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分子生物学名词解析
分子生物学复习题(11整理版)
一.名解
1.*Supercoil(超螺旋):
DNA双螺旋本身进一步盘绕称超螺旋。
超螺旋有正超螺旋和负超螺旋两种,负超螺旋的存在对于转录和复制都是必要的。
2.positivesupercoiling(正超螺旋):
按DNA双螺旋相同方向缠绕而成的超螺旋称为正超螺旋。
3.negativesupercoiling(负超螺旋):
按DNA双螺旋相反方向缠绕而成的超螺旋称为负超螺旋。
因为生物界仅发现负超螺旋的存在,推测负超螺旋有利于DNA的表达。
4.Palindrome(回文序列):
在同一条DNA单链上,存在两段实质上相同,但序列颠倒并且二者碱基能形成互补的序列,这两段序列很容易就会根据碱基互补原则,互相吸引、配对,从而使得这条单链回折形成互补的双链结构。
5.domain(结构域):
分子量大的蛋白质三级结构常可划分为一个或数个球状或纤维状的区域,折叠较为紧密,各行使其功能,称为结构域。
6.Motif(基序):
一般指构成任何一种特征序列的基本结构。
作为蛋白质结构域中的亚单元,其功能是体现结构域的多种生物学作用。
7.proteinfamily(蛋白质家族):
指结构相似,功能相关的一组蛋白质。
通常一个蛋白质家族由同一个基因家族内的基因编码
8.microRNA/miRNA(微RNA):
内源性的非编码RNA分子。
这些小的miRNA和蛋白质形成复合体时具有各种调节功能,在动物中,miRNA可以通过和mRNA不翻译区域互补结合(不需要完全互补)来抑制蛋白质翻译。
9.*theubiquitin-mediatedpathway(泛素化途径):
泛素间隔或连续地附着到被降解的蛋白质赖氨酸残基上,这一过程称为蛋白质泛素化。
泛素:
一个由76个氨基酸组成的高度保守的多肽链,因其广泛分布于各类细胞中而得名。
泛素能共价地结合于底物蛋白质的赖氨酸残基,被泛素标记的蛋白质将被特异性地识别并迅速降解,泛素的这种标记作用是非底物特异性的。
泛素依赖的蛋白选择性降解过程:
①泛素活化酶(E1)与泛素结合,活化泛素。
②E1-泛素随后与泛素携带蛋白(E2)结合,成为E2-泛素,E1被置换。
③E2-泛素在泛素蛋白连接酶(E3)作用下与目标蛋白连接。
这样多个泛素结合上目标蛋白后,目标蛋白即被标记,随后被proteosome(蛋白酶体)降解。
这个过程需要ATP提供能量。
10.openreadingframe(ORF)(开放阅读框):
指一组连续的含有三联密码子的能被翻译成多肽链的DNA序列。
它由起始密码子开始,到终止密码子结束。
11.satelliteDNA(卫星DNA):
又称随体DNA。
真核基因中的高度重复序列,其碱基组成与主体DNA有较大的差异,因而可用密度梯度沉降技术,如氯化铯梯度离心,将它与主体DNA分离。
因为不具有启动子,所以一般不转录。
12.HumanGenomeProject(HGP)(人类基因组计划:
)这一计划旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组精确测序,发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置,破译人类全部遗传信息。
13.*Promoter(启动子):
启动子是RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列,它含有RNA聚合酶特异性结合和转录起始所需的保守序列位点。
启动子的作用:
在基因表达的调控中,转录的起始是关键,常常某个基因是否应当表达决定于在特定的启动子起始过程。
启动子是确保转录精确而有效起始DNA序列。
14.Spliceosome(剪接体):
