分子生物学葵花宝典

分子生物学葵花宝典

一、 名词解释

1. 基因：负责编码RNA或一条多肽链的DNA片

段，包括编码序列，编码序列外的侧翼序列和插入序列，是遗传的基本单位。 2. 基因型（genotype）：指逐代传递下去的成对因

子的集合，因子中一个来源于父本，另一个来源于母本。

3. 表现型（phenotype）：指一些容易区分的个体

特征的总和。

4. 结构基因（structure gene）：基因中编码RNA

或蛋白质的DNA序列，包括模板链（反义链）和编码链（有义链） 5. GT-AG法则：真核生物基因的外显子与内含子

接头处都有一段高度保守的一致序列，即：内含子5‘端大多数是以GT开始，3’端大多是以AG结束。故可以用它作为真核基因中RNA剪接的识别信号。 6. 基因组（genome）：细胞或生物体的一套完整

单倍体的遗传物质的总和。

7. C值：单倍体基因组中的全部DNA量。

8. 重复序列（repeat sequence）:真核生物基因组

中非编码序列占95％以上，这些非编码序列中一部分是基因的内含子、调控序列等，另一部分便是重复序列；重复序列中除了编码rRNA、tRNA、组蛋白及免疫球蛋白的结构基因外，大部分是非编码序列。其功能主要与基因组的稳定性、组织形式以及基因的表达调控有关。 9. 卫星DNA：是出现在非编码区的串联重复序

列。其特点是具有固定的重复单位，该重复单位首尾相连形成重复序列片段，通常存在于间隔DNA和内含子中。

10. 微卫星DNA：又称为短串联重复（STR），是

一类更简单的寡核苷酸串联重复序列，其重复单位为2~6bp，重复次数10～60次左右，其总长度通常小于150bp，分布在所有的染色体。微卫星DNA由于重复单位的重复次数不同而具有高度的遗传多态性，并且遵照孟德尔遗传规律，可以作为很好的遗传标记。 11. 限制性片段多态性（RFLP）：即用同一种限制

性内切酶消化不同个体的同一段DNA时，由于碱基组成的变化而改变限制性内切酶识别位点，从而会产生长度不同的DNA片段。（RFLP：即限制性片段长度多态性，个体之间DNA的核

1

苷酸序列存在差异，称为DNA多态性。若因此

而改变了限制性内切酶的酶切位点则可导致相应的限制性片段的长度和数量发生变化，称为RFLP。）

12.

多基因家族：指核苷酸序列或编码产物的结构具有一定程度同源性的基因，其编码产物常常具有相似的功能。 13. 假基因（pseudogene）：指与某些有功能的基因结构相似，但不能表达基因产物的基因。 14.

端粒：以线性染色体形式存在的真核基因组DNA末端都有一种特殊的结构叫端粒。该结构是一段DNA序列和蛋白质形成的一种复合体，仅在真核细胞染色体末端存在。 15.

操纵子（operon）：是指数个功能上相关的结构基因串联在一起，构成信息区，连同其上游的调控区（包括启动子和操纵基因）以及下游的转录终止信号所构成的基因表达单位，所转录的RNA为多顺反子。

16.

操纵元件（operator）:是一段能够被不同基因表达调控蛋白识别和结合的DNA序列，是决定基因表达效率的关键元件。

17.

顺式作用元件(cis-acting element)：是指那些与结构基因表达调控相关、能够被基因调控蛋白特异性识别和结合的特异DNA序列。包括启动子、上游启动子元件、增强子、加尾信号和一些反应元件等。

18.

反式作用因子：是指真核细胞内含有的大量可以通过直接或间接结合顺式作用元件而调节基因转录活性的蛋白质因子。 19.

启动子（promoter）：是RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列，位于基因转录起始点上游。

20.

增强子（enhancer）：位于真核基因中远离转录起始点，能明显增强启动子转录效率的特殊DNA序列。它可位于被增强的转录基因的上游或下游，也可相距靶基因较远。

21.

poly(A)加尾信号：含有Ⅱ类启动子的基因在末端还有一段特定保守序列AATAAA。此位点于下游有一段GT或T丰富区，与AATAAA序列共同构成Poly(A)加尾信号。

22.

