2013-2014分子生物学复习资料

2013-2014分子生物学复习资料

一、中心法则 蛋白质

二、DNA复制

(一) DNA复制的特点

1、半保留复制

DNA复制时分别以两条亲代链作为模板链通过酶催化各形成一条子代链，亲代链分开处即子代链合成处成为复制叉。

2、半不连续复制

DNA亲代链5’到3’方向的复制时，是以小片段的形式从5’到3’不连续的复制形成冈崎片段，再经DNA连接酶连接形成一条链。

3、RNA的引导

RNA的引导保证DNA复制的高忠实性。

（二） DNA复制所需要的酶

1、原核中：

（１）DNA解旋酶：利用ATP水解的能量解开双链ＤＮＡ

（２）DNA旋转酶（Ⅱ型拓扑异构酶）：引入负超螺旋从而释放正超螺旋。

（3）DNA聚合酶Ⅲ：延伸前导链和后随链中的引物。

（4）DNA聚合酶Ⅰ：切除引物。

（5）DNA连接酶：连接冈崎片段形成ＤＮＡ子代链。

2、真核中：

（１）DNA聚合酶α：前导链和后随链的每个片段都是利用其引发酶活性从RNA

引物开始。

（２）DNA聚合酶δ：在前导链上替代前一种酶继续延伸。

（３）DNA聚合酶ε：在后随链上完成DNA的复制。

（三） DNA聚合酶

1、真核中：真核细胞有5种DNA聚合酶，分别为DNA聚合酶α（定位于胞核，参与复制引发具5－3外切酶活性），β（定位于核内，参与修复，具5－3外切酶活性），γ（定位于线粒体，参与线粒体复制具5－3和3－5外切活性），δ（定位核，参与复制，具有3－5和5－3外切活性），ε（定位于核，参与损伤修复，具有3－5和5－3外切活性）。

2、原核中：原核细胞有3种DNA聚合酶，都与DNA链的延长有关。DNA聚合酶I是单链多肽，可催化单链或双链DNA 的延长；DNA聚合酶II则与低分子脱氧核苷酸链的延长有关；DNA聚合酶III在细胞中存在的数目不多，是促进DNA链延长的主要酶。

