分子生物学教案（整理版）

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1、第一章绪论（2学时）本章重点分子生物学的研究内容。基本要点一、分子生物学简史基因概念的发展遗传物质与蛋白质的对应关系DNA二级结构的发现DNA复制机制的发现—半保留复制Jacob和Monod提出基因表达的操纵子模型遗传密码的破译分离限制性内切酶-重组DNA—定向改变生物测序、PCR、分子杂交基因组计划和后基因组时代：1．人类基因组计划的主要内容：①遗传图分析；②物理图分析；③转录图分析；④基因组序列测定；⑤资料的储存与利用。2．后基因组研究：①功能基因组学；②蛋白质组学。二、分子生物学的研究内容分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态结构特征及其重要性、

2、规律性和相互关系的科学。从分子水平揭示生命的奥秘的学科。它的主要研究内容包括：生物大分子的结构与功能（结构分子生物学）基因表达的调控DNA重组技术基因组结构和功能，生物信息学三、分子生物学展望第二章DNA与染色体（10学时）本章重点1．DNA双螺旋结构模型要点。2．核小体的概念。3．DNA的变性、复性及分子杂交。4．基因组，基因家族。5．DNA的转座。本章难点DNA在真核细胞内的组装；基因家族；DNA的转座。基本要点一、核酸的化学组成1．核苷酸中的碱基成分碱基：嘌呤(A，G)嘧啶（T，C，U）2．戊糖与核苷核苷酸（脱氧核苷酸）：核苷（脱氧核苷）与磷酸通过酯键结

3、合。3．核苷酸的结构与命名核苷一磷酸（nucleosidemonophosphate，NMP）核苷二磷酸（nucleosidediphosphate，NDP）核苷三磷酸（nucleosidetriphosphate，NTP）环腺苷酸（cycleAMP，cAMP）环鸟苷酸（cycleGMP，cGMP）二、核酸的一级结构1．DNA和RNA的一级结构四种核苷酸或脱氧核苷酸按照一定的排列顺序以3’，5’磷酸二酯键（phosphodiesterlinkage）相连形成的多聚核苷酸链或脱氧核苷酸（polydeoxy-nucleotides），称为核苷酸序列(也称为碱基序列

4、)。脱氧核苷酸或核苷酸的连接具有严格的方向性，是前一核苷酸的３’-OH与下一位核苷酸的5’-位磷酸间形成3’，5’磷酸二酯键，构成一个没有分支的线性大分子。DNA的书写应从5'到3'。2．RNA与DNA的差别戊糖成分是核糖不是脱氧核糖;嘧啶为胞嘧啶和尿嘧啶而不含有胸腺嘧啶，U代替了DNA的T。DNA和RNA对遗传信息的携带和传递是依靠核苷酸中的碱基排列顺序变化而实现的。三、DNA的空间结构与功能1．DNA的二级结构——双螺旋结构模型ＤＮＡ的双螺旋结构的研究背景：Chargaff规则：①Ａ=T，G=C；②不同生物种属的DNA碱基组成不同，③同一个体不同器官、不同

5、组织的DNA具有相同的碱基组成。ＤＮＡ双螺旋结构模型的要点：①ＤＮＡ是一反向平行的互补双链结构亲水的脱氧核糖基和磷酸基骨架位于双链的外侧、而碱基位于内侧，两条链的碱基互补配对，A---T形成两个氢键，G---C形成三个氢键。堆积的疏水性碱基平面与线性分子结构的长轴相垂直。两条链呈反平行走向，一条链５’→３’，另一条链是３’→５’。）。②DNA是右手螺旋结构DNA线性长分子在小小的细胞核中折叠形成了一个右手螺旋式结构。螺旋直径为２nm。螺旋每旋转一周包含了10对碱基，每个碱基的旋转角度为36°。螺距为3.4nm；碱基平面之间的距离为0.34nm。DNA双螺旋分子

6、存在一个大沟（majorgroove）和一个小沟（minorgroove），目前认为这些沟状结构与蛋白质和DNA间的识别有关。③DNA双螺旋结构稳定的维系横向靠两条链间互补碱基的氢键维系，纵向则靠碱基平面间的疏水性堆积力维持，尤以碱基堆积力更为重要。2．ＤＮＡ结构的多样性B-DNA(Ｗatson-Crick模型结构)；Z-DNA；A-DNA。3．DNA的超螺旋结构DNA在双链螺旋式结构基础上，进一步折叠成为超级螺旋结构。正超螺旋、负超螺旋。四、核酸的理化性质及其应用1．核酸的一般理化性质核酸具有较强的酸性。DNA是线性高分子，粘度极大，RNA分子远小于DNA，

7、粘度也小得多。DNA分子在机械力的作用下易发生断裂。嘌呤和嘧啶环中均含有共轭双键，因此对波长260ｎｍ左右的紫外光有较强吸收。这是DNA和RNA定量最常用的方法。2．ＤＮＡ的变性ＤＮＡ变性在某些理化因素作用下，DNA分子互补碱基对之间的氢键断裂，DNA双螺旋结构松散，变成单链。加热是实验室最常用的DNA变性的方法。DNA的增色效应（hyperchromiceffect）加热时，DNA双链解链过程中，内部的碱基暴露，对260nm波长紫外光吸收增加，DNA的A260增加，并与解链程度有一定的比例关系。这种关系称为DNA的增色效应（hyperchromiceffec

8、t）。解链曲线连续加热DNA的过程中以