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一、绪论

1.

2. 分子生物学的3条基本原理

1️⃣ 构成生物体各类有机大分子的单体在不同生物中都是相同的。

2️⃣生物体内一切有机大分子的构造都遵循共同的规则。

3️⃣某一特定生物体所拥有的核酸及蛋白质分子决定了它的属性。

​

二、染色体与DNA

1. 染色体特征

1️⃣分子结构相对稳定。

2️⃣能够自我复制，使亲子代之间保证连续性。

3️⃣能够指导蛋白质的合成，从而控制整个生命过程。

4️⃣能够产生可遗传的变异。

2. 组蛋白是染色体的结构蛋白，它与DNA组成核小体。组蛋白分为H₁、H₂A、H₂B、H₃、H₄

过程	成分	名称	宽度增加	长度压缩
第一级(10nm)	DNA+组蛋白	核小体	5倍	7倍
第二级	核小体	螺线管	3倍	6倍
第三级(30nm)	螺线管	超螺旋	13倍	40倍
第四级	超螺旋	染色体	2.5~5倍	5倍

3. 基因密度

生物体内所有的染色体组成基因组，每Mb基因组DNA上所含有的平均基因数目。(生物越高等，基因密度越低)

4. 真核细胞的DNA序列分为:

1️⃣不重复序列

2️⃣中度重复序列

3️⃣高度重复序列:卫星DNA–真核细胞染色体具有的高度重复核苷酸序列的DNA。

5. DNA的一级结构

指4种核苷酸的连接及其排列方式，表示了该DNA分子的化学组成。

许许多多个脱氧核苷酸经3’->5’磷酸二酯键聚合而成为DNA链。

6. DNA的二级结构:B-DNA的构象

两条方向平行的多核苷酸链

G与C配对，A与T配对

7. DNA的变性

DNA溶液温度接近沸点或者pH较高时，互补的两条链分开。

8. DNA的复性

变性DNA在消除变性条件,具有碱性互补区域的单链又可以重新结合形成双链。

9. DNA 熔点(T_m)

吸光度增加到最大值一半时的温度

T_m值的大小与DNA中G+C的含量有关，G+C的含量越高，DNA的T_m值也越高

10. 半保留复制

半保留复制指DNA复制过程，双螺旋解开成单链各自作为模板合成与其互补的子链，从一个亲代DNA双螺旋复制出两个与亲代完全相同的子代DNA，子代DNA中的一条DNA链来自亲代，另一条链是新合成的复制方式。

11. 复制子

基因组中具有一个复制起点和一个复制终点并能在细胞中自主复制的单位。

12. 复制叉

DNA正在复制的分叉部位称为复制叉

13. 冈崎片段

指复制中随从链上合成的不连续DNA片段。

14.DNA复制所需要得酶

1. DNA双螺旋的解旋:1️⃣DNA解链酶2️⃣单链DNA结合蛋白3️⃣DNA拓扑异构酶

2. DNA复制的引发：引发酶(一种特殊的RNA聚合酶)

3. 复制的延伸:DNA聚合酶Ⅲ

15. DNA聚合酶

性质	DNA聚合酶Ⅰ	DNA聚合酶Ⅱ	DNA聚合酶Ⅲ
3’->5’外切	+	+	+
5’->3’外切	+	-	-

16. 端粒酶

在细胞中负责端粒的延长的一种酶，是基本的核蛋白逆转录酶 来源:百度百科

17. AP位点

DNA链上去嘌呤或去嘧啶位点

18. DNA的转座(或称移位)

由可移位因子介导的遗传重排现象

19. 转座子分为

插入序列和复合型转座子

20. 转座作用的遗传学效应

1️⃣转座引起插入突变2️⃣转座产生新的基因3️⃣转座产生的染色体畸变4️⃣转座引起的生物进化

三、生物信息的传递（上）

1. 有义链(编码链)

与mRNA序列相同的DNA链

2. 反义链(模板链)

根据碱基互补原则指导mRNA合成的DNA链

3. 3种RNA

1️⃣编码特定蛋白质序列的信使RNA（mRNA）

2️⃣能特异性解读mRNA中的遗传信息、将其转化为相应氨基酸后加入多肽链中的转运RNA(tRNA)

3️⃣直接参与核糖体中蛋白质合成的核糖体RNA(rRNA)

