转录和转录水平的调控要点
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真核生物转录水平的调控机制一、转录因子转录因子是真核生物转录水平调控的重要环节。
它们可以识别和结合DNA上的特异序列,从而调控基因的表达。
根据结合位点的不同,转录因子可以分为上游启动子元件和增强子元件两类。
上游启动子元件主要包括TATA box和CAAT box等,而增强子元件则是一种具有增强基因转录功能的DNA序列。
二、染色质重塑染色质重塑是真核生物基因表达调控的重要机制之一。
染色质重塑可以改变染色质的结构,从而影响基因的表达。
染色质重塑过程中,染色质重塑复合物可以将核小体从DNA上移除或重新排列,从而改变染色质的可及性。
此外,染色质重塑还可以影响DNA的甲基化水平,进一步调控基因的表达。
三、miRNA和siRNAmiRNA和siRNA是真核生物中的非编码RNA,它们可以通过与mRNA的特异性结合来调控基因的表达。
miRNA和siRNA可以与mRNA 的3'UTR结合,导致mRNA的降解或翻译抑制,从而调控基因的表达。
此外,miRNA和siRNA还可以通过与转录因子或染色质重塑复合物等相互作用,影响基因的转录和表达。
四、转录起始和延伸转录起始和延伸是真核生物转录水平调控的重要环节。
转录起始和延伸过程中,RNA聚合酶可以识别启动子元件并开始转录,然后沿着DNA序列向下游移动并合成RNA。
在这个过程中,转录起始和延伸复合物可以与RNA聚合酶相互作用,从而影响转录的效率和方向。
此外,一些转录因子也可以与RNA聚合酶相互作用,进一步影响基因的表达。
五、转录后修饰真核生物中的RNA聚合酶可以使用各种转录后修饰来修饰其转录产物。
这些修饰可以包括mRNA的加尾、编辑、剪接和稳定性等。
这些过程可以影响mRNA的翻译效率和稳定性,从而影响基因的表达。
此外,一些蛋白质也可以通过磷酸化、乙酰化或甲基化等修饰来影响基因的表达。
六、细胞周期与细胞分化细胞周期和细胞分化是真核生物细胞生命活动中的重要过程,也是转录水平调控的重要方面。
基因表达的调控机制基因是生物体内部分遗传信息的基本单位,而基因的表达即是将基因信息转化为功能蛋白质或RNA的过程。
为了维持生物体内部的正常功能和适应外界环境的变化,基因的表达必须受到精确的调控,以保证基因产物的数量和时间上的合理控制。
基因表达的调控机制可以分为转录水平的调控、RNA后转录水平的调控以及转录后水平的调控。
一、转录水平的调控转录是基因表达的第一步,它决定了哪些基因会被转录为RNA。
转录的调控是通过控制转录因子与启动子区域的结合来实现的。
启动子附近的DNA序列中存在一些特定的序列结构称为转录因子结合位点,而转录因子则是能够特异性地结合在这些位点上的蛋白质。
转录因子的结合可以促进或抑制RNA聚合酶的结合,从而调控基因的转录水平。
此外,还有一些转录因子能够与共激活子结合,进一步调控特定基因的转录。
二、后转录水平的调控转录后水平的调控主要包括剪接调控和RNA修饰。
剪接是在转录后的RNA分子中剪切掉非编码序列,将编码序列连接成连续的序列。
不同的剪接方式会导致基因产物的多样性,从而调控基因表达。
剪接的调控主要通过剪接因子的结合与调控。
此外,RNA修饰也是一种重要的后转录调控方式,如RNA甲基化和RNA剪切修饰等。
这些修饰可以改变RNA的稳定性和功能,从而影响基因的表达水平。
三、转录后水平的调控转录后水平的调控主要包括mRNA的稳定性、转运和翻译调控。
