分子生物学复习 湖州师范学院.docx
- 文档编号:12530688
- 上传时间:2023-06-06
- 格式:DOCX
- 页数:29
- 大小:1.16MB
分子生物学复习 湖州师范学院.docx
《分子生物学复习 湖州师范学院.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《分子生物学复习 湖州师范学院.docx(29页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
分子生物学复习湖州师范学院
《分子生物学》复习
中心法则
PartA.复制
复制通论
⏹1.半保留复制
⏹2.半不连续复制
⏹3.复制起点固定,双向,等速复制.
⏹4.复制中的信号:
(1)复制起点:
原核ori,真核ARS
(2)复制终点
原核和真核复制的主要差异
⏹复制起点(原核1,真核多);
⏹复制次数(原核多次,真核1次)
⏹真核S期复制,端粒的复制
复制的几种特殊形式
环状DNA复制
(1)Ө型-----双向,大肠杆菌(正常);
(2)滚环型-----单向,切割,ФX174;
(3)D-环型-----单向,线粒体.
⏹病毒中存在全保留复制方式,逆转录复制方式.
复制中信号保真(原核为例)
⏹1.复制中,复制酶3’5’外切酶的矫正功能;
⏹2.复制后的二次矫正(母链甲基化).
DNA的转座
⏹转座:
染色体上可自主复制和移动一段核酸序列.
⏹分类
(1)复制性转座(TnA)------拷贝
(2)非复制性转座(IS)------整个移动
1.很小,1kb左右,编码转座酶;
2.末端有倒置重复序列,其外侧还有一小段正置重复序列(转座时,复制靶序列形成)
3.,特定IS,靶序列一样;不同IS,靶序列不一样
PartB.转录
转录通论
一.RNA转录的一般过程
1.模板识别2.转录起始3.通过启动子4.转录的延伸5.终止
二.转录的原料:
1.RNA聚合酶;2.双链DNA模板;3.NTPs;4.辅助因子
三.转录的方向:
5’3’(模板链/编码链)
四.转录中模板上的信号:
(保守序列)
启动子(promotor),终止子(terminator)
调控序列(操纵子operator,增强子enhancer)
五.不对称转录
一.原核生物转录的特点
RNA聚合酶(2’):
全酶=核心酶+
提高酶与启动子序列的亲和力(103),降低与非特异序列的亲和力(104),
启动子(promoter)
⏹Pribnowbox即-10box
⏹-10box与-35box的最佳距离为171bp
⏹+1一般为A(mRNA转录起始点)
⏹越接近保守序列,起动子越强.
转录终止(终止子)
(1)不依赖于因子的终止
强终止子=“一段反向互补序列“+“一段富含T的区域”
(2)依赖于因子的终止.;
弱终止子=“一段反向互补序列“
二.真核生物mRNA转录
⏹RNA聚合酶II
⏹II类启动子:
增强子(沉默子)
⏹无方向,位置,距离的限制
⏹具有组织特异性
⏹有时两者可相互转换.
⏹不属于启动子,
⏹能调节基因的转录.
⏹起动子,增强子与沉默子都属于顺式作用元件.
真核生物的转录因子
⏹起始,延伸,终止都需要因子的帮助.(与原核转录的区别)
⏹分为:
(1)通用转录因子-------都需要
(2)基因特异转录因子-----调控
转录起始
转录终止
⏹没有明确的终止子,但有终止信号
⏹转录会在AATAAA下游0.5-2kb处终止(AATAAA下游15-30bp加PolyA)
前体mRNA的加工(时序性)
⏹
(1)5′加帽(转录早期进行30nt)
⏹
(2)3′加尾(前体mRNA加polyA)
⏹(3)切除内含子
⏹(4)编辑和修饰
5’cap的特殊结构和功能
⏹3’m7GpppNmNm-----3’
(G的方向与N的方向相反,通过5’-5’相连)
功能:
(1)保护mRNA
(2)提高翻译能力(效率)
(3)有利于mRNA在细胞内的运输(运出细胞核)
(4)使mRNA前体的能正确剪接(第一个内含子)
⏹poly(A)的功能
(1)保护mRNA:
延长其寿命(半衰期)
(2)提高mRNA的翻译能力:
能与poly(A)结合蛋白结合,促进翻译,促进mRNA与核糖体结合
(3)poly(A)能促进最后一个内含子的剪接
(3)RNA剪接(RNAsplicing)
⏹剪接信号(属于内含子的边界)
主要:
GU---AG(剪切体)
次要:
AU---AC
自我剪切的I,II内含子
⏹剪接体:
snRNAs(核小分子RNA)参与
特殊剪接方式
⏹选择性剪接:
一个基因转录出来的RNA前体,通过不同的剪接方式(选择不同的外显子)而形成不同的成熟mRNA,产生不同的蛋白质
⏹反式剪接:
参与剪接的外显子并不在同一个基因中(即在不同的RNA分子中)
RNA编辑
⏹在特定位点:
改变,插入,删除核苷酸.
