医学分子生物学汇总
分子生物学:从分子水平研究生命现象、生命本 质、生命活动及其规律的学科。 医学分子生物学:从分子水平研究人体和疾病相关生物在正常和疾病状态下 生命活动及其规律、从分子水平开展人类疾病的预防、诊断和治疗研究的科学。 基因:是负责编码RNA或一条多肽链的DNA片段,包括编码序列、编码序列 外的侧翼序列及插入序列 结构基因:基因中编码RNA或蛋白质的DNA序列。 顺式作用元件:真核生物生物基因中的调控序列,包括启动子和上游的启动 子元件、增强子、反应元件和poly(A)加尾信号 断裂基因:真核生物基因在编码区内含有非编码的插入序列。 基因型:是指逐代传递下去的成对因子的集合,因子中一个来源于父本,另 一个来源于母本。 表现型(phenotype):是指一些容易区分的个体特征的总和 增强子:一段含有多个作用元件,可以特异性的与转录因子结合,增强基因 的转录活性的短的DNA序列。 转录:遗传信息从DNA分子抄录到RNA分子的过程 基因组(genome):泛指一个细胞或病毒的全部遗传信息。 真核生物基因组:指一套完整单倍体DNA (染色体DNA)的全部序列,既包括 编码序列,也包括大量存在的非编码序列。 原核生物基因组结构特征:其结构比较简单,通常由环状双链DNA分子组 成,具有操纵子结构,基因密度高,编码序列比例大,含有编码同工酶的同基因, 不同元和生物基因组中的GC含量变化大。其非编码区域主要是一些调控序列,细 菌的基因组可产生转座现象,还含有可以自主复制的质粒DNA。 真核生物基因组结构特征:真核基因组一般比较庞大,结构基因所占的比例 小,编码序列就更少,且存在大量重复序列。由染色体DNA和染色体外DNA组成, 非编码序列多于编码序列,具有多基因家族和假基因 操纵子(operon):原核生物的绝大多数结构基因按功能相关性成簇地排列 于染色体上,连同其上游的调控区(包括启动子和操作元件)以及下游的转录终止 信号共同组成一个基因表达单位。 转座因子类别及其遗传效应:类别:插入序列、转座子、Mu噬菌体。遗传效 应:①转座因子的转座不是本身的移动,而是由转座因子复制出一个新拷贝转移到 基因组中的新位置上去。②新的转座因子转到靶点后,靶点序列会倍增成为两个靶 点序列,并分别排列在转座因子的两侧,形成同向重复序列。③在转座过程中能够 形成共合体。④转座因子转座后能促使染色体畸变。⑤转座因子可以从原来位置上 切除,这个过程称为切离。⑥转座可引起插入突变。⑦带有标志基因,给受体基因 组增添了新的基因。 真核生物基因组重复序列:局达总DNA量的50%。分为1)局重复序列 DNA,重复次数可高达数百万次。有卫星DNA和反向重复序列。卫星DNA又分为大 卫星DNA、小卫星DNA和微卫星DNA。2)中重复序列DNA:散在分布于基因组中, 约占基因组DNA总量的35%,常与单拷贝基因间隔排列 易感基因:是一些微效基因,也就是存在于QTL中的等位基因,它决定的不 是疾病本身而是对疾病的遗传易感性,是否发病取决于多遗传因素的累加效应和环 境的相互作用 功能基因组学包括①对基因表达图谱的研究②对基因产物的功能的研究③对 基因组多样性的研究④对疾病相关基因的再测序⑤单核昔酸多态性的研究 DNA损伤:DNA分子结构(碱基、脱氧核糖、磷酸)的任何异常改变 DNA重排:DNA分子内发生较大片段的交换,可以在同一染色体的两条链间发 生,也可以在不同染色体之间发生,且DNA重排可以是原来的方向或者颠倒的方 向。 