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文檔簡介
分子生物學(xué)復(fù)習(xí)1一、蛋白質(zhì)化學(xué)
(一)氨基酸蛋白質(zhì)的氨基酸組成編碼氨基酸:20種/受遺傳密碼控制非編碼氨基酸:翻譯后加工編碼氨基酸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)構(gòu)件分子:L,α-氨基酸除Gly外,其余都是L,α-氨基酸Pro為亞氨基酸R基團(tuán)的不同是分類的基礎(chǔ)編碼氨基酸分類酸性氨基酸堿性氨基酸中性氨基酸分子生物學(xué)復(fù)習(xí)2咪唑基胍基吡咯環(huán)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):1.含苯環(huán):phe2.含酚羥基:Tyr3.含吲哚環(huán):Trp4.含羥基:SerThr5.含硫:CysMet6.含胍基:Arg7.含咪唑基:His
分子生物學(xué)復(fù)習(xí)3(二)氨基酸的理化性質(zhì)兩性電離等電點(diǎn)(pI)在水溶液中能兩性電離而成兼性離子分子呈電中性時(shí)的溶液的pH值紫外吸收
芳香族氨基酸特有(phe,Tyr,Trp)吸收峰:波長280nm茚三酮反應(yīng)
加熱氨基酸+茚三酮藍(lán)紫色化合物
(570nm)Pro
+茚三酮黃色化合物氨基酸的定量方法分子生物學(xué)復(fù)習(xí)4(三)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次一級結(jié)構(gòu)從N-端到C-端氨基酸(殘基)排列順序是蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)、生理功能的基礎(chǔ)維系鍵肽鍵/二硫鍵二級結(jié)構(gòu)肽鏈主鏈骨架原子局部空間結(jié)構(gòu)α螺旋/β折疊/β轉(zhuǎn)角/無規(guī)卷曲/模體維系鍵氫鍵三級結(jié)構(gòu)肽鏈主鏈、側(cè)鏈骨架原子局部空間結(jié)構(gòu)(結(jié)構(gòu)域/分子伴侶)球狀或橢圓狀蛋白質(zhì)親水表面和疏水內(nèi)核大部分蛋白質(zhì)到三級結(jié)構(gòu)已有生物活性例如:肌紅蛋白、免疫球蛋白維系鍵疏水鍵四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子中各個(gè)亞基的空間排布舉例:血紅蛋白(α2β2)維系鍵離子鍵分子生物學(xué)復(fù)習(xí)5模體(motif)蛋白質(zhì)分子中2~3個(gè)二級結(jié)構(gòu)肽段,在空間上有規(guī)律地聚集起來,形成相對穩(wěn)定、特殊的空間構(gòu)象具有特殊的生理功能例如:α-環(huán)-α——
鈣結(jié)合蛋白
βαβ——
鋅指結(jié)構(gòu)域分子量大的蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)可分割成1個(gè)和數(shù)個(gè)球狀或纖維狀的區(qū)域具有功能例如:酶的活性中心分子生物學(xué)復(fù)習(xí)6分子伴侶空間構(gòu)象的決定因素之一(一級結(jié)構(gòu)/分子伴侶)本質(zhì)是蛋白質(zhì)(熱休克蛋白Hsp70/異構(gòu)酶)提供一個(gè)保護(hù)環(huán)境加速蛋白質(zhì)折疊成天然構(gòu)象或四級結(jié)構(gòu)亞基在蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)中,每個(gè)各具獨(dú)立三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈稱為亞基亞基單獨(dú)存在不具有生物活性分子生物學(xué)復(fù)習(xí)7一級結(jié)構(gòu)是決定三維結(jié)構(gòu)
和生物學(xué)活性的基礎(chǔ)牛核糖核酸酶的變性和復(fù)性實(shí)驗(yàn)比較幾種氨基酸順序相似的
蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)和生物學(xué)活性蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的范例肌紅蛋白:三級結(jié)構(gòu)血紅蛋白:四級結(jié)構(gòu)
(別構(gòu)效應(yīng)/氧解離曲線呈S形)蛋白質(zhì)折疊
需要分子伴侶/伴侶蛋白天然非折疊蛋白質(zhì)(內(nèi)在非結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì))天然蛋白質(zhì),沒有完全折疊成特定
三級結(jié)構(gòu),但具備功能與其他蛋白質(zhì)相互作用,具有功能
多樣性分子生物學(xué)復(fù)習(xí)8(四)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的兩性電離
大多數(shù)人體蛋白質(zhì)pI=5.0在pH7.4環(huán)境下成陰離子蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)水化層電荷層蛋白質(zhì)變性和復(fù)性變性:空間結(jié)構(gòu)破壞,一級結(jié)構(gòu)不變,
生物學(xué)活性喪失蛋白質(zhì)紫外吸收
λ=280nm有特征性吸收峰蛋白質(zhì)定性、定量方法分子生物學(xué)復(fù)習(xí)9蛋白質(zhì)的變性變性因素物理或化學(xué)因素機(jī)制
蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)破壞一級結(jié)構(gòu)未破壞性質(zhì)的變化溶解度降低/黏度增加結(jié)晶能力消失/生物活性喪失易被蛋白酶水解實(shí)際應(yīng)用防止蛋白制劑/蛋白質(zhì)藥物的變性失活使細(xì)菌蛋白質(zhì)變性失活,消毒殺菌分子生物學(xué)復(fù)習(xí)10(五)蛋白質(zhì)的分離和純化根據(jù)分子大小
的純化方法透析和超濾超速離心凝膠層析利用大分子蛋白質(zhì)性質(zhì)密度、形態(tài)、沉降系數(shù)不同利用溶解度
差別的純化
方法等電點(diǎn)沉淀鹽析丙酮沉淀利用蛋白質(zhì)等電點(diǎn)不同破壞水化層/電荷層分子生物學(xué)復(fù)習(xí)11根據(jù)電荷不同
的純化方法電泳SDSIEF雙向電泳(SDS/IEF)毛細(xì)管電泳蛋白質(zhì)兩性電離性質(zhì)離子交換層析利用對配體的生物親和力的純化方法親和層析配體—抗體/酶的底物HPLC(離子交換/親和層析/凝膠層析)高壓液泵作用于流動(dòng)相分子生物學(xué)復(fù)習(xí)12(六)蛋白質(zhì)組和蛋白質(zhì)組學(xué)蛋白質(zhì)組
指某種細(xì)胞或組織中基因組所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)不同環(huán)境/狀態(tài)/發(fā)育階段細(xì)胞蛋白水平的變化蛋白質(zhì)組學(xué)研究各種生物基因組在細(xì)胞中表達(dá)的全部蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、功能及其相互作用的新學(xué)科研究不同環(huán)境/狀態(tài)/發(fā)育階段/不同組織的細(xì)胞中蛋白質(zhì)分子的種類、結(jié)構(gòu)和功能,蛋白質(zhì)相互作用發(fā)現(xiàn)新藥分子生物學(xué)復(fù)習(xí)13二、酶學(xué)
(一)酶的一般特性
1、酶的化學(xué)本質(zhì)和結(jié)構(gòu)酶的基本概念酶生物催化劑本質(zhì):蛋白質(zhì)底物:各類代謝物活細(xì)胞產(chǎn)生、具有催化功能核酶生物催化劑本質(zhì):RNA底物:核酸分子生物學(xué)復(fù)習(xí)14全酶、輔酶和輔基全酶酶蛋白催化作用(特異性)
輔助因子金屬離子小分子有機(jī)物(維生素)輔基非蛋白質(zhì)部分酶蛋白共價(jià)鍵透析、超濾不能分離輔酶非蛋白質(zhì)部分酶蛋白非共價(jià)鍵透析、超濾能分離分子生物學(xué)復(fù)習(xí)15酶的活性中心酶分子上必需基團(tuán)集中的特定空間結(jié)構(gòu)區(qū)域功能單位1:與底物結(jié)合功能單位2:催化化學(xué)鍵的斷裂和形成(催化底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物)特點(diǎn)輔酶的部分結(jié)構(gòu)參與組成酶的活性中心酶蛋白=調(diào)節(jié)亞基+催化亞基酶蛋白的三維結(jié)構(gòu)是正常功能必需的分子生物學(xué)復(fù)習(xí)16
酶--生物催化劑的特點(diǎn)容易失活(變性)具有極高效率對底物專一性強(qiáng)酶活性可調(diào)節(jié)基因表達(dá)激素反饋抑制抑制劑和激活劑蛋白酶解激活可逆共價(jià)修飾別構(gòu)調(diào)節(jié)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)17轉(zhuǎn)換數(shù)(Kcat)酶的催化常數(shù)Kcat定義一定條件下轉(zhuǎn)換每個(gè)酶分子底物的分子數(shù)/每秒一定條件下
