分子生物学学名词解释

第1章 绪论

• 分子生物学 (Molecular Biology)：在分子水平上研究生命现象的科学，重点研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构、功能及其相互作用。
• 中心法则 (Central Dogma)：描述遗传信息流动方向的规律，即信息从DNA流向RNA（转录），再从RNA流向蛋白质（翻译）；也包括DNA复制及RNA的逆转录。
• 分子生物学的基本原理：①构成生物体大分子的单体在不同生物中相同；②大分子的构成遵循共同规则；③特定的核酸和蛋白质决定了生物体的属性。

第2章 染色体与DNA

• 基因 (Gene)：产生一条多肽链或功能RNA（如rRNA、tRNA）所需的全部核苷酸序列。
• 基因组 (Genome)：一个细胞或病毒所携带的全部遗传信息或整套基因。
• 基因密度 (Gene Density)：每Mb（百万碱基对）基因组DNA上所含有的平均基因数目。
• C值反常现象 (C-value Paradox)：指基因组大小（C值）与生物进化的复杂程度之间没有必然联系的现象。
• 重叠基因 (Overlapping Gene)：同一段DNA序列携带了两种或两种以上不同蛋白质编码信息的基因，常见于病毒和噬菌体。
• 核小体 (Nucleosome)：真核生物染色质的基本结构单位，由DNA缠绕在由2H2A、2H2B、2H3、2H4组成的组蛋白八聚体核心上构成。
• 端粒 (Telomere)：真核生物线性染色体末端的重复序列，作用是保持染色体完整性和控制细胞分裂周期。
• 半保留复制 (Semiconservative Replication)：DNA复制时，子代分子的一条链来自亲代，另一条链是新合成的，保证了遗传信息的稳定性。
• 半不连续复制：前导链DNA的合成按5'→3'方向，随着亲代双链DNA的解开而连续进行复制；后随链在合成过程中，一段亲本DNA单链首先暴露出来，然后以与复制叉移动相反的方向按照5'→3'方向合成一系列的冈崎片段，然后再把它们连接成完整的后随链。进一步研究还证明，这种前导链的连续复制和后随链的不连续复制在生物界是有普遍性的，因而称之为双螺旋DNA的半不连续复制。
• 冈崎片段 (Okazaki Fragment)：在后随链（滞后链）上以不连续方式合成的短DNA片段。
• 复制叉 (Replication Fork)：DNA双链解开进行合成时，形成的叉状结构。
• 基因突变 (Gene Mutation)：基因内遗传物质发生可遗传的结构或数量变化，包括转换（同类碱基替换）和颠换（异类碱基替换）。
• SOS修复系统：细胞DNA受损或复制受阻时的紧急应激措施，通过诱导产生修复酶类来维持生存。

第3章 转录

• 转录 (Transcription)：以DNA为模板合成RNA的过程。
• 启动子 (Promoter)：位于基因5’端上游，能被RNA聚合酶识别并结合，决定转录起始位置和强度的序列。
• RNA聚合酶全酶 (RNA Polymerase Holoenzyme)：原核生物中由核心酶（$\alpha_2\beta\beta'\omega$）和$\sigma$亚基组成的复合物，$\sigma$亚基负责识别启动子。
• 转录泡 (Transcription Bubble)：转录起始处DNA双链解开形成的局部单链区域。
• 内在终止子 (Intrinsic Terminator)：不依赖$\rho$因子的终止子，特征是能形成发夹结构且其下游有连续的寡聚U序列。
• 断裂基因 (Split Gene)：编码序列（外显子）被非编码序列（内含子）隔断的基因，常见于真核生物。
• 外显子 (Exon)：基因中在剪接后保留在成熟RNA中的编码序列。
• 内含子 (Intron)：基因中阻断外显子的非编码序列，转录后会被剪去。
• 5’端加帽 (5' Capping)：在mRNA前体5’端加上7-甲基鸟苷（m7G）的过程，可保护mRNA并促进翻译。
• 3’端加尾 (3' Polyadenylation)：在mRNA前体3’端添加多聚腺苷酸（Poly A）的过程，增加mRNA稳定性和可译性。