（四）DNA的损伤与修复

1、诱变

（1）突变

1) 点突变：一个单一碱基的改变 转换：嘌呤与嘌呤之间或是嘧啶与嘧啶之间

颠换：嘌呤与嘧啶之间或是嘧啶与嘌呤之间

2) 沉默突变：突变发生在ＤＮＡ的非编码区、非调节区或密码子的第

三个碱基位置，不影响掺进蛋白质中的氨基酸

3) 错义突变：突变改变了基因产物的一个氨基酸

4) 移码突变：插入或缺失涉及一个或多个碱基的增加或丢失

（２）物理诱变：高能离子化辐射，如Ｘ射线、γ射线、紫外线（嘧啶二聚体是常见的一种产物）

（３）化学诱变：碱基类似物（直接诱变）、亚硝酸、烷化剂等

２、损伤

（１）氧化性损伤

（２）烷基化（如ＭＭＳ、ＥＮＵ）

（３）聚化加合物

３、修复

（１）光复活：在可见光下，ＤＮＡ光解酶可将环丁烷嘧啶二聚体再分解为单体 （２）烷基转移酶

（３）切除修复：核苷酸切除修复和碱基切除修复

（４）错配修复

（５）遗传性修复

（五）ＤＮＡ的克隆

１、ＤＮＡ的制备

（１）质粒DNA的制备

碱裂解法：从染色体ＤＮＡ及大部分其他细胞成分中纯化

酚抽提法：采用酚或酚－氯仿混合物进行抽提

乙醇沉淀：

氯化铯梯度法：

（２）噬菌体DNA的制备

2、载体

（1）质粒载体

1) 插入失活原理：pBR322及其衍生物包含两个抗生素抗性基因，ampr

和tetr，当目的基因插入其中一个时，会导致该基因失活。

2) 蓝白斑筛选：在质粒中含有LacZ基因（编码β-半乳糖苷酶，受Lac

启动子的调控）的α-肽的序列，当无外源DNA片段插入时，质粒表

达α-肽，它与宿主菌的Lac ZM15基因的产物互补，产生有活性的β

-半乳糖苷酶，在含有指示剂X-gal和诱导剂IPTG存在的情况下，

菌落呈蓝色（质粒自身环化）；外源基因插入后，肽基因阅读框架被

破坏，细菌内无半乳糖苷酶活性存在，菌落呈白色（阳性克隆）。

（2）噬菌体载体

噬菌体颗粒将其线性DNA注入细胞，进而DNA连成环状，其后该DNA被复制

组装成噬菌体颗粒，经裂解细胞释放到胞外，造成细胞死亡，或通过特异位点将其DNA整合到宿主基因组，而获得长期插入。

（3）其他载体

黏粒载体：利用λ噬菌体cos位点

YAC：酵母人工染色体

BAC：细菌人工染色体

（六）基因文库

1、基因组文库（DNA来自基因组DNA） Nln(1p)

1n(1f)，p代表给定概率，f是插入片段大小占总基因大小的文库的大小

比例。

2、cDNA文库（DNA来自群体mRNA的拷贝）

cDNA第二条链的合成：

a) 自身引物合成法：cDNA/mRNA杂合体用碱处理后获得单链cDNA，随即在

3’端形成一个短小的发夹结构，次发夹结构可以作为引物合成第二条链。最后用SI核酸酶处理除去末端发夹结构，但5’端部分序列会因此而失去。 b) 置换合成法：RNaseH在mRNA上产生缺口（内切作用）残存的ＲＮＡ可

以作为合成第二条链的引物，最后用Ｔ４ＤＮＡ连接酶连接修复缺口。通过这种方法可以获得近乎全长的dscDNA。

c) 引导合成法：NaoH降解杂交链中的mRNA，然后用末端转移酶在cDNA３＇

端加聚Ｃ尾巴，以Oligo（dG）为引物合成第二条链，这种方法可获得全长的dscDNA。

(七)DNA测序

1、双脱氧链终止法测序的原理

DNA聚合酶能利用单链ＤＮＡ为模板，离体合成其互补链，当反应液中２＇，３＇－双脱氧核苷三磷酸（ｄｄＮＴＰ），它可以像２＇－脱氧核苷三磷酸（ｄＮＴＰ）那样直接掺入新合成的ＤＮＡ链中，但因ｄｄＮＴＰ３＇端不具－ＯＨ，所以寡核苷酸链不再继续延长，即ＤＮＡ链合成终止。在４个反应管中同时加入同一种合成ＤＮＡ的被标记的引物和待测序的ＤＮＡ模板、ＤＮＡ聚合酶１、４种脱氧核苷三磷酸（ｄＡＴＰ、ｄＧＴＰ、ｄＴＴＰ、ｄＣＴＰ），并在这４个管中分别加入４种不同的２＇，３＇－双脱氧核苷三磷酸。反应将产生不同长度的DNA片段混合物，他们都带有ddNTP的3’末端。将这些混合物进行变性凝胶电泳分离，就可以获得一系列不同长度的DNA普带。再通过放射自显影术，检测单链DNA片段的放射性带。最后可以在放射性Ｘ光底片上，直接读出ＤＮＡ序列。

2、Ｍａｘａｍ－Ｇｉｌｂｅｒｔ化学降解法：

首先放射性标记待测序ＤＮＡ的一端，并将其分为４份，分别用不同的化，学试剂进行４种裂解反应，每种反应之断裂某一种或某一类碱基，结果可产生４种起始于放射性标记末端的不同长度的标记分子，经变性ＰＡＧＥ凝胶电泳分离各组不同大小长的ＤＮＡ片段，并进行放射自显影，可根据Ｘ光片上所显现的相应普带，读出ＤＮＡ的核苷酸序列。

3、 ＤＮＡ的自动测序：

基于双脱氧链终止法测序原理，也是通过４个酶学反应利用ｄｄＮＴＰｓ产生一系列一端固定、另一端终止于不同Ａ、Ｔ、Ｃ、Ｇ碱基位点的DNA片段。

三、RNA转录

乳糖操纵子

1、乳糖操纵子的组成：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，此外还有一个操纵序列O，一个启动子P和一个调节基因I。

