第一章 绪论
DNA测序谁发明?
1975-1977年,Sanger.Masam.Gilbert发明了DNA序列测定技术.
1 细胞学说的奠基人是谁？
德国植物学家Schleiden和德国动物学家Schwann，证明动植物都是由细胞组成。 2 英国科学家Griffith证明了什么?
肺炎链球菌感染实验证明了DNA是遗传物质
3 Hershy和Chase通过噬菌体侵染细菌实验证明了什么?
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分别用S和P标记噬菌体蛋白质外壳和核酸，感染未百哦机细菌，观察子代是否有标记。证实噬菌体DNA侵染细菌的实验流程，证明侵染过程中发挥作用的是DNA不是蛋白质（遗传物质是DNA而非蛋白质）。
4 1965年Jacob和 Monod提出了什么重要理论?
提出并证实了操纵子作为调节细菌细胞代谢的分子机制（与Iwoff分享了诺贝尔生理医学奖），并且首次提出存在一种与染色体脱氧核糖核酸序列互补，能将编码在染色体DNA上的遗传信息带到蛋白质合成场所（细胞质）并翻译产生蛋白质的信使核糖核酸，即mRNA分子。
5 Crick和 Watson为什么获得了诺贝尔生理学奖?
在1953年提出DNA的反向平行双螺旋模型。（与通过X射线衍射证实该结构的Wilkins共享诺贝尔生理医学奖。
分子生物学的分科: 功能基因学 蛋白质组学 生物信息学
DNA三种构型的异同及其主要存在方式(填空 选择)
右手螺旋A－DNA和B—DNA 左手螺旋有Z－DNA
B－DNA: DNA的水溶液丰富, A－T丰富
DNA的双链中一条被相应的RNA所取代，就会形成A－DNA。如，在杂交分子或DNA处于转录状态时。 A-DNA和B-DNA两者的糖环的折叠方式不同.A为C3内式,B为C2内式.AB均为反式构象.不同:A碱基对倾斜角大,深窄的大沟,宽浅的小沟,螺旋体宽而短.B型适中.Z型细长,大沟平坦,核苷酸顺反相间,螺旋骨架Z字形. B－DNA中的多聚G－C区易形成左手螺旋DNA，即Z－DNA。其中B－DNA是最常见的DNA构象，而A－DNA和Z－DNA似乎不具有生物活性。
糖苷酸构象:A反式 B反式 Z:C.T反式 G顺式 大沟:A深窄 B深宽 Z平坦 小沟:A浅宽 B深窄 Z深窄
每圈碱基数:A 11 B 10.4 Z 12
轴心与碱基对:A不穿过碱基对 B穿过碱基对 Z不穿过碱基对 动态变化:
1.B向A转.增加盐浓度(Nacl)可使B型转向A型.当DNA为钠盐时,存在ABC,为锂盐时,存在BC. 2.Z中必须有G,且嘌呤与胞嘧啶减交替排列.
3.B向Z转.DNA的甲基化,使大沟表面暴露的C形成5-甲基胞嘧啶,即可导致B转向Z. 4.B向A转.B型在环境水的活度降低(加水,加入乙醇或盐)时,转向A型.
5.B向Z转.在阳离子较多的环境中,交替的GC区段一般处于B型,而在C被甲基化之后转Z型,甲基化导致B型的亲水区转成Z型的疏水区.
6.B向Z转.某些Z型DNA结合蛋白能作为一种特异识别信号,使B转Z.
DNA模型常见: 双螺旋模型 三股螺旋(三链结构) 四链结构(了解)—结构单元为鸟嘌呤四联体 双螺旋模型特征
DNA的二级结构：是指两条多核苷酸链反向平行盘绕所形成的双螺旋结构。 基本特点：
（1）是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘绕所形成的；
（2）DNA分子中的脱氧核糖与磷酸交替连接并排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧； （3）两条链上的碱基之间通过氢键结合形成碱基对，它们之间的规律是嘌呤与嘌呤配对；嘧啶与嘧啶配对。
当双链核酸的一条链为全嘌呤核苷酸链,另一条链为全嘧啶核苷酸链时,DNA分子能转化为三链结构. 第三股链可以来自分子间或者分子内.
(1) 分子内的DNA三螺旋结构 通常是在一条自身回折的寡嘧啶核苷酸与寡嘌呤核苷酸双螺旋的大沟内结
合了第三股寡核苷酸链.
第三股链的碱基与原双螺旋Watson-Crick碱基对中的嘌呤碱形成Hoogsteen配对.即T·A*T T·A*A C·G*G C·G*G+ (C质子化) 且第三股链与寡嘌呤核苷酸之间为同向平行.
(2) 分子内的DNA三螺旋结构 在一定条件下,DNA一条单链能插入另一条DNA双螺旋结构大沟的特定
区域,通过氢键形成局部的分子间DNA三螺旋结构.
(3) 平行的DNA三螺旋结构 指三螺旋结构中的第三条链的序列与第一条链的序列相同,方向也相同.这种
结构因为与基因的重组相关,故称R-DNA.
? 同向平行 反向平行结构式 P15 反向重复序列:
当同一个核酸分子中的一段碱基序列附近紧接着一段它的互补序列时,核酸链有可能自身回折配对产生反平行的双螺旋结构,称发夹.
反向重复序列又称回文序列,指在双链DNA序列中按确定的方向5’—3’阅读双链中每条单链的序列都相同的DNA结构.