mRNA的稳定性是由mRNA的3'非翻译区域的特定序列决定的,这些序列可以诱导降解或稳定mRNA分子。
转运是指mRNA分子从细胞核运输到细胞质的过程,这个过程是由核膜孔和转运蛋白共同参与的。
翻译调控是指控制mRNA翻译成蛋白质的速率和效率。
这种调控可以通过mRNA的5'非翻译区域的序列来实现,这些序列可以促进或抑制翻译起始复合体的组装。
综上所述,基因表达的调控涉及到多个层面和多种机制。
通过转录的调控、RNA后转录的调控以及转录后的调控,生物体可以在复杂的内外环境中对基因表达进行适时、适量、适地的响应。
基因表达与调控知识点总结基因表达和调控是生物学中非常重要的概念,关乎着生物个体的生长发育、适应环境以及疾病的产生。
本文将对基因表达和调控的相关知识点进行总结,以帮助读者更好地理解这一领域。
一、基因表达的概念与过程基因表达是指通过DNA转录成RNA,再通过RNA翻译成蛋白质的过程。
这个过程可分为三个主要步骤:转录、剪接和翻译。
1. 转录:转录是指DNA模板上的信息被RNA聚合酶酶依据碱基互补配对的原则合成成为一条mRNA链的过程。
转录分为起始、延伸和终止三个阶段,其中起始阶段涉及到转录起始因子和启动子的结合,延伸阶段则是RNA链的合成过程,终止阶段是转录终止信号的识别和RNA链的释放。
2. 剪接:在转录后,mRNA经历了剪接这一过程。
剪接是指将mRNA上含有内含子(introns)的序列剪除,只保留外显子(exons)的过程。
这是因为在真核生物中,基因上的非编码区域和编码区域是交错存在的,剪接的目的是产生功能蛋白质所需的成熟mRNA。
3. 翻译:翻译是指mRNA上的信息被核糖体翻译成蛋白质链的过程。
翻译过程中,mRNA的密码子与tRNA上的氨基酸互相匹配,从而合成出特定顺序的氨基酸链。
翻译完成后,蛋白质会进一步经历折叠和修饰过程,最终形成功能蛋白质。
二、基因调控的方式及相关机制基因表达的调控是指细胞根据环境和内部信号对基因表达的调整和控制。
基因调控主要包括转录水平的调控和转录后的调控。
1. 转录水平的调控(1)启动子和转录因子:启动子是位于基因的上游区域,能够招募转录因子结合并促进或抑制基因转录。
转录因子是一类能够识别和结合到启动子上的蛋白质。
不同基因的启动子和转录因子组合形成了复杂的转录调控网络,大大影响基因的表达水平。
(2)组蛋白修饰:组蛋白修饰是指对染色质上的组蛋白进行化学修饰,从而影响染色质的结构和染色质的开放程度。
这些化学修饰包括甲基化、磷酸化、乙酰化等,能够影响基因的可及性和转录因子的结合。
基因表达的调控基因表达的调控是生物体中基因活动的一个重要过程,通过调控基因的表达水平,维持细胞的功能和稳态。
基因表达调控涉及多个层次,包括转录水平、转译水平和后转录水平等。
下面将对这些层次的基因表达调控进行详细介绍。
一、转录水平调控转录水平调控指的是通过调节基因的转录过程来控制基因表达的水平。
主要的调控方式包括转录激活和转录抑制。
转录激活因子可以与DNA结合,促进转录因子的结合,从而增强转录过程,而转录抑制因子则能够与DNA或转录因子结合,阻碍转录的进行。
此外,染色质的结构也会对基因的转录起到重要的调控作用,如DNA甲基化、组蛋白修饰等都可以改变染色质的状态,进而影响基因的表达。
二、转译水平调控转译水平调控是指调控基因的转录产物(mRNA)的转译过程。
在细胞中,mRNA需要被翻译成蛋白质才能发挥作用。
转译的调控主要包括转录后修饰和mRNA降解两个方面。
