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papapaopao

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一、真核基因组的结构特点:

1.编码序列所占比例远小于非编码序列。

2.高等真核生物基因组含有大量的重复序列。

3.存在多基因家族和假基因。

4.基因通过可变前接能改变蛋白质的序列。

5.真核基因组DNA与蛋白质结合形成染色体。

二、半保留复制的概念。

1.DNA复制时除代DNA双螺旋解开成为两条单链。

2.自作为模板按照碱基配对规律合成-条与模板相互补的新链,形成两个子代DNA分子。

3.每一个子代DNA分子中都保留有一条来自亲代的链。

三、半不连续复制。

1.DNA双螺旋结构中两股单链反向互补平行,一股链的方向为5' →3',另一股链的方向为3'→5'。

2.复制时合成的互补链方向则对应为3'→5和5'→3' ,而生物体内DNA的合成方向只能是5'→3’。

3.复制时,顺着解链方向生成的一股子链其合成方向与解链方向相同,合成能连续进行,称为前导链。

4.而另一股子链的合成方向与解链方向相反,它必须等待模板链解开至一定长度后 才能合成一段 ,然后又等待下一段模板暴露出来再合成合成是不连续进行的,称为后随链。

5.这种前导链连续复制而后随链不连续复制的方式称为半不连续复制。在复制中不连续合成的DNA片段称为冈崎片段。

四、真核生物的DNA聚合酶a、β、γ、δ、ε。

1.DNA聚合酶δ是复制中最重要的酶,主要负责子链的延长,相当于原核生物的DNA聚合酶Ⅲ。

2.DNA聚合酶a主要催化合成引物。

3.聚合酶β、ε参与染色体DNA的损伤修复。

4.聚合γ复制线粒体DNA。

五、DNA复制是如何实现高保真性的。

生物体至少有3种机制实现复制保真性:

①严格遵守碱基配对规律:A-T配对,G-C 配对。

②聚合酶在复制延长中对碱基的选择功能:原核生物DNA pol Ⅲ对嘌呤不同构型表现不同亲和力,从而实现其选择功能。

③复制出错时有即时校对功能:在复制过程中一旦DNA新生链3'端出现与模板错误配对的碱基时,DNA聚合酶I即能迅速识别,并利用3'→5'核酸外切酶活性切除错配的核苷酸,然后再通过其5’→3’聚合酶活性连接正确配对的核苷酸。此过程称错修复。

六、原核生物复制中参与DNA解链的相关蛋白。

解链过程主要由DnaA、B、C三种蛋白质共同参与。还有DnaG、SSB、拓扑异构酶。

1.DnaA蛋白辨认并结合于串联重复序列上(AT区),几个DnaA蛋白相互靠近形成DNA蛋白质复合体结构,可促使AT区的DNA进行解链。

2.DnaB蛋白(解旋酶)在DnaC蛋白协同下,结合并沿解链方向移动,解开双链,并置换出DnaA,初步形成复制叉。

3.解链的同时SSB结合在解开的单链上,保护单链模板。

4.DnaG(引物酶):催化RNA引物生成。

5.在解链过程中由拓扑酶来理顺DNA链。DNA拓扑异构酶II把DNA由正超螺旋变为负超螺旋,更好地起模板作用。

七、逆转录酶的三大活性。

1.RNA指导的DNA聚合酶活性。

2.DNA指导的DNA聚合酶活性。

3.RNase H 活性,作用需Zn²+为辅助因子。

八、从单链RNA到双链DNA的生成可分为三步。

1.逆转录酶以病毒基因组RNA为模板,催化dNTP聚合生成DNA互补链,产物是RNA/DNA杂化双链。

2.杂化双链中的RNA被逆转录酶中有RNase活性的组分水解,被感染细胞内的RNase H也可水解RNA链。

3.RNA分解后剩下的单链DNA再用作模板,由逆转录酶催化合成第二条DNA互补链。

九、重组修复。

当DNA双链断裂时,需要重组修复。重组修复是指在重组酶系的作用下,将另一段未受损伤的DNA移到损伤部位,提供正确的模板,进行修复的过程。“边修复,边复制”。

1.同源重组修复:参加重组的两段双链DNA在大于200bp的范围内序列相同,修复后的序列正确。大肠杆菌和酵母在同源重组修复中起关键作用的是ReoA蛋白。

2.非同源末端连接的重组修复:参加重组的两段双链DNA同源性低,修复后的序列中可存在错误,修复不精确。此方式是哺乳动物细胞DNA双链断裂的一种修复方式,起关键作用的是DNA依赖的蛋白激酶(DNA-PK)和XRCC4。

十、简述原核生物的转录终止方式。

①依赖p因子的转录终止:p因子是一种蛋白质。当核心酶移动到终止子时,p因子与其结合并发挥解旋酶活性,解开DNA-RNA杂合双链,使新合成的RNA从模板链上脱落下来,转录终止。

②非依赖p因子的转录终止:核心酶沿模板移动到DNA的终止子序列时,按照该序列转录合成的RNA有两个特征:富含GC碱基对的发夹结构和一串U序列。

发夹结构可影响RNA与模板链的结合,并阻止核心酶前进;U序列则进一步降低RNA与模板链的结合力,从而使转录合成的RNA与模板链分离。随后核心酶与双链DNA解离,转录终止。

