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转录组

转录组:是一个细胞、组织或有机体在特定条件下表达的一组完整的基因蛋白质组(Proteomics):指由一个基因组,或一个细胞、组织表达的所有蛋白质. 蛋白质组学的研究内容主要有两方面,一是结构蛋白质组学,二是功能蛋白质组学密码子:mRNA上每3个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸,这3个核苷酸就称为密码子。

转录:是指拷贝出一条与DNA链序列完全相同的RNA单链的过程。

1大肠杆菌乳糖操纵子包括三个结构基因:Z,Y,A以及一个操纵序列O,一个启动序列P及一个调节基因I等。

转录时,RNA聚合酶首先与启动区结合,通过操纵向右转录。

转录从启动区又开始,按Z-Y-A得方向进行,每次转录出来的一条mRNA上都带有这三个基因。

转录的调控是在启动区和操纵区进行的。

正调控机制:cAMP-CAP复合物与DNA结合改变了这一区段DNA次级结构,促进RNA聚合酶结合区的解链。

这可能是cAMP-CAP 通过与RNA聚合酶结合,再与DNA结合,因而促进了RNA聚合酶与启动基因的结合,从而增强了转录。

cAMP-CAP复合物的形成取决于细胞内cAMP的浓度,当以葡萄糖为能源时,由于其限制腺苷酸环化酶的活性,AMP不能转化为cAMP,细胞内cAMP的浓度降低,形不成cAMP-CAP复合物,因而乳糖结构基因不被转录。

负调控机制:具有活性的阻遏物只要结合在操纵基因上,就可阻挠RNA聚合酶的转录活动,这是由于P和O位点有一定的重叠序列,O被阻遏物占据后,RNA聚合酶便不能结合到P位点上。

阻遏物有无活性又受乳糖这种小分子诱导物的影响。

阻遏物与乳糖结合后,由于发生构想变化而失活,不再同操纵基因结合,于是RNA聚合酶便能结合于启动基因,启动基因的表达,使乳糖利用的结构基因转录出相应的mRNA,进而在翻译除蛋白质。

在没有到合成这个调节系统中,阻遏蛋白是主要的作用因子,而诱导物可以影响阻遏蛋白的活性,只有阻遏物被诱导失活,结构基因才得以表达。

23. 蛋白质翻译后加工的主要内容包括哪些a)对真核基因所编码的蛋白质而言,翻译后加工的内容包括:b)除去肽链合成的起始氨基酸或随后几个氨基酸残基;c)分泌蛋白或膜蛋白N-末端信号肽的切除;d)二硫键的形成及氨基酸的共价修饰,包括蛋白N-端氨基酸的豆蔻酰化、蛋白质的乙酰化、磷酸化、硫酸化和泛素化;e)蛋白质的糖基化;f)蛋白质的分选(sorting)和运输;g)多聚蛋白质的选择性裂解等等5.简述 PCR 的原理。

聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction),简称PCR,是一种在生物体外进行DNA复制的分子生物学技术。

DNA 的半保留复制是生物进化和传代的重要途径。

双链 DNA 在多种酶的作用下可以变性解链成单链,在DNA 聚合酶与启动子的参与下,根据碱基互补配对原则复制成同样的两分子挎贝。

在实验中发现,DNA 在高温时也可以发生变性解链,当温度降低后又可以复性成为双链。

因此,通过温度变化控制DNA 的变性和复性,并设计引物做启动子,加入DNA 聚合酶、dNTP 就可以完成特定基因的体外复制。

PCR 过程分为三步:①DNA 变性(90℃-96℃):双链DNA 模板在热作用下,氢键断裂,形成单链DNA. ②退火(25℃-65℃):系统温度降低,引物与DNA 模板结合,形成局部双链. ③延伸(70℃-75℃):在 Taq 酶(在 72℃左右最佳的活性)的作用下,以 dNTP 为原料,从引物的5 ′端→3 ′端延伸,合成与模板互补的DNA 链。

每一循环经过变性、退火和延伸,DNA 含量既增加一倍。

这样通过对温度变化的循环控制完成 DNA 的持续复制。

1.什么是基因组什么是蛋白质组请具体分析两者的特点以及两者之间的关系。

答:基因组(Genome),一般的定义是单倍体细胞中的全套染色体为一个基因组,或是单倍体细胞中的全部基因为一个基因组。

可是基因组测序的结果发现基因编码序列只占整个基因组序列的很小一部分。

因此,基因组应该指单倍体细胞中包括编码序列和非编码序列在内的全部 DNA 分子。

具体讲,核基因组是单倍体细胞核内的全部 DNA 分子;线粒体基因组则是一个线粒体所包含的全部 DNA 分子;叶绿体基因组则是一个叶绿体所包含的全部 DNA 分子。

蛋白质组(Proteome)提出,指由一个细胞或组织的基因组所表达的所有蛋白质.蛋白质组的概念与基因组的概念有许多差别,它随着组织、甚至环境状态的不同而改变.在转录时,一个基因可以多种 mRNA 形式剪接,并且同一蛋白可能以许多形式进行翻译后的修饰. 因此,一个蛋白质组不是一个基因组的直接产物,蛋白质组中蛋白质的数目有时可以超过基因组的数目.5、原核与真核生物mRNA 的特征比较。

