基因genes：基因是负责编码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及插入序列。是决定遗传性状的功能单位。
结构基因structure genes：基因中编码RNA或蛋白质的DNA序列称为结构基因。
基因组genome：一个细胞或病毒的全部遗传信息。（细胞或生物体的一套完整单倍体的遗传物质的总和。）真核生物基因组是指一套完整单倍体DNA（染色体DNA）和线粒体DNA的全部序列，包括编码序列和非编码序列。 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性序列，即：内含子5’端大多数是以GT开始，3’端大多是以AG结束。
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。端粒DNA由重复序列组成，人类端粒一端是TTAGGG另一端是AATCCC.
操纵子：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。
操纵元件：是一段能够被不同基因表达调控蛋白质识别和结合的DNA序列，是决定基因表达效率的关键元件。 顺式作用元件：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、反应元件和poly(A)加尾信号。
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。
启动子：是能够被RNA聚合酶特异性识别并与其结合并开始转录的核苷酸序列。（TATAbox、CAATbox、GCbox） 增强子enhancer：是一段短的DNA序列，其中含有多个作用元件，可以特异性地与转录因子结合，增强基因的转录活性。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。
多顺反子mRNA(polycistronic mRNA)即每一个mRNA分子带有几钟蛋白质的遗传信息（来自几个结构基因），利用共同的启动子及终止信号，组成“操纵子”的基因表达调控单元。
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。
ρ因子依赖性和非依赖性两种机制介导转录的终止：1、不依赖ρ因子的终止子有两个重要特征：①一个反向重复序列，使RNA末端形成一个发夹结构②在信息链上有一连串的T，因而RNA末端发夹结构之后紧接着出现一串U，RNA/DNA杂交分子的rU-dA碱基对结合力较弱，当发夹结构形成时，RNA聚合酶停止移动，RNA链从DNA上脱落。
2、有一些基因的RNA转录终止阶段依赖ρ因子。当RNA聚合酶移动至终止子部位时，ρ因子与其结合，并发挥ATP酶和解链酶活性，使RNA与DNA分离，转录过程终止。
原核生物的tRNA转录后的加工：1、剪切作用将多顺反子初级转录产物分离并切除多余序列；2、有些tRNA分子在3’端需要修复或添加CCA序列；3、通过某些碱基的化学修饰在tRNA分子中形成希有碱基。蛋白质编码区（开放阅读框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、倒终止密码子结束，称为蛋白质编码区或开放阅读框，此段核苷酸序列决定蛋白质的一级结构。
SD序列：mRNA起始密码子AUG上游8～13个碱基处存在的一段特定的核苷酸序列，该序列称为SD序列，是
mRNA的起始密码子之所以能与小亚基定位结合的关键。SD序列与小亚基中16SrRNA3’端的序列互补，当mRNA与小亚基结合时，SD序列与16SrRNA3’端的互补序列配对结合，使起始密码子定位于翻译起始部位。 真核生物mRNA的加工：1、甲基化鸟苷酸以5’端磷酸基团连接mRNA5’端形成帽子结构。2、多聚腺苷酸的加入形成mRNA的3’尾。3、mRNA前体经剪接过程除去内含子序列。4、mRNA分子中的少数碱基可被甲基化。5、RNA编辑：是通过对mRNA的加工使遗传信息在mRNA水平上发生改变。
时间特异性：在多细胞生物从受精卵到组织、器官形成的各个不同发育阶段，相应基因严格按照一定时间顺序开启或关闭，这就是基因表达的时间特异性。
空间特异性：在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同组织空间顺序出现。
