: 5` → 3`聚合酶活性
– ε亞基:3` → 5`外切酶,校對(duì)和編輯 – θ亞基為裝配所必須
亞基決定了Pol?– III全酶的持續(xù)合成能力 3.三種大腸桿菌DNA聚合酶特性之比較
三種大腸桿菌DNA聚合酶的主要功能
DNApolⅠ----主要功能是切除引物,填補(bǔ)岡崎片段產(chǎn)生的空隙及DNA損傷的修復(fù)。? DNApol? Ⅱ----是主要的修復(fù)酶 DNApol? Ⅲ----是主要的復(fù)制酶
三種DNA聚合酶在決定DNA合成方面的共同特性 ①三種酶都只有5’→3’聚合酶的功能,而沒有3’→5’聚合酶功能,說(shuō)明DNA鏈的延伸只能從5’向3’端進(jìn)行。
②他們都沒有直接起始合成DNA的能力,只能在引物存在下進(jìn)行鏈的延伸,因此,DNA的合成必須有引物引導(dǎo)才能進(jìn)行。
③三種酶都有核酸外切酶的功能,可對(duì)合成過(guò)程中發(fā)生的錯(cuò)誤進(jìn)行校正,而保證DNA復(fù)制的高度準(zhǔn)確性。
為什么子鏈DNA延伸方向只能是5’ →3’
二、DNA連接酶(DNA Ligase)
催化單鏈DNA切口上5’-P和3’-OH形成磷酸二酯鍵
三、與DNA幾何學(xué)性質(zhì)相關(guān)的酶
(一)解螺旋酶(helicase)
模板對(duì)復(fù)制的指導(dǎo)作用在于堿基的準(zhǔn)確配對(duì),而堿基卻埋在雙螺旋的內(nèi)部。只有把DNA解開成單鏈,它才能起模板作用。?
解螺旋酶是最早發(fā)現(xiàn)的與復(fù)制有關(guān)的蛋白質(zhì),當(dāng)時(shí)稱為rep蛋白。作用是利用ATP供能,解開DNA雙鏈。?
復(fù)制相關(guān)蛋白的基因:dna A、dna B、dna C… …dna X?
相應(yīng)的表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì):Dna A、Dna B、Dna C …? …Dna X
Dna A:辨認(rèn)復(fù)制起始位點(diǎn)
Dna B:解螺旋酶
Dna C:輔助解螺旋酶使其在起始點(diǎn)上 結(jié)合并打開雙鏈。(二)DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶(topoisomerase)拓?fù)洌菏侵肝矬w或圖像作彈性移位而又保持物體不變的性質(zhì)。?
拓?fù)洚悩?gòu)酶:是一類可改變DNA拓?fù)湫再|(zhì)的酶。對(duì)DNA分子的作用是既能水解、又能連接磷酸二酯鍵。可松弛DNA超螺旋,有利于DNA解鏈。? 拓?fù)洚悩?gòu)酶I(topo I)
-蛋白。? 在原核生物曾被稱為?
主要作用是切開DNA雙鏈中的一股,使DNA解鏈旋轉(zhuǎn)中不打結(jié),DNA變?yōu)樗沙跔顟B(tài)再封閉切口。?
反應(yīng)不需要ATP 拓?fù)洚悩?gòu)酶II(topo II)
? 在原核生物又叫旋轉(zhuǎn)酶(gyrase)。
? 能切斷DNA雙鏈,使螺旋松弛。在ATP參與下,松弛的DNA進(jìn)入負(fù)超螺旋,再連接斷端。TopoI和TopoII松弛DNA負(fù)超螺旋(三)單鏈DNA結(jié)合蛋白(SSB): 在大腸桿菌,它是由177個(gè)氨基酸殘基組成的同四聚體,結(jié)合單鏈DNA的跨度約32個(gè)核苷酸單位。?
SSB與解開的DNA單鏈緊密結(jié)合,?
①防止重新形成雙鏈,維持模板處于單鏈狀態(tài);
②免受核酸酶降解。
表4 參與DNA復(fù)制的酶及蛋白質(zhì) 酶或蛋白質(zhì) 主 要 作 用
拓?fù)洚悩?gòu)酶類 克服解鏈時(shí)打結(jié)及纏繞、松馳或引進(jìn)負(fù)超螺旋 解鏈酶類 解開DNA雙鏈
單鏈DNA結(jié)合蛋白 維持已解開單鏈DNA的穩(wěn)定 引物酶 合成RNA引物 DNA聚合酶Ⅲ DNA復(fù)制
DNA聚合酶Ⅰ 水解引物、填補(bǔ)空隙、修復(fù)作用 DNA連接酶 催化雙鏈DNA中單鏈缺口的連接
小結(jié)
1、基本概念 DNA復(fù)制 復(fù)制子 復(fù)制體 復(fù)制時(shí)期
2、半保留復(fù)制
3、復(fù)制起點(diǎn):結(jié)構(gòu)特征
復(fù)制方向:復(fù)制叉 復(fù)制眼 單雙向復(fù)制的決定條件 復(fù)制的多模式
復(fù)制方式:復(fù)制叉式(從頭起始)
D環(huán)復(fù)制(置換式)
σ復(fù)制(滾環(huán)復(fù)制)
4、復(fù)制酶學(xué)
1)三種DNApol DNApolⅠ和Ш的主要活性和功能 聚合活性 外切活性(兩種)延伸方向 2)DNA連接酶
3)和DNA的幾何學(xué)性質(zhì)相關(guān)的酶
螺旋酶 旋轉(zhuǎn)酶
5、DNA復(fù)制的半不連續(xù)性
實(shí)驗(yàn)證據(jù) 先導(dǎo)鏈 后隨鏈 4.3 Bacterial DNA replication 4.3.1 Initiation(起始)
4.3.2 Elongation(延伸)
4.3.3 Termination of DNA replication
4.3.1 Initiation(起始)
? Study system: the E.coli origin locus oriC is cloned into plasmids to produce more easily studied minichromosomes.? Initiation is divided into the following steps: – 1.recognition of the origin(識(shí)別原點(diǎn))
– 2.separation of parental strands and stabilization of single strands(分開雙鏈,穩(wěn)定單鏈)
– 3.initiation of daughter strand synthesis through action of the PRIMOSOME(通過(guò)引發(fā)體起動(dòng)子代鏈的合成反應(yīng))
How do we know that there is only one origin of replication in E.coli? ? 假定每個(gè)染色體都在同樣的一個(gè)起始點(diǎn)(i)開始復(fù)制,那么距 i近的基因?qū)⑾缺粡?fù)制而復(fù)制得多些,遠(yuǎn)離i 的基因?qū)?fù)制得少些。因此在一個(gè)群體中離 i 點(diǎn)越近的基因出現(xiàn)頻率越高。? 假如復(fù)制是
– 單向的,基因頻率呈單向梯度
– 雙向的,基因頻率以 i 為中心呈雙向梯度
How do we know that there is only one origin of replication in E.coli? 測(cè)定了大腸桿菌染色體上很多基因的頻率,發(fā)現(xiàn)以O(shè)riC基因附近為中心呈雙向下降。What does this experiment show? ? There is a single place on the chromosome where replication starts ? Replication proceeds in both directions ? The two replication forks meet at near 31’ on the genetic map The structure of OriC OriC How is replication initiated? ? DnaA protein binds to 9-mers(9nt聚合體)? DnaA together with HU類組蛋白 denature the DNA ? DnaB helicase解旋酶 binds the open DNA Initiation of DNA replication in E.coli 1.initial complex(起始復(fù)合體)
? Along with the HU protein, the dnaA protein-ATP complex binds to the DNA, encompassing包圍 the four nine-mers.In all, this complex covers about 200bp.(隨同HU蛋白一起,dnaA protein-ATP 復(fù)合體結(jié)合到DNA上,包圍4個(gè)9-mers區(qū),總的覆蓋200bp)
2.Open complex(開放復(fù)合體)和Prepriming complex(前引發(fā)復(fù)合體)
DnaA 蛋白使13bp重復(fù)單位熔解而形成開放性復(fù)合體,這一過(guò)程需要ATP。?
