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基因信息的传递

Unit 10

★DNA半保留复制：将一个完全被放射性标记的DNA分子放于无放射性标记的环境中复制三代后，所产生的全部DNA分子中，无放射性标记的有：6个。

★DNA复制、转录互补结构或反密码子的推断：反向(右→左)读取，正向书写

★冈崎片断：复制中的不连续片断

★参与DNA复制的物质：

1.底物(原料)：dNTP

2.聚合酶：依赖DNA的DNA聚合酶(DNA-pol或DDDP)

3.模板：解开成单链的DNA母链

4.引物：提供3’-OH的短链RNA分子(由引物酶催化合成)

5.其他酶和蛋白质因子：包括拓扑异构酶、连接酶、SSB(稳定已解开的单链)、Dna蛋白(DnaA-辨认起始点;DnaB-解螺旋酶;DnaC-运送和协同DnaB;DnaG-引物酶)

★原核生物的3种DNA聚合酶：

DNA-polⅢ是原核生物复制延长中真正起催化作用的酶;

3种DNA-pol都具有5’→3’聚合活性及3’→5’核酸外切酶活性;

只有DNA-polⅠ具有5’→3’外切酶活性

★原核生物的DNA生物合成：

1.复制起始：参与的酶有拓扑异构酶、Dna蛋白和SSB

2.复制过程中具有催化3’,5’-磷酸二酯键生成的酶有：引物酶、DNA聚合酶、拓扑异构酶、DNA连接酶

3.拓扑异构酶的作用：解开DNA超螺旋;切断单链DNA;连接3’,5’-磷酸二酯键

4.复制的终止过程包括去除RNA引物和换成DNA，最后把DNA片段连接成完整的子链(片断连接时由ATP供能);需要的酶：RNA酶、DNA-polⅠ、连接酶

★真核生物是以复制子为单位各自进行复制的，所以引物和随从链的冈崎片段都比原核生物短;真核生物DNA合成，就酶的催化速率而言，远比原核生物慢，但真核生物是多复制子复制，因而总体速度是不慢的。

★含有RNA的酶有：核酶、端粒酶

★端粒酶：由RNA和蛋白质组成，兼有提供RNA模板和催化逆转录的功能(逆转录酶)。

★逆转录酶：以RNA为模板合成双链DNA(cDNA)的酶，全称是依赖RNA的DNA聚合酶(RDDP);逆转录酶有三种活性：RNA或DNA作模板的dNTP聚合活性和RNase活性(RNA水解酶活性);逆转录酶没有3’→5’核酸外切酶活性，因而无校对功能，错误率高;逆转录也需要引物，该引物现认为是病毒本身的一种tRNA。

★紫外线诱发DNA突变的机制是：生成嘧啶二聚体

★突变的DNA分子改变可分为错配、缺失、插入和重排。错配又称点突变，可导致单个氨基酸置换;缺失或插入都可导致框移突变，后果是翻译出的蛋白质可能完全不同。

★DNA损伤的修复主要有错配修复、直接修复、切除修复、重组修复和SOS修复。

核苷酸切除修复是细胞内最重要和有效的修复方式，其过程包括去除损伤的DNA，填补空隙和连接。后两步与复制去除DNA引物的填补和连接相似，需要的酶有：DNA连接酶、DNA-polⅠ、AP内切核酸酶(UvrA、UvrB是辨认及结合DNA损伤部位的蛋白质;UvrC有切除作用，可能还需要有解螺旋酶)

Unit 11

★mRNA、rRNA和tRNA主要参与蛋白质的合成;真核细胞内核小RNA(snRNA)和微小RNA(miRNA)分别与mRNA的剪切和基因表达调控有关。

★转录中的碱基配对原则：A-U、T-A、G-C

★原核生物的依赖DNA的RNA聚合酶(RNA-pol)的全酶由α2、β、β’、σ四种亚基组成，其中α2ββ’合称为核心酶，需要参与整个转录过程，而σ亚基仅参与转录起始阶段。各个亚基的功能：

α亚基：决定哪些基因被转录

β亚基：与转录全过程有关(催化)

β’亚基：结合DNA模板(开链)

σ亚基：辨认起始点

★原核生物转录终止分为依赖ρ(Rho)因子与非依赖ρ因子两大类。

★真核生物RNA的生物合成产物为单顺反子;原核生物：多顺反子。

★真核生物的3种RNA-pol的功能：

1.RNA-polⅠ：rRNA的前体(45S-rRNA)→28S、5.8S、18S-rRNA

2.RNA-polⅡ(最活跃)：hnRNA→mRNA(成熟过程需进行甲基化修饰)

