目录

  • 1 绪论
    • 1.1 生物化学发展简史
    • 1.2 当代生物化学研究的主要内容
    • 1.3 生物化学与医学
  • 2 第一章  蛋白质的结构与功能
    • 2.1 蛋白质的分子组成
    • 2.2 蛋白质的一、二、三及四级结构
    • 2.3 蛋白质结构与功能的关系
    • 2.4 蛋白质的理化性质
    • 2.5 蛋白质的分离、纯化与结构分析
  • 3 第二章  核酸的结构与功能
    • 3.1 核酸的化学组成及一级结构
    • 3.2 DNA的空间结构与功能
    • 3.3 RNA的结构与功能
    • 3.4 核酸的理化性质、变性和复性及其应用
    • 3.5 核酸酶
  • 4 第三章  维生素与无机盐
    • 4.1 概述
    • 4.2 脂溶性维生素
    • 4.3 水溶性维生素
  • 5 第四章  酶
    • 5.1 酶的分子结构与功能
    • 5.2 酶的工作原理
    • 5.3 酶促反应动力学
    • 5.4 酶的调节
    • 5.5 酶的命名与分类
    • 5.6 酶与医学的关系
  • 6 第五章  生物氧化
    • 6.1 氧化呼吸链是由具有电子传递功能的复合体组成
    • 6.2 氧化磷酸化将呼吸链与ADP磷酸化偶联生成ATP
    • 6.3 氧化磷酸化的影响因素
    • 6.4 其他氧化与抗氧化体系
  • 7 第六章  糖代谢
    • 7.1 糖的消化吸收与转运
    • 7.2 糖的无氧氧化
    • 7.3 糖的有氧氧化
    • 7.4 磷酸戊糖途径
    • 7.5 糖原的合成与分解
    • 7.6 糖异生途径
    • 7.7 血糖及其调节
  • 8 第七章  脂类代谢
    • 8.1 脂质的构成、功能及分析
    • 8.2 脂类的消化吸收
    • 8.3 甘油三酯代谢
    • 8.4 磷脂代谢
    • 8.5 胆固醇代谢
    • 8.6 血浆脂蛋白代谢
  • 9 第八章  氨基酸代谢
    • 9.1 蛋白质的生理功能和营养作用
    • 9.2 蛋白质的消化、吸收与腐败
    • 9.3 氨基酸的一般代谢
    • 9.4 氨的代谢
    • 9.5 个别氨基酸的代谢
  • 10 第九章  核苷酸代谢
    • 10.1 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢
    • 10.2 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢
  • 11 第十章  非营养物质代谢
    • 11.1 生物转化作用
    • 11.2 胆汁与胆汁酸代谢
    • 11.3 血红素的生物合成
    • 11.4 胆色素的代谢与黄疸
  • 12 第十一章  物质代谢的联系与调节
    • 12.1 物质代谢的特点
    • 12.2 物质代谢的相互联系
    • 12.3 肝在物质代谢中的作用
    • 12.4 肝外重要组织器官的物质代谢特点及联系
    • 12.5 物质代谢调节的主要方式
  • 13 第十二章  DNA的生物合成
    • 13.1 复制的基本特征
    • 13.2 DNA复制的酶学和拓扑学变化
    • 13.3 原核生物DNA生物合成过程
    • 13.4 逆转录和其他复制方式
  • 14 第十三章  RNA的生物合成
    • 14.1 原核生物转录的模板和酶
    • 14.2 原核生物的转录过程
  • 15 第十四章  蛋白质的生物合成
    • 15.1 蛋白质的生物合成体系
    • 15.2 氨基酸与tRNA的连接
    • 15.3 肽链的生物合成过程
  • 16 第十五章 基因表达调控
    • 16.1 基因表达与基因表达调控的基本概念与特点
    • 16.2 原核基因表达调控
    • 16.3 真核基因表达调控
真核基因表达调控

