《醫學分子生物學》主要內容1、醫學分子生物學：醫學分子生物學是分子生物學的一個重要分支，是從分子水平研究人體在正常和疾病狀態下生命活動及其規律的一門科學。2、基因的概念、功能基因：是貯存遺傳信息的核酸（DNA或RNA）片段，包括編碼RNA和蛋白質的結構基因以及轉錄調控序列兩部分?；虻墓δ埽?、利用4種堿基的不同排列荷載遺傳信息；2、通過復制將所有的遺傳信息穩定、忠實地遺傳個子代細胞；3、作為基因表達的模版。3、DNA、RNA的結構和功能功能：DNA:DNA的基本功能是以基因的形式荷載遺傳信息，并作為基因復制和轉錄的模板。它是生命遺傳的物質基礎，也是個體生命活動的信息基礎。RNA:1、mRNA：攜帶蛋白質的序列信息，在翻譯過程作為模板指導蛋白質的合成2、tRNA:在蛋白質生物合成時運輸氨基酸3、核蛋白體：介導rRNA與mRNA的結合rRNA與核蛋白體蛋白的結合rRNA與tRNA的相互識別和相互作用4、小分子RNA：參與mRNA的剪接、加工U3與rRNA加工有關4、不同生物基因的基本結構特點原核生物：5’-啟動子-結構基因-轉錄終止子-3’真核生物：由1個結構基因+轉錄調控序列組成，mRNA多是單順反子，rRNA基因結構是多順反子病毒：與真核基因相比很小，一般沒有內含子，調控序列較少，有不規則基因5、原核、真核生物基因的轉錄調控序列有哪些（1）原核生物：啟動子、終止子、操縱原件、正調控蛋白結合位點；①啟動子：提供轉錄起始信號，其本身不出現于RNA產物中。其中有著“TATAAT”的共有特征序列，稱為普里布諾盒。②終止子：提供RNA合成終止信號。其含有GC富集區組成的回文特征序列。③操縱元件：被阻遏蛋白識別與結合。與啟動子通常有部分重疊。④正調控蛋白結合位點：加強下游結構基因的轉錄。（2）真核生物：啟動子、上游啟動子元件、增強子、加尾信號和一些反應元件等。①啟動子：提供轉錄起始信號，啟動子本身通常不被轉錄，除了編碼tRNA基因的啟動子。分為三類：I類啟動子富含GC堿基對，編碼rRNA的基因，除了5SrRNA。II類啟動子具有TATA盒特征結構,編碼蛋白質（mRNA）的基因和一些小RNA基因。III類啟動子包括A盒、B盒、C盒，編碼5SrRNA、tRNA、U6snRNA。②增強子：順式作用元件，增強鄰近基因的轉錄。③沉默子：負性調控元件，可抑制基因轉錄的特定序列。6、操縱子、啟動子、增強子、斷裂基因、內含子和外顯子的概念操縱子：功能上相關聯的數個結構基因串聯在一起，由一套轉錄調控序列控制其轉錄，構成的基因表達單位。啟動子：指結構基因的轉錄起始位點附近的一段DNA序列，它結合RNA聚合酶（真核生物還需要結合其他蛋白質因子）后能夠開放基因轉錄。增強子：是可以增強真核生物基因啟動子的工作效率的順式作用元件。斷裂基因：真核生物的結構基因中，編碼區與非編碼區間隔排列。內含子：指在真核生物的斷裂基因及其初級轉錄產物中出現，但在成熟RNA中被剪接除去的核酸序列。外顯子：指在真核生物的斷裂基因及其成熟RNA中都存在的核酸序列。7、基因組的定義和功能定義：細胞或生物體中，一套完整單倍體的遺傳物質的總和。功能：儲存和表達遺傳信息8、真核生物基因組的特點真核生物的基因組龐大，出了結構基因的結構與原核生物大不相同以外，還存在大量的非結構基因區域。真核細胞基因組具有結構基因呈斷裂基因形式、以單順反子轉錄、結構基因在基因組中所占比例小于非編碼區域的特點。真核細胞基因組存在大量重復序列，可以分為高度重復序列、中毒重復序列和單拷貝或低度重復序列等3種。真核基因組的另一特點是存在多基因家族。9、原核生物基因組的特點原核生物的基因組主要是染色體DNA。特點：1、基因組中很少有重復序列；2、編碼蛋白質的結構基因多為單拷貝基因，但編碼rRNA的基因仍然是多拷貝基因；3、結構基因在基因組中所占的比例遠遠大于真核基因組，但小于病毒基因組；4、許多結構基因在基因組中以操縱子為單位排列。