DNA损伤修复的主要修复方式①直接修复:最简单②切除修复:最常见③重 组修复:损伤较多④SOS修复:损伤严重应急修复。 真核生物诱导修复主要机制:细胞周期检查点控制。概念:细胞周期中从 DNA复制到细胞分裂每一时期转折都会受到严密监控,此机制称细胞周期检查点控 制。作用:对DNA损伤做出应答。结果:暂时阻断细胞周期,诱导细胞停滞,防止 受损DNA继续复制,同时诱导DNA损伤修复;若无法修复则诱导细胞进入凋亡 管家基因:在生物体的生命全过程中及几乎所有细胞中持续表达的基因,这 些基因的表达的量是持续的、恒定的。 诱导表达:在特定环境信号刺激下,有些基因的表达表现为开放或增强,这 种表达方式称为诱导表达。 阻遏表达:在特定环境信号刺激下,有些基因的表达表现为关闭或下降,这 种表达方式称为阻遏表达。 协调表达:在生物体内,在一定机制控制下,功能相关的一组基因,协调一 致,共同表达,使各种代谢途径有条不紊的进行,即协调表达。 基因表达调控:根据机体生长、发育、繁殖的需要,结构基因在细胞中随着 环境的变化,有规律的选择性、程序性、适度的表达,以适应环境,发挥其生理功 能的过程。 反式作用因子:真核细胞内含有的主要功能是使基因开放或关闭的一些序列 特异性的DNA结合蛋白。 负调控:阻遏蛋白结合于DNA后抑制转录,这种基因表达调控方式称为~ 正调控:调控蛋白结合于特异DNA序列后促进基因的转录,这种基因表达调 控方式称为~ 原核生物乳糖操纵子的转录调控机制: 结构基因:Z基因:编码B一半乳糖昔酶。Y基因:编码透酶。A基因:编 码半乳糖昔乙酰化酶。调控元件:启动子(P),操纵元件(0) , CAP结合序 列。调节基因(I):编码阻遏蛋白。2、功能:使细菌可以利用乳糖作为生长能 源。3、调控机制:1)阻遏蛋白引起的负性调节(乳糖的影响):A.没有乳糖存在 时,lac操纵子处于关闭状态;B.当有乳糖存在时,乳糖转变为半乳糖,诱导阻遏 蛋白变构失活,lac操纵子开放2) CAP蛋白引起的正性调节(受葡萄糖的调节) A. CAP (正调控蛋白):分解代谢物基因激活蛋白B. CAP是同二聚体,有DNA的 结合区及cAMP的结合位点C. CAP与cAMP结合以后被激活D.葡萄糖浓度高时, cAMP降低;葡萄糖浓度低时,cAMP升高3)协调调节:A、lac操纵子中阻遏蛋白 的负性调节和CAP蛋白的正性调节互相协调,共同调控lac操纵子。B、乳糖操纵 子是弱启动子,与RNA聚合酶的结合必须要CAP蛋白的辅助。如果没有CAP存在, 即使没有阻遏蛋白与操纵元件结合,操纵子仍无转录活性。C、当阻遏蛋白封闭转 录时,CAP对该系统不能发挥作用。D、单纯乳糖存在时,细菌利用乳糖作碳源, 若有葡萄糖或乳糖共同存在时,细菌首先利用葡萄糖。4)乳糖操纵子协调调节机 制:a有葡萄糖,有乳糖,lac操纵子关闭b有葡萄糖,没有乳糖,lac操纵子关 闭c没有葡萄糖,没有乳糖,lac操纵子关闭d没有葡萄糖,有乳糖,lac操纵子 开放 真核生物基因表达在转录水平的调控:转录水平的调控是真核生物基因表达 调控中最重要环节。②调控作用主要是通过反式作用因子,顺式作用元件和RNA聚 合酶的相互作用来完成的。③调控方式主要是反式作用因子通过结合顺式作用元件 后影响转录起始复合物的形成。其中转录起始复合物的形成是转录的可调控环节。 1、方式作用因子是调控基因表达的DNA结合蛋白 2、方式作用因子具有三个基本特征:(1)具有三个功能结构域:DNA结合 域、转录活性域及结合其他蛋白结合域(2)能识别并结合基因调控区中顺式作