【正文】 ）啟動序列/啟動子與RNA聚合酶活性（2）調(diào)節(jié)蛋白與RNA聚合酶活性第二節(jié) 原核基因表達(dá)的調(diào)控一、原核基因轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控(一)原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的特點1. 只有一種RNA 聚合酶 , s 因子決定RNA聚合酶識別特異性2. 操縱子模型的普遍性,數(shù)個可轉(zhuǎn)錄編碼基因,一關(guān)俱關(guān)。乳糖操縱子即屬此類型。別乳糖作為誘導(dǎo)劑分子結(jié)合阻遏蛋白，使蛋白構(gòu)象變化，導(dǎo)致阻遏蛋白與O序列解離，發(fā)生轉(zhuǎn)錄沒有乳糖存在時(基因關(guān)閉)有乳糖存在時(基因開放)mRNA8半乳糖醛酶乳糖、半乳糖乳糖在透酶催化、轉(zhuǎn)運進(jìn)入細(xì)胞，再經(jīng)b半乳糖苷酶催化，轉(zhuǎn)變成別乳糖。轉(zhuǎn)錄衰減的DNA作用部位稱為衰減子。由反義RNA基因轉(zhuǎn)錄而來。2. 增強子的作用是沒有方向性的3. 增強子既可位于啟動子的上游，也可位于啟動子的下 游，還可位于啟動子內(nèi)部4. 增強子無基因的特異性，對各種基因的啟動子均有作用，但有組織特異性。（二） mRNA穩(wěn)定性的調(diào)節(jié)真核基因，mRNA的穩(wěn)定性差別很大，為珠蛋白的，半衰期10小時以上，而有些只有30分鐘?；蚬こ踢@門新興學(xué)科也就由此誕生了。生物技術(shù)工程的興起為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展和工農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)的進(jìn)步提供了巨大動力。應(yīng)用實例重組DNA技術(shù)跨越天然物種屏障，將原核和真核生物，植物和動物，細(xì)菌和人，動物和人的基因連接起來，進(jìn)行基因交流。一、分子克隆中常用的工具酶在重組DNA與基因工程中，對目的基因的分離、剪切和重組涉及到一系列酶催化反應(yīng)，這些酶就像外科醫(yī)生的手術(shù)刀一樣，是進(jìn)行基因工程操作必不可少的工具。 例如，從大腸桿菌（Escherichia Coli）RY13株中發(fā)現(xiàn)分離的第一種限制酶，稱為EcoR I。 Hpa I 539。 端切割產(chǎn)生539。 …CTTAA G… 539。 Pst I 539。同工異源酶1. 定義：能識別相同序列但來源不同的兩種或多種限制酶2. 特點：1）識別相同順序 2）切割位點的異同 KpnI GGTAC C 　　SstI 　 CCGC GG 　 Asp718 G GTACC 　　SacI 　 CCGC GG同尾酶有些限制酶識別序列不同，但產(chǎn)生相同的粘性末端，稱這些酶為同尾酶。3取酶時量要準(zhǔn)，最后加酶，最好在冰箱里加。可分為DNA聚合酶和RNA聚合酶兩大類。常用的有T4（噬菌體） DNA連接酶。其主要勝用途：改造及組建質(zhì)粒組建基因組DNA物理圖譜基因組DNA同源性研究DNA重組克隆及亞克隆DNA雜交與序列分析注意事項1酶切底物DNA要純，抽提時酚／氯仿要去除干凈。如Pst I： 539。 …C TTAA▲G…539。 ⑵在對稱軸兩側(cè)相對位點分別切割一條鏈。44＝2546＝40948＝65536II型酶切割雙鏈DNA產(chǎn)生3種不同的切口：⑴在對稱軸中心同時切割雙鏈，產(chǎn)生平末端或稱鈍性末端，如Hpa I： 539。通常有三個斜體字母的縮寫表示?；旌现亟ㄓ媒湍讣?xì)胞生產(chǎn)乙型肝炎病毒亞單位疫苗乙肝病毒包括包膜蛋白，核心蛋白，病毒DNA用基因工程方法制備乙肝表面包膜蛋白為抗原亞單位疫苗無致病力，很安全、高效。⑤從篩選出的陽性克隆中提取出擴(kuò)增的目的基因片段，供進(jìn)一步研究使用。實現(xiàn)基因克隆所采用的方法及相關(guān)工作統(tǒng)稱為基因工程。1972年，（一種猴病毒）的DNA和噬菌體DNA分別切割，又將兩者接在一起，成功地構(gòu)建了第一個體外重組的人工DNA分子。2. 選擇剪接對基因表達(dá)的調(diào)控作用Bax基因編碼產(chǎn)生幾種蛋白，緣于mRNA的選擇剪接形成不同的表達(dá)產(chǎn)物。（一） 順式作用元件 啟動子 增強子 沉默子增 強子：由約200bp的DNA序列組成其作用在于增加轉(zhuǎn)錄的頻率。