這時(shí)DnaB? 和DnaC蛋白進(jìn)入DNA的熔解區(qū)與OriC結(jié)合形成前引發(fā)復(fù)合體。
Separated strands in the oriC region are? prevented from reannealing by the binding of single-stranded binding protein(SSB protein).3.The primosome complex forms ? A helicase(DnaB)begins to unwind the strands.? SSB binds to prevent reannealing.? Gyrase relieves the tension.旋轉(zhuǎn)酶解除鏈的張力 ? Primase引物酶 synthesizes a short strand of RNA.? Primase binds to dnaB protein at oriC and forms a primosome引發(fā)體.Let’s review the roles of the major players
? DnaA-Recognizes origin and denatures the duplex ? DnaB-Helicase that unwinds the DNA ? DnaC-Required for DnaB binding ? HU-histone-like protein stimulates initiation ? Primase(DnaG)Synthesizes RNA primers ? SSB-Single stranded DNA binding protein ? RNA polymerase Facilitates促進(jìn) DnaA activity ? DNA gyrase Relieves torsional扭轉(zhuǎn)的 strain ? Dam methylase Methylates GATC sequences at oriC Review Initiation of DNA replication in E.coli 1)oriC contains four 9 bp binding sites for the initiator protein DnaA.Synthesis of DnaA is coupled聯(lián)系 to growth rate so that initiation of replication is also coupled to growth rate.2)DnaA forms a complex of 30-40 molecules, facilitating促進(jìn) melting解鏈 of three 13 bp AT-rich repeat sequence for DnaB binding.3)DnaB is a helicase that use the energy of ATP hydrolysis水解to further melt the double-stranded DNA.4)SSB(single-stranded binding protein)coats the unwinded DNA to prevent DNA renaturing.5)DNA primase load to負(fù)擔(dān) synthesizes a short RNA primer for synthesis of the leading strand.4.Primosome(引發(fā)體): DnaB helicase and DNA primase 4.3.2 Elongation(延伸)
? Elongation involves another complex of proteins called the REPLISOME(復(fù)制體,復(fù)制顆粒).It is assembled from its components each time replication occurs.E.coli replication machinery(Elongation phase)1)Helicase---unwind DNA at replication fork in a reaction coupled to ATP hydrolysis 2)Single-stranded DNA binding proteins(ssb)---bind and stabilize the DNA in a single-stranded conformation after melting by helicases 3)Primosome---synthesizes RNA primers on lagging strand 4)DNA Pol III----the true E.coli replicase 5)DNA Topoisomerase II – relaxes supercoiled DNA that forms ahead of replication fork – decatenates the fully replicated DNA
6)DNA Pol I----replaces RNA primers with DNA by nick-translation 7)DNA ligase連接酶----joins Okazaki fragments Concurrent協(xié)同的 DNA Synthesis The lagging template strand is looped to invert the physical direction of synthesis, but not the chemical direction-DNA polymerase III functions as a dimer, with each core enzyme achieving synthesis on one or the other strand ? If the polymerase complex is moving continuously along the leading strand, how does it discontinuously synthesize DNA along the lagging strand in the opposite direction?? 4.3.3 Termination of DNA replication
? Specific termination sites of DNA replication exist in E.coli.? Termination involves the binding of the tus gene product(tus protein)--ter binding protein, an inhibitor of the DnaB helicase(終止位點(diǎn)結(jié)合蛋白,是DnaB解旋酶的抑制劑)
? This ter binding protein may act to prevent helicase from unwinding DNA(will therefore halt停止 pol III and pol I action).? DNA replication produces two interlocking rings(連環(huán))which must be separated.? This is accomplished via the enzyme topoisomerase.Termination of E.coli DNA replication Terminator sequences(終止序列):
? Trap the replication forks(使復(fù)制叉受到限制)
? Contain sequences that facilitate decate-nation and partitioning of daughter chromosomes(包含促進(jìn)連鎖分開和姐妹染色體分開的序列).? <300 bp ? 需要TUS(Terminator Utilization Substance)識(shí)別終止序列
Summary of steps in E.coli DNA synthesis: 1.dnaA protein melts duplex in oriC region.2.dnaB(helicase), along with dnaC and ATP binds to replication fork(dnaC protein exits).(Pre-priming complex)
