分子生物學(xué)課件重點(diǎn)整理 朱玉賢

1、1第二章染色體與DNA染色體（染色體（chromosome）是細(xì)胞在有絲分裂時(shí)遺傳物質(zhì)存在的特定形式，是間期細(xì)胞）是細(xì)胞在有絲分裂時(shí)遺傳物質(zhì)存在的特定形式，是間期細(xì)胞染色質(zhì)結(jié)構(gòu)緊密包裝的結(jié)果。染色質(zhì)結(jié)構(gòu)緊密包裝的結(jié)果。真核生物的染色體在細(xì)胞生活周期的大部分時(shí)間里都是以染色質(zhì)真核生物的染色體在細(xì)胞生活周期的大部分時(shí)間里都是以染色質(zhì)(chromatin)的形式的形式存在的。存在的。染色質(zhì)是一種纖維狀結(jié)構(gòu)，叫做染色質(zhì)絲，它是由最基本的單位染色

2、質(zhì)是一種纖維狀結(jié)構(gòu)，叫做染色質(zhì)絲，它是由最基本的單位—核小體核小體(nucleosome)成串排列而成的。成串排列而成的。原核生物原核生物(prokaryote)：DNA形成一系列的環(huán)狀附著在非組蛋白上形成類核。形成一系列的環(huán)狀附著在非組蛋白上形成類核。染色體由DNA和蛋白質(zhì)組成。蛋白質(zhì)由非組蛋白和組蛋白（H1H2AH2BH3H4）DNA和組蛋白構(gòu)成核小體。組蛋白的一般特性：組蛋白的一般特性：P24①進(jìn)化上的保守性②無組織特異性③肽鏈氨

3、基酸分布的不對(duì)稱性：堿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核糖基化等。⑤H5組蛋白的特殊性：富含賴氨酸（24%）(鳥類、魚類及兩棲類紅細(xì)胞染色體不含H1而帶有H5)組蛋白的可修飾性組蛋白的可修飾性在細(xì)胞周期特定時(shí)間可發(fā)生甲基化、乙酰化、磷酸化和在細(xì)胞周期特定時(shí)間可發(fā)生甲基化、乙酰化、磷酸化和ADP核糖基化等。核糖基化等。H3、H4修飾作用較普遍，修飾作用較普遍，H2B有乙?；饔谩⒂幸阴；?/p>

4、作用、H1有磷酸化作用有磷酸化作用。所有這些修飾作用都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即降低組蛋白所攜帶的正電荷。這些組蛋所有這些修飾作用都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，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?nèi)旧w的結(jié)構(gòu)，直接影響轉(zhuǎn)錄活性；二是核小體表面發(fā)生白修飾的意義：一是改變?nèi)旧w的結(jié)構(gòu)，直接影響轉(zhuǎn)錄活性；二是核小體表面發(fā)生改變，使其他調(diào)控蛋白易于和染色質(zhì)相互接觸，從而間接影響轉(zhuǎn)錄活性。改變，使其他調(diào)控蛋白易于和染色質(zhì)相互接觸，從而間接影

5、響轉(zhuǎn)錄活性。2、DNA1)DNA的變性和復(fù)性的變性和復(fù)性■變性（變性（Denaturation)DNA雙鏈的氫鍵斷裂，最后完全變成單鏈的過程稱為變性。雙鏈的氫鍵斷裂，最后完全變成單鏈的過程稱為變性?！鲈錾?yīng)增色效應(yīng)(Hyperchromaticeffect)在變性過程中，在變性過程中，260nm紫外線吸收值先緩慢上紫外線吸收值先緩慢上升，當(dāng)達(dá)到某一溫度時(shí)驟然上升，稱為增色效應(yīng)。升，當(dāng)達(dá)到某一溫度時(shí)驟然上升，稱為增色效應(yīng)?！鋈诮鉁囟龋ㄈ?/p>

6、解溫度（Meltingtemperature，Tm)變性過程紫外線吸收值增加的中點(diǎn)稱為變性過程紫外線吸收值增加的中點(diǎn)稱為融解溫度。融解溫度。生理?xiàng)l件下為生理?xiàng)l件下為8595℃影響因素：影響因素：GC含量，含量，pH值，離子強(qiáng)度，尿素，甲酰胺等值，離子強(qiáng)度，尿素，甲酰胺等■復(fù)性（復(fù)性（Renaturation)熱變性的熱變性的DNA緩慢冷卻，單鏈恢復(fù)成雙鏈。緩慢冷卻，單鏈恢復(fù)成雙鏈?！鰷p色效應(yīng)（減色效應(yīng)（Hypochromaticeffe

7、ct)隨著隨著DNA的復(fù)性，的復(fù)性，260nm紫外線吸收值降紫外線吸收值降低的現(xiàn)象。低的現(xiàn)象。2)C值反常現(xiàn)象（值反?，F(xiàn)象（Cvalueparadox)C值是一種生物的單倍體基因組值是一種生物的單倍體基因組DNA的總量。的總量。真核細(xì)胞基因組的最大特點(diǎn)是它含有大量的重復(fù)序列，而且功能真核細(xì)胞基因組的最大特點(diǎn)是它含有大量的重復(fù)序列，而且功能DNA序列大多被序列大多被不編碼蛋白質(zhì)的非功能不編碼蛋白質(zhì)的非功能DNA所隔開，這就是著名的所隔開，

