基因表达-翻译

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。

基因表达方式是指基因如何被转录和翻译，从而产生蛋白质的过程。

这个过程可以分为以下几个步骤：1. 转录（Transcription）：在这个阶段，DNA的一条链被酶RNA聚合酶（RNA polymerase）解开，形成两条单链。

然后，RNA聚合酶沿着DNA模板链合成一条互补的RNA链，这个过程称为mRNA（信使RNA）。

mRNA是蛋白质合成的蓝图，它携带了从DNA中编码的信息。

2. 剪接（Splicing）：在mRNA合成后，需要对其进行剪接，去除不需要的部分，保留正确的序列。

这个过程由剪接体（spliceosome）完成，最终得到成熟的mRNA。

3. 转运（Transport）：成熟的mRNA需要从细胞核运输到细胞质，以便进行下一步的翻译。

这个过程由多种蛋白质协同完成，包括核孔复合物（nuclear pore complex）和转运蛋白等。

4. 翻译（Translation）：在细胞质中，mRNA与核糖体结合，开始蛋白质的合成。

这个过程分为三个阶段：起始、延伸和终止。

首先，核糖体识别mRNA上的起始密码子（start codon），形成一个稳定的三元复合物。

然后，核糖体沿着mRNA链移动，每次加入一个氨基酸，形成多肽链。

最后，当遇到终止密码子（stop codon）时，翻译过程结束。

5. 后翻译修饰（Post-translational modification）：在蛋白质合成完成后，还需要进行一系列的后翻译修饰，如磷酸化、糖基化、甲基化等，以改变蛋白质的性质和功能。

