分子生物學複習題
第二章染色體與dna
染色體（chromosome）是細胞在有絲**時遺傳物質存在的特定形式，是間期細胞染色質結構緊密包裝的結果。
真核生物的染色體在細胞生活週期的大部分時間裡都是以染色質(chromatin)的形式存在的。
染色質是一種纖維狀結構，叫做染色質絲，它是由最基本的單位—核小體(nucleosome)成串排列而成的。
原核生物(prokaryote) ：dna形成一系列的環狀附著在非組蛋白上形成類核。
染色體由dna和蛋白質組成。
蛋白質由非組蛋白和組蛋白（h1,h2a,h2b,h3,h4）
dna和組蛋白構成核小體。
組蛋白的一般特性：p24
①進化上的保守性②無組織特異性③肽鏈氨基酸分布的不對稱性：鹼性氨基酸集中分布在n端的半條鏈上。④組蛋白的可修飾性:
甲基化、乙基化、磷酸化及adp核醣基化等。⑤ h5組蛋白的特殊性：富含賴氨酸（24%）(鳥類、魚類及兩棲類紅細胞染色體不含h1而帶有h5)
組蛋白的可修飾性
在細胞週期特定時間可發生甲基化、乙醯化、磷酸化和adp核醣基化等。h3、h4修飾作用較普遍，h2b有乙醯化作用、h1有磷酸化作用。
所有這些修飾作用都有乙個共同的特點，即降低組蛋白所攜帶的正電荷。這些組蛋白修飾的意義：一是改變染色體的結構，直接影響轉錄活性；二是核小體表面發生改變，使其他調控蛋白易於和染色質相互接觸，從而間接影響轉錄活性。
2、dna
1) dna的變性和復性
■變性（denaturation) dna雙鏈的氫鍵斷裂，最後完全變成單鏈的過程稱為變性。
■增色效應(hyperchromatic effect)在變性過程中，260nm紫外線吸收值先緩慢上公升，當達到某一溫度時驟然上公升，稱為增色效應。
■融解溫度（melting temperature ，tm ) 變性過程紫外線吸收值增加的中點稱為融解溫度。 生理條件下為85-95℃
影響因素：g+c含量，ph值，離子強度，尿素，甲醯胺等
■復性（renaturation)熱變性的dna緩慢冷卻，單鏈恢復成雙鏈。
■減色效應（hypochromatic effect) 隨著dna的復性，260nm紫外線吸收值降低的現象。
2) c值反常現象（c-value paradox) c值是一種生物的單倍體基因組dna的總量。
真核細胞基因組的最大特點是它含有大量的重複序列，而且功能dna序列大多被不編碼蛋白質的非功能dna所隔開，這就是著名的「c值反常現象」。
（四）核小體(nucleosome)：用於包裝染色質的結構單位，是由dna鏈纏繞乙個組蛋白核[（h2a、h2b、h3、h4)*2的八聚體】構成的。
1、原核生物基因組結構特點
● 基因組很小，大多只有一條染色體
● 結構簡鍊
● 存在轉錄單元(trnascriptional operon)
●多順反子(polycistron)
重疊基因由基因內基因、部分重疊基因、乙個鹼基重疊組成。
2、真核生物基因組結構特點
●真核基因組結構龐大 3×109bp、染色質、核膜
●單順反子
●基因不連續性斷裂基因（interrupted gene）、內含子(intron)、 外顯子(exon)
●非編碼區較多多於編碼序列(9:1)
● 含有大量重複序列
■ 不重複序列/單一序列：在基因組中有乙個或幾個拷貝。真核生物的大多數基因在單倍體中都是單拷貝的。如：蛋清蛋白、血紅蛋白等功能：主要是編碼蛋白質。
■ 中度重複序列：在基因組中的拷貝數為101～104。如：rrna、trna
一般是不編碼蛋白質的序列，在調控基因表達中起重要作用
■ 高度重複序列：拷貝數達到幾百個到幾百萬個。
●衛星dna：at 含量很高的簡單高度重複序列。
1、 dna的一級結構：指4種脫氧核苷酸的連線及其排列順序， dna序列是這一概念的簡稱。鹼基序列