3.RNA-polⅢ：tRNA、5S-rRNA、小RNA分子

★转录起始点上游多数有共同的TATA序列，成为Hognest盒或TATA盒，通常认为这就是启动子的核心序列。

★参与RNA-polⅡ转录的转录因子(TF)Ⅱ及功能：

TFⅡD(包括TBP和TAF)：结合TATA盒(辨认起始点)

TFⅡA：稳定TFⅡD-DNA复合物

TFⅡB：促进RNA-polⅡ结合

TFⅡF：解螺旋酶

TFⅡE：ATPase

TFⅡH：蛋白激酶活性

★外显子：在断裂基因及其初级转录产物上出现，并表达为成熟RNA的核酸序列(即被转录也被翻译的序列);内含子;隔断基因的线性表达而在剪接过程中被除去的核酸序列。

Unit 12

★起始密码子：AUG(编码甲硫氨酸)

终止密码子：UAA、UAG、UGA(不编码任何氨基酸→遗传密码不只代表氨基酸)

★羟脯氨酸、羟赖氨酸没有遗传密码

★遗传密码的简并性：一种氨基酸可具有两个或两个以上的密码子为其编码(甲硫氨酸、色氨酸除外);遗传密码的特异性主要由头两位核苷酸决定

★通用性：遗传密码适用于生物界的所有物种

★摆动性：反密码子与密码子之间的配对并不严格遵守碱基配对规律，如反密码子第1位为此黄嘌呤核苷酸(I)，则可与密码子第3位的A、U或C配对;第一位的U可与A或G配对;第一位的G可与C或U配对(特殊配对：U-G)

★核糖体(核蛋白体，由rRNA和蛋白质组成)是蛋白质生物合成的场所。

★核糖体的rRNA组成：

原核生物：小亚基16S-rRNA;大亚基23S-rRNA、5S-rRNA

真核生物：小亚基18S-rRNA;大亚基28S-rRNA、5.8S-rRNA、5S-rRNA

★蛋白质生物合成的能源物质为ATP(氨基酸的活化过程)和GTP(肽链的生物合成过程)[GTP参与的其他重要过程：糖异生]

★氨基酸的活化形式为：氨基酰-tRNA

★原核生物翻译的起始因子(IF，initiate)：IF-1、IF-2、IF-3

延长因子(EF，elongate)：EF-T、EF-G

释放因子(RF，release)：RF-1、RF-2、RF-3

★真核生物翻译的起始因子：eIF-1、eIF-2、eIF-3、eIF-4、eIF-5、eIF-6

延长因子：eEF-1、eEF-2

释放因子：eRF

★蛋白质生物合成的干扰和抑制：

四环素：作用于小亚基，抑制氨基酰-tRNA与小亚基结合

链霉素：作用于小亚基，改变构象引起读码错误、抑制起始

氯霉素：作用于大亚基，抑制转肽酶、阻断肽链延长

嘌呤霉素：作用于原核、真核核糖体

白喉毒素：主要抑制哺乳动物蛋白质合成，使eEF-2失活

干扰素(IFN)：使eIF-2磷酸化而失活，抑制病毒蛋白质的合成

Unit 13

★并非所有基因表达过程都产生蛋白质，转录过程也属于基因表达。(即基因表达并非均经历基因转录及翻译过程)

★管家基因：生物个体中在几乎所有细胞中持续表达的基因

★操纵子的基因表达调节系统属于转录水平的调节。

★乳糖操纵子：

构成：3个结构基因(Z、Y、A分别编码β-半乳糖苷酶、透酶、乙酰基转移酶)+操纵序列O+启动序列P+调节基因I+CAP结合位点

I基因编码阻遏蛋白，后者与O序列结合，使操纵子受阻遏处于关闭状态。

P序列能与RNA聚合酶结合。

分解(代谢)物激活蛋白在DNA的结合部位是：CAP结合位点

P序列、O序列和CAP结合位点共同构成乳糖操纵子的调控区。

★真核基因顺式作用元件分为：启动子、增强子及沉默子

启动子是指RNA聚合酶最初与DNA结合的那段DNA序列，最具典型意义的是TATA盒。

Unit 14

★重组DNA技术中常用的工具酶：

1.限制性核酸内切酶：存在于细菌体内，可识别特异序列，切割DNA(“剪刀”);切割点附近的碱基顺序通常为回文结构

2.DNA连接酶：将目的基因与载体DNA拼接(“针线”)

3.DNA-polⅠ

4.Klenow片段：用于cDNA第二链合成、双链DNA3’-末端标记等

5.反转录酶：合成cDNA;替代DNA-polⅠ进行填补、标记或DNA序列分析

★质粒：存在于细菌染色体外的小型环状双链DNA分子，能够自主复制，可携带抗药性基因，可含有克隆位点。

★目的基因的获取途径：

1.化学合成;2.基因组DNA文库筛选;3.cDNA文库在体外利用反转录酶合成与mRNA互补的DNA;4.聚合酶链反应(PCR)