8、這就是著名的“C值反?，F(xiàn)象值反常現(xiàn)象”。（四）核小體（四）核小體(nucleosome)：用于包裝染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位，是由：用于包裝染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位，是由DNA鏈纏繞一個(gè)組鏈纏繞一個(gè)組33、引物：、引物：DNA的合成需要一段的合成需要一段RNA鏈作為引物鏈作為引物4、引物合成酶（引發(fā)酶）：此酶以、引物合成酶（引發(fā)酶）：此酶以DNA為模板合成一段為模板合成一段RNA這段這段RNA作為合成作為合成DNA的引物（的引物（Primer)。實(shí)質(zhì)是以

9、。實(shí)質(zhì)是以DNA為模板的為模板的RNA聚合酶。聚合酶。5、DNA聚合酶聚合酶:以DNA為模板的為模板的DNA合成酶合成酶●以四種脫氧核苷酸三磷酸為底物以四種脫氧核苷酸三磷酸為底物●反應(yīng)需要有模板的指導(dǎo)反應(yīng)需要有模板的指導(dǎo)●反應(yīng)需要有反應(yīng)需要有3?OH存在存在●DNA鏈的合成方向?yàn)殒湹暮铣煞较驗(yàn)???3?性質(zhì)性質(zhì)聚合酶聚合酶Ⅰ聚合酶聚合酶Ⅱ聚合酶聚合酶Ⅲ35外切活性外切活性53外切活性外切活性53聚合活性聚合活性中很低很低很高很高新生鏈合

10、成新生鏈合成聚合酶聚合酶Ⅰ主要是對(duì)主要是對(duì)DNA損傷的修復(fù)；以及在損傷的修復(fù)；以及在DNA復(fù)制時(shí)切除復(fù)制時(shí)切除RNA引物并填補(bǔ)其引物并填補(bǔ)其留下的空隙。留下的空隙。聚合酶聚合酶Ⅱ修復(fù)紫外光引起的修復(fù)紫外光引起的DNA損傷損傷聚合酶聚合酶ⅢDNA復(fù)制的主要聚合酶，還具有復(fù)制的主要聚合酶，還具有3→5’外切酶的校對(duì)功能，提高外切酶的校對(duì)功能，提高DNA復(fù)制的保真性制的保真性6、DNA連接酶（連接酶（1967年發(fā)現(xiàn)）：若雙鏈年發(fā)現(xiàn)）：若雙鏈D

11、NA中一條鏈有切口，一端是中一條鏈有切口，一端是3’OH，另一端是另一端是5’磷酸基，連接酶可催化這兩端形成磷酸二酯鍵，而使切口連接。磷酸基，連接酶可催化這兩端形成磷酸二酯鍵，而使切口連接。但是它不能將兩條游離的但是它不能將兩條游離的DNA單鏈連接起來單鏈連接起來DNA連接酶在連接酶在DNA復(fù)制、損傷修復(fù)、重組等過程中起重要作用復(fù)制、損傷修復(fù)、重組等過程中起重要作用7、DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶(DNATopisomerase)：拓?fù)洚?/p>

12、構(gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶?：使：使DNA一條鏈發(fā)生斷裂和再連接，作用是松解負(fù)超螺旋。主要集中一條鏈發(fā)生斷裂和再連接，作用是松解負(fù)超螺旋。主要集中在活性轉(zhuǎn)錄區(qū)，同轉(zhuǎn)錄有關(guān)。例：大腸桿菌中的在活性轉(zhuǎn)錄區(qū)，同轉(zhuǎn)錄有關(guān)。例：大腸桿菌中的ε蛋白蛋白拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ：該酶能暫時(shí)性地切斷和重新連接雙鏈：該酶能暫時(shí)性地切斷和重新連接雙鏈DNA，作用是將負(fù)超螺旋引入，作用是將負(fù)超螺旋引入DNA分子。同復(fù)制有關(guān)。例：大腸桿菌中的分子。同復(fù)制有關(guān)。例：大腸桿菌中

13、的DNA旋轉(zhuǎn)酶旋轉(zhuǎn)酶8、DNA解螺旋酶解螺旋酶解鏈酶（解鏈酶（DNAhelicase)：通過水解：通過水解ATP獲得能量來解開雙鏈獲得能量來解開雙鏈DNA。E.coli中的中的rep蛋白就是解螺旋酶，還有解螺旋酶蛋白就是解螺旋酶，還有解螺旋酶I、II、III。rep蛋白沿蛋白沿3’?5’移動(dòng)，而解螺旋酶移動(dòng)，而解螺旋酶I、II、III沿5’?3’移動(dòng)。移動(dòng)。9、單鏈結(jié)合蛋白、單鏈結(jié)合蛋白(SSBPsinglestrbindingprot

14、ein)：穩(wěn)定已被解開的：穩(wěn)定已被解開的DNA單鏈，單鏈，阻止復(fù)性和保護(hù)單鏈不被核酸酶降解。阻止復(fù)性和保護(hù)單鏈不被核酸酶降解。（三）（三）DNA的復(fù)制過程（大腸桿菌為例）的復(fù)制過程（大腸桿菌為例）?雙鏈的解開雙鏈的解開?RNA引物的合成引物的合成?DNA鏈的延伸鏈的延伸?切除切除RNA引物，填補(bǔ)缺口，連接相鄰的引物，填補(bǔ)缺口，連接相鄰的DNA片段片段1、雙鏈的解開、雙鏈的解開ftju制有特定的起始位點(diǎn)，叫做復(fù)制原點(diǎn)。制有特定的起始位點(diǎn)，