Spliceosome(剪接体):
在剪接过程中形成的剪接复合物称为剪接体。
剪接体的主要组成是蛋白质和小分子的核内小RNA(snRNA),负责所有编码蛋白的mRNA的剪接。
15.alternativesplicing(选择性剪接):
也叫可发变剪接或变位剪接,指一个基因的转录产物在不同的发育阶段、分化细胞和生理状态下,通过不同的拼接方式,可以得到不同的mRNA和翻译产物,也即用不同的剪接方式(选择不同的剪接位点)从一个mRNA前体产生不同的mRNA剪接异构体的过程。
16.RNAediting(RNA编辑):
(剪接后修饰)是某些RNA,特别是mRNA前体的一种加工方式,如插入、删除或取代一些核苷酸残基,导致DNA所编码的遗传信息发生改变,因为经过编辑的mRNA序列发生了不同于模板RNA的变化。
17.ribozyme(核酶):
指具有催化功能的RNA分子,通过催化靶位点RNA链中磷酸二酯键的断裂,特异性地剪切底物RNA分子,从而阻断基因的表达。
18.Wobblehypothesis(变位假说):
:
一个tRNA上的反密码子第一位碱基与密码子的第三位碱基,由于非碱基互补配对而识别不止一个密码子的现象。
19.SDsequence(SD序列):
存在于原核生物mRNA起始密码子上游7~12个核苷酸的富含嘌呤的保守片段,可将mRNA的AUG起始密码子置于核糖体的适当位置以便起始翻译作用。
20.Operon(操纵子):
存在于原核生物当中,由启动基因、操纵基因和一系列的结构基因紧密结合而成,是多数原核生物基因调控的实现方式。
21.enhancer(增强子):
能显著提高与其连锁的结构基因转录水平的一类顺式调控元件。
增强子的作用与启动子的相对位置无关,无方向性,有组织特异性。
22.AntisenseRNA(反义RNA):
指与mRNA互补的RNA分子,也包括与其它RNA互补的RNA分子。
由于核糖体不能翻译双链的RNA,所以反义RNA与mRNA特异性的互补结合,即抑制了该mRNA的翻译。
通过反义RNA控制mRNA的翻译是原核生物基因表达调控的一种方式。
23.Silencers(沉默子):
基因的负调控元件。
沉默子的DNA序列被调控蛋白结合后阻断了转录起始复合物的形成或活化,使基因表达活性关闭。
24.genomicimprinting(基因组印记):
控制某一表型的等位基因由于来源于不同的亲本而产生差异表达,即机体只表达亲本一方的基因,另一方的基因不表达。
25.epigenetics(表观遗传):
在基因组DNA序列不发生改变的情况下,由于甲基化、基因组印记、RNA编辑等原因,造成基因表达产物的改变从而改变表型的现象。
在代与代之间是可遗传的。
26.Insertionsequence,IS(插入序列):
原核生物中最简单的一种转座元件,由一个转座酶基因及两侧的反向重复序列组成,不含有任何宿主基因。
他们是细菌染色体或质粒的正常组成成分。
27.transposons(转座子):
能在同一细胞中同一DNA分子内或不同DNA分子间移动的一段DNA序列。
有两种转座形式:
复制型转座,非复制型转座
①replicativetransposition(复制型转座):
转座元件在转座时复制自身一份拷贝,而后该拷贝转座到新的位点,转座的结果是原位点仍保留原来的转座元件,每转座一次会增加一个拷贝数。
②non-rreplicativetransposition(非复制型转座):
转座元件直接从原位点转座到新位点,转座的结果是原位点丢失了转座元件,每转座一次并不增加拷贝数。
hybridization(杂交):
两条互补的核苷酸单链在适当的条件下退火形成异质双链的过程称杂交。
28.medium(培养基):
是一种人工配制的适合微生物生长繁殖或产生代谢产物用的混合养料,它具备微生物所需的六大营养元素,且其间比例合适。