轉(zhuǎn)換每μmol酶分子底物的μmol/每秒2、轉(zhuǎn)換數(shù)(Kcat)和米氏常數(shù)(Km)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)18米氏常數(shù)(Km)Km定義當(dāng)v=1/2V時(shí),底物的濃度。單位:mol/LKm意義酶的特征性常數(shù)Km大小與該酶對底物親和力大小成反比Km大,親和力小,反應(yīng)速度慢Km小,親和力大,反應(yīng)速度快酶對最適底物的Km值最?。ㄓH和力最大)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)19Kcat/KmKcat/Km酶的催化效率的參數(shù)意義Kcat/Km比值越大,酶催化效率越高Kcat/Km比值上限=擴(kuò)散速度常數(shù)(108-109mol-1.L.s-1)乙酰膽堿酶分子生物學(xué)復(fù)習(xí)203、酶的活力酶的活力酶催化某一化學(xué)反應(yīng)的能力催化的化學(xué)反應(yīng)速率表示酶活力的大小反應(yīng)速率大,酶活力越高酶單位(U)(酶活力單位)一定條件下和一定時(shí)間內(nèi),將一定量的底物轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物所需要的酶量U/g,U/mL酶活力國際單位(IU)在最適反應(yīng)條件(25℃)每分鐘內(nèi)催化1umol底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需
要的酶量1IU=1umol/min分子生物學(xué)復(fù)習(xí)21
(二)酶的催化機(jī)制
誘導(dǎo)契合假說(過渡態(tài)、活化能和結(jié)合能)酶-底物復(fù)合物的形成與誘導(dǎo)契合假說E+SESE+P
(過渡態(tài))鄰近效應(yīng)酶蛋白+酶活性中心反應(yīng)基團(tuán)在
空間相互靠近一般酸堿催化同一種酶兼有酸、堿雙重催化作用在任何生理?xiàng)l件下順利進(jìn)行分子生物學(xué)復(fù)習(xí)22親核催化(共價(jià)催化)和親電催化親核催化—酶的親核基團(tuán)與底物親電中心
共價(jià)結(jié)合
穩(wěn)定過渡態(tài)
例:酶活性中心的Ser親電催化—酶的親電體與底物親核中心結(jié)合
酶活性中心更敏感
例:金屬離子與底物結(jié)合靜電效應(yīng)酶活性中心中的帶電荷的氨基酸側(cè)鏈/金屬離子穩(wěn)定過渡態(tài)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)23(三)酶活性的調(diào)控酶的活性調(diào)節(jié)蛋白酶解激活(酶原與酶原的激活)酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)別構(gòu)酶代謝途徑、限速酶
FGABCDEHLE1E2E3E4E5E6E7E8分子生物學(xué)復(fù)習(xí)24蛋白酶解激活(酶原的激活)酶原
在細(xì)胞內(nèi)合成或剛分泌時(shí)無催化活性的酶的前體例:消化酶/凝血因子/補(bǔ)體系統(tǒng)/蛋白激素/
膠原蛋白酶原激活過程:酶原酶本質(zhì):酶的活性中心形成特點(diǎn)不可逆共價(jià)修飾一般不需要消耗能量(ATP)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)25別構(gòu)酶酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)底物酶蛋白(四級結(jié)構(gòu))酶蛋白作用物別構(gòu)劑激活劑/抑制劑催化:另一個(gè)酶修飾基團(tuán):磷酸基團(tuán)/乙?;Y(jié)合方式部位:調(diào)節(jié)亞基非共價(jià)結(jié)合可逆地共價(jià)修飾構(gòu)象變化構(gòu)象變化(疏松/緊密)磷酸化或去磷酸化乙酰化,去乙酰化酶活性升高/降低升高/降低動(dòng)力學(xué)曲線呈S形舉例血紅蛋白Tyr蛋白激酶分子生物學(xué)復(fù)習(xí)26信號(hào)分子和受體信號(hào)分子細(xì)胞間信息物質(zhì)第一信使細(xì)胞分泌的調(diào)節(jié)靶細(xì)胞生命活動(dòng)的化學(xué)物質(zhì)根據(jù)細(xì)胞分泌信息物質(zhì)的方式分類神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿、去甲腎上腺素內(nèi)分泌激素胞內(nèi)受體激素:
甲狀腺素、類固醇激素胞膜受體激素:腎上腺素、促甲狀腺激素、胰高血糖素、胰島素、生長激素局部化學(xué)介質(zhì)生長因子、前列腺素氣體信號(hào)分子一氧化氮、一氧化碳三、細(xì)胞信息轉(zhuǎn)導(dǎo)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)27信號(hào)分子和受體受體膜受體離子通道受體G蛋白偶聯(lián)受體單跨膜受體酪氨酸蛋白激酶受體型非酪氨酸蛋白激酶受體型TGFβ的Ⅰ型和Ⅱ型受體具有鳥嘌呤環(huán)化酶活性的受體胞內(nèi)受體位于細(xì)胞漿和細(xì)胞核中的受體全部為DNA結(jié)合蛋白分子生物學(xué)復(fù)習(xí)28細(xì)胞內(nèi)信息物質(zhì)第一信使經(jīng)轉(zhuǎn)導(dǎo)刺激細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的傳遞細(xì)胞調(diào)控信號(hào)的化學(xué)物質(zhì)無機(jī)離子Ca2+脂類衍生物DAG、Cer核苷酸cAMP、cGMP糖類衍生物IP3信號(hào)蛋白分子Ras/JAK/Raf第二信使細(xì)胞內(nèi)傳遞信息的小分子物質(zhì)Ca2+、DAG、IP3、Cer、cAMP、cGMP、花生四烯酸及其代謝產(chǎn)物第三信使DNA結(jié)合蛋白(≈轉(zhuǎn)錄因子)負(fù)責(zé)細(xì)胞核內(nèi)外信息傳遞與靶基因特異序列結(jié)合,調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄分子生物學(xué)復(fù)習(xí)29
膜受體介導(dǎo)的信息傳遞G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑cAMP信號(hào)傳導(dǎo)途徑腎上腺素胰高血糖素促甲狀腺激素(TSH)Ca2+信號(hào)傳導(dǎo)途徑促甲狀腺激素釋放激素(TRH)去甲腎上腺素抗利尿激素分子生物學(xué)復(fù)習(xí)30酶偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑受體酪氨酸蛋白激酶(RTK)途徑胰島素,生長因子受體鳥苷酸環(huán)化酶途徑心鈉素(ANP),NO受體Tyr磷酸酶CD45受體Ser/Thr激酶TGF-β途徑結(jié)合Tyr激酶的受體EPO,IFN分子生物學(xué)復(fù)習(xí)31信號(hào)分子受體G蛋白腺苷酸環(huán)化酶ATPcAMPA激酶ProPro-p生理功能調(diào)節(jié)cAMP信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑分子生物學(xué)復(fù)習(xí)32ProPro-p調(diào)節(jié)蛋白的磷酸化(快調(diào)節(jié))e.g糖原磷酸化激酶、糖原磷酸化酶轉(zhuǎn)錄因子磷酸化(慢調(diào)節(jié))e.gCREB(CRE結(jié)合蛋白)磷酸化
CRE(cAMP反應(yīng)元件)促進(jìn)有關(guān)基因轉(zhuǎn)錄分子生物學(xué)復(fù)習(xí)33cAMP信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑信號(hào)分子腎上腺素,胰高血糖素促腎上腺皮質(zhì)激素,促甲狀腺激素(TSH),
促黃體素甲狀旁腺激素,升壓素G蛋白偶聯(lián)受體單一多肽鏈組成顯著的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):7個(gè)跨膜α螺旋膜外N端,配體結(jié)合的區(qū)域
跨膜7段不連續(xù)的肽段組成
膜內(nèi)C端,與G蛋白結(jié)合的區(qū)域分子生物學(xué)復(fù)習(xí)34G蛋白(GTP-結(jié)合蛋白)Gs:活化腺苷酸環(huán)化酶活化型:G蛋白-GTP非活化型:G蛋白-GDP具GTP酶的活性G蛋白種類Gs(+)腺苷酸環(huán)化酶cAMPGi(-)腺苷酸環(huán)化酶cAMPGq活化磷脂酶C-β腺苷酸環(huán)化酶ATPcAMPcAMP第二信使分子生物學(xué)復(fù)習(xí)35cAMP依賴的蛋白激酶
(A激酶)結(jié)構(gòu):2個(gè)催化亞基,2個(gè)調(diào)節(jié)亞基的蛋白質(zhì)激活:別構(gòu)激活(別構(gòu)劑cAMP)作用:ProPro-P
靶蛋白1、調(diào)節(jié)蛋白的磷酸化(快調(diào)節(jié))
e.g糖原磷酸化激酶、糖原磷酸化酶2、轉(zhuǎn)錄因子磷酸化(慢調(diào)節(jié))
e.gCREB(CRE結(jié)合蛋白)磷酸化
CRE(cAMP反應(yīng)元件)促進(jìn)有關(guān)基因轉(zhuǎn)錄36舉例1分子生物學(xué)復(fù)習(xí)37舉例2霍亂毒素NAD+(-ADP核糖基團(tuán))Gsα-GTPase(-)腸上皮細(xì)胞cAMP增高Na+大量外流、水進(jìn)入腸道—腹瀉百日咳NAD+(-ADP核糖基團(tuán))Gsα-GTPase(+)cAMP降低分子生物學(xué)復(fù)習(xí)38信號(hào)分子受體Gq蛋白磷脂酶C-βC激酶ProPro-p生理功能調(diào)節(jié)DGPIP2