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，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（ｃＡＭＰ受体蛋白）的正性调节：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。

四、蛋白质翻译

顺式调控元件与反式作用因子关系：

顺式作用元件：真核生物中没有操纵子，调节基因中调控序列有许多能结

合动中调控蛋白的元件叫顺式作用元件，它们往往与结构基因保持一定的距离。

反式作用因子：指和顺式作用元件结合的可扩散性蛋白，包括基础因子，上游因子，诱导因子。

摆动假说

解释遗传密码简并性的假说，克里克（F.H.C.Crick）于1966年提出。对氨基酸专一的密码子的头两个碱基与相应转移RNA上反密码子的第2个和第3个碱基互补配对，而密码子的第3个碱基（3'端）与反密码子5'端碱基的配对专一性相对较差，被称为摆动配对（wobble pairing）。在反密码子的5'位置上常发现次黄嘌呤（Ⅰ）或与之相似，仅能形成2个氢键的嘧啶。

GU-AG法则

多数细胞核mRNA前体中内含子的5‘边界序列为GU，3’边界序列为AG。因此，GU表示供体衔接点的5‘端，AG表示接纳体衔接点的3’端。把这种保守序列模式称为GU-AG法则，又称为Chambon法则。

ORF

开放阅读框[open reading frame，ORF] 是结构基因的正常核苷酸序列，从起始密码子到终止密码子的阅读框可编码完整的多肽链，其间不存在使翻译中断的终止密码子。

B型DNA

（1） DNA双螺旋

 两条反向平行的互补双螺旋链，一条方向为5‘→3’，另一条方向为3‘→5’，

围绕同一中心纵轴，从右向上盘旋。

 双螺旋磷酸-脱氧核糖主链在外，位于内的碱基平面与中心轴垂直。

 每个碱基相聚0.34nm，同条链相邻碱基夹角36度，每10个碱基形成

螺旋1周，螺距3.4nm。

 露于螺旋外的磷原子离中心轴1.0nm，易与阳离子接近。

 两条链相互碱基互补配对，即AT/GC，分别以2个和3个氢键相连。  两条单链之间由小沟，两个双链之间有大沟，他们在DNA双螺旋外交

替出现。

（2） B型DNA

被认为是最稳定的结构，有特殊的螺旋重复（每砸１０ｂｐ），几乎与螺旋轴垂直，有一条主沟和一条小沟。

（3） 其他类型的ＤＮＡ

Ａ型ＤＮＡ和Ｂ型一样为右旋，但较宽，结构更加紧密，碱基对倾斜于螺旋轴线，且偏离细线，重复每砸为１１ｂｐ。

Ｚ型是左旋，有一个Ｚ字形的外观，每砸１２ｂｐ碱基对。

poly(A) tail的作用

有助于稳定整个分子；

和poly(A) 结合起抵抗３＇－外切核苷酸酶攻击的作用；

有助于细胞质中成熟ｍＲＮＡ的翻译

氨酰tRNA合成酶

a) 氨酰-TRNA合成酶使氨基酸结合到特定的ｔRNA上：

每一个氨酰-TRNA合成酶可识别一个特定的氨基酸和与此氨基酸对应的TRNA的特定部位。

b) 氨酰-TRNA合成酶的辨认位点：

大肠杆菌TRNAALA氨基酸臂是酶的辨认位点。

Tm值

DNA的解链温度（Tm）是引物的一个重要参数，它是当50％的引物和互补序列表现为双链DNA分子时的温度，一种DNA分子的Tm值大小与其所含碱基中的G＋C比例相关，G＋C比例越高，Tm值越高。