一、真核细胞基因表达的特点

① 真核基因组比原核基因组得多

② 原核基因组的大部分序列都为编码基因,而哺乳类基因组中只有10%的序列编码蛋白质、rRNA、tRNA等,其余90%的序列,包括大量的重复序列功能至今还不清楚,可能参与调控

③ 真核生物编码蛋白质的基因是不连续的,转录后需要剪接去除内含子,这就增加了基因表达调控的层次 

④原核生物的基因编码序列在操纵子中,多顺反子mRNA使得几个功能相关的基因自然协调控制;而真核生物则是一个结构基因转录生成一条mRNA,即mRNA是单顺反子(monocistron),许多功能相关的蛋白、即使是一种蛋白的不同亚基也将涉及到多个基因的协调表达

⑤ 真核生物DNA在细胞核内与多种蛋白质结合构成染色质,这种复杂的结构直接影响着基因表达;

⑥ 真核生物的遗传信息不仅存在于核DNA上,还存在线粒体DNA上,核内基因与线粒体基因的表达调控既相互独立而又需要协调。

二、染色质结构与真核基因表达密切相关

(一)转录活化的染色质对核酸酶极为敏感

(二)转录活化染色质的组蛋白发生改变

组蛋白修饰对于基因表达影响的机制也包括两种相互包容的理论。即:组蛋白的修饰直接影响染色质或核小体的结构,以及化学修饰征集了其他调控基因转录的蛋白质,为其他功能分子与组蛋白结合搭建了一个平台。这些理论构成了“组蛋白密码”的假说。

(三)CpG岛甲基化水平降低

CpG岛(CpG island):甲基化胞嘧啶在基因组中并不是均匀分布,有些成簇的非甲基化CG存在于整个基因组中,人们将这些GC含量可达60%,长度为300-3000bp的区段

表观遗传(epigenetic  inheritance):染色质结构对基因表达的影响可以遗传给子代细胞,其机制是细胞内存在着具有维持甲基化作用的DNA甲基转移酶,可以在DNA复制后,依照亲本DNA链的甲基化位置催化子链DNA在相同位置上发生甲基化


三、基因组中的顺式作用元件是转录起始的关键调节部位

(一)真核生物启动子结构和调节远较原核生物复杂

(二)增强子是能够提高转录效率的顺式调控元件

(三)沉默子能够抑制基因的转录

四、转录因子是转录调控的关键分子

由某一基因表达产生的蛋白质因子,通过与另一基因的特异的顺式作用元件相互作用,调节其表达。这种调节作用称为反式作用

还有蛋白质因子可特异识别、结合自身基因的调节序列,调节自身基因的表达,称顺式作用

1.转录调节因子分类(按功能特性)

通用转录因子(generaltranscription factors)

是RNA聚合酶结合启动子所必需的一组蛋白因子,决定三种RNA(mRNA、tRNA及rRNA)转录的类别。

特异转录因子(specialtranscription factors)

为个别基因转录所必需,决定该基因的时间、空间特异性表达。

2.转录调节因子结构

锌指模体(zincfinger)

常结合GC盒

碱性螺旋-环-螺旋(basic helix-loop-helix,bHLH)

常结合CAAT盒

碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper, Bzip)

常结合CAAT盒

五、转录起始复合物的动态构成是转录调控的主要方式

(一)启动序列/启动子与RNA聚合酶活性

(二)调节蛋白与RNA聚合酶活性

六、转录后调控主要影响真核mRNA的结构与功能

(一)mRNA稳定性的影响真核生物基因表达

(二)一些非编码小分子RNA可引起转录后基因沉默

(三)mRNA前体的选择性剪接可以调节真核生物基因表达

七、真核基因表达在翻译以及翻译后仍可受到调控

(一)对翻译起始因子活性的调节主要通过磷酸化修饰进行

(二)RNA结合蛋白参与了对翻译起始的调节

(三)对翻译产物水平及活性的调节可以快速调控基因表达

(四)小分子RNA对基因表达的调节十分复杂

(五)长链非编码RNA在基因表达调控中的作用不容忽视