第六章　蛋白质生物合成——翻译

　　一、学习目的与要求

　　本章阐述蛋白质合成的机制，重点是参与翻译成分的组成及其生物学功能。学习本章要求掌握遗传密码的性质、蛋白质的生物合成所需的成分、蛋白质生物合成的过程、蛋白质合成后的折叠与修饰加工类型；熟悉蛋白质生物合成的调节、蛋白质转运的理论；了解蛋白质工程的概念及技术路线。

　　二、课程内容

　　第一节　遗传密码

　　1. 遗传密码及密码的破译

　　2. 遗传密码的性质：遗传密码的简并性和摆动性；遗传密码的通用性；遗传密码的偏爱性；线粒体密码

　　3. 阅读框架

　　第二节　蛋白质的生物合成

　　1. 生物合成的模板——mRNA：原核生物 mRNA 的特点；真核生物 mRNA 的特点

　　2. 蛋白质生物合成的场所——核糖体：核糖体RNA；核糖体蛋白质

　　3. 蛋白质生物合成的机制：合成元件——tRNA、rRNA和蛋白质因子；合成过程——起始、延伸、终止

　　4. 蛋白质生物合成的调节：阅读框架的漂移、重叠和5‘ AUG 的作用；翻译错误；poly（A）尾；蛋白质生物合成的阻断剂

　　第三节　蛋白质转运

　　1. 蛋白质分泌运输的细胞学过程

　　2. 蛋白质转运理论：信号肽假设；导肽假设；分子伴侣

　　3. 原核和真核生物的蛋白质跨膜运输：分泌蛋白的运输；细胞质膜蛋白的类型和转运；内质网膜蛋白的转运；溶酶体蛋白的转运；线粒体蛋白的转运；核蛋白的转运

　　第四节　蛋白质合成后的折叠与修饰加工

　　1. 蛋白质合成后的正确折叠是其行使功能的基础

　　2. 翻译后修饰对功能蛋白质产物的重要性

　　3. 二硫键的形成和正确配对

　　4. N端fMet或Met的切除

　　5. 前体加工

　　6. 剪切和剪接：剪切；剪接

　　7. 化学编辑：化学编辑概况；蛋白质的糖基化

　　第五节　功能蛋白质研究进展

　　1. 蛋白质工程的概念及技术路线：蛋白质工程研究的一般规律；蛋白质工程和基因诱变

　　2. 蛋白质的功能域及其模拟肽：功能蛋白质结构特点；噬菌体表面展示肽库一随机多肽文库；噬菌体抗原决定簇文库

　　3. 蛋白质组学和药物蛋白质组学：后基因组时代和蛋白质组学；药物蛋白质组学

　　三、考核知识点

　　（一）遗传密码

　　（二）蛋白质的生物合成

　　（三）蛋白质转运

　　（四）蛋白质合成后的折叠与修饰加工

　　（五）功能蛋白质研究进展

　　四、考核要求

　　（一）遗传密码

　　识记：遗传密码、阅读框架的定义。

　　领会：遗传密码的性质。

　　（二）蛋白质的生物合成

　　识记：原核生物 mRNA 的特点；真核生物 mRNA 的特点；

　　领会：蛋白质合成过程——起始、延伸、终止的机制

　　应用：有哪些物质参与了蛋白质的合成，它们在蛋白质合成中主要起什么作用？

　　（三）蛋白质转运

　　识记：蛋白质分泌运输的细胞学过程；信号肽假设；导肽假设；分子伴侣

　　领会：原核和真核生物的蛋白质跨膜运输机制、分泌蛋白的运输机制。

　　（四）蛋白质合成后的折叠与修饰加工

　　识记：蛋白质合成后的折叠与修饰加工的机制

　　应用：为什么说蛋白质合成后的折叠与修饰加工在基因表达过程中有特别重要的意义？

　　（五）功能蛋白质研究进展

　　识记：蛋白质工程、蛋白质组学、蛋白质功能域与模拟肽的概念

　　第七章　基因表达的调控

　　一、学习目的与要求

　　本章阐述原核生物和真核生物基因表达的调控过程，重点是真核生物基因表达的调控过程等。学习本章要求了解基因表达调控的元件和作用方式；原核生物与真核生物的基因调控策略；掌握乳糖操纵子的结构与功能及正负调控；了解色氨酸操纵子的结构与功能；熟悉原核生物转录水平的调控；熟悉原核生物翻译水平的调控；了解链霉菌的基因表达调控系统；熟悉真核生物染色体重排的调控、染色质水平的调控、DNA水平的调控；掌握真核生物转录水平的调控、转录起始与加工调节、翻译水平的调控。