⏹在转录后进行,沿3’5’方向进行;
⏹由gRNA(guideRNA,向导RNA)指导进行;
⏹因是RNA—RNA,存在G-U配对.
PartC.翻译
蛋白翻译通论
⏹一.合成过程
⏹1.翻译的起始----2.肽链的延伸----3.肽链的终止及释放
⏹二.蛋白质生物合成体系
⏹1、mRNA;2、核糖体;3、tRNA;4、起始因子、延长因子和终止因子;5、氨基酰-tRNA合成酶
⏹三.氨基酸的活化与搬运
⏹AA-tRNA
⏹四.蛋白质前体的加工,折叠
⏹五.蛋白的定向转运
⏹六.蛋白的降解
密码子的特点
⏹遗传密码:
三联体密码
⏹遗传密码的特点:
⏹连续性
⏹有起始密码(AUG,(原核中也用GUG))和终止密码(UAA,UAG,UGA)
⏹简并性
⏹
摆动性
⏹tRNA
⏹反密码子碱基
⏹I
⏹U
⏹G
⏹mRNA
⏹密码子碱基
⏹A,C,U
⏹A,G
⏹C,U
⏹通用性
⏹偏好性
核糖体
tRNA:
接合器
⏹一种tRNA只能与一种氨基酸结合,一种氨基酸可与几种tRNA结合。
(tRNA数目>20)
⏹结合位点为:
3`端CCA-OH。
⏹Ala-tRNAala;
⏹起始tRNA
fmet-tRNAfmet:
(原核生物)
Met-tRNAimet起始tRNA(真核生物)
⏹met-tRNAemet;携带延长中的肽链上的蛋氨酸(真核生物)
氨基酰-tRNA合成酶
⏹既能识别特定的氨基酸,又能识别转运该氨基酸的tRNA。
⏹氨酰tRNA合成酶的专一性很高,共有20种,每一种只用于单一种氨基酸与相应tRNA的结合(氨基酸专一,tRNA有多个).
⏹氨基酸+ATP+tRNA氨基酰-tRNA+AMP+PPi
⏹氨基酰-tRNA合成酶可发挥较对功能,使误载的氨基酰-tRNA从tRNA上释下,保证遗传信息翻译的准确性。
原核生物的蛋白翻译
⏹1.tRNA装载
在氨酰tRNA合成酶(aminoacyl-tRNAsynthetase)的作用下,使氨基酸连接到tRNA3’端的腺苷酸上,形成氨酰tRNA(fmet-tRNA)
⏹2.核糖体解离
⏹翻译起始复合物首先是在核糖体小亚基上组装起来
⏹每一次翻译后,核糖体的大小亚基必须解离,以让新的翻译起始复合物形成
⏹核糖体解离需要起始因子(initiationfactors,IF)的协助
⏹3.mRNA与小亚基结合。
AUG上游8~13个碱基处存在SD序列能与小亚基中16SrRNA3`端序列互补。
⏹4、fmet-tRNA的结合:
fMet-tRNA进入小亚基的P位,反密码子与mRNA起始密码子配对;
⏹5、大亚基结合
⏹6.延伸
Step1:
进位(注册)
(1)一个新的氨酰tRNA结合到核糖体的A位
(2)校对(proofreading):
如错误的氨酰tRNA进入了A位
(反密码子与密码子不能很好配对),可进行校正.
Step2:
转肽
大亚基的23SrRNA,肽基转移酶,形成肽键
Step3:
移位
⏹mRNA与肽基tRNA(peptidyl-tRNA)移动1个密码子的距离,使肽基tRNA进入P位,而原在P位的tRNA离开核糖体
⏹7.终止
(1)翻译到达终止密码子后,释放因子及GTP结合到核糖体的相应位点,促使肽链与tRNA的连结断开
(2)接着释放因子和tRNA从核糖体解离
(3)最后,核糖体与mRNA解离,核糖体大小亚基解离
真核生物蛋白质合成的特点
⏹起始阶段
(1)在核内合成mRNA前体,加工并与多种蛋白质结合成核蛋白颗粒,转入胞浆。
起始时其二级结构需要松解,并放出多余的蛋白质。
(2)Met-tRNAiMet
(3)起始复合物:
40S-mRNA-Met-tRNAiMet
(4)没有SD序列。
5’cap和3’ployA参与形成翻译起始复合物.