IP3Ca2+Ca2+信號(hào)途徑TRH,去甲腎上腺素,抗利尿激素分子生物學(xué)復(fù)習(xí)39
ProPro-p
1.蛋白磷酸化2.激活一些特異基因的轉(zhuǎn)錄(轉(zhuǎn)錄因子磷酸化)
轉(zhuǎn)錄因子
C激酶
轉(zhuǎn)錄因子-P+順式作用元件
分子生物學(xué)復(fù)習(xí)40信號(hào)分子受體Gq蛋白磷脂酶C-βProPro-p生理功能調(diào)節(jié)PIP2
IP3Ca2+Ca2+-鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶途徑
(Ca2+-CaM激酶途徑)鈣調(diào)蛋白+CaM激酶Ras下游的信號(hào)介導(dǎo)物圖17-17單體GTP酶Ras超家族“受體二聚體”機(jī)制分子生物學(xué)復(fù)習(xí)42信號(hào)分子受體GTPcGMPG激酶ProPro-p生理功能調(diào)節(jié)受體鳥苷酸環(huán)化酶途徑心鈉素NO分子生物學(xué)復(fù)習(xí)43信號(hào)分子受體細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)/細(xì)胞周期調(diào)節(jié)受體Tyr磷酸酶途徑CD45Tyr磷酸酶Lck激酶Lck去磷酸化TGF
受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路單次跨膜受體,自身具有Ser/Thr激酶催化結(jié)構(gòu)域分子生物學(xué)復(fù)習(xí)45結(jié)合Tyr激酶的受體
(JAK-STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑)
細(xì)胞因子受體信號(hào)分子JAK激酶P受體二聚體STAT-SHPSH-PP-SH轉(zhuǎn)錄STATSTAT干擾素受體,白介素2,EPO,生長激素受體分子生物學(xué)復(fù)習(xí)46信號(hào)分子
胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信息傳遞受體信號(hào)分子受體專一DNA序列基因轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄因子順式作用元件類固醇激素,甲狀腺激素,1,25(OH)2-D3,維甲酸,性激素分子生物學(xué)復(fù)習(xí)(一)糖蛋白組成蛋白質(zhì)糖(N-糖鏈,O-糖鏈)含量:1~50%糖鏈長度:≤15個(gè)單糖蛋白質(zhì)-糖的連接鍵共價(jià)鍵N-連接,O-連接分布與種類細(xì)胞膜:血型抗原/組織相容性抗原
/Ig(膜結(jié)合型)/激素受體
/病毒受體分泌性蛋白:凝血因子/激素蛋白/Ig/補(bǔ)體四、糖蛋白和蛋白聚糖分子生物學(xué)復(fù)習(xí)糖蛋白聚糖中單糖的種類葡萄糖(Glu)半乳糖(Gal)甘露糖(Man)N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)巖藻糖(Fuc)N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)N-乙酰神經(jīng)氨酸(NeuAc)唾液酸(Sia)1、常見8種單糖(D型)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)2、糖鏈和蛋白質(zhì)的連接N-連接糖N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)連接健
N-糖苷鍵蛋白質(zhì)天冬酰胺(Asn)-X-Ser/Thr存在部位血漿蛋白,膜蛋白O-連接糖N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)半乳糖(Gal)連接健
O-糖苷鍵O-糖苷鍵蛋白質(zhì)Ser/Thr(-OH)羥賴氨酸(Hyl)存在部位呼吸道/消化道粘液蛋白,血型蛋白,抗體膠原蛋白分子生物學(xué)復(fù)習(xí)3、糖鏈類型和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)N-糖鏈五糖核心高甘露糖型外鏈只有ManIgM,甲狀腺球蛋白復(fù)雜性Man/外鏈(GalNAc/GlcNAc/Fuc/Sia)血型蛋白,Ig(提供識(shí)別信號(hào))雜合型外鏈:高甘露糖型+雜合型Ig,甲狀腺球蛋白O-糖鏈核心二糖:GalNAc-Gal核心二糖可重復(fù)延長及分支再接上Fuc、GlcNAc等單糖ManManManGlcNAcGlcNAcAsn分子生物學(xué)復(fù)習(xí)4、N-糖鏈的生物功能參與分子識(shí)別和細(xì)胞識(shí)別分子識(shí)別分子之間的選擇性/特異性作用Ag-Ab/酶蛋白-底物/激素-受體糖鏈/蛋白質(zhì)/核酸/脂質(zhì)之間細(xì)胞識(shí)別細(xì)胞分子通過細(xì)胞表面分子而產(chǎn)生的特異性相互作用精子-卵子的識(shí)別參與新生多肽鏈的折疊影響亞基的構(gòu)象、亞基之間的識(shí)別與聚合參與糖蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn),分泌增強(qiáng)糖蛋白的穩(wěn)定性分子生物學(xué)復(fù)習(xí)(二)蛋白聚糖組成核心蛋白(含有糖胺聚糖結(jié)合結(jié)構(gòu)域)糖(一條/多條糖胺聚糖,N-糖鏈,O-糖鏈)含量:>50~95%糖鏈長度:~80個(gè)單糖(不含Sia)蛋白質(zhì)-糖的連接鍵共價(jià)鍵N-連接,O-連接分布與種類細(xì)胞外基質(zhì):結(jié)締組織細(xì)胞外的凝膠樣基質(zhì)軟骨組織細(xì)胞表面分子生物學(xué)復(fù)習(xí)體內(nèi)重要的糖胺聚糖硫酸軟骨素/硫酸皮膚素/硫酸角質(zhì)素透明質(zhì)酸/肝素/硫酸類肝素糖胺聚糖由30~250
個(gè)重復(fù)二糖單位組成重復(fù)二糖單位
=【已糖醛酸-已糖胺】呈酸性/親水性功能保持結(jié)締組織的水分調(diào)節(jié)陽離子在組織中分布潤滑、保護(hù)作用(關(guān)節(jié))促進(jìn)創(chuàng)傷愈合糖胺聚糖(粘多糖)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)五、核酸化學(xué)
(一)核酸的化學(xué)組成DNA脫氧核糖核酸RNA核糖核酸構(gòu)件分子核苷酸嘌呤/嘧啶-脫氧核糖-磷酸dAMP/dGMP/dCMP/dTMP嘌呤/嘧啶-核糖-磷酸AMP/GMP/CMP/UMP嘌呤/嘧啶A/T/G/CA/U/G/C少量稀有堿基核糖β-D-2脫氧核糖β-D-核糖分子生物學(xué)復(fù)習(xí)堿基(嘌呤、嘧啶)+核糖(脫氧核糖、核糖)核苷+磷酸
核苷酸
3’,5’-磷酸二酯鍵核酸(二)核酸的分子結(jié)構(gòu)
1、核苷酸的連接分子生物學(xué)復(fù)習(xí)2、DNA分子結(jié)構(gòu)DNA一級結(jié)構(gòu)核苷酸的排列順序堿基的排列順序(5’3’)長度人類基因組的長度:3.2×109編碼蛋白質(zhì)基因:3萬多個(gè)功能基因形式攜帶遺傳信息基因:DNA分子中特定區(qū)域,核苷酸的排列順序基因組:DNA分子的全序列
所有編碼RNA和蛋白質(zhì)的序列+所有非編碼序列分子生物學(xué)復(fù)習(xí)回文序列限制性內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)基因調(diào)控區(qū)域分子生物學(xué)復(fù)習(xí)
DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點(diǎn)反向平行互補(bǔ)雙鏈3’5’/5’3’AT
GC右手螺旋(B型)內(nèi)側(cè):AT/
GC
堿基對平面與螺旋中心軸垂直外側(cè):核糖和磷酸(親水)螺旋表面:大溝/小溝是DNA與蛋白質(zhì)識(shí)別、結(jié)合的部位維持DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定因素堿基平面間的疏水堆積力堿基對間的氫鍵DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)多樣性A型:右手螺旋/較B型粗Z型:左手螺旋/呈鋸齒狀分子生物學(xué)復(fù)習(xí)Waston-Crick模型B型DNA
結(jié)晶結(jié)構(gòu)雙螺旋構(gòu)象參數(shù)直徑2nm堿基堆積距離0.34nm相鄰核酸之間夾角3628-42與序列有關(guān)螺旋每周所含堿基10bp10.4bp螺距3.4nm堿基平面呈螺旋漿式扭曲分子生物學(xué)復(fù)習(xí)DNA三級結(jié)構(gòu)負(fù)超螺旋盤繞方向與DNA雙螺旋方向相反DNA四級結(jié)構(gòu)原核生物:封閉的環(huán)狀雙螺旋真核生物:核小體染色質(zhì)染色體(DNA+組蛋白)染色質(zhì)常染色質(zhì):壓縮程度低/有轉(zhuǎn)錄活性異染色質(zhì):壓縮程度高/無轉(zhuǎn)錄活性分子生物學(xué)復(fù)習(xí)RNA空間結(jié)構(gòu)單鏈/局部雙螺旋tRNA含有稀有堿基一級結(jié)構(gòu):單鏈多核苷酸二級結(jié)構(gòu):三葉草型三級結(jié)構(gòu):倒L型反密碼環(huán)--含反密碼子氨基酸臂--攜帶氨基
