第三章生物信息的传递上.ppt

真核生物的转录起始是在转录因子的 协助下，RNA聚合酶辨认结合转录起 始点上游的DNA序列 (启动子)，生成 起始复合物。 真核生物的转录调控是调控的最重要的途经，大多是通过顺式作用元件和反式作用因子复杂的相互作用而实现的。 顺式作用元件（cis-acting element）存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列，它们的作用是参与基因表达的调控，本身不编码任何蛋白质, 仅仅提供一个作用位点, 要与反式作用因子相互作用而起作用。 反式作用因子(trans-acting factor)是指能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上参与调控靶基因转录效率的蛋白质。 启动子存在着很多顺式元件，可分为以下四种类型：①核心启动子成分，如TATA框；②上游启动子成分，如CAAT框，GC框，ATF结合位点；③远上游元件：如增强子，沉默子等；④ 特殊启动子成分：如淋巴细胞中的Oct(octamer)和κB。这些元件都为不同的转录因子及蛋白质识别和结合来调节转录。 顺式作用元件是同一DNA分子中具有转录调节功能的特异DNA序列。按功能特性，真核基因顺式作用元件包括启动子、增强子及沉默子等。 沉默子──某些基因含有的一种负性调节元件，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。 转录的抑制 DNA模板功能抑制剂，通过与DNA结合而改变模板的功能 RNA聚合酶的抑制剂 与RNA聚合酶结合而抑制酶活力 嘌呤和嘧啶的类似物 作为核苷酸的拮抗剂来抑制核酸前体的合成。5-氟尿嘧啶，6-巯基嘌呤，硫鸟嘌呤，8-氮鸟嘌呤，6-氮尿嘧啶等 RNA编辑的生物学意义 校正作用 基因突变过程中丢失的遗传信息可通过RNA编辑得到恢复。 调控翻译 可构建或去除起始密码子和终止密码子，是基因表达调控的一种方式。 扩充遗传信息 获得新的结构和功能，有利于生物的进化。 (3)RNA再编码 RNA再编码（RNA recoding）：RNA编码和读码方式的改变。 +1/-1移位 核糖体跳跃 终止子通读 第21种氨基酸 硒代半胱氨酸 第22种氨基酸 吡咯赖氨酸 从一种mRNA产生两种或多种相互关联而又不同的蛋白质。 (4)RNA化学修饰 有些前体rRNA和tRNA发生特异性化学修饰。 甲基化，去氨基化，硫代，碱基的同分异构化，二价键的饱和化，核苷酸的替代等 核仁RNA（snoRNAs） 四、核酶 核酶（ribozyme）指一类具有催化功能的RNA分子，通过催化靶位点RNA链中的磷酸二酯键的断裂，特异性的剪切底物RNA分子，从而阻断基因的表达。 剪切型核酶 剪接型核酶 基因是唯一能自主复制、世代相传并永久存在的遗传学单位。 RNA具有极大的拷贝数，变异率高达10-4~10-3核苷酸/RNA，翻译错误率累加可达10-2~10-1氨基酸/蛋白质分子。 RNA比相应的DNA序列含有更多的遗传信息，可通过剪接、改变和校正可译框架等方式表达出多种蛋白质异构体，还可通过反转录产生与RNA信息相一致的DNA分子，直接影响后代基因型，称为反馈效应。 RNA还是获得性遗传的分子基础 获得性遗传：指有机体在生长发育过程中由于环境的影响而不是由于基因突变所形成的新的遗传性状。 环境可影响和诱导RNA的产生和信息加工，从而使集体表现出新的性状，这种性状如果能传递给子代细胞和个体，就产生获得性遗传。 DNA使信息分子，蛋白质是功能分子， RNA既是信息分子，又是功能分子。 七、RNA分子在生物进化中的地位 反转录(逆转录)： 反转录酶； cDNA。 RNA的自我复制。 DNA指导蛋白质合成。 第五节 内含子的剪接、编辑及化学修饰 一、 RNA中的内含子 外显子（exon or extron）：真核细胞基因DNA中的编码序列，这部分序列可转录为RNA，并翻译成蛋白质，也称表达序列。 内含子（intron）：真核细胞基因DNA中的不编码序列，这部分序列并不编码蛋白质，又称间隔序列。 1、内含子的概念及发现 分子杂交技术检测非编码的内含子的存在 2、内含子的种类 I 类内含子（核、线粒体、叶绿体） II 类内含子（真菌、藻类和植物线粒体和叶绿体mRNA前体） III 类内含子 mRNA前体中的内含子 tRNA前体中的内含子 3、内含子的结构特点 内含子的边界序列的核苷酸具有保守性 Chambon法则 4、RNA的主要加工过程 加帽子反应 加Poly（A）反应 RNA的剪接 RNA的切割 二、 RNA的剪接 mRNA前体内含子的剪接 I类内含子的剪接 II类内含子的剪接 RNA的剪接（Splicing） 将转录形成的mRNA前体（pre-mRNA）中的内含子剪除，将外