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蛋白质和核酸化学
动物科学生物化学，将知识点进行了归纳整理，涵盖所有核心内容，非常方便大家学习。适用于考试复习、预习，提高学习效率。赶紧收藏一起学习吧！
编辑于2024-11-01 11:08:04- 学习，考研
- 核酸化学
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蛋白质与核酸
蛋白质化学
蛋白质功能
催化，储存和运输，调节，运动，防御，营养，作为结构成分，膜的组成成分，参与遗传活动
蛋白质分类
物理特性和功能
球状,亲水膜，疏水核
纤维状
化学组成的不同的分类
简单蛋白质
结合
蛋白质的基本结构单位——氨基酸
氨基酸基本结构
甘氨酸Gly最小的氨基酸无旋光性，非手性
除了甘氨酸外，其余的氨基酸都有旋光异构体，不对称碳原子，手性
蛋白质中氨基酸均为L型，L-α
氨基酸的分类
非极性AA
Gly，Ala，Val，Leu，Ile，Met，Pro，Phe，Trp
极性氨基酸
不带电荷
Ser，Thr，Cys，Tyr，Asn，Gln
带正电，碱性
His，Lys（赖），Arg（精AA）
His是一种很好的质子受体和供体
带负电，酸性
Asp，Glu
含共轭双键芳香族侧链
Phe，Trp（色氨酸），Tyr（酪氨酸）
280nm有特征吸收峰（定量）
Phe高度疏水，常作为蛋白质磷酸化修饰位点
吸收峰最大的是Trp，最小是Phe
含吲哚环
Trp，Tyr
含羟基
Ser，Thr，Tyr
常作为磷酸化修饰位点
含巯基
Cys
巯基具有高反应性能
在某些蛋白质中可形成二硫键而稳定其高级结构
含甲硫基
Met
高度疏水
原核细胞蛋白合成起始氨基酸
含酰胺基
Asn，Gln
高度亲水
易发生转氨基反应
亚氨基
Pro
与茚三酮反应黄色
不参与蛋白质α螺旋形成
侧链脂肪烃
Gly，Ala，Val，Leu，Ile
氨基酸等电点
溶液在某一特定ph时，某种氨基酸以俩性离子形式存在，正负电荷数相等，净电荷为零，在电场中既不向阳极运动，也不向阴极运动，这时溶液的ph称为该氨基酸的等电点
肽键
一个氨基酸的α氨基和另一个氨基酸的α羧基脱水形成的酰胺键即为肽键
具有部分双键性质，不能自由旋转
蛋白质的结构
一级结构
概念
多肽链上各种氨基酸残基的排列顺序
一级结构测定步骤
测定纯化的蛋白质N末端和C末端的氨基酸，从而确定蛋白质分子中多肽链的数目。
通过对二硫键的测定，确定蛋白质分子中二硫键的数目及有无。如果蛋白质分子中多肽链之间存在二硫键，则必须拆开二硫键，并对分开的多肽键进行分离提纯。
用裂解位点不同的两种裂解方法，如胰蛋白酶裂解法和溴化氰裂解法，将长的多肽链分别裂解成两条较短的肽段
分别对上述两套肽段中的每一种肽段进行分离提纯。
用蛋白质序列仪测定每一种肽段的氨基酸序列。
应用肽段序列部分重叠法确定各肽段在多肽链中的排列次序，从而确定多肽链中的氨基酸序列
如果有二硫键，需要确定其在多肽链中的位置
二级结构
概念
指由多肽链主链的肽键内部或相邻主链的肽键之间，借助氢键形成的有规则的构象。
α螺旋（结构特征）
右手螺旋骨架
多肽链主链骨架围绕同一中心轴呈螺旋式上升，形成棒状的螺旋结构，各原子在螺旋中紧密排列，每圈包含3.6个氨基酸残基，螺距为0.54纳米，上升0.15纳米
氢键
相邻的螺旋之间形成氢键，氢键的方向与α螺旋轴的方向几乎平行。