3’端:-CCA參與蛋白質(zhì)合成識(shí)別密碼子轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸3、RNA分子結(jié)構(gòu)與功能分子生物學(xué)復(fù)習(xí)核糖體組成原核生物真核生物核糖體(rRNA+rP)70S(30S小亞基)(50S大亞基)80S(40S小亞基)(60S大亞基)rRNArPrRNArP大亞基5S23S36種L1~L365S5.8S28S49種L1~L49小亞基16S21種S1~S2118S33種S1~S33分子生物學(xué)復(fù)習(xí)原核生物mRNA多順反子一條mRNA鏈編碼多個(gè)功能相關(guān)的蛋白質(zhì)參與蛋白質(zhì)合成遺傳信息的傳遞mRNA=5’非翻譯區(qū)
+編碼區(qū)1+編碼區(qū)2+編碼區(qū)3
+3’非翻譯區(qū)SD序列位于起始密碼AUG上游
7-10個(gè)核苷酸長度4-6bp能和原核生物16srRNA3’端富含嘧啶序列互補(bǔ)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)真核生物mRNA單順反子參與蛋白質(zhì)合成遺傳信息的傳遞初級轉(zhuǎn)錄物核內(nèi)不均一RNA
(hnRNA)外顯子+內(nèi)含子成熟mRNA(無內(nèi)含子)mRNA=5’端帽子結(jié)構(gòu)
+5’非翻譯區(qū)
+編碼區(qū)(外顯子)
+3’非翻譯區(qū)
+polyA分子生物學(xué)復(fù)習(xí)5’端帽子結(jié)構(gòu)m7GpppN保護(hù)mRNA免受核酸酶降解運(yùn)輸mRNA從核內(nèi)到細(xì)胞質(zhì)3’端尾結(jié)構(gòu)polyA20-250A真核mRNA成熟的標(biāo)志5’非翻譯區(qū)調(diào)節(jié)翻譯水平mRNA在細(xì)胞質(zhì)中的定位Kozak序列mRNA起始密碼子及其附近存在的保守的共有序列AUG上游-3位是A下游+4位是G能使翻譯的效率提高3’非翻譯區(qū)影響mRNA分子的穩(wěn)定性分子生物學(xué)復(fù)習(xí)RNA組學(xué)研究snmRNAs種類/結(jié)構(gòu)/功能snmRNAs除三種RNA以外的小分子RNAsnRNAsonRNAscRNA作用于hnRNA/rRNA轉(zhuǎn)錄后加工/轉(zhuǎn)運(yùn)/基因表達(dá)調(diào)控蛋白質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位合成的信號(hào)識(shí)別體的組成部分
siRNA外源性基因入侵雙鏈RNA(mRNA)宿主產(chǎn)生特定長度(21核苷酸)/特定序列
小片段RNA(siRNA)siRNA+mRNAmRNA降解RNA干擾技術(shù)(RNAi)
miRNA(microRNA)單鏈RNA(22核苷酸)參與調(diào)控生長發(fā)育基因分子生物學(xué)復(fù)習(xí)酶法RNA酶(RNAase):水解RNADNA酶(DNAase):水解DNA核酸內(nèi)切酶:作用于多核苷酸內(nèi)部的磷酸二酯鍵核酸外切酶:作用于多核苷酸3’末端磷酸二酯鍵3’5’外切酶作用于多核苷酸5’末端磷酸二酯鍵5’3’外切酶限制性內(nèi)切酶(三)核酸的理化性質(zhì)與應(yīng)用
分子生物學(xué)復(fù)習(xí)核酸的測定方法A260nm測定核酸溶液濃度A260nm/A280nm判斷核酸的純度(蛋白質(zhì)雜質(zhì)的多少)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)核酸變性
物化因素DNA雙鏈單鏈堿基氫鍵斷裂一級結(jié)構(gòu)不變增色效應(yīng):核酸變性時(shí)其260nm紫外線吸收值增加熔解溫度(變性溫度,Tm
)
DNA加熱變性,其260nm紫外線吸收值達(dá)最大吸收值一半時(shí)的溫度Tm與CG含量成正比分子生物學(xué)復(fù)習(xí)核酸復(fù)性適當(dāng)條件變性DNA雙螺旋DNA(兩條單鏈)退火(annealing)
緩慢冷卻(Tm-25℃)熱變性DNA雙螺旋DNA雜交不同種類DNA單鏈/RNA
堿基配對適宜條件雜化雙鏈
(DNA-DNA/DNA-RNA/RNA-RNA)研究基因的位置鑒定兩種核酸的相似性檢測某些專一序列在待檢樣品中存在與否:基因芯片分子生物學(xué)復(fù)習(xí)六、DNA的生物合成與損傷修復(fù)
分子生物學(xué)的中心法則(centraldogma)
DNARNA蛋白質(zhì)復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制分子生物學(xué)復(fù)習(xí)DNA的半保留復(fù)制模板原則特點(diǎn)親代的DNA雙鏈,每股鏈都可作為模板按堿基配對原則指導(dǎo)新鏈的合成合成的兩個(gè)子代DNA分子堿基順序與親代分子完全一樣一條鏈來自于親代的DNA鏈,另一條鏈?zhǔn)切潞铣傻逆湻肿由飳W(xué)復(fù)習(xí)
半不連續(xù)復(fù)制
在DNA復(fù)制過程中,親代DNA分子中以3’5’方向的母鏈作為模板指導(dǎo)新的鏈以5’3’
方向連續(xù)合成,另一股以5’3’
為方向的母鏈則指導(dǎo)新合成的鏈以5’3’方向合成1000—2000個(gè)核苷酸長度的許多不連續(xù)的片段(崗崎片段),這種復(fù)制方式稱之為半不連續(xù)復(fù)制。分子生物學(xué)復(fù)習(xí)
RNA引物DNA聚合酶不能催化兩個(gè)游離的dNTP在DNA模板上聚合需要具3’-OH的引物RNA聚合酶能催化兩個(gè)游離的NTP在DNA模板上聚合提供3’-OH引物最后要被DNA聚合酶Ⅰ除去,缺口由該酶補(bǔ)滿,再由連接酶連接減少突變,提高DNA復(fù)制的真實(shí)性分子生物學(xué)復(fù)習(xí)(1)原核生物DNA復(fù)制的基本過程原核生物的DNA復(fù)制過程復(fù)制的起始雙向復(fù)制(θ型復(fù)制)特定起始點(diǎn)解鏈/解旋/穩(wěn)定單鏈引發(fā)體和引物oriCDnaA、B、C/拓?fù)洚悩?gòu)酶/SSB引發(fā)體=DnaB+DnaC+DnaG(引物酶)引物:RNA--提供3’-OH分子生物學(xué)復(fù)習(xí)復(fù)制的延長子鏈的延長子鏈延長方向領(lǐng)頭鏈隨從鏈DNA聚合酶Ⅲ/dNTP/3’,5’-磷酸二酯鍵5’3’模板:3’5’,子鏈:5’3’模板:5’3’,子鏈:5’3’,崗崎片段分子生物學(xué)復(fù)習(xí)3’5’5’3’復(fù)制的終止去除RNA引物補(bǔ)充空缺連接DNA聚合酶Ⅰ的小片段
5’3’外切酶DNA聚合酶Ⅰ的大片段
3’5’外切酶
5’3’聚合酶DNA連接酶分子生物學(xué)復(fù)習(xí)參與原核生物DNA復(fù)制的酶參與DNA復(fù)制的酶DNA聚合酶解螺旋酶引物酶單鏈DNA結(jié)合蛋白(SSB)拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ/ⅡDNA連接酶分子生物學(xué)復(fù)習(xí)DNA聚合酶Ⅰ多功能酶
5’3’外切酶
3’5’外切酶
5’3’聚合酶單鏈多肽大小二個(gè)片段切除RNA引物,填補(bǔ)空缺損傷后修復(fù)DNA聚合酶Ⅱ與Ⅲ多功能酶
5’3’聚合酶
3’5’外切酶
不對稱二聚體單體1-前導(dǎo)鏈/單體2-隨從鏈DNA復(fù)制的主要酶高續(xù)進(jìn)性
高聚合酶活性
高產(chǎn)物真實(shí)性DNA聚合酶分子生物學(xué)復(fù)習(xí)
3’5’
5’
3’
外切酶聚合酶NC
5’
3’外切酶小片段大片段(klenow片段)切除RNA引物損傷修復(fù)校讀功能(常用的工具酶)
DNA聚合酶Ⅰ聚合功能切口平移技術(shù)標(biāo)記DNA片段5’3’外切酶5’3’聚合酶3’5’外切酶
分子生物學(xué)復(fù)習(xí)解螺旋酶、引物酶、單鏈DNA結(jié)合蛋白、
拓?fù)洚悩?gòu)酶蛋白質(zhì)(基因)通用名功能引發(fā)體DnaA(dnaA)DnaB(dnaB)DnaC(dnaC)解螺旋酶辨認(rèn)起始點(diǎn)解開DNA雙鏈運(yùn)送和協(xié)同DnaBDnaG(dnaG)引物酶催化RNA引物生成SSB單鏈DNA結(jié)合蛋白穩(wěn)定已解開的單鏈拓?fù)洚悩?gòu)酶理順DNA鏈分子生物學(xué)復(fù)習(xí)質(zhì)粒的不相容性/反義RNA質(zhì)粒的不相容性細(xì)菌內(nèi)的質(zhì)粒排斥同一類型質(zhì)粒進(jìn)入同一細(xì)胞舉例:E.coli質(zhì)粒ColE1的DNA復(fù)制引物RNA前體(一定構(gòu)象)
RNAaseH
引物RNA分子生物學(xué)復(fù)習(xí)RNA1--質(zhì)粒DNA另一條鏈的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物
+
與引物前體互補(bǔ),改變前體構(gòu)象
RNAaseH(×)引物無法產(chǎn)生
RNA1與質(zhì)粒DNA數(shù)成正比
RNA1是一種反義RNA反義RNA能夠互補(bǔ)和雜交于一個(gè)基因特異的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物(復(fù)制引物/mRNA),抑制其功能的RNA分子生物學(xué)復(fù)習(xí)
DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶水解3’,5’-磷酸二酯鍵連接3’,5’-磷酸二酯鍵切斷、整理DNA雙鏈,負(fù)超螺旋松弛型Ⅰ型topⅠ