3.Single strand binding protein(ssb protein)binds to separated strands of DNA and prevents reannealing.4.Primase complexes with helicase, creates RNA primers(pppAC(N)7-10)on the strands of the open duplex2(Primase+helicase constitute the Primosome).5.After making the RNA primers, DNA pol III holoenzyme comes in and extends the RNA primer(laying down dNTP's)on the leading strand.4.As the replication fork opens up(via helicase + ATP action)leading strand synthesis is an uninterrupted不間斷的 process, the lagging strand experiences a gap.7.The gap region of the lagging strand can wind旋緊 around one active site unit of the Pol III complex, and bound阻止 Primase initiates an RNA primer in the gap region.8.On the lagging strand, Pol III extends the RNA primer with dNTP‘s as the lagging template strand is looped through the Pol III complex.9.After synthesis of a nascent初始 fragment the lagging strand loop is released and the single strand region further up near the replication fork is subsequently looped through the Pol III complex.10.Steps 7-9 are repeated.11.Meanwhile其間, Pol I removes the RNA primer regions of the Okazaki fragments via 5' to 3' exonuclease activity(nick translation Pol I exits and ligase joints the DNA fragments(on lagging strand).4.4 Eukaryotic DNA replication 4.4.1 Experimental system 4.4.2 cell cycle 4.4.3 initiation 4.4.4 replication forks 4.4.5 nuclear matrix 4.4.6 telomere replication 4.4.1 Experimental systems ? Yeast(Saccharomyces cerevisiae)酵母: has much smaller genome(1.4 X 107 bp in 16 chromosomes)and only 400 replicons.? SV40(simian virus 40 猿猴病毒40, 5 kb): is good mammalian models for replication fork.? Cell-free extract 無(wú)細(xì)胞提取物prepared from Xenopus laevis(非洲爪蟾)eggs containing high concentration of replication proteins and can support in vitro replication.4.4.2 細(xì)胞周期(cell cycle)的調(diào)控 1.細(xì)胞周期4個(gè)時(shí)期 2.檢驗(yàn)點(diǎn)及其調(diào)控
3.細(xì)胞周期蛋白和依賴于細(xì)胞周期蛋白的激酶
1.細(xì)胞周期4個(gè)時(shí)期
? cell cycle——細(xì)胞從一次有絲分裂結(jié)束到下一次有絲分裂完成所經(jīng)歷的一個(gè)有序過(guò)程。? 細(xì)胞周期時(shí)相組成:
? 間期(interphase): G1 phase,S phase,G2 phase,細(xì)胞可由G1期進(jìn)入一個(gè)非增殖期——G0期或稱靜止期。
? M phase: 有絲分裂期(Mitosis), 胞質(zhì)分裂期(Cytokinesis)2.檢驗(yàn)點(diǎn)(Checkpoint)及其調(diào)控
? 細(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn)是細(xì)胞周期調(diào)控的一種機(jī)制。
? 細(xì)胞周期隨細(xì)胞周圍的環(huán)境而調(diào)整,以免受損傷的細(xì)胞發(fā)生增殖。
? 檢驗(yàn)點(diǎn)是當(dāng)外界條件不適合細(xì)胞分裂時(shí),可以中斷細(xì)胞周期的一些階段。
? 主要檢驗(yàn)點(diǎn)位于G1和G2的后期,在G1期的R點(diǎn),當(dāng)缺乏促細(xì)胞分裂原時(shí),細(xì)胞會(huì)脫離細(xì)胞周期進(jìn)入非增殖的G0期。
3.細(xì)胞周期蛋白和依賴細(xì)胞周期蛋白的激酶
細(xì)胞周期是通過(guò)多種蛋白激酶復(fù)合物催化的蛋白磷酸化來(lái)實(shí)施調(diào)控的,這些復(fù)合物包含:? regulatory? subunits(調(diào)節(jié)亞基)
——Cyclin(細(xì)胞周期蛋白)catalytic subunit(催化亞基)?
——Cyclin-dependent kinase(CDK)(依賴細(xì)胞周期蛋白的激酶)
不同的復(fù)合物調(diào)控細(xì)胞周期中的不同時(shí)期。? 圖Cyclin-dependent kinase(Cdk)4.4.3 Origins and Initiation Origins and? Initiation(起始點(diǎn)與起始)ARS(自主復(fù)制序列)?
Licensing factor controls eukaryotic? replication(特許因子)Differences in DNA between eukaryotes and prokaryotes Eukaryotic genomes are much bigger?
Replication in? eukaryotes occurs during a small portion of the cell cycle DNA in? eukaryotes is bound by histones Eukaryotic chromosomes are linear?
圖Multiple Replication Origins Origins and Initiation(起始點(diǎn)與起始)
? Only once in one cell cycle(每個(gè)細(xì)胞周期只有一次復(fù)制)
? Clusters of about 20-50 replicons(復(fù)制子)initiate simultaneously at defined times throughout S-phase(20-50個(gè)復(fù)制子在S期同時(shí)起始復(fù)制)
? Initiation of each replicon within an initiation zone may occur at random(復(fù)制子可能在起始區(qū)域內(nèi)的任意位置起始)
不同區(qū)域的染色質(zhì)起始復(fù)制的時(shí)間不同
