【精选】药学第15章转录与基因表达调控.ppt

转录与基因表达调控Transcriptionandgeneexpression&regulation转录(transcription)生物体以DNA为模板合成RNA的过程。复制和转录的区别参与转录的物质第一节RNA的生物合成（转录）（一）转录模板5′···GCAGTACATGTC···3′53不对称转录(asymmetrictranscription)（二）RNA聚合酶核心酶(coreenzyme)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（三）模板上酶的辨认、结合RNA聚合酶保护法开始转录TATA盒1、转录起始②DNA双链解开2、转录延长转录空泡(transcriptionbubble)：5依赖Rho(ρ)因子的转录终止非依赖Rho因子的转录终止ATP非依赖Rho因子的转录终止5`UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUUUUU...3`茎环结构使转录终止的机理（五）真核生物的转录起始转录起始点②转录因子参与RNA-polⅡ转录的TFⅡ③转录起始前复合物(pre-initiationcomplexPIC)POL-Ⅱ④模板理论(piecingtheory)2、转录延长RNA-Pol5------AAUAAA-几种主要的修饰方式1、真核生物mRNA的转录后加工帽子结构5pppGp…3端加上多聚腺苷酸尾巴(polyAtail)③mRNA的剪接真核生物结构基因由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成去除非编码区再连接后可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质这些基因称为断裂基因。外显子(exon)和内含子(intron)鸡卵清蛋白基因鸡卵清蛋白成熟mRNA与DNA杂交电镜图内含子的分类mRNA的剪接方式②pG-OH(ppG-OHpppG-OH)•RNA编辑作用说明基因的编码序列经过转录后加工是可有多用途分化的因此也称为分化加工(differentialRNAprocessing)。2、tRNA的转录后加工RNAaseP、内切酶tRNA核苷酸转移酶、连接酶碱基修饰3、rRNA的转录后加工（七）RNA的复制RNA复制酶分子量约为210000由四个亚基组成。其中只有一个分子量为65000亚基是病毒RNA复制酶基因的产物其结构中具有复制酶的活性部位。其它的三个亚基全是宿主细胞中正常合成的蛋白质。RNA复制酶还需要有宿主细胞中的三种蛋白质因子协助其发挥作用。它们是延长因子TU(分子量30000)和Ts(分子量45000)以及S1(分子量70000)。这些因子可以帮助RNA复制酶定位并结合于病毒的RNA3’末端引发RNA的复制。RNA复制酶催化的合成反应是以RNA为模板由5'→3'方向进行RNA链的合成。反应机理与其他核酸模板指导的核酸合成反应相似。RNA复制酶缺乏校对功能的内切酶活性因此RNA复制的错误率较高这与DNA指导的RNA聚合反应情况是相类似的。RNA复制酶只是特异地对病毒的RNA起作用而宿主细胞RNA一般并不进行复制。这就可以解释在宿主细胞中虽含有数种类型的RNA但病毒RNA是优先进行复制的。1、基因表达的概念本世纪50年代末生物科学家们揭示了生物遗传信息从DNA传递到蛋白质的规律──中心法则。那么究竟是什么机制控制着遗传信息的传递规律呢？一个基因究竟应该在什么时候、什么组织器官开启或关闭的？1961年FrancisJacob和JacquesMonod通过E.coli基因表达调控研究提出了著名的操纵子（元）学说开创了基因表达调控研究的新领域。基因表达调控是分子生物学及分子遗传学发展的新领域涉及很多基本概念和原理这是认识原核、真核基因表达调控的基础。基因表达就是基因转录及翻译的过程。在一定调节机制控制下大多数基因经历基因激活、转录及翻译等过程产生具有特异生物学功能的蛋白质分子赋予细胞或个体一定的功能或形态表型。但并非所有基因表达过程都产生蛋白质。rRNA、tRNA编码基因转录产生RNA的过程也属于基因表达。无论是病毒、细菌还是多细胞生物乃至高等哺乳类动物及人基因表达表现为严格的规律性即时间、空间特异性。时间特异性噬菌体、病毒或细菌侵入宿主后呈现一定的感染阶段。随感染阶段发展、生长环境变化有些基因开启有些基因关闭。按功能需要某一特定基因的表达严格按一定的时间顺序发生这就是基因表达的时间特异性（temporalspecificity）。空间特异性在多细胞生物个体某一发育、生长阶段同一基因产物在不同的组织器官表达多少是不一样的；即使在同一生长阶段不同的基因表达产物在不同的组织、器官分