在转录后修饰中,mRNA会经历剪接、剪接调控、RNA编辑等多个步骤,来改变它的结构和功能。
而mRNA降解则通过一系列核酸酶的作用,将mRNA降解成短的片段,从而控制基因的表达。
三、后转录水平调控后转录水平调控是指基因表达的调控发生在转录和转译之后的过程。
在这个阶段,蛋白质会经历一系列的修饰和定位过程,以实现其特定的功能。
这些修饰包括糖基化、磷酸化、乙酰化等,它们可以改变蛋白质的稳定性、定位和相互作用等性质。
此外,许多蛋白质需要通过蛋白酶的作用进行裂解,形成活性的多肽或蛋白质片段。
总结起来,基因表达的调控是一个复杂而精细的过程,涉及多个层次的调控机制。
通过转录水平的调控,可以控制基因的转录过程和染色质的结构状态;通过转译水平的调控,可以调节mRNA的转译和降解过程;而后转录水平的调控,则调节了蛋白质的修饰和定位等过程。
这些调控机制相互作用,共同维持了细胞内基因表达的平衡,保证了生物体的正常功能。
基因表达的调控不仅对细胞发育和生理功能具有重要的影响,还与疾病的发生和进展密切相关。
SECTION 5转录和转录水平的调控重点:转录的反应体系,原核生物RNA聚合酶和真核生物中的RNA聚合酶的特点,RNA的转录过程大体可分为起始、延长、终止三个阶段。
真核RNA的转录后加工,包括各种RNA前体的加工过程。
基因表达调控的基本概念、特点、基本原理.乳糖操纵子的结构、负性调控、正性调控、协调调节、转录衰减、SOS反应。
难点:转录模板的不对称性极其命名,原核生物及真核生物的转录起始,真核生物的转录终止,mRNA前体的剪接机制(套索的形成及剪接),第Ⅰ、Ⅱ类和第Ⅳ类内含子的剪接过程,四膜虫rRNA前体的加工,核酶的作用机理。
真核基因及基因表达调控的特点、顺式作用元件和反式作用因子的概念、种类和特点. 以及它们在转录激活中的作用。
一.模板和酶:要点1.模板RNA的转录合成需要DNA做模板,DNA双链中只有一股链起模板作用,指导RNA合成的一股DNA链称为模板链(template strand),与之相对的另一股链为编码链(coding strand),不对称转录有两方面含义:一是DNA链上只有部分的区段作为转录模板(有意义链或模板链),二是模板链并非自始至终位于同一股DNA单链上.2.RNA聚合酶转录需要RNA聚合酶。
原核生物的RNA聚合酶由多个亚基组成:α2ββ’称为核心酶,转录延长只需核心酶即可。
α2ββ'σ称为全酶,转录起始前需要σ亚基辨认起始点,所以全酶是转录起始必需的。
真核生物RNA聚合酶有RNA-pol Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种,分别转录45s-rRNA; mRNA(其前体是hnRNA);以及5s-rRNA、snRNA 和tRNA。
3.模板与酶的辨认结合转录模板上有被RNA聚合酶辨认和结合的位点。
在转录起始之前被RNA聚合酶结合的DNA部位称为启动子.典型的原核生物启动子序列是-35区的TTGACA序列和-10区的Pribnow盒即TATAAT序列。
真核生物的转录上游调控序列统称为顺式作用元件,主要有TATA盒、、CG盒、上游活化序列(酵母细胞)、增强子等等。
基因调控机制基因调控是生物体内部控制基因表达的过程,通过调控基因的表达水平和时机,使得细胞在不同的发育阶段和环境条件下能够产生不同的蛋白质,从而实现细胞的分化和功能的多样化。
基因调控机制是生物体内部复杂而精密的调控系统,涉及到多种调控因子和调控途径。
本文将从转录调控、转录后调控和表观遗传调控三个方面介绍基因调控机制的相关内容。
