考试范围及题型考试范围包括所讲过的内容考试题有选择题（单选）、是非题和问答题，其中选择题和是非题有50%左右以英语出题课程复习：原核生物与真核生物两大体系1. 原核基因组与真核基因组（prokaryotic genomes and eukaryoticgenomes）1.1. 大小（size）：基因组大小（genome size）一般以单倍体基因组的核酸量来衡量，单位有pg、Dalton、bp 或kb 、Mb等.1 pg = 6.02 x 1011 Daltons = 9.8 x 108 bp. 原核生物的genome size一般都比较小，且变化范围也不大（最大/最小约为20）。
由于原核生物基因组中的非基因DNA（non-genic DNA）的含量较少，因此它们的基因组大小与其所含的基因数目是相对应的.真核生物的genome size一般要比原核生物的大很多，且变化范围也很大（最大/最小可达8万）1.2. 基因结构（gene structure: continuous coding sequences, split genes）类核基因组--环状，较小；通常由单拷贝或低拷贝（low-copy）的DNA序列组成；基因排列紧密，较少非编码序列(streamlined)核基因组--多线状；大小一般要比类核基因组大好几个数量级，且变化范围很大；有大量的非编码序列（重复序列、内含子等）1.3. 非编码序列（non-coding sequences: repeated sequences, introns）局部分布的重复序列（串联式的高度重复序列）散布的重复序列（SINES, LINES）内含子（intron）I 类II 类III 类核mRNA内含子（nuclear mRNA intron）即剪接体内含子（spliceosomal intron）核tRNA内含子（nuclear tRNA intron）古细菌内含子（archaebacterial intron）1.4. 细胞器基因组（organelle genomes: mitochondrial genomes, chloroplast genomes）线粒体基因组--在不同类型的生物（多细胞动物、高等植物、原生动物、藻类、真菌）中变化很大多细胞动物：细小、致密，没有或很少非编码序列高等植物：复杂、不均一，比动物的大得多原生动物、藻类、真菌：或偏向于动物型，或偏向于植物型，但又有其各自的独特之处叶绿体基因组--比较均一，85 ~ 292 kb（大部分都在120 ~ 160 kb之内）；特例：伞藻属（Acetabularia），2000 kb2. 转录（transcription）2.1. RNA聚合酶（RNA polymerase）原核生物：1种，全酶（holoenzyme）由核心酶（2α, β, β’）与σ亚基组成，σ亚基的作用是a)降低酶与非特异DNA的亲和力; b)提升酶与启动子的亲和力。
真核生物：3种，由两个较大的亚基和多个较小的亚基组成Polymerase I: large rRNA precursor, 位于核仁Polymerase II: mRNA precursors, snRNAs, 位于核质。
核心亚基（core subunits）Rpb1, Rpb2, Rpb3，对聚合酶的活性必不可少，分别与原核RNA聚合酶的β’, β和α亚基同源，且功能也基本相同.Polymerase III: tRNA precursors, 5S rRNA precursor, U6, etc. 位于核质2.2. 顺式作用元件与反式作用因子（cis-acting elements and trans-acting factors）2.2.1. 顺式作用元件启动子（promoters）cis- 顺式、同一分子trans- 反式、不同分子in vivo 体内、细胞内in vitro 体外、无细胞体系in situ 原位in silico 在电脑中聚合酶的结合位点（binding site），一般位于转录起始位点上游。
RNA聚合酶与启动子的结合，并且从Closed promoter complexOpen promoter complex，转录才能开始.结构：原核启动子：Consensus sequency: -10 box (Pribnow box),负责解链； -35 box），用于识别。
真核启动子：I类， II类，III类增强子：较多在真核生物中存在转录因子（transcription factors）为反式作用因子，真核基因的转录需反式作用因子通用转录因子： I类， II类，III类基因特异转录因子（激活子）2.3. 多顺反子转录与单顺反子转录原核生物的转录方式：操纵子（operons）介导的多顺反子转录操纵子--一组相邻的协同控制的基因。
经典模型：乳糖操纵子（the lac operon）lacZ: 编码β-半乳糖苷酶lacY: 编码半乳糖苷透过酶lacA: 编码半乳糖苷乙酰基转移酶lacI: 调节基因（regulatory gene）Operator: 操纵区Repressor: 阻遏子（阻遏物）Inducer: 诱导物（异构乳糖，allolactose）机制：lacZ、Y、A基因的转录是由lacI基因指令合成的阻遏蛋白所控制。