10、質粒、基因重疊、基因組、假基因、核酶質粒：細菌細胞內的、染色體外的DNA分子，是共價閉合的環狀DNA分子，能夠獨立于細胞的染色質DNA而進行復制。基因重疊：同一DNA片段可以是2種甚至3種蛋白質分子的部分編碼區?；蚪M：細胞或生物體中，一套完整單倍體的遺傳物質的總和。假基因：與有功能的基因同源，但不能產生有功能的基因產物的基因。核酶：指具有催化活性的RNA，其作用底物是RNA，主要參與RNA的加工成熟。11、DNA復制過程的共同特點1、半保留復制方式保證了遺傳信息的忠實傳遞；2、基因組DNA都有固定的復制起始點；3、復制子是基本復制單位；4、雙向復制形成復制泡和復制叉；5、半不連續復制方式克服了DNA空間結構對DNA新鏈合成的制約。12、DNA復制保真性的機制1、DNA聚合酶對堿基配對的選擇作用，保證嚴格的堿基配對規律；2、DNA聚合酶對模板的識別作用；3、DNA聚合酶3’→513、真核生物DNA復制的基本過程1、DNA復制的起始；2、DNA鏈的延伸。DNA鏈的延伸主要由DNA聚合酶完成。DNA聚合酶催化的反應是以親代DNA為模板、4種脫氧核糖核苷三磷酸，即dATP、dGTP、dCTP、dTTP為原料底物，一句堿基配對原則，在RNA引物鏈的3’14、端粒、端粒酶端粒：是位于真核生物染色體末端的、由DNA和蛋白質組成的一膨出結構。端粒DNA由短的高度重復序列組成，不同生物的重復序列不同。端粒酶：是反轉錄酶，由蛋白質和RNA共同組成能以自身的RNA為模板反復延伸端粒的重復序列。15、DNA損傷的因素、類型DNA損傷的因素包括：電離輻射、紫外線、堿基類似物、堿基修飾劑、某些化學染料和自由基。DNA損傷的類型有堿基和糖基破壞、錯配、DNA鏈斷裂、DNA交聯等。16、DNA損傷的修復方式DNA損傷的修復方式：直接修復、切除修復、重組修復和損傷跨越。17、切除修復、重組修復切除修復：在多種酶作用下，先將損傷區域切除，然后利用互補鏈為模板，合成一段正確配對的堿基順序來修補。重組修復：重組酶系將未受損傷的DNA片段移到損傷部位，提供正確的模板，進行修復。18、基因表達的概念基因表達：指基因轉錄及翻譯的過程，基因表達的最終產物是蛋白質或者rRNA、tRNA等。管家基因是組成性表達，而可調節基因的表達具有時空特異性。19、何為轉錄？轉錄的體系？復制和轉錄的區別有哪些？轉錄：以DNA為模板合成RNA的過程稱為轉錄。轉錄體系：1、模板：DNA；2、原料：ATP、GTP、CTP、UTP；3、RNA聚合酶：原核細胞：全酶α2ββ'σ；真核細胞：RNA聚合酶I、II、III復制和轉錄的不同點：1)復制的模板是DNA雙鏈（半保留復制），轉錄的模板是DNA單鏈（不對稱轉錄）。2）復制的原料是dNTP，轉錄的原料是NTP。3)復制的主要酶類是DNA聚合酶，轉錄酶是RNA聚合酶。4)復制需要RNA引物（由引物酶合成），轉錄不需要引物。5)復制的產物是雙鏈DNA，轉錄的產物是單鏈RNA。6）復制的功能是傳遞遺傳信息給子代，轉錄是表達遺傳信息所需步驟。20、原核、真核生物RNA轉錄的基本過程轉錄起始：轉錄起始復合體在啟動子部位形成（形成開放轉錄復合體）①原核生物：RNA聚合酶與啟動子相互作用。②真核生物:RNA聚合酶、反式作用因子與順式作用元件相互作用。轉錄延長：RNA鏈隨著轉錄泡的移動得以延長①原核生物：核心酶催化(α2β'βω)②真核生物：磷酸化的RNA聚合酶催化，核小體解聚。轉錄終止：轉錄終止受DNA模板上終止信號的控制①原核生物：a.依賴ρ因子：ρ因子與RNA轉錄產物結合，結合后ρ因子和RNA聚合酶發生構象變化，使RNA聚合酶停頓，轉錄停止。b.非依賴ρ因子：DNA模板上靠近終止處有些特殊堿基序列，轉錄出RNA后，RNA產物形成特殊的莖環結構來終止轉錄。