基因表达转录和翻译

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1、第五章基因表达-转录和翻译第一节转录第二节翻译转录（Transcription）：生物体以DNA为模板合成RNA的过程，遗传信息从DNA向RNA传递过程，也是基因表达的起始转录是一种酶促的核苷酸聚合过程，所需的酶叫做依赖DNA的RNA聚合酶（DDRP）转录产生初级转录物为RNA前体，它们必须经过加工过程变为成熟的RNA，才能表现其生物活性从DNA到蛋白质的基因信息传递分为两个过程：翻译（Translation）：基因的遗传信息在转录过程中从DNA转移到mRNA，再由mRNA将这种遗传信息表达为蛋白质氨基酸序列的过

2、程蛋白质分子由许多氨基酸组成，不同的蛋白质分子中氨基酸的特定排列顺序，是由蛋白质编码基因中的DNA碱基序列决定的翻译过程需要200多种生物大分子参加，其中包括核糖体、mRNA、tRNA及多种蛋白质因子第一节转录转录的基本概念转录的酶学*转录过程*转录后加工与修饰*转录：是一个酶学过程，在依赖DNA的RNA聚合酶的作用下进行；包括识别，起始（Promotion），延长（Elongation）和终止（Termination）四个过程转录单位（Transcriptionalunit）：一段从启动子（Promoter）开

3、始到终止子（Terminator）结束的DNA序列原核生物中的转录单位为多顺反子（Polycistron），操纵子（Operon）；真核生物中的转录单位为单顺反子（Monocistron）,但无操纵子I.转录的基本概念转录的基本过程模板识别：RNA聚合酶与启动子（能活化RNA聚合酶使之与模板链结合的特定DNA序列）识别结合并使DNA解链的过程起始：产生第一个核苷酸键（到形成9bp短链）延伸：RNA聚合酶催化聚合反应终止：终止信号终止反应I.转录的基本概念转录的不对称性RNA的合成时，DNA双链中仅有一条链作为转录

4、模板，称为转录的不对称性RNARNARNA的转录合成只以双链DNA中的一条单链作为的模板进行（不对称转录）I.转录的基本概念模板链并非永远在同一条单链上转录方向5335模板链编码链编码链模板链转录方向编码链与模板链在DNA双链中，与mRNA序列相同的那条DNA单链称为编码链，又叫有意义链；而另一条以碱基互补原则指导mRNA合成的DNA链称为模板链，又叫无意义链I.转录的基本概念RNA聚合酶所催化的反应大肠杆菌RNA聚合酶δ因子真核生物RNA聚合酶II.转录的酶学1.RNA聚合酶所催化的反应II.转录的酶学

5、全酶分子量达50多万，由五个亚基组成亚基（1）：辨认转录起始点，细胞内转录是在DNA特定的起始点上开始的β亚基（1）：酶和核苷酸底物结合的部位，与转录全过程有关（催化）β’亚基（1）：酶与DNA模板结合的主要部位（开链），强碱性亚基α亚基（2）：位于前端的α因子使双链解链为单链；位于尾端的α因子使单链重新聚合为双链去掉亚基的部分称为核心酶，核心酶催化核苷酸间磷酸二酯键的形成2.大肠杆菌RNA聚合酶II.转录的酶学作用：使全酶识别Sextama盒,与模板链结合，极大地促进核心酶对启动子序列地结合。是核心酶的别构

6、效应物作用机制：核心酶对DNA的识别位点过多，σ因子降低核心酶对一般DNA的结合常数，提高对启动子的结合常数一核多σ：同一核心酶搭配不同的σ因子故而可识别同一基因组上的不同启动子，表达不同的基因。例如枯草杆菌导致RNA链的延伸缓慢3.δ因子II.转录的酶学真核生物有四种RNA聚合酶，分别为RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和线粒体RNA聚合酶，分子量大致都在500kD，它们专一性地转录不同的基因，转录产物也不同RNA聚合酶Ⅰ：位于核仁中，负责rRNA转录，转录活性最强RNA聚合酶Ⅱ：位于核质中，负责核不均一RNA（hnRNA

7、）的合成，而hnRNA是mRNA的前体RNA聚合酶Ⅲ：合成tRNA和许多小核内RNA4.真核生物RNA聚合酶II.转录的酶学III.转录过程转录起始位点识别*转录起始与延伸转录终止转录是从启动子（DNA分子的特定部位）开始的，同时也是RNA聚合酶全酶结合部位转录起始位点的识别：RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程为什么RNA聚合酶仅能在启动子处结合呢？显然启动子处的核苷酸序列具有特殊性1.转录起始位点识别III.转录过程一般来说，人们将在DNA上开始转录的第一个碱基定为+1，沿转录方向顺流而下

8、的核苷酸序列均用正值表示（Downstream）；逆流而上的核苷酸序列均用负值表示（Upstream）+1-10+10上游（Upstream）转录起始位点（StartingPoint）下游（Downstream）启动子（Promoter）定义：能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列III.转录过程对原核生物100多个启动子序列比较后发现；在RNA转录起始