原核生物mRNA 的特征:1. 半衰期短。

2. 许多原核生物mRNA 以多顺反子的形式存在。

3. 原核生物mRNA 的5’端无帽子结构,3’端没有或只有较短的多聚(A)结构。

真核生物mRNA 的特征:1. 真核生物mRNA 的5’端存在“帽子”结构。

2. 绝大多数真核生物mRNA 具有多聚(A)尾巴比较原核生物和真核生物基因组的特点。

原核生物基因组的特点1:A1基因组小,一般具有单一的复制起始点;B1.单个染色体,一般呈环状; C1.染色体DNA不合蛋白质固定的结合; D1.重复序列少; E1.不编码的序列很少;F1.功能相关的基因构成操纵子,高度集中,转录成多顺反子mRNA;G1.基因有重叠。

真核生物基因组特点2: A2.基因组大,具有多个复制起始点;B2.基因组包含多个染色体,一般均为线状DNA;C2.与组蛋白稳定的结合;D2.大量的重复序列存在,将单拷贝基因分隔开;E2.有比例很大的不编码序列;F2.功能相关的基因集中程度不如原核生物,不以操纵子形式组织;G2.基因断裂,被内含子分隔。

5、RNA转录基本过程:1)模板识别:RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之结合的过程。

2)转录起始:RNA链上第一个核苷酸键的产生3)转录延伸:RNA聚合酶释放σ因子离开启动子后,核心酶沿模板DNA链移动并使新生RNA链不断伸长的过程。

4)转录终止:在终止子处停止转录6.原核细胞DNA结构特点:结构简练,无冗余序列,由一个DNA分子组成;存在转录单元,功能相关的基因都串联在一起组成操纵子,转录产物为多顺反子;有重叠基因。

真核细胞DNA结构特点:单顺反子,割裂基因,内含子……13.蛋白质组学包括了哪些主要内容1蛋白质结构及其转录后修饰的微特征鉴定 2“差异显示”蛋白组学,通过蛋白质水平的比较,显示其在疾病研究中的应用潜能 3蛋白质之间的相互作用12.简述原核生物mRNA的特征。

1.半衰期短。

2.转录与翻译的速度基本相等。

3.许多原核生物mRNA是以多顺反子的形式存在的4.其他特征①AUG(有时GUG,甚至UUG)作为起始密码子;②在AUG上游7—12个核苷酸处有一段被称为SD序列的保守区。

③细菌mRNA 5′端无帽子结构,3′端不存在或只有较短的poly (A)结构,通常没有修饰碱基。

13. 简述真核生物mRNA的特征。

真核生物mRNA一般为单顺反子结构,即只包含一个蛋白质的信息,由于真核生物细胞的分化程度高,在某组织的细胞中只合成一种或几种蛋白质,因而只有一种或几种mRNA。

真核生物mRNA结构上的最大特征是5′端帽子结构和3′端的poly(A)结构。

○1.真核生物mRNA的5′端都有一个帽子结构苷酸应当保留5′的三磷酸基团而通过3′端的—OH与第二个核苷酸形成酯键。

真核生物帽子结构有以下功能:1.保护mRNA免受核酸酶的破坏。

细胞中有许多核酸酶,负责水解mRNA。

如果没5′端帽子结构,有可能使mRNA在完成转录之前或到达功能位点之前就被破坏。

2.被蛋白质合成的起始因子所识别,使mRNA与核糖体小亚基结合并开始蛋白质的生物合成。

○2.绝大多数真核生物mRNA的3′端具有poly(A)尾除组蛋白mRNA之外,真核生物mRNA的3′都有poly(A)序列,其长度因mRNA的种类不同而不同。

在加poly(A)时需要由核酸内切酶切开RNA3′端的特定部位,然后由poly (A)合成酶催化完成多聚腺苷酸化反应。

poly(A)通常是在mRNA加工过程中的拼接之前加上去的。

poly(A)有以下两种功能:a.它是mRNA从细胞核进入细胞质所必需的成分;b.它大大提高了mRNA在细胞质中的稳定性。

9.DNA复制中都包括那些酶系统和蛋白因子,这些酶在复制中的各自作用是什么是通过那些试验现象发现的(1)解旋酶:DNA复制时,解旋酶在ATP的作用下可促使DNA母链不断解开形成单链;单链DNA结合蛋白:防止单链DNA形成发卡结构,保持伸展状态,保护单链DNA不被水解;DNA拓扑异构酶I,使DNA磷酸二酯键单链断裂断裂,形成DNA nick,使DNA可以旋转以释放解链时的张力;DNA拓扑异构酶II:使DNA复制完毕后“互锁”的两个子代环状DNA解离;引物酶:引物酶以单链DNA为模板,利用核糖核苷酸合成RNA作为DNA合成的引物;DNA聚合酶I的功能a. 5’→3’聚合作用,b. 3’→5’外切酶活性(校对作用),c. 5’→3’外切酶活性(切除修复作用);DNA聚合酶III的功能:主要是合成新的DNA链;DNA聚合酶II的功能:主要与修复有关;DNA连接酶,借助ATP水解提供的能量,催化DNA单链nick的5’-端与3’-端生成磷酸二酯键。

⑵DNA聚合酶I:可以用dNTP合成DNA链,并且该酶突变使菌易受环境影响而突变;DNA聚合酶III:DNA聚合酶I的合成速度不能满足菌生长的需要,并且DNA聚合酶I 突变的菌仍然可以复制DNA;引物酶:通过以а-32p-NTP标记+未标记dNTP为底物,引发合成后用稀碱处理,水解DNA和RNA的连接处,使RNA上的32p转移到了DNA上,证明RNA为引物,从而发现引物酶。

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