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分子生物学考试宝典
名词解释
1.
基因：是编码
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
插入序列。
2.
基因组：细胞或生物体内一套完整单倍体的遗传物质的总和。
3.
结构基因：基因中编码
RNA
或蛋白质的
DNA
序列，包括模板链和编码链。
4.
基因表达：生物基因组中的结构基因所携带的遗传信息经
过转录、翻译等过程合成特定蛋白质，
进而发挥特定生物学功能和生物学效应的全过程。
5.
开
放阅读框（
ORF
）
：在
mRNA
的核苷酸序列中，包含特定蛋白质多肽链信息的序列，从起始密码<
/p>
子开始到终止密码结束，决定了蛋白质的一级结构，该段序列称为开放阅读框或蛋白质编码
区。
6.
非编码区（
UTR
）
：是位于开放阅
读框的
5
’端上游和
3
’端下游的没有编码功能的核苷酸序列。
其主要功能是参与翻译起始调控，是翻
译的必需序列。
7.
卫星
DNA:
是出现在非编码区的串联重复序列，
其特点是具有固定的重复单位，
该重复单位首尾相
连形成重复序列片段，通常存在于间隔
DNA
和内含
子中。包括，大卫星
DNA
、小卫星
D
NA
、微卫星
DNA
。
8.
微卫星
DNA
：又称为短串联重复（
STR
）
，是一类更为简单的寡核苷酸串联重复序列，其重复单位
< br>为
2
～
6bp
< br>，
重复次数
10
～
60
次左右，
其总长度通常小于
150bp
，
分布在所有的染色体。
微卫星
DNA
因为重复单位的重复次数不同而具有高度的遗传
多态性，并且按照孟德尔遗传规律，可以作为很好
的遗传标记。
9.
动态突变：微卫星序列的串联
重复的拷贝数可发生改变，并可随世代的传递而扩大，称为动态突
变。可与一些遗传病和
肿瘤发生有关。
10.
反向重复序列：是指两个顺序相同的拷贝在
DNA
链上呈反向排列。两个反向序列间可以有间隔
序列，也可以串联在一起（回文结构）<
/p>
。反向重复序列常见于基因的调控区内，可能与复制、转录的
调控
有关。
11.
限制性片段长度多态性（
RFLP
）
：指用同一种限制性内切酶消化不同个体的
DNA
时，由于高
度重
复序列和点突变的存在，会得到长度、数量各不相同的限制性片段类型。
12.
分子克隆：
在体外对
DNA
分子按照既定目的和方案进行人工重组，将重组
分子导入宿主，使其
在宿主中扩增和繁殖，以获得该
DNA
分子的大量拷贝。
13.
基因工程：有目的地通过分
子克隆技术，利用克隆基因表达、制备特定的蛋白质或多肽产物，
或定向改造基因结构的
系列过程。
14.
载体：能够携带外源基因进入受体细胞，并在其中进行扩增或诱导外源基因表达的
DNA
分子。
15.
基因组学：意指阐明整个基因组的结构，结构与功能的
关系以及基因之间相互作用的科学。
16.
功能基因组学：研究基因组中的所有基因功能的学科，
是从基因整体水平上对基因的活动规律
进行探讨。研究内容包括：基因组的表达，蛋白质
产物的功能，基因组多样性的研究，基因组功能
注释。
17.
蛋白质组学：研究细胞或机
体全部蛋白质表达及其活动方式，包括：翻译后修饰，转运定位，
结构变化，蛋白质与蛋
白质、蛋白质与其他生物大分子的相互作用等的一门学科。
18.
操纵子：原核生物数个功能相关联的结构基因串联在一
起构成信息区，连同其上游的调控区以
及下游的转录终止信号所构成的基因表达单位，其
转录产物为多顺反子。
19. <
/p>
操纵元件：是一段能够被不同基因表达调控蛋白识别和结合的
DN
A
序列，是决定基因表达效率
的关键元件。
20.
启动子：
是
RNA
聚合酶特异识别和结合并启动转录的
DNA
序列。
包括识别序列部位、
结合部位、
起始部位。
21.
增强子：位于真核基因中远
离转录起点，能够明显增强启动子转录效率的特殊
DNA
序列，
它可
以位于被增强的转录基因的上游或下游，作用无方向性和基因特异性（但有组织特异
性）
，也不受基
1
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因间距离远近的影响。
22.
