【正文】 llscontain 任何一條染色體上都帶有許多基因，一條高等生物的染色體上可能帶有成千上萬(wàn)個(gè)基因，一個(gè)細(xì)胞中的全部基因序列及其間隔序列統(tǒng)稱為genomes（基因組）。如果設(shè)想將人體細(xì)胞中的DNA分子繞地球一周，那么，每個(gè)堿基大約只占1－5厘米，而一個(gè)2－3kb的基因只相當(dāng)于地球上一條數(shù)十米長(zhǎng)，數(shù)厘米寬的線段！ GenotypeTheconstitutionaorganism PhenotypeVisibleofgiven(某個(gè)特定生物體中可觀察到的物理或生理現(xiàn)象)。染色體DNA中可遺傳的核苷酸序列變化。染色體的組成 染色質(zhì)DNA的Tm值比自由DNA高，說(shuō)明在染色質(zhì)中DNA極可能與蛋白質(zhì)分子相互作用；在染色質(zhì)狀態(tài)下，由DNA聚合酶和RNA聚合酶催化的DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄活性大大低于在自由DNA中的反應(yīng)；DNA酶I（DNaseI）對(duì)染色質(zhì)DNA的消化遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于對(duì)純DNA的作用。 核小體是由H2A、H2B、HH4各兩個(gè)分子生成的八聚體和由大約200bpDNA組成的。每個(gè)核小體只有一個(gè)H1。但是，109堿基對(duì)，其理論長(zhǎng)度應(yīng)是180cm，這么長(zhǎng)的DNA被包含在46個(gè)51μm長(zhǎng)的圓柱體（染色體）中，其壓縮比約為104。在單倍體基因組里，這些序列一般只有一個(gè)或幾個(gè)拷貝，它占DNA總量的40%－80%。單拷貝基因通過基因擴(kuò)增仍可合成大量的蛋白質(zhì)，如一個(gè)蠶絲心蛋白基因可作為模板合成104個(gè)絲心蛋白mRNA，每個(gè)mRNA可存活4d，共合成105個(gè)絲心蛋白，這樣，在幾天之內(nèi)，一個(gè)單拷貝絲心蛋白基因就可以合成109個(gè)絲心蛋白分子這類重復(fù)序列的重復(fù)次數(shù)在10－104之間，占總DNA的10%－40%。及組蛋白基因等都屬這一類。在卵細(xì)胞形成過程中這些基因可進(jìn)行幾千次不同比例的復(fù)制，產(chǎn)生2106個(gè)拷貝，使rDNA占卵細(xì)胞DNA的75%，從而使該細(xì)胞能積累1012個(gè)核糖體。這類DNA只在真核生物中發(fā)現(xiàn)，占基因組的10%—60%，由6—100個(gè)堿基組成，在DNA鏈上串聯(lián)重復(fù)幾百萬(wàn)次。 高等真核生物DNA無(wú)論從結(jié)構(gòu)還是功能看都極為復(fù)雜，以小鼠為例： ％是小于10bp的高度重復(fù)序列，重復(fù)數(shù)十萬(wàn)到上百萬(wàn)次/genome。 ％是重復(fù)數(shù)千次、長(zhǎng)約數(shù)百bp的中等重復(fù)序列。 ％是不重復(fù)或低重復(fù)序列,絕大部分功能基因都位于這類序列中。point），這種結(jié)合對(duì)于染色體對(duì)在子細(xì)胞中的有序和平均分配至關(guān)重要。bp，富含AT在高等真核細(xì)胞中，centromere都是由長(zhǎng)約5－10 TelomeressequencestheofChromosomeshelpthem。酵母Telomeres一般以100 5’(TxGy)n 3’(AxCy)n 其中X、Y一般為1－4，單細(xì)胞真核生物中n常為20－100，高等真核生物中1500。polymarase Alu（長(zhǎng)約300bp）是人類高度重復(fù)序列,因?yàn)樵撔蛄兄袔в蠥luI的識(shí)別序列而得名。Alu與其它高度重復(fù)序列共占人類DNA的10％以上。組蛋白是染色體的結(jié)構(gòu)蛋白，它與DNA組成核小體。組蛋白分為HH2A、H2B、H3及H4。 ⑴組蛋白的一般特性 進(jìn)化上的極端保守性。