lacI一般和结构基因相毗连，但它本身具有自己的启动子和终止子，成为独立的转录单位。
弱化作用的调控：色氨酸操纵子（the trp operon）单顺反子转录是真核生物的主要转录方式2.4. 转录起始、延伸及终止起始所需条件原核生物：RNA聚合酶全酶，启动子真核生物：RNA聚合酶，启动子，转录因子，染色质的合适结构（启动子区无核小体）起始步骤：形成闭合启动子复合物转化为开放启动子复合物Polymerizing the first few nucleotides (up to 10) while the polymerase remain at the promoterPromoter clearanceDissociation of σ factor ?延伸原核生物：RNA聚合酶核心酶（β亚基参与转录出的RNA的磷酸二酯键的形成）真核生物：RNA聚合酶，延伸因子等终止原核生物：ρ-dependent: 需要终止子--反向重复序列（inverted repeat），形成发夹结构，富含T的区域（T-rich region in the nontemplate）和弱的rU-dA碱基配对. ρ是一种六聚体蛋白，具ATPase活性，沿着RNA链5’→3’移动；同时具RNA-DNA解螺旋酶活性，解开RNA-DNA复合物。
ρ的结合位点是在RNA终止位点上游的一段60~100nt序列，二级结构较少且C丰富ρ independent:真核生物：比较复杂，且不如原核生物清楚polymerase I与polymerase III的转录终止与原核生物有一定的相似性polymerase II的转录在聚腺苷酸化位点后至少几百bp才终止3. 转录后的加工（1）剪接（splicing）核mRNA前体的剪接（剪接体）剪接信号剪接过程选择性剪接自剪接的内含子（self-splicing introns）Group I intronsGroup II introns核tRNA内含子的剪接（2）加帽与聚腺苷酸化（capping and polyadenylation）真核生物mRNA特有帽子与Poly(A) 的功能（3）rRNA与tRNA前体的加工（rRNA and tRNA processing）（4）反式剪接（trans-splicing）（5）RNA编辑（RNA editing）（6）RNA干涉（RNA interference）4. 翻译4.1. 起始（initiation）tRNA charging氨酰tRNA合成酶tRNA识别（第二遗传密码）翻译起始在原核生物与真核生物中有较大差别4.2. 延伸（elongation）在原核生物与真核生物中基本相似，需延伸因子及肽基转移酶（peptidyl transferase）（3）终止（termination）在原核生物与真核生物中基本相似，需释放因子（4）G蛋白（G proteins）在翻译中的作用5. 重组与转座[No.4]5.1. 重组的类型5.1.1. 同源重组（homologous recombination）包括遗传交换、染色体上基因重排、断裂DNA的修复。
常发生在同源染色体之间（分子间重组），也可发生在同一DNA分子内（分子内重组）。
Holliday 模型是解释同源重组的一个经典模型，它的提出，是基于重组过程中有十字形的中间产物。
RecBCD重组途径存于E. coli中，需要RecBCD蛋白（recB、recC、recD 基因的产物）参与。
它能修复DNA损伤造成的双链断裂和外源DNA线性分子的DNA断端。
RecBCD是一种具多功能的酶，它既是依赖于DNA的ATPase（水解ATP，为DNA的解螺旋提供能量）,又是DNAhelicase和DNA nuclease，可作用于单链或双链DNA，切割χ位点（GCTGGTGG）χ (chi): Crossover Hotspot Instigator。
RecA是一种38 kD的蛋白质，在重组中促进同源DNA单链的交换（主要是一单链与一双链中的同源单链交换）；交换过程需ATP。
RuvA特异性识别并结合到Holliday junction，并促使RuvB蛋白结合到这一位点；RuvB水解ATP，提供能量，促使分支迁移。
RuvA和RuvB均具DNA helicase活性，RuvB还有ATPase活性。
RuvC是解开Holliday junction的核酸内切酶，是二聚体，有2个活性位点，能切开Holliday junction的两条链。
RuvC切割位点有特异的序列，必须等分支迁移到达特异序列后，RuvC才能起作用。
以何种方式解开Holliday junction取决于RuvC切割位点在两对同源单链上的频率。
5.1.2. 减数分裂重组（meiotic recombination）[由Spo11介导]Spo11是一种核酸內切酶，能在染色体DNA上产生双链断裂而启动减数分裂重组。
DNA切割必须发生在已复制的同源染色体开始配对的时候。
减数分裂重组的DNA切割位点没有序列特异性，但是多分布在核小体包装疏松的染色体区域（如启动子区）。
基因转换（gene conversion），多见于真核生物。
当两相似的序列（等位基因、非等位基因均可）靠在一起时，就有可能发生基因转换，即一DNA序列转换成另一相似的序列。