作用于負(fù)超螺旋切斷DNA雙螺旋中的一股,張力下降后封閉。Ⅱ型topⅡ?qū)⒄菪D(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)超螺旋topⅣ切斷DNA雙鏈,使另一雙鏈經(jīng)過此缺口,再封閉。分子生物學(xué)復(fù)習(xí)切口填補(bǔ):連接雙股DNA分子中一鏈的切口雙鏈DNA分子中雙鏈的切口不能連接二分子單鏈DNA
DNA連接酶
催化二段DNA鏈之間3’,5’
磷酸二酯鍵的形成分子生物學(xué)復(fù)習(xí)復(fù)制終點(diǎn)與Tus蛋白復(fù)制終點(diǎn)E.coli復(fù)制終點(diǎn)位于2個(gè)復(fù)制叉的匯合處與復(fù)制起始點(diǎn)oriC相對復(fù)制叉匯合點(diǎn)兩側(cè)各存在一終止區(qū)(ter)Tus蛋白反旋轉(zhuǎn)酶活性識(shí)別結(jié)合ter共有序列阻止解旋酶/抑制復(fù)制叉前進(jìn)/復(fù)制體解體分子生物學(xué)復(fù)習(xí)原核生物復(fù)制的起始真核生物復(fù)制的起始雙向復(fù)制θ型復(fù)制雙向復(fù)制多個(gè)復(fù)制單位(復(fù)制泡=復(fù)制起始點(diǎn)+復(fù)制叉)oriC多個(gè)起始點(diǎn)DnaA辨認(rèn)起始點(diǎn)“蛋白質(zhì)+DNA復(fù)合物”辨認(rèn)起始點(diǎn)DnaA、B、C/拓?fù)洚悩?gòu)酶/SSB/引物酶DNA-polα、δ,PCNA,拓?fù)涿福瑥?fù)制因子(2)真核生物的DNA復(fù)制過程分子生物學(xué)復(fù)習(xí)復(fù)制的延長子鏈的延長子鏈延長方向領(lǐng)頭鏈隨從鏈DNA聚合酶δ+PCNA/dNTP/3’,5’-磷酸二酯鍵5’3’模板:3’5’,子鏈:5’3’模板:5’3’,子鏈:5’3’,崗崎片段分子生物學(xué)復(fù)習(xí)復(fù)制的終止去除RNA引物補(bǔ)充空缺連接切除引物:RNAaseH1/FEN1真核生物是線性DNA每復(fù)制一次,子鏈5’有缺失端粒酶作用,形成端粒,防止子鏈的5’有缺失線形DNA復(fù)制末端問題分子生物學(xué)復(fù)習(xí)DNA聚合酶原核生物DNA聚合酶DNA聚合酶Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ真核生物DNA聚合酶DNA聚合酶α(引物酶)起始引發(fā),引物酶活性DNA聚合酶β低保真度的復(fù)制DNA聚合酶γ線粒體DNA復(fù)制DNA聚合酶δ(DNA聚合酶Ⅲ)延長子鏈的主要酶,解旋酶活性DNA聚合酶ε(DNA聚合酶Ⅰ)填補(bǔ)引物空隙,切除修復(fù),重組分子生物學(xué)復(fù)習(xí)端粒真核生物染色體線性DNA分子末端的結(jié)構(gòu)染色體線性DNA膨大結(jié)構(gòu):DNA+結(jié)合蛋白維持染色體穩(wěn)定和DNA復(fù)制的完整性端粒酶防止端??s短的酶蛋白質(zhì)(逆轉(zhuǎn)錄酶/協(xié)同蛋白)+RNA(合成端粒DNA的模板)唯一攜帶RNA模板的逆轉(zhuǎn)錄酶端粒、端粒酶和衰老、腫瘤有關(guān)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)哺乳動(dòng)物線粒體DNA的D環(huán)(D-loop)復(fù)制噬菌體DNA的滾環(huán)復(fù)制線粒體DNA環(huán)形分重鏈(H鏈)/輕鏈(L鏈)復(fù)制起始位置不同復(fù)制不同步H鏈、L鏈復(fù)制起始位置不同復(fù)制不同步D環(huán)復(fù)制—不對稱復(fù)制(3)線粒體和噬菌體DNA復(fù)制分子生物學(xué)復(fù)習(xí)3、DNA復(fù)制的忠實(shí)性DNA的半保留復(fù)制遵守嚴(yán)格的堿基配對規(guī)律RNA引物DNA聚合酶在復(fù)制延長中對堿基的選擇功能復(fù)制出錯(cuò)是有即時(shí)的校讀功能
(3’5’外切酶功能)DNA損傷的修復(fù)機(jī)制分子生物學(xué)復(fù)習(xí)DNA損傷的修復(fù)光修復(fù)光修復(fù)酶嘧啶二聚體非聚合狀態(tài)(正常DNA)切除修復(fù)細(xì)胞內(nèi)最重要和有效的修復(fù)方式堿基切除修復(fù)/核苷酸切除修復(fù)/錯(cuò)配修復(fù)重組修復(fù)復(fù)制后修復(fù)E.coliDNA重組修復(fù)的酶RecA和RecBCDDNA傾向差錯(cuò)合成誘導(dǎo)產(chǎn)生缺乏校對功能的DNA聚合酶(Ⅳ、Ⅴ)在DNA損傷部位進(jìn)行復(fù)制而避免了死亡SOS修復(fù)DNA損傷廣泛、緊急狀況下整體動(dòng)員而誘發(fā)的反應(yīng)SOS修復(fù)系統(tǒng)=切除修復(fù)+重組修復(fù)+調(diào)控蛋白
=Uvr(uvr)+Rec(rec)+LexA分子生物學(xué)復(fù)習(xí)切除修復(fù)堿基切除修復(fù)核苷酸切除修復(fù)錯(cuò)配修復(fù)切開識(shí)別、切除損傷部位磷酸二酯鍵DNA糖苷酶UvrA、UvrBMutH/MutS/MutL清除清除損傷DNA核酸內(nèi)切酶UvrCDNA解旋酶II/SSB/核酸外切酶I合成DNA聚合酶合成DNA聚合酶Ⅰ(DNAPⅠ)DNA聚合酶ⅠDNA聚合酶III連接DNA連接酶連接DNA連接酶DNA連接酶DNA連接酶分子生物學(xué)復(fù)習(xí)(三)逆轉(zhuǎn)錄
1、反轉(zhuǎn)錄和反轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄的概念(RNADNA)
RNA為模板逆轉(zhuǎn)錄酶
4種dNTP
堿基配對的原則
cDNA(互補(bǔ)DNA--不含內(nèi)含子,只含外顯子)逆轉(zhuǎn)錄酶(RNA依賴的DNA聚合酶)有三種活性:RNA為模板的DNA聚合酶RNAaseDNA為模板的DNA聚合酶分子生物學(xué)復(fù)習(xí)逆轉(zhuǎn)錄過程催化三種反應(yīng):RNA指導(dǎo)的DNA合成RNA水解DNA指導(dǎo)的DNA合成逆轉(zhuǎn)錄的意義RNA同樣兼有遺傳信息傳代與表達(dá)功能逆轉(zhuǎn)錄病毒(RNA病毒)癌基因:白血病病毒其他:艾滋病病毒(HIV)/雞禽流感病毒
/SARS基因工程獲得目的基因的重要方法之一分子生物學(xué)復(fù)習(xí)七、RNA的生物合成復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別引物需要RNA引物不需要引物
分子生物學(xué)復(fù)習(xí)復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的相同點(diǎn)模板DNA原料核苷三磷酸堿基配對堿基配對原則聚合酶依賴DNA的聚合酶合成方向5’3’產(chǎn)物多核苷酸分子生物學(xué)復(fù)習(xí)RNA轉(zhuǎn)錄的基本過程原核生物真核生物起始RNA聚合酶結(jié)合在轉(zhuǎn)錄模板的起始區(qū)域。DNA雙鏈解開,其中的一條鏈作為轉(zhuǎn)錄模板。酶RNA聚合酶全酶(2)RNA-pol不與DNA分子直接結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子互相結(jié)合生成復(fù)合物
RNA聚合酶結(jié)合、轉(zhuǎn)錄相應(yīng)的基因起始點(diǎn)辨認(rèn)
70TFⅡD(RNA-polⅡ)啟動(dòng)序列-35區(qū)的TTGACA-10區(qū)的TATAAT-25bpTATAInr起始復(fù)合物DNA-RNApolDNA-RNApol-各種TF分子生物學(xué)復(fù)習(xí)原核生物真核生物延長轉(zhuǎn)錄-翻譯過程偶聯(lián)轉(zhuǎn)錄、翻譯過程分開轉(zhuǎn)錄空泡RNA-pol(核心酶)····DNA····RNA酶
亞基脫落核心酶作用NTP聚合,RNA鏈延長RNA-polⅠ、Ⅱ、Ⅲ作用分子生物學(xué)復(fù)習(xí)原核生物真核生物終止RNA聚合酶在DNA模板上停頓轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA鏈從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物上脫落下來依賴Rho(ρ)因子的轉(zhuǎn)錄終止ρ-因子:ATP酶/解旋酶轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)
AATAAAGTGTGTG和轉(zhuǎn)錄后修飾密切相關(guān)非依賴Rho因子的轉(zhuǎn)錄終止莖環(huán)結(jié)構(gòu)3’末端都個(gè)連續(xù)的U使轉(zhuǎn)錄終止分子生物學(xué)復(fù)習(xí)2、RNA聚合酶原核生物RNA聚合酶核心酶α2ββ’核心酶參與轉(zhuǎn)錄全過程決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄結(jié)合底物,形成磷酸二酯鍵(催化)結(jié)合模板(開鏈)σ識(shí)別起始點(diǎn)啟動(dòng)子(延長時(shí)脫落)
