分子生物学

核酸的结构与功能 一、核酸的基本结构单位—核苷酸 核苷酸的分子组成

(一)碱基

1、嘌呤

2、嘧啶

(二)戊糖

1、核糖

2、脱氧核糖

(三)核苷

(四)核苷酸

(五)多核苷酸的连接及表达方式

二、DNA分子的结构与功能

DNA分子各级结构的概念

(一)DNA分子的一级结构

(二)DNA分子的二级结构

(三)DNA分子的三级结构

DNA双螺旋模型的结构特点

三、RNA分子的结构与功能 

(一)信使RNA、转运RNA、核糖体RNA结构特点和生物学意义

1、信使RNA

2、转运RNA

3、核糖体RNA

(二)细胞内其他RNA的生物学意义

1、具有催化活性的RNA：核酶

2、不均一核内RNA

3、小分子核内RNA和小分子胞浆RNA

四、核酸的理化性质

核酸的理化性质

(一) 核酸的一般理化性质

(二) 紫外吸收

(三) 变性、复性、杂交

五、核酸酶

(一) 按照催化作用物分类

(二)按照催化部位分类

DNA的生物合成

一、DNA的复制

(一)正常复制是生物体种族延续和个体发育的保证

(二)DNA复制的基本特征是半保留复制

1、半保留复制的概念

2、半保留复制的证明

3、半保留复制的重要意义

(三)DNA复制体系的组成

1、DNA模板 

2、DNA聚合酶

3、引物

4、原料

5、供能体

6、引物酶，连接酶等催化酶和相关蛋白因子

7、反应体系和无机离子

(四) DNA聚合酶的基本特征

1、模板的依赖性---DNA的解旋和解链

2、方向的单向性---半不连续合成(前导链，随从链和冈琦片段)

3、引物的依赖性---引物酶，引发体和引物

4、底物的特异性---dNTP

5、复制校读功能---复制的忠实性

6、功能的局限性---DNA连接酶

7、原核细胞与真核细胞DNA聚合酶的异同

(五)DNA复制的基本过程

1、复制的启始

2、复制的延伸

3、复制的终止

二、DNA的修复合成

(一)DNA损伤的原因 1、自发性因素—复制时碱基错配 2、环境因素---物理因素，化学因素和生物学因素等等

(二)DNA损伤的形式

(三)DNA损伤的危害

(四)DNA损伤修复的类型 

1、光修复

2、切除修复

3、重组修复

4、SOS修复

三、反转录作用

(一)反转录是以转录产物(RNA)为模板指导合成互补DNA的过

程。反转录是对遗传信息流动法则的重要补充。

(二)反转录地基本过程，反转录酶是重要的工具酶

(三)端粒的组成和生物学意义

RNA的生物合成

一、转录体系

(一)转录作用及其特点

(二)RNA聚合酶

1、原核生物RNA聚合酶组成、功能、特点。

2、真核生物RNA聚合酶组成

3、启动子与终止子

二、 转录过程

(一) 原核生物转录过程

1、起始

2、延长

3、终止

(二) 真核生物转录特点

1、顺式作用元件

2、反式作用因子

三、转录后的加工修饰 

(一)mRNA前体的加工

1、剪接 外显子、内含子的概念

2、5’加帽子结构

3、3’加多聚A尾

4、RNA编辑

(二)tRNA和rRNA转录后加工修饰的类型

蛋白质的生物合成

一、蛋白质生物合成过程

原核生物蛋白质生物合成过程

1、氨基酸的活化与转运

2、核糖体循环

(一) 真核生物与原核生物蛋白质生物合成的异同

1、与翻译相关的蛋白因子

2、mRNA

3、核糖体

4、tRNA

5、合成过程

(二)翻译后加工

二、蛋白质合成与医学

(一)分子病

镰状细胞贫血

(二)蛋白质合成阻断剂

1、抗生素

2、毒素

3、干扰素 

基因表达调控

一、原核基因表达调节

(一)原核基因转录调节特点

(二)操纵子的概念和结构组成

(三)操纵子的阻遏蛋白负调节，激活蛋白的正调节

(四)乳糖操纵子保证细菌能够适应不同的碳源供应

二、真核基因表达调节

(一)真核基因结构：基因结构复杂，单顺反子、重复序列、基

因不连续性

(二)真核基因转录特点：聚合酶不同;染色体结构的变化;正性调

节占主导;转录与翻译分隔进行

(三)真核基因转录激活调节：

1、顺式作用元件：启动子，增强子和抑制子

2、反式作用因子：分类;结构特点作用机制

3、RNA聚合酶Ⅱ的作用方式

DNA重组技术

一、重组DNA技术相关概念

(一)分子克隆

(二)目的基因

(三)载体

(四)分子生物学常用工具酶：限制性内切酶，DNA合成酶，反转

录酶，DNA连接酶，碱性磷酸酶，其它DNA修饰酶

二、重组DNA技术的基本原理

(一)基本步骤：

1、目的基因的获得 

2、克隆载体：质粒、噬菌体载体、病毒载体、酵母载体

3、重组体的构建

4、重组体的导入、鉴定和表达：重组体导入，重组细菌或重组

细胞的筛选，外源基因的表达

(二)表达系统简介：原核表达系统---大肠杆菌

真核表达系统---酵母、昆虫及哺乳动物细胞

(三)掌握cDNA克隆和分析

(四)掌握基因组克隆和分析

三、重组DNA技术在医学中的应用

(一)疾病相关基因分析

(二)制造生物活性蛋白质

(三)基因诊断与基因治疗 聚合酶链式反应(PCR)

一、PCR的原理、反应体系、反应步骤

二、引物设计的原则

三、PCR的应用 基因的功能分析

一、基因表达的分析

(1)mRNA表达分析：

Northern印迹、Nuclear run-off and run-on、逆转录聚合酶链式反应、

实时PCR和差异分析

(2)蛋白表达分析：

蛋白印迹和二维电泳

(3)DNA-蛋白质相互作用：

电泳迁移率变动分析、足印分析和染色质免疫沉淀 

(4)蛋白质-蛋白质相互作用：

酵母双杂交系统、噬菌体展示、GST pull-down、Co-IP

二、功能的获得

引入表达、瞬时转染、稳定转染、调节表达

三、功能的缺失

定点突变、反义RNA、RNA干扰

四、基因敲除和嵌入

基因表达调控

一、了解基因表达的方式和生物学意义

二、熟悉基因表达、基因功能分析的基本原理

三、启动子、增强子、转录因子以及协同激活因子和协同抑制因子的

概念和作用

四、掌握功能的获得和功能的缺失的分析方法 人类基因组的结构与变异

一、人类基因组结构与功能

二、遗传变异与疾病的关系

三、全基因组关联性分析(GWAS)的原理及医学应用

四、新一代高通量DNA测序技术介绍

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