②真核生物：轉錄終止的修飾點處切離并加尾。21、蛋白質合成體系蛋白質合成體系：1、模板：mRNA；2、氨基酸運輸：tRNA;3、肽鏈合成場所：核糖體；4、蛋白質因子：起始、延長、終止因子；5、原料：20種有遺傳密碼的氨基酸22、原核、真核生物翻譯的基本過程：1、起始：形成翻譯起始復合物；2延長：只每加一個氨基酸經過進位、成肽和轉位；3、終止：原核細胞：RF1，RF2識別終止密碼，RF3激活轉肽酶釋放肽鏈；真核細胞：eRF同時具有上述功能。23、基因表達調控的基本規律（包括基因表達的特點、方式等）1、基因表達具有時空特異性；2、誘導表達和阻遏表達時基因表達調控的最普遍方式；3、基因表達受順式作用元件和反式作用元件因子共同調節；4、蛋白質-DNA以及蛋白質-蛋白質的相互作用是基因表達調控的分子基礎；5、基因表達調控是多層次的復雜調節。24、RNA編輯、核蛋白體循環、分子伴侶RNA編輯：指細胞核中初級轉錄產物hnRNA的序列改變，使C變為U或者A變為G，結果一個基因表達產生不止一種蛋白質，增加了遺傳信息容量。核蛋白體循環：是指氨基酸活化后，在核蛋白體上縮合形成多肽鏈的過程，該過程包括肽鏈合成的起始，肽鏈的延長，肽鏈合成的終止和釋放。分子伴侶：幫助新生多肽鏈折疊成天然空間構象的一類保守蛋白質（如熱休克蛋白），在原核細胞和真核細胞中廣泛存在。25、乳糖操縱子作用機制(1)乳糖操縱子包含3個結構基因（編碼β－半乳糖苷酶、β－半乳糖苷通透酶和轉乙?；福?個調控元件（啟動子、操縱基因和CAP結合位點）和1個調節基因（編碼阻遏蛋白）。(2)阻遏蛋白的負調控：無乳糖時，阻遏蛋白結合操縱基因，妨礙RNA聚合酶結合啟動子，抑制結構基因轉錄。有乳糖時，生成別位乳糖（誘導劑）結合阻遏蛋白，不能封閉操縱基因，結構基因可以轉錄。(3)cAMP-CAP復合物的正調控：無葡萄糖時，cAMP濃度高，形成的cAMP-CAP復合物結合于CAP結合位點，增強啟動子轉錄活性。有葡萄糖時，cAMP濃度低，cAMP-CAP復合物形成受阻，影響轉錄活性。(4)正、負調控機制相輔相成。cAMP-CAP復合物是轉錄必需的，同時阻遏蛋白進一步控制轉錄啟動。綜上，乳糖操縱子最強的表達條件是有乳糖而無葡萄糖。26、試述原核生物和真核生物基因表達調控特點的異同(1)相同點轉錄起始是基因表達調控的關鍵環節。(2)不同點1)原核基因表達調控主要包括轉錄和翻譯水平；真核基因表達調控包括染色質活化、轉錄、轉錄后加工、翻譯、翻譯后加工多個層次。2)原核基因表達調控主要為負調節；真核基因表達調控主要為正調節。3)原核轉錄起始不需要轉錄因子，RNA聚合酶直接結合啟動子，由σ因子決定基因表達的特異性；真核轉錄起始需要基礎、特異兩類轉錄因子，依賴DNA－蛋白質、蛋白質－蛋白質相互作用，調控轉錄激活。4)原核基因表達調控主要采用操縱子模型，轉錄出多順反子RNA，實現協調調節；真核基因轉錄產物為單順反子RNA，功能相關蛋白質的協調表達機制更為復雜。27、細胞通訊、信號轉導的概念細胞通訊：生物體內各種細胞在功能上的協調統一是通過細胞間相互識別和相互作用的機制來實現的，這種機制稱為細胞通訊。信號轉導：是通過多種分子相互作用的一系列有序反應、將來自細胞外的信息傳遞到細胞內各種效應分子的過程。28、化學信號分子的分類化學信號分子可根據物理性質分為脂溶性化學信號和水溶性化學信號兩大類。從其作用距離考慮則可分為激素、神經遞質和屬于旁分泌系統的細胞因子、生長因子等三大類。29、受體的概念、分類、作用和特點（1）概念：受體位于細胞膜或細胞內，能特異識別生物活性分子，可與之相互結合，進而引起生物學效應的蛋白質，以及個別糖脂。（2）分類：膜受體和胞內受體1)膜受體分類：①離子通道型受體與此類受體結合的主要是神經遞質，介導離子通道的打開和關閉，改變膜通透性，能迅速、準確地傳遞神經沖動，作用時間很短。