分子生物學(xué)復(fù)習(xí)真核生物RNA聚合酶種類細(xì)胞內(nèi)定位轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物對鵝膏蕈堿反應(yīng)對利福霉素反應(yīng)Ⅰ核仁45S-rRNA不敏感不敏感Ⅱ核質(zhì)hnRNA,U1-5snRNA高度敏感不敏感Ⅲ核質(zhì)tRNA,5srRNA,U6snRNA,scRNA中度敏感性不敏感線粒體轉(zhuǎn)錄小基因組DNA活性低葉綠體分子生物學(xué)復(fù)習(xí)真核生物RNA聚合酶亞基數(shù)目13-15個(gè)共同亞基核心亞基與細(xì)菌的核心酶3個(gè)亞基有同源性共同亞基特異亞基RNAPⅡ最大亞基的C端C端結(jié)構(gòu)域(CTD)RNAPⅡ最大亞基的C端含有若干七肽重復(fù)序列(Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser)nCTD富含Ser/Thr其磷酸化有利轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工n值具有種屬特異性n26—酵母n40果蠅N52哺乳動(dòng)物分子生物學(xué)復(fù)習(xí)順式作用元件啟動(dòng)子啟動(dòng)子特點(diǎn)位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)-200bpRNAPⅠ/RNAPⅡ--上游RNAPⅢ下游啟動(dòng)子分類核心啟動(dòng)子TATA盒/起始子Inr決定轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)啟動(dòng)子近側(cè)序列元件(PSE)位于核心啟動(dòng)子上游(-200bp以內(nèi))GC盒/CAAT盒/OCT與上游因子/可誘導(dǎo)因子結(jié)合決定啟動(dòng)子效率和特異性分子生物學(xué)復(fù)習(xí)增強(qiáng)子一類能增強(qiáng)真核生物啟動(dòng)子功能的順式作用元件(DNA序列)增強(qiáng)子、啟動(dòng)子交錯(cuò)覆蓋/連續(xù)沒有增強(qiáng)子,啟動(dòng)子不表現(xiàn)活性沒有啟動(dòng)子,增強(qiáng)子無法發(fā)揮作用增強(qiáng)子作用不受序列方向的制約有組織特異性可誘導(dǎo)增強(qiáng)子(反應(yīng)元件)一類順式作用元件可受某一因素誘導(dǎo)(糖皮質(zhì)激素)在多個(gè)組織產(chǎn)生反應(yīng)舉例:激素反應(yīng)元件(HRE)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄起始必需的非RNAP的蛋白質(zhì)結(jié)合于啟動(dòng)子/增強(qiáng)子往往形成轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合物通用轉(zhuǎn)錄因子將相應(yīng)RNAP定位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)共同組分:TBP(TATAbox結(jié)合蛋白)RNAPⅠSL1RNAPⅡTFⅡDRNAPⅢTFⅢB分子生物學(xué)復(fù)習(xí)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子結(jié)構(gòu)DNA結(jié)合域螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋、鋅指亮氨酸拉鏈、螺旋-環(huán)-螺旋轉(zhuǎn)錄激活域蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)結(jié)合域(二聚化結(jié)構(gòu)域)polⅡTFⅡHTAFTFⅡFTAFTAFTFⅡATFⅡBTBP真核RNA聚合酶Ⅱ在轉(zhuǎn)錄因子幫助下,形成的轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物TATA
DNATBP相關(guān)因子分子生物學(xué)復(fù)習(xí)Zinc-fingers
鋅指約有30個(gè)AA殘基其中4個(gè)AA殘基(2個(gè)Cys,2個(gè)His或4個(gè)Cys)配位鍵
Zn2+
鋅指與DNA雙螺旋大溝結(jié)合一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子具有多個(gè)鋅指結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)Leucine-zippers
亮氨酸拉鏈(堿性拉鏈)一段肽鏈中每隔7個(gè)AA
即有一個(gè)Leuα螺旋
親水面:親水AA組成
疏水面:Leu組成
(亮氨酸拉鏈條)可形成二聚體(發(fā)揮作用)(同二聚體/異二聚體)DNA的結(jié)合域:拉鏈區(qū)以外結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)原核生物終止方式終止RNA聚合酶在DNA模板上停頓轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA鏈從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物上脫落下來依賴Rho(ρ)因子的轉(zhuǎn)錄終止ρ-因子:ATP酶/解旋酶非依賴Rho因子的轉(zhuǎn)錄終止莖環(huán)結(jié)構(gòu)3’末端多個(gè)連續(xù)的U(終止子/
終止信號(hào))使轉(zhuǎn)錄終止抗終止作用抗終止因子結(jié)合于RNAPRNAP通過終止信號(hào)繼續(xù)轉(zhuǎn)錄下游基因4、終止子和終止因子分子生物學(xué)復(fù)習(xí)5、RNA生物合成的抑制劑抑制核苷酸合成5-氟尿嘧啶與DNA模板作用放線菌素D--插入dG*dC間烷化劑/嵌入性燃料(溴乙啶/吖啶黃)與RNA聚合酶作用原核生物利福平/利福霉素(和β亞基結(jié)合,抑制轉(zhuǎn)錄起始)真核生物α鵝膏蕈堿--(-)RNA聚合酶Ⅱ分子生物學(xué)復(fù)習(xí)真核生物tRNA轉(zhuǎn)錄后加工堿基修飾生成稀有堿基3’端
CCA-OH5’端RNAasP切除前導(dǎo)序列切除反密碼環(huán)的內(nèi)含子(二)轉(zhuǎn)錄后加工分子生物學(xué)復(fù)習(xí)rRNA轉(zhuǎn)錄后加工45S轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物經(jīng)過RNAaseⅢ加工為
5.8srRNA
28srRNA
18srRNA轉(zhuǎn)錄后的加工和與核糖體的裝配同時(shí)進(jìn)行四膜蟲rRNA加工核酶核酶本質(zhì):RNA特性:生物催化劑(酶)結(jié)構(gòu):錘頭狀結(jié)構(gòu)(核酶二級結(jié)構(gòu))底物部位催化部位rRNA、tRNA、mRNA的加工都可采用自我剪接方式分子生物學(xué)復(fù)習(xí)mRNA轉(zhuǎn)錄后加工
hnRNA成熟mRNA加帽5’端:m7GpppGpN加尾3’端:polyA(100-250A)mRNA前體的剪接
剪接體剪除內(nèi)含子,連接外顯子
剪接體(snRNPs)=snRNA(U1-6)+蛋白質(zhì)
系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)患者抗血清中含抗Sm抗體Sm是U1/U2/U4/U5snRNP的共有蛋白SLE患者抗血清檢測參與剪接的蛋白質(zhì)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)剪接方式套索狀剪除內(nèi)含子,連接外顯子不耗能剪接位點(diǎn)外顯子-內(nèi)含子交界處的共有序列GU-AG規(guī)則:內(nèi)含子5’--GUAG--3’脊柱動(dòng)物mRNA前體特有共有序列分支點(diǎn)A附近序列:3’剪接點(diǎn)上游20-50個(gè)堿基分支點(diǎn)A—10~15嘧啶區(qū)—3’剪接位點(diǎn)剪接體組成剪接體(snRNPs)=snRNA(U1-6)+蛋白質(zhì)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)內(nèi)含子剪接方式順式剪接發(fā)生在1個(gè)RNA前體中tRNA/rRNA/mRNA剪接方式反式剪接發(fā)生在2個(gè)RNA之間單細(xì)胞原生動(dòng)物/多細(xì)胞后生動(dòng)物選擇性剪接轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)節(jié)真核基因表達(dá)的重要方式一個(gè)mRNA選擇不同的內(nèi)含子/外顯子進(jìn)行剪接不同的成熟mRNA/蛋白質(zhì)肌鈣蛋白/纖連蛋白體內(nèi)蛋白質(zhì)多于基因的原因分子生物學(xué)復(fù)習(xí)polyA位點(diǎn)選擇hnRNA含多個(gè)polyA位點(diǎn)選擇不同的3’端切割點(diǎn)改變C端長度,產(chǎn)生不同蛋白質(zhì)B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的抗體RNA編輯在RNA水平上改變遺傳信息的轉(zhuǎn)錄后加工成熟的RNA編碼序列和轉(zhuǎn)錄模板DNA不匹配線粒體mRNA常見加工方式堿基插入、缺失、取代舉例:apoB100/apoB48分子生物學(xué)復(fù)習(xí)RNA的復(fù)制RNA病毒基因組RNARNA指導(dǎo)的RNA聚合酶