衰减子（
< br>attenuator
）
：位于一些操纵子中第一个结构
基因之前的一段能够减弱转录作用的
DNA
序列。
23. CAP
：
是大肠杆菌分解代谢物基因活化蛋白。
这种蛋白可以将葡萄糖饥饿信
号传递给许多操纵子，
使细菌在缺乏葡萄糖是可以利用其他碳源。
24.
转座子（
transposon
，
Tn
）
：是细菌细胞里发现的一类除携带与转座作用有关基因外还携带有其
他基因
（如耐药基因，
重金属抗性基因等）
的转位因子。
其两端侧翼序列是两个反向重复序列
（
IS
）
。
可
在细菌染色体、质粒和噬菌体基因组之间转移，是细菌耐药基因播散的机制。
25.
逆转录转座子（
retroposon
）
：真核生物中的一些中度
重复序列的转移成分要先转录成
RNA
，再
逆转录成
cDNA
，然后重新整合到基因组中，这种逆转录
旁路的转移成分称为逆转录转座子。
26.
SD
序列：在位于原核生物<
/p>
mRNA
起始密码
AUG
上游
10
碱基左右，有一段富含嘌呤的序列，这
一序列以…
AGGA
…为核心，成为
SD
序列。该序列能与核糖体
30s
小亚基中
16s rRNA
3
’端
2
分子生物学考试宝典（私房版）
<
/p>
富含…
UCCU
…序列互补，是核糖体特
异识别和结合的部位。
27. <
/p>
管家基因：在生物体生命全过程都是必须的，且在一个生物个体几乎所有细胞都持续表达的
基
因。
28.
多基因家族：指核苷酸序列或编码产物的结构具有一定
程度同源性的基因，其编码产物常常具
有相似的功能。
29.
假基因（
< br>pseudogene
）
：指与某些有功能基因结构相似
，但不能表达基因产物的基因。
30.
癌基因：是细胞内控制细胞生长的基因，具有潜在的诱
导细胞恶性转化的特性。当癌基因结构
或表达发生异常时，其产物可以使细胞无限制增殖
，导致肿瘤的发生。包括病毒癌基因和细胞癌基
因。
31.
细胞癌基因：存在于正常细
胞基因组中，与病毒癌基因有同源序列，具有促进正常细胞生长、
增殖、分化和发育等生
理功能。在正常细胞内未激活的癌基因叫原癌基因，当其受到某些条件激活
时，结构和表
达发生异常，能使细胞发生恶性转化。特点：
1
）存在广泛；<
/p>
2
）高度保守；
3
）原癌基
因是必需基因，产物有重要功能；
4
）在某些因素作用下可发生突变，成为癌基因。
32.
病毒癌基因：存在于病毒（大多数是逆转录病毒）基因
组中能使靶细胞发生恶性转化的基因。
它不编码病毒结构成分，对病毒无复制作用，但是
受到外界条件激活时可以产生诱导肿瘤发生的作
用。
33.
抑癌基因：存在于正常细胞
内的一大类抑制细胞生长并具有潜在抑癌作用的基因。当这类基因
发生突变、缺失或失活
时，可以引起细胞恶性转化，从而导致肿瘤的发生。
34.
凋亡：是机体细胞在正常生理或病理状态下发生的一种
自发的程序性死亡过程，它的发生受机
体的严密调控。
35.
细胞周期蛋白：是一类随细
胞周期的变化呈周期性出现与消失的蛋白质，可分为
A
、
B
、
C
、
D
、
E
等几大类，它们可
在细胞周期的不同阶段相继表达，与
CDK
蛋白结合后，参与细
胞周期相关活动
的调节。
36.
周期蛋白依赖性蛋白激酶（
C
DK
）
：是一类可以与周期蛋白结合，并将周期蛋白作为其调节
亚单
位，进而表现出蛋白激酶活性的蛋白质。
37.
周期蛋白依赖性蛋白激酶抑
制蛋白（
CDKI
）
：是对
CDK
激酶起负性调控作用的蛋白质。它们在细
胞
周期的不同检测点或与
CDK
单独结合，或与
< br>Cyclin-CDK
复合物结合，形成不同的屏障。其本身也
< br>可通过细胞周期中特异性的降解或失活作用，
调控细胞通过细胞检查点。
CDKI
分为
CIP/KIP
< br>家族和
INK
家族。
38.
转化（
transformation
）
：质粒
< br>DNA
或以它为载体构建的重组
DNA
< br>导入细菌的过程。
3
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39.
转导（
transducti
on
）
：以噬菌体为媒介，在细菌之间转移
DNA
的过程，有时也指在真核细胞间
通过逆转录病毒转移
和获得细胞
DNA
的过程。
2
……
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40.
