《药学分子生物学》分子生物

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1、药学分子生物学Parmaceuticalmolecularbiology第一篇药学分子生物学基础第一章基因和基因组基因是细胞和牛物体遗传的基木单位,所有牛命体都依靠基因储存遗传信息。第一节基因一,基因的概念和分类(一)基因的概念(二)基因的分类基因(駅ne):1.是核酸分子中储存遗传信息的基木单位。(定义)2.是核酸分子中由特定的核背酸按一-定的碱基顺序排列而成的具有一定功能的片段。3.基因是RNA序列和蛋白质多肽链顺序相关遗传信息的基本存在形式,以及表达这些信息所需要的全部核营酸序列。4.基因是基因组序列上的遗传单位,有调节区、转录

2、区和(或)其他功能序列区。按照细胞内分布部位分类:1.核基因2.核外基因根据基因的功能和性质分类:1.编码蛋白质的基因结构基因和调节基因2.编码RNA的基因rRNA基因、tRNA基因、核酶基因及各种小分子RNA基因二、基因的结构与功能(一)基因的结构(-)基因功能概述(三)基因突变与疾病原核牛物基因结构特点:操纵子一一在原核生物中,编码功能相关的结构基因常成簇排列,几个结构基因共用一个启动子,转录成为一个mRNA分子,然后翻译成几种蛋口质。乳糖操纵了的结构调控区结构基因tkthDNA11操纵序列启动序列调节序列乙A半乳糖莒酶Y:透

3、酶UIHA:乙酰基转移酶结构基因:编码多肽链和特定RNA分子。定义真核生物基因结构特点:割(断)裂基因(splitgene)外显子+内含子外显子(exon)真核生物的结构基因序列屮含有编码序列,它们在转录后被保留下来作为蛋白质分子的合成信息,参与蛋白质的合成,这些参与编码的序列为外显子。内含子(intron):非编码序列也能够转录成RNA,但在mRNA成熟过程中被剪切掉,这些非编码序列为内含子。外显子•内含子接头存在高度保守的特异性碱基序列,是RNA剪接的信号序列。调控序列结构基因的两侧有一段不被转录的序列称为侧翼序列;它们对基因的表

4、达调控起重要作用;主要有启动子、增强子和终止子等。顺式作用元件(cis-actingelement)一个基因的调控区和其结构基因位于同一个DNA分子中的相邻部位,这种调节方式称为顺式调节,相应的DNA序列称为顺式作用元件。定义。反式作用因子(trans-actingfactor)顺式作用元件需要直接或间接结合相应的酶或蛋白因子才能发挥对基因表达的调节作用,这些酶或蛋白因子称为反式作用因子。定义重要顺式作用元件⑴启动子(promoter):是一段特定的直接与RNA聚合酶及其转录因子(或其他蛋白质)相结合、决定基因转录起始与否的DNA序列

5、。定义启动子具有方向性一般位于基因转录起始位点上游100・200bp处。启动子本身通常不被转录。真核生物主要有3类启动子1类启动子富含GC碱基对,主要启动rRNA基因的转录;II类启动子主耍启动蛋白质基因和一些小RNA基因的转录,通常是由TATA盒(TATAbox)、儿个上游启动子元件和转录起始位点组成;III类启动子启动tRNA基因、5SRNA基因和U6,snRNA基因等RNA基因的转录。(2)增强子(enhancer):增强子是一段与转录有关的短DNA序列,它可以特异性地与转录因子结合,增加转录结构基因的RNA聚合酶分子的数量,使

6、启动子发动转录的能力大大增强。⑶沉默子:(silencer)沉默子是具有抑制基因转录功能的特定DNA序列,为一种负性调节元件,当其结合一些特异反式作用因子时,对基因的转录起阻遏作用,使基因沉默。⑷终止子(terminater):终止子是结构基因下游近3'端的一段DNA序列,由AATAAA和一段回文序列组成,在转录中提供终止信号,使转录作用终止。(二)基因功能概述①储存生物性状的遗传信息:氨基酸密码①遗传信息传递:复制②作为基因表达的模板:转录、翻译复制(replication)DNA分子通过自我复制将遗传信息从亲代DNA分子传递给子代

7、DNA分子。特点:半保留复制;双向复制;半不连续复制。转录:转录是以DNA的反编码链为模板,在启动子的控制下,从转录起始点开始,以碱基互补的方式,合成RNA的过程。翻译:翻译是指遗传信息市mRNA的碱基序列转变成多肽链氨基酸顺序的过程。(3)基因表达的调控:①DNA水平的调控②转录水平的调控③转录后水平调控④翻译水平的调控⑤翻译后水平的调控(二)基因突变与疾病基因突变引起的疾病主要有以下儿类:1、单基因病1)常染色体显性遗传2)常染色体隐性遗传3)x连锁显性遗传4)x连锁隐性遗传5)Y连锁遗2、线粒体遗传病①母系遗传:②异质性:3、多

8、基因病:是指生物和人类的许多表型性状由不同座位的较多基因协同决定,每对基因的表型效应是微小的,但各对基因的作用累加起来就会产生一个明显的表型效应。4、基因诊断与基因治疗(1)基因诊断:基因诊断是在DNA水平或RNA水平对

