山東大學(xué)分子生物學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)

分子生物學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)

第一章核酸的結(jié)構(gòu)與功能

一、學(xué)習(xí)重點(diǎn)

DNA和RNA的一級結(jié)構(gòu)、RNA與DNA的差別、mRNA、tRNA、rRNA

的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點(diǎn)、核小體的概念、DNA

的變性、復(fù)性及分子雜交。

二、學(xué)習(xí)難點(diǎn)

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、真核生物染色體的組裝；RNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和

功能。

三、學(xué)習(xí)提綱

(一)核酸的化學(xué)組成

1.核甘酸中的堿基成分

(1)堿基喋吟(A,G)喀咤(T,C,U)

(2)戊糖B-D-核糖，B-D-2-核糖

(3)磷酸

2.戊糖與核甘

(1)堿基和戊糖通過糖甘鍵構(gòu)成核昔。

(2)核甘(脫氧核甘)與磷酸通過酯鍵構(gòu)成核甘酸(脫氧核甘酸)

3.核甘酸的結(jié)構(gòu)與命名

(1)核昔一磷酸(nucleosidemonophosphate,NMP)

(2)核昔二磷酸(nucleosidediphosphate,NDP)

(3)核昔三磷酸(nucleosidetriphosphate,NTP)

(4)環(huán)腺昔酸(cycleAMP,cAMP)

(5)環(huán)鳥甘酸(cycleGMP,cGMP)

(二)核酸的一級結(jié)構(gòu)

1.DNA和RNA的一級結(jié)構(gòu)

DNA和RNA的一級結(jié)構(gòu)的概念。

脫氧核昔酸或核甘酸的連接具是前一核甘酸的3'-0H與下一位核

甘酸的5'-位磷酸間形成3',5'磷酸二酯鍵，構(gòu)成一個(gè)沒有分支的

線性大分子。DNA的書寫應(yīng)從5,到3'。

2.RNA與DNA的差別

(三)DNA的空間結(jié)構(gòu)與功能

1.DNA的二級結(jié)構(gòu)——雙螺旋結(jié)構(gòu)模型

(1)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的研究背景

(2)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的要點(diǎn)

2.DNA結(jié)構(gòu)的多樣性

B-DNA(Watson-Crick模型結(jié)構(gòu))、Z-DNA、A-DNA

3.DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)

核小體(nucleosome)的概念

4.DNA在真核生物細(xì)胞核內(nèi)的組裝

染色體的基本單位是核小體。核小體由DNA和5種組蛋白共同構(gòu)

成。

DNA雙螺旋分子一組蛋白八聚體一DNA雙螺旋分子纏繞(核心顆粒)

一串珠樣的結(jié)構(gòu)f維狀結(jié)構(gòu)及襟狀結(jié)構(gòu)一棒狀的染色體

5.DNA的功能

DNA的基本功能就是作為生物遺傳信息復(fù)制的模板和基因轉(zhuǎn)錄

的模板,它是生命遺傳繁殖的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是個(gè)體生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。

一個(gè)生物體的全部基因序列稱為基因組

（四）RNA的空間結(jié)構(gòu)與功能

1.信使RNA的結(jié)構(gòu)與功能

2.轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的結(jié)構(gòu)與功能

3.核蛋白體RNA的結(jié)構(gòu)與功能

4.其他小分子RNA

5.核酶

（五）核酸的理化性質(zhì)及其應(yīng)用

1.核酸的一般理化性質(zhì)包括：酸性、黏度及光吸收等。

2.DNA的變性：DNA變性的概念、增色效應(yīng)、解連溫度等。

3.DNA的復(fù)性與分子雜交退火、核酸分子雜交、核酸分子探針

（六）核酸酶

核酸酶的概念、核酸酶的分類、特性及應(yīng)用。

第二章核甘酸代謝

一、學(xué)習(xí)重點(diǎn)

核甘酸的主要生理功能，人體內(nèi)喋吟核甘酸合成與分解的途徑及

其概念，喋吟環(huán)與喀咤環(huán)中各原子的來源，喋吟核甘酸的從頭合成途

徑中的關(guān)鍵酶及其調(diào)節(jié)，核甘酸的抗代謝物及其作用機(jī)理。

二、學(xué)習(xí)難點(diǎn)

核甘酸喋吟環(huán)與口密咤環(huán)中各原子的來源，喋吟核甘酸的從頭合成

途徑中的關(guān)鍵酶及其調(diào)節(jié)。

三、學(xué)習(xí)提綱

（一）核酸的代謝概況

食物中的核酸大多以核蛋白的形式存在。核蛋白在胃中受胃酸的

作用，分解成核酸與蛋白質(zhì)。核酸在小腸中受各種水解酶的作用最終

生成堿基和戊糖。產(chǎn)生的戊糖被吸收參加體內(nèi)的戊糖代謝；喋吟和喀

咤堿主要被分解排出體外。食物來源的喋吟和喀咤很少被機(jī)體利用。

核甘酸是核酸的基本結(jié)構(gòu)單位，人體內(nèi)的核甘酸主要由機(jī)體細(xì)胞自身

合成，核甘酸不屬于營養(yǎng)必需物質(zhì)