转染（
tr
ansfection
）
：真核细胞主动摄取或被动导入外源<
/p>
DNA
片段而获得新的表型的过程。
41.
感染：以噬菌体、粘粒和真
核细胞病毒为载体的重组
DNA
分子，在体外包装成具有感染能
力的
病毒或噬菌体颗粒，进而感染适当细胞并在其内扩增的过程。
42.
DNA
变性：在理化因素作用下
DNA
分子由稳定的双螺旋结
构松解为无规则线性结构的现象。两
条链间的氢键断裂而核酸分子所有的共价键不受影响
。
43. DNA
复性：促使变性的因素解除后，两条
DNA
链通过碱基
互补配对结合形成
DNA
双螺旋结构。
44.
端粒
（
telomere
）
：
是位于真核生物染色体末端的，
由
DNA
和蛋白质组成的一膨出结构。
端粒
DNA
由短的高度重复序列组成，重复序列在
DNA
复制过程中正常复制，部分由端粒酶延伸。
45.
反式作用因子：是真核细胞中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。
（
反式作用因子的三个基本特征：①一般具三个功能结构域：
DNA
结合域、转
录活性域、结合其他蛋白的结合域；②能识别并结合顺式作用元件；③对基
因表达有正性和负性调
控作用。
）
46.
顺式作用元件
（
cis-acting
element
）
：
是指那些与结构基
因串联在一起，
与结构基因表达调控相关，
能够被基因调控蛋白
特异识别和结合的
DNA
序列。包括：启动子、上游启动元件、
增强子、加尾信
号和一些反应元件等。
47.
锌指结构：是指在结合
DNA
的结构域中含有较多的半胱氨酸（
C
ys
）和组氨酸（
His
）的区域，<
/p>
借肽链的弯曲使
2
个
Cys
和
2
个
< br>His
或
4
个
< br>Cys
与一个锌离子络合成的指状结构。具有锌指结构的
反式作用因子都含有几个相同的锌指结构。
48.
亮氨酸拉链（
leucine
zipper
）
：有些反式作用因子结
合
DNA
结构域中有一段约
30
个氨基酸组成
的核心序列，每个
6
个氨基酸残基有规律的出现
1
个亮氨酸残基，能够
形成两性α
-
螺旋，一端为富
含碱性氨
基酸的亲水的碱性区域，一端为成行亮氨酸构成的疏水区（亮氨酸拉链区）
，两个具有亮
氨
酸拉链区的单体以疏水力相互作用就形成了亮氨酸拉链。
49.
转基因动物：是指基因组中
整合有人工导入的外源基因、外源基因能够表达并按孟德尔定律遗
传的一类动物。
50.
嵌合体
（
chimera
）动物：体内含有两种或两种以上基因组细胞
的动物；在转基因动物中，指体
内部分组织细胞中整合有外源基因的动物。
4
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51.
蛋白激酶：能够将γ
-
磷酸基团从磷酸供体分子上转移至底物蛋白的氨基酸受体上的一大类酶。
52.
蛋白磷酸酶：具有催化
已经磷酸化蛋白发生去磷酸化反应的一类酶分子，与蛋白激酶相对应存
在，共同构成磷酸
化与去磷酸化这一重要的蛋白质活性的开关系统。对蛋白质激酶所引起的变化产
生衰减信
号。
53.
丝裂原激活蛋白激酶（
MAPK
）
：属于蛋白丝
/
苏氨酸激酶，是接收膜受体转换与传递的信号，
并
将其带入细胞核的一类分子。未受刺激细胞内
MAPK
无活性，可因逐级磷酸化反应而激活。
54.
核酶：
是一种可以催化
RNA
切割和
RNA
剪接反应的由
RNA
组成的酶。
可以作
为基因表达和病毒
复制的抑制剂。
55.
基因敲除：
指通过
DNA
同源重组定向地将外源基因替换宿主细胞染色体
DNA
中特定的基因，
从
而使特定
的基因在细胞内或生物体内失活的过程。
56.
基因打靶：通过
DNA
定点同源重组，改变基因组中某一特定基因，从而在生物体内研究该基因
功能。
57.
基因诊断：以
DNA
和
RNA
为诊断材料，利用现代分子生物学和分子遗传学的技术和方法，直接
监测基因结构及其表达水平是否正常，从而对疾病作出诊断的方法。
58.
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。
其实质是，核酸变性和
具有同源序列的两条单链的复性过程。
59.
反义核酸技术：是通过合成一种与目标
DNA
或
RAN
特异性互补的
反义核酸片段，来干扰目标基
因的转录、剪接、转运、翻译等过程的技术。
60.
