遗传信息的表达课件.ppt

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1、第十章遗传信息的表达教学目的与要求1.理解基因概念及其发展2.掌握原核生物基因调控3.掌握真核生物基因调控：复制、转录和翻译三个水平。概念反（无）意义链（antisensestrand）：作为RNA合成模板的DNA链，方向3'→5'有意义链（sensestrand）：与反意义链互补、与转录产物如mRNA的序列相同的DNA链叫有意义链，方向5'→3'这样便于直接识别该区域的DNA及其转录产物RNA的密码子和各种调控信号的碱基顺序。基因与性状例一人体内苯丙氨酸代谢苯丙酮尿症白化病苯丙氨酸——酪氨酸——

2、3，4-二羟苯丙氨酸羟化酶酪氨酸酶黑色素例二镰刀型红细胞贫血症β链上的第六位谷氨酸——缬氨酸血红蛋白正常镰刀型基因的转录RNA的合成nATPnGTPRNA+4nppinCTPNUTP※RNA聚合物最初在1959年由四个不同的研究小组在细菌中发现，后来在真核生物中发现。共同特性：起始RNA合成，不需引物以双链DNA中的一条链或单链DNA为模板，按碱基配对原则，合成互补的RNA链，方向为5′—3′以四种核糖核苷酸为底物只具聚合活性而不具降解核苷酸链的核酸酶活性启动子（promoter）DNA链上与RN

3、A聚合酶结合的区域为了描述碱基的相对位置，一般把某一位点前面靠5′端的顺序叫上游，后面靠3′端的顺序叫下游。转录从特定的位点开始，通常将转录起点的第一个碱基记作+1，下游方向依次为+2、+3……,上游方向依次为-1、-2、-3……。原核生物的启动子识别部位（sextama盒）结合部位转录起点16-19bp5-9bp※pribnow盒的六个保守碱基5′T80A95T45A60A50T963′-12–11-10-9-8-7真核生物的启动子启动子TATA盒（Hogness盒），又称选择子5′T82A97

4、T93A85A63A83A503′T37T33GC盒；CAAT盒；增强子转录的过程转录是基因表达的第一步，分为起始、延伸和终止。以E.coli为例，见P115RNA聚合酶=δ因子+核心酶全酶转录的起始酶与启动子结合解链形成三元复合物二核苷酸形成链的延伸δ因子的释放酶的移动链的进一步延伸酶的进一步移动※RNApolase无校正功能，故出现差错的机率较大，有待于以后加工修正。转录的终止需要ρ因子的转录终止不依赖ρ因子的转录终止转录的后加工也称后成熟，是对转录后的前体mRNA、tRNA、rRNA进行加工

5、，成为成熟的、有功能的mRNA、tRNA、rRNA过程。包括切割（cutting）：由核酸内切酶将RNA成段切开；修剪（trimming）：由核酸外切酶将末端附加核苷酸逐个切除；剪接（splicing）：将内含子切除，外显子连接。mRNA前体分子加工原核生物的mRNA一般不需加工真核生物mRNA的加工包括①戴帽，即在5′端加一个帽子，结构为m7G（5′）-P-P-P-（5′）Nm②加尾，在3′端加上约190个多聚A尾巴③甲基修饰，每个一段加一甲基取代H，以增加稳定性④剪辑（剪接、编辑），由核酸内切

6、酶切除内含子，再由连接酶将外显子连接。tRNA前体分子的加工其二级结构见P125加工过程包括①修饰尿苷（U）→假尿苷（Ψ）；核苷甲基化②剪辑，除去内含子或间隔序列③加臂，在3′端加上-C-C-A-OH三个碱基，末端的-OH能与氨基酸结合，形成tRNA的“手臂”，用于捕捉氨基酸，完成tRNA的转运功能。三维空间结构：倒L型rRNA前体分子的加工包括切割、修剪、剪接和核苷酸的修饰，最终形成16SrRNA、23SrRNA、5SrRNA一种特殊的rRNA加工方式嗜热四膜虫（Tetrahymenatherm

7、ophila）—自我剪接核酶（ribozyme）：此过程不需酶蛋白、也不需能量，只需要一价和二价阳离子和含有3′-OH的GTP或GDP或干脆是鸟苷均可，我们把这种具有催化活性的RNA。四膜虫rRNA自我剪接图解翻译过程概貌翻译（translation）：由核糖体解读包含在mRNA分子中的遗传信息，以mRNA为模板将氨基酸装配成特定肽链的过程。包括：起始、延伸、终止模板：mRNA；引导：tRNA；方式：反密码子与密码子配对；过程：核糖体+mRNA→tRNA携带aa与核糖体结合→下一个aa进入核糖体→

8、两个aa分子间形成肽键→肽链延长。几个重要概念关于遗传密码密码子三联体密码遗传密码的破译，60年代，M.Nirenberg和H.G.Khorana遗传密码的特点①简并性：指一种aa有一种以上密码子的现象，其生物学意义使密码子与aa之间有一定的“宽松度”，从而降低碱基变异对生物体的影响②通用性，从细菌、病毒到植物、动物及人类。蛋白质的生物合成和加工核糖体（ribosome）原核生物真核生物小亚基30S40S大亚基50S60S酶和蛋白因子：①氨酰tRNA-合成酶②起始因子IF1、IF2