基因表达：是指生物基因组中结构基因所携带的遗传信息经过转录、翻译等一系列过程，合成特定的蛋白质，进而发挥其特定的生物学功能和生物学效应的全过程。

分子生物学葵花宝典

23. 蛋白质编码区（开放阅读框open reading

frame,ORF）在mRNA的核苷酸序列中，有一段序列是一个特定蛋白质多肽链的序列信息，这一段核苷酸序列从起始密码子开始、至终止密码子结束，称～，此段核苷酸序列决定蛋白质分子的一级结构。

24. SD序列：在原核生物中，核糖体中与mRNA

结合位点位于16S rRNA 的3＇端，mRNA中与核糖体16S rRNA结合的序列称为SD序列(SD sequence),它是1974年由J.Shine 和 L.Dalgarno发现的,故此而命名。SD序列是mRNA中5＇端富含嘌呤的短核苷酸序列，一般位于mRNA的起始密码AUG的上游5～10个碱基处，并且同16S rRNA 3＇端的序列互补。 25. 管家基因：有些基因的表达在生命全过程都是

必需的，且在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达，其表达速率根据细胞一般要求保持恒定水平，这些基因称～ 26. 衰减子（attenuator）：位于一些操纵子中第一

个结构基因之前，是一段能减弱转录作用的特殊序列。

27. 信息分子：调节细胞生命活动的化学物质。其

中由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质称为细胞间信息分子；而在细胞内传递信息调控信号的化学物质称为细胞内信息分子。 28. 受体：是存在于靶细胞膜上或细胞内能特异识

别生物活性分子并与之结合，进而发生生物学效应的的特殊蛋白质。 29. 分子克隆：在体外对DNA分子按照即定目的和

方案进行人工重组，将重组分子导入合适宿主，使其在宿主中扩增和繁殖，以获得该DNA分子的大量拷贝。

30. 蛋白激酶：是指能够将磷酸集团从磷酸供体分

子转移到底物蛋白的氨基酸受体上的一大类酶。

31. 蛋白磷酸酶：是具有催化已经磷酸化的蛋白质

分子发生去磷酸化反应的一类酶分子，与蛋白激酶相对应存在，共同构成了磷酸化和去磷酸化这一重要的蛋白质活性的开关系统。

32. 基因工程：有目的的通过分子克隆技术，人为

的操作改造基因，改变生物遗传性状的系列过程。

33. 载体：能在连接酶的作用下和外源DNA片段连

接并运送DNA分子进入受体细胞的DNA分子。

2

34. 转化：指质粒DNA或以它为载体构建的重组DNA

导入细菌的过程。

35. 感染：以噬菌体、粘性质粒和真核细胞病毒为

载体的重组DNA分子，在体外经过包装成具有感染能力的病毒或噬菌体颗粒，才能感染适当的细胞，并在细胞内扩增。 36. 转导：指以噬菌体为载体，在细菌之间转移DNA

的过程，有时也指在真核细胞之间通过逆转录病毒转移和获得细胞DNA的过程。

37. 转染：指病毒或以它为载体构建的重组子导入

真核细胞的过程。

38. DNA变性：在物理或化学因素的作用下，导致

两条DNA链之间的氢键断裂，而核酸分子中的所有共价键则不受影响。

39. DNA复性：当促使变性的因素解除后，两条DNA

链又可以通过碱基互补配对结合形成DNA双螺旋结构。

40. 退火：指将温度降至引物的TM值左右或以下，

引物与DNA摸板互补区域结合形成杂交链。 41. 筑巢PCR：先用一对外侧引物扩增含目的基因

的大片段，再用内侧引物以大片段为摸板扩增获取目的基因。可以提高PCR的效率和特异性。 42. 原位PCR：以组织固定处理细胞内的DNA或RNA

作为靶序列，进行PCR反应的过程。

43. 定量PCR：基因表达涉及的转录水平的研究常

需要对mRNA进行定量测定，对此采用的PCR技术就叫定量PCR。

44. 基因打靶：是指通过DNA定点同源重组，改变

基因组中的某一特定基因，从而在生物活体内研究此基因的功能。 45. DNA芯片：DNA芯片技术是指在固相支持物上原

位合成寡核苷酸或者直接将大量的DNA探针以显微打印的方式有序地固化于支持物表面，然后与标记的样品杂交，通过对杂交信号的检测分析，即可获得样品的遗传信息。由于常用计算机硅芯片作为固相支持物，所以称为DNA芯片。