DNA
芯片技术：在固相支持物上原位合成寡核苷酸或者直接将大量
DNA<
/p>
探针以显微打印的方式
3
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有序地固化于支持物表面，然后与标记的样品杂交，
通过对杂交信号的检测分析，即可得出样品的
遗传信息（基因序列及表达的信息）的技术
，常用计算机硅芯片作为固相支持物。
61.
PCR/
单链构象多态性分析
（
SSCP
）
：
PCR
产物变性后，经聚丙烯酰胺凝胶电泳，正常基因和变异
基因的由于构象的不同因而迁移位置不同，
借此可分析确定致病基因的存在，
常用于点突变的检测。
62.
基因连锁分析：将与致病基因连锁的某种多态性标志作
为遗传标志，在同一个家系成员中探查
是否存在致病基因的方法。
63.
三链
< br>DNA:
一些
DNA
或
RNA
寡核苷酸片段能特异结合在的
DNA
的大沟中，并与富含嘌呤链上的
碱基形成氢键，这样的结构称为三链
DNA
。
64.
信息分子：携带生物信号，在细胞之间进行传递的小分
子化学物质。又称为第一信使。
5
分子生物学考试宝典（私房版）
65.
受体：靶细胞中能够特异性结合外源信号分子，并将信
号传至细胞内产生生物效应的蛋白质。
与受体呈特异性结合的信号分子称为配体。受体可
分为膜受体和细胞内受体，其作用特点是：高度
特异性，高亲和力，可饱和性，可逆性，
放大效应
66. G
蛋白：即鸟苷酸结合蛋白，是由α、β、γ三个亚基构成的异源三聚体，另一类
G
蛋白为小分
子单体
G
蛋白。
G
蛋白具有结合
GD
P
或
GTP
的能力，并有催化
GTP
成
GDP
的活性
，广泛存在各种
组织细胞膜上，在受体和效应蛋白间起传递信息的作用。
67. YAC(
酵母人
工染色体
)
：是由酵母染色体和质粒的一部分构建而成，包含了
中心粒、端粒、复制元
件和筛选标记等序列。这种载体能插入大片段
DNA
，一般认为携带
1Mb
的插
入片段，主要是用来构
建大片段
DNA
文库。
68.
粘粒（
cosmid
）
：是由大部分质粒序列包括复制原点、抗性
标记等和噬菌体的
cos
粘端序列构建
而成，可携带较长的
DNA
插入片段（
40
～
50kb
）
。粘粒可以像噬菌体一样被包装成λ粒子。
69.
探针：指用放射性核素或其他标记物标记的核酸片段，
具有特定的序列，能与待测核酸片段互
补结合，可用于检测核酸样品中的特定基因。可分
为
DNA
探针、
cDNA
探针、
RNA
探针和寡核苷酸
探针。
70.
基因治疗：一般是指将限定的遗传物质转入患者特定的靶细胞，以最终达到预防或改变特殊疾
病状态为目的的治疗方法。
6
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问答题
一、病毒、原核、真核基因组的特点
1.
病毒基因组
1
）病毒基因组较小，是单倍体；
2
）形式多样：病毒基因组有的是<
/p>
DNA
，有的是
RNA
< br>，但只含一种核酸。结构上可以是双链、单链、
环状、线性分子；
3
）
RNA
病毒基因组可以是数条不相连的
RNA
链组成：
如流感病毒基因组
RNA
< br>有
8
个
RNA
< br>分子组成；
4
）存在基因重叠：不仅存在结构基因重叠，也存在编码区和调控区重叠；
5
）可形成多顺反子
mRNA
；
6
）噬菌体基因连续，而真核细胞病毒基因是不连续的。
2.
原核基因组
1
）通常由环状双链
DNA
分子组成，只有一个复制起点；
2
）具有操纵子结构，转录产物为多
顺反子；
3
）绝大多数为单拷贝（编码
rRNA
的基因有多个拷贝）
；
4
）编码区所占比例较大（大于真核小于病毒）
，且重复序列很少；
5
）含有编码同工酶的同基因；
6
）不同原核生物基因组
GC
含量变化大，可用于鉴别细菌种类；
7
）细菌基因组中的可移动成分能产
生转座现象；
8
< br>）细菌染色体外存在质粒
DNA
。
4
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3.