Tm=4（G+C）+2（A+T）

tRNA的结构

a) tRNA的一级结构：四种常见的修饰碱基，分别是胸腺嘧啶核糖核苷（T）、

假尿嘧啶核苷（ψ）、二氢尿苷（D）、肌苷（I）。

b) tRNA的二级结构：来自不同生物的tRNA，尽管一级序列不同，但都具

有三叶草样的二级结构。

氨基酸臂：

是tRNA分子的5ˊ端和3ˊ端附近的碱基配对形成的臂。一个成熟的tRNA分子的3ˊ端的核苷酸序列总是CCA（3ˊ），一个特异的氨基酸通过它的羧基与tRNA的3ˊ端的腺苷酸残基的2ˊ或3ˊ羟基形成的共价键连接在tRNA分子上。另外所有tRNA分子5ˊ端的核苷酸都是磷酸化的，而且大多数tRNA分子5ˊ端的核苷酸残基为鸟苷酸残基（pG）。

反密码环：

位于氨基酸臂对面的单链环（anticodon loop），该环含有由三个核苷酸残基组成的反密码子（anticodon），反密码子与mRNA中的互补密码结合。 反密码臂（anticodon arm）：含有反密码子的臂。

TψC臂：

含有胸腺嘧啶核苷酸（T）（在RNA中很少见到）、假尿嘧啶核苷酸（ψ）和胞嘧啶核苷酸（C）残基的臂。

D臂（D arm）：

含有二氢尿嘧啶核苷酸残基的臂，不同tRNA的D臂稍有不同。

可变臂（variable arm）：在反密码臂和TψC臂之间，大约由3到21个核苷酸组成。

c) tRNA的三级结构：

在三维空间（tRNA的三级结构），

tRNA分子折叠成倒L型（右图），氨

基酸臂位于L型分子的一端，反密码

环则处于相反的一端。这样的结构更

为紧凑、稳定，这与D、TψC和可变

臂中的核苷酸之间的氢键有关。tRNA

分子中的大多数核苷酸都处于两个成

直角的、堆积的螺旋中。碱基之间堆

蛋白质的三步合成

起始：核糖体在mRNA分子上的组装

延伸：氨基酸廷加的重复循环

终止：新生蛋白（多肽）链的释放

具体如下：

1. 起始

蛋白质合成起始涉及到起始复合体在mRNA的阅读框架处的组装。起始复合体由核糖体亚基、模板mRNA、起始tRNA和一些起始因子组成。

1) 起始密码子：在几乎所有的mRNA中，翻译的起始密码都是AUG。

少数情形下起始密码为GUG。

2) 30S亚基与SD序列的相互作用：在原核生物中，起始密码的选择

不仅取决于tRNA的反密码子和mRNA密码子的相互作用，也取决

于核糖体的小亚基与mRNA模板的相互作用。30S亚基是在紧靠起积的相互作用就象稳定DNA双螺旋

始密码的上游的一个富含嘌呤碱基的区域与mRNA结合。这个被称

为SD序列（Shine-Dalgarno siquence）的区域与16Sr RNA的3ˊ

端的一个富含嘧啶片段互补。在形成起始复合体时，互补的核苷酸

对形成一个双链结构，使得mRNA结合到核糖体上。mRNA与

16SrRNA的这一非翻译片段之间的配对将起始密码定位在P部位，

确立了正确的阅读框架。因为SD序列只出现在起始密码的上游，

起始复合体就只能在起始密码处组装，而不可能在内部的蛋氨酸密

码处组装。

3) 特殊的起始tRNA：在每个细胞内至少存在着两个不同的识别AUG

密码的蛋氨酰-tRNAMet分子，一个只在起始密码处用，称为起始

tRNA，另一个只识别内部的蛋氨酸密码。

4) 起始复合物形成的三个步骤：起始复合物的形成取决于几个起始因

子的作用。在原核生物中，存在着三个起始因子（Initiation Factor 缩

写为IF）IF－1，IF－2和IF－3。

a) IF－1结合在30S核糖体亚基上，促进IF－2和IF－3发挥作用。

IF－3的一个作用是通过结合在30S的小亚基上，使小亚基维持

在游离的状态，IF－3与30S的结合可以防止30S和50S亚基

形成排斥mRNA的不成熟的70S复合物。它对mRNA上的转