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隔壁老袁无敌

调到创新部门一晃已有半年多,作为一个创新业务单元的负责人,方方面面都要考虑,感到责任大,问题很多。最大的问题就是业务方向不明确,有一种在迷雾中登陆敌方阵地的感觉;产品技术还不成型,就好像手里没有称心的武器,有点赤膊上阵的感觉。尤其感觉自己专业性严重不足。面对的客户动不动就是留美博士,甚至就是美国本土斯坦福、哈佛的生物医学博士,这种落差不言而喻。业务需要尽快发展,除了需要在市场中锤炼成长,主动学习行业专业知识也是快速提升专业能力的必由之路。一个月后将参加外部的一个行业培训,为期3天,授课者是相关行业的企业高管和大学教授。为争取最好的培训结果,计划用一个月的时间做好准备,学习相关基础知识。

于是我上京东购买了几本相关书籍,其中就有这本《漫画分子生物学》。日本漫画和基础分子生物学混搭。以图文并茂的漫画形式描绘了生命科学的奥秘,对我这个文科生来说,降低了阅读门槛。在飞机上前后花了大约5个小时细读了一遍,对分子生物学这门学科有了一个整体的了解。

这本书披着漫画的外衣,却能将关键的概念和专业名字介绍得通俗易懂,清晰呈现了分子生物学的基础框架,最后还介绍了该门学科的应用研究热点和发展趋势。现将知识要点整理如下:

1)什么是分子生物学

-  维基百科的定义: Molecular biology /məˈlɛkjʊlər/ is a branch of biology that concerns the molecular basis of biological activity between biomolecules in the various systems of a cell, including the interactions between DNA, RNA, proteins and their biosynthesis, as well as the regulation of these interactions

分子生物学是生物学的一个分支,研究对象为细胞各个系统中生物分子间生物活性的分子基础,包括DNA、RNA、蛋白质及其生物合成之间的相互作用,以及这些相互作用的调节。注:生物合成指的是以DNA、RNA和蛋白质这三种主要分子为原料生产复杂的复合物的过程)

-  百度百科的定义: 分子生物学(molecular biology)是从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。

- 本书的定义:弄清楚什么样的分子做什么样的事情而产生什么样的结果的一门学问。比较口语化,研究的就是生物分子的对生命的影响。

个人认为:维基百科和百度百科的定义特点不同,百度百科是高度概括和抽象,而维基百科相对具体,给出了研究的基础具体对象。这本书就是 围绕着细胞、DNA、RNA、蛋白质展开 。我个人更倾向于维基百科的定义,具体、明确。而本书的定义则显得更加口语化,更直白,但不够严谨。

2)本书的关键概念和框架

有5个关键术语,分别是 细胞、蛋白质、DNA(脱氧核糖核酸)、RNA(核糖核酸)和基因 。

这5个关键术语是相互关联如下:

“细胞”是所有生物的组成单位。所有的生物都是由细胞组成。“细胞是活着的小袋子”。细胞由各种分子组成,其中大分子包括 核酸(DNA、RNA)、蛋白质 等,其中小分子包括水、氨基酸等。可以说,后四种都在存在于细胞中,细胞是一个容器。

蛋白质”是一种大分子,是细胞活动的支柱。蛋白质对生命活动至关重要。蛋白质由20种氨基酸排列组合而成,种类有成千上万种,发挥不同的功能。肌肉收缩需要它(肌动蛋白),血液运用氧气和营养需要它(血红蛋白),防御微生物的侵害需要它(抗体)、维持机体的结构需要它(如皮肤中的胶原蛋白和毛发中的角质蛋白)。

基因,是DNA上记录着的遗传信息, 是蛋白质的合成图 。具体说,遗传信息是DNA上一部分化学物质(叫“”碱基“ ,共四种,分别用ATCG四个字母表示)的排列顺序,这种排列顺序之所以重要,是因为通过将其中的有用部分转录成另一种物质RNA,再由RNA能翻译转换成不同的氨基酸,进而组合成不同蛋白质,介于上述蛋白质的重要作用,最终影响生物的各种特征。

以下两个图有助于大家更形象地了解以上核心内容。

3)分子生物学的技术应用

分子生物学用途很广泛。一个思路就是通过改变生物的基因来改变生物的性状。如通过针对性改变农作物的基因(称为“基因重组”)可生产出“抗病强”“抗虫强”的蔬菜,省去了品种改良过程中的反复交配,省事省力!另一个思路是利用某种基因生产有特殊用途的蛋白药物,比如大量生产人工胰岛素。通过将人的胰岛素基因导入大肠杆菌,让其大量生产出胰岛素这种蛋白,再提纯注入糖尿病患者,就能降低患者血糖值。

此外,分子生物学可以帮助我们从基因的角度探索生物的进化,认识生物之间的亲缘关系。通过基因测序,我们能够预测自己患某种疾病的概率,从而更好地采取预防措施(比如调整生活习惯)。

4)分子生物学的未来

分子生物学目前进入了“基因组学”的时代,即对生物的所有基因进行研究,一个研究热点就是RNA。人们发现RNA非常活跃,它远不止是DNA转录遗传信息的媒介那么简单,自身对生命活动有很多直接的作用。

另外,需关注的是“”万能细胞“”(术语叫“人工多功能干细胞“”),它能代替受精卵,能分化成任何细胞、任何组织。应用基因重组技术,将几种基因注入皮肤细胞,就有可能培育出我们想要的各种器官,无疑在医学上有着广阔的应用前景,也催生新的研究领域,如“再生医学”。

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