侧链
氨基酸的所有侧链指向α螺旋的外侧，以减少空间位阻效应，脯氨酸和甘氨酸则不利于阿尔法螺旋的形成，会破坏形成贝塔转角。
β折叠
是指蛋白质分子中两条相邻的平行或反平行的肽链的主链中伸展的、周期性折叠的构象，很像阿尔法螺旋适当伸展形成的锯齿状肽链结构。
β转角
多肽链的主链骨架中经常出现180度的回转。
无规则卷曲
超二级结构
若干相邻的2级结构单元按一定规律组合在一起，形成有规则的二级结构集合体，称超二级结构。
结构域
概念 球蛋白分子的一条多肽链中常常存在一些紧密的相对独立的区域，称为结构域
三级结构
概念 多肽链中所有原子和基团在三维空间中的排布。
肌红蛋白
四级结构
概念 指蛋白质分子中亚基的种类，数目，空间排布及其相互作用，它不涉及亚基本身的结构。
亚基 有些蛋白质分子含有俩条或多条多肽链，每一条多肽链本身都有完整的3级结构。
血红蛋白
肽单位和二面角
肽单位
蛋白质中肽键的碳，氮及其相连的四个原子共同组成的肽单位，这几个原子形成一个刚性平面，CN键的键长介于典型的CN单键和双键之间，具有部分双键性质，不能自由旋转。
二面角
俩个转角决定了相邻俩个肽平面在空间上的相对位置，这俩个转角称二面角
构象
蛋白质在体内发挥各种功能时，不是以简单的线性肽链形式，而是折叠成特定的，具有生物活性的立体结构即构象
蛋白质的构象 指所有分子中所有原子和基团在空间的排布，又称空间结构或三维结构，是由单键的旋转造成的。
变构作用
也称别构效应，是指在寡聚蛋白分子中，一个亚基由于与其他小分子结合发生了构象变化，进而引起其相邻亚基构象的改变，并且这种变化在分子内部传递，最终引起蛋白质功能的改变，使其活性增强或削弱。
变构蛋白 具有变构效应的寡聚蛋白称为变构蛋白。
变性是蛋白质有序构象的普遍破坏，功能和生物活性丧失的过程，而变构是蛋白质从一种构象转变为另一种构象，从一种功能状态转变为另一种功能状态的有序转变。
蛋白质结构与功能的关系
蛋白质的结构决定了功能。
人工合成胰岛素，ab链分别合成，等比例混合后就会有活性，而生物合成胰岛素则是先合成一条长肽链，形成正确的二硫链，然后再减去中间的C肽才形成胰岛素。
蛋白质的功能直接由其高级结构决定。
蛋白质的一级结构决定了其高级结构，最终决定了蛋白质的功能。
1级结构与功能的关系，如镰刀型贫血病的分子机理，正常血红蛋白分子的贝塔链，第六个氨基酸是谷氨酸，异常的是Val，整个蛋白由球状变为镰刀状，与氧结合功能丧失，导致病人窒息死亡。
蛋白质的变性与复性
变性
概念
在某些理化因素作用下，蛋白质一级结构保持不变，但空间结构发生了改变，由天然状态变成了变性状态，由折叠态变为了伸展态，从而引起生物功能的丧失以及物理化学性质的改变，这种现象称为变性。
本质
次级键断裂空间结构发生改变，一级结构保持不变。
特征
生物活性丧失，空间结构被破坏，一级结构不受影响，
物理性质发生改变，溶解度明显降低，易结絮，凝固沉淀，电泳迁移率改变，粘度增加，紫外光谱和荧光光谱发生改变
化学性质改变，容易被蛋白酶水解。
机理
变性因素破坏了蛋白质分子构象中的非共价相互作用，使其从原来紧密有序的折叠构象变成了松散无序的伸展构象
复性
有些较小的蛋白质，变性后在适当条件下可以恢复折叠状态并恢复全部生物活性，这种现象称为复性。
变性因素
物理因素，高温，紫外线，X射线，超声波。
主要破坏蛋白质中的氢键
化学因素，包括酸碱，有机溶剂，尿素，重金属盐等