RNA復(fù)制正鏈RNA病毒冠狀病毒(SARS)脊髓灰質(zhì)炎病毒噬菌體MS2(利用宿主蛋白合組裝成復(fù)制酶)負(fù)鏈RNA病毒狂犬病病毒(病毒攜帶復(fù)制酶)雙鏈RNA病毒呼腸孤病毒反轉(zhuǎn)錄病毒白血病病毒肉瘤病毒(三)RNA的復(fù)制分子生物學(xué)復(fù)習(xí)RNase本質(zhì)為蛋白質(zhì),水解RNA核酶本質(zhì)為RNA,具有催化活性引物酶DNA依賴的RNA聚合酶DNA為模板合成RNA引物(DNA復(fù)制)RNA聚合酶DNA依賴的RNA聚合酶DNA為模板合成RNA(轉(zhuǎn)錄)逆轉(zhuǎn)錄酶RNA依賴的DNA聚合酶RNA為模板合成DNA端粒酶自帶RNA模板的RNA依賴的DNA聚合酶RNA為模板合成DNA(逆轉(zhuǎn)錄)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)翻譯(蛋白質(zhì)的生物合成)蛋白質(zhì)生物合成體系以氨基酸為原料20種氨基酸以mRNA為模板mRNA以tRNA為運(yùn)載工具tRNA以核糖體為合成場所核糖體起始、延長、終止各階段蛋白因子參與合成后加工成為有活性蛋白質(zhì)酶及蛋白質(zhì)因子ATP、GTP八、蛋白質(zhì)的生物合成分子生物學(xué)復(fù)習(xí)
mRNA原核生物:多順反子/真核生物:單順反子遺傳密碼
(64個(gè))三聯(lián)體=一個(gè)密碼子一個(gè)氨基酸起始密碼AUG終止密碼UAA/UGA/UAG連續(xù)性連續(xù)閱讀從mRNA5’3’肽鏈合成N端C端框移突變簡并性一個(gè)A.A有多個(gè)密碼密碼第1、2位上堿基不變,第3位堿基可改變?nèi)纾篈CUACCACAACG
都編碼蘇氨酸兼職性AUG:起始信號(hào)/Met的密碼子通用性從最簡單生物(病毒)到人類,使用同一套遺傳密碼擺動(dòng)性密碼子與反密碼子的相互作用前二對嚴(yán)格堿基配對
第三對擺動(dòng)配對分子生物學(xué)復(fù)習(xí)核蛋白體蛋白質(zhì)合成的場所原核生物真核生物rRNA種類5S16S23S5S5.8S18S28S核糖體(rRNA+rP)70S(30S小亞基)(50S大亞基)80S(40S小亞基)(60S大亞基)多核糖體一條mRNA鏈上同時(shí)具有許多個(gè)核糖體一條mRNA可同時(shí)合成多條多肽鏈分子生物學(xué)復(fù)習(xí)
tRNA氨基酸的特異“搬運(yùn)工具”1A.A2~6特異tRNA和mRNA擺動(dòng)配對氨基酸的活化氨基酰tRNA合成酶A.A+特異tRNA
氨基酰tRNAATPAMP+PPi氨基酰tRNA合成酶對底物氨基酸和tRNA都有高度特異性具有校正活性催化反應(yīng)活化1個(gè)氨基酸消耗2個(gè)ATP氨基酸+ATP-E氨基酰-AMP-E+PPi氨基酰-AMP-E+tRNA
氨基酰-tRNA+AMP+E(-COOH)(3’-CCA-OH)氨基酰tRNAAla-tRNAAlaMet-tRNAMet起始氨基酰-tRNA真核生物:Met-tRNAiMet原核生物:fMet-tRNAifMet分子生物學(xué)復(fù)習(xí)可溶性蛋白質(zhì)因子原核生物真核生物起始因子IF-1、IF-2、IF-39種eIF延長因子EF-Tu、EF-Ts、EFGeEF1-αeEF1-βγeEF-2釋放因子RF-1、RF-2、RF-3eRF分子生物學(xué)復(fù)習(xí)蛋白質(zhì)合成的過程,翻譯后加工肽鏈合成起始翻譯起始復(fù)合物mRNA-起始氨基酰-tRNA-核蛋白體原核生物翻譯起始復(fù)合物形成真核生物翻譯起始復(fù)合物形成核蛋白體大小亞基分離IF3、IF1與小亞基結(jié)合核蛋白體大小亞基分離eIF-2B/eIF-3與小亞基結(jié)合eIF-6促進(jìn)核蛋白體分離mRNA在小亞基定位結(jié)合mRNA5’端起始信號(hào)SD序列起始氨基酰-tRNA結(jié)合小亞基Met-tRNAiMet-elF2
–GTPkozak序列起始氨基酰-tRNA結(jié)合mRNA(fMet-tRNAimet)-IF2(GTP)mRNA在核蛋白體小亞基就位elF4E/elF4G/elF4A/elF4B/PAB核蛋白體大亞基結(jié)合IF2(GTP)促進(jìn)三種IF釋放核蛋白體大亞基結(jié)合elF-5/GTP促進(jìn)各種elF釋放分子生物學(xué)復(fù)習(xí)肽鏈合成延長核蛋白體循環(huán)進(jìn)位、成肽、轉(zhuǎn)位每次循環(huán)增加一個(gè)氨基酸原核生物核蛋白體循環(huán)真核生物核蛋白體循環(huán)進(jìn)位EF-Tu結(jié)合分解GTP,促進(jìn)氨基酰-tRNA進(jìn)入A位EF-Ts調(diào)節(jié)亞基進(jìn)位EF-1-αEF-1-βγ成肽(23srRNA)轉(zhuǎn)肽酶催化的肽鍵形成(核酶)成肽轉(zhuǎn)肽酶催化的肽鍵形成轉(zhuǎn)位EFG有轉(zhuǎn)位酶活性(GTP酶活性)促進(jìn)mRNA-肽酰-tRNA由A位移到P位,促進(jìn)tRNA從E位釋放轉(zhuǎn)位EF-2轉(zhuǎn)位時(shí)卸載的tRNA直接從P位脫落(沒有E位)每合成一個(gè)肽鍵,消耗4個(gè)高能磷酸鍵活化:2個(gè)ATP/進(jìn)位:1個(gè)GTP/轉(zhuǎn)位:1個(gè)GTP分子生物學(xué)復(fù)習(xí)肽鏈合成終止mRNA上終止密碼出現(xiàn),多肽鏈合成停止,肽鏈從肽酰-tRNA中釋出,mRNA、核蛋白體等分離原核生物核蛋白體循環(huán)真核生物核蛋白體循環(huán)終止密碼的辨認(rèn)RF-1識(shí)別UAA、UAGRF-2識(shí)別UAA、UGA終止密碼的辨認(rèn)肽鏈從肽酰-tRNA水解出eRF肽鏈從肽酰-tRNA水解出RF3:促進(jìn)釋放結(jié)合GTP/GTP酶活性分子生物學(xué)復(fù)習(xí)翻譯后加工多肽鏈折疊為天然的三維結(jié)構(gòu)促進(jìn)蛋白折疊功能的大分子分子伴侶
(熱休克蛋白/伴侶素)蛋白二硫鍵異構(gòu)酶肽-脯氨酰順反異構(gòu)酶肽鏈一級結(jié)構(gòu)的修飾肽鏈N端的修飾個(gè)別氨基酸的修飾多肽鏈的水解修飾高級結(jié)構(gòu)修飾亞基聚合輔基連接疏水脂鏈的共價(jià)連接蛋白質(zhì)合成后的靶向輸送分泌性蛋白的靶向輸送信號(hào)肽分子生物學(xué)復(fù)習(xí)抗生素作用點(diǎn)作用原理應(yīng)用四環(huán)素族(金霉素新霉素、土霉素)鏈霉素、卡那霉素、新霉素氯霉素、林可霉素紅霉素梭鏈孢酸
放線菌酮嘌呤霉素原核核蛋白體小亞基原核核蛋白體小亞基原核核蛋白體大亞基原核核蛋白體大亞基原核核蛋白體大亞基真核核蛋白體大亞基真核、原核核蛋白體抑制氨基酰-tRNA與小亞基結(jié)合改變構(gòu)象引起讀碼錯(cuò)誤、抑制起始抑制轉(zhuǎn)肽酶、阻斷延長抑制轉(zhuǎn)肽酶、妨礙轉(zhuǎn)位與EFG-GTP結(jié)合,抑制肽鏈延長抑制轉(zhuǎn)肽酶、阻斷延長氨基酰-tRNA類似物,進(jìn)位后引起未成熟肽鏈脫落抗菌藥抗菌藥抗菌藥抗菌藥抗菌藥醫(yī)學(xué)研究抗腫瘤藥蛋白質(zhì)生物合成抑制劑分子生物學(xué)復(fù)習(xí)環(huán)己亞胺作用于真核生物80S核糖體抑制肽?;鶊F(tuán)的轉(zhuǎn)移抗腫瘤白喉毒素對真核生物有劇毒的毒素,抑制蛋白質(zhì)的合成eEF2eEF2-腺苷二磷酸衍生物
(無活性)
蓖麻毒素使真核生物核糖體60S大亞基失活28SrRNA特異位點(diǎn)的腺苷發(fā)生脫嘌呤干擾素真核細(xì)胞感染病毒后分泌的具有抗病毒作用的蛋白質(zhì),抑制病毒的繁殖干擾素誘導(dǎo)eIF2磷酸化而失活干擾素誘導(dǎo)病毒RNA降解分子生物學(xué)復(fù)習(xí)九、基因表達(dá)調(diào)控的概念及原理基因表達(dá)基因轉(zhuǎn)錄、翻譯的過程基因表達(dá)的特異性時(shí)間性(階段性)空間性(細(xì)胞特異性,組織特異性)基因表達(dá)的方式(協(xié)調(diào)表達(dá))組成性表達(dá)(管家基因的表達(dá))管家基因:在個(gè)體幾乎所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)誘導(dǎo)和阻遏表達(dá)可誘導(dǎo)基因/可阻遏基因基因表達(dá)調(diào)控的生物學(xué)意義適應(yīng)環(huán)境、維持生長和增殖維持個(gè)體發(fā)育與分化分子生物學(xué)復(fù)習(xí)基因表達(dá)調(diào)控的基本原理基因表達(dá)的多級調(diào)控DNA水平基因激活RNA水平轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄后加工mRNA降解蛋白質(zhì)水平蛋白質(zhì)翻譯翻譯后加工修飾蛋白質(zhì)降解分子生物學(xué)復(fù)習(xí)基因轉(zhuǎn)錄激活調(diào)節(jié)基本要素原核生物真核生物特異DNA序列操縱子啟動(dòng)序列(共有序列)-35區(qū)TTGACA-10區(qū)TATAAT操縱序列其他調(diào)節(jié)序列順式作用元件(DNA)
影響自身基因表達(dá)的DNA序列
TATA盒/GC盒/CAAT盒調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)阻遏蛋白(負(fù))激活蛋白(正)反式作用因子(轉(zhuǎn)錄因子/蛋白質(zhì))與順式作用元件作用調(diào)節(jié)DNA表達(dá)DNA-蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)順式作用元件-反式作用因子反式作用因子二聚體/多聚體RNA聚合酶RNA聚合酶+原核啟動(dòng)序列/真核啟動(dòng)子RNA聚合酶活性:誘導(dǎo)劑/阻遏劑
