真核基因在原核细胞中的表达

原核生物和真核生物基因表达调控、复制、转录、翻译特点的比较1.相同点：转录起始是基因表达调控的关键环节①结构基因均有调控序列；②表达过程都具有复杂性，表现为多环节；③表达的时空性，表现为不同发育阶段和不同组织器官上的表达的复杂性；2.不同点:①原核基因的表达调控主要包括转录和翻译水平。

真核基因的表达调控主要包括染色质活化、转录、转录后加工、翻译、翻译后加工多个层次。

②原核基因表达调控主要为负调控，真核主要为正调控。

③原核转录不需要转录因子,RNA聚合酶直接结合启动子,由sita因子决定基因表的的特异性，真核基因转录起始需要基础特异两类转录因子，依赖DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用调控转录激活。

④原核基因表达调控主要采用操纵子模型，转录出多顺反子RNA，实现协调调节；真核基因转录产物为单顺反子RNA，功能相关蛋白的协调表达机制更为复杂。

⑤真核生物基因表达调控的环节主要在转录水平，其次是翻译水平。

原核生物基因以操纵子的形式存在。

转录水平调控涉及到启动子、sita因子与RNA聚合酶结合、阻遏蛋白、负调控、正调控蛋白、倒位蛋白、RNA聚合酶抑制物、衰减子等。

翻译水平的调控涉及SD序列、mRNA的稳定性不稳定(5’端和3’端的发夹结构可保护不被酶水解mRNA的5’端与核糖体结合可明显提高稳定性)、翻译产物及小分子RNA的调控作用。