29.virus(病毒):
是超显微的,无细胞结构,专性活细胞内寄生,在活细胞外具一般化学大分子特征,一旦进入宿主细胞又具有生命特征。
30.cruciform(cross-shaped)(十字形结构):
具有反向重复序列或回文序列的DNA由双链间互补转化为链内互补而形成的结构。
31.Endonuclease(内切酶):
可以在DNA或RNA分子内部切断磷酸二酯键的酶。
32.Exonclease(外切酶):
仅能水解位于核酸分子链末端核苷酸的酶。
根据其作用的方向性,分为5’-3’或3’-5’核酸外切酶活性。
33.Restriction endonuclease(限制性内切酶):
能够识别DNA分子的特定核苷酸序列,并在识别位点或其周围断开DNA双链的一类核酸酶。
34.Basesaccumulationforce(碱基堆积力):
即疏水相互作用,即双螺旋内两相邻碱基互相靠拢聚集在一起形成的力。
是一种协同作。
产生的力,由氢键引起,使处于中间的碱基比两边的碱基稳定。
35.interspersedrepeatsequence,IRS散在重复序列:
散在方式分布于基因组内的重复序列。
这类DNA序列一般都是中度重复序列。
根据重复序列的长度可以分为4类:
长散在重复序列(LINE)、短分散重复序列(SINE)、长末端重复序列、DNA转座子。
36.Templatestrand(模板链):
也称反义链或负链。
双链DNA中,可作为模板转录为RNA的DNA链,该链与转录的RNA碱基互补。
37.Codingstrand(编码链):
也称有义链或正链。
DNA双链中含编码蛋白质序列的那条链,与模板链互补。
其序列与信使核糖核酸相同,只是信使核糖核酸中的U(尿嘧啶)组成与编码链中的T(胸腺嘧啶)组成相区别。
38.TATABox(TATA框):
真核生物启动子转录起始点上游约-25~-30范围的7bp左右的富含AT的保守序列,与基因转录起始位点的定位有关。
是很多真核生物类型Ⅱ启动子
39.Cistron(顺反子):
编码一个多肽的遗传单位。
40.Polycistron(多顺反子):
原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录单位,转录生成的mRNA可编码几种功能相关的蛋白质。
41.Monocistron(单顺反子):
真核生物的一种mRNA只编码一种蛋白质。
42.Upstreamregion(上游区域):
一个基因的开头一般被认为是模板链的3’端,第一个被转录核苷酸的前面(3’端那一侧),被成为上游区域。
43.codon(密码子):
mRNA链上3个连续的核苷酸,它们决定一个特定氨基酸,mRNA上特定的核苷酸序列对应蛋白质链上的氨基酸序列。
44.anticodon(反密码子):
tRNA分子的反密码子环上的三联体核苷酸残基序列。
在翻译期间,反密码子与mRNA中的互补密码子结合。
45.wobble(摆动配对):
一个tRNA上的反密码子第一位碱基与密码子的第三位碱基,由于非碱基互补配对而识别不止一个密码子的现象。
46.siRNA(干扰小RNA):
siRNA是具有21~25个bp长度的短双链小分子RNA,通常是外源性的非编码RNA分子。
这些短RNA和蛋白质形成复合体时具有各种调节功能,可以通过和目标mRNA的完全互补结合诱发目标RNA解体,沉默目标基因的表达。
47.PI(等电点):
蛋白质是两性电解质,它的解离与环境pH有关。
当其处于某一pH值的环境中时,所带、负电荷相等,静电荷为零,呈兼性离子,此时溶液的pH值为该蛋白质的等电点。
48.Pointmutation(点突变):
指碱基替代,包括转换和颠换,具有很高的回复突变率。
49.Spontaneousmutation(自发突变):
自然发生的变异,有背景辐射或环境因素引起,如天然宇宙射线,细胞自身有害代谢产物及由DNA复制过程中碱基配对错误引起的突变。