起始密码子的寻找---扫描模型
⏹扫描(scanning)
⏹找到起始密码子后,再加上核糖体大亚基,就可开始翻译
⏹第一个AUG不一定是起始密码
⏹与在其周围,往往有共同序列Kozak序列CCRCCAUGG(R,嘌呤)
⏹还与高级结构有关
肽链的翻译后加工
(1)N末端的甲酰甲硫氨酸(原核)或甲硫氨酸(真核)的切除;
(2)二硫键的形成
(3)修饰:
磷酸化、糖基化、甲基化、乙基化、羟基化等
(4)多聚蛋白前体的切割,切除新生肽链中非功能片段,信号肽的处理.
(5)蛋白质剪接:
除去蛋白质内含子(intein)
(6)新生肽链的折叠
(7)亚单位聚合
蛋白的定向转运机制
⏹1.信号肽假说
⏹
(1)分泌蛋白翻译-转运同步机制
⏹
(2)细胞器(叶绿体,线粒体等)翻译后转运机制
⏹(3)膜蛋白(ER等)两者兼有
⏹(4)核定位翻译后转运机制
⏹2.信号肽,导肽,核定位信号的特点
蛋白质的降解
⏹细菌:
Lon蛋白酶
⏹真核:
泛素(ubiquitin)降解
⏹
(1)泛素,76氨基酸;
⏹
(2)成熟蛋白N端第一个氨基酸严重影响蛋白的寿命.(精氨酸,赖氨酸最不稳定,2-3min)
⏹(3)需要E1,E2,E3三个降解因子参与和ATP.
⏹(4)泛素标记后,运送到蛋白降解体系降解.
PartD.基因表达调控
基因表达调控通论
⏹基因表达的时间性及空间性
⏹基因表达方式
(1)管家基因与奢侈基因
(2)诱导和阻遏表达
⏹基因表达的调控方式:
多级调控,转录调控最重要
⏹影响基因表达的因素:
(1)原核:
营养状况,环境因素;
(2)真核:
激素水平,发育阶段.
一.原核生物基因表达的调控
⏹转录与翻译相耦联。
⏹分为:
(1)转录水平的调控:
操纵子
(2)翻译水平的调控
⏹启动子对转录的影响
(1)启动子决定转录方向及模板链
(2)启动子决定转录效率
⏹原核基因转录水平的调控
操纵子=启动子+操纵基因+结构基因
转录的调控机制
⏹1.负转录调控
(1)负控诱导:
(2)负控阻遏:
⏹2.正转录调控
(1)正控诱导:
(2)正控阻遏:
A.负控诱导:
细菌中的转录调控系统
转录的调控机制(范例)
⏹乳糖操纵子调控的机制(分解代谢)
⏹色氨酸操纵子的调控机制(合成代谢)
色氨酸操纵子(ThetrpOperon)
⏹trp操纵子—阻遏型操纵子
前导肽的翻译(转录翻译偶联)
衰减子形成的动态特征
翻译水平的调控
⏹
(一)、SD序列对翻译的影响
⏹
(二)、核糖体合成反馈抑制
⏹(三)、mRNA的稳定性
⏹(四)、反义RNA(antisense)的调控
⏹(五)稀有密码子
⏹(六)重叠基因
二.真核生物基因表达的调控
⏹DNA水平的调控*
⏹转录水平的调控
⏹转录后水平的调控*
⏹翻译水平的调控
⏹翻译后水平的调控*
DNA水平的调控
⏹染色质的丢失
⏹基因扩增
⏹基因重排
⏹DNA甲基化(表达降低,X染色体失活中心)
⏹染色体结构(常染色质和异染色质)
转录水平的调控---最重要
⏹转录起始
⏹顺式作用元件和反式作用因子;
⏹以正调控为主
反式作用因子特点
⏹三个功能结构域:
(1)DNA识别结合域;
(2)转录活性域
(3)结合其他蛋白的结合域
⏹能识别并结合顺式作用元件
⏹正调控与负调控
反式作用因子结构域的模式
⏹DNA结合域
(1)锌指结构
(2)螺旋-转角-螺旋(HTH)(3)亮氨酸拉链(4)螺旋-环-螺旋(HLH)(5)碱性α螺旋
⏹转录活化结构域
(1)酸性α-螺旋结构域
(2)富含谷氨酰胺结构域(3)富含脯氨酸结构域
转录起始的调控
⏹反式作用因子的活性调节
(1)合成后即有活性:
需要时合成,可迅速降解
(2)共价修饰:
磷酸化-去磷酸化,糖基化
(3)配体结合:
如激素与受体的结合
(4)蛋白质与蛋白质相互作用:
二聚体
⏹反式作用因子与顺式作用元件,通过成环等方式调控
⏹反式作用因子间存在组合式调控.