46. 错义突变：DNA分子中碱基对的取代，使得mRNA

的某一密码子发生变化，由它所编码的氨基酸就变成另一种的氨基酸，使得多肽链中的氨基酸顺序也相应的发生改变的突变。

47. 无义突变：由于碱基对的取代，使原来可以翻

译某种氨基酸的密码子变成了终止密码子的突变。

分子生物学葵花宝典

48. 同义突变：碱基对的取代并不都是引起错义突

变和翻译终止，有时虽然有碱基被取代，但在蛋白质水平上没有引起变化，氨基酸没有被取代，这是因为突变后的密码子和原来的密码子代表同一个氨基酸的突变。

49. 移码突变：在编码序列中，单个碱基、数个碱

基的缺失或插入以及片段的缺失或插入等均可以使突变位点之后的三联体密码阅读框发生改变，不能编码原来的蛋白质的突变。

50. 癌基因：是细胞内控制细胞生长的基因，具有

潜在的诱导细胞恶性转化的特性。当癌基因结构或表达发生异常时，其产物可使细胞无限制增殖，导致肿瘤的发生。包括病毒癌基因和细胞癌基因。

51. 细胞癌基因：存在于正常的细胞基因组中，与

病毒癌基因有同源序列，具有促进正常细胞生长、增殖、分化和发育等生理功能。在正常细胞内未激活的细胞癌基因叫原癌基因，当其受到某些条件激活时，结构和表达发生异常，能使细胞发生恶性转化。

52. 病毒癌基因：存在于病毒（大多是逆转录病毒）

基因组中能使靶细胞发生恶性转化的基因。它不编码病毒结构成分，对病毒无复制作用，但是当受到外界的条件激活时可产生诱导肿瘤发生的作用。

53. 基因诊断：以DNA或RNA为诊断材料，通过

检查基因的存在、结构缺陷或表达异常，对人体的状态和疾病作出诊断的方法和过程。 54. 基因治疗：一般是指将限定的遗传物质转入患

者特定的靶细胞，以最终达到预防或改变特殊疾病状态为目的治疗方法。

55. 反义RNA：碱基序列正好与有意义的mRNA互

补的RNA称为反义RNA。可以作为一种调控特定基因表达的手段。

56. 核酶：是一种可以催化RNA切割和RNA剪接反

应的由RNA组成的酶，可以作为基因表达和病毒复制的抑制剂。

57. 三链DNA：当某一DNA或RNA寡核苷酸与DNA

高嘌呤区可结合形成三链，能特异地结合在DNA的大沟中，并与富含嘌呤链上的碱基形成氢键。 58. SSCP：单链构象多态性检测是一种基于DNA构

象差别来检测点突变的方法。相同长度的单链DNA，如果碱基序列不同，形成的构象就不同，这样就形成了单链构象多态性。

59. 管家基因：在生物体生命的全过程都是必须的，

且在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达的基因。

60. 细胞全能性：指同一种生物的所有细胞都含有

相同的DNA，即基因的数目和种类是一样的，但在不同阶段，同一个体的不同组织和器官中基因表达的种类和数目是不同的。

61. SD序列：转录出的mRNA要进入核糖体上进行

翻译，需要一段富含嘌呤的核苷酸序列与大肠

，

杆菌16S rRNA3末端富含嘧啶的序列互补，是核糖体的识别位点。

62. 反义核酸技术：是通过合成一种短链且与DNA

或RNA互补的，以DNA或RNA为目标抑制翻译的反义分子，干扰目的基因的转录、剪接、转运、翻译等过程的技术。

63. 核酸探针：探针是指能与某种大分子发生特异

性相互作用，并在相互作用之后可以检测出来的生物大分子。核酸探针是指能识别特异碱基顺序的带有标记的一段DNA或RNA分子。 64. 周期蛋白：是一类呈细胞周期特异性或时相性