DNA-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)(一)原核基因的表達(dá)調(diào)控轉(zhuǎn)錄起始乳糖操縱子調(diào)節(jié)機(jī)制阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)CAP的正性調(diào)節(jié)協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄終止衰減色氨酸操縱子抗終止翻譯水平的調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)分子的自我調(diào)節(jié)反義RNA的調(diào)節(jié)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)1、乳糖操縱子(lactoseoperon)一個(gè)操縱子
=編碼序列(2-6)
+啟動(dòng)序列+操縱序列+(其他調(diào)節(jié)序列)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)IPOZYa控制位點(diǎn)結(jié)構(gòu)基因DNA阻遏蛋白啟動(dòng)序列操縱序列β半乳糖苷酶通透酶乙?;D(zhuǎn)移酶乳糖操縱子(Lactoseoperon)結(jié)構(gòu)RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)調(diào)控基因分子生物學(xué)復(fù)習(xí)乳糖操縱子總結(jié)環(huán)境條件的變化是相關(guān)基因表達(dá)的外界信號(hào)葡萄糖、乳糖濃度的變化基因表達(dá)的負(fù)調(diào)控Lac阻遏物與操縱基因基因表達(dá)的正調(diào)控cAMP+CAP與相應(yīng)的DNA序列正、負(fù)調(diào)控協(xié)同表達(dá)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)3、翻譯水平調(diào)節(jié)的操縱子蛋白質(zhì)分子結(jié)合于啟動(dòng)序列或啟動(dòng)序列周圍進(jìn)行自我調(diào)節(jié)(順式調(diào)控)翻譯水平上的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合mRNA靶位點(diǎn)阻止核蛋白體識(shí)別翻譯起始區(qū)阻斷翻譯負(fù)自我調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)蛋白作用于自身mRNA抑制自身的合成舉例核糖體蛋白質(zhì)的操縱子分子生物學(xué)復(fù)習(xí)4、反義RNA反義RNA結(jié)合mRNA翻譯起始部位的互補(bǔ)序列對翻譯進(jìn)行調(diào)節(jié)(反式調(diào)控:阻遏蛋白/CAP/反義RNA
)抑制翻譯起始反義RNA與特定mRNA翻譯起始部位互補(bǔ)導(dǎo)致mRNA不穩(wěn)定反義RNA與mRNA形成雙鏈雙鏈含有核酸內(nèi)切酶的靶位點(diǎn)造成翻譯提前終止反義RNA結(jié)合于轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物形成類似的終止子結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)真核基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)基因組結(jié)構(gòu)龐大單順反子重復(fù)序列基因不連續(xù)(斷裂基因)真核基因表達(dá)調(diào)控特點(diǎn)多層次上進(jìn)行轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后翻譯、翻譯后mRNA降解蛋白質(zhì)分選RNA聚合酶活性染色體結(jié)構(gòu)表化正性調(diào)節(jié)占主導(dǎo)轉(zhuǎn)錄與翻譯分開進(jìn)行轉(zhuǎn)錄后修飾、加工(二)真核基因表達(dá)的調(diào)控分子生物學(xué)復(fù)習(xí)真核基因表達(dá)調(diào)控主要表現(xiàn)為對轉(zhuǎn)錄活性的調(diào)控真核基因轉(zhuǎn)錄活性的調(diào)控染色質(zhì)疏松、活化:調(diào)節(jié)蛋白在特定部位改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄因子/抑制因子調(diào)節(jié)基因活性處于轉(zhuǎn)錄激活狀態(tài)的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化對核酸酶敏感DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化DNA堿基的甲基化修飾變化組蛋白變化1、轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控分子生物學(xué)復(fù)習(xí)對核酸酶敏感活化基因常有高敏位點(diǎn),位于調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合位點(diǎn)附近DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化天然雙鏈DNA均以負(fù)性超螺旋存在基因活化后:負(fù)超螺旋RNAP正超螺旋DNA堿基的甲基化修飾變化真核DNA約有5%的胞嘧啶被甲基化甲基化范圍與基因表達(dá)程度呈反比組蛋白變化富含Lys組蛋白水平降低H2A·H2B二聚體不穩(wěn)定性增加組蛋白H3、H4發(fā)生乙?;⒓谆蛄姿峄揎椈虻霓D(zhuǎn)錄活性與DNA和染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)有關(guān)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)對核酸酶敏感高敏位點(diǎn)具有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)區(qū)域?qū)NaseⅠ核酸酶降解特別的位點(diǎn)在啟動(dòng)子/增強(qiáng)子等調(diào)控區(qū)結(jié)合各種調(diào)節(jié)因子沒有核小體結(jié)構(gòu)甲基化程度低分子生物學(xué)復(fù)習(xí)DNA堿基的甲基化甲基化的堿基C5-mCA6-mA甲基化范圍與基因表達(dá)程度呈反比異染色質(zhì)的DNA凝集狀態(tài)高DNA甲基化程度高缺乏轉(zhuǎn)錄活性常染色質(zhì)的DNA凝集狀態(tài)低DNA甲基化程度低具有轉(zhuǎn)錄活性真核生物通過形成異染色質(zhì)關(guān)閉某些基因的表達(dá)CpG島(5-mCT)長度1~2Kb,密度高,G/C含量~60%CpG非甲基化存在高敏位點(diǎn)(啟動(dòng)子)抑癌基因CpG島甲基化—腫瘤發(fā)生分子生物學(xué)復(fù)習(xí)組蛋白變化染色質(zhì)重塑染色質(zhì)中與轉(zhuǎn)錄活性相關(guān)的結(jié)構(gòu)變化組蛋白密碼H3/H4被乙酰化染色質(zhì)有轉(zhuǎn)錄活性基因開始轉(zhuǎn)錄H3/H4去乙?;蛲V罐D(zhuǎn)錄染色質(zhì)無轉(zhuǎn)錄活性組蛋白密碼--乙?;?去乙酰化的H3/H4
染色質(zhì)活化狀態(tài)的標(biāo)志特異的蛋白質(zhì)識(shí)別/結(jié)合組蛋白密碼調(diào)節(jié)特定的基因表達(dá)分子生物學(xué)復(fù)習(xí)調(diào)節(jié)mRNA的穩(wěn)定性不穩(wěn)定的mRNA3’-UTR含有多拷貝AUUUA將AU序列插入穩(wěn)定的mRNA3’-UTR
不穩(wěn)定的mRNA3’-UTRmRNA3’-UTR存在特異核酸酶切位點(diǎn)降解mRNARNA結(jié)合蛋白參與翻譯起始的調(diào)節(jié)RNA結(jié)合蛋白是能夠與RNA特異序列結(jié)合的蛋白質(zhì)舉例:鐵蛋白mRNA的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)翻譯起始因子的活性磷酸化翻譯起始因子(eIFs)
3、翻譯水平的調(diào)控分子生物學(xué)復(fù)習(xí)蛋白質(zhì)翻譯后的加工肽鏈N端的修飾個(gè)別氨基酸的修飾多肽鏈的水解修飾糖基化/結(jié)合脂質(zhì)、輔助因子切除信號(hào)肽形成二硫鍵分子伴侶和酶的正確折疊蛋白質(zhì)的降解泛素化4、翻譯后水平的調(diào)控分子生物學(xué)復(fù)習(xí)十、癌基因和抑癌基因
(一)癌基因癌基因正常:細(xì)胞內(nèi)控制細(xì)胞生長和分化的基因異常:它的結(jié)構(gòu)異?;虮磉_(dá)異常,可引起細(xì)胞癌變細(xì)胞癌基因(原癌基因)存在于生物正常細(xì)胞基因組中的癌基因正常原癌基因?yàn)樯顒?dòng)必需調(diào)節(jié)細(xì)胞的正常生長和分化原癌基因激活
基因結(jié)構(gòu)異常/表達(dá)失控導(dǎo)致細(xì)胞惡變病毒癌基因存在于病毒基因組中的癌基因(DNA病毒)源于細(xì)胞癌基因(RNA病毒)隨病毒復(fù)制(整合)至細(xì)胞,使細(xì)胞持續(xù)增殖分子生物學(xué)復(fù)習(xí)1、腫瘤病毒攜帶的癌基因腫瘤病毒能夠?qū)⒄<?xì)
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