②G蛋白偶聯受體又名七次跨膜受體，胞漿面的第三個環能與鳥苷酸結合蛋白偶聯，通過不同的G蛋白影響腺苷酸環化酶或磷脂酶C改變細胞內第二信使濃度，以實現跨膜信號傳遞。③單次α螺旋跨膜受體結構上具有一個跨膜α螺旋，包括受體型酪氨酸蛋白激酶和非酪氨酸蛋白激酶型受體。2)胞內受體：多為反式作用因子，當其與相應配體（例如類固醇激素、甲狀腺素等），能與DNA的順式作用元件結合，調節基因轉錄。（3）受體作用的特點：高度專一性、高度親和力、可飽和性、可逆性、特定的作用模式。30、何為生物體內第二信使？主要包括哪些？第二信使：配體與受體結合后，靶細胞內轉導膜外激素信號的某些小分子化合物，在信息傳遞過程中產生放大的作用，稱為第二信使。主要包括：環腺苷酸（cAMP）、環鳥甘酸（cGMP）、甘油二酯（DAG）、三磷酸肌醇（IP3）、Ca2+。31、信號轉導分子下游傳遞信號的方式（一）通過改變小分子的濃度和細胞內定而傳遞信號1、酶促反應生成小分子信使2、調控離子通道可改變小分子的濃度或細胞內的定位分布（二）上游分子通過邊溝激活下游分子而傳遞信號1、配體結合并激活受體2、酶分子通過共價修飾變構激活下游轉導分子3、小分子信使結合并激活下游分子4、上游蛋白質結合激活下游蛋白質分子32、列舉膜受體介導的細胞信號轉導途徑1)cAMP-PKA途徑。2)Ca2+-依賴性蛋白激酶途徑Ca2+-磷脂依賴性蛋白激酶途徑和Ca2+/鈣調蛋白依賴性蛋白激酶途徑（Ca2+-CaM激酶途徑）。3)cGMP-PKG途徑。4)酪氨酸蛋白激酶途徑受體型TPK-Ras-MAPK途徑和JAKs-STAT途徑。5)核因子κB途徑6)TGF-β/Smad途徑33、核酸分子雜交在DNA變性后的復性過程中，如果將不同種類的DNA單鏈分子或RNA分子放在同一溶液中，只要兩種單鏈分子之間存在著一定程度的堿基配對關系，在適宜的條件下，就可以在不同的分子間形成雜化雙鏈。這種雜化雙鏈可以再不同的DNA與DNA之間形成，也可以在DNA和RNA分子間或者RNA與RNA分子間形成，這種現象稱為核酸分子雜交。34、重組DNA技術的基本原理35、目的基因獲取的方法聚合酶鏈式反應（PCR）、反轉錄-PCR（RT-PCR）、文庫篩選和人工合成等36、基因載體的概念，常用載體有哪些，載體選擇標準載體是指能夠攜帶目的基因在宿主細胞內擴增或表達的DNA分子。常用的載體包括：質粒載體、病毒載體和人工染色體載體載體選擇應具備的條件：(1)有復制子。(2)有單一限制性內切酶位點。(3)有篩選標志。(4)表達型載體具備完整的轉錄單位。37、基因克隆的基本步驟基因克隆的基本步驟是：1、用限制性內切酶笑話目的基因和載體DNA，使其具備能連接的末端序列特征；2、用DNA連接酶將目的基因和載體DNA連接起來構成重組DNA分子；3、將連接起產物導入合適的宿主細胞，使重組DNA分子得以復制擴增；4、篩選及克隆化，從而獲得重組克隆載體及克隆的基因。38、cDNA文庫、基因組文庫cDNA文庫：指含有某種組織細胞全部mRNA信息的重組DNA克隆群體。以細胞總mRNA為模板，利用逆轉錄酶合成與mRNA互補的cDNA第一鏈，進而形成cDNA雙鏈，與合適載體連接后轉入受體菌擴增，由此建立cDNA文庫。基因組文庫：指含有某種生物體全部基因片段的重組DNA克隆群體。即將原核或真核細胞染色體DNA提純，用機械法或限制性內切酶將染色體DNA切割成大小不等的片段，插入適當的克隆載體中，繼而轉入受體菌擴增，由此獲得含有眾多克隆的基因組DNA文庫。39、PCR、RT-PCR、Southern印跡、Northern印跡、RNA干擾PCR：是根據DNA半保留復制和DNA聚合酶的特性建立起來的體外復制擴增DNA片段的技術。RT-PCR：以mRNA為模板，先進行逆轉錄得到cDNA,再進行的PCR反應。Sou