真核基因组
1
）真核生物基因组远大于原核生物
基因组，结构复杂，基因数庞大，有多个复制起点；
2
）由染色体
DNA
和线粒体
DNA
组成；
3
）非编码序列多于编码序列，编码
序列仅占
3
％左右；
4
）存在大量重复序列；
5
）结构基因多为断裂基因，有内含
子和外显子组成；
6
）转录产物为单顺反子；
7
）存在多基因家族和假基因；
8
）体细胞为双倍体，而精子和卵子
为单倍体。
7
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<
/p>
二、
DNA
损伤因素及机制
1.
紫外线引起
DNA
损伤
1
）形成胸腺嘧啶二聚体，影响双螺旋结构，使复制和转录受阻；<
/p>
2
）引起<
/p>
DNA
间交联，
DNA
< br>与蛋白质交联，甚至
DNA
链断裂。
2.
电离辐射引起
DNA
损伤
1
）导致碱基变化：电离辐射产生的自由基可导致碱基氧化修饰、过氧化
物形成、碱基破坏和脱落；
2
）导致脱氧核糖变化：自由基导致脱氧核糖分解；
3
）导致
D
NA
链断裂：直接或间接使脱氧核糖破坏或磷酸二酯键断开而导致
DNA
断裂；
< br>4
）引起
DNA
交联：包括
DNA-DNA
交联和
DNA-
蛋白质交联。
3.<
/p>
烷化剂引起
DNA
损伤
< br>
1
）导致碱基烷基化，影响碱基配对；
2
）导致碱基脱落，造成子代
DNA
序列改变；
3
）导致
DNA
链断裂；
4
）导致
DNA
交联。
4.
碱基类似物、修饰剂引起碱基对
的改变
自发损伤
1
）复制时产生碱基错配；
2
）修复时产生碱基错配；
3
）碱基自发改变导致
DNA
损伤：如互变异构移位、脱氨基、碱基丢失。
6.
其他因素：如吖啶类化合物的插
入，生物氧化的自由基与
DNA
发生加成和小自由基反应等。<
/p>
三、
DNA
的损伤修复机制
1.
直接修复
1
）一些
D
NA
断裂口在连接酶作用下可直接修复；
2
）二聚体可被光复活酶直接修复；
3
）烷基化碱基可通过
O6-
甲基鸟嘌呤甲基转移酶、
Ada
酶直接修复。
2.
切除修复
1
）单个碱基切除修复：特定
DNA
糖苷酶识别并切除受损碱基→
AP
核酸内切酶在无碱基部位将
DNA
链的磷酸
二酯键切开→外切核酸酶
8
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<
/p>
切除脱氧核糖残基→
DNA
聚合酶和连接
酶修复缺口；
2
< br>）核苷酸片段切除修复：先由一个酶系统识别损伤部位，然后在损伤两侧各水解一个磷酸二酯键，
释放一段核苷酸，最后在
DNA
聚合酶和连接酶
修复损伤区。
3.
重组修复：是
DNA
损伤较多时采取的修复方式，是先
进行复制再进行切除修复。包括同源重组和
非同源重组。
修复：是
D
NA
损伤严重时的应急性修复方式，人类细胞未发现这种修复系统。
5.
细胞周期检查点控制：这
是真核生物诱导修复的主要机制，通过该机制可以诱导修复基因转录，
5
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或暂时阻断细胞周期，或诱导细胞凋亡。
四、基因突变的遗传效应
1.
基因突变引起遗传密码的改变：
发生碱基取代、缺失、插入都会引起
DNA
碱基组成和排列顺序
的
改变，但就转录、翻译合成蛋白质而言，基因突变会产生多种遗传效应。
1
）错义突变：因为<
/p>
DNA
分子中碱基的取代，导致转录翻译后蛋白质氨基酸组成和排
列顺序发生改
变。
2
）无义突变：由于碱基被取代、缺失或插入，使原来的氨基酸密码子变成终止
密码子，翻译后形成
一条切短了的、不完全的多肽，使蛋白质生物活性和功能发生改变。
3
）同义
突变：虽然基因结构中有碱基取代，但由于遗传密码的简并性，而不引起蛋白质氨基酸组成
和排列顺序发生任何改变。
4<
/p>
）移码突变：基因碱基序列中发生单个核苷酸、数个核苷酸的缺失或插入，或核苷酸片段的
缺失或
插入，导致突变区域后的阅读框移位。如果插入或缺失核苷酸是
< br>3
的整数倍，合成多肽链就会增加
或减少一个或数个氨基
酸。如果插入或缺失核苷酸不是
3
的整数倍，突变区域后合成的
氨基酸将完
全改变，还重新产生终止密码子，影响多肽长度，严重影响蛋白质的结构、理
化性质和生物功能。
2.
