第五章 基因表达与基因表达调控课件

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1、第五章基因表达与基因表达的调控第一节基因表达的过程和特点一、基因的转录二、蛋白质的生物合成——翻译第二节环境对基因表达的影响一、外环境因素对基因表达的影响二、基因表达的时空调控第三节原核生物基因表达的调控（选读）第四节真核生物基因表达的调控一、转录前的调控二、顺式作用元件和反式作用因子及其相互作用三、翻译水平的调控第五节基因表达调控异常与疾病一、转录因子突变与疾病二、基因修饰改变与疾病第一节基因表达的过程和特点基因表达（geneexpression）基因所贮存的遗传信息通过转录(transcription)和翻译(t

2、ranslation)产生具有生物功能的多肽和蛋白质的过程。转录(transcription)生物体以DNA为模板合成RNA的过程。转录RNADNA一、基因的转录复制和转录的区别（一）基因转录的基本方式原料:NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)模板:DNA酶:RNA聚合酶(RNApolymerase,RNA-pol)其他蛋白质因子1.RNA合成的前体分子是4种核糖核苷酸（NTP)G－C，A－U2.参与转录的酶是依赖DNA的RNA聚合酶（DDRP）（1）原核生物的RNA聚合酶核心酶(coreenzyme)全酶(ho

3、loenzyme)RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合（2）真核生物的RNA聚合酶（3）模板上酶的辨认、结合原核生物一个转录区段可视为一个转录单位，称为操纵子(operon)，包括若干个结构基因及其上游(upstream)的调控序列。5335结构基因调控序列RNA-polRNA聚合酶结合模板DNA的部位，称为启动子(promoter)。TATA盒CAAT盒GC盒增强子顺式作用元件结构基因-GCGC---CAAT---TATA转录起始真核生物启动子保守序列3.在RNA链聚合反应中，生成3‘－

4、5’磷酸二酯键4.双链DNA中只有一条链可作为RNA合成的模板DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因(structuralgene)。DNA双链中按碱基配对规律指引转录生成RNA的一股单链，称为模板链(templatestrand)，也称作反义链或Watson链。相对的另一股单链是编码链(codingstrand)，也称为有意义链或Crick链。5′···GCAGTACATGTC···3′3′···cgtgatgtacag···5′5′···GCAGUACAUGUC···3′N······Ala·Val·His

5、·Val······C编码链模板链mRNA蛋白质转录翻译5335模板链编码链编码链模板链结构基因转录方向转录方向不对称转录(asymmetrictranscription)在DNA分子双链上某一区段，一股链用作模板指引转录，另一股链不转录；模板链并非永远在同一条单链上。5.转录过程TheProcessofTranscription起始、延伸、终止（a）转录起始转录起始需解决两个问题：RNA聚合酶必须准确地结合在转录模板的起始区域。DNA双链解开，使其中的一条链作为转录的模板。（1）原核生物的转录过程2.DNA

6、双链解开1.RNA聚合酶全酶(2)与模板结合3.在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形成转录起始复合物RNApol(2)-DNA-pppGpN-OH3转录起始复合物:5-pppG-OH+NTP5-pppGpN-OH3+ppi转录起始过程（b）转录延长1.亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA模板前移；2.在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延长。(NMP)n+NTP(NMP)n+1+PPi转录空泡(transcriptionbubble)：

7、RNA-pol（核心酶）····DNA····RNA目录目录53DNA原核生物转录过程中的羽毛状现象核糖体RNARNA聚合酶依赖Rho(ρ)因子的转录终止非依赖Rho因子的转录终止（三）转录终止指RNA聚合酶在DNA模板上停顿下来不再前进，转录产物RNA链从转录复合物上脱落下来。分类ATP1.依赖Rho因子的转录终止2.非依赖Rho因子的转录终止DNA模板上靠近终止处，有些特殊的碱基序列，转录出RNA后，RNA产物形成特殊的结构来终止转录。5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGAC

8、UUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`RNA5TTGCAGCCTGACAAATCAGGCTGATGGCTGGTGACTTTTTAGTCACCAGCCTTTTT...3DNAUUUU...…UUUU...