这些修饰过程通常发生在细胞质中。

总之，基因表达是一个复杂的过程，涉及到多个步骤和多种蛋白质的协同作用。

通过这个过程，基因的信息被转化为具有特定功能的蛋白质。

名词解释基因的表达基因的表达是生物体在其基因组中所拥有的基因在蛋白质合成过程中被转录和翻译的过程。

在这个过程中，基因的信息从DNA分子转录成RNA分子，然后翻译成蛋白质分子。

基因表达是生物体发展、生长和功能运行的基础，对于进化和适应环境起着至关重要的作用。

基因的表达是一个高度调控的过程，包括转录和翻译两个主要步骤。

转录是指DNA中的一段基因被复制成RNA的过程，通过RNA聚合酶酶的催化作用，DNA 的信息被转录成一条RNA链。

这一过程是基因表达的第一步，而转录后的RNA 被称为信使RNA（mRNA）。

转录完成后，mRNA会通过核膜离开细胞核，进入到细胞质中，接下来就是翻译的过程。

翻译是指mRNA上的信息通过核糖体来转译成蛋白质的序列。

核糖体是一种包含多种蛋白质和rRNA（核糖体RNA）的复合物，它根据mRNA的编码序列来合成具有特定功能的蛋白质链。

在基因的表达过程中，除了转录和翻译，还有一系列复杂而精细的调控机制。

这些调控机制可以使细胞在不同的发育阶段、不同环境条件下产生不同的蛋白质，从而实现细胞的分化和特化。

基因表达的调控可以通过多种方式进行，包括转录因子的结合、DNA甲基化和组蛋白修饰等。

转录因子是一类能够结合到特定DNA序列上的蛋白质，它们能够促进或抑制基因的转录过程。

DNA甲基化是一种常见的表观遗传修饰方式，通过在DNA上加上一个甲基基团来影响基因的表达。

组蛋白修饰是指组蛋白上发生的一系列化学修饰，例如酶促的乙酰化、甲基化和磷酸化等，这些化学修饰可以影响染色质的结构和基因的可访问性。

基因表达的调控不仅限于单个基因，还可以通过基因组上的相互作用、基因网络和转录调控元件等方式进行。

例如，转录因子可以相互作用形成互作网络，不同的转录因子可以共同调控一组基因的表达。

转录调控元件是一种特殊的DNA序列，在特定的基因表达调控过程中起到重要的作用。

基因表达的异常往往与多种疾病的发生和发展相关。

例如，某些癌症可能由于基因表达调控失常而导致癌基因的过度表达，进而导致细胞的异常增殖和恶性转化。

基因表达的名词解释基因表达是指基因在生物体内转录和翻译过程中表达的过程和结果。

基因是指能编码蛋白质的DNA或RNA分子序列，而基因表达则是将基因信息转化为RNA和蛋白质的过程。

基因表达在生物体内起着非常重要的作用，它决定了一个生物体的发育、生长、功能和适应环境的能力。

基因表达的过程包括转录和翻译两个主要阶段。

转录是指DNA模板上基因序列被转录为RNA分子的过程。

在转录过程中，DNA上的一段基因序列作为模板，被RNA聚合酶酶依据碱基互补配对的原则合成RNA分子，形成信使RNA （mRNA）、转运RNA（tRNA）和核糖体RNA（rRNA）等多种类型的RNA。

这些RNA分子以不同的方式参与到后续的翻译过程中。

翻译是指mRNA分子通过核糖体和tRNA的调控，以三个碱基密码子一次被翻译为氨基酸序列的过程。

翻译过程中，mRNA的序列决定了氨基酸的排列顺序，tRNA的抗密码子与mRNA的密码子互补配对，将氨基酸送入到正在合成的蛋白质链中。

这样，一连串的氨基酸以特定顺序连接起来，形成特定结构的蛋白质分子。

基因表达的结果是形成具有特定功能的蛋白质。

蛋白质是生物体内功能最复杂、最重要的分子之一，它们可以通过多种形式参与到生物体的各种生理过程中。

例如，酶是一种特殊的蛋白质，它参与了生物体的代谢过程、信号传递和细胞结构的组建等。

其他类型的蛋白质包括结构蛋白、免疫球蛋白、激素等，它们都起着重要的生物学功能。

基因表达的调控是生物体在不同环境和发育阶段下维持自身稳态的重要机制。

调控基因表达的方式非常多样，包括转录因子与DNA结合、甲基化修饰、染色质重塑等。

通过这些方式，生物体可以在不改变基因序列的前提下，使不同基因、不同细胞类型和不同物种表达出不同的基因组和蛋白质组，从而实现生物体的多样化和适应性。

总之，基因表达是基因信息转化为RNA和蛋白质的过程，是生物体发育、生长、功能和适应环境的基础。

对基因表达的深入理解将有助于我们揭示生物体复杂的生理、病理过程，并为人类健康和疾病治疗提供新的思路和方法。

基因genes：基因是负责编码RNA或一条多肽链的DNA片段，包括编码序列、编码序列外的侧翼序列及插入序列。

是决定遗传性状的功能单位。

结构基因structure genes：基因中编码RNA或蛋白质的DNA序列称为结构基因。

基因组genome：一个细胞或病毒的全部遗传信息。

（细胞或生物体的一套完整单倍体的遗传物质的总和。

）真核生物基因组是指一套完整单倍体DNA（染色体DNA）和线粒体DNA的全部序列，包括编码序列和非编码序列。

GT-AG法则：真核生物基因的外显子与内含子接头处都有一段高度保守的一致性序列，即：内含子5’端大多数是以GT开始，3’端大多是以AG结束。

端粒：以线性染色体形式存在的真核基因组DNA末端都有一种特殊的结构叫端粒。

该结构是一段DNA序列和蛋白质形成的一种复合体，仅在真核细胞染色体末端存在。

端粒DNA由重复序列组成，人类端粒一端是TTAGGG 另一端是AATCCC.操纵子：是指数个功能上相关的结构基因串联在一起，构成信息区，连同其上游的调控区（包括启动子和操纵基因）以及下游的转录终止信号所构成的基因表达单位。

所转录的RNA为多顺反子。

操纵元件：是一段能够被不同基因表达调控蛋白质识别和结合的DNA序列，是决定基因表达效率的关键元件。

顺式作用元件：是指那些与结构基因表达调控相关、能够被基因调控蛋白特异性识别和结合的特异DNA序列。

包括启动子、上游启动子元件、增强子、反应元件和poly(A)加尾信号。

反式作用因子：是指真核细胞内含有的大量可以通过直接或间接结合顺式作用元件而调节基因转录活性的蛋白质因子。

启动子：是能够被RNA聚合酶特异性识别并与其结合并开始转录的核苷酸序列。

（TATAbox、CAATbox、GCbox）增强子enhancer：是一段短的DNA序列，其中含有多个作用元件，可以特异性地与转录因子结合，增强基因的转录活性。

