1、1 .（生命的起源）三界的分類：古細菌、細菌、真核生物2.小分子：氨基酸、糖類、核甘酸77%3.大分子：核酸、蛋白質、脂質23%4.古細菌更類似于真核細胞，原核細菌是真正的細菌5 .合成生物學的定義：設計和構建自然界中沒有發現的生物功能和生物系統。構造生物零件裝置和能量，藥物以及科技系統中應用工程原則和數學模型。組裝各領域專業知識的研究領域為了理解，構建，修飾生物系統。合成生物學的目標：操縱基因元件，將基礎生物分子整合到基因線路上，來創造新性狀，表達復雜的生物功能。從穩定、標準、已經改良好的基因模塊來構建生物體系。合成生物學的目的：改造系統、系統化構建.合成生物學與其他學科的不同：抽象性、模塊

2、性、標準化、設計和模型6.根據進化樹，古細菌和真核生物都來自細菌。7.生物膜的作用：隔離、儲存能量、物質傳遞、信號傳導、阻斷毒性8 .內共生學說：古細菌的真核細胞吞噬異樣細菌，成為它的線粒體。吞噬自養細菌，成為它的葉綠體。9.基因的概念：基因是生物有機體遺傳的分子單元基因在染色體上是有機體中可以編碼多肽和RNA勺DNAff列10 .DNA的結構和功能：遺傳信息在DNAS的核甘酸序列中遺傳信息指導合成蛋白質基因兩條鏈堿基配對以氫鍵鏈接一條鏈模板、半保留復制5-3、3端游離羥基、糖在外，堿基在內11.染色體結構與基因表達：染色質的基本組成單位是核小體核小體是組蛋白八聚體2H2A2H2B2H32H4

3、H1與核小體間DNA1接染色質改造：連接DNAfe度可變，結合DNA吉構可變12.三個重要的DNAff列：端粒、復制起始區、著絲點13.核小體的N端修飾（共價修飾）：DNA甲基化和組蛋白去乙酰化協同作用共同參與轉錄阻遏。磷酸化使生物學過程發生14 .轉錄抑制與異染色質有關15.第三章總結：問期染色質解旋很難看見基因表達loop結構處常染色質結構疏松表達活躍，能編碼蛋白質。異染色質粘稠不編碼。如端粒、中心粒、著絲粒有絲分裂染色體是壓縮的，有序的，染色體在細胞核中的存放時空間有序的16 .分子機器：調節DNA勺蛋白質DNA:連接酶、解旋酶（95C）、拓撲異構酶鉗蛋白、結合蛋白RNA:引物、引物酶停

4、轉的DNAIK合酶使其從鉗蛋白中釋放（需要DNW螺旋的高度旋轉）DNAM制過程；拓撲異構酶解開雙螺旋-DNAB旋酶解開雙鏈-SSB結合單鏈-RNA引物酶結合DNAI鏈-DNA甘蛋白將DNA5合酶結合上去-按堿基互補配對原則5-3-先導鏈連續，滯后鏈需要DNA接酶-DNAM螺旋再次形成（兩個復制叉）17 .三步提高DNA的高保真性：5-3的聚合、3-5的核酸外切酶校正的核酸外切酶或性堿基互補配對機制真核生物錯配修復原核位點特異性錯配修復。原核母聯甲基化18 .DNAt組：兩個同源DNAg生重組，序列上沒有變化，來源上相互交叉。同源DN股叉互換可能發生在任意位置減數分裂時期一般DNA1組一般的DN

5、A1組：起始：DNAfe交大片段染色體交換，雙螺旋解開，在細菌中需要RecA的介導，中間形成holidayjunction結構RECA白介導DNA1組，也是一種DNA賴的ATP酶要有一條鏈有裂口，在細菌中靠介導蛋白，在原核中同源染色位點特異性重組：轉座型轉座子（移動的基因元件）：1.改變位置2.復制型3.基于逆轉錄病毒的轉座依賴于轉座酶基因和DNAff列上的識別位點保守位點特異性重組不對等交換例如噬菌體將DNAS合到宿主細胞內保守序列型：一種順序型重組19 .特殊的DNAff列：原核系統：操縱子：結構基因、操作子（與結構基因相連的DNA序列，阻遏蛋白可以結合組織結構基因的轉錄）、啟動子、其他調

