201909广大分子生物学期末复习

201909 分子生物学期末 第 1 页

2.1 原核与真核生物染色体的结构

1.原核生物染色体：DNA 结构域

2.染色质的结构

定义：真核生物细胞分裂间期细胞核内能被碱性染料所染色的物质，呈纤细状，是一种高度有序的 DNA-蛋白质复

合物

功能：染色质结构用来包装和组构染色体 DNA，并在细胞周期的不同阶段调整压缩 DNA 水平。

2.1 核小体（Nucleosome）

核小体核心 Histone octamer（146bp，1.8 圈，组蛋白八聚体）→染色小体 chromatosome（166bp,2 圈，H1）+连接 DNA

2.2 组蛋白（Histones）——四种核心组蛋白（H2A, H2B, H3 和 H4）和 H1

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3.间期染色体结构（间期的染色体均呈一种非常松散的结构，因而不能观察到单个染色体，呈染色质结构）

3.1 CpG 岛

4. Genome Complexity（基因的复杂度）

4.1

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4.1Reassociation kinetics(复性动力学)

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2.2 DNA 的结构

1. Nucleic structure:

Base (碱基)  nucleoside (核苷) nucleotide (核苷酸)  phosphodiester bonds (磷酸二酯键)  DNA/RNA

sequence

1.1DNA 的二级结构

两条双链反向且平行呈双螺旋结构，依据碱基互补配对原则。带负电荷的戊糖磷酸作为骨架，位于分子外侧，碱基则

平面堆积于螺旋等电内部

2.1 二级结构稳定性

维持稳定性的因素：氢键、磷酸酯键、碱基堆积力、疏水作用

不稳定因素：磷酸基团间的静电斥力、碱基内能增加(温度), 使氢键因碱基排列有序状态的破坏而减弱

1.1.1 二级结构的类型

碱基顺式 syn（左手螺旋） 反式 anti（右手螺旋）

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1.2 RNA 的二级结构

2.核酸分子的理化性质

强酸+高温(HClO

4

+100°C)核酸完全水解为碱基（bases），核糖（riboses）/脱氧核糖 (deoxyriboses)，磷酸

（phosphate）.

2.1 酸效应（水解）

磷酸酯键和糖苷键都能被酸水解

水解的难易顺序为：磷酸酯键>糖苷键 嘧啶碱的糖苷键>嘌呤碱的糖苷键 嘌呤与脱氧核糖之间的糖苷键最易水解

2.2 碱效应（DNA 变性、RNA 水解）

碱效应使碱基的互变异构态（tautomeric state）发生变化，影响特定碱基间的氢键作用，导致 DNA 双链解离，即

DNA 变性（DNA denaturation）

pH 较高时，DNA 易变性，较难水解，RNA 易被水解，因为 RNA 中的 2′-OH 参与对磷酯键中磷酸分子的分子内攻

击。

2.3 化学变性

2.4 黏性 Viscosity

2.5 浮力密度

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3.核酸的光热性质（Spectroscopic and Thermal Properties of Nucleic Acids）

3.1 UV absorption (紫外光吸收)

3.2 Hypochromicity（减色效应）

3.3 Quantitation of nucleic acids（核酸定量）

3.4 Purity of DNA（DNA 纯度 DNA 质量检测）

3.5 Thermal denaturation（热变性）

加热能导致 DNA 双链和 RNA 二级结构中的氢键破坏,变成单链结构的过程

Melting temperature (Tm)：热变性过程中 A260 达到最大值一半时(双螺旋结构失去一半)的温度

熔解曲线：缓慢而均匀地增加 DNA 溶液的温度可根据各点的 A260 值绘制成 DNA 的熔解曲线

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（4）片段愈短， 变性愈快，Tm 值愈小

（5）变性液中含有尿素，甲酰胺等 （6）盐浓度的影响

增色效应的跳跃现象 ( Jump of Hyperchromicity )：高分子量的 DNA 分子在热变性过程中, 富含 AT 区域首先发生变

性, 然后逐步扩展, 表现增色效应的跳跃现象, 使变形过程加快.

3.6 Renaturation（复性）

在一定条件下，变性 DNA 单链间碱基重新配对恢复双螺旋结构，伴有 A260 减小（减色效应），DNA 的功能恢复

三螺旋、四螺旋（端粒）结构

3.7 DNA Supercoiling（DNA 超螺旋结构）

DNA 双螺旋本身进一步盘绕称超螺。超螺旋有正超螺旋和负超螺旋两种，负超螺旋的存在对于转录和复制都是

必要的。

负超螺旋—拓扑异构酶/溴化乙锭 EB—松弛 DNA—拓扑异构酶/溴化乙锭 EB—正超螺旋

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2.3 DNA 的复制

1.DNA 复制概述（半保留半不连续）Replication

复制子（Replicon）：又称复制单位或复制元，以单一单位复制的任一段 DNA，含有一个复制起点（Origin）和复制终

点 （Turminus）（有时）。

复制起点（origin， ori 或 o，复制原点）:复制开始处 DNA 分子的特定位置，富含 AT 序列

1. 原核生物（Prokaryote）：环形 DNA 分子，单复制起点，即是整个染色体只有一个复制单位。

2. 真核生物（Eukaryote） :长链线性 DNA 分子，多复制起点，即是一个 genome 中有多个复制单位。

复制叉（replication fork）： DNA 复制时在 DNA 链上通过解旋、解链和单链结合蛋白的结合等过程形成的 Y 字型结构

单向复制 双向复制

复制眼（replication eye）： 又称复制泡，电子显微镜下观察正在复制的 DNA，复制的区域形如一只眼睛

复制体 （Replisome）：复制叉处的许多酶和蛋白组成的复合体，协同合成 DNA，包括 DNA 聚合酶、引发体和 DNA

解旋酶。

先导链（leading strand）： DNA 复制时，与复制叉向前移动的方向一致，以 3 ′ →5 ′链为模板，按 5 ′ →3 ′

方向连续合成的一条链。

后随链（lagging strand）：后随链按 Okazaki 片段不连续复制。

冈崎片段(Okazaki fragment): DNA 复制不连续合成链中形成的短DNA 片段，原核生物 1000~2000nt,真核生物 100~200nt。

RNA priming：DNA 合成由 RNA 引导，每一片段 5 ′端的头几个核苷酸均为核糖核苷酸；片段连接之前被去掉，产

生的间隙由 DNA 填补，保证 DNA 复制的高忠实性（high fidelity of replication）

2.原核生物的 DNA 复制

2.1 Initiation 起始

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2.2 Unwinding 解旋

2.3 Elongation 延伸

在复制叉处螺旋转角的去除会形成正超螺

旋. 通过Ⅱ型拓扑异构酶（topoisomerase），

即 DNA 旋转酶（DNA gyrase）作用引入负超

螺旋而得到不断释放

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