分子生物学复习课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单林娜 制作,*,1 绪论,要求,掌握分子生物学的基本概念与研究内容；,了解分子生物学发展简史和分子生物学的研究内容和发展趋势；,掌握对分子生物学发展有密切关系的的关键事件；,了解分子生物学的一些分支学科,1,单林娜 制作,1 绪论,你对现代分子生物学的含义和包括的研究范围是怎么理解的？,试阐述分子生物学研究领域的三大基本原则，三大支撑学科和研究的三大主要领域？,研究领域的三大基本原则：,构成生物大分子的单体是相同的；,生物遗传信息表达的中心法则相同；,生物大分子单体的排列（核苷酸，氨基酸）导致了生物的特异性。,三大支撑学科：细胞学，遗传学和生物化学。,研究的三大主要领域：,说法一：核酸、蛋白质的结构与功能、细胞信号转导；,说法二：,生物大分子结构与功能的相互关系，其中包括,DNA,和蛋白质之间的相互作用；,激素和受体之间的相互作用；,酶和底物之间的相互作用。,2,单林娜 制作,1 绪论,4.分子生物学发展史中的三大理论发现,DNA是遗传物质,DNA双螺旋结构,中心法则,5.分子生物学对基因工程诞生起决定作用的三大技术发明,限制性内切酶和DNA连接酶,载体（病毒、噬菌体、质粒）,逆转录酶,3,单林娜 制作,蛋白质结构,1 本章主要内容,氨基酸的结构及分类,肽及肽键的概念,蛋白质的分类,蛋白质的一、二、三、四级结构,蛋白质的理化性质,蛋白分析技术,2 教学目的和要求,掌握蛋白质的基本结构和功能，为学习基因表达与调控做铺垫。,熟悉蛋白质分析技术。,3 重点难点,1）氨基酸的分类；,2）蛋白质的二级结构,3）蛋白质的理化性质,4,单林娜 制作,第2章 核酸的结构和功能,2.1 本章主要内容,核酸的化学组成和结构,核酸的物理化学性质,核酸的光谱和热性质,DNA 超螺旋,5,单林娜 制作,第2章 核酸的结构和功能,2.2 教学目的和要求,掌握DNA双螺旋结构特点，核酸的变性、复性和分子杂交原理；,熟悉核酸的物理化学性质,了解三股螺旋DNA,2.3 重点难点,1）DNA双螺旋结构特点,2）核酸的变性、复性和分子杂交原理,6,单林娜 制作,第4章 基因与基因组的结构,2、教学目的和要求,掌握基因与基因组的基本概念和结构,能够区别原核生物和真核生物基因组的异同,了解人类基因组计划，,为后续DNA复制、转录与翻译的学习打下良好基础。,3、重点难点,1)断裂基因、重叠基因、C值矛盾、基因家族,2)病毒、原核生物与真核生物基因组的特点,3)真核生物DNA序列的类型,卫星DNA、分散重复DNA 序列,8,单林娜 制作,第4章 DNA复制 (DNA Replication),1主要内容,DNA的半保留复制和半不连续复制、DNA复制的起点、方向和方式,细菌DNA复制,真核DNA复制,DNA复制的调控,9,单林娜 制作,DNA Replication,2教学要求,（1）掌握原核生物和真核生物DNA复制的特点,（2）熟悉原核生物和真核生物DNA复制的酶系统,（3）了解DNA复制的调控,3.重点和难点,（1）DNA的半保留复制及DNA的半不连续复制；,（2）DNA复制的酶系统；,（3）DNA复制的调控。,10,单林娜 制作,Chapter 5 DNA damage and repair,1 本章主要内容,1）诱变,2）DNA损伤,3）DNA修复,2 教学目的和要求,1）熟悉DNA损伤的原因、类型,2）掌握DNA修复的方式,11,单林娜 制作,Chapter 5 DNA damage and repair,3 重点难点,（1）DNA主要修复方式：,Direct Repair直接修复：,通过DNA聚合酶校正修复,Photoreactivation(光复活),Alkyltransferase(烷基转移酶),Excision repair 切除修复-NER、BER,Repair after replication复制后修复,Mismatch