录起始位置具有很高的亲和性。

b) 结合了GTP的IF-2-GTP复合物可以特异识别起始tRNA，就是

说，能够从细胞中的氨酰化的tRNA分子库中挑选出fMet-

tRNAfMet。IF-2-GTP结合在30S亚基上，通过形成的30S复

合物识别mRNA模板上的SD序列和起始密码，与mRNA相互

作用，形成了一个由fMet- tRNAfMet、IF-2-GTP以及mRNA组

成的前起始复合物。

c) 一旦形成前起始复合物，50S亚基就与30S亚基结合，同时结

合在IF－2上的GTP水解生成IF-2-GDP和Pi，然后结合在前

起始复合体上的起始因子IF－1和IF－3解离，最后形成由30S

与50S组成的起始复合物，fMet- tRNAfMet被定位在P位。

IF-2-GDP 中的GDP与GTP交换重新生成IF-2-GTP。

2. 延伸

当蛋白质合成启动后，第二个密码被定位准备接收第二个氨酰-tRNA。起始氨酰-tRNA占据P位，A位被用来接收一个氨酰-tRNA，这是肽链延伸反应的第一步。在肽链延伸阶段，需要将每一个按照密码要求的氨基酸接到生长着的肽链上，每连接一个氨基酸都要重复进行一轮延伸循环反应。

a) 将正确的氨酰-tRNA定位在A位

b) 形成肽键

c) 使mRNA相对于核糖体移动一个密码（移位）。

d) 释放卸载的tRNA

在每一轮延伸循环的开始，核糖体的A位是空的，而P位被一个氨酰化的tRNA占据。P位的tRNA作为延伸的肽链的连接点，每进行一轮延伸循环，连接在P位tRNA分子上的氨基酸残基数都增加一个。连接着延伸肽链的tRNA称为肽酰-tRNA。

3. 终止

蛋白质合成的最后一个阶段是多肽链延伸的终止。多肽链的最后一个肽键形成后，携带新合成多肽链的肽酰-tRNA从A位转移至P位，终止密码（UAA、UAG或UGA）进入A位，在正常的细胞中没有和终止信号互补的tRNA。在E.Coli中，有三种释放因子RF－1、RF－2和RF－3（RF：Release Factor）能够识别终止密码。释放因子RF－1可以与UAA和UAG结合，而RF－2能与UAA和UGA结合，RF－3与RF－1或RF－2结合形成异二聚体。RF－3也结合GTP。

当异二聚体在A位与mRNA结合后，改变了肽酰转移酶的活性，使得该酶能够水解肽酰-tRNA酯。伴随着GTP的水解和释放因子从核糖体的解离，最后的多肽产物从核糖体释放出来。70S核糖体解离为30S和50S亚基，为合成另一个多肽分子作准备。

【总结】

遗传密码几乎是通用的，由64个密码组成，每个密码由3个核苷酸残基构成。64个密码中有61是编码氨基酸的，其余的UAA、UAG和UGA 3个密码为终止密码。读码的起点确定了一个基因的读码框架。读码起点的漂移有时会改变整个遗传信息。密码中碱基突变有时会改变密码的意义，一个核苷酸的取代可能会使一个错误的氨基酸整合到合成的蛋白质中。

遗传密码有几个显著特点，一是密码具有简并性，即许多密码编码同一个氨基酸，而且处于密码头两个位置的核苷酸足以指定一个氨基酸，所以处于第三个位置的核苷酸即使发生突变也不会改变密码的意义。另外具有类

似核苷酸序列的密码往往指定化学性质相近的氨基酸。

tRNA分子是mRNA和蛋白质之间的桥梁，它携带有激活的氨基酸，在核糖体处通过互补碱基配对与mRNA相互作用将氨基酸转移给生长着的肽链。

所有的tRNA分子都含有一些确定的结构特征，tRNA分子中往往都含有许多保守和许多共价修饰的核苷酸，其中一些核苷酸对tRNA分子的二级和三级结构有稳定作用。tRNA分子的二级结构为三叶草型，含有4个臂（碱基配对区）和3个环。氨基酸臂共价连接着氨基酸残基，反密码环上的反密码通过碱基配对与mRNA中的密码相互作用。tRNA分子的三级结构为倒L型。