6、控序列。富含A-T便于打開。TATA呆守序列，-35、-10.真核系統：由順式作用元件調控20 .基因調控：順式作用元件（DNA）包含共有序列，模塊相關但是不相同，沒有固定位子，大致在起始點200bp上游，一個單一元件就可以引起調控應答，也可位于啟動子或增強子。控制轉錄的準確性和頻率例：增強子、沉默子反式作用元件（蛋白質）與順式作用元件結合調控基因表達三個功能域：包才SDN閣合域（螺旋轉角螺旋、鋅指結構、亮氨酸拉鏈、同源域、螺旋-環-螺旋)、轉錄活性域、蛋白質-蛋白質作用域。RN臊合酶的亞基與RN臊合酶結合使復合物更穩定,與啟動子在特定序列結合，有轉錄起始復合物時結合部分啟動子，促進基因表達。

7、DNAW蛋白質非共價鍵結合蛋白質與蛋白質的結合優于DNA蛋白質可以形成同質、異質二聚體，蛋白質與蛋白質的結合在真核原核中都轉錄水平原核生物基因調控系統(多順反子-操縱子系統)(1)主要用于負調控，誘導物將阻遏蛋白移除。(2)其他調控序列-啟動子(RNAIK合酶)-操作子(阻遏蛋白)-結構基因(3)蛋白質-蛋白質(4)蛋白質-基因(5)邊轉錄邊翻譯，沒有轉錄后修飾真核生物基因調控系統(單順反子)(1)單順反子，正調控(2) RNAS合酶：起始轉錄，延長RNA終止RNA(3)順式作用元件：啟動子，TATAlf起始轉錄，有TFD(轉錄因子)結合位點增強子，沉默子(4)轉錄因子可分為轉錄激活子和轉錄抑

8、制子轉錄后水平(1)外顯子，內含子的拼接可能不同(2)存在正調控：有激活蛋白，無阻遏蛋白負調控：有阻遏蛋白，無激活蛋白(3) RNAg輯(在不同位點插入尿喀呢改變編碼序列)-核內向外運輸-RNA在細胞內定位-開始翻譯翻譯水平：延長因子EF,起始因子，釋放因子AUG甲硫氨酸起始翻譯水平：3含有定位信號影響翻譯水平mRNA內部有核糖體進入位點真核：5端帽子，介導核糖體的結合原核、病毒：折疊成類似于tRNA的結構，介導核糖體與其結合mRNAI退：5端去帽子降解，使3端有規律降解內切核甘酸降解和快速去帽子降解翻譯和降解存在競爭降解：反義/干擾RNA翻譯后調控：對合成蛋白質的修飾分子伴侶：幫助蛋白質折疊

9、(序列上沒有相關性但有共同功能的蛋白質，幫助其他含多肽的結構正確組裝，之后脫離。)折疊正確可容，或在分子伴侶的幫助下正確折疊折疊不完全被蛋白酶體催化降解(泛素激活酶、泛素連接酶。泛素：標記無用的蛋白質從而降解)真核總結：轉錄水平調控-對RNA勺修飾-RNA的轉運和定位調控-翻譯調控-mRN解解-蛋白質激活產生蛋白質不同水平的調節：轉錄、轉錄后、翻譯、翻譯后乳糖操縱子；有乳糖無葡萄糖表達，弱啟動子有基礎水平表達調節基因-CAP結合位點-啟動子-操縱基因-結構基因(1)有葡萄糖無乳糖：調節基因表達出阻遏蛋白，與操縱基因結合阻止了與啟動子結合的RNAIK合酶的移動，大腸桿菌不能利用乳糖。(2)沒有葡

10、萄糖，有乳糖時：乳糖作為誘導物，與阻遏蛋白結合，使其結構發生改變不能與操縱基因結合，操縱基因開啟，可以利用乳糖。(乳糖操縱子的啟動子是弱啟動子。)(3)葡萄糖存在且濃度很高時：cAMPK平低，與CAPg合受阻RNA合酶不能與啟動子結合。(4)葡萄糖不存在：cAM冰平高，與CA圖合，復合物結合到啟動子上游的結合為點，促進RNAIK合酶與啟動子的結合。色氨酸操縱子：(負調控)調節基因-啟動子-操縱基因-5個相連的結構基I(1)不含有色氨酸；調節基因產生沒有活性的阻遏蛋白不能與操縱基因結合，結構基因表達，生成合成色氨酸的5種酶。(2)有時：色氨酸作為輔阻遏物與阻遏蛋白結合，阻遏蛋白有活性，與操縱基因