2）特徵：
●雙鏈反向平行配對而成
●脫氧核醣和磷酸交替連線，構成dna骨架，鹼基排在內側
●內側鹼基通過氫鍵互補形成鹼基對（a：t，c：g）。
2、dna 的二級結構：指兩條多核苷酸鏈反向平行盤繞所產生的雙螺旋結構。
2）分類：
右手螺旋：a-dna，b-dna 左手螺旋：z-dna
3、dna的高階結構：指dna雙螺旋進一步扭曲盤繞所形成的特定空間結構。是一種比雙螺旋更高層次的空間構象。
2）主要形式：超螺旋結構（正超螺旋和負超螺旋）
（一）dna的半保留複製（semi-nservative replication）
1、定義：由親代dna生成子代dna時，每個新形成的子代dna中，一條鏈來自親代dna，而另一條鏈則是新合成的，這種複製方式稱半保留複製。
3、dna半保留複製的生物學意義：dna的半保留複製表明dna在代謝上的穩定性，保證親代的遺傳資訊穩定地傳遞給後代。
（二）與dna複製有關的物質
1、原料：四種脫氧核苷三磷酸（datp、dgtp、dctp、dttp)
2、模板：以dna的兩條鏈為模板鏈，合成子代dna
3、引物：dna的合成需要一段rna鏈作為引物
4、引物合成酶（引發酶）：此酶以dna為模板合成一段rna,這段rna作為合成dna的引物（primer)。實質是以dna為模板的rna聚合酶。
5、 dna聚合酶:以dna為模板的dna合成酶
●以四種脫氧核苷酸三磷酸為底物
●反應需要有模板的指導
●反應需要有3-oh存在
●dna鏈的合成方向為5 3
聚合酶ⅰ主要是對dna損傷的修復；以及在dna複製時切除rna引物並填補其留下的空隙。
聚合酶ⅱ修復紫外光引起的dna損傷
聚合酶ⅲ dna 複製的主要聚合酶，還具有3→5』外切酶的校對功能，提高dna複製的保真性
6、dna連線酶（2023年發現）：若雙鏈dna中一條鏈有切口，一端是3』-oh，另一端是5』-磷酸基，連線酶可催化這兩端形成磷酸二酯鍵，而使切口連線。
但是它不能將兩條游離的dna單鏈連線起來
dna連線酶在dna複製、損傷修復、重組等過程中起重要作用
7、dna 拓撲異構酶(dna topisomerase)：
拓撲異構酶：使dna一條鏈發生斷裂和再連線，作用是鬆解負超螺旋。主要集中在活性轉錄區，同轉錄有關。例：大腸桿菌中的ε蛋白
拓撲異構酶ⅱ：該酶能暫時性地切斷和重新連線雙鏈dna，作用是將負超螺旋引入dna分子。同複製有關。例：大腸桿菌中的dna旋轉酶
8、dna 解螺旋酶 /解鏈酶（dna helicase)：通過水解atp獲得能量來解開雙鏈dna。 中的rep蛋白就是解螺旋酶，還有解螺旋酶i、ii、iii。
rep蛋白沿3 』5』移動，而解螺旋酶i、ii、iii沿5 』 3』移動。
9、單鏈接合蛋白(ssbp-single-strand binding protein)：穩定已被解開的dna單鏈，阻止復性和保護單鏈不被核酸酶降解。
（三）dna的複製過程（大腸桿菌為例）
雙鏈的解開
rna引物的合成
dna鏈的延伸
切除rna引物，填補缺口，連線相鄰的dn**段
1、雙鏈的解開------ ftju制有特定的起始位點，叫做複製原點。 ori(或o）、富含a、t的區段。
從複製原點到終點，組成乙個複製單位，叫複製子
複製時，解鏈酶等先將dna的一段雙鏈解開，形成複製點，這個複製點的形狀象乙個叉子，故稱為複製叉
雙鏈解開、複製起始p44
大約20個dnaa蛋白在atp的作用下與oric處的4個9bp保守序列相結合
在hu蛋白和atp的共同作用下,dna複製起始複合物使3個13bp直接重複序列變性,形成開鏈
解鏈酶六體分別與單鏈dna相結合(需dnac幫助),進一步解開dna雙鏈
2、rna引物的合成