（二）核昔酸的生物學(xué)功能

①作為核酸合成的原料②體內(nèi)能量的利用形式；③參與代謝和生

理調(diào)節(jié)；④組成輔酶；⑤活化中間代謝物。

（三）體內(nèi)核甘酸的合成途徑

一是從頭合成途徑，另一個(gè)是補(bǔ)救合成途徑，肝組織進(jìn)行從頭合

成途徑，腦、骨髓等則只能進(jìn)行補(bǔ)救合成，前者是合成的主要途徑。

1.喋吟核甘酸的生物合成：部位在胞液，合成的原料包括磷酸

核糖、天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、一碳單位及CO?等。喋吟核昔

酸從頭合成的特點(diǎn)是：喋吟核甘酸是在磷酸核糖分子基礎(chǔ)上逐步合成

的，不是首先單獨(dú)合成喋吟堿然后再與磷酸核糖結(jié)合的。反應(yīng)過程中

的關(guān)鍵酶包括PRPP酰胺轉(zhuǎn)移醉、PRPP合成酶。從頭合成的調(diào)節(jié)機(jī)制

是反饋調(diào)節(jié)。

另外一條途徑是噤吟核甘酸的補(bǔ)救合成，喋吟核甘酸補(bǔ)救合成的

生理意義：節(jié)省從頭合成時(shí)能量和一些氨基酸的消耗；體內(nèi)某些組織

器官，例如腦、骨髓等由于缺乏從頭合成喋吟核甘酸的酶體系，而只

能進(jìn)行喋吟核甘酸的補(bǔ)救合成。

2.喀咤核甘酸的合成代謝

也有兩條途徑，即從頭合成與補(bǔ)救合成?？诙ê烁仕岬膹念^合成

的主要器官是肝，合成的原料是天冬氨酸、谷氨酰胺、CO?等。反應(yīng)

過程中的關(guān)鍵酶在不同生物體內(nèi)有所不同，在細(xì)菌中，天冬氨酸氨基

甲酰轉(zhuǎn)移酶是喀咤核甘酸從頭合成的主要調(diào)節(jié)酶；而在哺乳動(dòng)物細(xì)胞

中，喀咤核昔酸合成的調(diào)節(jié)酶主要是氨基甲酰磷酸合成酶H?？?/p>

核甘酸從頭合成的特點(diǎn)是先合成喀咤環(huán)，再磷酸核糖化生成核甘酸。

（四）核昔酸的抗代謝物

1.喋吟核甘酸的抗代謝物有以下幾類：①喋吟類似物：6-筑基

喋吟（6MP）、6-筑基鳥喋口令、8-氮雜鳥喋吟等。②氨基酸類似物：

氮雜絲氨酸和6-重氮-5-氧正亮氨酸等③葉酸類似物：氨蝶吟及甲氨

蝶吟（MTX）o

2.喀咤核甘酸的抗代謝物主要有以下幾種：①口密咤類似物：主

要有5-氟尿喀咤（5-FU）,在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)镕dUMP或FUTP后發(fā)揮作用。

②氨基酸類似物：同喋吟抗代謝物。③葉酸類似物：同喋吟抗代謝物。

④阿糖胞甘：抑制CDP還原成dCDP。

（五）核甘酸的分解代謝

1.喋吟核甘酸的分解代謝

主要發(fā)生在肝、小腸及腎，代謝終產(chǎn)物是尿酸。黃喋吟氧化酶是

分解代謝中重要的酶。喋吟代謝異常導(dǎo)致尿酸過多引起痛風(fēng)癥，臨床

上常用別喋吟醇治療痛風(fēng)癥。

2.喀咤核甘酸的分解代謝

胞喀咤脫氨基轉(zhuǎn)變成尿喀陡，尿喀咤最終生成NH：，、C0?及丙氨

酸。胸腺喀咤降解成氨基異丁酸

第三章DNA的生物合成

一、學(xué)習(xí)重點(diǎn)

中心法則、半保留復(fù)制的概念。參與DNA復(fù)制的主要酶類及其作

用。DNA復(fù)制過程。端粒和端粒酶概念及作用。逆轉(zhuǎn)錄概念、過程。

逆轉(zhuǎn)錄酶作用特點(diǎn)、生物學(xué)意義

二、學(xué)習(xí)難點(diǎn)