? Early S-phase: euchromatin(常染色質(zhì))replication ? Late S-phase: heterochromatin(異染色質(zhì))replication ? Centromeric(著絲粒的)and telomeric(端粒的)DNA replicate at last Origins(起始點(diǎn))
Yeast origin: the minimal 11 bp consensus: [A/T]TTTAT[A/G]TTT[A/T] Bound by origin recognition complex(ORC起始識(shí)別復(fù)合體)activated激活 by CDK.ARS: Autonomously Replicating Sequence(自主復(fù)制序列)。單細(xì)胞酵母的復(fù)制起點(diǎn)克隆進(jìn)原核生物的質(zhì)粒,由于這些復(fù)制起點(diǎn)序列允許質(zhì)粒在酵母中復(fù)制而被稱之為ARS。The yeast ARS Licensing factor controls eukaryotic replication(特許因子控制真核生物DNA復(fù)制)Licensing factor controls eukaryotic rereplication DNA Replication ? The machinery of replication – Additional features of eurkaryotic cells ? One replication per cycle – control ? The origin of replication – passage through a series of steps ? Origin of replication bound by ORCs ? Licensing factors bind assemble the prereplication complex ? Licensing factors – at least six – Mcm2-Mcm7 ? Mcm proteins move with the replication fork ? Mcm proteins are then displaced from DNA but remain in nucleus ? Mcm proteins cannot reassociate with an origin of replication which has already ‘fired’
4.4.4 replicaton fork ? The machinery of replication:
? Additional features of eurkaryotic cells – Chromatin structure ? Nucleosomes and the replication fork – Histones – H3H4 tetramers四聚體 remain intact and are distributed between the daughter duplexes – Old and new H3H4 tetramers found on each duplex – H2A/H2B dimers – separate and bind randomly to H3H4 tetramers already in place Replication of Nucleosomes Eukaryotic DNA is? packaged with histones in structures called nucleosomes.What happens to? the nucleosome when the replication fork and the replication machinery pass by and open up the DNA double strand? Nucleosomes are found properly? spaced on both postreplicative DNA strands immediately after passage of replication fork.圖A model for nucleosome replication 圖A model for nucleosome replication Nucleosome and Replication fork New nucleosomes are assembled to DNA from a mixture of old and newly synthesized histones after the fork passes.Eukaryotic DNA synthesis ? DNA synthesis is very similar in prokaryotes and eukaryotes ? Many of the same enzyme activities are present – Helicases – Primases – Polymerases – ligases – Topoisomerases 4.4.5 Nuclear Matrix(核基質(zhì))
Nuclear matrix: Replication is spatially organized by a protein scaffold of insoluble不溶的 protein fibers.Replication factories are immobilized固定 on this matrix and the DNA moves through them.A scaffold of insoluble protein fibers which acts as an organizational framework for nuclear processing, including DNA replication, transcription Replication factories 4.4.6 Telomere replication ——The problem of linear replications ? Telomere replication ? Solving the problem of lagging strand synthesis--Chromosomal ends shortening 4.5 Regulation 0f DNA replication 4.5.1 大腸桿菌染色體DNA的復(fù)制調(diào)控 4.5.2 質(zhì)粒DNA的復(fù)制調(diào)控 4.5.3 真核細(xì)胞DNA的復(fù)制調(diào)控 4.5.1大腸桿菌染色體DNA的復(fù)制調(diào)控
? 染色體的復(fù)制與細(xì)胞分裂同步但不直接偶聯(lián).? 復(fù)制子由復(fù)制起始物位點(diǎn)和復(fù)制起點(diǎn)組成:
– 復(fù)制起始物位點(diǎn)編碼復(fù)制調(diào)節(jié)蛋白質(zhì),復(fù)制起點(diǎn)與調(diào)節(jié)蛋白作用啟動(dòng)復(fù)制。
– 基因編碼的調(diào)節(jié)蛋白通過(guò)與復(fù)制復(fù)合物的相互作用確定復(fù)制起始頻率和復(fù)制方式。4.5.2 質(zhì)粒DNA的復(fù)制調(diào)控
? ColE1質(zhì)粒DNA復(fù)制不依賴于本身編碼的蛋白質(zhì),而完全依賴宿主DNA聚合酶。4.5.3 真核細(xì)胞DNA的復(fù)制調(diào)控
(1)細(xì)胞生活周期水平調(diào)控:限制點(diǎn)調(diào)控,真核細(xì)胞DNA的復(fù)制發(fā)生在S期,促使細(xì)胞由G1期進(jìn)入S期的多種因子調(diào)控;
(2)染色體水平的調(diào)控:決定復(fù)制子起始順序
(3)復(fù)制子水平的調(diào)控:復(fù)制子參與的多種因子均可參與調(diào)節(jié),主要是復(fù)制起始調(diào)控,如酵母復(fù)制起始受時(shí)序調(diào)控。Summary Bacterial DNA? replication – Initiation – Elongation – Termination of DNA replication