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1、药学分子生物学Parmaceuticalmolecularbiology第一篇药学分子生物学基础第一章基因和基因组基因是细胞和牛物体遗传的基木单位,所有牛命体都依靠基因储存遗传信息。第一节基因一,基因的概念和分类(一)基因的概念(二)基因的分类基因(駅ne):1.是核酸分子中储存遗传信息的基木单位。(定义)2.是核酸分子中由特定的核背酸按一-定的碱基顺序排列而成的具有一定功能的片段。3.基因是RNA序列和蛋白质多肽链顺序相关遗传信息的基本存在形式,以及表达这些信息所需要的全部核营酸序列。4.基因是基因组序列上的遗传单位,有调节区、转录

2、区和(或)其他功能序列区。按照细胞内分布部位分类:1.核基因2.核外基因根据基因的功能和性质分类:1.编码蛋白质的基因结构基因和调节基因2.编码RNA的基因rRNA基因、tRNA基因、核酶基因及各种小分子RNA基因二、基因的结构与功能(一)基因的结构(-)基因功能概述(三)基因突变与疾病原核牛物基因结构特点:操纵子一一在原核生物中,编码功能相关的结构基因常成簇排列,几个结构基因共用一个启动子,转录成为一个mRNA分子,然后翻译成几种蛋口质。乳糖操纵了的结构调控区结构基因tkthDNA11操纵序列启动序列调节序列乙A半乳糖莒酶Y:透

3、酶UIHA:乙酰基转移酶结构基因:编码多肽链和特定RNA分子。定义真核生物基因结构特点:割(断)裂基因(splitgene)外显子+内含子外显子(exon)真核生物的结构基因序列屮含有编码序列,它们在转录后被保留下来作为蛋白质分子的合成信息,参与蛋白质的合成,这些参与编码的序列为外显子。内含子(intron):非编码序列也能够转录成RNA,但在mRNA成熟过程中被剪切掉,这些非编码序列为内含子。外显子•内含子接头存在高度保守的特异性碱基序列,是RNA剪接的信号序列。调控序列结构基因的两侧有一段不被转录的序列称为侧翼序列;它们对基因的表

4、达调控起重要作用;主要有启动子、增强子和终止子等。顺式作用元件(cis-actingelement)一个基因的调控区和其结构基因位于同一个DNA分子中的相邻部位,这种调节方式称为顺式调节,相应的DNA序列称为顺式作用元件。定义。反式作用因子(trans-actingfactor)顺式作用元件需要直接或间接结合相应的酶或蛋白因子才能发挥对基因表达的调节作用,这些酶或蛋白因子称为反式作用因子。定义重要顺式作用元件⑴启动子(promoter):是一段特定的直接与RNA聚合酶及其转录因子(或其他蛋白质)相结合、决定基因转录起始与否的DNA序列

5、。定义启动子具有方向性一般位于基因转录起始位点上游100・200bp处。启动子本身通常不被转录。真核生物主要有3类启动子1类启动子富含GC碱基对,主要启动rRNA基因的转录;II类启动子主耍启动蛋白质基因和一些小RNA基因的转录,通常是由TATA盒(TATAbox)、儿个上游启动子元件和转录起始位点组成;III类启动子启动tRNA基因、5SRNA基因和U6,snRNA基因等RNA基因的转录。(2)增强子(enhancer):增强子是一段与转录有关的短DNA序列,它可以特异性地与转录因子结合,增加转录结构基因的RNA聚合酶分子的数量,使

6、启动子发动转录的能力大大增强。⑶沉默子:(silencer)沉默子是具有抑制基因转录功能的特定DNA序列,为一种负性调节元件,当其结合一些特异反式作用因子时,对基因的转录起阻遏作用,使基因沉默。⑷终止子(terminater):终止子是结构基因下游近3'端的一段DNA序列,由AATAAA和一段回文序列组成,在转录中提供终止信号,使转录作用终止。(二)基因功能概述①储存生物性状的遗传信息:氨基酸密码①遗传信息传递:复制②作为基因表达的模板:转录、翻译复制(replication)DNA分子通过自我复制将遗传信息从亲代DNA分子传递给子代

7、DNA分子。特点:半保留复制;双向复制;半不连续复制。转录:转录是以DNA的反编码链为模板,在启动子的控制下,从转录起始点开始,以碱基互补的方式,合成RNA的过程。翻译:翻译是指遗传信息市mRNA的碱基序列转变成多肽链氨基酸顺序的过程。(3)基因表达的调控:①DNA水平的调控②转录水平的调控③转录后水平调控④翻译水平的调控⑤翻译后水平的调控(二)基因突变与疾病基因突变引起的疾病主要有以下儿类:1、单基因病1)常染色体显性遗传2)常染色体隐性遗传3)x连锁显性遗传4)x连锁隐性遗传5)Y连锁遗2、线粒体遗传病①母系遗传:②异质性:3、多

8、基因病:是指生物和人类的许多表型性状由不同座位的较多基因协同决定,每对基因的表型效应是微小的,但各对基因的作用累加起来就会产生一个明显的表型效应。4、基因诊断与基因治疗(1)基因诊断:基因诊断是在DNA水平或RNA水平对

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