转录后水平的调控
⏹mRNA的选择性剪接
mRNA运输的控制
⏹转录后的基因沉默*(RNA干涉,RNAi)
翻译水平的调控
⏹翻译起始的调控:
(1)激活隐蔽mRNA
(2)阻遏蛋白的调控
(3)翻译起始因子的调控
(4)5′AUG对翻译的调控作用
(5)mRNA5′端非编码区长度对翻译的影响
⏹mRNA稳定性调节
⏹小分子RNA对翻译水平的影响
翻译后水平的调控
⏹新生肽链的水解:
肽链N端的第一个氨基酸决定蛋白的半衰期
⏹肽链中氨基酸的共价修饰:
磷酸化*、甲基化、酰基化
⏹通过信号肽分拣、运输、定位
PartE.分子免疫学
⏹1.非特异性免疫细胞(与抗原无关)
天然杀伤细胞(NK细胞)
⏹2.特异性免疫细胞
(1)B细胞-------产生抗体,体液免疫
(2)T细胞-------细胞免疫.
抗原的性质:
免疫原性+反应原性==完全抗原
(仅有)反应原性==半抗原(用于检测)
(仅有)免疫原性==X
抗原表位
⏹1.B细胞抗原表位---抗体识别位点
(1)位于分子表面(亲水)
(2)包括线形表位和非线形表位(空间构型)
(3)5~8氨基酸
2.T细胞抗原表位----细胞免疫识别位点
(1)可位于分子内部
(2)都是线形表位(连续氨基酸序列)
(3)CD8+:
9±1氨基酸(与 MHCI 结合呈递)
CD4+:
12~20氨基酸(与 MHCII 结合呈递)
二.抗体
⏹四肽链结构,两条重链(H)和两条轻链(L)
⏹重链稳定区的分子结构:
分为五类:
IgG、IgA、IgM、IgD、IgE;
⏹轻链可分为两型:
κ、λ型
⏹三个高变区与抗原表位结合
免疫球蛋白的水解片段
⏹木瓜蛋白酶水解IgG得到两个相同的Fab段和一个Fc段。
免疫球蛋白的特性与功能
⏹结合特性:
(1)抗原结合特性---高变区
(2)补体结合特性----重链保守区
(3)与NK细胞表面受体作用
*其它:
与二抗作用(重链保守区)
ProteinA,proteinG(重链保守区)
2.生物功能:
(本身仅有结合活性,发挥功能需要其它分子,细胞参与)
(1)清除异源细胞-------
补体参与,破坏细胞;
ADCC:
抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用
调理作用
(2)清除异源分子-----调理作用
(3)中和作用,封闭受体结合位点.(病毒)
(4)通过胎盘,被动免疫(IgG)
抗体的个性
IgG
(1)血液中最主要的免疫球蛋白(75%)
(2)IgG是唯一能通过胎盘的抗体
IgM
(1)为五聚体,是分子量最大的Ig
(2)IgM是个体发育过程最早能产生的抗体
(3)IgM是抗原刺激后出现最早的抗体,故检测IgM水平可用于传染病的早期诊断
lgA
主要存在于初乳、唾液、泪液,以及呼吸道消化道和泌尿生殖道黏膜表面的分泌液中
抗体多样性的遗传学基础
⏹1.基因重排(随机不精确):
(1)轻链V区重排:
VL-JL
(2)重链V区重排:
VH-DH-JH
⏹2.VDJ基因片段的多样性,
基因重排的多样性
轻链重链相互随机配对
重链V区的N区随机插入VH-N-DH-N-JH
体细胞突变(B细胞V基因区突变)
一种B细胞只表达一种特异抗体
⏹等位排斥:
两条同源染色体上的免疫球蛋白等位基因,只有一条表达.
