生物奥赛分子生物学

《生物奥赛分子生物学》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、（feiyun39@126.com)分子生物学MolecularBiology首都师范大学生科院祁晓廷（qixiaoting@cnu.edu.cn;qxt-163@163.com)主要内容1.基因的概念2.基因表达及调控3.组学的基本知识广义：在分子水平理解生命现象的学科。1.生物化学：从化学角度解释生物分子（糖类、脂类、蛋白质、核酸及其他生物学分子）化学结构及其代谢途径的一门学科。从化学角度揭示生命现象的古老学科。2.分子生物学：是在生物化学和经典遗传学基础上发展起来的一门新兴学科。以核酸（DNA和RNA）为研

2、究对象，揭示基因的结构（染色体结构）、维持（DNA复制、修复）和信息传递（转录和翻译）。1.基因的概念1857-1864年：孟德尔经典遗传学规律：独立分配和自由组合规律。“遗传颗粒”—性状。1900年：摩尔根“遗传颗粒”定位在染色体上。1909年：丹麦科学家Johannsen“遗传颗粒”命名为基因。1944年：遗传物质为DNA。1953年：DNA双螺旋结构的发现，分子生物学诞生。1966年：遗传密码子破译。1972年：基因工程的诞生及其后续的快速发展不但是分子生物学的结果而且大大促进了分子生物学的发展。2000年

3、：DNA测序技术的发展获得模式生物和重要生物全基因组学列，分子生物学进入了后基因组和蛋白组时代，重点解决‘蛋白-RNA-DNA’互作的遗传语言问题。孟德尔摩尔根AveryWatsonandCrick多利羊HGP基因的概念基因是一段编码功能性RNA分子的DNA片段，包括传统意义上的编码蛋白质的基因，还包含一些非编码蛋白的基因，其终产物为RNA分子，如tRNA、rRNA、snRNA和miRNA。非编码蛋白的基因在编码蛋白质基因表达过程中具有重要作用的作用。在基因的上下游会有调控DNA序列，如启动子和终止子序列，控制着

4、基因表达。基因的结构模式图为：启动子-编码区-终止子分子生物学研究的内容围绕着中心法则进行，特别注意RNA的重要作用和核心地位。当前的中心法则基因载体-染色质结构DNA长度远远超过细胞核的直径，必需压缩折叠才能放入核中。压缩的层面有核小体-螺线管-突环，最终形成染色质。大肠杆菌（E.coli）结构E.coli染色体只含一个环状超螺旋分子，含量为4.6Mb，完全展开后总长度大约1.3mm.细菌染色体DNA双螺旋（2nm)核小体（11nm）螺线管（30nm)突环(300nm)染色体（1400nm）核小体及核小体核心颗

5、粒核小体：染色质在电子显微镜下观察时呈现为由10nm的球状颗粒和DNA纤维组成的念珠状外观。这些球状颗粒称为核小体（nucleosome）。核小体核心由组蛋白H2A,H2B,H3和H4各两个亚基组成的八聚体，带正电荷，与带负电荷的DNA通过离子键结合。核小体间的DNA称为接头DNA（linkerDNA）。核小体所缔合的DNA约为166bp（146+20），由于连接DNA（约55bp）易于为核酸酶所作用。因此，当染色质以微球菌核酸酶（micrococcalnudease）等轻微处理后，染色质就产生一系列依次相差20

6、0bp左右的长度不等的DNA片段。30nm纤丝30nm纤丝：核小体链呈螺旋形缠绕，并形成超微螺旋，称为“螺线管”（solenoid），即30nm纤丝。这种超微螺旋的直径约为3Onm，内径10nm，螺距为llnm，为中空呈管状结构。这种螺旋管的每一转由6个核小体组成，螺线管是染色体的二级结构。突环结构螺线管的纤丝沿着它中央的蛋白质轴发射出大小不等的环，像灯刷染色体那样，这些观察证明，染色体是由一系列的环状的域（domain）组成的。这种结构可以说是染色体的三级结构。2.基因表达及其调控原核和真核细胞基因表达的区别原

7、核生物真核生物无细胞核有细胞核多顺反子（编码多种蛋白）单顺反子（一般编码一种蛋白）环状染色体线性染色体边转录边翻译转录发生在细胞核，而翻译发生在细胞质一般无内含子一般有内含子转录前水平：调控基因所在染色质的压缩程度，暴露出转录因子等结合位点，为基因转录创造条件。转录水平：组成型表达，诱导型表达，细胞依赖性表达。输出核孔：mRNA分子结合蛋白质介导加工成熟的mRNA出核，错误加工的mRNA分子则留在核中，被降解实现再循环利用。细胞质中mRNA的存量调控：取决于转录产出量和降解量。细胞质中mRNA的命运：有机会翻译蛋

8、白质（细胞质核糖体，定位在内质网上的核糖体）、被降解（尤其错误加工的mRNA的分子），转移到其它细胞中翻译。蛋白质翻译后水平：经过不同的折叠、化学修饰和剪接形成多种功能的蛋白质。是基因功能放大的一种有效措施。现代观念：边转录边加工（加帽、去内含子、加尾），一步形成成熟的mRNA。DNA复制-----遗传物质保持和传代DNA复制是多种酶（拓扑异构酶、解旋酶、DNA聚合酶、引