4. RNA转录与DNA复制的比较

​ 1️⃣与DNA聚合酶不同，RNA聚合酶具有从头起始转录的能力，在催化RNA合成时不需要引物

​ 2️⃣多个RNA聚合酶分子可以同时转录一个基因，保证短时间内合成某一个基因的大量转录产物

​ 3️⃣转录具有选择性

​ 4️⃣转录过程缺乏严谨的矫正机制

5. RNA转录的基本过程

模板识别、转录起始、转录延伸、转录终止

6. 原核生物与真核生物转录过程比较

• 只有一种RNA聚合酶参与所有类型的原核生物基因转录,而真核生物由3种以上的RNA聚合酶来负责不同类型的基因转录

• 转录产物有差别

• 原核生物初始转录几乎不需要剪接加工，就可直接作为成熟的mRNA进一步形式翻译模板的功能；真核生物转录产物需要经过剪接、修饰等转录后加工成熟过程才能成为成熟的mRNA

• 在原核生物细胞中，转录和翻译不仅发生在同一个细胞空间里，而且这两个过程几乎是同步进行的。

  真核生物mRNA地合成和蛋白质的合成则发生在不同的空间和时间范畴内

7. 原核生物mRNA的特征

• 原核生物mRNA的半衰期短

• 许多原核生物mRNA可能以多顺反子的形式存在

• 原核生物mRNA的5’端无帽子结构，3’端没有或只有较短的多(A)结构

8. 真核生物mRNA的特征

• 真核生物mRNA的5’端存在帽子的结构

• 绝大多数真核生物mRNA具有多(A)尾

9. 原核生物RNA聚合酶

​ 2个α亚基、一个β亚基、一个β’亚基和一个ω亚基组成核心酶,加上一个σ亚基成为聚合酶全酶

亚基	功能
α	核心酶组装，启动子识别
β	β和β’共同形成RNA合成的活性中心，与DNA模板结合，催化磷酸二酯键形成
β’	见上
ω	未知
σ	存在多种σ因子，用于识别不同的启动子，促进转录起始

10. 原核生物启动子结构

现已查明，-10位的TATA区和-35位的TTGACA区是RNA聚合酶与启动子的结合位点

11. RNA转录的终止

• 终止子分为不依赖于ρ因子和依赖于ρ因子两大类

• 内在终止子结构特点

  • 终止位点上游一般存在一个富含GC碱基的反向重复序列
  • 在终止位点前面有一段由4~8个A-T碱基对序列，其转录产物的3’端为寡聚U

12. RNA聚合酶II的活性可被低浓度的α-鹅膏蕈碱所抑制

13. 真核生物启动子核心元件

TATA区、CAAT区

14. 增强子

能强化转录起始的序列

15. 内含子

无编码功能的DNA区段

16. 外显子

基因中编码的序列

17. 核RNA的剪接符合GU-AG法则

18. 内含子的可变剪接或选择性剪接:选择性地越过某些外显子或某个剪接点进行变位剪接，产生出组织或发育阶段特异性mRNA

四、生物信息的传递（下）

1. 三联密码(密码子)

mRNA上每个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸，这三个氨基酸就成为密码

2. 简并

一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象

五、分子生物学研究法（上）

1. 限制性核酸内切酶

识别并切割特异性双链DNA序列的一种内切核酸酶

2. DNA连接酶

催化双链DNA中相互邻近的5 '磷酸末端和3’羟基末端生成磷酸二酯键，从而将二个DNA分子连接起来的酶

3. 限制性核酸内切酶大多数识别回文序列

4. 分子克隆的载体

具备自主复制能力的DNA分子

5. DNA浓度核纯度可以通过测定其OD₂₆₀和OD₂₈₀来判断。OD₂₆₀/OD₂₈₀,1.8~2.0之间，DNA纯度较好，如果样品中由蛋白质或酚污染，OD₂₆₀/OD₂₈₀<1.8

6. 核酸凝胶电泳

以凝胶为介质，在电场作用下分离核酸的分离纯化技术

7. 电泳的迁移率

在一定的电场强度下，DNA分子的迁移速度。完全取决于核酸分子本身的大小

8. 溴化乙锭能插入到DNA或RNA分子的相邻碱基之间，并在紫外光照射下发出荧光

9. PCR(聚合酶链式反应):

原理	步骤
半保留复制	变性-退火-延伸

10. 感受态细胞

在CaCl₂后，细胞膨胀，细胞膜通透性发生改变，易于吸附外源DNA的细胞

11. SYBR Green I 可以检测PCR反应中获得的全部双链DNA，但是不能区分不同的双链DNA

12. TaqMan探针原理

PCR过程中，Taq DNA聚合酶沿模板移动，其5’- >3’外切核酸酶活性，可逐个水解脱氧核苷三磷酸，R基团与Q基团随之分离

R基团不再受Q基团的抑制便发射荧光，R基团信号强弱的程度与PCR反应产物的拷贝数成正比

13. Ct值

产物荧光强度首次超过设定阈值时，PCR反应所需的循环数

Ct值越大，初始浓度越低

六、分子生物学研究法（下）

1. 基因敲除

通过外源DNA与染色体DNA之间的同源重组，进行准确的定点修饰和基因改造

2. 基因编辑

利用序列特异核酸酶在基因组特异位点产生DNA双链断裂，从而激活生物体自身的同源重组或非同源末端连接修复机制，以达到特异性改造基因组之目的

七、原核基因表达调控

1. 组成型合成蛋白

细胞代谢过程和生长发育过程中必须的蛋白质，合成速率不受环境变化或代谢状态的影响

2. 适应型或调节型合成蛋白

细胞内合成速率明显受环境影响而变化的蛋白质

3. 基因表达

DNA分子转变成蛋白质分子的过程

4.