化学因素中，强酸，强碱可使蛋白质氢键断裂，也可以使游离的氨基和羧基形成盐，有机溶剂，主要是提供自己的羟基和羟基上的氢或氧形成的氢键，从而破坏蛋白质原有氢键，重金属盐离子可以和蛋白质中游离羧基形成不溶性盐。
蛋白质理化性质
俩性解离
等电点 当溶液在某个ph时，蛋白质分子中所带正负电荷数恰好相等，静电和为0，在电场中不移动，此时溶液的ph就是该蛋白质的等电点。
胃蛋白酶1.0～2.5胰蛋白酶8.0血红蛋白6.7
胶体性质
为什么蛋白质有胶体性质
1蛋白质分子大小已达到交替的质点范围，具有较大的表面积。
2蛋白质分子表面就有许多极性基团，这些基团与水具有高度亲和性，很容易吸附水分子，从而使蛋白质颗粒表面形成一层水膜，使蛋白质颗粒均匀分散在水中，增加了蛋白质溶液的稳定性，阻碍了蛋白质胶体从溶液中聚集沉淀出来。
3蛋白质分子在非等电状态时，带有同性电荷，在酸性溶液中带有正电荷，在碱性溶液中带有负电荷，由于同性电荷互相排斥，所以蛋白质不会聚集沉淀。
蛋白质的沉淀
盐溶
蛋白质水溶液中加入少量中性盐，如硫酸铵，硫酸钠，氯化钠等，会增加溶液的介电常数，增强蛋白质分子与水分子的作用，从而使蛋白质在水溶液中溶解度增大，这种现象称为盐溶
盐析
在高浓度的中性盐溶液中，无机盐离子从蛋白质分子中的水膜中夺去水分子，破坏水膜，从而使蛋白质分子相互结合而发生沉淀，这种现象称为盐析
有机溶剂沉淀
重金属盐沉淀
生物碱试剂沉淀
呈色反应
肽键与双缩脲反应生成紫红色物质，游离的α氨基与茚三酮反应生成蓝紫色物质
紫外吸收
280nm
分离鉴定
电泳
层析
离心
蛋白质的生物合成——翻译
蛋白质的生物合成
就是在细胞质中以mrna为模板，在核糖体，tRNA和多种蛋白因子的作用下，将mrna中由核苷酸排列顺序决定的遗传信息转变为由20种氨基酸组成蛋白质的过程
蛋白质翻译系统的主要组成成分和功能
mRNA
概念
蛋白质合成的直接模板，是遗传信息的传递者，将核酸所携带的生物体遗传信息转化为对应的可在生物体中发挥功能的蛋白质。
遗传密码
概念
DNA或由其转录的RNA中的核苷酸碱基顺序与其所编码的蛋白质中多肽链中氨基酸顺序之间的对应关系。
密码子
概念
有三个核苷酸组成的三联体
64个密码子中有3个不代表任何氨基酸，而是肽链合成的终止信号，即终止密码子，UAA,UAG,UGA
起始密码子AUG
起始氨基酸甲硫氨酸
UGG一对一（色氨酸）
基本特点
连续性
阅读mRNA时，以密码子为单位，连续阅读，密码间无间断也没有重叠，即起始密码子决定了所有后续密码子的位置。
方向性
阅读方向与mRNA合成方向或mRNA编码方向一致，均为5-3。
通用性
各种生物共用一套密码。
简并性
几种密码子编码同一种氨基酸的现象。
代表同一种氨基酸的密码子称为同义密码子
色氨酸与甲硫氨酸仅有一个密码子。
变偶性
tRNA反密码子第一位，对mRNA密码子第三位的识别有一定自由度。
tRNA的结构和功能
结构
tRNA的二级结构呈三叶草形状，有四块一臂的结构，一个臂为氨基酸接受臂，4个茎环分别为二氢尿嘧啶茎环，假尿嘧啶茎环，可变茎环和反密码子茎环的地方。三级结构是倒L型，通过氢键和疏水力维持稳定
特点
在蛋白质生物合成过程中，活化后的氨基酸就连接在CCA中的A3羟基上。
反密码子
在蛋白质发育过程中，其走向正好与mRNA上的密码子走向相反，因此称之为反密码子。
修饰核苷的功能
稳定tRNA的3级结构
有助于密码子，反密码子的相互作用
防止氨基酸的错载
增加翻译效率和忠信程度，
维持解读的框架
