生物奧賽分子生物學(xué)(已修改)
2025-01-28 06:49 本頁面
【正文】 （ ) 分子生物學(xué) Molecular Biology 首都師范大學(xué)生科院 祁曉廷 （ 。 ) 主要內(nèi)容 及 調(diào)控 廣義：在分子水平理解生命現(xiàn)象的學(xué)科。 1. 生物化學(xué) ：從化學(xué)角度解釋生物分子（糖類、脂類、蛋白質(zhì)、核酸及其他生物學(xué)分子）化學(xué)結(jié)構(gòu)及其代謝途徑的一門學(xué)科。從化學(xué)角度揭示生命現(xiàn)象的古老學(xué)科。 ： 是在生物化學(xué)和經(jīng)典遺傳學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興學(xué)科。以核酸（ DNA和 RNA）為研究對象，揭示基因的結(jié)構(gòu)（染色體結(jié)構(gòu)）、維持（ DNA復(fù)制、修復(fù)）和信息傳遞（轉(zhuǎn)錄和翻譯）。 ? 18571864年： 孟德爾經(jīng)典遺傳學(xué)規(guī)律：獨立分配和自由組合規(guī)律?！斑z傳顆?！?—性狀 。 ? 1900年： 摩爾根 “遺傳顆?！倍ㄎ辉谌旧w上。 ? 1909年： 丹麥科學(xué)家 Johannsen “遺傳顆粒” 命名為基因。 ? 1944 年： 遺傳物質(zhì)為 DNA。 ? 1953年： DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，分子生物學(xué)誕生。 ? 1966年： 遺傳密碼子破譯。 ? 1972年： 基因工程的誕生及其后續(xù)的快速發(fā)展不但是分子生物學(xué)的結(jié)果而且大大促進了分子生物學(xué)的發(fā)展。 ? 2022年 ： DNA 測序技術(shù)的發(fā)展獲得模式生物和重要生物全基因組學(xué)列，分子生物學(xué)進入了后基因組和蛋白組時代，重點解決‘蛋白 RNADNA’互作的遺傳語言問題。 孟德爾 摩爾根 Avery Watson and Crick 多利羊 HGP 基因的概念 ? 基因 是一段編碼功能性 RNA分子的 DNA片段 ，包括傳統(tǒng)意義上的 編碼蛋白質(zhì)的基因 ，還包含一些 非編碼蛋白的基因 ，其終產(chǎn)物為 RNA分子，如 tRNA、 rRNA、 snRNA 和 miRNA。非編碼蛋白的基因在編碼蛋白質(zhì)基因表達過程中具有重要作用的作用。 ? 在基因的上下游會有調(diào)控 DNA序列，如啟動子和終止子序列， 控制著基因表達。 ? 基因的結(jié)構(gòu)模式圖為： 啟動子 編碼區(qū) 終止子 分子生物學(xué)研究的內(nèi)容圍繞著 中心法則 進行， 特別注意 RNA的重要作用和核心地位。 當前的中心法則 基因載體 染色質(zhì)結(jié)構(gòu) DNA長度遠遠超過細胞核的直徑，必需壓縮折疊才能放入核中。壓縮的層面有 核小體 螺線管 突環(huán) ，最終形成染色質(zhì)。 大腸桿菌（ ）結(jié)構(gòu) ，含量為 Mb，完全展開后總長度大約 mm. 細菌染色體 DNA雙螺旋（ 2nm) 核小體（ 11nm） 螺線管（ 30nm) 突環(huán) (300nm) 染色體（ 1400 nm） 核小體及核小體核心顆粒 核小體：染色質(zhì)在電子顯微鏡下觀察時呈現(xiàn)為由 10nm的球狀 顆粒和 DNA纖維組成的念珠狀外觀。這些球狀顆粒稱為核小體（ nucleosome）。 核小體核心由組蛋白 H2A, H2B, H3和 H4各兩個亞基組成的八聚體，帶正電荷，與帶負電荷的 DNA通過離子鍵結(jié)合。 核小體間的 DNA稱為接頭 DNA（ linker DNA）。核小體所締合的 DNA約為 166bp（ 146+20），由于連接 DNA（約 55 bp ）易于為核酸酶所作用。 因此，當染色質(zhì)以微球菌核 酸酶（ micrococcal nudease）等 輕微處理后，染色質(zhì)就產(chǎn)生一系 列依次相差 200 bp左右的長度不 等的 DNA片段。 30nm纖絲 30nm纖絲： 核小體鏈呈螺旋形纏繞，并形成超微螺旋，稱為 “ 螺線管 ” （ solenoid），即 30 nm纖絲。這種超微螺旋的直徑約為 3Onm，內(nèi)徑 10nm，螺距為 llnm，為中空呈管狀結(jié)構(gòu)。這種螺旋管的每一轉(zhuǎn)由 6個核小體組成，螺線管是染色體的二級結(jié)構(gòu)。 突環(huán)結(jié)構(gòu) 螺線管的纖絲沿著它中央的蛋白質(zhì)軸發(fā)射出大小不等的環(huán)，像燈刷染色體那樣，這些觀察證明，染色體是由一系列的環(huán)狀的域（ domain）組成的。這種結(jié)構(gòu)可以說是染色體的三級結(jié)構(gòu)。 2. 基因 表達及其調(diào)控 原核和真核細胞基因表達的區(qū)別
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