分子伴侣（伴侣蛋白）：是一类序列上没有相关性但有共同功能的保守性蛋白，他们在细胞内能协助其他多肽结构完成正确的折叠、组装、转运和降解。
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。 原核生物转录水平调控：原核生物基因多以操纵子的形式存在。操纵子由调控区与信息区组成，上游是调控区，包括启动子与操纵元件两部分。启动子是同RNA聚合酶结合并启动转录的特异性DNA序列，操纵元件是特异的阻遏物结合区。1、启动子决定转录方向、模板链、转录效率。2、不同的σ因子可以竞争结合RNA聚合酶，打开特定的一套基因。3、阻遏蛋白在转录水平对基因表达具有负调控作用。4、正调控蛋白结合于特异DNA序列后促进基因的转录。5、到位蛋白通过DNA重组倒位而调节基因表达、6、RNA聚合酶抑制物可与RNA结合并抑制转录。7、衰减子可以在转录过程中控制转录水平。
严谨反应：细菌在缺乏氨基酸的环境中，RNA聚合酶活性降低，RNA合成减少或停止。
衰减子attenuator：细菌中的mRNA转录和蛋白质翻译合成是偶联在一起的。这一特点使细菌的一些操纵子中的特殊序列可以在转录过程中控制转录水平。这些特殊结构称为衰减子。衰减子又称为弱化子，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顺序。 乳糖操纵子的作用机制
1、乳糖操纵子（lac operon）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（是调节基因，编码产生阻遏蛋白）。
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，抑制RNA聚合酶与启动子结合，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：lac启动子是弱启动子，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基因编码的阻遏蛋白的负调控与CAP的正调控两种机制，互相协调、互相制约。 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能源。CAP结合DNA是由cAMP控制的。cAMP结合于CAP，诱导CAP发生构象改变，使之能够结合于特定的DNA序列，激活临近基因的转录。cAMP水平降低时，cAMP与CAP解离，CAP转回到无活
性的构象，并与DNA解离，这将关闭葡萄糖以外的其他的与糖代谢相关的操纵子。由于CAP的作用依赖于cAMP，因此，CAP又称为cAMP受体蛋白。
原核生物翻译水平的调控：一、SD序列是影响翻译的重要因素：1、SD序列的顺序及位置影响翻译起始效率。2、mRNA二级结构可以屏蔽SD序列。二、mRNA的稳定性（降解速度）是翻译调控的另一重要机制。mRNA的5’端与核糖体结合，可明显提高其稳定性。三、翻译产物也可以对相应的mRNA的翻译进行调控：1、核糖体蛋白控制其mRNA的翻译。2、翻译终止因子RF2调节自身的翻译。四、小分子RNA可以抑制特定mRNA的翻译。 基因重排：指某些基因片段改变原来存在顺序，通过调整有关基因片段的衔接顺序，再重排成为一个完整的转录单位。
真核生物在转录水平的调控：主要是通过反式作用因子、顺式作用元件和RNA聚合酶的相互作用来完成的，主要是反式作用因子结合顺式作用元件后影响转录起始复合物的形成过程。
一、转录起始复合物的形成是转录的可调控环节：真核生物RNA聚合酶识别的是由通用转录因子与DNA形成的蛋白质-DNA复合物，只有当一个或多个转录因子结合到DNA上，形成有功能的启动子，才能被RNA聚合酶所识别并结合。
转录起始复合物的形成过程为：①TFⅡD结合TATA盒；②RNA聚合酶识别并结合TFⅡD-DNA复合物形成一个闭合的复合物；③其他转录因子与RNA聚合酶结合形成一个开放复合物，开放转录。
二、反式作用因子是真核细胞内重要的基因表达调控蛋白。反式作用因子（trans-acting factor）：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。在结构上含有与DNA结合的结构域。