Eukaryotic DNA replication? – cell cycle – Initiation – replication forks – telomere replication 原核生物與真核生物DNA復(fù)制的不同點(diǎn) 不同點(diǎn) 原核生物 真核生物 起始位點(diǎn) 一個(gè) 多個(gè)(多至千個(gè))前導(dǎo)鏈合成 DNA聚合酶Ⅲ DNA聚合酶δ 隨后鏈合成 DNA聚合酶Ⅲ DNA聚合酶α 引物長(zhǎng)短 50~100個(gè)核苷酸 10個(gè)核苷酸
岡崎片段長(zhǎng)短 1000~2000個(gè)核苷酸 100~200個(gè)核苷酸 RNA引物水解 DNA聚合酶Ⅰ 核酸酶H 修補(bǔ)缺口 DNA聚合酶Ⅰ DNA聚合酶β 復(fù)制速度 快 慢
Regulation 0f DNA? replication ─ 大腸桿菌染色體DNA的復(fù)制調(diào)控 ─ 質(zhì)粒DNA的復(fù)制調(diào)控
─ 真核細(xì)胞DNA的復(fù)制調(diào)控
第四篇:暨南大學(xué)
暨南大學(xué)
一、前言:
暨南大學(xué)是中國(guó)一所極具特色的學(xué)校,其出名不僅由于它在近代的各種跌宕起伏的變遷,更在于它是一所對(duì)外開放的大學(xué),它融合了許多國(guó)家的學(xué)子,在中國(guó)這片廣袤的大地上發(fā)揮其海納百川的胸懷,發(fā)揚(yáng)著中華民族有容乃大的品格,培育出一代又一代具有東西方文化的人才。
二、學(xué)校簡(jiǎn)介:
暨南大學(xué)是由國(guó)務(wù)院僑辦、教育部、廣東省三方聯(lián)合共建,國(guó)務(wù)院僑務(wù)辦公室、國(guó)家教育部領(lǐng)導(dǎo)的一所具有文、史、理、工、醫(yī)、經(jīng)、管、法、教等學(xué)科的綜合性大學(xué),1996年成為了國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)的“211工程”大學(xué)之一。暨南大學(xué)為中國(guó)最早開設(shè)商科教育的國(guó)立高等學(xué)府之一,前身是1906年清政府創(chuàng)立于南京的暨南學(xué)堂。1927年更名為國(guó)立暨南大學(xué)。暨南大學(xué)是中國(guó)第一所招收外國(guó)留學(xué)生的大學(xué),也是中國(guó)境外生最多的大學(xué),是中國(guó)大陸國(guó)際化程度最高的大學(xué),暨南大學(xué)學(xué)科健全,同時(shí)具備“國(guó)際性”、“外向型”的特點(diǎn)。名牌專業(yè)以經(jīng)管新聞為主。現(xiàn)位于中國(guó)廣東,現(xiàn)任校長(zhǎng)胡軍。校訓(xùn)“忠信篤敬”
三、歷史軌跡 :
學(xué)校的前身是1906年清政府創(chuàng)立于南京的暨南學(xué)堂,后遷至上海,1927年更名為國(guó)立暨南大學(xué),抗日戰(zhàn)爭(zhēng)期間,遷址福建建陽(yáng),1946年遷回上海,1949年8月合并于復(fù)旦、交通等大學(xué),1958年在廣州重建。1983年中共中央頒布文件《關(guān)于進(jìn)一步辦好暨南大學(xué)和華僑大學(xué)的意見》,將暨南大學(xué)列為“國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)大學(xué)”。1996年成為國(guó)家首批“211工程”重點(diǎn)建設(shè)大學(xué)。
南京時(shí)期(1906——1923)
暨南大學(xué)的前身是創(chuàng)辦于1906年的國(guó)內(nèi)第一所華僑學(xué)府——暨南學(xué)堂。19世紀(jì)末20世紀(jì)初時(shí),海外華僑的人數(shù)已達(dá)700萬(wàn)之多。這些身在海外的華人飽受殖民統(tǒng)治者的歧視與壓迫,甚至連受教育的權(quán)利也被剝奪了,于是華僑歸國(guó)學(xué)習(xí)的要求日益強(qiáng)烈。起先清政府認(rèn)為“人民出洋,已非我民,我亦不管”,將華僑視為“化外之民”。后來(lái)迫于內(nèi)外交困,清政府不得不改變其僑務(wù)政策,并開始關(guān)心華僑教育。暨南學(xué)堂正是在這樣的背景下成立的。
上海時(shí)期(1923——1941)
暨南學(xué)堂停辦以后,海外華僑和國(guó)內(nèi)教育界人士都強(qiáng)烈要求恢復(fù)暨南學(xué)堂,卻遭到袁世凱的百般阻撓,直到1917年11月,北洋政府教育部才批準(zhǔn)恢復(fù)暨南學(xué)堂。在黃培炎的主持下,暨南學(xué)堂于1918年在原校址復(fù)學(xué),并改名為國(guó)立暨南學(xué)校。當(dāng)時(shí)學(xué)校設(shè)有中學(xué)部和師范科(中專性質(zhì)),已由補(bǔ)習(xí)學(xué)校的性質(zhì)過(guò)渡成正式培養(yǎng)歸僑子弟的學(xué)校了。1919年,中學(xué)部(舊部四年畢業(yè))在三年級(jí)以上分為文科和理科。1921年夏,增設(shè)商科大學(xué)——又稱國(guó)立暨南商科大學(xué),后遷至上海,與當(dāng)時(shí)的國(guó)立東南大學(xué)合辦上海商科大學(xué)。1922年,在南京增設(shè)女子中學(xué)部,同時(shí)原與東南大學(xué)合辦的上海商科大學(xué)開始在真茹獨(dú)立辦校。1924年,商科大學(xué)三、四年級(jí)停辦,南京部分全部遷到上海真茹。學(xué)校人數(shù)升至500余人,學(xué)科類別也由五系增至八系。1927年,南京國(guó)民政府成立,上海真茹的國(guó)立暨南學(xué)校改組為國(guó)立暨南大學(xué)。
福建建陽(yáng)時(shí)期(1941——1946)
1941年,鑒于時(shí)局日益艱險(xiǎn),學(xué)校未雨綢繆,著手為內(nèi)遷做準(zhǔn)備,在福建建陽(yáng)童游鎮(zhèn)設(shè)立分校。太平洋戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)后,暨大師生從上海出發(fā),經(jīng)長(zhǎng)途跋涉,于1942年6月抵達(dá)建陽(yáng),遂將分校改為校本部。抗日戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后又回到了上海一段時(shí)間。
廣州重建時(shí)期(1958——1970)
此時(shí)的暨南大學(xué)雖然仍力圖繼續(xù)按照僑校的特點(diǎn)進(jìn)行辦學(xué),無(wú)奈在幾經(jīng)戰(zhàn)亂之后,僑生生源銳減,因此暨南大學(xué)不得不再次停辦。隨后,暨南大學(xué)的院系分別合并于復(fù)旦大學(xué)、交通大學(xué)、南京大學(xué)、浙江大學(xué)等高等學(xué)府,當(dāng)時(shí)仍愿意歸國(guó)學(xué)習(xí)的部分僑生被安置于燕京大學(xué)(后屬北京大學(xué))。
解放幾年后,華僑歸國(guó)學(xué)習(xí)的愿望再次高漲。1958年9月,在原廣州華僑補(bǔ)習(xí)學(xué)校的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)建以后,暨南大學(xué)終于再度開學(xué)。然而由于其僑校的特殊性質(zhì),在文革時(shí)期第三次停辦,當(dāng)時(shí)學(xué)校的院系被胡亂并入了其他院校,校址則讓出來(lái)給了第一軍醫(yī)大學(xué)。直到1978年秋,經(jīng)過(guò)多方努力,尤其是在葉劍英的大力支持下,暨南大學(xué)得以再次復(fù)校。
現(xiàn)狀
如今的暨南大學(xué),已是國(guó)家“211工程”重點(diǎn)綜合性大學(xué),直屬國(guó)務(wù)院僑務(wù)辦公室領(lǐng)導(dǎo)。學(xué)校學(xué)科門類齊全,師資力量雄厚,國(guó)際化、現(xiàn)代化、綜合化特色明顯。海外及港澳臺(tái)學(xué)生高居全國(guó)高校之首,來(lái)自境外的研究生占全國(guó)高校海外及港澳臺(tái)研究生總數(shù)的四分之一,無(wú)愧“華僑最高學(xué)府”的稱號(hào)。