它可位于被增强的转录基因的上游或下游，也可相距靶基因较远。

1. 顺式作用元件（cis-acting element）是指可以影响自身基因表达活性的真核DNA序列。

2. 反式作用因子（trans-acting factor）.指调控转录的蛋白质因子。

它们由某一基因表达后通过与特异的顺式作用元件相互作用，反式激活另一基因的转录。

3. 管家基因（housekeeping gene）.某些基因产物对生命全过程都是必需的或必不可少的。

这类基因在一个生物个体的几乎所有细胞中均表达，被称为管家基因。

4. 基因表达的时空性.即基因表达的时间、空间特异性。

时间特异性：按功能需要某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生。

在多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶段特异性。

空间特异性：在个体生长全过程，某种基因产物在个体在不同组织或器官表达，即按空间顺序出现。

5. 启动子（promoter）启动子指RNA聚合酶结合位点周围的一组转录调控组件，包括至少一个转录起始点以及一个以上的功能组件。

6. 增强子（enhancer）指远离转录起始点（1~30kb），决定基因的时间，空间特异性表达，增强启动子转录活性的DNA序列，其发挥作用的方式通常与方向，距离无关。

7. 沉默子（silencer）是某些基因含有负性调节元件，当其结合特异蛋白质因子时，对基因转录起阻遏作用。

8. 基本转录因子基本转录因子（general transcription factor）为RNA 聚合酶结合启动子所必需的一组蛋白质因子，决定三种RNA（tRNA、mRNA及rRNA）转录的类别。

9. 特异转录因子特异转录因子（special transcription factor）：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，故称特异转录因子10.基因组基因组（genome）：指一个细胞或病毒所携带的全部遗传信息或整套基因。

11.基因表达基因表达：指储存遗传信息的基因转录及翻译合成蛋白质，或者经转录合成RNA的过程。

基因的复制与表达生物的遗传物质基础是核酸（nucleic acid）,它也是基因的基本结构，它们的化学组成分子结构符合遗传物质的稳定性、连续性及多样性的要求。

（一）核酸的化学组成核酸结构的基本单位是核苷酸（nucleic acid），每个核苷酸由1个磷酸、1个五碳糖和1个碱基3部分组成。

核酸有两类：一类是脱氧核糖核酸（DNA），DNA中的脱氧核糖核苷酸主要由4种碱基构成，即腺嘌呤(adenine,A)、鸟嘌呤（guanine,G）、胞嘧啶（cytosine,C）和胸腺嘧啶（thymine,T），此外，还有脱氧核糖（deoxyribose）和磷酸；另一类是核糖核酸（RNA），RNA分子中的核糖核苷酸主要由碱基A、G、C和尿嘧啶（uracil,U）构成，此外，还有核糖（ribose）和磷酸。

（二）DNA的分子结构DNA分子是4种脱氧核苷酸经3’→5’磷酸二酯健聚合而成，所以了称为多核苷酸（polynucleotide）。

DNA的一级结构是指4种核苷酸的连接及其排列顺序。

1953年Watson和Cricd提出了DNA分子双螺旋结构模型，其要点是：DNA分子是由2条平行的多核苷酸链围绕同一中心轴构成的右手双螺旋结构（B型DNA）。

多种芏酸的方向由核苷酸间的磷酸二酯健的走向决定，一条从5’→3’，另一条从3’→5’，两条链呈反向平行排列（antiparallel）,彼此由氢键相连，G 与C配对（G≡C），A与T配对（A=T）。

图3-3表明DNA的分子骨架。

图3-3 DNA双螺旋结构及碱基配对示意图（A）部分SNA多核苷酸链，示邻近脱氧核苷酸由3’-5’磷酸二酯键连接；（B）DNA互补的两条链；（C）DNA双螺旋模型根据以上原则，只要确定了一条链中的碱基顺序，就可以相应在确定与它互补的另一条链上碱基的顺序，估计1个DNA分子大约有4千至40亿个核酸对，而各种碱基对排列顺序没有限制，即假定某一段DNA分子链有100个碱基对，则该段就有4100各不同的排列组合形式，即可有4100种不同性质的基因。