反密码与mRNA中的密码相互作用在5ˊ位有一定的柔性（摆动性），即在该位置容许非标准碱基配对，结合同一个氨基酸但具有不同反密码的tRNA（同工tRNA）可以与同一个密码通过碱基配对相互作用。

一个氨基酸在氨酰-tRNA合成酶的催化下共价连接在tRNA分子3ˊ末端的A残基上。每一种氨酰-tRNA合成酶对一种氨基酸和相应的tRNA分子是高度特异的。某些氨酰-tRNA合成酶还具有校正活性，使已经形成的不正确的氨酰-腺苷酸水解。

核糖体是由一个大亚基和一个小亚基组成的。在E.coli中，小亚基是30S亚基，含有21种蛋白质和一分子的16SrRNA；而大亚基是50S亚基，含有31种蛋白质和5S、23S两种rRNA分子。在蛋白质合成期间，两个亚基结合形成一个70S核糖体。真核生物的核糖体比原核生物的大（由40S和60S亚基组成的80S核糖体）和含有更多的蛋白质。真核生物核糖体的大亚基含有3分子rRNA（28S、5S和5.8S）。

核糖体中肽链的合成包括三个阶段：起始、延伸和终止。在原核生物的起始阶段，首先形成一个包含mRNA、30S亚基、一个氨酰化的起始tRNA（fMet- tRNA fMet）和50S亚基的起始复合体。起始因子促进复合体成员之间的结合，同时需要一分子GTP。通过起始密码和氨酰化的起始tRNA的相互作用选择正确的密码，这种相互作用由于16SrRNA和位于mRNA起始密码上游的互补SD序列之间碱基配进一步得到了加强。

在蛋白质合成的延伸阶段，一个氨酰-tRNA结合在A位，而相邻的P位为肽酰-tRNA位置，一个肽键的形成伴随着一个新的肽酰-tRNA由A位转移到P位和游离的tRNA从E位被弹出过程。这个过程需要3个延伸因子和消耗两分子GTP。

蛋白质合成的终止发生在特殊的终止密码处，同时需要释放因子参与和消耗一分子的GTP。蛋白质合成的不同阶段都会受到抗生素的抑制。

许多蛋白质在合成期间和翻译之后会受到共价修饰。某些修饰(如：乙酰化、羟基化、磷酸化、甲基化、糖基化和核苷的添加)影响蛋白质向不同细胞部位的转运。一个向细胞外分泌或插入到膜中的蛋白质的N末端常常含有一个由16～30个残基组成的疏水性信号肽

【名词解释】

Melting temperature ：解链温度即双链核酸分子变性打开双链成单链的温度Tm值，一般DNA分子变性的Tm与G和C的含量成正相关。

Cis-acting elements ：顺式作用元件，是基因转录中的一系列调控基因转录的基因序列片段。

在原核生物中，大多数基因表达通过操纵子模型进行调控，其顺式作用元件主要由启动基因、操纵基因和调节基因组成。在真核生物中，与基因表达调控有关的顺式作用元件主要有启动子、增强子和沉默子。

Wobble：摇摆，主要是指在基因密码中，编码一个氨基酸的密码子的第三个核苷酸碱基有可能与反密码子的第一个碱基形成非沃森-克里克的碱基配对方式，从而允许tRNA解读更多密码子的现象。

ORF：开放阅读框，是基因序列中一段从起始密码子开始编码某一蛋白质的到

终止密码子结束的碱基序列。

Base stacking force：碱基堆积力，是一种在DNA双螺旋结构中，碱基对平面垂直于中心轴，层叠于双螺旋的内侧，相邻疏水性碱基在旋进中彼此堆积在一起相互吸引形成的作用力。这种力与氢键共同维系着DNA的双螺旋结构的稳定性。

Transcription ：转录，是指生物中遗传信息由DNA流向RNA的过程，其中主要是指以DNA为模板在RNA聚合酶的作用下合成前体RNA的过程。

Silent mutation ：沉默突变，即同义突变。由于基因编码的简并性原则，在基因突变中，虽然某碱基改变了，但最后在翻译的蛋白质序列中氨基酸并未发生改变，仍保持野生型功能。