50.Inducedmutation(诱发突变):
指人工利用物理、化学因素诱导发生的突变,也称为人工诱变。
51.Nonsensemutation(无义突变):
在蛋白质的结构基因中,一个核苷酸的改变可能代表某个氨基酸的密码子变成终止密码子,使蛋白质合成提前终止,合成无功能的或无意义的多肽。
52.Missensemutation(错义突变):
由于结构基因中某个核苷酸的变化使一种氨基酸的密码子变成另一种氨基酸的密码子。
53.Frameshiftmutation(移码突变):
由删去或插入不是3的倍数的核苷酸造成的,突变位点之前的密码子不发生改变,但突变位点后的所有密码子都发生变化,编码的氨基酸出现错误,其结果可导致核苷酸序列与相对应蛋白质的氨基酸序列之间的正常关系发生变化。
54.Hotspot(突变热点):
DNA分子上某些位点发生突变的频率远远高于其平均数。
55.directrepair(直接修复):
将被损伤的碱基回复到原来状态的一种修复机制,不需要切除碱基或核苷酸。
56.pseudo-reversemutation(假性修复):
(在第二个、另外的位点再发生一次突变来代偿前一次突变发生的错误)发生在非起始突变位点上,但能够掩盖或抵消起始突变的第二次突变,它分为基因内校正和基因间校正。
57.nucleosome(核小体):
真核生物染色体的基本结构单位,由DNA与组蛋白H1、H2A、H2B、H3、H4组成,DNA以左手螺旋缠绕于组蛋白核心上。
58.FluorescencequantitativePCR,Q-PCR(荧光定量PCR基本原理):
在待扩增区域结合上荧光标记的DNA探针,在扩增过程中,具有5’外切酶活性的Taq酶延伸引物链到DNA探针时,将DNA探针逐个降解,释放出荧光报告基因,这样PCR体系中荧光强度与PCR产物量之间存在正比关系,可通过测定荧光强度而对PCR产物定量,在此基础之上对模板序列进行定量。
59.HumanGeneProgram(人类基因组计划):
HGP人类基因组计划:
是一项国际性的研究计划,其目标为确定人类基因组所携带的全部遗传信息,并确定,阐明和记录组成人类基因组的全部DNA序列。
60.编码序列(codingsequence):
编码蛋白质或RNA的DNA序列
61.非编码序列(non-codingsequence):
不具有编码功能的DNA序列,如真核生物基因的内含子。
62.Repetitivesequence(重复序列):
真核生物染色体基因组中重复出现的核苷酸序列。
这些序列一般不编码多肽,在基因组内可成簇排布,也可散布于基因组。
63.interspersedrepeatsequence(散在重复序列):
散在方式分布于基因组内的重复序列。
这类DNA序列一般都是中度重复序列。
根据重复序列的长度可以分为4类:
长散在重复序列(LINE)、短分散重复序列(SINE)、长末端重复序列、DNA转座子。
64.tandemrepeat(串联重复序列):
重复序列以各自的核心序列(重复单元)首尾相连多次重复称为串联重复序列,散在地分布于染色体上以插入∕缺失方式形成多态性。
65.Anabolism(合成代谢):
生物体内成分合成过程的统称。
66.Metabolism(分解代谢):
生物体内复杂大分子降解成简单分子的物质代谢过程。
67.Operator(操纵子):
原核生物中由启动子、操纵基因和结构基因组成的一个转录功能单位。
68.conditionalmutation(条件性突变):
69.medium(培养基):
是供微生物、植物和动物组织生长和维持用的人工配制的养料,一般都含有碳水化合物、含氮物质、无机盐(包括微量元素)以及维生素和水等。
有的培养基还含有抗菌素和色素,用于单种微生物和鉴定。
二.补充
1.酵母培养基叫什么名字?