11、結合，結構基因不表達。細菌具有雙組份信號傳導系統。組氨酸激酶(感受結構域、接收結構域、輸出結構域)真核生物基因調控系統(單順反子)內含子、外顯子(斷裂基因)真核基因表達調控：(1)轉錄控制(2)RNAft成mRNA1制(3)RNA專運定位控制(4)翻譯控制(5)mRN將解控制(6)蛋白質活性控制染色體結構的復雜性一般是正調控，有轉錄后修飾轉錄與翻譯分開調控，DNAT高敏位點，通過細胞間和細胞內信號調控。21.DNA與蛋白質的相互作用；(1)螺旋轉角螺旋、鋅指結構、亮氨酸拉鏈、同源域、螺旋-環-螺旋(2)二聚體作用22 .tRNA的3端鏈接氨基酸，5端可變性較大，反密碼環攜帶反密碼子23.分子伴

12、侶：幫助蛋白質折疊(序列上沒有相關性但有共同功能的蛋白質，幫助其他含多肽的結構正確組裝，之后脫離。)折疊正確可容，或在分子伴侶的幫助下正確折疊折疊不完全被蛋白酶體催化降解(泛素激活酶、泛素連接酶。泛素：標記無用的蛋白質從而降解)24.不同水平的蛋白質合成調控；轉錄水平：(1)有時與距離有關，可以遠距離調控(開關調控、量調控)(2)基因調控蛋白幫助招募組裝轉錄機器(3)調控有協同效應(4)阻遏蛋白實現功能：競爭活性位點、屏蔽、與轉錄因子作用、招募抑制染色質重組復合物、招募組蛋白去乙酰化酶。(5)蛋白組裝成復合物(6)激活蛋白、絕緣體元件轉錄后水平；剪切、拼接、3端降解，選擇性RN即接，RN顏輯(

13、在不同位點插入尿喀呢改變編碼序列)25 .基因工程的核心技術：核酸雜交、基因測序、限制性核酸內切酶、DNAt向復制或者PCR監控基因表達。26 .組學：(蛋白、代謝、轉錄、基因)基因組學：研究有機體中出現的所有基因。依賴于高通量技術：自動測序、熒光染料、基因芯片、克隆技術、高通量基因組功能基因組學：知道序列之后，我們需要知道功能，基因在個體的每個細胞中都相同，除了突變，每個細胞只有一小部分基因表達，基因表達與不同分化狀態有關。功能基因組學又稱為后基因組學，通過識別基因在環境中的作用來識別基因的功能。研究內容：1.基因組表達及調控的研究2.人類基因信息的識別和鑒定3.基因功能信息的提取和鑒定4.

14、比較基因組學：比較基因組學：所有生物中都有相同的基因，比較生物間的相似性。理解不同物種間的獨特性。5.農業基因組學：小塊的基因表達6.藥物基因組學：為個體定制治療方案生物信息學：計算機分析基因組學數據序列分析、基因測序、生物過程建模轉錄組學：所有的mRN杷現在特定的細胞，特定的地方和時間轉錄組學有復雜的組成和可變性。 最直接的研究方法就是構建cDNAC庫。再與基因組學比較。蛋白組學：不等于轉錄組學在特定的時間不是所有的mRN唐B被翻譯。包括合成新的，降解舊的多肽代謝組學：獲得細胞代謝產物，與轉錄、蛋白組學比較，可以獲得大量高質量的代謝產物得到可靠地生物化學和功能的信息。(核磁、電泳、毛細管電泳

15、)27 .促進合成生物學研究的技術：(1)逆轉錄技術，轉錄組學(2)克隆技術(3)DNAK片技術(4)測序技術(5)蛋白組學技術(6)代謝組學技術(7)質譜分析技術28基因測序的自上而下：隨機打碎-測大量片段-拼接運用工程學與生物學知識(二)自下而上：染色體-片段-小段-測序-拼接(一代)29.細胞種類的不同細胞大小：真核細胞大，原核細胞小DNA結構：真核線狀結構可以與組蛋白形成核小體，再高度盤旋形成染色體。原核就是單條環狀雙鏈DNA細胞結構：原核細胞只有核糖體和擬核，真核有各種酶和細胞器繁殖方式：真核細胞有絲分裂或減數分裂，原核二分裂細胞死亡：真核細胞程序化死亡，原核細胞沒有30.革蘭氏陰性