在转录调控过程中，反式作用因子的作用是：促进或抑制TFⅡD与TATA盒结合；促进或抑制RNA聚合酶与TFⅡD-DNA复合物的结合；促进或抑制转录起始复合物的形成。
反式作用因子三个基本特征①一般具有三个功能域：DNA识别结合域、转录活性域和结合其他蛋白结合域；②能识别并结合上游调控区中的顺式作用元件；③对基因的表达有正性或负性调控作用，激活和阻遏基因的表达。 反式作用因子结构域具有多种结构模式：
1、DNA结合域有不同的结构模式：①锌指结构借助半胱氨酸和组氨酸与锌离子结合；②同源结构域具有螺旋－回折－螺旋结构：许多反式作用因子结合DNA的结构域中具有一段相同的保守序列，是60个左右氨基酸组成的螺旋－回折－螺旋结构的区域，称为同源结构域（homeodomain,HD）,简称同源域。③亮氨酸拉链结构使两个单体结合并形成DNA结合域。④螺旋-环－螺旋结构易于形成二聚体⑤碱性α-螺旋含较多的碱性氨基酸。2、转录活化结构域是反式作用因子的转录激活区。其模型有：①酸性α-螺旋结构。带有负电荷的α-螺旋区。②富含谷氨酰胺结构域存在于多种转录因子中。③富含脯氨酸结构域 常与DNA结合结构域相连。 真核生物转录后水平的调控机制
mRNA的加工和运输可形成转录后水平的调控：
①5’端加帽和3’端多聚腺苷酸化的调控意义：5’端加帽和3’端多聚腺苷酸化是保持mRNA稳定的一个重要因素，它至少保证mRNA在转录过程中不被降解。②mRNA选择性剪接对基因表达调控的作用③mRNA运输的控制调节进入细胞质的mRNA量。
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。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。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。
PCR概念:PCR是近年来发展起来的一种体外扩增特异DNA片段的技术，它根据体内细胞分裂时DNA半保留复制机理，能快速、特异地在体外将目的DNA片段扩增数百万倍。
PCR技术的基本原理：PCR是在试管中进行的DNA复制反应，基本原理是依据细胞内DNA半保留复制的机理，以及体外DNA分子于不同温度下双链和单链可以互相转变的性质，人为地控制体外合成系统的温度，以促使双链DNA变成单链，单链DNA与人工合成的引物退火，然后耐热DNA聚合酶以dNTP为原料使引物沿着单链模板延伸为双链DNA。PCR全过程每一步的转换是通过温度的改变来控制的。需要重复进行DNA模板解链、引物与模板DNA结合、DNA聚合酶催化新生DNA的合成，即高温变性、低温退火、中温延伸３个步骤构成PCR反应的一个循环，此循环的反复进行，就可使目的DNA得以迅速扩增。DNA模板变性：模板双链DNA?单链DNA，94℃。退火：引物＋单链DNA?杂交链，引物的Tm值。引物的延伸：温度至70 ℃左右， Taq DNA聚合酶以４种dNTP为原料，以目的DNA为模板，催化以引物３’末端为起点的5’→3’DNA链延伸反应，形成新生DNA链。新合成的引物延伸链经过变性后又可作为下一轮循环反应的模板PCR，就是如此反复循环，使目的DNA得到高效快速扩增。
PCR反应体系：耐热的Taq DNA聚合酶、化学合成的寡聚核苷酸引物(primer)、4种dNTP、以及合适的缓冲液体系。
PCR的反应条件的控制：
1、PCR反应的缓冲液：Tris-HCl缓冲液， KCl 促进引物的退火，浓度太高时会抑制Taq DNA聚合酶活性。加入BSA或明胶有利于保护TaqDNA聚合酶活性。 必要时加入适量二甲基亚砜(DMSO)或甲酰胺利于破坏模板二级结构，提高PCR反应特异性。
2、镁离子浓度 一般用量1.5-2.0 mmol/L，Taq DNA聚合酶活性需要Mg 2+。Mg 2+浓度过低，会显著降低酶活性。Mg 2+浓度过高又使酶催化非特异性扩增增强。Mg 2+浓度还会影响引物的退火、模板与PCR产物的解链温度，从而影响扩增片段的产率。
3、底物浓度 工作浓度20-200umol/L， dNTPs浓度过高可加快反应速度，也增加碱基的错配率和实验成本。降低浓度会导致反应速度下降，可提高反应的特异性。在PCR反应中，4种dNTP必须以等摩尔浓度配制，以减少PCR反应的错配误差并提高使用效率。
4、Taq DNA聚合酶 75-80℃时具有最高的聚合酶活性，150个核苷酸/秒；具有良好的热稳定性，95℃仍有活性，应用浓度一般为1-2.5u/100ul反应体积。