中心法則；半保留復(fù)制的概念；參與DNA復(fù)制的主要酶類及其作

用；端粒和端粒酶概念及作用。

三、學(xué)習(xí)提綱

(一)真核生物基因和基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，中心法則

(二)DNA的半保留復(fù)制

(三)DNA復(fù)制的過程及參與復(fù)制的酶類

1.復(fù)制的酶類

(1)DNA聚合酶

DNA聚合酶的全稱是依賴DNA的DNA聚合酶(DNA-depedentDNA

polymerase),可縮寫為DNA-pol,催化DNA合成。原核生物的DNA-pol

有DNA-pol、DNA-polII和DNA-polffl三種

(2)拓補(bǔ)異構(gòu)酶

(3)引物酶

(4)SSB

(5)DNA連接酶

(6)解旋酶

2.DNA合成過程

復(fù)制的起始首先是DNA解鏈，解鏈過程主要由DnaA、B、C三種

蛋白質(zhì)共同參與。然后生成引發(fā)體。

復(fù)制的延長在DNApol催化下根據(jù)與模板的堿基互補(bǔ)，脫氧核甘

酸逐個(gè)加入引物或延長中的子鏈上，子鏈合成的方向是5'-3'。

復(fù)制的終止。

端粒和端粒酶的概念及作用。

(四)逆轉(zhuǎn)錄

逆轉(zhuǎn)錄也稱為反轉(zhuǎn)錄，是依賴RNA的DNA合成作用；以RNA為模

板，由dNTP聚合成DNA分子。=1\*GB3①以病毒RNA為模板，

dNTP為原料合成與病毒RNA互補(bǔ)的DNA鏈，即生成RNA/DNA雜化雙

鏈；=2\*GB3②RNase或RNaseH水解RNA；=3\*GB3③以

新合成的單鏈DNA為模板，合成互補(bǔ)DNA鏈，生成雙鏈DNA。逆轉(zhuǎn)錄

酶有三種酶活性：RNA作模板的dNTP聚合酶活性，DNA作模板的dNTP

聚合酶活性和RNase活性。

（五）DNA的損傷與修復(fù)

DNA的改變稱作DNA損傷，分為錯(cuò)配、缺失、插入和重排幾種類

型，缺失或插入均有可能導(dǎo)致框移突變。

DNA損傷的修復(fù)是指針對已發(fā)生了的缺陷而施行的補(bǔ)救機(jī)制，主

要有光修復(fù)、切除修復(fù)、重組修復(fù)和SOS修復(fù)等。

第四章RNA的生物合成

一、學(xué)習(xí)重點(diǎn)

轉(zhuǎn)錄、不對稱轉(zhuǎn)錄、模板鏈、編碼鏈的概念原核生物RNA聚合酶

全酶，核心酶的組成和作用；真核生物RNA聚合酶的主要類型和產(chǎn)物;

RNA聚合酶與模板辨認(rèn)結(jié)合；原核轉(zhuǎn)錄起始；真核基因的斷裂基因、

內(nèi)含子、外顯子的概念，mRNA、tRNA轉(zhuǎn)錄后的加工方式

二、學(xué)習(xí)難點(diǎn)

不對稱轉(zhuǎn)錄、模板鏈和編碼鏈的概念；RNA聚合酶與模板辨認(rèn)結(jié)

合；真核基因的斷裂基因、內(nèi)含子和外顯子的概念；mRNA轉(zhuǎn)錄后的

加工方式。

三、學(xué)習(xí)提綱

（一）模板和酶

RNA的生物合成需要DNA做模板，DNA雙鏈中只有一股鏈起模板

作用，能夠按堿基配對規(guī)律指導(dǎo)RNA合成的一股DNA單鏈稱為模板鏈,

與之相對的另一股單鏈稱為編碼鏈。

轉(zhuǎn)錄需要依賴DNA的RNA聚合酶，原核生物的RNA聚合酶由四種

亞基a?BB'。組成的五聚體，合稱為核心酶，轉(zhuǎn)錄延長只

需核心酶催化。a1B，。稱為全酶，轉(zhuǎn)錄起始前需要。亞基辨認(rèn)轉(zhuǎn)

錄起始點(diǎn)。真核生物RNA聚合酶有RNA-polI、II、III三種，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)

物分別為45s-rRNA、hnRNA、以及5s-rRNA、snRNA和tRNA。

模板與酶的辨認(rèn)結(jié)合

（二）轉(zhuǎn)錄過程

1.起始原核生物轉(zhuǎn)錄的起始包括RNA-pol辨認(rèn)轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)并與之

結(jié)合，DNA雙鏈局部解開，形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物

2.轉(zhuǎn)錄延長：。因子從轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物上脫落，核心酶的構(gòu)象發(fā)生

改變，與模板的結(jié)合較為疏松，有利于酶蛋白沿DNA模板鏈由3'向

5'移動(dòng)，因此RNA鏈的合成方向是5'至3'

3.轉(zhuǎn)錄終止：RNA-pol在DNA模板上停止移動(dòng)，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物從模板上

脫落下來，即轉(zhuǎn)錄終止。轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)有依賴Rh。因子與非依賴Rho