基因突变影响
hnRNA
的剪接：如果真核生物
基因突变发生在
hnRNA
的剪接位点上，导致剪接位点
消失或产生新的剪接位点都将导致蛋白质表达产物的异常，改变相应的生物性状。
五、原核、真核基因表达特点
1.
原核：
1
）操
纵子模型普遍性；
2
）阻遏蛋白与阻遏机制普遍性；
3
）σ因子决定
RNA
聚
合酶识别特
异性；
4
）
转录和翻译过程耦联，
产物为多顺反子；
5
）
仅一种
RNA
聚合酶，
转录所有基因；
6
）
< br>
tRNA
和
rRNA
前体需要加工修饰，
mRNA
不需加工就可直接
作为蛋白质合成模板；
7
）起始
tRN
A
9
分子生物学考试宝典（私房版）
<
/p>
携带的是甲酰蛋氨酸（
fMet
）可有多
个起始部位，同时合成不同蛋白；
8
）核糖体直接结合到
AUG
部位
2.
真核：
1
）转
录和翻译分开，产物为单顺反子，转录产物需进行加工；
2
）转
录激活主要受顺式作
用元件和反式作用因子相互作用调节；
3<
/p>
）有
3
种
RNA
聚合酶，分别转录不同
RNA
；
4
）起始
tRNA
携
带的是蛋氨酸，就一个起始部位；
5
）核糖体结合与“帽子”结
构，扫描找到
AUG
。
六、乳糖操纵子的作用机制
乳糖操纵子
（
lac operon<
/p>
）
含
Z
、
Y
、
A
三个结构基因
，
分别编码β
-
半乳糖苷酶、
透酶、
乙酰基转移酶。
结构基因上游有一个操纵
元件（
O
）和一个启动子（
P
）
，启动子上游有一个
CAP
< br>（分解代谢物基因激
活蛋白）结合位点。启动子、操纵元件和
CAP
结合位点共同构成了
Lac
操纵子的调控区。
I
基因是调
节基因，
可编码产生阻遏蛋白，在没有乳糖的条件下与操纵元件结合，操纵元件与启动子有部分重
叠，从而抑制结构基因的转录。
在
乳糖存在时，乳糖经透酶作用进入细胞，在由β
-
半乳糖苷酶催
化生成半乳糖。半乳糖可作为诱导
剂与阻遏蛋白结合，导致阻遏蛋白构象改变与操纵元件
解离，解除对结构基因转录的抑制。
Lac
启动子是弱启动子，与
RNA
聚合酶结合能力弱，需要
CAP
对其进行正调控。当环境中由以
葡萄
糖为主转变为以乳糖为主要碳源时，
cAMP
浓度升高，与
CAP
结合，使
CAP
发生变构，从而可以与
CAP
结合位点结合，激活
RNA
聚合酶活性，启动结构基因转录，加
速合成分解乳糖的
3
种酶。
七、色氨酸操纵子的作用机制
色氨酸操纵子（
trp opero
n
）是一种阻遏型操纵子，含
E
、
D
、
C
、
B
、
A
五个结构基因，
编码色氨酸合
成相关酶。上游调控区由启动子（
P
）和操纵元件（
O
）组成。
R
是调节基因，编码阻遏蛋白，在细
胞内有大量色氨酸存在时与
操纵元件结合，抑制转录，无色氨酸时则不结合，启动转录。
trp
操纵子的另一个调控方式是衰减机制调节。衰减子位于结
构基因
E
和操纵元件之间的
L
基因中。
衰减子转录物有片段
1
、
2
、
3
、
4
四个序列互补区，相邻之间可形成发夹结构。
3
、
4
形成发夹结构<
/p>
后紧跟着寡尿嘧啶，是不依赖ρ因子的转录终止信号。
L
编码的
14
个氨基酸短肽序列中有两个相邻
的色氨酸密码子，
位于片段
1
内。
由于细菌转录翻译偶联，
当细胞中有色氨酸时可
以形成色氨酰
-tRNA
，
核糖体可迅
速通过相邻两个色氨酸位点，封闭片段
2
，致使片段
3
、
4
6
……………………………………
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10
分子生物学考试宝典（私房版）
形成发夹结构，终止转录。当细胞中色氨酸缺乏时，核糖体就
滞留在两个色氨酸密码子位点，片段
2
、
3
可形成发夹结构，不影响结构基因的继续转录。
八、反式作用因子结构域，模体及其特点
反式作用因子一般具三个功能结构域：
DNA
结合域、转录活性域、结合其他蛋白的结合域。与
DN
A
结合的模体主要有：
1.
