1.(生命的起源)三界的分类：古细菌、细菌、真核生物 2.小分子：氨基酸、糖类、核苷酸 77%
4.古细菌更类似于真核细胞，原核细菌是真正的细菌
5.合成生物学的定义：设计和构建自然界中没有发现的生物功能和生物系统。构造生物零件装置和能量，药物以及科技系统中应用工程原则和数学模型。
组装各领域专业知识的研究领域为了理解，构建，修饰生物系统。
合成生物学的目标：操纵基因元件，将基础生物分子整合到基因线路上，来创造新性状，表达复杂的生物功能。从稳定、标准、已经改良好的基因模块来构建生物体系。 合成生物学的目的：改造系统、系统化构建
.合成生物学与其他学科的不同：抽象性、模块性、标准化、设计和模型
6.根据进化树，古细菌和真核生物都来自细菌。
7.生物膜的作用：隔离、储存能量、物质传递、信号传导、阻断毒性
8.内共生学说：古细菌的真核细胞吞噬异样细菌，成为它的线粒体。
吞噬自养细菌，成为它的叶绿体。
9.基因的概念：基因是生物有机体遗传的分子单元
基因在染体上
是有机体中可以编码多肽和RNA的DNA序列
10.DNA的结构和功能：
遗传信息在DNA链的核苷酸序列中
遗传信息指导合成蛋白质
基因两条链碱基配对以氢键链接
一条链模板、半保留复制5-3、3端游离羟基、糖在外，碱基在内
11.染体结构与基因表达：
染质的基本组成单位是核小体
核小体是组蛋白八聚体2H2A 2H2B 2H3 2H4
H1与核小体间DNA链接
12.三个重要的DNA序列：端粒、复制起始区、着丝点
13.核小体的N端修饰（共价修饰）：
DNA甲基化和组蛋白去乙酰化协同作用共同参与转录阻遏。 磷酸化使生物学过程发生
14.转录抑制与异染质有关
15.第三章总结：间期染质解旋很难看见
基因表达loop公安部汪凡结构处
常染质结构疏松表达活跃，能编码蛋白质。
异染质粘稠不编码。如端粒、中心粒、着丝粒
有丝分裂染体是压缩的，有序的，染体在细胞核中的存放时空间有序的
16. 分子机器：调节DNA的蛋白质
DNA：连接酶、解旋酶（95℃）、拓扑异构酶
钳蛋白、结合蛋白
RNA：引物、引物酶
停转的DNA聚合酶使其从钳蛋白中释放（需要DNA双螺旋的高度旋转）
剧本杀成社交新潮流DNA复制过程;
拓扑异构酶解开双螺旋-DNA解旋酶解开双链-SSB结合单链-RNA引物酶结合DNA单链-DNA钳蛋白将DNA聚合酶结合上去-按碱基互补配对原则5-3-先导链连续，滞后链需要DNA连接酶-DNA双螺旋再次形成（两个复制叉）
17. 三步提高DNA的高保真性：5-3的聚合、3-5的核酸外切酶校正的核酸外切酶或性
碱基互补配对机制
巴黎气候协定 真核生物错配修复
原核位点特异性错配修复。原核母联甲基化
18. DNA重组：两个同源DNA发生重组，序列上没有变化，来源上相互交叉。
同源DNA交叉互换可能发生在任意位置
减数分裂时期一般DNA重组
一般的DNA重组：起始：DNA杂交
大片段染体交换，双螺旋解开，在细菌中需要RecA的
介导，中间形成holiday junction结构
REC A蛋白介导DNA重组,也是一种DNA依赖的ATP酶
北京中新企业管理学院要有一条链有裂口，在细菌中靠介导蛋白，在原核中同源染
位点特异性重组：
转座型 转座子（移动的基因元件）：1.改变位置2.复制型
3.基于逆转录病毒的转座
依赖于转座酶基因和DNA序列上的识别位点
保守位点特异性重组
不对等交换
例如噬菌体将DNA整合到宿主细胞内
保守序列型： 一种顺序型重组
19. 特殊的DNA序列：
原核系统：操纵子：结构基因、操作子（与结构基因相连的DNA序列，阻遏蛋白可以结合组织结构基因的转录）、启动子、其他调控序列。富含A-T 便于打开。TATA保守序列，-35、-10.
