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分子生物学小结

第一篇：分子生物学小结第二章小结在自然界各种生物中，DNA和RNA的一级序列贮存着遗传信息，大多数生物以DNA作为遗传信息的主要载体。RNA也可以作为遗传物质，但目前这种现象只存在于病毒中。除DNA，RNA序列贮存遗传信息以外，DNA的甲基化修饰造成与调节蛋白结合特性的改变、染色质组蛋白的乙酰化、甲基化修饰造成DNA与核小体结合特性的变化，以及蛋白质本身也具有DNA序列变化以外的、可遗传的表观遗传信息。朊病毒是不含有核酸的蛋白质颗粒，但是可以复制并具有传染性。核酸包括DNA和RNA，DNA和RNA分别由A、T、C、G和A、U、C、G等核苷酸组成。A、T、C、G和A、U、C、G等碱基与核糖构成核苷，核苷与磷酸残基形成核苷酸，不同核苷酸的排列组合构成了核酸的一级结构。体内的DNA由两条DNA单链形成双链，是DNA的主要存在形式。DNA双链之间通过碱基配对方式形成，即A-T,C-G，因此，只要知道其中的一条链的序列，即可推导出另一条链的碱基组成。双链DNA具有规则的右手双螺旋结构，在螺旋结构中，脱氧核糖和磷酸间隔排列组成主链，而碱基局限于螺旋内部，并在A-T和C-G间以氢键相连配对。氢键结合力和相邻碱基的堆集力有利于DNA维持双螺旋构型，而磷酸基的静电斥力和碱基分子的内能则不利于DNA维持双螺旋构型。这四种因素竞争的结果形成稳定的DNA分子结构。Watson–CrickDNA双螺旋结构在一定环境条件下，或在不同功能状态下可以发生扭曲、旋转、伸展等结构变化，特别是细胞核内的DNA常常与蛋白质紧密结合，因此可以形成不同形态的DNA结构，如A-、B-、Z等不同的构象。不同构象DNA的存在，对DNA的基本功能如复制和转录以及基因表达调控都是十分重要的。复制和转录时DNA双链的解螺旋，转录因子与基因调控区特定结合序列的结合等都涉及蛋白质对DNA特定构型上的特定信息的解读。DNA除了存在特定的二级结构以外，还形成不同的三级结构。原核细胞和真核细胞的DNA在生理状态下均存在超螺旋结构形式。根据DNA每个螺旋的碱基对数目不同，超螺旋具有正超螺旋和负超螺旋两种方向。所有的DNA超螺旋都是由DNA拓扑异构酶产生。同时，在DNA发生同源重组过程中还成Holliday联合体，在真核细胞中DNA双螺旋还进一步与组蛋白包装成核小体的结构。在化学和/或物理因素的影响下，核酸分子可发生变性，由稳定的双螺旋结构松解为无规则线性结构甚至解旋成单链。凡能破坏有利于维持DNA双螺旋构型的因素，以及增强不利于维持DNA双螺旋构型的因素的各种理化条件都可以成为变性的原因。常用的DNA变性方法主要是热变性和碱变性。核酸分子变性的过程可以逆转，在适当条件下，变性DNA可以复性，两条互补链全部或部分恢复到天然双螺旋结构。复性受到温度、时间、DNA浓度以及DNA复杂性的影响。根据DNA变、复性的特点，可以针对特定序列的DNA设计探针，进行检测特定DNA和RNA的定性、定量和定位的分子杂交研究。第三章小结从抽象符号到具体的化学本质，人们对基因的理解随着研究手段的发展而不断深入。目前，人们不仅能从表型上去研究基因，而且能够先克隆基因，再深入研究其结构和功能，并且发现了诸如断裂基因、重复片段、重叠基因、转位基因和假基因等以各种形式存在的基因。真核生物基因是以单顺反子的形式存在，编码的是单基因产物；而原核生物基因却是以多顺反子的形式存在，由它转录产生的是一种大分子量的mRNA，可同时编码两种甚至数种基因产物。原核生物的基因和真核生物的基因都可以分为编码区和非编码区。绝大多数真核生物其编码区被非编码区所打断，称为断裂基因；但是绝大多数的原核生物，其编码区则是连续的。当然，某些真核生物的基因也可能是连续，而某些原核生物中也有断裂基因存在。基因的大小与外显子没有关系，而是决定于内含子的大小和数目。内含子越多，片段越长，则其基因越大。真核生物中，从酵母到人类，基因的平均大小略有增加。根据基因密度可推知基因组中基因的数目。生物从低等到高等，基因数目逐渐增加。真核生物基因组中来源相同，结构相似，功能相关的一组基因，称为基因家族。根据家族成员在染色体上的分布形式，基因家族又分为在染色体上串联重复存在的基因簇和在染色体上散在分布的散在基因家族。除了能编码蛋白的基因家族外，染色体上还存在大量无转录活性的重复DNA序列。根据重复单位的大小，一些高度重复序列又分为了卫星DNA、小卫星和微卫星DNA。基因组可分为原核生物基因组、真核生物基因组和细胞器基因组。原核生物基因组简单，只有一个染色体组成，其类核外可能有质粒DNA存在；细胞器基因组主要指真核生物的线粒体和叶绿体基因组，能够合成部分所需的蛋白质。真核生物的基因组比较复杂，可分为非重复序列、中度重复序列和高重复序列。非重复序列是独特的，中度重复