一、转录调控转录调控是指在基因转录过程中通过调控RNA聚合酶的结合、启动子的甲基化、转录因子的结合等方式,控制基因的转录水平。
在细胞内,转录因子是一类能够结合到DNA上特定序列的蛋白质,它们通过与启动子区域上的转录因子结合,调控基因的转录活性。
转录因子的结合可以激活或抑制基因的转录,从而影响细胞内特定蛋白质的合成。
另外,组蛋白修饰也是转录调控的重要方式。
组蛋白是染色质的主要蛋白质成分,对基因的表达起着重要的调控作用。
组蛋白修饰包括乙酰化、甲基化、泛素化等多种方式,不同的修饰方式会影响染色质的结构和紧密度,进而影响基因的可及性和转录活性。
二、转录后调控转录后调控是指在mRNA合成完成后,通过RNA剪接、RNA修饰、RNA稳定性等方式对mRNA进行调控,影响蛋白质的合成水平。
RNA剪接是指在转录后的RNA分子中去除内含子并连接外显子的过程,通过不同的剪接方式可以产生不同的mRNA亚型,从而影响蛋白质的翻译。
此外,miRNA和siRNA也是转录后调控的重要调控因子。
miRNA和siRNA是一类短小的非编码RNA分子,它们通过与靶基因的mRNA结合,抑制靶基因的翻译或降解靶基因的mRNA,从而影响蛋白质的合成水平。
三、表观遗传调控表观遗传调控是指通过改变染色质结构和DNA甲基化状态等方式,影响基因的表达水平。
DNA甲基化是一种重要的表观遗传调控方式,它通过在DNA分子上添加甲基基团,影响基因的可及性和转录活性。
DNA甲基化在细胞分化和发育过程中起着重要的调控作用。
另外,组蛋白修饰也是表观遗传调控的重要方式。
原核生物基因表达调控机理及意义研究在生物界中,原核生物与真核生物是两类不同的生物体系。
其主要区别在于原核生物没有细胞核和其他复杂细胞器,其基因组由单一环状DNA分子组成,因此研究原核生物的基因表达调控机理对于理解细胞生命活动有着重要的意义。
原核生物基因表达的调控机理主要包括转录水平和转录后水平两个方面。
其中,转录水平主要是指影响基因的转录过程,而转录后水平则是指影响基因译码和蛋白质后翻译、修饰等过程。
下面将具体介绍两个方面的机制。
一、转录水平的调控大多数原核生物具有单个RNA聚合酶所需的全部因子,这意味着RNA聚合酶的活性可能无法被其他因子所调节。
在这种情况下,也就只能依靠DNA相绑定的蛋白质对RNA聚合酶基因进行调节。
最常见的调节方式是一组由反应型蛋白质组成的复合物,这些蛋白质与RNA聚合酶一起结合,形成一种酶促复合物。
通常,该复合物主要通过两种方式产生转录调节:反应型蛋白群与DNA结合的区域可提高或降低RNA聚合酶的结合亲和力,或者允许其他转录因子与RNA聚合酶相互作用。
此外,还有几个反应型蛋白质涉及到转录控制。
例如,亚硫酸盐还原酶(trxA和trxB)能够作为还原剂释放亚硫酸根离子,这种离子可在市场上使用,也可以用作DNA反应型蛋白质还原和肽键形成过程的反应原料。
这些反应型蛋白质涉及的生理调节行为仍需更详细地了解。
二、转录后水平的调控转录后调节主要是指影响RNA翻译和修饰等过程的调节。
通常,这种调节是通过RNA结合蛋白质的基因或RNA调节基因端口(转录和行为)进行的。
在大多数原核生物中,也存在一组RNA区域,这些区域的突变或缺失可以影响RNA的稳定性和翻译能力。
这些“稳定性序列区域”(SSRs)或“翻译能力序列区域”(TRSs)形成一组锚定分子,这些锚定分子促进RNA稳定性或转运。
虽然这些RNA的所有功能尚未完全理解,但已知它们参与调节RNA的复制、转录和翻译等过程。