其后又緊跟一串U殘基，轉(zhuǎn)錄終止Trp缺乏時，沒有色氨酸t(yī)RNA供給，前導(dǎo)肽的翻譯至Trp密碼子（UGG）時停止，核蛋白體不再移動，占據(jù)1區(qū)位置，區(qū)域2，3配對，區(qū)域4空出，不形成轉(zhuǎn)錄終止信號。阻遏蛋白當(dāng)沒有色氨酸結(jié)合阻遏蛋白時，阻遏蛋白不能結(jié)合O序列，基因開始轉(zhuǎn)錄。I序列表達(dá)的lac阻遏蛋白與O序列結(jié)合，阻礙RNA聚合酶與P序列結(jié)合，抑制轉(zhuǎn)錄啟動?？烧T導(dǎo)操縱子：加入小分子后則開啟基因的轉(zhuǎn)錄活性，這種作用及過程叫誘導(dǎo)。 3. DNA蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)相互作用DNA蛋白質(zhì)相互作用主要 指反式作用因子和順式作用元件之間的特異識別。又稱沉默基因、沉默元件(。調(diào)控序列中的啟動子是RNA聚合酶結(jié)合模板DNA的部位，也是控制轉(zhuǎn)錄的關(guān)鍵部位。組成性基因表達(dá)也不是一成不變的，其表達(dá)強弱也是受一定機(jī)制調(diào)控的。人類將依賴這張“生命元素周期表”徹底解開人類進(jìn)化和生命之謎，同時有望徹底闡明人類6000多種單基因、多基因遺傳病的發(fā)病機(jī)制，并為這些疾病的診斷、治療及預(yù)防奠定基礎(chǔ)，人類健康的歷史將翻開全新的一頁。因此如果能把mRNA（或cDNA）先分離、定位，就抓住了基因的主要部分（可轉(zhuǎn)錄的部分）。? １２月１４日 美英等國科學(xué)家宣布繪出擬南芥基因組的完整圖譜，這是人類首次全部破譯出一種植物的基因序列。? １２月 一種小線蟲完整基因組序列的測定工作宣告完成，這是科學(xué)家第一次繪出多細(xì)胞動物的基因組圖譜。 ? 1986年美國宣布啟動“人類基因組啟動計劃” 。當(dāng)堿基組成的變化改變了限制酶識別位點（位點消失、產(chǎn)生新的位點、位點移位等）時，就會得到不同的限制性片段類型，這樣的位點稱為多態(tài)性位點?；蚪MDNA有30億個堿基對(3109bp)，5－10萬個基因，目前已定位的有2000個編碼序列只占基因組總DNA量的5%以下，非編碼區(qū)占95%以上，大量為重復(fù)序列人類基因組中的DNA多態(tài)性每個人之間基因組并不完全相同，也叫基因組的多態(tài)性，這個多態(tài)性表現(xiàn)在DNA的序列上。編碼蛋白質(zhì)的基因稱為外顯子（exon），其間由不編碼的序列即內(nèi)含子（intron）隔開。例如，免疫球蛋白超基因家族。假基因數(shù)目一般較少，往往只占基因總數(shù)的一小部分。? 功能可能與hnRNAr的加工成熟、DNA復(fù)制及轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)有關(guān)（2）Kpn I family 僅次于Alu家族的第二大家族。分子雜交研究表明，同一類型中不同家族成員之間不能進(jìn)行雜交，說明衛(wèi)星DNA具有多態(tài)性。非編碼區(qū)（占90%以上）遠(yuǎn)大于編碼區(qū)。五、真核生物基因組的特點 真核生物基因組結(jié)構(gòu)與功能特點 真核生物基因組的化學(xué)本質(zhì)為DNA，大多與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色質(zhì)，基本結(jié)構(gòu)單位為核小體。2. R質(zhì)粒（抗藥性因子） 編碼一種或幾種抗菌素的抗性基因，并能將此抗性基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞中，使其獲得同樣的抗性能力。絕大多數(shù)質(zhì)粒都是雙鏈DNA分子。 （rDNA）具有多拷貝，而且都以轉(zhuǎn)錄單位的形式組織在一起。 DNA序列中功能相關(guān)的RNA和蛋白質(zhì)基因，叢集在基因組的一個或幾個特定部位，形成一個功能單位或轉(zhuǎn)錄單位，可被一起轉(zhuǎn)錄成為多順反子mRNA。80年代以后 認(rèn)識到基因表達(dá)的復(fù)雜性 1994 Alberts 基因是一段DNA序列，包括完整的功能單位（如編碼序列、調(diào)節(jié)序列和內(nèi)含子等）；基因可以作為1個轉(zhuǎn)錄單位，其表達(dá)產(chǎn)物通常是1條多肽鏈或1個DNA分子，但有時編碼1組相關(guān)的蛋白異形體，有些蛋白異形體的產(chǎn)生和特殊的轉(zhuǎn)錄后加工（如RNA編輯）或者翻譯水平的再編碼（如核糖體跳躍）有關(guān)。 