核糖体（rRNA）
组成结构
原核
大亚基50S，23S，5S
小亚基30S，16S
真核
大亚基60S，28S，5.8S，5S
小亚基40S，18S
细菌核糖体
16S，23S，5S
rRNA
功能
维持核糖体的三维结构
直接参加RNA与核糖体小亚基的组合以及大小亚基间的联合
在蛋白质合成过程中起关键作用。
SD序列
是位于mRNA起始密码子上游一段富含嘌呤的短序列。
核糖体功能（有无数个活性中心）
P位（进位）
起始tRNA或氨酰t RNA结合的部位。
A位（反应位）
氨酰tRNA结合的部位。
E位（出位）
转氨酰基或肽酰基反应后，P位上空载的tRNA分子释放出去的部位。
多聚核糖体
概念
就是多个核糖体同时与一个mRNA分子结合，同时合成几条多肽链，这样显著提高了合成蛋白质的速度。
核糖体循环
广义的核糖体循环指肽链的合成的起始，延长，终止，形成一条多肽链的这一循环过程，狭义的是指翻译延长的全过程，包括三步连续的循环反应，即进位，成肽和转位，循环反应每进行一次，多肽链上就增加一个氨基的过程。
比较三者结构特点
原核生物蛋白质生物合成过程
过程
氨基酸的活化（胞质）
摆动假说
反密码子的第一位碱基可以决定tRNA能阅读一个两个或三个密码子，有一定摆动性。
合成的起始
在细菌中合成蛋白质的起始氨基酸是甲酰甲硫氨酸。
真核细胞中起始氨基酸为甲硫氨酸。
蛋白质的合成起始包括mRNA，核糖体的30s亚基和甲酰甲硫氨酸t RNA结合形成30s起始复合体，进一步形成70 S起始复合体。
肽链延伸
氨酰tRNA进入A位
肽键的形成
移位
使肽链从氨基端N向羧基端C不断延伸
合成的终止
条件
存在能特异的使多肽链延伸停止的信号
有能阅读链终止信号的蛋白质释放因子
多肽链翻译后的加工
折叠蛋白
概念
肽链的折叠并不是在合成完成之后才进行的，而是边合成边折叠
酶
如蛋白质二硫键异构酶，肽酰脯氨酰顺反异构酶
分子伴侣
能够帮助新生肽链正确折叠和组装，然而本身却不是最终功能蛋白质分子的组成成分的蛋白质
蛋白质的修饰
末端氨基的脱甲酰化和N端甲硫氨酸的切除
多肽链的水解断裂
氨基酸侧链的修饰
蛋白质转位
共翻译转位
由于内质网结合的核糖体合成的蛋白质前体，在其N端还有一个信号序列，它是新生肽链在合成过程中插入到内质网膜的特殊通道，然后转移入其内腔。
翻译后转位
由游离核糖体合成的蛋白质前体在多肽链合成之后，将蛋白质从细胞质转移到线粒体与叶绿体等细胞器中去。
核酸化学
核酸
化学组成
核苷酸
概念
是由核苷中戊糖的5羟基和磷酸缩合形成的磷酸酯，它们是构成核酸的基本单位
核糖核苷酸RNA
AGCU
脱氧核糖核苷酸DNA
AGCT
功能
参与能量代谢
atp分子中的焦磷酸键在水解时可释放很大的自由能，称为高能磷酸键。atp是生物体内主要的直接功能物质，在能量转移和提供中起着重要作用
作为许多酶的辅因子成分
参与细胞信息传递，在生物细胞中普遍存在一类环状核苷酸
作为核酸的基本结构单位。
碱基互补规律
DNA分子两条链上的碱基通过氢键形成碱基对，且a与t配对，g与c配对，碱基之间这种一一对应的关系，叫碱基互补规律
DNA
大小
用碱基对和长度表示，最长的蛋白质之一是胶原蛋白
碱基组成
AGCT
特点
有种属特异性
来自不同种属生物的DNA碱基组成不同，而且亲缘关系愈接近的生物，其碱基组成也越接近
没有器官和组织的特异性
在同一生物体内的各种不同器官和组织的DNA碱基组成基本相似