5. 乳糖操纵子学说由法国巴斯德研究所著名科学家Jacob和Monod在1961年首先提出

6. 安慰性诱导物

某种物质能够促使细菌产生酶而本身又不被分解，这种物质被称为安慰诱导物

7. 乳糖操纵子控制模型

• Z、Y、A基因的产物由同一条多顺反子的mRNA所编码

• 该mRNA分子的启动区(P)位于阻遏基因(I)与操纵子(O)之间，不能单独起始半乳糖苷酶和透过酶基因的高效表达

• 操纵子是DNA上的一小段序列，是阻遏物的结合位点

• 当阻遏物与操纵子相结合时，lac mRNA的转录起始受到抑制

• 诱导物通过与阻遏物结合，改变它的三维构象，使之不能与操纵区相结合，从而激法lac mRNA的合成

8. 葡萄糖对lac操纵子的影响 (正控诱导)

如果将葡萄糖和乳糖同时加入培养基中，lac操纵子处于阻遏状态，不能被诱导;一旦耗尽外源葡萄糖，乳糖就会诱导lac操纵子表达分解乳糖所需的三种酶。

9. 前导肽

一些氨基酸操纵子序列中含有起弱化调节作用的前导序列，前导序列能构被部分翻译表达产生的多肽称前导肽。

10. 当培养基中色氨酸浓度很低时，2-3配对，转录可继续进行；而当培养基中色氨酸浓度高时，2-3不能配对，3-4区自由配对，转录停止

八、真核基因表达调控

1. 基因组

一个细胞或病毒所携带的全部遗传信息或整套基因

2. 基因

能产生一条肽链或功能RNA所必需的DNA片段

3. 断裂基因

在真核生物基因组中，基因是不连续的，在基因的编码区域内部含有大量的不编码序列，从而打断了对应于蛋白质的氨基酸序列。这种不连续的基因又称断裂基因或割裂基因

4. 组成型剪接

一个基因的转录产物通过剪接只能产生一种成熟的mRNA

5. 选择性剪接

同一基因地转录产物由于不同的剪接方式形成不同mRNA

6. 基因家族

真核细胞中许多相关地基因常按功能成套组合

7. 基因簇

同一家族中地成员有时紧密地排列在一起

8.

9. 基因转录调节的基本要素包括

顺式作用元件、反式作用因子、RNA聚合酶

10. 顺式作用元件

影响自身基因表达活性的非编码DNA序列，组成基因转录的调控区

11. 反式作用因子

能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上，参与调控靶基因转录效率的蛋白质

12. DNA识别或结合域

• 螺旋-转折-螺旋结构

• 锌指结构

• 碱性-亮氨酸拉链

• 碱性-螺旋-环-螺旋

13. 基因表达的表观遗传调控

真核生物中，发生在转录之前的、染色质水平上的结构调整

14. 真核生物DNA水平上的基因表观调控

• “开放"型活性染色质结构对转录的影响

• 基因扩增

• 基因丢失

• 基因重排与变换

15. 在真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出现在CpG序列。CpG岛

16. (组蛋白乙酰化和去乙酰化的机制)

17. 非编码RNA

一类不编码蛋白质的RNA

18. 非编码RNA可以分为

小分子非编码RNA(包括干扰小RNA，微RNA)以及长链非编码RNA

19. RNA干扰

指在进化过程中高度保守的、由双链RNA诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象 来源:百度百科

20. miRNA

一类重要的行使基因功能但不编码蛋白质的基因

十一、基因组与比较基因组学

1. 人类基因组

2万~2.5万个编码基因，染色体组中30亿对碱基

2. 遗传图又称连锁图，是指基因或DNA标志在染色体上的相对位置与遗传距离

第一代DNA遗传标记:RFLP

第二代：小卫星DNA

第三代：SNP

SNP与RFLP和STRP标记的主要不同之处在于，它不再以DNA片段的长度变化作为检测手段，而直接以序列变异作为标记。

3. 物理图是指以已知核苷酸序列的DNA片段为”路标“，以碱基对作为基本测量单位的基因组图

4. 转录图:用于研究组织、细胞或器官的基因表达模式

5. 全序列图:是指整个人类基因组的核苷酸序列图，也是最详尽的物理图