Mendel發(fā)表《植物雜交實驗》，“遺傳因子”通過豌豆實驗，提出經(jīng)典遺傳定律：分離定律和獨立分配定律 ? 1909 這一名詞，但還只是遺傳性狀的符號，未涉及基因的物質(zhì)概念? 1910 Morgan發(fā)現(xiàn)果蠅的白眼性狀的伴性遺傳，首次特定的基因和一個特定的染色體聯(lián)系起來 ? 1919 教材中開始出現(xiàn)gene一詞 The Physical Basis of Heredite ? 1926具有可檢測的標(biāo)記探針的來源DNA探針根據(jù)其來源有3種：一種來自基因組中有關(guān)的基因本身，稱為基因組探針（genomic probe）；另一種是從相應(yīng)的基因轉(zhuǎn)錄獲得了mRNA，再通過逆轉(zhuǎn)錄得到的探針，稱為cDNA 探針（cDNA probe）。增強子的作用特征：①與啟動子的相對位置和取向無關(guān)，具有遠(yuǎn)程效應(yīng)（只要共處一條DNA分子上）；②需要特定的蛋白因子參與；③有些能在幾乎所有類型細(xì)胞中發(fā)揮作用，而大多數(shù)具有相對組織特異性。Pol III位於核仁外，負(fù)責(zé)合成tRNA、5S rRNA、U6 snRNA及一些小RNA(如7SL、7SK、7SM 等)。啟動子(promoter)：又稱啟動基因，是DNA模板上專一地與RNA聚合酶結(jié)合并決定轉(zhuǎn)錄從何處起始的部位，也決定基因的轉(zhuǎn)錄效率。 復(fù)制分DNA復(fù)制與RNA復(fù)制，前者如上述。負(fù)責(zé)解開雙螺旋的酶是解螺旋酶。SOS修復(fù)：是指DNA受到嚴(yán)重?fù)p傷、細(xì)胞處于危急狀態(tài)時所誘導(dǎo)的一種DNA修復(fù)方式，修復(fù)結(jié)果只是能維持基因組的完整性，提高細(xì)胞的生成率，但留下的錯誤較多，故又稱為錯誤傾向修復(fù)，使細(xì)胞有較高的突變率。復(fù)制起始點 常用ori或O表示。由于DNA雙鏈方向相反，當(dāng)雙鏈以復(fù)制的起點解開形成復(fù)制叉時，339。核酸、蛋白質(zhì)和多糖都屬于生物大分子范疇。v Tm 值：50%DNA解鏈的溫度，又稱融解溫度。rRNA (ribosomal RNA)? 細(xì)胞內(nèi)含量最多的RNA，約占RNA總量的80%左右。 結(jié)構(gòu)基因（structural gene）編碼蛋白質(zhì)或RNA。216。216。 第二節(jié) DNA 的 分子結(jié) 構(gòu) DNA的堿基組成A、G、C、T A=T A + G = C + TDNA的一級結(jié)構(gòu)（primary structure)特征：*DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序，即堿基的排列順序。五、中醫(yī)藥研究中醫(yī)基礎(chǔ)理論 中醫(yī)臨床 針灸 中藥第二章　核酸的結(jié)構(gòu)與功能核酸是一類重要的生物大分子，是生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。 第三節(jié)　分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用一、人體發(fā)育調(diào)控和人體功能調(diào)控的分子生物學(xué)基礎(chǔ)l 發(fā)育、分化與衰老的分子生物學(xué)基礎(chǔ)l 細(xì)胞增殖調(diào)控的分子生物學(xué)基礎(chǔ)l 神經(jīng)、內(nèi)分泌和免疫調(diào)控的分子生物學(xué)基礎(chǔ)二、基因與疾病基因結(jié)構(gòu)與功能的改變、基因表達(dá)調(diào)控異常、病原體的基因結(jié)構(gòu)與功能都與疾病的發(fā)生有關(guān)對疾病相關(guān)基因的研究，不僅從分子水平闡明疾病發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制，而且為基因診斷和基因治療奠定了基礎(chǔ)。(Arber)、史密斯(Smith)和內(nèi)森斯(Nathans)，發(fā)現(xiàn)限制性內(nèi)切酶,獲1978年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎。五．基因工程的各種技術(shù)體系（克隆、測序、雜交、PCR、轉(zhuǎn)基因、DNA芯片）。醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)主要內(nèi)容：一。醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)*生物學(xué)： 研究生命、生命本質(zhì)、生命活動規(guī)律的科學(xué)，從整體水平、細(xì)胞水平、分子水平三個層次上研究生命活動及其規(guī)律的一門學(xué)科。六、分子生物學(xué)技術(shù)：主要包括分子雜交技術(shù)、鏈反應(yīng)技術(shù)、基因工程與蛋白質(zhì)工程等。細(xì)胞通訊與細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)。Jacob ，Nirenberg破譯第一個遺傳密碼發(fā)展階段，Temin 和Baltimore發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶?；蛟\斷：是應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù)，檢查人體某些基因結(jié)構(gòu)或表達(dá)調(diào)控的變化，或者檢測病原體基因組在人體內(nèi)的存在，從而達(dá)到診斷疾病和基因治療奠定了基礎(chǔ)基因治療： 是通過特定的分子生物學(xué)技術(shù)關(guān)閉或降低異常表達(dá)的基因，或者將正常的外源基因?qū)塍w內(nèi)特定的靶細(xì)胞以擬補缺陷基因，或?qū)⒛撤N特定基因?qū)塍w細(xì)胞表達(dá)以產(chǎn)生特定的蛋白質(zhì)因子實現(xiàn)對疾病的治療作用。脫氧核糖核酸主要存在于細(xì)胞核內(nèi)，是遺傳信息的儲存和攜帶者，是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。單核苷酸通過3’,5’磷酸二酯鍵連接成大分子——多核苷酸。 大溝（major groove），小溝（minor groove）216。 DNA雙螺旋——核小體——串珠狀多核小體細(xì)絲——螺線管——超螺線管——染色單體DNA的功能 生物遺傳信息的攜帶者、生物遺傳信息復(fù)制的模板和基因轉(zhuǎn)錄的模板。第三節(jié) RNA的結(jié)構(gòu)和功能RNA的一般特征? 主要存在于細(xì)胞質(zhì)中? 一般是單鏈分子? 與DNA在堿基組成上的區(qū)別是RNA分子中含有的是U，U與T具有相同的結(jié)構(gòu)信息量? RNA核糖分子上C2’OH是游離的，是一個易發(fā)生不良反應(yīng)的位置，因此RNA不如DNA穩(wěn)定tRNA (transfer RNA)? 細(xì)胞內(nèi)分子量最小的一類核酸，約占總RNA的15%? 含有1020%的稀有堿基? 細(xì)胞內(nèi)tRNA的種類很多，每一種氨基酸都有其相應(yīng)的一種或幾種tRNA? 二級結(jié)構(gòu)為“三葉草”的結(jié)構(gòu)? 三級結(jié)構(gòu)呈倒L形? 重要的功能是參與轉(zhuǎn)運氨基酸，解譯mRNA的密碼tRNA “三葉草”形的二級結(jié)構(gòu)功能部位：反密碼環(huán): 反密碼子 氨基酸臂：3’CCAOH倒L形的三級結(jié)構(gòu)mRNA (messenger RNA)? 細(xì)胞內(nèi)含量較少的一類RNA，占總RNA的5%左右，但種類很多。? rRNA不能單獨行使功能，必須與蛋白質(zhì)結(jié)合后形成核糖體(ribosome)，作為蛋白質(zhì)合成的場所。2. 復(fù)性：變性DNA在適當(dāng)條件下，可使兩條彼此分開的鏈重新締合成為雙螺旋結(jié)構(gòu)的過程。核酸與蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能是分子水平生命活動的基礎(chǔ)，分子生物學(xué)的研究內(nèi)容基本上圍繞核酸與蛋白質(zhì)展開的。端位于復(fù)制起點的模板鏈合成新鏈?zhǔn)菑?39。細(xì)胞中的DNA復(fù)制一經(jīng)開始就會連續(xù)復(fù)制下去，直至完成細(xì)胞中全部基因組DNA的復(fù)制復(fù)制子或復(fù)制單元：NDA復(fù)制從起始點直到終點為止，每個這樣的DNA單位稱復(fù)制子。此系統(tǒng)由十幾個修