同时,某些RNA还具有翻译后调控作用。
SECTION 5转录和转录水平的调控重点:转录的反应体系,原核生物RNA聚合酶和真核生物中的RNA聚合酶的特点,RNA的转录过程大体可分为起始、延长、终止三个阶段。
真核RNA的转录后加工,包括各种RNA前体的加工过程。
基因表达调控的基本概念、特点、基本原理。
乳糖操纵子的结构、负性调控、正性调控、协调调节、转录衰减、SOS反应。
难点:转录模板的不对称性极其命名,原核生物及真核生物的转录起始,真核生物的转录终止,mRNA前体的剪接机制(套索的形成及剪接),第Ⅰ、Ⅱ类和第Ⅳ类内含子的剪接过程,四膜虫rRNA前体的加工,核酶的作用机理。
真核基因及基因表达调控的特点、顺式作用元件和反式作用因子的概念、种类和特点. 以及它们在转录激活中的作用。
一.模板和酶:要点1.模板RNA的转录合成需要DNA做模板,DNA双链中只有一股链起模板作用,指导RNA合成的一股DNA链称为模板链(template strand),与之相对的另一股链为编码链(coding strand),不对称转录有两方面含义:一是DNA链上只有部分的区段作为转录模板(有意义链或模板链),二是模板链并非自始至终位于同一股DNA单链上。
2.RNA聚合酶转录需要RNA聚合酶。
原核生物的RNA聚合酶由多个亚基组成:α2ββ'称为核心酶,转录延长只需核心酶即可。
α2ββ'σ称为全酶,转录起始前需要σ亚基辨认起始点,所以全酶是转录起始必需的。
真核生物RNA聚合酶有RNA-polⅠ、Ⅱ、Ⅲ三种,分别转录45s-rRNA; mRNA(其前体是hnRNA);以及5s-rRNA、snRNA 和tRNA。
3.模板与酶的辨认结合转录模板上有被RNA聚合酶辨认和结合的位点。
在转录起始之前被RNA聚合酶结合的DNA部位称为启动子。
典型的原核生物启动子序列是-35区的TTGACA 序列和-10区的Pribnow盒即TATAAT序列。
真核生物的转录上游调控序列统称为顺式作用元件,主要有TATA盒、、CG盒、上游活化序列(酵母细胞)、增强子等等。
和顺式作用元件结合的蛋白质都有调控转录的作用,统称为反式作用因子。
反式作用因子已发现数百种,能够归类的称为转录因子(TF),相应于RNA-polⅠ、Ⅱ、Ⅲ的是TFⅠ、TFⅡ、TFⅢ。
TFⅡ又有A、B、C、D、E、F多种及其亚类。
基本概念:1.不对称转录: 两重含义,一是指双链DNA只有一股单链用作转录模板(模板链);二是对不同基因同一单链上某些区段作为模板链而另一些区段作为编码链,即模板链并非永远在同一单链上。
2.编码链: DNA双链上不用作转录模板的那一段单链,因其碱基序列除由T代替U而外,其他与转录产物mRNA序列相同而得名。
3.σ(sigma)因子: 原核生物RNA聚合酶全酶的成份,功能是辨认转录起始区,这种σ因子称σ70,此外还有分子量不同,功能不同的其他σ因子。
基本要求:掌握转录与复制的区别,转录的不对称性,原核生物的RNA聚合酶的组成及各亚基的功能,真核生物RNA聚合酶的分类、性质及功能,原核生物启动子的结构特点,了解真核生物RNA聚合酶的组成,研究转录起始区的方法。
二.转录过程1.转录起始:转录的起始就是生成由RNA聚合酶,模板和转录5'端首位核苷酸组成的起始复合物。
原核生物RNA5'端是嘌呤核苷酸(A、G),而且保留三磷酸核苷的结构,所以其起始复合物是:pppG-DNA-RNA聚合酶。
真核生物起始,生成起始前复合物(PIC)。