因子兩種情況。

（三）真核生物轉(zhuǎn)錄后加工修飾過程

1.mRNA轉(zhuǎn)錄后加工修飾

mRNA轉(zhuǎn)錄后修飾包括首、尾修飾和剪接，5'端修飾主要是指生成

帽子結(jié)構(gòu)，即把5'-pppG轉(zhuǎn)變?yōu)?'-p"GpppG。加尾修飾是和轉(zhuǎn)錄終止

同步的，即加入polyA尾巴。去除初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上的內(nèi)含子，把外

顯子連接為成熟的mRNA,稱為剪接

2.tRNA轉(zhuǎn)錄后加工修飾

tRNA的轉(zhuǎn)錄后修飾，除了剪接加工外，還包括tRNA鏈上稀有堿

基的形成，以及加上3'端的CCA序列。

3.rRNA轉(zhuǎn)錄后加工修飾

真核生物rRNA轉(zhuǎn)錄的初產(chǎn)物是45SrRNA,它是三種rRNA的前身，

即18S-rRNA、5.8S和28S的rRNA。

第五章蛋白質(zhì)的生物合成

一、學(xué)習(xí)重點(diǎn)

蛋白質(zhì)合成的反應(yīng)體系、三種RNA在翻譯中的作用、遺傳密碼的

特性、蛋白質(zhì)合成過程為起始、延長、終止三個(gè)階段。肽鏈延長階段

的三個(gè)步驟、原核生物翻譯起始與真核生物的區(qū)別、肽鏈合成后的加

工和運(yùn)輸、蛋白質(zhì)的靶向輸送、蛋白質(zhì)生物合成的干擾和抑制。

二、學(xué)習(xí)難點(diǎn)

三種RNA在翻譯中的作用；遺傳密碼的特性；肽鏈延長階段的三

個(gè)步驟，各蛋白質(zhì)因子的作用；肽鏈合成后的加工和運(yùn)輸。

三、學(xué)習(xí)提綱

（一）參與蛋白質(zhì)生物合成所需的物質(zhì)

20種氨基酸、三種RNA、蛋白質(zhì)因子（起始因子IF、延長因子EF及

釋放因子RF）、酶和ATP、GTP等，共同協(xié)調(diào)完成蛋白質(zhì)合成。1.mRNA

是翻譯的直接模板

2.核蛋白體是肽鏈合成的場所

3.tRNA攜帶并轉(zhuǎn)運(yùn)特異氨基酸，特異識(shí)別mRNA的密碼序列。

（二）蛋白質(zhì)生物合成過程

翻譯過程可分為起始、延長、終止三個(gè)階段，蛋白質(zhì)合成在核蛋白體

上進(jìn)行稱為核蛋白體循環(huán)（廣義）。肽鏈的合成是從N端到C端。

1.翻譯起始（原核生物）

生成由起始氨基酰-tRNA、mRNA和核蛋白體組成的70S起始復(fù)合物。

起始因子有三種。2.肽鏈的延長

也稱核蛋白體循環(huán)。分為進(jìn)位、成肽和轉(zhuǎn)位三個(gè)步驟。真核及原

核生物的延長，主要是延長因子體系的不同。

3.肽鏈合成終止(原核)

終止需要釋放因子RF、RRo真核生物僅需一種釋放因子，有GTP

酶活性。

(三)蛋白質(zhì)合成后加工和輸送

1.新合成的多肽鏈，經(jīng)加工修飾，轉(zhuǎn)變成有生物活性的蛋白質(zhì)。

(1)肽鏈折疊為天然功能構(gòu)象的蛋白質(zhì)

(2)一級結(jié)構(gòu)的修飾

(3)空間結(jié)構(gòu)的修飾

2.輸送

(1)分泌蛋白的靶向輸送

(2)線粒體蛋白的靶向輸送

(3)細(xì)胞核蛋白的靶向輸送

（四）蛋白質(zhì)生物合成的干擾和抑制

某些藥物、毒素和生物活性物質(zhì)等可干擾和抑制蛋白質(zhì)生物合成過程。

1.抗生素類

2.其他干擾蛋白質(zhì)合成的物質(zhì)

（1）毒素

（2）干擾素的作用

第六章基因表達(dá)調(diào)控

一、學(xué)習(xí)重點(diǎn)

基因轉(zhuǎn)錄激活調(diào)節(jié)的基本要素。原核基因操縱子的概念、結(jié)構(gòu)和

功能，乳糖操縱子的負(fù)性、正性、協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)真核基因調(diào)控順式作用

元件和反式作用因子的概念，種類。真核轉(zhuǎn)錄因子結(jié)構(gòu)

二、學(xué)習(xí)難點(diǎn)

基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的三大要素；乳糖操縱子的負(fù)性、正性和協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)；

真核基因調(diào)控順式作用元件和反式作用因子的概念和種類。

三、學(xué)習(xí)提綱

（一）基因表達(dá)調(diào)控基本概念

基因是編碼一種多肽鏈/RNA的DNA片段。蛋白質(zhì)基因的表達(dá)經(jīng)