Intron ：是真核生物基因中阻断基因线性表达，分开相邻外显子的一段非编码DNA片段。

Hyperchromic effect：增色效应，由于DNA变性由双链变为单链引起的光吸收增加称增色效应,也就是变性后 DNA 溶液的紫外吸收作用增强的效应。

Hypochromicity effect：减色效应，单一的核苷酸的光吸收值比RNA和单链的DNA的吸收值都大，单链DNA又比双链DNA大。这种双链DNA相对于单链DNA吸收值减少的现象就叫做减色效应。

Supercoiling：超螺旋，是DNA绕轴线的再次螺旋，若以Lk0表示松弛闭环DNA的连接数，Lk0的改变将导致超螺旋。一般天然的DNA呈负超螺旋，即DNA变形的方向同双螺旋解旋的方向相反。

Telomerase:端粒酶，是一种由RNA和蛋白质组成的核糖核蛋白复合体，属于反转录酶。它以自身的RNA作为端粒DNA复制的模板，合成出富含脱氧单磷酸鸟苷(dGMP)的DNA序列后添加到染色体的末端并与端粒蛋白质结合，从而稳定了染色体的结构。

RNA polymerase：①原核生物RNA聚合酶：只有一种，组成α2ββ′σ，称为全酶。α亚基以二聚体形式形式存在，主要功能是装配核心酶及识别启动子；σ亚基是启动子特异识别及转录起始物异构的主要亚基，分子大小为32×103的σ亚基，常写成σ32，分子大小为70×103的亚基，常写成σ70。 σ亚基与其他亚基结合松弛，易从全酶上掉下来，使全酶成4亚基的α2ββ′。解离后的α2ββ′称为核心酶。β与β′一起构成RNA聚合酶的催化中心。其中β能与模板DNA、转录产物RNA及底物交联，参与RNA合成及终止信号识别；β′可使聚合酶结合到模板DNA上，行使转录功能。

②真核生物RNA聚合酶：真核生物有3种，即RNA polⅠ、RNA polⅡ、RNA polⅢ，分布于细胞核的不同位置，它们之间的主要区别在于对α-鹅膏蕈碱的敏感性不同，其中最敏感的是RNA polⅡ，存在于核质中，转录mRNA前体；其次是RNA polⅢ，也存在于核质中，转录tRNA、5S rRNA和其

他几种小分子RNA；不敏感的是RNA polⅠ，存在于核仁中，转录rRNA。

Promoter：启动子，指RNA聚合酶特异识别的DNA序列，位于结构基因上游，长度100bp到200bp不等，本身不能被转录。

The sense strand：有义链（或编码链），指在转录过程中与mRNA序列相对应的那条方向为5′→3′的DNA单链。

Antisense strand：无义链也即转录RNA的模板DNA链，方向与转录方向相反为3′→5′。

Pribnow box：启动子的-10区，含有TATAAT保守序列，是RNA聚合酶与DNA结合、起始复合物由关闭状态转变为启动状态的特定序列。它的特点是起始的TA和末位的T具有高度保守性，距起始位点+1相隔5到8bp，有DNA解旋的作用。

Sextama box：启动子的-35区，含有TTGACA保守序列，能增强RNA聚合酶σ因子与模板起始位点的识别和相互作用。在大肠杆菌中前三位TTG具有高度保守性，与-10区相隔16至18bp。

Abortive initiation ：流产式起始，指转录起始后直到形成9个核苷酸短链的过程是通过启动子阶段，此时RNA聚合酶一直处在启动子区，新生的RNA链与

DNA模板链的结合不牢，容易掉下来并导致转录重新开始。

Promoter clearance：启动子清除，指的是当起始转录成功后，σ因子被释放下来，RNA聚合酶、DNA模板链以及新生成RNA三者形成三重复合体，这时转录进行延伸，而下一个转录又可以重新开始的过程。

trans-acting factor：反式作用因子，指一些与基因表达调控有关的蛋白质因子。原核生物中的反式作用因子主要分为特异因子、激活蛋白和阻遏蛋白；而真核生物中的反式作用因子通常称为转录因子。