暨大被稱為“中國(guó)第一僑校”。1906年清政府為“宏教澤而系僑情”設(shè)學(xué)于南京。1960年許多東南亞華僑青年來(lái)暨南大學(xué)學(xué)習(xí)漢語(yǔ),其中以印度尼西亞僑生最多。其中每4個(gè)人中就有3個(gè)是來(lái)自東南亞的僑生,當(dāng)時(shí)暨南大學(xué)就被譽(yù)為“華僑學(xué)生的搖籃”。
四、暨南大學(xué)歷屆領(lǐng)導(dǎo)人
暨南學(xué)堂創(chuàng)辦人 端方
暨南學(xué)堂堂長(zhǎng) 國(guó)立暨南大學(xué)校長(zhǎng) 鄭洪年(1907-1909.1,1927.6-1934.1)
暨南大學(xué)學(xué)堂堂長(zhǎng) 楊熙昌(1909.1-1911.10)
國(guó)立暨南學(xué)校校長(zhǎng) 趙正平(1918-1920夏,1921秋-1925夏)
國(guó)立暨南學(xué)校校長(zhǎng) 柯成懋(1920夏-1921秋)
國(guó)立暨南學(xué)校校長(zhǎng) 姜琦(1925秋-1927夏)
國(guó)立暨南大學(xué)代代校長(zhǎng) 沈鵬飛(1934.1-1935.7)
國(guó)立暨南大學(xué)校長(zhǎng) 何炳松(1935.7-1946.5)
國(guó)立暨南大學(xué)校長(zhǎng) 李壽雍(1946.6-1949.5)
暨南大學(xué)校長(zhǎng) 陶鑄(1958.6-1963.1)
暨南大學(xué)校長(zhǎng) 陳序經(jīng)(1963.1-1964夏)
暨南大學(xué)校長(zhǎng) 楊康華(1964.3-1970.3,1979.8-1983.10)
暨南大學(xué)校長(zhǎng) 梁靈光(1983.10-1991.6)
暨南大學(xué)校長(zhǎng) 周耀明(1991.6-1995.12)
暨南大學(xué)校長(zhǎng) 劉人懷(1995.12-2005.12)
暨南大學(xué)校長(zhǎng) 胡軍(2005.12-至今)
主要校長(zhǎng)風(fēng)采
創(chuàng)始人:端方,清朝晚期,兩江總督、朝廷重臣端方于1905年呈遞5籌設(shè)暨南學(xué)堂6奏折,獲清政府批準(zhǔn),并在南京籌辦招收歸國(guó)僑生的暨南學(xué)堂。1907年3月上旬,首批來(lái)自爪哇的歸國(guó)僑生抵達(dá)上海,然后轉(zhuǎn)到南京,這是華僑學(xué)生回國(guó)求學(xué)開始。1907年3月23日,暨南學(xué)堂正式開學(xué),國(guó)內(nèi)第一所華僑學(xué)府從此誕生了。1911年10月武昌起義爆發(fā),暨南學(xué)堂被迫停辦。雖然學(xué)堂僅辦了4年多,但為華僑學(xué)生回國(guó)求學(xué)打開了大門。暨南的名字已傳遍南洋,為后來(lái)暨南學(xué)校的恢復(fù)和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。辛亥革命的勝利和中華民國(guó)的成立,激發(fā)了海內(nèi)外華僑的愛國(guó)熱情,各地華僑熱心辦學(xué)。
鄭洪年,(1907-1909.1,1927.6-1934.1)
1927年,南京國(guó)民政府任命鄭洪年為校長(zhǎng)。鄭到職之后,即提出改組與擴(kuò)建計(jì)劃。他表示:“鑒于僑胞處于殖民政府鐵蹄之下,受盡帝國(guó)主義之蹂躪,暨南教育非提高程度,擴(kuò)充為完善大學(xué),不足以增進(jìn)僑胞之地位,不足以謀適應(yīng)其特殊環(huán)境,不足以使華僑父老咸達(dá)自由平等之目的。”并計(jì)劃將暨南學(xué)校/擴(kuò)充為一完善之大學(xué),改商科為商學(xué)院,并增設(shè)農(nóng)學(xué)院、文哲學(xué)院、自然科學(xué)院、社會(huì)科學(xué)、藝術(shù)學(xué)院五門,以期從質(zhì)量上完成華僑之最高學(xué)府。使華僑子弟得享受世界高深的知識(shí),與祖國(guó)優(yōu)美的文化,以為他日參加祖國(guó)一切運(yùn)動(dòng),及提高華僑地位之準(zhǔn)備1927年9月5日,國(guó)立暨南大學(xué)隆重舉行開學(xué)典禮。此時(shí),商科大學(xué)改為商學(xué)院,原有系科改組為工商管理學(xué)、銀行學(xué)、國(guó)際貿(mào)易學(xué)、會(huì)計(jì)學(xué)以及普通商業(yè)學(xué)等5科,繼續(xù)招生,4個(gè)年級(jí)俱全。經(jīng)過(guò)兩年的努力,至1929年,除商學(xué)院外,相繼成立了文學(xué)院、理學(xué)院、教育學(xué)院。其中文學(xué)院下設(shè)中國(guó)語(yǔ)文學(xué)、外國(guó)語(yǔ)文學(xué)、政治經(jīng)濟(jì)學(xué)、歷史社會(huì)學(xué)4個(gè)系;理學(xué)院下設(shè)數(shù)學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)3個(gè)系;教育學(xué)院下設(shè)教育學(xué)、心理學(xué)2個(gè)系以及師資專修科;1930年又成立法學(xué)院,下設(shè)法律系及外交領(lǐng)事專科。至此,國(guó)立暨南大學(xué)擁有5個(gè)學(xué)院、16個(gè)系和2個(gè)專科,成為一個(gè)完全的大學(xué)。
廖承志,(1963.2-1970.3)暨南大學(xué)董事會(huì)董事長(zhǎng)
20世紀(jì)50年代后期,籌建一所全日制、正規(guī)的華僑高等學(xué)府的條件基本成熟。為適應(yīng)僑生回國(guó)升學(xué)的需要,在陶鑄、廖承志等的大力推動(dòng)下,1958年9月暨南大學(xué)在廣州重建。時(shí)任中央僑務(wù)委員會(huì)主任的廖承志,對(duì)暨南大學(xué)的重建工作始終予以熱情關(guān)懷。他認(rèn)為暨南大學(xué)辦學(xué)目的就是接納海外的炎黃子孫,讓大家共沐中華文化。當(dāng)廣東開始籌建暨南大學(xué)時(shí),中僑委即撥專款人民幣100萬(wàn)元資助。廖承志主任還身體力行,多次蒞校視察指導(dǎo)工作,就如何辦好暨南大學(xué)提出了許多重要的意見。如1960年11月,在聽取廣東省副省長(zhǎng)、暨南大學(xué)建校委員會(huì)副主任委員李嘉人關(guān)于暨南大學(xué)工作的匯報(bào)后,他就暨南大學(xué)的發(fā)展規(guī)模、專業(yè)設(shè)置問(wèn)題,作出了重要指示。
1962年3月7日,中僑委廖承志主任到暨南大學(xué)視察工作,他對(duì)陶鑄校長(zhǎng)提出的新的辦學(xué)方針作了具體的補(bǔ)充,并要求學(xué)校草擬貫徹新辦學(xué)方針的方案。同年3月下旬,在北京聽取暨南大學(xué)王越副校長(zhǎng)的匯報(bào)時(shí),又著重指出:/各科系專業(yè)不宜設(shè)置過(guò)多,新聞及對(duì)外貿(mào)易專業(yè)應(yīng)招收僑生;暨南大學(xué)還須艱苦奮斗,搞好基礎(chǔ)課,提高教學(xué)質(zhì)量。他對(duì)師資問(wèn)題也十分關(guān)心,積極向暨南大學(xué)推薦師資人選。五六十年代在僑務(wù)工作中仍存在左傾思想,華僑的身份被人懷疑,同時(shí)華僑對(duì)國(guó)內(nèi)的政治教育也心存顧慮。他針對(duì)學(xué)校任用人才存在的偏向問(wèn)題著重強(qiáng)調(diào):物色師資時(shí)對(duì)政治素質(zhì)應(yīng)作全面、正確的權(quán)衡。針對(duì)暨南大學(xué)招收華僑、港澳學(xué)生和臺(tái)灣省籍學(xué)生較多的情況,他指出:/華僑、港澳學(xué)生在各方面都同國(guó)內(nèi)學(xué)生不同,有其特殊的地方,不能簡(jiǎn)單化,要一視同仁,不得歧視,根據(jù)特點(diǎn),適當(dāng)照顧。要根據(jù)他們的特點(diǎn),正確地、耐心地、生動(dòng)活潑地進(jìn)行工作,使學(xué)生好像在家里一樣感到溫暖。
在他的過(guò)問(wèn)下,1961年8月11日,中僑委與教育部聯(lián)合發(fā)出了有關(guān)高校招生工作的通知,特別強(qiáng)調(diào):暨南大學(xué)主要招收歸僑學(xué)生和港澳青年。