在同一种DNA中，腺嘌呤与胸腺密啶的物质的量大致相等，鸟嘌呤与胞嘧啶等物质的量大致相等，嘌呤碱基的物质的总量约等于密啶碱性的物质的总量，这个碱基摩尔比例规律称为DNA的碱基当量规律
年龄，营养状况，环境的改变不影响DNA的碱基组成。
一级结构
DNA的1级结构是指在多核苷酸链中各个核苷酸之间的连接方式，核苷酸的种类，数量及排列顺序。
DNA的遗传信息是由核苷酸的精确排列顺序决定的，连接方式是在核苷酸之间形成35磷酸二酯键，书写方式是五向三方向，自左至右
二级结构
右手双螺旋结构
特征
两股平行的多核苷酸链，以相反的方向围绕着同一个中心轴，以右手旋转方式构成一个双螺旋
疏水的嘌呤和嘧啶碱基平面层叠于螺旋的内侧，亲水的磷酸基和脱氧核糖与磷酸二酯键相连形成的骨架位于螺旋的外侧
内侧碱基成平面状，碱基平面与中心轴相垂直，脱氧核糖的平面与碱基平面几乎垂直，相邻碱基平面在螺旋轴之间的距离为0.34纳米，约10对碱基绕中心轴旋转一圈
双螺旋的直径约为2.37纳米，沿螺旋的中心轴形成螺旋槽，有交替出现的大槽和小槽，DNA双螺旋之间形成的是大槽，而两股DNA链之间形成的是小槽
两股链被碱基对之间形成的氢键稳定的维系在一起。
在DNA分子中，嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数相等。
意义
探明了DNA分子的结构
奠定了DNA复制，转录，反转录的分子基础，
开创了现代生物学的新时代。
维持结构作用力
碱基堆积力
氢键
螺旋外侧的磷酸间的静电斥力
带正电荷的离子和磷酸之间形成的盐键
三级结构
DNA的3级结构是指DNA分子双螺旋通过旋转，缠绕和过缠绕所形成的特定构象，其主要形式是DNA超螺旋。
核小体
DNA和组蛋白形成的染色质的基本结构单位
性质
酸碱性和溶解性
黏性
刚性
降解
变性
概念
核酸的变性是指碱基对之间的氢键的断裂，双螺旋结构松开，成为两股单链的DNA分子。
特点
变性DNA的2级结构改变了，但1级结构并没有被破坏。
当DNA加热变性时，先是局部双螺旋松开，然后整个双螺旋的两股链分开成为卷曲的单链，在单链内可形成局部的氢键结合区，其产物是无规则的线团。
变性后DNA
生物活性丧失，紫外吸收值变高，粘度下降，沉降系数增加，比旋下降。
Tm值（中点解链温度或熔点温度）
概念
通常将50%的DNA分子发生变性时的温度称为中点解链温度或熔点温度。
与DNA的关系
GC含量，DNA分子中gc碱基对的含量是影响tm值的关键因素，GC含量越高，tm值越高，因为gc之间的氢键数量多于at，解链时需要更多的能量
DNA的均一性，DNA分子的均1性也影响tm值，均一性越高，Tm值范围越窄
溶液条件，溶液的离子强度和pH值也会对tm产生影响，在低离子强度和高ph条件下，tm值会降低，反之
变性剂，如尿素盐酸可以降低Tm值，因为它们能够干扰碱基堆积力和氢键的形成
DNA长度，DNA分子的长度也影响tm值，影响较小。
增色效应
概念
变性后氢键断开，碱基堆积破坏并暴露出来，于是紫外光的吸收就明显升高，可增加 30~40%或更高，这种现象称为增色效应。
减色效应
变性DNA复性形成双螺旋结构，其260纳米紫外吸收值会降低。
复性
概念
DNA的变性是可逆过程，在适当的条件下变性DNA分开的两股单链重新恢复成双螺旋结构，这个过程称为复性
淬火
当温度高于tm5℃时，DNA的两股链由于布朗运动而完全分开，如果将此溶液迅速冷却，则两股链继续保持分开，成为淬火。
退火