YPD或YEPD:
YeastExtractPeptoneDextroseMedium
别名:
酵母浸出粉胨葡萄糖培养基,加入琼脂的又叫酵母膏胨葡萄糖(YPD)琼脂培养基
2.双链的结构(thestructureoftheDNAdouble-helix):
具有5’端到3’端的方向性
维持DNA双链结构稳定的化学键:
①氢键(hydrogenbonding):
对核酸与蛋白质本身的稳定性无贡献,对这些大分子的特殊结构起作用:
如α-螺旋,β-片层
②范德华力
③离子键
④碱基堆积力/疏水相互作用(stackinginteration/hydrophobicinteration):
维持核酸结构稳定性,碱基疏水且相互堆积,双链中这一堆积作用扩大化。
3.A型、B型、Z型DNA的特点:
A型(A-formDNA):
每旋转一圈包括11个碱基对,高2.3nm
脱水状态下形成A型DNA,右手螺旋
B型(B-formDNA):
每旋转一圈包括10个碱基对,高3.4nm,即碱基对之间相隔0.34nm
(最常见的右手螺旋DNA,由两条反向平行、互补、相互缠绕的DNA链组成,相邻碱基对之间相距0.34nm,碱基平面基本与螺旋轴垂直)
Z型(Z-formDNA):
每旋转一圈包括12个碱基对,高4.6nm
(左旋DNA双螺旋,糖磷骨架呈“之”字形走向,往往出现在多聚G-C区。
碱基平面不与螺旋轴垂直,螺旋轴不穿过碱基对,活性明显降低)
4.GC含量与Tm值的关系:
Tm,meltingtemperature(DNA解链温度):
DNA解链过程中单链达到一半时的温度或DNA变形过程中紫外吸收达到最大增值一半时的温度。
GC%含量特点:
在高等生物中GC含量接近50%,低等生物GC含量可以有很大差别。
GC%越大,Tm越大
Tm受到DNA一级序列复杂性影响。
越复杂Tm越大。
5.DNA的变性denaturation和复性renaturation与核酸杂交技术hybridization的关系:
①Denaturation(变性):
由物理(pH,温度,离子强度的改变)或化学因素导致DNA或RNA氢键破坏,从双链结构变成单链结构的过程。
②Renaturation(复性):
指DNA双螺旋变形后的两条互补单链重新恢复成双螺旋结构的过程。
DNA变性和复性与Hybridization核酸杂交技术的关系:
DNA的变性和复性是核酸杂交技术的基础。
其基本原理就是应用核酸分子的变形和复性的性质。
将来源不同的DNA(或RNA)经热变形后慢慢冷却复性,若这些异源DNA之间在某些区域有相同的序列,则复性时会形成杂交DNA分子,DNA与互补的RNA之间也可以发生杂交。
6.测序技术的基本原理:
(HowDNAsequencingworking?
习题p23-3)
Sanger双脱氧链终止法
基本原理:
双脱氧核苷酸分子的脱氧核糖的3'位置的-OH缺失。
当它与其他正常核苷酸混合在同一个扩增反应体系中时,在DNA多聚酶的作用下,虽然它也能够象正常核苷酸一样参与DNA合成,以其5'位置的磷酸基,与上位脱氧核苷酸的3'位置的-OH结合,但是,由于它自身3'位置-OH的缺失,至使下位核苷酸的5'磷酸基无法与之结合。
该方法以待测单链或双链DNA为模板,使用能与DNA模板结合的一段寡核苷酸为引物,在DNA多聚酶的催化作用下合成新的DNA链(互补链)。
如果是dNTP掺入其中,DNA互补链则将继续延伸下去;如果是*ddNTP(*-ddATP或*-ddCTP或*-ddGTP或*-ddTTP即双脱氧核苷酸)掺入其中,DNA互补链的合成则到此终止。
而双脱氧核苷酸的掺入是随机的,故各个新生DNA片段的长度互不相同。
不同长度DNA片段在凝胶中的移动速率不同,而聚丙烯酰胺凝胶分辨率极高,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳能分辨出小至一个碱基长度差的DNA片段,从而将混合产物中不同长度DNA片段分离开,再通过放射自显影曝光,根据片段尾部的双脱氧核苷酸读出该DNA的碱基排列顺序。