現(xiàn)任校長(zhǎng):胡軍,教育領(lǐng)域一直被認(rèn)為是中國(guó)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的最后一塊堡壘。原有的教育體制沿襲多年,積弊已深。去年教師節(jié)前夕,汪洋書記到暨南大學(xué)要求為高校教師創(chuàng)造一個(gè)可以凝心靜氣鉆研學(xué)問(wèn)的環(huán)境。隨后,暨大啟動(dòng)了一項(xiàng)名為“寧?kù)o致遠(yuǎn)”的工程。
針對(duì)這些問(wèn)題,暨南大學(xué)校長(zhǎng)胡軍在接受南方日?qǐng)?bào)記者專訪時(shí),多次提及改革之難:大學(xué)改革意味著利益格局的重新調(diào)整,要沖破傳統(tǒng)的思維定勢(shì),改變沿襲多年的成規(guī),樹立真正的大學(xué)文化和形象,困難之大可想而知。因此,不僅要勇于改革,更要善于改革,要學(xué)會(huì)“軟磨硬泡”。對(duì)于大學(xué)改革,他有三點(diǎn)主要觀點(diǎn)。1.“三風(fēng)”建設(shè),不在強(qiáng)制而在自律。2.改革難點(diǎn)利益格局的重新調(diào)整
3.人才培養(yǎng)注重原始創(chuàng)新能力
五、大學(xué)主流思想變革
1.恪守“忠信篤敬”校訓(xùn)
暨南大學(xué) “忠信篤敬”的校訓(xùn)出自 《論語(yǔ)·衛(wèi)靈公》:“言忠信,行篤敬,雖蠻貊之邦,行矣。言不忠信,行不篤敬,雖州里,行乎哉?”校訓(xùn)具體何時(shí)由誰(shuí)首先提出已無(wú)從考究,但現(xiàn)在流傳下來(lái)的校訓(xùn)是30年代曾主事暨南11年的著名教育家、歷史學(xué)家何炳松的題詞。暨南辦學(xué)命途多舛,曾幾度播遷、停辦,解放后在廣州重建的暨南大學(xué),原有校訓(xùn)已不復(fù)存在,直至1994,年才正式恢復(fù) “忠信篤敬”校訓(xùn)。
“忠信篤敬”的本意是“言語(yǔ)忠誠(chéng)老實(shí),行為忠厚嚴(yán)肅”。學(xué)校恢復(fù)校訓(xùn)后,順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展要求,給校訓(xùn)注釋了新的內(nèi)涵。校訓(xùn)的恢復(fù)和沿用,不僅充分體現(xiàn)了暨南大學(xué)的辦學(xué)傳統(tǒng)和辦學(xué)特色,更給予暨南師生以極大的鼓舞與鞭策,并以此為準(zhǔn)繩,自律自己的行為,明確自己的目標(biāo),對(duì)搞好學(xué)校的校風(fēng)、教風(fēng)、學(xué)風(fēng)建設(shè),提高辦學(xué)水平、品位,對(duì)外樹立良好品牌具有深遠(yuǎn)的意義。
2.倡導(dǎo)“愛國(guó)愛校,團(tuán)結(jié)奮進(jìn)”的暨南精神
暨南師生歷來(lái)就有愛國(guó)愛校的傳統(tǒng),早在20世紀(jì)20年代,暨南遷入上海真如不久,就有大批富有愛國(guó)熱情的僑生和國(guó)內(nèi)生積極投身到國(guó)內(nèi)興起的反帝反軍閥國(guó)民革命運(yùn)動(dòng)。抗日戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)后,暨南師生不論是在上海“孤島”,還是在建陽(yáng)山城,均以各種形式積極進(jìn)行抗日活動(dòng),被稱之為“東南民主堡壘”。在這些斗爭(zhēng)中,較為著名的是1940-1941年的“上海孤島”時(shí)期,學(xué)校處在日偽勢(shì)力的四面包圍中,但暨大師生有堅(jiān)定的愛國(guó)立場(chǎng),堅(jiān)持民族氣節(jié),不向日偽低頭,表明學(xué)校的態(tài)度是“漢曹不兩立,忠奸不并存”。在日寇攻入租界后,暨大師生悲壯地上完著名的“最后一課”后關(guān)閉學(xué)校,以示不做日偽統(tǒng)治下的順民。著名文學(xué)家、時(shí)任暨大文學(xué)院院長(zhǎng)的鄭振鐸教授在《蟄居散記》一書中記述了暨大的“最后一課”的情景。解放后,在廣州重建的暨南大學(xué)繼承了先輩們愛國(guó)愛校、團(tuán)結(jié)奮進(jìn)的光榮傳統(tǒng),力求把學(xué)校辦出水平、辦出特色,吸引更多的港澳臺(tái)、海外學(xué)子前來(lái)求學(xué),為香港、澳門的順利回歸和祖國(guó)的統(tǒng)一事業(yè)作出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。鑒于暨南大學(xué)的辦學(xué)成就與地位,在學(xué)校建校90周年前夕,時(shí)任中共中央總書記、國(guó)家主席江澤民欣然為學(xué)校90周年校慶題詞:“愛國(guó)愛校、團(tuán)結(jié)奮進(jìn)”,給暨南師生和各地校友以莫大鼓舞。全體師生眾志成城,自強(qiáng)不息,努力工作,在1996年順利通過(guò)了國(guó)家“211工程”部門預(yù)審,成為國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)的百所大學(xué)之一。之后,學(xué)校正式發(fā)文,確定以江主席的題詞“愛國(guó)愛校、團(tuán)結(jié)奮進(jìn)”作為暨南精神,并號(hào)召全校師生以此為精神動(dòng)力做好本職工作。正是這種精神的鼓舞,近年來(lái),暨南大學(xué)走上了跨越式的發(fā)展軌道,辦學(xué)實(shí)力不斷增強(qiáng),呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的上升態(tài)勢(shì)。
3.實(shí)施“僑校+名校”的發(fā)展戰(zhàn)略
加入WTO后,我國(guó)高等教育的改革和發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)非常關(guān)鍵的時(shí)期。面對(duì)新的形勢(shì),要搶占高等教育發(fā)展的制高點(diǎn),獲得海內(nèi)外學(xué)子對(duì)學(xué)校的認(rèn)可,暨南大學(xué)適時(shí)對(duì)自身的辦學(xué)理念和發(fā)展戰(zhàn)略提出了新的要求,在2001年建校95周年前夕,中國(guó)工程院院士、暨南大學(xué)校長(zhǎng)劉人懷提出了學(xué)校新的發(fā)展目標(biāo),即遵循“國(guó)際化、現(xiàn)代化、綜合化”的辦學(xué)理念,實(shí)施“僑校+名校”的發(fā)展戰(zhàn)略。“僑校”是暨南大學(xué)的立身之本,是學(xué)校辦學(xué)的特色和生命;而“名校”則是要求學(xué)校上水平、上檔次,躋身一流行列,是學(xué)校可持續(xù)發(fā)展的源泉所在。實(shí)施“僑校+名校”的發(fā)展戰(zhàn)略,就是要求學(xué)校在保持“面向海外、面向港澳臺(tái)”的辦學(xué)特色基礎(chǔ)上,提升學(xué)校的辦學(xué)水平,提升海內(nèi)外對(duì)學(xué)校的認(rèn)可度.參考資料:
1.360百科——暨南大學(xué) 2.暨南大學(xué)官方網(wǎng)站
3.3.360留學(xué)網(wǎng)——暨南大學(xué)
4.盧建民,夏泉,UIS視角下暨南大學(xué)的品牌戰(zhàn)略 5.暨南大學(xué)校史編寫組,暨南校史,暨南大學(xué)出版社,
第五篇:2014年暨南大學(xué)836分子生物學(xué)考試大綱2014研究生入學(xué)考試大綱考研大綱
分子生物學(xué)考試大綱
分子生物學(xué)是暨南大學(xué)再生醫(yī)學(xué)專業(yè)碩士研究生入學(xué)考試的科目之一,主要體現(xiàn)生物學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)及臨床醫(yī)學(xué)知識(shí)群的交叉在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。為使考生明確考試內(nèi)容和知識(shí)要點(diǎn),把握考試的范圍和要求,特編寫此考試大綱作為參考。它的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是高等學(xué)校優(yōu)秀本科畢業(yè)生能達(dá)到的及格或及格以上水平,以保證被錄取者具有基本的分子生物學(xué)知識(shí)而有利于我校在錄取時(shí)擇優(yōu)選拔。