第4章 翻译

• 翻译 (Translation)：以mRNA为模板，在核糖体上合成多肽链的过程。
• 多顺反子mRNA (Polycistronic mRNA)：一种能作为多种多肽链翻译模板的mRNA，常见于原核生物。
• 遗传密码 (Genetic Code)：mRNA上每三个相邻碱基决定一种氨基酸的规则，具有连续性、简并性、通用性和摆动性。
• 反密码子 (Anticodon)：tRNA上的三个特定碱基，能与mRNA上的密码子互补配对。
• SD序列 (Shine-Dalgarno sequence)：原核生物mRNA起始密码子上游的序列，能与16S rRNA互补，帮助核糖体定位。
• 氨酰-tRNA合成酶：负责将特定氨基酸连接到其相应tRNA上的酶，确保翻译的准确性。
• 释放因子 (Release Factor, RF)：识别终止密码子并促使合成的多肽链从核糖体上释放的蛋白质。

第5章 原核基因表达调控

• 操纵子 (Operon)：原核生物基因表达调控的单位，由启动子、操纵基因及一组功能相关的结构基因组成。
• 乳糖操纵子 (lac Operon)：典型的负控诱导系统，受阻遏蛋白（lacI产物）和诱导物（乳糖/异乳糖）调节。
• 分解物阻遏 (Catabolite Repression)：当环境中有葡萄糖时，细菌优先利用葡萄糖而抑制其他糖代谢基因表达的现象，通过cAMP-CRP复合物调节。
• 色氨酸操纵子 (trp Operon)：典型的负控阻遏系统，当色氨酸过量时，其作为辅阻遏物激活阻遏蛋白，关闭转录。
• 弱化子 (Attenuator)：位于trp操纵子前导序列中，通过转录与翻译偶联机制，根据色氨酸水平决定转录是否提前终止的序列。

第6章 真核基因表达调控

• 顺式作用元件 (Cis-acting Element)：影响自身基因表达的DNA序列，如启动子、增强子、沉默子等。
• 反式作用因子 (Trans-acting Factor)：能结合在顺式作用元件上调控基因表达的蛋白质（如转录因子）或RNA。
• 增强子 (Enhancer)：能显著增强基因转录效率的DNA序列，其作用具有远距离效应且无方向性。
• 基因家族 (Gene Family)：真核细胞中许多功能相关且序列相似的基因成套组成的集合。
• 管家基因 (Housekeeping Gene)：在所有细胞中持续表达，维持细胞基本生命活动所需的基因。
• DNA结合域 (DNA Binding Domain)：转录因子中负责识别特定DNA序列的结构域，如锌指结构、亮氨酸拉链等。

第7章 分子生物学研究方法

• 基因工程 (Genetic Engineering)：通过工具酶在体外重组DNA，导入受体细胞并定向改造生物性状的技术 。
• 克隆载体 (Cloning Vector)：能携带外源片段并在宿主细胞中自主复制的DNA分子，如质粒。
• cDNA文库 (cDNA Library)：以mRNA为模板逆转录合成的互补DNA片段与载体重组后，转化形成的克隆集合，代表了特定组织表达的基因。
• 基因组文库 (Genomic Library)：包含某生物全部基因组DNA片段的克隆集合。
• 蓝白斑筛选 (Blue-White Screening)：利用$\alpha$-互补原理筛选重组子的方法；若外显子插入破坏了LacZ基因，则克隆呈白色。
• PCR (聚合酶链式反应)：在体外特异性扩增DNA片段的技术。
• Southern/Northern/Western Blot：分别用于检测特定DNA、RNA和蛋白质序列/含量的杂交技术。