repair(错配修复),recombinational repair（重组修复）,SOS repair（易错修复）,12,单林娜 制作,胸腺嘧啶二聚体的五种主要修复系统,Photoreactivation(光复活),Exision repair(切除修复),Mismatch repair(错配修复),recombinational repair（重组修复）,SOS repair,唯一导致突变的修复,脲嘧啶DNA糖基化酶系统,Chapter 5 DNA damage and repair,13,单林娜 制作,1基因突变是,染色体,上,点突变,、是基因内部化学性质的变化，可遗传。,2基因突变频率很低，任何时期都可以发生。,3基因突变的,特点,：,重演性；可逆性；多方向性 有害、有利；平行性。,第6章,基因突变,14,单林娜 制作,4基因突变的类型：,形态突变,；,生化突变；,致死突变：,条件致死突变,第6章,基因突变,15,单林娜 制作,5,基因突变的,鉴定,：,细菌营养缺陷型突变体的检出可采用,.影印接种法.青霉素法,链孢霉营养缺陷型突变的检出,.,菌丝过滤法.培养鉴定法,人的突变的检出,家系分析和出生调查,生化和分子生物学分析,第6章,基因突变,16,单林娜 制作,6.诱变,途径,：,物理因素：,电离辐射：粒子辐射、电磁波辐射,非电离辐射,化学因素：,烷化剂、碱基类似物、抗生素、亚硝酸(HNO2)等,。,第6章,基因突变,17,单林娜 制作,第7章 RNA转录与转录后加工,1 本章主要内容,转录的基本概念,大肠杆菌RNA聚合酶及其转录,真核生物的RNA聚合酶及其转录,RNA的转录后加工和反转录,18,单林娜 制作,第7章 RNA转录与转录后加工,2 教学目的和要求,掌握转录的基本概念，,掌握原核转录的主要参与者（RNA聚合酶和启动子）以及原核转录的过程（起始、延伸和终止）。,掌握真核转录的三种主要RNA聚合酶、所转录的基因类型和参与转录过程各种因子等。,熟悉不同前体RNA的加工机制。,了解反转录的特点,19,单林娜 制作,第7章 RNA转录与转录后加工,3 重点难点,大肠杆菌RNA聚合酶、原核转录的过程,真核生物的RNA聚合酶、真核转录过程、转录因子,RNA的转录后加工、反转录,20,单林娜 制作,真核mRNA的加工一般要经过四步：,1、5加帽；,2、3加尾；,3、切除内含子；,4、修饰：对某些碱基进行甲基化。,第7章 RNA转录与转录后加工,21,单林娜 制作,3、切除内含子,I 类内含子的剪切：,第一步：游离G发动的转酯反应,G 的 3-OH 攻击内元的 5拼接点；,第二步：游离外元（左）发动的转酯反应,左外元的3-OH 攻击3拼接点，同时释放线状的内元，形成成熟RNA分子。,第7章 RNA转录与转录后加工,22,单林娜 制作,类内含子的剪接：,第一步：分枝点A的2-OH对5端交界处的磷酸二酯键发动亲核进攻，切下外显子1，内含子5的边界序列上的G与5磷酸和分枝点A的2-OH形成磷酸二酯键，产生了套索（lariat）结构；,第二步：切下的外显子1其3-OH继续对内含子3端的交界序列进行亲核进攻，同时释放出套索状的内含子。,第7章 RNA转录与转录后加工,23,单林娜 制作,核mRNA剪接体的剪接,拼接体（spliceosome）组装,第一次转酯：左外元、内元剪切套索,第二次转酯：exons连接、套索状内元释放,拼接体(spliceosome)解体与套索(lariat)降解同步,第7章 RNA转录与转录后加工,24,单林娜 制作,第8章 蛋白质的生物合成,1 本章主要内容,蛋白质合成的反应体系,蛋白质合成过程的起始、延长、终止三个阶段,原核生物翻译起始与真核生物的区别,肽链合成后的加工和运输,蛋白质生物合成的干扰和抑制,25,单林娜 制作,第8章 蛋白质的生物合成,2 教学目的和要求,熟悉三种RNA在翻译中的作用，,掌握蛋白合成的机制,了解翻译后的加工和运输过程。