发布时间 : 星期六 文章分子生物学笔记（刘益栋） - 图文更新完毕开始阅读b9273542b307e87101f6960b
注意：本资料仅供辅助之用，切不可脱离课本以此为准（2010年）。
第一章：绪论
1、 分子生物学（狭义）：即在核酸与蛋白质水平上研究基因的复制，基因的表达（包括RNA转录、蛋白
质翻译），基因表达的调控以及基因的突变与交换的分子机制。
2、 分子生物学（广义）：即在分子水平上研究生命现象，或用分子的术语描述生物现象的学科。 3、 克里克认为分子生物学基于两个基本原理：①序列假说：是指核酸片段的特异性完全由其碱基序列决
定，而且这种序列是某一蛋白质氨基酸的密码。②中心法则：是指DNA的遗传信息经RNA一旦进入蛋白质，也就不可能再行输出。
4、 分子生物学作为所有生命物质的共性学科所遵循的三大原则：①构成生物大分子的单体是相同的。共
同的核酸语言，即构成核酸大分子的单体均是A、T(U)、C、G；共同的蛋白质语言，构成蛋白质大分子的单体均是20种基本氨基酸。②生物大分子单体的排列（核苷酸，氨基酸）决定了生物性状的差异和个性特征。③生物遗传信息的表达的中心法则相同。
5、 生物学的三大发现：DNA 双螺旋结构的揭示、遗传密码子的破译、信使RNA的发现。奠定了DNA-RNA-蛋白质三者之间关系的基础。 第二章：基因概念的演变与发展
1、等位基因：是指野生型基因（A）发生突变后形成的突变基因（a），它与野生型基因位于相同染色体的同一基因座位上。当野生型基因（A）向不同方向发生突变形成不同状态的等位基因，又总称为复等位基因。
2、拟等位基因：将紧密连锁、控制同一性状的非等位基因定义为拟等位基因。
3、科学家们通过对噬菌体突变体与表型之间的关系的研究，提出了顺反子理论：顺反子是基因的同义词，认为基因是存在于染色体DNA上的一个具有特定功能的、完整的、不可分割的、能独立发生突变和遗传交换的最小遗传单位。
4、在一个基因内可以发生突变、重组（交换）。顺反子理论认为：基因（即顺反子）是染色体上的一个区段，在一个顺反子内有若干个交换单位，最小的交换单位称为交换子；在一个顺反子中有若干个突变单位，最小的突变单位被称为突变子。
5、全同等位基因：在同一基因座位中，同一突变位点向不同方向发生突变所形成的等位基
因。
非全同等位基因：在同一基因座位中，不同突变位点发生突变所形成的等位基因。
6、DNA是主要的遗传物质，它以两种方式携带遗传信息。①以中心法则为基础的结构基因遗传信息。这种DNA信息是通过转录RNA，翻译蛋白质而表达的，以三联体密码子的方式编码，贮存在非模板链（有义链）的一级结构上，并具有简并性。②调控基因选择性表达的遗传信息，它是以具有特定三维结构的调
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节蛋白（反式作用因子）与特定核苷酸序列的DNA区段（顺式作用因子）相结合，从而启动某结构基因特异性表达的方式而体现的。
7、DNA作为遗传物质的优点：①贮存遗传信息量大。1kb的DNA可能编码41000种遗传信息；②以A/T、C/G互补配对形成的双螺旋结构稳定，利于复制，便于转录；③可以突变以求不断进化，方便修复以求稳定遗传；④核糖2’-OH脱氧，使DNA在水中的稳定性高于RNA，DNA中有T无U，消除了C突变为U带来进化中的负担和潜在危险。
8、每条DNA链的基本组成单位或单体是脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸由一个磷酸和一个脱氧核苷组成，而每个脱氧核苷又由一个脱氧核糖和一种碱基组成，在DNA分子中，碱基有两种嘌呤和两种嘧啶。 脱氧核苷
脱氧核苷酸
磷 酸
9、DNA一级结构：是指由数量很多的A、T、C、G4种基本核苷酸，通过3’,5’磷酸二酯键连接的直线或环形分子。
10、DNA二级结构：在不同的生理条件下，DNA可能采取不同的二级结构形式，除了典型的右旋B-DNA结构类型外，尚有右旋A-DNA，左旋Z-DNA。它们与B-DNA的主要区别是，没有明显的大沟与小沟。Z-DNA区的基因通常是不表达的；嘌呤与嘧啶交替排列最易形成Z-DNA。
11、除了正常的DNA双螺旋，在基因组中的DNA还有可能呈现三股螺旋和四股螺旋状态。三股螺旋DNA可能是分子内（H-DNA）、分子间、平行三股螺旋。
12、三股螺旋DNA的结构特点：镜像重复或者同源回文的结构。无论是分子内还是分子间，位于中间的链一定是嘌呤链，故有嘌呤型（嘌呤-嘌呤-嘧啶）和嘧啶型（嘧啶-嘌呤-嘧啶）；主体双螺旋中的碱基是按Watson-Crick氢键方式连接，而其大沟中多余的氢键给体与受体正是第三条链结合的条件基础，不过第三条链上的核苷酸与Watson-Crick碱基对之间的连接氢键被称为Hoogsteen 氢键；第三条链至少要有8个碱基以上，其中如果有C，必须在酸性条件下发生质子化后才能形成C+-G/C三碱基基本结构单元；各种碱基间均以二氢键连接。