如果将此溶液缓慢冷却到适当的低温，则俩股链可发生特异性的重新组合而恢复成原来的双螺旋结构，称为退火。
影响因素
阳离子的存在可中和DNA中带负电荷的磷酸基团，减弱DNA链之间的静电作用，促进DNA复性
低于tm温度可促进复性
高浓度的DNA链可加互补链随机碰接的机会促进复性
核酸的分子杂交
分子杂交
当两条来源不同的DNA链或DNA链与RNA链间存在互补的碱基序列是在一定条件下通过互补配对形成的双螺旋分子的过程。
核酸探针
也叫基因探针，是一段带有检测标记，且顺序已知与目的基因互补的核酸序列
H-DNA
铰链DNA
DNA的生物合成——复制
DNA复制的半保留性
半保留复制
即在复制开始时，亲代DNA双股链之间的氢键断开，双链分开，然后以每一股链为模板，分别复制出与其互补的子代链，从而使一个DNA分子转变成与之完全相同的两个DNA分子，按照这种方式复制出来的，每一个子代双链DNA分子中都含有一股来自亲代的旧链和一股新合成的DNA链，所以把这种复制方式称为半保留复制。
参与DNA复制的主要酶类
原核生物
拓扑异构酶
作用
解开DNA双螺旋
切断单链DNA
连接磷酸二酯键
解螺旋酶
解开DNA双链
引发酶
该酶单独存在时相当不活泼，只有与其他蛋白质相互作用结合成一个复合体时才存活，这个复合体称为引发体
DNA聚合酶1.2.3
概念
是以DNA为模板，催化底物合成DNA的酶类，普遍存在于生物体内。
DNA聚合酶1
5-3聚合酶活性，参与DNA损伤修复，清除引物。
5-3外切酶活性，它可以及时切除复制起始合成的引物，提高忠实性
3-5外切酶活性，有校对和纠错功能，可以切除错误聚合的核苷酸。
Klenow片段，DNA聚合酶I羧基端大片段
DNA聚合酶2
5-3聚合酶
3-5外切酶
DNA聚合酶3
真正的DNA复制酶，没有纠错功能。
DNA连接酶
概念
催化双链中DNA切口处的5’磷酸基和3’羟基生成磷酸二酯键
单链DNA结合蛋白（SSB）
n 是专门负责与DNA单链区域结合的一种蛋白质
其功能在于稳定解开的DNA单链，组织DNA复性和保护单链部分不被核酸酶降解
真核生物
端粒
概念
真核生物线性染色体末端的特殊结构
功能
稳定染色体末端结构，防止染色体间末端连接，可补偿滞后链5末端在消除RNA引物后造成的空缺。
端粒酶
是一种含有RNA链的反转录酶，与病毒反转录酶的差异在于其模板在酶分子内。他以自身所含的RNA为模板来合成DNA的端粒结构。
复制过程
名词
复制原点
基因组DNA的复制是从特定的起始位点开始的，该起始位点约为245 bp的区域。
复制子
具有复制原点并能够独立进行复制的单位称为复制子。
复制叉
有时也称生长点，是DNA复制时在DNA链上通过解旋，解链，和ssb蛋白的结合等过程形成的y字形结构。
冈崎片段
相对较短的DNA核苷酸序列，它们的合成是不连续的，并随后通过DNA连接酶连在一起，形成DNA复制过程中的滞后链。
引物
就是在DNA模板链上装配的一小段互补RNA，其末端的一个核苷酸要有游离的3羟基。
引物酶
子主题
滞后链
阶段
DNA双螺旋的解开
解螺旋酶在复制叉内解开亲代双螺旋，分开的两股双链再分别与ssb结合，以防止其链内退火复性，重新形成双链。局部解开的两股单链可以作为复制子链的模板。
RNA引物的合成
DNA链的延伸
半不连续复制
DNA聚合酶3~5外切酶活性在复制中辨认清除错配碱基加以修正。