歷轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過程，其表達(dá)產(chǎn)物是蛋白質(zhì)或多肽鏈,非蛋白質(zhì)基

因（RNA基因）的表達(dá)產(chǎn)物是RNAo

基因表達(dá)表現(xiàn)為嚴(yán)格的規(guī)律性，即時(shí)間特異性或發(fā)育階段特異性,

和空間特異性或組織細(xì)胞特異性?；虮磉_(dá)的時(shí)間和空間特異性由特

異基因的啟動(dòng)子（序列）和（或）增強(qiáng)子與調(diào)節(jié)蛋白的相互作用決定。

某些基因產(chǎn)物對生命全過程都是必需的或必不可少的，這類基因

在一個(gè)生物的幾乎所有細(xì)胞和所有發(fā)育階段持續(xù)表達(dá)，而且較少受環(huán)

境因素的影響，這類基因稱為管家基因，其表達(dá)方式稱為基本的或組

成性表達(dá)。另外許多基因的表達(dá)受環(huán)境因素的影響，某些基因的表達(dá)

可以被環(huán)境信號(hào)激活，即表達(dá)產(chǎn)物增加，這種基因表達(dá)方式稱為誘導(dǎo)。

有些基因的表達(dá)可以被環(huán)境信號(hào)抑制，即基因表達(dá)產(chǎn)物水平降低，這

種基因表達(dá)方式稱為阻遏。

基因表達(dá)調(diào)控可以在遺傳信息水平、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工、翻譯和

翻譯后加工等多層次上進(jìn)行，其中最重要的是轉(zhuǎn)錄水平上的調(diào)節(jié)，尤

其是轉(zhuǎn)錄起始水平的調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)錄激活的調(diào)節(jié)要素包括特異DNA調(diào)節(jié)序

列、調(diào)節(jié)蛋白、RNA聚合酶和DNA-蛋白質(zhì)及蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)間的相互

作用。原核生物基因是通過操縱子機(jī)制完成的，操縱子的調(diào)節(jié)序列包

括啟動(dòng)序列、操縱序列和CAP結(jié)合位點(diǎn)等。真核基因的調(diào)節(jié)序列/順

式作用因子一般包括啟動(dòng)子、增強(qiáng)子和沉默子等。原核生物基因的調(diào)

節(jié)蛋白如乳糖操縱子有。-因子、阻遏蛋白和CAP蛋白等。真核基因

的調(diào)節(jié)蛋白或反式作用因子又稱為轉(zhuǎn)錄因子，分為基本轉(zhuǎn)錄因子和特

異轉(zhuǎn)錄因子。所有的轉(zhuǎn)錄因子均含有DNA結(jié)合域和轉(zhuǎn)錄激活域，有

的還含有二聚化結(jié)構(gòu)域或蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用域。

（二）原核基因表達(dá)調(diào)控

大多數(shù)原核基因的表達(dá)調(diào)控是通過操縱子機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。

E.coli的乳糖操縱子（lac）

由括P序列、0序列、CAP結(jié)合位點(diǎn)、3個(gè)結(jié)構(gòu)基因和1個(gè)調(diào)節(jié)基

因組成。無誘導(dǎo)物存在時(shí)，阻遏蛋白與0序列的結(jié)合可阻止結(jié)構(gòu)基因

的轉(zhuǎn)錄；誘導(dǎo)物與阻遏蛋白結(jié)合可改變其構(gòu)象，使阻遏蛋白與。序列

分離，RNA聚合酶對結(jié)構(gòu)基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)具有普

遍性。CAP是lac操縱子的正性調(diào)節(jié)蛋白，CAP-cAMP復(fù)合物與DNA結(jié)

合可促進(jìn)RNA聚合酶與P序列的結(jié)合，可以促進(jìn)結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄。

（三）真核基因表達(dá)調(diào)控

真核生物有3種RNA聚合酶：RNA聚合酶I、RNA聚合酶II和RNA

聚合酶HI。RNA聚合酶H轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)基因。RNA聚合酶的活性受順

式作用元件和反式作用因子的調(diào)節(jié)。

1.順式作用元件分為啟動(dòng)子、增強(qiáng)子和沉默子。啟動(dòng)子決定RNA

聚合酶的轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)。增強(qiáng)子是遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的、決定基因表達(dá)的

時(shí)間和空間特異性的、增強(qiáng)啟動(dòng)子活性的正性調(diào)控元件，其作用方式

通常與方向、距離無關(guān)。

2.反式作用因子/轉(zhuǎn)錄因子分為基本轉(zhuǎn)錄因子和特異轉(zhuǎn)錄因子，

后者又分為轉(zhuǎn)錄抑制因子和轉(zhuǎn)錄激活因子。RNA聚合酶H的基本轉(zhuǎn)