⏹同型排斥:
轻链表达,只生成一种链(κ、λ),不能同时表达κ链和λ链.
第四节单克隆抗体
⏹多克隆抗体多个抗原决定基——机体——多种抗体的混合物
⏹单克隆抗体(monoclonalantibody)为只针对某一特定的抗原决定基,纯度高的抗体
三.补体
⏹是存在于人和脊椎动物血清与组织液中一组经活化后具有酶活性的蛋白质.
⏹热不稳定
⏹通过与抗体结合,激活后后,引起靶异源细胞的破解
细胞因子
⏹一种细胞可产生多种细胞因子,不同类型的细胞也可产生一种或几种相同的细胞因子;一种细胞因子可对多种靶细胞发挥作用,产生多种不同的生物学效应,称多效性;几种不同的细胞因子也可同一种靶细胞发生作用,产生相同或相似的生物学效应,称重叠性;一种细胞因子可以抑制另一种细胞因子的某些生物学作用,表现为拮抗效应;可以增强另一细胞因子的某些生物学作用表现为协同效应。
细胞因子的生物学活性
⏹介导天然免疫
⏹介导和调节特异性免疫应答
⏹诱导凋亡
⏹刺激造血
五.MHC主要组织相容性抗原
⏹可与抗原表位肽段结合,抗原提呈功能-----激活T细胞。
⏹MHC-I---------CD8+
MHC-II--------CD4+
⏹小鼠------H-2
人------HLA
⏹膜结合蛋白,具有多态性
免疫应答-----T细胞介导的细胞免疫
⏹T细胞的活化需要抗原呈递和粘附分子双信号激活;
(抗原呈递作用:
抗原摄取,抗原加工,抗原呈递)
⏹T-CD4+:
主要APC(抗原呈递细胞)为MФ(巨噬细胞);
外源抗原
MHCII呈递(少数细胞有)
引起慢性炎症
协助B细胞活化
⏹T-CD8+:
主要APC抗原呈递细胞为病毒感染或病变的细胞
内源性抗原(eg.病毒在细胞内合成的抗原)
MHCI呈递(所有细胞有)
通过分泌细胞毒素,穿孔毒素消灭靶细胞.
免疫应答-----B细胞介导的体液免疫
⏹初次应答:
(1)抗原刺激B细胞(与B细胞表面受体膜Ig结合)
(2)抗原被MФ细胞吞噬,加工后通过MHCII呈递,激活T-CD4+,后者帮助B细胞激活进化为浆细胞,分泌抗体.
⏹再次应答:
(1)B细胞起APC(抗原呈递细胞)作用;
(2)B细胞与T-CD4+相互激活.
线形排列的多个重复出现的抗原决定簇(II型TI抗原)可直接激活B细胞,不需要T细胞辅助.但只表现为初次应答特性,无再次应答特性.
一.名词解释
(1)OriandARS;
(2)Promoter;(3)-independenttermination
(4)SDsequenceandKozaksequence;(5)OperatorandOperon;
(6)Enhancerandsilencer;(7)cis-actingelementandtrans-actingfactor;
(8)Openreadingframe(ORF);(9)Gene;
(10)DNAdenaturation,Hyperchromaticeffect,DNAMeltingtemperature(Tm);
(11)RNAsplicing,intronandexon;(12)RNAi;(13)polymerasechainreaction(PCR);
(14)Southernblot,Northernblot,Westernblot;
二.简答和问答题
1.RNA的种类和功能
2.DNA半保留和半不连续复制
3.端粒酶的工作原理
4.原核DNA复制过程中遗传信息的保真机制
5*.原核和真核复制,mRNA转录,蛋白翻译,基因表达调控的异同
6.PCR与细胞内DNA复制的异同
7.Southernblot,Northernblot,Westernblot三种分子生物学技术差异
8.复制,转录,翻译,调控中的各种保守序列及其功能
9.乳糖操纵子和色氨酸操纵子(包括的衰减子)的工作原理
三.分析题
1.SDS-PAGE和双向电泳的原理2.顺式作用元件工作的原理3.DNA序列与蛋白功能(表型)非线形关系
4.PCR的原理,包括它的特异性5.Westernblot的原理,包括二抗工作的原理
6.DNA变性中的增色效应与OD值测DNA含量的关系7.衰减子工作的必要条件
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 分子生物学复习 湖州师范学院 分子生物学 复习 湖州 师范学院