13、三股螺旋DNA具有的生物学意义：①是阻止了调节蛋白与DNA序列的结合，关闭基因的表达。②与重组交换有关，可作为分子剪刀，定点切割DNA。③可能与RNA形成三股螺旋，是RNA参与基因表观遗传调控的机制之一。
14、尽管到目前为止，尚未在体内发现四股螺旋，但根据真核生物着丝粒区和染色体末端序列的特点，均有形成四股螺旋的可能。所以他们可能具有比较重要的生物学功能。（如避免5’端短缩现象，维持线性染色体末端的稳定性，与染色体的有丝分裂和减数分裂有关等）。
15、DNA三级结构：在细胞内特定的离子浓度、PH条件和拓扑异构酶的环境下，DNA双螺旋分子进一步
碱基（A、
脱氧核糖 T、C、G）
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形成或扭曲成结，或超螺旋或多重螺旋的高级拓扑结构，超螺旋结构最常见。
16、RNA分子与DNA分子在结构上的主要差异在：①核苷中的核糖为2’非脱氧的OH基。②碱基中没有T，只有U。③RNA分子多为单链分子。④RNA分子的化学稳定性差，易发生降解。⑤在以DNA为主要遗传物质的生物中，DNA分子链长，数目少，而RNA分子链短，数目多。
17、DNA双链的特点：①每一条单链具有5ˊ→3ˊ极性，两条单链极性相反，反向平行。②两条单链之间以氢键相互作用。③B-螺旋右手螺旋。④存在大沟与小沟。 18、DNA双螺旋大沟的具有比较重要的生物学功能：
19、影响双螺旋结构稳定性的因素：①氢键、②磷酸酯键、③生理条件下Na离子可有效地屏蔽两条主链上磷酸基团的静电排斥力、④碱基堆积力（同一条核苷酸链中相邻碱基间的疏水作用力和范德华作用力）、⑤碱基对之间的挤压抵御可以使DNA分子的内能增加，碱基间有序排列的状态破坏，氢键作用力被减弱。 20、DNA的变性：当天然DNA溶液被加热或受到极端PH溶剂、尿素、酰胺等某些有机试剂处理后，碱基对之间的氢键会发生断裂，或氢键的形成关系会发生改变，或碱基间的堆积力会受到破坏，两条核苷酸
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链便逐渐彼此分离，形成无规则的线团，也称为熔解。
d.s.DNA →s.s.DNA 溶液粘性降低,沉降速度加快，260nm处吸光度值上升。
21、碱基的增色效应（又称DNA的减色效应）：DNA热变性研究中，随温度升高单链状态的DNA分子不断增加而表现出A260值递增的效应。
22、变性温度（Tm）：DNA双链在一定的温度下变成单链，将开始变性的温度至完全变性的温度的平均值称为DNA的变性温度（增色效应达到最大值一半的温度）。
23、变性温度与以下因素有关：①DNA分子的碱基组成和排列方式。Tm=69.3+0.41*（G+C）%②对于较大的DNA分子，片段长短对Tm值的影响较小。较小的DNA分子（小于100 bp），片段较短的Tm值小。③变性剂的影响，通常有机溶剂分子，破环DNA分子的氢键，使Tm值降低。④随着盐浓度的增加，Tm值增加。⑤溶液的PH值。过酸或过碱的环境，均导致Tm值降低。
24、DNA的复性：已发生变性的DNA溶液在逐渐降温的条件下，两条核苷酸链的配对碱基间又重新形成氢键，恢复到天然DNA的双螺旋结构，也称重退火。
25、影响DNA复性过程的因素：①阳离子浓度0.18~0.2M Na+可有效屏蔽两条多聚核苷酸链间的静电斥力，促进配对。②复性反应的温度选择低于Tm值约25℃，可消除S.S. DNA分子内的错误局部配对和二级结构。③S.S. DNA分子的长度。S.S. DNA分子越长，扩散速度越慢，复性越慢；S.S. DNA分子越短，扩散速度越快，复性越快。④S.S. DNA分子的初始浓度。⑤DNA分子中核苷酸的排列或核苷酸的复杂性。重复排列序列的DNA分子较随机排列的复性速度更快。
26、C0t（1/2）值：有50%的单链DNA分子复性成双链分子的反应时间与初始单链DNA浓度的乘积。也等于二级反应常数k值的倒数（1/k）。
27、EB分子能插入到DNA分子中，引起移码突变，会使DNA分子局部螺旋紧缩，引起DNA分子不断正超螺旋化，其在紫外光下能发出荧光。
28、DNA超螺旋均由拓扑异构酶作用。拓扑异构酶Ⅰ（单聚体蛋白）、Ⅱ（异源四聚体蛋白），作用相反，相互的抑制效应维持了体内基本恒定的5%的负超螺旋密度，过低过高都不利。 29、大C值：某生物单倍体基因组DNA的核苷酸数。
小c值：受中心法则限定，编码结构基因DNA的核苷酸数。
C值悖论：亲缘关系接近的同种生物中大C值差别较大；部分高等动物基因组较低等动物的小；人类小c值仅占大C值的10%；病毒利用较小的基因组编码较多的功能基因。
30、重叠基因：即不同的基因共用一段相同的DNA序列。有对终止密码漏读、从不同起始密码子起始、采用不同读码框架等方式。
反向重叠基因：编码在同一DNA区段不同极性单链上的重叠基因，它们的转录方向相反。
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