dnab蛋白活化引物合成酶，引發rna引物的合成。
引物長度約為幾個至10個核苷酸，
3、dna鏈的延伸
dna的半不連續複製（semi-discontinuous replication)：dna複製時其中一條子鏈的合成是連續的，而另一條子鏈的合成是不連續的，故稱半不連續複製。
在dna複製時，合成方向與複製叉移動的方向一致並連續合成的鏈為前導鏈；合成方向與複製叉移動的方向相反，形成許多不連續的片段，最後再連成一條完整的dna鏈為滯後鏈。
在dna複製過程中，前導鏈能連續合成，而滯後鏈只能是斷續的合成53 的多個短片段，這些不連續的小片段稱為岡崎片段。
4、切除rna引物，填補缺口，連線相鄰的dn**段（複製終止）
當複製叉遇到約22個鹼基的重複性終止子序列（ter）時，ter-tus蛋白複合物能使dnab不再將dna解鏈，阻擋複製叉繼續前移。p47
在dna聚合酶ⅰ催化下切除rna引物；留下的空隙由dna聚合酶ⅰ催化合成一段dna填補上；在dna連線酶作用下，連線相鄰的dna鏈
（四）複製的幾種主要方式 p42
1、雙鏈環狀、θ型複製、雙向等速
2、滾環型：
（1）模板鏈和新合成的鏈分開;
（2）不需rna引物，在正鏈3『－oh上延伸
（3）只有乙個複製叉;
3、d環複製---單向複製的特殊方式如：動物線粒體dna
（五）真核生物中dna的複製特點
1、真核生物每條染色體上有多個複製起點，多複製子（約150bp左右）；
2、複製叉移動的速度較慢（約50bp／秒），僅為原核生物的1／10。
3、真核生物染色體在全部複製完之前,各個起始點不再重新開始dna複製；真核生物快速生長時，往往採用更多的複製起點。
4、真核生物有多種dna聚合酶。
5、真核生物dna複製過程中的引物及岡崎片段的長度均小於原核生物。（真核岡崎片段長約100-200bp，原核岡崎片段長約1000-2000bp。）
（六）原核和真核生物dna的複製特點比較
1 複製起點（ori）：原核乙個，真核多個；
2 複製子 ：原核乙個，真核多個；
3 複製子長度：原核長；真核短；
4 複製叉：原核多個；真核多個；
5 複製移動速度：原核較快；真核較慢；
6 真核生物染色體在全部完成複製前，各起始點的dna 複製不能再開始。而在快速生長的原核生物中，複製起點上可以連續開始新的dna複製。
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清道夫細胞 處理氧化修飾了的膽固醇，不具備膽固醇轉化作用，最終導致膽固醇細胞破裂。2 逆轉錄 以病毒rna為模板，指導含有全部病毒資訊的dna合成過程。3 細胞凋亡 在基因程式性控制下有別於細胞壞死的一種，有規律的自我消亡。4 dna的c值 同種生物基因組dna含量是恆定的，乙個單倍體基因組中的dn...
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第一章緒論 一 dna的發現 1928年英國科學家griffith等人發現肺炎鏈球菌使小鼠死亡的原因是引起肺炎。首先用實驗證明基因就是dna分子的是美國著名的微生物學家 ery。1952年，美國冷泉港卡耐基遺傳學實驗室科學家hershey和他的學生chase從事噬菌體侵染細菌的實驗。二 分子生物學簡...
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一 名詞解釋 1 基因 能夠表達和產生蛋白質和rna的dna序列，是決定遺傳性狀的功能單位。2 基因組 細胞或生物體的一套完整單倍體的遺傳物質的總和。3 端粒 以線性染色體形式存在的真核基因組dna末端都有一種特殊的結構叫端粒。該結構是一段dna序列和蛋白質形成的一種複合體，僅在真核細胞染色體末端存...