TATA box：TATA框（又称Hogness框），真核生物中，启动子区，-25bp附近的TATA保守序列，具有选择转录起点、控制转录精确性的作用。

CAAT box：真核生物中，启动子区，-75bp附近的一段GGCCAATCT保守序列，具有控制转录起始频率的作用。

Enhancer：增强子，真核生物中，位于启动子上游、距转录起始点至少100bp以上，是一种远端控制元件，又称上游激活序列（UAS），通过启动子增强转录效率。增强子跨度100到200bp，由8至12bp“核心”组件构成，存在完整的或部分的回文结构。

Silencer：沉默子，真核生物中，起负调控作用的顺式元件，与相应的反式作用因子结合后，使正调控系统失去效应。不受距离和方向的限制。

Positive control system：正调控系统，调节基因产物是激活蛋白；效应物使激活蛋白处于激活状态----正控诱导；效应物使激活蛋白处于非活性状态----正控阻遏。

Negative control system：负调控系统，调节基因产物是阻遏蛋白；效应物与阻遏蛋白结合，阻止基因转录----负控阻遏；效应物不与阻遏蛋白结合，阻止基因转录----负控诱导。

Spliceosome：剪接体，大的RNA-蛋白质复合体，是核内前体mRNA进行剪接的场所。

Leucine zipper：亮氨酸拉链，是一种DNA结合蛋白的结构域，其中几个亮氨酸按一定的间隔规律排列。这种结构有利于与另一个亮氨酸拉链形成二聚体。此二聚体可与DNA特异性结合。

Long interspersed element：长散布元件（LINE），在哺育动物中最丰富的非LTR反转录转座子。

Long terminal repeat：长末端重复序列（LTR），在反转录病毒的原病毒或含LTR反转录转座子的两端发现的长几百个碱基对的区域。

Allolactose：异乳糖，一种重排的以β-1,6-糖苷键连接的乳糖形式；是乳糖操纵子的诱导物。

Alternative splicing：选择性剪接，一两种或更多的方式剪接相同的前体RNA，产生两种或多种不同的mRNA，进而生成两种或多种不同的蛋白质产物。

Allosteric protein：变构蛋白，内部一个位点上结合一个分子后改变与之相距较远的位点的构象，从而改变了该位点与第二个分子间相互作用的一类蛋白质。

Alu element：Alu元件，只存在于人类基因组中一种中等重复的自身可以通过转座复制的反转录转座子的DNA序列，在人类基因组中约有一百多万个拷贝。

Photoreactivation：光修复，通过DNA光解酶对嘧啶二聚体进行直接修复的过程。

Pseudogene：假基因，正常基因的非等位拷贝，由于发生变异有功能序但而不能翻译功能蛋白。

Pyrimidine dimmer：嘧啶二聚体，DNA链上通过共价连接的两个相邻嘧啶，它们是互补链上嘌呤的碱基配对被打断。这是由紫外线照射导致的主要的DNA损伤。

Reporter gene：报告基因，连接在启动子或翻译起始位点后用于检测转录或翻译的活性基因。报告基因比被替代基因更易检测。

RRF：核糖体循环因子，一种与tRNA十分相似的蛋白质，在翻译终止后结合到核糖体上的A位点，并与EF-G一起作用，将核糖体从mRNA上释放出来。

RNA triphosphatase：RNA三磷酸酶，在加帽之前去除前体mRNA 5′端上的γ磷酸基团的酶。

Zinc finger：锌指结构，一种与DNA结合的模体，其结构一个锌离子和4个氨基酸组成，通常是两个半胱氨酸和两个组氨酸。此模体呈手指形状，与DNA的大沟特异结合。

Translocation：转位，翻译延伸阶段中紧接肽酰转移酶反应之后的步骤，此过程中mRNA在核糖体上移动一个密码子长度并让一个新的密码子进入核糖体的A位点。

Transition：转换，在基因突变中，一种由嘧啶取代嘧啶嘌呤取代嘌呤的突变方式。

Transversion:颠换，基因突变中，一种由嘧啶替换嘌呤或嘌呤替换嘧啶的突变方式。

SOS response：SOS应答，为协助大肠杆菌细胞对环境胁迫作出响应而进行的包括recA在内的一系列基因的激活