真核生物基因表达的调控环节较多：在DNA水平上可以通过染色体丢失、基因扩增、基因重排、DNA甲基化、染色体结构改变影响基因表达。

在转录水平主要通过反式作用因子调控转录因子与TATA盒的结合、RNA聚合酶与转录因子-DNA复合物的结合及转录起始复合物的形成。

在转录后水平主要通过RNA修饰、剪接及mRNA运输的控制来影响基因表达。

在翻译水平有影响起始翻译的阻遏蛋白、5’AUG、5’端非编码区长度、mRNA的稳定性调节及小分子RNA。

真核基因调控中最重要的环节是基因转录，真核生物基因表达需要转录因子、启动子、沉默子和增强子。

原核、真核生物基因及表达调控引言现代生物学中“基因”一词甚为流行，细胞学、遗传学、生物化学等，以及各种生物学课本中，都涉及到“基因”一词。

甚至象典型的宏观生物学科——生态学，也把一片森林称为一个“基因库”[1]。

现代生物学已经完全证明，DNA 分子是由称为核普酸的有机分子线性聚合而成。

基因就是核普酸按一定顺序排列而成的DNA分子片段，它携带着遗传信息。

基因表达(gene expression)是指细胞在生命过程中，把储存在DNA顺序中遗传信息经过转录和翻译，转变成具有生物活性的蛋白质分子。

其实质就是遗传信息的转录和翻译。

在个体生长发育过程中，生物遗传信息的表达按一定的时序发生变化（时序调节），并随着内外环境的变化而不断加以修正（环境调控）[2]。

原核生物和真核生物的基因及表达过程有着差异。

随着世界分子生物学研究不断深入，基因表达技术有了很大的提高。

迄今为止，人们已经研究开发出多种原核和真核表达系统用以生产重组蛋白[3]。

一．原核、真核生物基因结构原核生物基因分为编码区与非编码区，所谓的编码区就是能转录为相应的信使RNA，进而指导蛋白质的合成，非编码区位于编码区的上游及下游。

[4]在调控遗传信息表达的核苷酸序列中最重要的是位于编码区上游的RNA聚合酶结合位点。

RNA聚合酶是催化DNA转录为RNA，能识别调控序列中的结合位点，并与其结合。

真核生物基因结构见图1：图1 真核生物基因结构二．原核、真核生物基因结构的区别最主要的在于真核基因是不连续的,而原核基因是连续的。

所谓真核基因的不连续，即一个基因的编码序列也叫外显子，被一个或多个非编码序列，又叫内含子所间隔。

[5]这些内含子和外显子同属一个转录单位，转录形成前体。

经过转录的加工，即切去内含子，重新连按外显子，从而得到成熟。

而绝大多数的原核基因是连续的，没有内含子的间隔，转录产生成熟。

不仅如此，而且凡在代谢途径上功能有关的多个基因可能紧密相联，与它们的调控基因一起组成一个操纵子，转录到一条链。

真核基因原核表达的作用真核基因原核表达是指真核细胞中的基因在转录和翻译过程中的表达活动。

真核细胞是一类具有真核核的细胞，而原核细胞则是一类没有真核核的细胞。

在真核基因原核表达中，基因通过转录过程产生mRNA，然后mRNA经过翻译过程产生蛋白质，这些蛋白质在细胞中扮演着重要的角色，参与细胞的生物学活动。

真核基因原核表达的作用非常重要，它影响了细胞的生长、发育、分化和细胞功能的正常运行。

在真核基因原核表达中，转录是基因表达的第一步，它通过RNA 聚合酶酶和DNA模板合成mRNA。

在细胞核中，DNA双链解开，RNA聚合酶酶沿着DNA的模板链合成mRNA。

而在原核细胞中，DNA解开后，RNA 聚合酶酶能在DNA模板上合成mRNA。

在转录过程中，前者需要有修改过程，以使基因的可读取会增加，而后者则没有这样的修改过程。

真核基因原核表达的翻译过程和原核细胞具有相似性，都需要tRNA和核糖体的协同作用，但真核细胞的翻译过程相对更复杂，涉及到蛋白质的后转运、修饰和定位等过程。

真核基因原核表达对于细胞的生长与发育有着重要的影响。

细胞生长是细胞体积增加的过程，而细胞发育是细胞形态和功能发生变化的过程。

在细胞生长中，真核基因原核表达将调控细胞中的蛋白质合成，从而影响细胞体积的增加。

而在细胞发育中，真核基因原核表达则通过调控特定基因的表达，从而影响细胞的形态和功能的变化，例如细胞分化和组织器官形成。

另外，真核基因原核表达还对细胞的分化和细胞功能的正常运行有着重要的影响。

在细胞分化过程中，真核基因原核表达通过调控特定基因的表达，使得细胞能够根据环境的不同而表现出不同的形态和功能。

而在细胞功能的正常运行中，真核基因原核表达则调控细胞内蛋白质的合成和降解，维持细胞功能的正常运行。

总的来看，真核基因原核表达在细胞的生长、发育、分化和功能的正常运行中扮演着重要的角色，它通过转录和翻译过程将基因的信息转化成蛋白质，从而影响细胞的生物学活动。

真核基因在原核细胞中如何表达
基因工程操作的过程中，在导入真核细胞的目的基因时一般用人工合成基因的方法。

即以目的基因转录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下根据碱基互补原则合成双链DNA，从而获得所需要的目的基因。

或根据已知的蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的信使RNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测出它的结构基因的脱氧核苷酸序列，再通过化学方法，以单核苷酸为原料合成目的基因。

为何不从真核生物的供体细胞的DNA 中直接分离目的基因呢？
1 从基因结构看，由于真核细胞的基因含有不表达的DNA 片段，不能直接用于基因的扩增和表达。

具体的说，真核细胞的基因结构在编码区是由不能够编码蛋白质的内含子和能够编码蛋白质的外显子组成。

真核细胞的基因在真核细胞内表达时，先由整个编码区转录出RNA，再经过加工，即在细胞核中把由内含子转录出的对应序列从RNA中切去，将由外显子转录出的对应序列重新拼接起来，形成成熟的信使RNA，再到细胞质中去指导蛋白质的合成。

而原核细胞对转录出的RNA不需要进行加工，直接翻译成蛋白质。

2 从运载体看，由于经常使用的运载体是质粒、噬菌体和动植物病毒。

而最常用的是大肠杆菌的质粒，而原核细胞的基
因其编码区是连续的，能够直接编码蛋白质。

因此，如果从真核生物的供体细胞的DNA中直接分离得到的目的基因重组到大肠杆菌的质粒上，即使转录出RNA，原核细胞也对转录出的RNA不进行加工(没有相关的酶)，这样由于转录出的RNA中具有由内含子转录出的不能够编码蛋白质的对应序列，这样的RNA翻译不出所需要的蛋白质，从而使基因不能表达。

只有重组到酵母菌(真核生物)的质粒上，才有可能使基因表达。

生物药物名词解释生物药物的特点1. 生物药物：泛指包括生物制品在内的生物体的初级和次极代谢产物或生物体的某一组成部分，甚至整个生物体用作诊断和治疗疾病的医药品，生物制品用基因工程、细胞工程、发酵工程等生物学技术制成的免疫制剂或有生物活性的制剂。

可用于疾病的预防、诊断和治疗。

2. 生物技术制药：采用现代生物技术人为地创造一些条件，借助某些微生物、植物或动物来生产所需的医药品。

3. 生物技术药物：采用DNA重组技术、单克隆抗体技术或其它生物新技术研制的蛋白质（包括治疗性抗体等）或核酸类药物。

4. 生物技术：以生命科学为基础，利用生物体（或生物组织、细胞及其组分）的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系，并与工程相结合，利用这样的新物种（品系）进行加工生产，为社会提供商品和服务的一个综合性技术体系。

5. 血液：是一种流动性结缔组织，循环于心血管系统内，它将身体必须的营养物质和氧气输送到各个器官、组织和细胞；同时将机体不需要的代谢产物运送到排泄器官。

血液还对入侵的微生物、病毒、寄生虫等，以及其它有害物质发生反应，保护机体免遭损害；血液是体液的一个重要组成部分，在维持机体内环境相对稳定方面起着重要的作用6. 体液：人体内含有大量液体，包括水分和其中溶解的物质，成人，约占体重的60%，总称为体液。

体液三分之二在细胞内，三分之一在细胞外，存在于血管内的血浆、淋巴管内的淋巴液、细胞间隙的和组织7 天然药物化学：是运用现代科学理论和方法研究天然药物中的化学成分及其生理功能的一门科学。