牛的H4序列與豌豆序列相比只有兩個(gè)氨基酸的差異（豌豆H4中的異亮氨基酸60→纈氨酸60，精氨酸→賴氨酸）。到目前為止，僅發(fā)現(xiàn)鳥類、魚類及兩棲類紅細(xì)胞染色體不含H1而帶有H5，精細(xì)胞染色體的組蛋白是魚精蛋白。 肽鏈上氨基酸分布的不對(duì)稱性。例如，N端的半條鏈上凈電荷為+16，C端只有+3，大部分疏水基團(tuán)都分布在C端。 組蛋白的修飾作用。非組蛋白的多樣性。mobilityprotein）。NaCl）溶液抽提、能溶于2%的三氯乙酸、相對(duì)分子質(zhì)量較低的非組蛋白，104以下。DNA結(jié)合蛋白。NaCl除去全部組蛋白和70%非組蛋白后，還有一部分蛋白必須用2mol/L這些蛋白分子量較低，約占非組蛋白的20%，染色質(zhì)的8%。原核與真核染色體DNA比較 原核生物中一般只有一條染色體且大都帶有單拷貝基因，只有很少數(shù)基因〔如rRNA基因〕是以多拷貝形式存在； 幾乎每個(gè)基因序列都與它所編碼的蛋白質(zhì)序列呈線性對(duì)應(yīng)狀態(tài)。 Viralmoleculesrelatively=nt=nt Bactariaistimesthancolibplength,細(xì)菌中常常帶有質(zhì)粒DNA。cells 果蠅帶有25倍于E.的DNA,人類帶有600倍于E.的DNA.DNA如人DNA中平均每毫米只帶有50個(gè)基因,而E.成人帶有1X10^14個(gè)細(xì)胞，成人體內(nèi)全部DNA的總長(zhǎng)度（Contour2X10^11Km 蛋白質(zhì)合成 基因作為唯一能夠自主復(fù)制、永久存在的單位，其生理學(xué)功能以蛋白質(zhì)形式得到表達(dá)。 編碼鏈（codingstrand，是指與mRNA序列相同的那條鏈。strand），又稱antisense Geneticisbywhichdoublenucleicistoidentical轉(zhuǎn)錄是指拷貝出一條與DNA鏈序列完全相同（除了T→U之外）的RNA單鏈的過程，是基因表達(dá)的核心步驟。 只有mRNA所攜帶的遺傳信息才被用來(lái)指導(dǎo)蛋白質(zhì)生物合成，所以人們一般用U、C、A、G這4種核苷酸而不是T、C、A、G的組合來(lái)表示遺傳性狀。 二.翻譯時(shí)從起始密碼子AUG開始，沿mRNA5’→3’的方向連續(xù)閱讀直到終止密碼子，生成一條具有特定序列的多肽鏈。若以兩種核苷酸作為一個(gè)密碼（二聯(lián)子），能代表42=16種氨基酸。 5060年代破譯遺傳密碼方面的三項(xiàng)重要成果： （1）Paul他們把放射性標(biāo)記的氨基酸注射到大鼠體內(nèi)，經(jīng)過一段時(shí)間后收獲其肝臟，進(jìn)行蔗糖梯度沉淀并分析各種細(xì)胞成份中的放射性蛋白質(zhì)。 如果注射后幾分鐘內(nèi)即收獲肝臟，那么，放射性標(biāo)記只存在于含有核糖體顆粒的細(xì)胞質(zhì)成份中。Crick等人第一次證實(shí)只有用三聯(lián)子密碼的形式才能把包含在由AUGC四個(gè)字母組成遺傳信息（核酸）準(zhǔn)確無(wú)誤地翻譯成由20種不同氨基酸組成的蛋白質(zhì)序列，實(shí)現(xiàn)遺傳信息的表達(dá)。 實(shí)驗(yàn)2: 研究煙草壞死衛(wèi)星病毒發(fā)現(xiàn)，其外殼蛋白亞基由400個(gè)氨基酸組成，相應(yīng)的RNA片段長(zhǎng)1200個(gè)核苷酸，與密碼三聯(lián)子體系正好相吻合。 1961年，Nirenberg等以poly（U）作模板時(shí)發(fā)現(xiàn)合成了多聚苯丙氨酸，從而推出UUU代表苯丙氨酸（Phe）。 實(shí)驗(yàn)4: 以特定序列的共聚物為模板指導(dǎo)多肽的合成。 5’…UGUUGUUGU 實(shí)驗(yàn)5: 以共聚三核苷酸作為模板可得到有3種氨基酸組成的多肽。UUCUUC5’…UCUUCUUCU…3’或CUUCUUGUAGUAUAGUAGAGUAGU 實(shí)驗(yàn)6: 以隨機(jī)多聚物指導(dǎo)多肽合成。