锌指结构：该结构域中含有较多的半胱氨酸（
Cys
）和组氨酸（
His
）的区域，
借肽链的弯曲使
2
个
Cys
和
2
个
His
或
4
个
Cys
与一个锌离子络合成的指状结构。
具有锌指结构的反式作用因子都含有几
个相同的锌指结构，每个指结构的指尖部分可以进入
DNA
双螺旋的大沟或小沟。
2.
同源结构域：
很多反式作用因子结合
DNA
的结构域中具有一段
60
左右个氨基酸组成的保守的螺旋
-
回折
-
螺旋结构区域，称为同源结构域，其螺旋区域能够进入
D
NA
双螺旋的大沟，与碱基结合。
3.
亮氨酸拉链：有些反式作用因子结合
DNA
结构域中有一段约
30
个氨基
酸组成的核心序列，每个
6
个氨基酸残基有规律的出现
1
个亮氨酸残基，能够形成两性α
-
螺旋，一端为富含碱性氨基酸的亲水
的碱性区域，一端为成行亮氨酸构成的
疏水区（亮氨酸拉链区）
，两个具有亮氨酸拉链区的单体以疏
水
力相互作用就形成了亮氨酸拉链，其碱性区域可以结合
DNA
。
4.
螺旋
-
环
-
螺旋（
HLH
）
：这种结构能形成两端具有兼
性的α
-
螺旋，螺旋间由不同长度的环连接。紧
靠螺旋区
N
端有一段富含碱性氨基酸的序列可与
DNA
结合。
含有该结构的反式作用因子
（如与免疫
球蛋白κ链基因增强子结合的
E
12
和
E47
）易通过螺旋区形成二聚
体。
5.
碱性α
-
螺旋：该结构含有高密度的碱性氨基酸，能与
DNA
结合，但无锌指结构、同源结构和亮氨
酸
拉链结构。
九、真核生物转录水平的调控机制
真核生物转录水平的调控主要通过反式作用因子、顺式作用元件和
RNA
聚合酶的相互作用完成的，
主要是反式作用因子结合顺
式作用元件后影响起始复合物形成的过程。
1.
转录起始复合物的形成：
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。
转录起始复合物形成的过程：
TF<
/p>
Ⅱ
D
结合
TAT
A
盒→
RNA
聚合酶Ⅱ识别并结合
TF
Ⅱ
D-DNA
复合物形成
一个闭合的复合物→其他转录因子与
RNA
聚合酶结合形成一个开放的复合物。
11
分子生物学考试宝典（私房版）
这个过程反式作用因子的作用是：促进或抑制
TF
Ⅱ
D
与
< br>TATA
盒结合；促进或抑制
RNA
聚合酶与
TF
Ⅱ
D-DNA
复合物的结合；促进或抑制转录起始复合物的形成。
2.
反式作用因子的特点：
1
）一般具三个功能结构域：
DNA
结合域、转录活性域、结合其他蛋白的结
合域；
2
）能识别并结合顺式作用元件；
3
）对
基因表达有正性和负性调控作用。
3.
转录起始的调控：
1
）反式作用因子活性的调节：①表
达调节－合成出来就有活性；②共价修饰－磷酸化、去磷酸化、
糖基化；③配体结合－许
多激素受体是反式作用因子；④蛋白质与蛋白质相互作用－复合物的解离
与形成。
2
）反式作用因
子和顺式作用元件结合发挥调节功能：反式作用因子被激活后，即可识别并结合上游
启动
子元件和增强子中的保守序列，对基因转录起调节作用。
<
/p>
3
）反式作用因子作用方式有多种模式：成环、扭曲、滑动等。<
/p>
4
）反式作
用因子的组合式调控使调控更精确。
十、真核生物转录后水平的调控机制
1.5
’端加帽和
3
< br>’端多聚腺苷酸化：是保持
mRNA
转录过程稳定，不被
降解的重要因素。
2.
mRNA
选择性剪接亦可调控基因表达。
3. mRNA
的转运机制调节进入
细胞质的
mRNA
量。
十一、受体的功能、特点和类型
7
……
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1.
功能：特异性结合外源信号分子，并将信
号传至细胞内进而产生生物效应。
2.
特点：高度特异性、高亲和力、可饱和性、可逆性、放大效应。
3.