简述基因表达过程
基因表达是指在生物体内，DNA转录成RNA，然后RNA翻译成蛋白质的过程。

这个过程包含了三个主要步骤：转录、RNA加工和翻译。

1. 转录：DNA的双链解旋形成单链模板，在核糖体上形成RNA 链，RNA链与模板DNA链互补配对，RNA聚合酶沿DNA模板移动，合成RNA链，直到遇到终止信号而停止。

2. RNA加工：RNA经过剪切、拼接和修饰等加工，产生成熟的mRNA分子。

其中最常见的是剪接，即将前体mRNA中的内含子切除，使得外显子连接起来，从而生成成熟的mRNA。

3. 翻译：成熟的mRNA通过核糖体进行翻译，将RNA上的信息翻译成氨基酸序列，然后根据氨基酸序列，通过tRNA带有的氨基酸，组装成多肽链，最终形成蛋白质。

基因表达过程是高度调控的，由许多因素调节，包括启动子、转录因子、剪接因子、RNA稳定性、翻译启动因子和调节蛋白等。

这些因素的变化可以影响基因表达水平，从而对生物体的特征和功能产生影响。

真核细胞基因表达
真核细胞基因表达是指真核细胞中基因转录、转译、翻译和调控的过程。

真核细胞具有细胞核，基因组较大，其中包含了大量的非编码RNA和调控元件。

基因表达调控是通过转录因子和多种调控蛋白质进行的。

在真核细胞中，转录后的前mRNA需要通过剪接形成成熟的mRNA，然后进入细胞质，翻译成蛋白质。

翻译过程中还存在调控，如翻译后修饰、蛋白质降解等。

基因表达的细节和调节机制非常复杂，但是对于理解生物学和疾病机理非常重要。

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生化名词及解答总结生物遗传中心法则：遗传信息从DNA向RNA，再向蛋白质传递的规律。

基因表达：从贮存状态的遗传信息表现为有功能的蛋白质过程，包括转录和翻译。

半保留复制：以DNA两条链分别为模板，以dNTP为原料，在DNA聚合酶作用下按照碱基配对规律合成互补新链，这样形成的两个子代DNA分子与原来DNA分子完全相同，故称为复制。

又因子代DNA分子的一条链来自亲代，另一条链为新合成，故称为半保留复制。

不连续复制：在DNA复制中，以3’->5’DNA链为模板能连续合成5’->3’互补新链；而以5’->3’DNA链为模板只能合成若干与模板反向互补的5’->3’冈崎片断，这些片断再相连成随从链。

DNA拓扑异构酶：能改变DNA拓扑状态的酶。

DDDP依赖DNA的DNA聚合酶：是以DNA为模板，催化dNTP合成DNA的酶。

复制叉：正在进行复制的DNA分子的Y形区域，在此区域发生DNA双链分离以及新链合成，沿前导链合成的方向不断前移，直到复制终点。

前导链&随从链：DNA复制时，两条链均为模板，合成方向都是5’->3’。

因此，以3’->5’DNA链为模板的互补新链能沿着正常方向连续合成，称为前导链；另外一条不能沿着正常方向合成，只能随着DNA双链打开一次合成正常方向的DNA短片断，再连成长的DNA链，为随从链。

反转录：以RNA为模板在反转录酶的作用下合成DNA的过程为反转录。

端粒酶：细胞核内存在的一种反转录酶，含有蛋白质与RNA，以RNA为模板催化端粒3’端重复序列的延长，维护端粒区的正常结构。

Asymmetric transcription不对称转录：双链DNA中只有一股单链作为模板；另外在同一条单链上可以交错出现模板链或编码链。

Sigma factor（Sigma因子）：原核生物RNA聚合酶全酶的成分，功能是辨认转录起始区，影响对启动子结合位点的选择。

Rho factor（Rho因子）：是原核生物转录终止子，有ATP酶活性和解旋酶活性。