在双链DNA中,如果两条互补链分开,每条链上的互补序列都有机会发生碱基配对而形成一个发夹结构(对单链而言).两个相对的发夹结构形成了一个十字架形结构(对双链而言).
凡有回文结构的DNA分子,由于同一条链内有互补序列,因此单链DNA或RNA形成发夹结构,双链DNA形成十字架结构.
核小体 构成真核生物染色质的基本结构单位,先由四种蛋白H2A H2B H3 H4构成八聚体,作为核小体的核心颗粒,再由DNA缠绕在颗粒表面形成核小体.
△ RNA的结构与功能
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核酸组成：A、G、U、C
单链线型分子，自身形成二级或三级结构。除tRNA外，几乎都与蛋白质结合。 根据功能分类：（1）携带遗传信息分子； （2）功能分子；
细胞内的RNA分子种类繁多，各个层次的结构不尽相同。 重要功能：1） 参与蛋白质合成；m/t/rRNA
2）具有生物催化剂的功能, 参与RNA剪接加工，核酶RNA； 3）参与基因的表达调控；microRNA，snRNA等； 4）与生物体的进化有关；rRNA。 5）逆转录合成DNA
RNA复合物功能: 核糖体，信息体, 信号识别颗粒，剪接体，编辑体等。
△ RNA结构特点及与DNA的区别
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成熟的RNA主要分布在细胞质中.
三大类: 转运RNA—rRNA 信使RNA—mRNA 核蛋白体RNA—rRNA
细胞核内的RNA--nRNA ①核内mRNA tRNA和rRNA 的初始转录混合物(hnRNA 45SRNA) ②核内小分子RNA—snRNA ·snRNA主要参与hnRNA以及rRNA前体的加工
· mRNA tRNA rRNA各自的前体是其基因的初始转录产物.如mRNA的前体是蛋白质编码基因的初始转录产物,统称核不均一RNA— hnRNA
· scRNA是细胞质中的一类RNA ; tmRNA是一类普遍存在于各种细菌及细胞器(线粒体 叶绿体等)中长度为260-430bp的稳定小分子RNA,兼有tRNA和mRNA的双重功能.
1）碱基组成不同；RNA分子中有许多稀有碱基； 2）RNA分子中的戊糖是D－核糖，而DNA不是； 3）RNA分子中的碱基不严格遵守Chargaff法则； 4）RNA分子是多聚核苷酸单链；
5）RNA分子在碱性溶液中敏感，易水解； 6）RNA分子内只有部分双链区域； 7）RNA分子是遗传信息的传递体；
8）某些RNA病毒，是以RNA分子作为遗传信息的载体； 9）核酶RNA分子具有催化功能；
10）有些小分子RNA具有基因表达调控功能；
RNA在细胞中特性与功能
mRNA(5%)在蛋白质合成中起关键作用,作为蛋白质合成的模板.真核细胞mRNA是单顺反子,原核多顺.. tRNA(15%)主要功能是在蛋白质生物合成中特异性地运载氨基酸. rRNA(80%)在蛋白质生物合成以及mRNA前体的剪接中发挥重要作用. snRNA主要参与基因初始转录产物加工. sonRNA microRNA 非编码mRNA 修饰碱基最多? tRNA 哪种参与蛋白质合成? 哪种结构最复杂? rRNA (p27) 哪种携带遗传信息? 氨基酸?tRNA 哪种参与RNA剪接编辑? rRNA
△ 核酸的变性,复性与分子杂交( 之间的关系?)
变性:双链DNA中配对碱基的氢键不断处于断裂和再生的状态中,特别是稳定性较低富含A-T的区段,氢键的断裂再生更明显. 凡事破坏双螺旋结构的作用力(氢键 碱基堆积力)的因素都可使DNA双螺旋解链,导致DNA变性.
引起DNA变性的主要因素： ① 加温； ② 极端的pH值；
pH=12, 碱基的酮式 变 烯醇式 pH=2-3, 碱基上的氨基发生质子化 主要影响氢键的形成。 ③有机溶剂、尿素、酰胺等；
它们与DNA分子的碱基形成氢键。使DNA保持单链状态。
复性: 两条彼此分开的变性DNA链在适当条件下重新缔合成为双螺旋结构的过程称为复性. 条件: ①一定的离子强度 用以削弱两条链中的磷酸基团之间的排斥力
②较高的温度 用以避免随机形成的无规则氢键,但不能太高,否则不能形成有效的氢键. 影响复性速度的因素:
① 简单分子 真核生物DNA的复杂度很高,在同样条件下寻找到互补链时间较久.复性慢. ② 同一种DNA 分子浓度越高,互补链碰撞机会越大,复性越快.
③ DNA片段大小. 较大的线状单链分子,由于扩散受妨碍,减少了发现互补链的机会.一般剪成400bp ④ 温度的影响 不宜过低,一般在Tm-25°
⑤ 阳离子浓度 阳离子的存在能降低表面带负电荷DNA链之间的排斥力. 0.18mol/L
复性实验的标准条件下,复性速度K2约等于5*10五次方 [L/(mol·s)] Tm指 : 使DNA双螺旋结构解开一半的链时的温度.
分子杂交
双螺旋结构的各种性质在DNA复性后可得到恢复.利用这一特性可将两个不同来源的互补序列退火形成双链,这个过程为分子杂交.
① 溶液杂交: 将不同来源的DNA变性后,在溶液中进行杂交称溶液杂交