,26,单林娜 制作,3 重点难点,蛋白质合成的反应体系,mRNA,27,单林娜 制作,3 重点难点,28,单林娜 制作,29,单林娜 制作,70S,80S,50S,30S,60S,40S,31 proteins,23S rRNA,5S rRNA,21 proteins,16S rRNA,49 proteins,28S rRNA,5.8S rRNA,5S rRNA,33 proteins,18S rRNA,原核生物核蛋白体,真核生物核蛋白体,30,单林娜 制作,3 重点难点,蛋白合成的机制,氨酰-tRNA复合物的形成,翻译的起始,肽链的延长,肽链合成的终止,31,单林娜 制作,第9章 原核生物基因表达的调控,本章教学要求,1.熟悉基因表达的主要特点及主要表达方式。,2.掌握原核基因表达的调控机制：,操纵元学说，负/正控调节，诱导物/辅阻遏物,。,3.掌握乳糖操纵元的结构及调节机制（阻遏蛋白负性调节、CAP正性调节及协调调节）。,4.掌握色氨酸操纵元的结构及调控机制（色氨酸操纵元的阻遏系统和弱化机制）。,5.了解其他转录调节机制。,32,单林娜 制作,第9章 原核生物基因表达的调控,本章重点和难点,原核基因表达的调控机制：操纵元学说，负/正控调节，诱导物/辅阻遏物。,乳糖操纵子的结构及调控模式：阻遏蛋白负性调节、CAP正性调节及协调调节；,色氨酸操纵子的结构及调控模式（色氨酸操纵元的阻遏系统和弱化机制）。,33,单林娜 制作,第10章 真核生物基因表达的调控,本章教学要求,1.熟悉真核基因组的结构特点、真核生物在染色质和DNA水平、转录水平和翻译水平上基因表达调控的特点。,2.掌握以下概念：顺式作用元件、反式作用因子、启动子、增强子，熟悉沉默子、基本转录因子、特异转录因子。,3.熟悉转录因子的结构特点。,34,单林娜 制作,第10章 真核生物基因表达的调控,本章重点和难点,1、真核生物在DNA水平基因表达的调控,基因丢失,基因扩增,基因重排,DNA的甲基化与基因调控,染色质结构与基因表达调控,35,单林娜 制作,2、真核生物在转录水平基因表达的调控,真核生物与原核生物转录调控的差异,真核生物转录调控的顺式作用元件（cis-acting element）：启动子、增强子、沉默子,反式作用因子（转录因子，transcription factor）：类型、重要结构域,36,单林娜 制作,反式作用因子（转录因子，transcription factor）的类型,基本转录因子（通用转录因子）,组织或细胞特异性转录因子,可诱导（inducible）的转录因子,37,单林娜 制作,反式作用因子的重要结构域：,DNA结合结构域,螺旋-转折-螺旋（Helix-turn-helix，H-T-H）,锌指结构（zinc finger）,碱性-亮氨酸拉链（basic-leucine zipper）,碱性-螺旋-环-螺旋（basic helix/loop/helix，bHLH）,转录激活结构域,第10章 真核生物基因表达的调控,38,单林娜 制作,第11章 DNA 重组与转座,1 本章主要内容,1）DAN的重组,2）DNA的转座,2 教学目的和要求,掌握DNA重组与转座的基本概念和原理,理解区别同源重组与位点特异性重组,掌握转座的特点及遗传学效应,39,单林娜 制作,第11章 DNA 重组与转座,3、重点难点,（1)同源重组的分子基础,Holiday模型：RecA、RecBCD复合体,（2)位点特异性重组：,噬菌体整合的分子机制,（3）转座子的类型和转座机制,40,单林娜 制作,细菌的转座因子,简单转座子（simple transposon）或（插入序列 insertion sequence，IS）,复合转座子（composite transposon）,TnA 家族（TnA family）,真核生物转座子,玉米转座子,Ac/Ds,果蝇 P因子,41,单林娜 制作,转座机制,非复制型转座,复制型转座,42,单林娜 制作,祝好好学习！天天向上！考出最好水平！,43,单林娜 制作,