表达、累积与分解的蛋白质，它与周期素依赖性激酶共同影响细胞周期的运行。

65. CAP：是大肠杆菌分解代谢物基因活化蛋白，

这种蛋白可将葡萄糖饥饿信号传递个许多操纵子，使细菌在缺乏葡萄糖时可以利用其他碳源。

二、 问答题

病毒、原核、真核基因组的特点？ 答：1、病毒基因组的特点：

① 种类单一；形式多样；大小不一

② 单倍体基因组：每个基因组在病毒中只出现一

次；；

③ 基因重叠；

④ 动物/细菌病毒与真核/原核基因相似：内含子； ⑤ 具有不规则的结构基因；结构基因没有翻译起

始序列

⑥ 基因编码区无间隔：通过宿主及病毒本身酶切； ⑦ 无帽状结构。

2、原核基因组的特点： ①为一条环状双链DNA； ②只有一个复制起点； ③具有操纵子结构； ④绝大部分为单拷贝；

3

分子生物学葵花宝典

⑤可表达基因约50%，大于真核生物小于病毒； ⑥基因一般是连续的，无内含子；

⑦重复序列很少；含有编码同工酶的同基因； ⑧不同的原核生物基因组中的GC含量变化很大。 3、真核基因组的特点：

①真核生物基因组远大于原核生物基因组，结构复杂，基因数庞大，具有多个复制起点； ②基因组DNA与蛋白质结合成染色体，储存于细胞核内；

③真核基因为单顺反子，而细菌和病毒的结构基因多为多顺反子；

④基因组中非编码区多于编码区；

⑤真核基因多为不连续的断裂基因，由外显子和内含子镶嵌而成；

⑥存在大量的重复序列；

⑦功能相关的基因构成各种基因家族； ⑧存在可移动的遗传因素；

⑨体细胞为双倍体，而精子和卵子为单倍体。 DNA的损伤机制？ 1.紫外线引起DNA损伤 1) 相邻胸腺嘧啶通过5，6-双键的饱和作用形成共价结

合的四元环状结构（胸腺嘧啶二聚体）

2) DNA之间的交联，DNA与蛋白的交联，DNA链的

断裂

2.电离辐射引起DNA损伤

1) 导致碱基变化：自由基的产生（·OH可使胸腺嘧

啶转变为5-羟基-甲基尿嘧啶，也可使腺嘌呤的咪唑环第7，8-双键开环）

2) 导致脱氧核糖变化：自由基的产生 3) 导致DNA链断裂：破坏脱氧戊糖或使磷酸二酯键断

裂，导致DNA链断裂。 4) 引起DNA链交联 3.烷化剂引起DNA损伤 1) 导致碱基烷基化 2) 导致碱基脱落 3) 导致DNA断链 4) 导致DNA交联

4.碱基类似物、修饰剂引起碱基对的改变 5.其他一些因素 6.DNA自发性损伤

1) DNA复制时产生碱基错配

4

2) DNA修复时产生碱基错配 3) 碱基自身改变导致DNA损伤

a) 互变异构移位导致DNA突变 b) 脱氨基作用导致DNA突变 c) 碱基丢失导致DNA突变 d) DNA的损伤修复机制 一、直接修复

1. DNA断裂口可以直接修复 2. 二聚体可被光复活酶直接修复 3. 烷基化碱基可直接修复 二、切除修复

? 识别：DNA特异性内切酶或糖苷酶识别DNA损伤

位点

? 切除：在损伤位点的5‘上游切断DNA链，并沿5’

到3‘方向逐步切除DNA损伤部分

? 合成：DNA聚合酶在缺口处催化DNA合成并沿5

‘到3’方向延伸，以新合成的DNA片段取代整个损伤的DNA片断

? 连接：在DNA连接酶的作用下，新合成的DNA片

段与原来的DNA链连接，从而恢复DNA原有结构。 三、重组修复是DNA损伤较多时的修复方式

四、SOS修复是DNA损伤严重时的应急性修复方式 五、细胞周期检查点控制是真核生物诱导修复的主要机制

乳糖操纵子的作用机制？ 答：1、乳糖操纵子的组成：大肠杆菌乳糖操纵子含Z、Y、A三个结构基因，分别编码半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶，此外还有一个操纵元件O，一个启动子P和一个调节基因I。

2、阻遏蛋白的负性调节：没有乳糖存在时，I基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列O处，乳糖操纵子处于阻遏状态，不能合成分解乳糖的三种酶；有乳糖存在时，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵序列，乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶。所以，乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控。

3、CAP的正性调节：在启动子上游有CAP结合位点，当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时，cAMP浓度升高，与CAP结合，使CAP发生变构，CAP结合于乳糖操纵子启动序列附近的CAP结合位点，激活RNA聚合酶活性，促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。

4、协调调节：乳糖操纵子中的I基因编码的阻遏蛋