16、桿菌與陽性：細胞膜外結構不同31.多細胞原核生物：藍細菌、鏈霉菌32.無細胞結構生物：噬菌體33.沃爾森和克里克1953年DNW螺旋結構34.DNA合成蛋白質： 轉錄-RNA修飾和剪接-RNA轉運-翻譯-蛋白質修飾和折疊核糖體：三個結合位點A/P/E凝膠阻滯實驗： 測定與特定DN閡合的蛋白質的大小， 放射性DNAt能看見免疫共沉淀實驗：找一個與已知蛋白結合的序列，在體內基因與特定蛋白質結合DNAS和色譜：找一個與已知蛋白結合的序列，通過質譜確定氨基酸序列低濃度-中-高從游離的DNA中分離DNA蛋白質復合物，移去蛋白質，測序離心技術：平衡最重要，超速離心分離生物大分子可溶性物質用蔗糖梯度離心色譜

17、分離技術：(固體介質，需要洗脫)三種：離子交換層析凝膠過濾層析親和層析(基因克隆，目的性最強)變性蛋白質電泳：SDS(十二烷基磺酸鈉)和B-琉基乙醇SDSPAGE聚丙烯酰胺凝膠電泳，免疫方法檢測手段蛋白質雜交DN麻交RN麻交通過等電位集中分離蛋白質分子：等電點蛋白質靜電荷為0,不移動雙向電泳：考馬斯亮藍染色，應用蛋白質的縮氨酸圖或指紋蛋白質分離后，比較存在的多少。質譜分析：基質輔助激光解吸電離飛行時間鋪（MALDL-TOF氣相，液相色譜與質譜聯用DNA脂糖凝月$電泳：DNA負電會發生遷移，依據分子量大小不同分離澳化乙錠染色，紫外光下照射，可通過切割凝膠得到片段DN麻交：不同DNA!火溫度不同體

18、外DNAB記；原料：dATP32整合到鏈每條鏈一端被P標記核酸雜交：測定序列，之后要使用凝膠電泳雜交可以看到凝膠測不出的微量序列上-下：吸水紙-硝化纖維紙-瓊脂糖凝膠-海綿-堿性溶液標記過的放射性DNAK片；轉錄組學反轉錄DNAa行雜交定量蛋白質組學分析（iTRAQ:蛋白質樣品-法蛋白定量-蛋白質酶解-定量蛋白質組學定位-SCX分離-液相色譜質譜分析DNAW序：dNT暇接，dd不連接。熒光PC叱術：實時定量PCR緩沖溶液中有鎂離子，可以影響突變位點個數反應液中加入各種類型的熒光染料，檢測熒光強度基本成分與傳統PCR-樣SYBRGREEN1料法；不進入鏈的染料沒有熒光復制進行，熒光強度增加與所有

19、雙鏈結合無特異性，可通過溶解曲線檢測特異性聚合酶鏈式反應1.高溫變性95度，1分鐘2.低溫退火，加引物和模板雜交55-60度3.延伸溫度加DNAIK合酶和dNTP68-72度，延長時間由長度而定4 .DNAK合酶Taq：從嗜熱菌中獲得，保真性不好，多一個3的尾巴Puf:平末端，高保真性5.引物的要求：不能有內部配對退火溫差5度GC含量3端不要有連續的AT不可以有發卡結構不要過長6.反應需要的物質：模板。引物、原料、DNAK合酶、水、緩沖溶液7.實驗結果：當有雜交帶時，可提高退火溫度沒有時，可以適當降低梯度PCR可以不同退火溫度同時實驗8.應用：法醫、檢查病變、基因克隆、在引物中定向突變、延長PCR（增加保護堿基）9.融合PCR同源交換重組，抗Tt基因進入，菌落PCR僉證10 .PCR動力曲線： 基線期-指數增長期-線性增長期-平臺期閾值在指數