内容包括各类天然药物的化学成分、结构特征、性质、提取和分离方法、结构鉴定及生理活性等的研究。

主要研究内容是植物中的天然有机化合物的分离提纯、结构鉴定、构效关系7. 基因工程技术：是将重组对象的目的基因插入载体，拼接后转入新的宿主细胞，构建成工程菌，实现遗传物质的重新组合，并使目的基因在工程菌内进行复制和表达的技术8. 下游阶段：将实验室成果产业化、商品化，为获得高质量、高产量的表达产物，需对影响表达及分离纯化的因素进行分析（如新型生物反应器、高效分离介质及装置、分离纯化的优化控制、高纯度产品的制备技术等）9. 上游阶段：在实验室完成，获得目的基因后，用限制性内切酶和连接酶将目的基因插入载体，并转入宿主菌10. 逆转录法：是先分离纯化目的基因的mRNA，再反转录成互补DNA，然后进行互补DNA的克隆表达。

真核基因和原核基因表达调控的异同？真核基因表达调控的基本原理与原核基因相同，主要表现在：1、与原核基因的调控一样，真核基因表达调控也以转录水平调控为最重要；2、在结构基因均有调控序列，并依靠特异蛋白因子与这些调控序列的结合与否调控基因的表达。

3、都要经历转录、翻译的过程。

4、表达过程都有复杂性，多环节不同1、真核基因表达调控过程更复杂。

2、在染色质结构上。

原核细胞的DNA是裸露的，而真核细胞DNA包装在染色体中。

DNA与组蛋白组成核小体形成为染色体基本单位。

在原核细胞中染色质结构对基因的表达没有明显的调控作用，而在真核细胞中染色质的变化调控基因表达，并且基因分布在不同的染色体上，存在染色体间基因的调控问题；3、真核生物中编码蛋白质的基因通常是断裂基因，含有有非编码序列即内含子，因而转录产生的mRNA前体必须剪切加工才能成为有功能的成熟的mRNA，而不同拼接方式的可产生不同的mRNA。

而原核生物的基因由于不含有外显子和内含子，因此，转录产生的信使RNA不需要剪切、拼接等加工过程。

4、在原核基因转录的调控中，既有正调控，也有负调控，二者同等重要，而真核细胞中虽然也有正调控成分和负调控成分，但目前已知的主要是正调控，且一个真核基因通常都有多个调控序列，必须有多个激活物同时特异地结合上去才能调节基因的转录；5、原核基因的转录和翻译通常是相互偶联的，而真核基因的转录与翻译在时空上是分开的，从而使真核基因的表达有多种调控机制。

6、真核生物细胞中存在mRNA的稳定性调控7、真核生物大都为多细胞生物，基因的表达随细胞内外环境条件的改变和时间程序在不同的表达水平上进行着精确调控，而原核生物主要受环境因素和营养状况影响基因调控。

8、真核生物由三种RNA聚合酶分别负责三种RNA的转录，而原核生物只有一种。

分子生物学答案分子生物学答案一、名词1、鸟枪法（Shotgun method）：使用基因组中的随机产生的片段作为模板进行克隆的方法。

使用限制性内切酶将带有目的基因的DNA链切成若干小段，再使用DNA连接酶将其整合到载体的基因中，并使其表达。

2、色氨酸操纵子（tryptophane operon）：负责色氨酸的生物合成，当培养基中有足够的色氨酸时，这个操纵子自动关闭，缺乏色氨酸时操纵子被打开，trp基因表达，色氨酸或与其代谢有关的某种物质在阻遏过程（而不是诱导过程）中起作用。

3、酶切图谱（Macrorestriction Map）：描述限制性内切酶的酶切点的位置和距离信息的图谱。

4、原位杂交（in situ hybridization）：将标记的核酸探针与细胞或组织中的核酸进行杂交，称为原位杂交。

5、结构域（domain）：是构成蛋白质三级结构的基本单元，是指生物大分子中具有特异结构和独立功能的区域，是蛋白质生理功能的结构基础，这种相对独立的区域性结构就称为结构域。

6、DNA杂交（Southern blotting）：又称为Southern杂交，即用放射性标记的探针与靶DNA进行杂交的技术。

7、基因组文库（genomic library）：用限制性内切酶切割细胞的整个基因组DNA，可以得到大量的基因组DNA片段，然后将这些DNA片段与载体连接，再转化到细菌中去，让宿主菌长成克隆。

这样，一个克隆内的每个细胞的载体上都包含有特定的基因组DNA片段，整个克隆群体就包含基因组的全部基因片段总和称为基因组文库（短答案：是指采用基因组克隆的方法，克隆的一套基因组DNA片段。

）8、粘性末端（cos site-carring plasmid）：当一种限制性内切酶在一个特异性的碱基序列处切断DNA时，就可在切口处留下几个未配对的核苷酸，叫做粘性末端。

9、一致序列（又称保守序列：conserved sequence）：遗传物质里的片段极少发生突变而且在不同生物中广泛存在。