第五章B细胞核与遗传信息的流向.ppt

一、原核细胞基因的结构 以大肠杆菌基因组为例 DNA分子：拟核中的双股环状DNA，分子量2.4×109，长4×106 bp ，约含3000～4000个基因。质粒：环状DNA，带有少量基因，如对抗菌素、重金属有抗性的基因。 绝大部分是编码序列。 结构基因（structural gene)：编码蛋白质或酶的基因 一、原核细胞基因的结构 Gene 是单拷贝，基因与基因不重叠。 有操纵子结构。即编码功能相关的几种蛋白质的基因往往成簇排列，形成转录功能单元，一起转录，一起翻译。 大肠杆菌乳糖代谢有关的三个结构基因 Z: β-半乳糖苷酶 Y：β-半乳糖苷透性酶 A：β-半乳糖苷乙酰化酶 编码这三个酶的结构基因相邻排列。 二、原核细胞基因的转录 对于任一个特定的基因，DNA双链分子中只有一条链带有遗传信息，称为编码链(coding strand)，与之互补的称为反编码链(anticoding strand)。 转录(transcription)：在RNA聚合酶的催化下，以DNA的反编码链为模板，按照碱基互补配对原则，以四种rNTPs为原料合成RNA的过程。 σ因子（起始因子）：识别原核细胞结构基因上游的启动子，负责RNA合成的起始。 核心酶： α2 ββ’四个亚基，核心酶能够催化转录RNA，核心酶与σ因子相结合成为全酶 转录后的加工 原核细胞mRNA一般不需要经过加工，转录之后即为有功能的mRNA。 rRNA的加工 rRNA基因的初级转录产物经剪切形成3种rRNA（5S、16S、23 SrRNA）,某些碱基被甲基化。 tRNA分子的加工 切除3’ 端的附加序列 在3’末端加上CCA三个核苷酸 酶促修饰成稀有碱基，如假尿嘧啶 (二)原核细胞基因表达的调控 基因表达：遗传信息通过转录和翻译合成 特定蛋白质的过程 大多数基因表达的调控是在转录水平上进行的 加尾： 由多聚腺苷酸聚合酶催化，在mRNA3’端加上50～250个腺苷酸残基，形成多聚腺苷酸(称poly A)的尾巴 。加尾可防止被磷酸酶水解，能延长mRNA的寿命。 遗传密码 All the triplet codons have meaning: 61 represent amino acids, and 3 cause termination (STOP). 遗传密码的三个特点： 通用型；简并性；阅读的无间隔性 Wobble hypothesis accounts for the ability of a tRNA to recognize more than one codon by unusual (non-GC, non-AT) pairing with the third base of a codon. 第三节 tRNA的结构和功能 一. tRNA的结构 （一）三叶草型的二维结构 (1)各种tRNA均含有70~80个碱基，其中22个碱基是恒定的。 (2) 5’端和3’端配对（常为7bp）形成茎区，称为受体臂（acceptor arm）或称氨基酸臂 。在3’端永远是4个碱基（XCCA）的单链区，在其末端有2’-OH或3’-OH，是被氨基酰化位点。此臂负责携带特异的氨基酸。 （3）TψC常由5bp的茎和7Nt和环组成。此臂负责和核糖体上的rRNA 识别结合； (4)反密码子臂(anticodon arm)常由5bp的茎区和7Nt的环区组成，它负责对密码子的识别与配对。 (5)D环 (D arm)的茎区长度常为4bp，也称双氢尿嘧啶环。负责和氨基酰tRNA聚合酶结合; (6)额外环(extra arm)可变性大，从4 Nt到21 Nt不等，其功能是在tRNA的L型三维结构中负责连接两个区域（D环－反密码子环和TψC-受体臂）。 转录水平的调控 一．顺式作用元件和反式作用因子元件： 顺式作用因子元件： (1) 核心启动子成分 ， 如 TATA 框 ； (2) 上游启动子分 ，如 CAAT框 ,GC框 ; (3) 远上游顺序 ：如增强子 ，减弱子 、 静 息 子 ,酵 母 的 UAS （ upstreamactivator sequences）等。 反式作用因子可以分为3类； (1)??? 通用反式作用因子，，主要识别启动子的核 心启动成分，如TBP； （2）特殊组织与细胞中的反式作用因子，如淋巴细 胞中的Oct-2； （3）和反应性元件（response elenents）相结合的反 式作用因子。 如HSE（热休克反应元件，heat shock response