一、考試要求
1、要求掌握分子生物學(xué)的基本概念;
2、要求掌握分子生物學(xué)的基本原理;
3、要求系統(tǒng)的掌握分子生物學(xué)的常用技術(shù)和方法,能夠就某一問(wèn)題設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案。
二、試卷結(jié)構(gòu)
基礎(chǔ)知識(shí)占40%,綜合、分析題占40%,創(chuàng)造性思維題占20%。試卷主要由名詞解釋、填空題、簡(jiǎn)答題、綜合分析題等組成。
三、考試方式和時(shí)間限制
考試方式為筆試,時(shí)間三小時(shí)。
四、考查要點(diǎn)
(一)DNA1、DNA的結(jié)構(gòu)
DNA的構(gòu)成,DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)、二級(jí)結(jié)構(gòu)、高級(jí)結(jié)構(gòu)
2、DNA的復(fù)制
DNA的半保留復(fù)制,復(fù)制起點(diǎn)、方向和速度,復(fù)制的幾種主要方式
3、原核生物和真核生物DNA復(fù)制特點(diǎn)
原核生物DNA復(fù)制特點(diǎn),真核生物DNA復(fù)制特點(diǎn),DNA的復(fù)制調(diào)控
4、DNA的修復(fù)
四種修復(fù)方式
5、DNA的轉(zhuǎn)座
轉(zhuǎn)座子的分類和結(jié)構(gòu)特征,轉(zhuǎn)座機(jī)制,轉(zhuǎn)座作用的遺傳學(xué)效應(yīng),真核生物的轉(zhuǎn)座子
(二)生物信息的傳遞(上)——從DNA到RNA1、RNA的轉(zhuǎn)錄
轉(zhuǎn)錄的基本過(guò)程,轉(zhuǎn)錄機(jī)器的主要成分
2、啟動(dòng)子與轉(zhuǎn)錄起始
啟動(dòng)子的基本結(jié)構(gòu),啟動(dòng)子的識(shí)別,酶與啟動(dòng)子的結(jié)合,-10區(qū)和-35區(qū)的最佳間距,增強(qiáng)子及其功能,真核生物啟動(dòng)子對(duì)轉(zhuǎn)錄的影響
3、原核生物與真核生物mRNA的特征比較
原核生物mRNA的特征,真核生物mRNA的特征
4、終止和抗終止
不依賴于ρ因子的終止,依賴于ρ因子的終止,抗終止
5、內(nèi)含子的剪接、編輯及化學(xué)修飾
RNA中的內(nèi)含子,RNA的剪接,RNA的編輯和化學(xué)修飾
(三)生物信息的傳遞(下)——從DNA到蛋白質(zhì)
1、遺傳密碼
三聯(lián)子密碼及其破譯,遺傳密碼的性質(zhì)
2、tRNA
tRNA的結(jié)構(gòu)、功能及種類,氨酰-tRNA合成酶
3、核糖體
核糖體的結(jié)構(gòu),rRNA,核糖體的功能
4、蛋白質(zhì)合成的生物學(xué)機(jī)制
氨基酸的活化,肽鏈的起始、延伸和終止,蛋白質(zhì)前體的加工,蛋白質(zhì)合成抑制劑,RNA分子在生物進(jìn)化中的地位
5、蛋白質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制
翻譯-運(yùn)轉(zhuǎn)同步機(jī)制,翻譯后的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制,核定位蛋白的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制,蛋白質(zhì)的降解
(四)分子生物學(xué)研究法
1、DNA操作技術(shù)
核酸的分離、提純和定量測(cè)定的方法,核酸的凝膠電泳,分子雜交,細(xì)菌轉(zhuǎn)
化,核苷酸序列分析,基因擴(kuò)增,DNA與蛋白質(zhì)相互作用研究
2、基因克隆的主要載體系統(tǒng)
質(zhì)粒DNA及其分離純化,重要的大腸桿菌質(zhì)粒載體,λ噬菌體載體,柯斯質(zhì)粒載體,pBluescript噬菌體載體
3、基因的分離和鑒定
DNA片段的產(chǎn)生和分離,重組體DNA分子的構(gòu)建,cDNA基因的克隆,克隆基因的分離
(五)基因的表達(dá)與調(diào)控(上)——原核基因表達(dá)調(diào)控模式
1.原核基因表達(dá)調(diào)控總論
原核基因調(diào)控機(jī)制的類型和特點(diǎn),弱化子對(duì)基因活性的影響,降解物對(duì)基因活性的調(diào)節(jié),細(xì)菌的應(yīng)急反應(yīng)
2.乳糖操縱子與負(fù)控誘導(dǎo)系統(tǒng)
操縱子模型及影響因子,lac操縱子DNA的調(diào)控區(qū)域——P、O區(qū)
3、色氨酸操縱子與負(fù)控阻遏系統(tǒng)
trp操縱子的阻遏系統(tǒng),弱化子與前導(dǎo)肽
4、其他操縱子
半乳糖操縱子,阿拉伯糖操縱子
6、轉(zhuǎn)錄后調(diào)控
翻譯起始的調(diào)控,稀有密碼子對(duì)翻譯的影響,重疊基因?qū)Ψg的影響,poly(A)對(duì)翻譯的影響,翻譯的阻遏,核苷酸水平對(duì)翻譯的影響
(六)基因的表達(dá)與調(diào)控(下)——真核基因調(diào)控的一般規(guī)律
1、真核生物基因的基因結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)錄活性
基因家族,真核基因的斷裂結(jié)構(gòu),真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控,DNA甲基化與基因活性的調(diào)控
2、真核基因的轉(zhuǎn)錄
3、反式作用因子
DNA識(shí)別或結(jié)合域,轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域
4、真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的主要模式
蛋白質(zhì)磷酸化、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及基因表達(dá),激素及其影響,熱激蛋白誘導(dǎo)的基因
表達(dá),金屬硫蛋白基因的多重調(diào)控
5、其他水平上的基因調(diào)控
RNA的加工成熟,翻譯水平的調(diào)控
(七)疾病與人類健康
1、腫瘤與癌癥
反轉(zhuǎn)錄病毒致癌基因,癌基因的分類、產(chǎn)物和表達(dá)調(diào)控,基因互作與癌基因表達(dá)
2、人免疫缺損病毒HIV
HIV病毒粒子的形態(tài)結(jié)構(gòu)和傳染,HIV的感染及致病機(jī)理,艾滋病的治療及預(yù)防
3、乙型肝炎病毒HBV
肝炎病毒的粒子結(jié)構(gòu)
4、基因治療
基因治療的歷史沿革,基因治療中的病毒載體,非病毒載體
(八)基因與發(fā)育
1、免疫體系發(fā)育及免疫球蛋白基因表達(dá)
脊椎動(dòng)物免疫系統(tǒng),B淋巴細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞,免疫球蛋白的結(jié)構(gòu),lg基因重排,主要組織相容復(fù)合體
2、果蠅的胚胎發(fā)育
卵子發(fā)育,胚胎發(fā)育
(九)基因組和比較基因組學(xué)
1、人類基因組計(jì)劃
人類基因組計(jì)劃的科學(xué)意義,遺傳圖,物理圖,轉(zhuǎn)錄圖,人類基因組的序列圖
2、DNA的鳥槍法序列分析技術(shù)
基因組DNA大片斷文庫(kù)的構(gòu)建,鳥槍法基因組序列分析技術(shù)及其改良
3、比較基因組學(xué)及功能基因組學(xué)研究
通過(guò)基因組數(shù)據(jù)進(jìn)行全局性分析,基因組數(shù)據(jù)的比較分析,功能基因組學(xué)研究
五、主要參考書:
1、朱玉賢等.現(xiàn)代分子生物學(xué)(第三版).北京:高等教育出版社,2007.2、《基因VIII》(中文版),Benjamin Lewin,余龍等譯,科學(xué)出版社,2005