由于DNA双螺旋的两股单链是反向平行的，一条链的走向为5~3，另一条链为3~5， DNA的两条链都能够作为模板以边解链边复制的方式同时合成两条新的互补链，但是所有的已知DNA聚合酶的合成方向都是5~3，所以在复制时，一条链的合成方向与复制叉前进方向相同，可以连续复制称为前导链，另一条链的合成方向与复制叉前进方向相反，不能顺着解链方向连续复制合成，为不连续片段，最后进行连接，称为滞后链，因此把前导链的连续复制，滞后链的不连续复制称为半不连续复制。
RNA引物的切除
DNA聚合酶1的5~3 外切酶活性来完成RNA引物的切除，留下的空隙由该酶的5~3聚合酶活性填补。
冈崎片段的连接
复制准确性的保障
正确的碱基选择
聚合酶在复制延长时严格遵守碱基配对规律，按模板要求选择底物
即时的核对功能
切除引物
避免刚开始合成时发生错配
聚合时的方向
5~3
细胞中的各种修复机制确保DNA复制的准确性
其他类型复制方式
滚环复制
取代环复制
反转录合成DNA
也称逆转录，指由RNA为模板合成DNA的过程
功能
催化RNA指导的DNA合成反应
RNA的水解反应
DNA指导的DNA合成反应。
DNA的损伤和修复
光复活（光修复）
紫外光照射可以使DNA分子中同一股链的两个相邻胸腺嘧啶之间形成二聚体。只作用于紫外线引起的DNA嘧啶二聚体。
暗修复
概念
只照射过紫外线的细胞的DNA不需要可见光的照射而修复，使细胞增殖能力恢复的过程。
切除修复
在1系列酶的作用下，将DNA一股链中受到损伤的部分切除掉，并以完整的另一股链为模板，合成切去的部分，然后使DNA恢复正常的结构的过程
AP位点 在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点。
重组修复
即从同源DNA的母链上将相应核苷酸序列片段移至子链的缺口处，然后利用再合成的序列来补上母链的空缺，此过程称为重组修复。因为修复发生在复制之后，也称复制后修复。
错配修复
在新合成的子代DNA链上修复错配的碱基，属于复制中的修复。
应急修复
SOS反应是细胞DNA受到损伤或复制系统受到抑制的紧急情况下为求得生存而出现的应急修复效应，此种修复容易出现差错，又称为易错性修复。
RNA的生物合成——转录
名词解释
转录
DNA还能作为模板在RNA聚合酶的催化下合成RNA，将遗传信息从DNA转移到RNA上，这一过程称为转录。不能
结构基因
将负责编码蛋白质多肽链的DNA片段称为结构基因。
终止子
转录起始于DNA模板上的特定部位，该部位称为转录起始位点，而终止于模板上的特殊顺序称为终止子。
启动子
能够被RNA聚合酶识别并与之结合，从而调控基因的转录与否及转录强度的一段大小为20~200 bp的DNA序列
断裂基因
真核细胞的基因组基因绝大多数是不连续的。
外显子
编码的序列称为外显子
内含子
不编码的序列称为内含子。
核不均DNA
在加工过程中，真核细胞核内形成了许多分子大小不均一的中间体
逆转录酶
转录泡
RNA链的延伸是在含有核心酶，DNA和新生DNA的同一个区域里进行的，在这个区域里双链被打开，呈泡状，故称之为转录泡
回文结构
即双链DNA中两个反向重复序列，一种螺旋对称结构
转录的共同特点
以DNA为模板酶促合成RNA，细胞内RNA的生物合成过程是一个酶促反应过程，参与该过程的酶是RNA聚合酶。
DNA双链中只有一股链被转录成RNA
转录的方向为5~3
转录起始不需要引物，且转录过程中无校正作用。
原核生物RNA的转录过程
模板的识别
转录的起始
RNA链的延伸