錄因子包括TFHA、TFHB、TFIID.TFHE、TFHF和TFHH等，它們

與RNA聚合酶H形成轉(zhuǎn)錄前起始復(fù)合物，但是這種復(fù)合物不穩(wěn)定和

不能起始有效轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄激活因子與增強(qiáng)子結(jié)合后作用于轉(zhuǎn)錄前起始

復(fù)合物，增加其穩(wěn)定性和促進(jìn)有效轉(zhuǎn)錄。

第七章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子機(jī)制

一、學(xué)習(xí)重點(diǎn)

第二信使、第三信使和受體的概念；受體的分類、一般結(jié)構(gòu)、功

能和受體作用的特點(diǎn)；膜受體介導(dǎo)的信息轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，包括cAMP-蛋白

激酶（PKA）途徑，Ca?’依賴性蛋白激酶（PKC）途徑，cGMP-蛋白激酶

（PKG）系統(tǒng)，酪氨酸蛋白激酶（TPK）體系核因子KB（NF-KB）途

徑，TGF-B途徑等六條較為重要的途徑；胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信息轉(zhuǎn)導(dǎo)。

二、學(xué)習(xí)難點(diǎn)

受體的分類、結(jié)構(gòu)和功能；各信號(hào)途徑的組成及信息傳遞方式。

三、學(xué)習(xí)提綱

（-）細(xì)胞間信息物質(zhì)

細(xì)胞間信息物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)和肽類、氨基酸及其衍生物、

類固醇激素、脂酸衍生物和氣體分子等。根據(jù)細(xì)胞分泌信息物質(zhì)的方

式又可將細(xì)胞間信息物質(zhì)分為神經(jīng)遞質(zhì)、內(nèi)分泌激素、局部化學(xué)介質(zhì)

和氣體信號(hào)分子四大類。

（二）細(xì)胞內(nèi)信息物質(zhì)

在細(xì)胞內(nèi)傳遞細(xì)胞調(diào)控信號(hào)的化學(xué)物質(zhì)稱為細(xì)胞內(nèi)信息物質(zhì)。通常

將Ca2:cAMP>Cgmp、DAG、1久、Cer、花生四烯酸及其代謝產(chǎn)物等這

類在細(xì)胞內(nèi)傳遞信息的小分子化合物成為第二信使。負(fù)責(zé)細(xì)胞核內(nèi)外

信息傳遞的物質(zhì)稱為第三信使。

（三）受體

信息物質(zhì)通過與受體識(shí)別結(jié)合，然后激活特定信號(hào)放大系統(tǒng)，引

起生物學(xué)效應(yīng)。與受體特異性結(jié)合的生物活性分子稱為配體。位于細(xì)

胞膜上的受體稱為膜受體，多為鑲嵌糖蛋白；位于細(xì)胞液或細(xì)胞核的

稱為胞內(nèi)受體，都是DNA結(jié)合蛋白。膜受體分為：環(huán)狀受體、G蛋白

偶聯(lián)受體、單個(gè)跨膜a螺旋受體、具有鳥甘酸環(huán)化酶活性的受體。胞

內(nèi)受體多為反式作用因子，包括四個(gè)區(qū)域：1.高度可變區(qū)；2.DNA

結(jié)合區(qū)；3.較鏈區(qū)；4.激素結(jié)合區(qū)。

受體與配體結(jié)合的特點(diǎn)是：1.高度專一性；2.高度親和力；3.可

飽和性；4.可逆性；5.特定的作用模式。對受體活性調(diào)節(jié)的方式有：

1.磷酸化和脫磷酸化作用；2.膜磷脂代謝的影響；3.酶促水解作

用；4.G蛋白的調(diào)節(jié)。

（四）膜受體介導(dǎo)的信息轉(zhuǎn)導(dǎo)

1.cAMP-蛋白激酶（PKA）途徑該途徑以靶細(xì)胞內(nèi)cAMP濃度改變和

激活cAMP-蛋白激酶途徑為主要特征，是激素調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝的主要途

徑。

2.Ca"依賴性蛋白激酶（PKC）途徑分為Ca、-磷脂依賴性蛋白激酶

途徑和Ca2+-鈣調(diào)蛋白依賴性途徑。IPs、DAG和C『是主要的信息分子。

3.CGMP-蛋白激酶（PKG）系統(tǒng)鳥甘酸環(huán)化酶是該途徑主要的酶，

cGMP是第二信使分子。心鈉素和NO等通過這條途徑引起生物學(xué)效應(yīng)。

4.酪氨酸蛋白激酶（TPK）體系細(xì)胞中的TPK分為受體型TPK和非

受體型TPKo

5.核因子KB（NF-KB）途徑主要涉及機(jī)體的防御反應(yīng)。

6.TGF-B途徑能調(diào)節(jié)增殖、分化、遷移和凋亡等多種細(xì)胞反應(yīng)。

（五）胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信息轉(zhuǎn)導(dǎo)

胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信息轉(zhuǎn)導(dǎo)主要是類固醇激素等的作用途徑，胞內(nèi)

受體包括胞漿受體和核受體。這條途徑通過特定基因的激素應(yīng)答元件

(HRE)調(diào)節(jié)基因表達(dá)，進(jìn)而導(dǎo)致生物學(xué)效應(yīng)。

細(xì)胞內(nèi)各種信息轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑并非孤立、各自為政的，而是交叉聯(lián)系、

構(gòu)成錯(cuò)綜復(fù)雜的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)環(huán)節(jié)的異常則可導(dǎo)致疾病的發(fā)生。

第八章DNA重組與重組DNA技術(shù)

一、學(xué)習(xí)重點(diǎn)

自然界基因重組的類型，DNA克隆的基本概念，重組DNA技術(shù)的

基本原理及主要操作步驟，限制性核酸內(nèi)切酶的概念、作用特點(diǎn)，基

因載體的主要種類及基本特征，目的基因的主要來源及獲取方法，基

因文庫的概念，目的基因與載體的主要連接方式，篩選重組體的主要

方法，表達(dá)載體的主要特征。

二、學(xué)習(xí)難點(diǎn)

限制性核酸內(nèi)切酶的作用特點(diǎn)；基因載體的主要種類及基本特征;

目的基因的主要來源及獲取方法；目的基因與載體的主要連接方式；

篩選重組體的主要方法。

三、學(xué)習(xí)提綱

(-)自然界的基因轉(zhuǎn)移和DNA重組

基因轉(zhuǎn)移的方式主要有：結(jié)合作用、轉(zhuǎn)化作用和轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。DNA重

組的形式有：位點(diǎn)特異的重組、同源重組和轉(zhuǎn)座重組。

(二)重組DNA技術(shù)

從構(gòu)建的基因組DNA文庫或cDNA文庫中分離、擴(kuò)增某一感興趣的

目的基因就是基因克隆，又稱重組DNA技術(shù)。一個(gè)完整的基因克隆過

程包括：目的基因的獲得、克隆基因載體的選擇與改造、目的基因與

載體的連接、重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞、篩選出含目的基因重組

DNA的轉(zhuǎn)化細(xì)胞并進(jìn)行擴(kuò)增。實(shí)現(xiàn)上述過程需要一些工具酶、目的基

因、載體及宿主細(xì)胞。

1.限制性核酸內(nèi)切酶

限制性核酸內(nèi)切酶是一類識(shí)別DNA的特異序列并在識(shí)別位點(diǎn)或其

周圍切割雙鏈DNA的內(nèi)切酶。存在于細(xì)菌體內(nèi)，分為三類。=2\*

ROMANH類限制性內(nèi)切酶常用于重組DNA技術(shù)，用于目的基因和載

體DAN的特異切割。切割后的DNA可產(chǎn)生5'突出或3'突出的黏性

末端或平頭末端。

2.目的基因

目的基因是在重組DNA技術(shù)中要分離獲得的感興趣的基因，又稱為

外源DNA。目的基因有兩種類型，即cDNA和基因組DNA。獲得目的基

因的途徑主要有：化學(xué)合成、反轉(zhuǎn)錄合成、從cDNA文庫或基因組DNA

文庫中篩選、PCR擴(kuò)增。

3.基因載體

基因載體是攜帶目的基因、實(shí)現(xiàn)目的基因無性繁殖或表達(dá)有意義的

蛋白質(zhì)所采用的DNA分子。分為克隆載體和表達(dá)載體?？捎米龌蜉d

體的有：質(zhì)粒DAN、噬菌體DNA和病毒DNA。克隆載體應(yīng)具備以下基

本特征：自我復(fù)制能力、具有篩選標(biāo)志基因和多個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶

的單一位點(diǎn)等。表達(dá)載體除具有以上特征外，還應(yīng)具有啟動(dòng)子等轉(zhuǎn)錄

調(diào)控序列、適當(dāng)?shù)姆g控制序列、合理設(shè)計(jì)的多克隆位點(diǎn)等。

4.宿主細(xì)胞

宿主細(xì)胞是容納重組DNA分子，使其在自身內(nèi)復(fù)制或表達(dá)的受體細(xì)

胞?？蔀樵思?xì)胞或真核細(xì)胞。將重組DNA分子導(dǎo)入宿主細(xì)胞內(nèi)的方

式有：轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)染和感染。

（三）重組DNA技術(shù)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系

1.致病基因的發(fā)現(xiàn)與克隆

根據(jù)克隆基因的定位和性質(zhì)研究所提供的線索，可進(jìn)一步確定克隆

的基因在某種疾病中的作用。

2.生物制藥

利用基因工程生產(chǎn)有藥用價(jià)值的蛋白質(zhì)和多肽產(chǎn)品。

3.基因診斷

利用分子生物學(xué)及分子遺傳學(xué)的原理和技術(shù)，在DNA水平分析、鑒

定遺傳疾病所涉及的基因置換、缺失或插入等突變。

4.基因治療

向有功能缺陷的細(xì)胞導(dǎo)入具有相應(yīng)功能的外源基因，以糾正或補(bǔ)償

其基因缺陷，從而達(dá)到治療的目的。

5.疾病的防治

可用于產(chǎn)前診斷、隱性遺傳病攜帶者測試、癥候前診斷和遺傳病易

感性預(yù)測。

第九章常用分子生物學(xué)技術(shù)的原理及其應(yīng)用

一、學(xué)習(xí)重點(diǎn)