类型：膜受体和胞内受体。
膜受体主要是传递水溶性信号分子，又可分为：
1
）离子通道受体：此类受体主要结合神经递质，使
离子通道打开或关闭，改变膜的通透性，能迅速、准确低传递神经冲动，但作用时间短；
2
）
G
蛋白
偶
联受体：通过
G
蛋白影响
AC
或
PLC
等改变第二信使浓度，实现跨膜信息传
递。分布广泛，主要
参与细胞物质代谢的调节和基因转录的调控；
3
）单次跨膜受体：全为糖蛋白，主要有酪氨酸蛋白激
酶受体
（胰岛素受体、
表皮生长因子受体等）
和非酪氨酸蛋白激酶受体
（白介素受体、
干扰素受体、
生长素受体等）
。主要与细胞增殖、分裂、分化及癌变有关。
胞内受体多为反式作用因子，主要结合脂溶性
信号分子，如：类固醇激素、甲状腺素、维甲酸等。
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分子生物学考试宝典（私房版）
十二、
G
蛋
白循环
受体与信号分子结合后，<
/p>
受体构象改变，结合
G
蛋白并使其构象改
变，使
GTP
置换了
GDP
。
G
蛋白
激活后，离开受体并解离成βγ亚基和α亚基
GTP
复合物，α亚基通过调节
AC
、
PLC
β等活性，调
节细胞内
cAMP
等第二信使的浓度，从而把信号传导给下游分子。
< br>同时，α亚基水解
GTP
为
GD
P
，
然后α亚基
GDP
复合物重新与βγ亚基结合形成无活性的三聚体，完成一次信息传导。
十三、
cAMP
信号传导途径
该途径以靶细胞
内
cAMP
浓度改变和激活
PKA
为主要特征，是激素调节物质代谢的主要途径。信息
传递过程为：细
胞外信号物质→受体→
G
蛋白→
AC<
/p>
→
PKA
→酶或功能蛋白质→生物学效应
1
）不存
在受体激动剂时，
G
蛋白的
3
个亚基呈聚合状态，α亚基与
GDP
结合。
2
）存在激活
性配体如肾上腺素时，受体与之结合，受体构象改变，暴露出与
G
蛋白结合的部位，
G
蛋白与配体
-<
/p>
受体复合物结合，导致
G
蛋白与
GDP
结合力下降，释放
GDP
。
3
）在
Mg2+
存在下，
GTP
取代
GDP
使α亚基暴露与
AC
结合位点，结合并激活
AC
。
4
）
AC
催化
ATP
生成
cAMP
。
5
）
GTP
与α亚基结合几秒后被α亚基的
GTP
酶活性催化为
GDP
，α亚基与βγ亚基重新结合，关闭
信号使
AC
失活。
6
）
cAM
P
作为第二信使激活
PKA
，后者进而
激活其他靶酶或直接间接激活反式作用因子（
CREB
）
，调
节基因表达。
当生长激素抑制素等与相应受体结合可结合偶联α
i-G
蛋白，
α
i
亚基可直
接抑制
AC
活性，
同时游离
的βγ亚基可与α
s
亚基结合抑制对
AC
的活化作用，使
AC
活
性下降。
十四、胰岛素受体途径
胰岛素受体由
2
个α亚基和
2
个β亚基组成。配体结合在α亚基部位，β亚基具有内在的酪氨酸蛋
白激酶（
PTK
）活性。
（一）
IR
介导的
IRS-1
－
Ras
－
MAPK
信号通路
1)
配体与受体的结合导致受体变为二聚体结构，进而导致其
发生自身磷酸化，并磷酸化
IRS-1(
胰岛
< br>素受体底物
1)
蛋白；
2
）
IRS
-1
可结合
Grb2
蛋白（接头蛋白，
含
1
个
SH2
结构域和
2
个
SH3
< br>结构域）
，进而结合并
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分子生物学考试宝典（私房版）
活化调控分子
SOS
（小分子单体
G
蛋白调节因子
GEF
的一种）
；
3
）
SOS
促使
Ras
释放
GDP
并结合
GTP
，使
Ras
激活，然后激活的
Ras
< br>脱离
SOS
蛋白。
4
）活化的
Ras
进而活化
Raf
，
Raf
是一种
MAPKKK,
可逐步激活
MEK
（
MAPKK
）→
ERK1
（
M
APK
）
，完
成
MAPK
的级联活化；
5
）活化的
ERK1
转
位至核内，作用于一些转录调控因子，影响基因的表达。
<
/p>
（二）
IR
介导的
IRS-1
－
PI3K
－
PKB
途径
PKB
是一种与
PKA
、
PKC
有很高同源性的蛋白苏
/
丝氨酸
激酶，是原癌基因
c-akt
产物，能被
PDGF
、
EGF
、
Insulin
等激活。
8