5、引物 0.1-0.5umol/L。引物浓度偏高会引起错配或非特异性扩增、生成引物二聚体，使目的DNA片段产率下降。退火温度与引物Tm值有关，引物Tm值在55-80 ℃ 范围较为理想。 6、反应温度和循环次数
变性温度和时间 ：94℃、30s 让模板充分变性， 温度太高，对Taq酶不利。 退火温度和时间 特异性 低于引物Tm值5℃ 45-55℃ 30秒-1分钟 延伸温度和时间 72℃左右 lkb以内1分钟 3～ 4kb需3～4分钟 循环次数 25～30次 TaqDNA聚合酶的特性：
5’-3’聚合酶适性：将4种核苷酸以碱基配对方式，按引物5’-3’方向合成新的DNA链。 逆转录酶活性：可直接用于RNA的扩增。
类似末端转移酶的活性：非模板依赖 5’-3’外切酶活性：
缺乏3’-5’外切酶活性：无校正功能，错配率增高。
核酸分子杂交：具有一定同源性的两条核酸单链在一定条件下按碱基互补原则退火形成双链。 实质: 核酸变性和具有同源序列的两条单链的复性过程。
核酸分子杂交的原理：具有互补序列的两条单链核酸分子在一定的条件下（适宜的温度及离子强度等）碱基互补配对结合，重新形成双链；在这一过程中，核酸分子经历了变性和复性的变化，以及在复性过程中个分子间键的形成和断裂。杂交的双方是待测核酸和已知序列。
影响杂交的因素：1、核酸分子的浓度和长度：核酸浓度越大，复性速度越快。探针长度应控制在50-300个碱基对为好。2、温度：温度过高不利于复性，而温度过低，少数碱基配对形成的局部双链不易解离，适宜的温度是较TM值低25度。 3、离子强度：在低离子强度下，核酸杂交非常缓慢，随着离子强度的增加，杂交反应率增加。高浓度的盐使碱基错配的杂交体更稳定，所以进行序列不完全同源的核酸分子杂交时必须维持杂交反应液中的盐浓度和洗膜液中的盐浓度。 4、杂交液中的甲酰胺：甲酰胺能降低核酸杂交的TM值。它有以下优点：在低温下探针更稳定；能更好地保留非共价结合的核酸。 5、核酸分子的复杂性：是指存在于反应体系中的不同顺序的总长度。两个不同基因组DNA变性后的相对杂交速率取决于样品浓度绝对一致时的相对复杂性（即DNA中的碱基数）。 6、非特异性杂交反应：在杂交前应对非特异性杂交反应位点进行封闭，以减少其对探针的非特异性吸附作用。
探针：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：指能识别特异碱基顺序的带有标记的一段单链DNA或RNA分子。
探针的种类和优缺点：1、cDNA探针：通过逆转录获得cDNA后，将其克隆于适当的克隆载体，通过扩增重组质粒而使cDNA得到大量的扩增。提取质粒后分离纯化作为探针使用。它是目前应用最为广泛的一种探针。2、基因组探针：从基因组文库里筛选得到一个特定的基因或基因片段的克隆后，大量扩增、纯化，切取插入片段，分离纯化为探针。3、寡核苷酸探针：根据已知的核酸顺序，采用DNA合成仪合成一定长度的寡核苷酸片段作为探针。4、RNA探针：采用基因克隆和体外转录的方法可以得到RNA或反义RNA作为探针。 探针的标记法1、缺口平移法：2、随机引物法3、PCR标记法4、末端标记法
DNA芯片技术就是一种大规模的集成的固相核酸分子杂交，以大量已知碱基序列的寡核苷酸片段为探针，检测样品中哪些核酸序列与其互补，然后通过定性定量分析得出待测样品的基因序列及表达的信息。其方法包括芯片的制备、样品的准备、分子杂交和检测分子。
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。
1． 研究发现，多聚—L-Lys在pH7.0呈随机螺旋结构，但在pHl0为α螺旋构象，为什么?预测多聚—L-Glu在
什么pH条件下为随机螺旋，在什么pH下为α螺旋构象?为什么?
因为氨基酸侧链基团的带电荷情况会影响alfa-螺旋结构的形成。在pH7．0时赖氨酸侧链上的ε氨基带正电荷，它们之间的静电排斥作用阻止了a螺旋的形成。在pH10时，由于接近赖氨酸的等电点，侧链是非质子化的状态，允许a螺旋的形成。对多聚一L－Glu来说，在 pH7．0时，由于侧链羧基都带负电荷，它们之间的静电排斥，将干扰a螺旋的形成，应呈随机螺旋状态，在接近谷氨酸侧链的pK值为4．25～4．0时，因谷氨酸的侧链羟基是非质子化的，应呈螺旋构象。
分子生物学名词解释