例如，以只含A、C的多聚核苷酸作模板，任意排列時(shí)可出現(xiàn)8種三聯(lián)子，即CCC、CCA、CAC、ACC、CAA、ACA、AAC、AAA，獲得由Asn、His、Pro、Gln、Thr、Lys等6種氨基酸組成的多肽。 如果把氨基酸與ATP和肝臟細(xì)胞質(zhì)共培養(yǎng)，氨基酸就會(huì)被固定在某些熱穩(wěn)定且可溶性RNA分子（transfer現(xiàn)將氨基酸活化后的產(chǎn)物稱為氨基酰tRNA（aminoacyltRNA），并把催化該過程的酶稱為氨基酰合成酶（aminoacyltRNA 以人工合成的三核苷酸如UUU、UCU、UGU等為模板，在含核糖體、AAtRNA的反應(yīng)液中保溫后通過硝酸纖維素濾膜，只有游離的AAtRNA因相對(duì)分子質(zhì)量小而通過濾膜，而核糖體或與核糖體結(jié)合的AAtRNA則留在濾膜上，這樣可把已結(jié)合與未結(jié)合的AAtRNA分開。如果把核糖體與poly（U）和PhetRNAPhe共溫育，核糖體就能同時(shí)與poly（U）和PhetRNAPhe相結(jié)合。 4種核苷酸組成61個(gè)編碼氨基酸的密碼子和3個(gè)終止密碼子，它們不能與tRNA的反密碼子配對(duì)，但能被終止因子或釋放因子識(shí)別，終止肽鏈的合成。codon）。1966年，Crick根據(jù)立體化學(xué)原理提出擺動(dòng)假說(shuō)（wobble Wobble任意一個(gè)密碼子的前兩位堿基都與tRNA ②當(dāng)反密碼子第一位是U或G時(shí)，能識(shí)別兩個(gè)密碼子。 ③ ④ 四．tRNA tRNA在蛋白質(zhì)合成中處于關(guān)鍵地位，被稱為第二遺傳密碼。所有的tRNA都能夠與核糖體的P位點(diǎn)和A位點(diǎn)結(jié)合，此時(shí)，tRNA分子三葉草型頂端突起部位通過密碼子：反密碼子的配對(duì)與mRNA相結(jié)合，而其3’末端恰好將所轉(zhuǎn)運(yùn)的氨基酸送到正在延伸的多肽上。在一個(gè)同工tRNA組內(nèi)，所有tRNA均專一于相同的氨基酰 tRNA的三葉草型二級(jí)結(jié)構(gòu) 受體臂（acceptorTφC臂是根據(jù)3個(gè)核苷酸命名的，其中φ表示擬尿嘧啶，是tRNA分子所擁有的不常見核苷酸。D臂是根據(jù)它含有二氫尿嘧啶（dihydrouracil）命名的。不同的tRNA分子可有7495個(gè)核苷酸不等，tRNA分子長(zhǎng)度的不同主要是由其中的兩條手臂引起的。每個(gè)tRNA分子至少含有2個(gè)稀有堿基，最多有19個(gè)，多數(shù)分布在非配對(duì)區(qū)，特別是在反密碼子3’端鄰近部位出現(xiàn)的頻率最高，且大多為嘌呤核苷酸。 2．tRNA的L形三級(jí)結(jié)構(gòu) 酵母和大腸桿菌tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)都呈L形折疊式。tRNA合成酶的識(shí)別有關(guān)。 tRNA的L形高級(jí)結(jié)構(gòu)反映了其生物學(xué)功能，因?yàn)樗纤\(yùn)載的氨基酸必須靠近位于核糖體大亞基上的多肽合成位點(diǎn)，而它的反密碼子必須與小亞基上的mRNA相配對(duì)，所以兩個(gè)不同的功能基團(tuán)最大限度分離。翻譯階段遺傳信息從mRNA分子轉(zhuǎn)移到結(jié)構(gòu)極不相同的蛋白質(zhì)分子，信息是以能被翻譯成單個(gè)氨基酸的三聯(lián)子密碼形式存在的，在這里起作用的是解碼機(jī)制。原核生物起始tRNA攜帶甲酰甲硫氨酸（fMet），真核生物起始tRNA攜帶甲硫氨酸（Met）。tRNA合成酶識(shí)別。 在蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因中，一個(gè)核苷酸的改變可能使代表某個(gè)氨基酸的密碼子變成終止密碼子（UAG、UGA、UAA），使蛋白質(zhì)合成提前終止，合成無(wú)功能的或無(wú)意義的多肽，這種突變就稱為無(wú)義突變。tRNA合成酶 AA+ATP+酶（E）→EAAAMP+PPi 第二步是氨?