例如RNA-pol-Ⅱ转录,是由各种TFⅡ相互辨认结合,再与RNA聚合酶结合,并通过TF结合到TATA盒上.2. 转录延长:转录的延长是以首位核苷酸的3'-OH为基础逐个加人NTP即形成磷酸二醋键,使RNA逐步从5'向3'端生长的过程。
在原核生物,因为没有细胞膜的分隔,转录未完成即已开始翻译,而且在同一DNA模板上同时进行多个转录过程。
电镜下看到的羽毛状图形和羽毛上的小黑点(多聚核糖体),是转录和翻译高效率的直观表现。
3.录终止:转录的终止在原核生物分为依赖Rho因子与非依赖Rho因子两类。
Rho因子有ATP酶和解螺旋酶两种活性,因此能结合转录产物的3'末端区并使转录停顿及产物RNA脱离DNA模板。
非依赖Rho因子的转录终止,其RNA产物3'-端往往形成茎环结构,其后又有一串寡聚U。
茎环结构可使因子聚合酶变构而不再前移,寡聚U则有利于RNA不再依附DNA模板链而脱出。
因此无论哪一种转录终止都有RNA聚合酶停顿和RNA产物脱出这两个必要过程。
真核生物转录终止是和加尾(mRNA的聚腺昔酸poly A)修饰同步进行的。
RNA上的加尾修饰点结构特征是有AAAUAA序列。
基本概念:1.转录起始前复合物 (pre-initiation complex,PIC):是真核生物转录因子与RNA聚合酶一同结合于转录起始前的DNA区域而成的复合物。
2.加尾修饰点:真核生物mRNA转录不是在mRNA的位置上终止,而是在数百个核苷酸之后,研究发现在编码链读码框架的3'端之后,常有一组共同序列AATAAA,再下游还有相当多GC的序列,这些序列称为加尾修饰点,转录越过修饰点后,mRNA在修饰点处被切断,随即加入polyA。
3.Rho因子:是原核生物转录终止因子,有ATP酶和解螺旋酶活性。
转录终止也可不依赖Rho因子。
基本要求:掌握原核生物的转录起始复合物的形成过程,真核生物转录起始及起始前复合物(PIC)的生成,RNA聚合酶Ⅱ催化的转录起始过程中各种TFⅡ的作用,转录延伸过程中的化学反应,原核生物的转录终止的两种形式,真核生物的转录终止的修饰点。
了解原核生物RNA聚合酶的各种亚基与真核生物的各种转录因子之间的关系即拼版理论,原核生物转录空泡的形成及转录产物的释放过程。
三.真核RNA的转录后加工1.mRNA转录后加工真核生物转录生成的RNA,多需经加工后才具备活性,这一过程称为转录后修饰,mRNA转录后修饰包括首、尾修饰和剪接。
加尾修饰是和转录终止同步的,5'端修饰主要是指生成帽子结构,即把5'-pppG转变为5'-pmGpppG。
其过程需磷酸解、磷酸化和碱基的甲基化。
mRNA由hRNA加工而成。
真核生物基因由内含子隔断编码序列的外显子,是断裂基因。
内含子一般也出现在转录初级产物hRNA。
切除内含子,把外显子连结在一起,就是剪接加工。
在电镜下看到加工过程,内含子往往被弯曲成套索状,因此称为套索RNA。
现在知道剪接加工中,需要由多种Sn-RNA与蛋白质共同组成的并接体。
并接体和hnRNA上的内含子边界序列辨认结合。
剪接过程先由含鸟苷酸的酶提供3'-OH对其中内含子5'-端的磷酸二酯键作亲电子攻击使其断裂。
断裂的外显子3'-OH对内含子3'-端的磷酸二酯键作亲电子攻击,使刚断出的外显子完全置换了内含子,两个外显子就相连起来,因此这个过程称二次转酯反应。
2.tRNA转录后加工tRNA的转录后修饰,除了剪接加工外,还包括tRNA链上稀有碱基的形成,以及加上3'端的CCA序列。
3.rRNA的转录后加工rRNA加工多采用自我剪接的形式。
自我剪接的RNA本身形成一种特别的二级结构,称为锤头结构。