印跡技術(shù)（包括Southernblotting、Northernblotting、Western

blotting）的原理和應(yīng)用、探針的概念、PCR技術(shù)的工作原理、反應(yīng)

體系和反應(yīng)步驟。基因文庫（包括基因組文庫和cDNA文庫）的概念。

二、學(xué)習(xí)難點(diǎn)

三種印跡技術(shù)的異同點(diǎn)和應(yīng)用；PCR技術(shù)的工作原理；基因文庫

分類和概念。

三、學(xué)習(xí)提綱

（一）分子雜交與印跡技術(shù)

分子雜交技術(shù)的原理主要涉及分子雜交特性、印跡技術(shù)、探針技

術(shù)。

1.印跡技術(shù)：將在凝膠中分離的生物大分子轉(zhuǎn)移（印跡）或直接放

在固定化介質(zhì)上并加以檢測分析的技術(shù)，包括DNA、RNA、蛋白質(zhì)印

跡技術(shù)。

（l）DNA印跡術(shù)又稱為Southernblotting,主要用于基因組DNA的定

性和定量分析，亦可分析重組質(zhì)粒和噬菌體。

(2)RNA印跡技術(shù)又稱Northernblotting,其基本原理與Southern

blotting相同，主要用于檢測某一組織或細(xì)胞中已知的特異mRNA的

表達(dá)水平，也可以比較不同組織和細(xì)胞中的同一基因的表達(dá)情況。

(3)Westernblotting：又稱蛋白質(zhì)印跡術(shù)或免疫印跡技術(shù)，指蛋白

質(zhì)在經(jīng)聚丙烯酰胺電泳分離之后轉(zhuǎn)移到膜上,再與溶液中的其它抗體

探針相互結(jié)合的技術(shù)。用于檢測樣品中特異性蛋白質(zhì)的存在、細(xì)胞中

特異蛋白質(zhì)的半定量分析以及蛋白分子間的相互作用研究等。

印跡轉(zhuǎn)移技術(shù)包括：毛細(xì)作用轉(zhuǎn)移、電轉(zhuǎn)移和真空吸引轉(zhuǎn)移。

2.探針技術(shù)

(二)聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)

1.基本工作原理是以擬擴(kuò)增的DNA分子為模板，以一對分別與模板

5'端和3,端相互補(bǔ)的寡核甘酸片段為引物，在DNA聚合酶的作用

下，按照半保留復(fù)制的機(jī)制沿著模板鏈延伸完成新的DNA合成。

2.反應(yīng)體系的基本成分包括：模板DNA、特異性引物、耐熱性DNA

聚合酶、dNTP以及含有Mg?+的緩沖液。

3.基本反應(yīng)步驟包括：變性、退火和延伸。

4.主要用于：目的基因的克隆、基因的體外突變、DNA和RNA的微

量分析、DNA測序、基因突變分析。

5.PCR經(jīng)過發(fā)展形成了反轉(zhuǎn)錄PCR、原位PCR、實(shí)時(shí)一PCR等多種衍生

技術(shù)。

（三）基因文庫

是指一個(gè)包含了某一生物體全部DNA序列的克隆群體，分為基因

組DNA文庫和cDNA文庫。

1.基因組DNA文庫是指包含某一個(gè)生物細(xì)胞全部基因組DNA序列的

克隆群體，它以DNA片段的形式貯存著某一生物的全部基因組DNA信

息。

2.cDNA文庫是包含某一組織細(xì)胞在一定條件下所表達(dá)的全部mRNA

經(jīng)反轉(zhuǎn)錄而合成的cDNA序列的克隆群體，它以cDNA片段的形式貯存

著該組織細(xì)胞的基因表達(dá)信息。

第十章癌基因、腫瘤抑制基因與生長因子

一、學(xué)習(xí)重點(diǎn)

癌基因的概念、原癌基因的特點(diǎn)、原癌基因活化的機(jī)制、原癌基

因的產(chǎn)物和功能、腫瘤抑制基因的概念、Rb基因和p53基因的作用

機(jī)制、細(xì)胞凋亡的概念。

二、學(xué)習(xí)難點(diǎn)

癌基因、原癌基因、病毒癌基因及細(xì)胞癌基因的概念；原癌基因

的產(chǎn)物及功能；Rb基因和p53基因的