；D(zhuǎn)移到tRNA EAAAMP+tRNA 蛋白質(zhì)合成的真實(shí)性主要決定于AAAAtRNA合成酶既要能識(shí)別tRNA，又要能識(shí)別氨基酸，它對(duì)兩者都具有高度的專一性。firstisinitialofaminotoenzymeitsto ThefiltertheofaminoacylAMPtoseparatesitethe 核糖體像一個(gè)能沿mRNA模板移動(dòng)的工廠，執(zhí)行著蛋白質(zhì)合成的功能。RNA，rRNA）組成的亞細(xì)胞顆粒。核糖體和它的輔助因子為蛋白質(zhì)合成提供了必要條件。真核生物核糖體中RNA占3/5，蛋白質(zhì)占2/5。 大腸桿菌核糖體小亞基由21種蛋白質(zhì)組成，分別用S1……S21表示，大亞基由33種蛋白質(zhì)組成，分別用L1……L33表示。tRNA部位（A位）、結(jié)合或接受肽基tRNA的部位、肽基轉(zhuǎn)移部位（P位）及形成肽鍵的部位（轉(zhuǎn)肽酶中心），此外還有負(fù)責(zé)肽鏈延伸的各種延伸因子的結(jié)合位點(diǎn)。大亞基負(fù)責(zé)氨基酸及tRNA攜帶的功能，如肽鍵的形成、AAtRNA的結(jié)合等。 核糖體可解離為亞基或結(jié)合成70S/80S顆粒。體外反應(yīng)體系中，核糖體的解離或結(jié)合取決于Mg2+離子濃度。細(xì)胞中大多數(shù)核糖體處于非活性的穩(wěn)定狀態(tài)，單獨(dú)存在，只有少數(shù)與mRNA一起形成多聚核糖體。mRNA上核糖體的多少視mRNA的長(zhǎng)短而定，一般40個(gè)核苷酸有一個(gè)核糖體。信使核糖核酸 mRNAribonucleicdeoxyribonucleic 八、蛋白質(zhì)的生物合成 核糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所，mRNA是蛋白質(zhì)合成的模板，tRNA是模板與氨基酸之間的接合體。 蛋白質(zhì)合成消耗了細(xì)胞中90%左右用于生物合成反應(yīng)的能量。約占大腸桿菌干重的35%。 ： 翻譯的起始——核糖體與mRNA結(jié)合并與氨基酰tRNA生成起始復(fù)合物。肽鏈的終止以及肽鏈的釋放——核糖體從mRNA上解離，準(zhǔn)備新一輪合成反應(yīng)。ActivationAmino(Thistakesincytosol,onribosome). ThebearingcodethebindstheribosomalandtheaminoacyltRNA. Elongation.bondsformedthisandCompletionthechainsignaledacodontheandtranslationalBindinganaminoacyltRNA. ②bondTranslocation. 起始因子Initiationfactor（EF）終止因子。RF1UAA和UAG。RF2UAA和UGA。RF3終止因子行使功能時(shí)需要GTP。 蛋白質(zhì)合成的起始 蛋白質(zhì)合成的起始復(fù)合物: 30S核糖體大亞基 Mg2+ 合成的起始可分為三步: 30S–1和IF3相結(jié)合，誘發(fā)模板mRNA與小亞基結(jié)合。小亞基、起始因子IF反密碼子與密碼子配對(duì)。釋放三個(gè)起始因子。真核細(xì)胞中參與翻譯起始的蛋白質(zhì)因子及其功能 真核因子 eIF2 eIF3具有RNA解旋酶活性，解除mRNA模板的次級(jí)結(jié)構(gòu)并使之與40S小亞基結(jié)合，形成eIF4F復(fù)合物。 eIF4B與mRNA與eIF4E和poly（A）結(jié)合蛋白（PAB）相結(jié)合，形成eIF4F復(fù)合物。 eIF5促進(jìn)沒有蛋白質(zhì)合成活性的80S核糖體解離成40S和60S兩個(gè)亞基。 　肽鏈的延伸： 有完整的起始復(fù)合物， 有延伸因子EFTu, 有GTP。 肽鏈延伸也可被分為三步：氨基酰tRNA首先必須與GTPEFTu復(fù)合物相結(jié)合，形成氨基酰tRNAGTPEFTu復(fù)合物并與70S中的