以待测链为模板,形成新的互补链→加入双脱氧核苷酸→断裂为不同长度DNA片段→电泳分离
7.(replicationorigin)复制原点(复制起点)的概念和结构:
(p3-1)
Replicationorigin,oriC(复制起点):
复制起始的地方,序列保守。
关键序列在于两组短的重复:
3个13bp的保守序列和4个9bp的串联重复序列。
(大肠杆菌)
复制起点上4个9bp重复序列为DnaA蛋白的结合位点。
8.复制的共价延伸(滚环复制):
Covalentextension(共价延伸):
先导链共价结合到一条亲本链上的复制方式,主要是滚环复制。
Rollingcirclereplication(滚环复制):
滚环复制是特定的环状DNA分子的复制方式,是某些噬菌体的营养复制过程和接合质粒的转移复制过程。
先将环状双链中的一条链切断,5’端与蛋白质结合,然后以3’-OH作为引物区,在DNA聚合酶的作用下,以未断的链做模板,合成新的子链。
通常滚环复制的产物是一个多聚体,之后再被切成单个拷贝。
9.复制的基本要素:
①具5'到3'方向性
②引物
③模板
④DNA聚合酶
10.原核生物三种DNA聚合酶的特性:
大肠杆菌DNA聚合酶的比较:
性质
聚合酶Ⅰ
聚合酶Ⅱ
聚合酶Ⅲ
3’-5’外切酶活性
+
+
+
5’-3’外切酶活性
+
-
-
5’-3’聚合酶活性
+
+
+
新生链合成
-
-
+
主要功能
主要参与复制过程校读、损伤修复;除去冈崎片段5’端RNA引物,使冈崎片段间缺口消失(具外切酶活性)
在无聚合酶Ⅰ、聚合酶Ⅲ时起聚合作用
(修复作用)
复制过程延长新核苷酸链的聚合作用(主要的复制酶)
11.转录和复制的主要异同点:
复制(产物是DNA)
转录(产物是RNA)
特点
半保留复制
不对称转录
模板
双链均复制
仅模板链复制(并且只能是DNA的一个区段)
原料
dNTP(脱氧)(N=A,T,C,G)
NTP(N=A,U,C,G)
酶
依赖DNA的DNA聚合酶
依赖DNA的RNA聚合酶
产物
子代双链DNA
mRNA,tRNA,rRNA等
碱基配对
A=T,C≡G
A=U,G≡C,T=A
引物
需要
不需要(因为RNA聚合酶可以重头合成出新链)
方向
5'端3'端
补充:
相同点:
①都以DNA为模板进行的。
②都依赖DNA的双链,合成前都必须解旋为单链。
③聚合过程每次都只延长一个核甘酸
④核苷酸之间连接的都是磷酸二脂键
不同点:
1复制的产物与亲代具有高保真性,大多数情况下与母链是完全相同的。
但转录的产物除UT相互替换,成熟的RNA与模板序列差异较大。
2DNA复制需要连接酶,转录不需要
12.转录时候位置是怎么标的(哪一个碱基叫+1)?
第一个被转录的碱基标为+1,这一位置的上游根据它们离开第一个碱基的距离用符号标记。
13.原核生物和真核生物基因转录的差异
1原核生物基因转录只有一种RNA聚合酶参与;真核生物基因转录有三种以上RNA聚合酶(pollIⅡⅢ),负责不同类型的基因转录,合成不同类型的RNA,在细胞核内定位也不同。
2转录产物差别大。
原核生物初始转录产物大多数都是编码序列;而真核生物的初始产物含有内含子序列,成熟的mRNA只占初始转录产物的一小部分。
3原核生物的初始转录产物几乎不需进一步加工,可直接行使翻译模板功能,转录和翻译是偶联的;真核生物转录产物历经剪接、修饰的转录后加工成熟过程。
4原核生物的转录产物mRNA为多顺反子,真核生物mRNA是单顺反子。
(转录单位)
5原核生物的启动子通常位于基因的上游且保守性较强,真核生物pollIⅡ位于基因上游,Ⅲ位于基因内部且不同基因间启动子差异较大。
6原核生物无增强子,真核生物有。
7原核生物的在细胞质中进行,真核生物
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