分子生物學課件重點整理 朱玉賢

1、1第二章染色體與DNA染色體（染色體（chromosome）是細胞在有絲分裂時遺傳物質(zhì)存在的特定形式，是間期細胞）是細胞在有絲分裂時遺傳物質(zhì)存在的特定形式，是間期細胞染色質(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胞生活周期的大部分時間里都是以染色質(zhì)真核生物的染色體在細胞生活周期的大部分時間里都是以染色質(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胞周期特定時間可發(fā)生甲基化、乙酰化、磷酸化和在細胞周期特定時間可發(fā)生甲基化、乙?；?、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共同的特點，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共同的特點，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的變性和復性的變性和復性■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。■增色效應增色效應(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，當達到某一溫度時驟然上升，稱為增色效應。升，當達到某一溫度時驟然上升，稱為增色效應?！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稱為變性過程紫外線吸收值增加的中點稱為融解溫度。融解溫度。生理條件下為生理條件下為8595℃影響因素：影響因素：GC含量，含量，pH值，離子強度，尿素，甲酰胺等值，離子強度，尿素，甲酰胺等■復性（復性（Renaturation)熱變性的熱變性的DNA緩慢冷卻，單鏈恢復成雙鏈。緩慢冷卻，單鏈恢復成雙鏈?！鰷p色效應（減色效應（Hypochromaticeffe

7、ct)隨著隨著DNA的復性，的復性，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。真核細胞基因組的最大特點是它含有大量的重復序列，而且功能真核細胞基因組的最大特點是它含有大量的重復序列，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鏈纏繞一個組鏈纏繞一個組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)。實質(zhì)是以

9、。實質(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●反應需要有模板的指導反應需要有模板的指導●反應需要有反應需要有3?OH存在存在●DNA鏈的合成方向為鏈的合成方向為5??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主要是對主要是對DNA損傷的修復；以及在損傷的修復；以及在DNA復制時切除復制時切除RNA引物并填補其引物并填補其留下的空隙。留下的空隙。聚合酶聚合酶Ⅱ修復紫外光引起的修復紫外光引起的DNA損傷損傷聚合酶聚合酶ⅢDNA復制的主要聚合酶，還具有復制的主要聚合酶，還具有3→5’外切酶的校對功能，提高外切酶的校對功能，提高DNA復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復制、損傷修復、重組等過程中起重要作用復制、損傷修復、重組等過程中起重要作用7、DNA拓撲異構(gòu)酶拓撲異構(gòu)酶(DNATopisomerase)：拓撲異

12、構(gòu)酶拓撲異構(gòu)酶?：使：使DNA一條鏈發(fā)生斷裂和再連接，作用是松解負超螺旋。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蛋白蛋白拓撲異構(gòu)酶拓撲異構(gòu)酶Ⅱ：該酶能暫時性地切斷和重新連接雙鏈：該酶能暫時性地切斷和重新連接雙鏈DNA，作用是將負超螺旋引入，作用是將負超螺旋引入DNA分子。同復制有關(guān)。例：大腸桿菌中的分子。同復制有關(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，而解螺旋酶移動，而解螺旋酶I、II、III沿5’?3’移動。移動。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，阻止復性和保護單鏈不被核酸酶降解。阻止復性和保護單鏈不被核酸酶降解。（三）（三）DNA的復制過程（大腸桿菌為例）的復制過程（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，填補缺口，連接相鄰的引物，填補缺口，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，叫做復制原點。制有特定的起始位點，