锤头结构是指复合的茎环组成形态,但其中某些序列上必需是特定的碱基所占据。
这种RNA结构,不需要任何蛋白质,就可以水解RNA链上某一特定位点的磷酸二酯键。
也就是说,这是一种起催化作用的RNA,现称为核酶。
核酶的发现,对酶学、分子生物学,进化生物学都是重要的理论更新,而且,医学上已开始利用人工设计的核酶,去消灭一些作为病原体的RNA病毒或消除一些不利于生命活动的细胞内RNA。
基本概念:1. 剪接修饰: RNA转录初级产物含有非编码组分,通过剪接除去非编码组分,把编码组份连接起来。
剪接修饰最常见的是靠并接体协助的二次转酯反应,此外还可有自我剪接及需酶的剪接等剪接方式。
2. 外显子:定义为断裂基因上及其转录初级产物上可表达的序列。
或转录初级产物上通过拼接作用而保留于成熟的RNA中的核苷酸序列或基因中与成熟RNA相对应的DNA序列.3. 内含子:早期定义为核酸上的非编码序列。
随着内含子功能的被拓宽,建议用"转录初级产物上通过拼接作用而被去除的RNA序列或基因中与这种RNA序列相对应的DNA序列"较全面。
4. 并接体:由snRNA和蛋白质组成的核糖核酸蛋白(核蛋白)复合物。
其功能是结合内含子两端的边界序列,协助RNA的剪接加工。
5. 核酶(ribozyme):具有催化功能(酶的作用)的RNA分子。
核酶能起作用的结构,至少含有3个茎(RNA分子内配对形成的局部双链),1至3个环(RNA分子局部双链鼓出的单链)和至少有13个一致性的碱基位点。
基本要求:掌握真核生物mRNA转录后5ˊ-端加帽;3ˊ-端加尾及mRNA链进行剪接修饰,tRNA及rRNA的转录后加工过程,了解内含子的其他剪接方式及功能,核酶的应用。
转录水平的调控一、基因表达调控基本概念与原理1、基因表达的概念基因是一段DNA分子,编码一种多肽链或 RNA。
基因通过转录和翻译产生具有一定功能的蛋白质的过程。
大多数基因的表达产物是蛋白质,部分基因如rRNA和tRNA 基因的表达产物是RNA.2、基因表达的特点(A)、时间特异性或发育阶段特异性、(B)、空间特异性或组织细胞特异性,(C)、有两种表达方式,管家基因几乎在所有的细胞和所有的发育阶段持续表达,基本不受环境因素的影响,只受启动子调节。
另外一些基因的表达受环境因素的诱导或阻遏。
(D)、基因表达可在多层次上受到调节如基因、转录、转录后加工翻译和翻译后加工等水平上进行调节。
但最主要的是转录水平的调节,本章讨论的内容是原核基因和真核基因转录水平的调节。
3、基因转录激活的基本要素:(A)、特异的DNA调节序列是调节基因转录的DNA片段,如原核生物操纵子调控区中的启动序列、操纵序列、CAP蛋白结合位点和真核基因的启动子、增强子和沉默子等。
(B)、调节蛋白是调节基因转录的蛋白因子,如原核生物的阻遏蛋白和CAp蛋白、真核生物的基本转录因子和特异转录因子等。
、(C)、RNA聚合酶是催化基因转录最主要的酶。
原核生物只有一种RNA聚合酶,催化所有RNA的转录。
真核生物有三种RNA聚合酶,催化不同RNA的转录。
DNA调节元件和调节蛋白可以通过影响RNA聚合酶的活性来调接基因转录激活。
二、原核基因转录调控1.原核基因表达调节的特点:(A)σ因子决定RNA聚合酶识别特异性,帮助RNA聚合酶识别不同启动子,对不同基因进行转录。
(B)、转录调节普遍采用操纵子模式, 原核生物功能相关的基因往往串联地排列在一起,在一个共同的调控区的调节下,一起转录生成一个多顺反子,最终表达产物是一些功能相关的酶或蛋白质,它们-起参与某种底物的代谢或某种产物的合成。