转录的终止
过程
RNA链停止延伸
释放新生和RNA链
RNA聚合酶从DNA上释放。
真核生物RNA聚合酶
聚合酶1基本不受α鹅膏覃碱抑制，合成5.8srrna，18s，28s
聚合酶2最敏感，存在于核质中，功能为合成mRNA和小分子细胞核RNA
聚合酶3之间合成trrna，5srrna
真核生物mRNA前体加工方式
五末端加帽
三末端加尾
剪接，切除内含子连接外显子
碱基修饰，如甲基化
选择性加工
RNA编辑。
真核生物tRNA转录后的加工（tRNA前体加工方式
切除trna前体两端多余的序列，这一过程是在特异性酶的催化下完成的
在3末端加CCA序列，此步由tRNA核苷酰转移酶催化，这与原核生物tRNA3末端序列形成的第二种情况相同
进行tRNA碱基修饰，主要为甲基化修饰，约占被修饰碱基的一半以上。
DNA复制和RNA转录的异同
相同点
都以DNA为模板
都遵循碱基互补原则
新键形成方向都是5~3
不同点
转录的底物是四种核糖核苷酸，而复制的是四种脱氧核糖核苷酸
转录必须以一条DNA链为模板，而DNA复制时是以两条链都作为模板
转录起始不需要引物，但复制需要
转录碱基配对关系为cg， au复制为cg， at
转录时RNA合成需要RNA合成酶催化，而复制需要DNA聚合酶
真核生物中转录产物一般需要加工，而复制产物不需要。
基因的表达与调节（转录水平进行）
基因和基因组
基因
DNA中含有特定遗传信息的核苷酸序列
结构基因
指可被转录为mRNA并被翻译成蛋白质多肽链的DNA序列
调节基因
指可控制结构基因表达的DNA序列
管家基因
是指所有细胞中均要稳定表达的一类基因其产物是对维持细胞基本生命活力所必须的
奢侈基因
即组织特异性基因是指不同类型细胞特异性表达的基因
基因组
细胞或生物体的全套遗传物质
重叠基因
在一些病毒基因中，两个基因可发生重叠，并以不同的可读框被阅读，表达不同的蛋白质
表达调节
操纵子模型
操纵子
是指原核生物基因表达的调节序列或功能单位，有共同的控制区和调节系统
乳糖操纵子的调节
正调节
负调节
关系
当葡萄糖和乳糖同时存在时，细菌优先利用葡萄糖，再缺葡萄糖时，细胞中的camp水平升高，并与其受体蛋白结合使之激活，后者对乳糖操纵子的表达有增强作用，这是正调节。此时若培养基中只有乳糖，则乳糖操作子的得到高度表达，这是负调节
反义RNA
是指能与mRNA互补结合从而阻断mRNA翻译的RNA分子，它是反义基因的反义链转录的产物，它对基因的表达调节是一种关于翻译水平的调节
转录水平的调节
启动子
位于结构基因5'端上游的DNA序列，负责引导RNA聚合酶与基因相应部位的正确结合，启动基因的转录过程
增强子
远离转录起始点，增强启动子转录活性的DNA序列
沉默子
在遗传学中能够抑制特定基因转录的DNA序列
转座子
是一类能够在基因组中移动和复制的DNA序列
反式作用因子
是指能与顺式作用元件结合，调节基因转录效率的蛋白质，其编码基因与作用的靶DNA序列不在同一 DNA分子上
基因操作主要技术
核酸印迹杂交技术
southern技术
是将在电泳凝胶中分离的DNA片段转移并结合在适当的固相支持物，如硝酸纤维滤膜上，通过与标记的单链DNA或RNA探针的杂交作用，检测这些被转移的DNA片段的杂交技术
northern技术
是将电泳分离的RNA转移到在适当的固相支持物，如化学修饰的活性滤纸或专用的滤膜上，通过与单链的标记DNA探针杂交，以检测这些转移被转移的RNA的技术