　　二、课程内容

　　第一节　概述

　　1. 基因表达调控的元件和作用方式：基因表达、基因表达的调控、顺式作用元件、反式作用因子、阻遏蛋白和激活蛋白的概念。

　　2. 原核生物与真核生物的基因调控策略：操纵子的概念；原核生物的基因调控策略；真核生物的基因调控策略。

　　第二节　原核生物的基因表达调控

　　1. 可诱导操纵子、可阻遏操纵子、诱导和阻遏的概念。

　　2. 乳糖操纵子：乳糖操纵子的结构与功能；乳糖操纵子的负调控和正调控；乳糖操纵子调控区的突变效应。

　　3. 色氨酸操纵子：色氨酸操纵子的结构与功能；色氨酸操纵子的阻遏调节系统。

　　4. 转录水平的调控：RNA聚合酶的转录起始调控；转录终止的调控。

　　5. 翻译水平的调控：翻译起始的调控；翻译延伸的调控；翻译水平的终止调控。

　　6. 链霉菌的基因表达调控系统：链霉菌的调控元件；链霉菌基因转录水平上的调控。

　　第三节　真核生物的基因表达调控

　　1. 染色体重排的调控：酵母接合型的转变；接合型转变的模型；MATa和MATa基因编码的调节蛋白。

　　2. 染色质水平的调控：活性染色质；组蛋白的修饰。

　　3. DNA水平的调控：基因的丢失、扩增与重排；DNA的甲基化和去甲基化。

　　4. 转录水平的调控：顺式作用元件的种类；反式作用因子DNA结合域、转录激活域。

　　5. 转录起始与加工调节：转录起始的不同选择；转录后加工的不同调节。

　　6. 翻译水平的调控：5‘UTR结构与翻译起始调控；蛋白因子磷酸化与翻译起始调控；3’UTR结构与mRNA稳定性调控；蛋白质的加工成熟。

　　三、考核知识点

　　（一）概述

　　（二）原核生物的基因表达调控

　　（三）真核生物的基因表达调控

　　四、考核要求

　　（一）概述

　　识记：基因表达、基因表达的调控、顺式作用元件、反式作用因子、阻遏蛋白和激活蛋白的概念，操纵子的概念；

　　领会：基因表达调控的作用方式，原核生物的基因调控策略；真核生物的基因调控策略。

　　（二）原核生物的基因表达调控

　　识记：可诱导操纵子、可阻遏操纵子、诱导和阻遏的概念。乳糖操纵子的结构与功能；乳糖操纵子的负调控和正调控；

　　领会：乳糖操纵子调控区的突变效应。色氨酸操纵子的结构与功能；色氨酸操纵子的阻遏调节系统。RNA聚合酶的转录起始调控；转录终止的调控。翻译起始的调控；翻译延伸的调控；翻译水平的终止调控。链霉菌调控元件及基因转录水平上的调控。

　　应用：以乳糖操纵子为例，解释分解代谢产物是如何进行阻遏调节的？

　　（三）真核生物的基因表达调控

　　识记：染色体重排的调控；染色质水平的调控；DNA水平的调控；转录水平的调控；顺式作用元件的种类；反式作用因子DNA结合域、转录激活域。转录起始与加工调节；转录起始的不同选择；转录后加工的不同调节。翻译水平的调控；5‘UTR结构与翻译起始调控；蛋白因子磷酸化与翻译起始调控；3’UTR结构与mRNA稳定性调控；蛋白质的加工成熟。

　　领会：酵母接合型的转变；接合型转变的模型；MATa和MATa基因编码的调节蛋白。活性染色质；组蛋白的修饰。基因的丢失、扩增与重排；DNA的甲基化和去甲基化。

　　应用：真核生物是如何在不同水平进行精确的转录调控的？反式作用因子DNA结合域有哪些典型的DNA结合基序？