真核系统：由顺式作用元件调控
20. 基因调控：
顺式作用元件(DNA)
包含共有序列，模块相关但是不相同，没有固定位子，大致在起始点200bp上游，一个单一元件就可以引起调控应答，也可位于启动子或增强子。控制转录的准确性和频率
例：增强子、沉默子
反式作用元件（蛋白质）与顺式作用元件结合调控基因表达
三个功能域：
包括DNA结合域（螺旋转角螺旋、锌指结构、亮氨酸拉链、同源域、螺旋-环-螺旋）
、转录活性域、蛋白质-蛋白质作用域。
RNA聚合酶的亚基与RNA聚合酶结合使复合物更稳定，与启动子在特定序列结合，有转录起始复合物时结合部分启动子，促进基因表达。
DNA与蛋白质非共价键结合
蛋白质与蛋白质的结合优于DNA
蛋白质可以形成同质、异质二聚体，蛋白质与蛋白质的结合在真核原核中都有
转录水平
原核生物基因调控系统(多顺反子-操纵子系统)
（1）主要用于负调控，诱导物将阻遏蛋白移除。
（2）其他调控序列-启动子（RNA聚合酶）-操作子（阻遏蛋白）-结构基因
（3）蛋白质-蛋白质
（4）蛋白质-基因
（5）边转录边翻译，没有转录后修饰
真核生物基因调控系统（单顺反子）
（1）单顺反子，正调控
（2）RNA聚合酶：起始转录，延长RNA,终止RNA
（3）顺式作用元件：启动子，TATA框起始转录，有TFD（转录因子）结合位点
增强子，沉默子
（4）转录因子可分为转录激活子和转录抑制子
转录后水平
（1）外显子，内含子的拼接可能不同
（2）存在正调控：有激活蛋白，无阻遏蛋白
负调控：有阻遏蛋白，无激活蛋白
（3）RNA编辑（在不同位点插入尿嘧啶改变编码序列）
-核内向外运输-RNA在细胞内定位-开始翻译
翻译水平：延长因子EF，起始因子，释放因子 AUG甲硫氨酸起始
翻译水平： 3含有定位信号影响翻译水平
mRNA内部有核糖体进入位点
真核：5端帽子，介导核糖体的结合
原核、病毒：折叠成类似于tRNA的结构，介导核糖体与其结合
mRNA衰退：5端去帽子降解，使3端有规律降解
内切核苷酸降解和快速去帽子降解企业改革与管理
翻译和降解存在竞争
降解：反义/干扰RNA
翻译后调控：对合成蛋白质的修饰
分子伴侣：帮助蛋白质折叠（序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质，帮助其他含多肽的结构正确组装，之后脱离。）
折叠正确可容，或在分子伴侣的帮助下正确折叠
折叠不完全被蛋白酶体催化降解（泛素激活酶、泛素连接酶。泛素：标记无用的蛋白质从而降解）
真核总结：
转录水平调控-对RNA的修饰-RNA的转运和定位调控-翻译调控-mRNA降解-蛋白质激活
产生蛋白质不同水平的调节： 转录、转录后、翻译、翻译后
乳糖操纵子;有乳糖无葡萄糖表达，弱启动子有基础水平表达
调节基因-CAP结合位点-启动子-操纵基因-结构基因
（1）有葡萄糖无乳糖：调节基因表达出阻遏蛋白，与操纵基因结合阻止了与启动子结合的RNA聚合酶的移动，大肠杆菌不能利用乳糖。
（2）没有葡萄糖，有乳糖时：乳糖作为诱导物，与阻遏蛋白结合，使其结构发生改变不能与操纵基因结合，操纵基因开启，可以利用乳糖。（乳糖操纵子的启动子是弱启动子。）
（3）葡萄糖存在且浓度很高时：cAMP水平低，与CAP结合受阻RNA聚合酶不能与启动子结合。
（4）葡萄糖不存在：cAMP水平高，与CAP结合，复合物结合到启动子上游的结合为点，促进RNA聚合酶与启动子的结合。
氨酸操纵子：（负调控）调节基因-启动子-操纵基因-5个相连的结构基因
（1）不含有氨酸;调节基因产生没有活性的阻遏蛋白不能与操纵基因结合，结构基因表达，生成合成氨酸的5种酶。
（2）有时：氨酸作为辅阻遏物与阻遏蛋白结合，阻遏蛋白有活性，与操纵基因结合，结构基因不表达。
细菌具有双组份信号传导系统。组氨酸激酶（感受结构域、接收结构域、输出结构域）
真核生物基因调控系统(单顺反子)
内含子、外显子（断裂基因）
真核基因表达调控：
（1）转录控制
（2）RNA生成mRNA类淀粉沉积症控制
（3）RNA转运定位控制
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