植物基因工程导论PPT.ppt

5、从大的基因组区域直接分离编码序列?? D、3’非翻译区 ——指转录本终止密码子后面的一段顺序。其中有一些调控元件，对mRNA的稳定性和翻译效率起重要调节作用。 在mRNA末端有1~2个加polyA信号，多数植物基因为AAUAAA。 5’ 3’ AGGA或CAAT box TATA box 加帽位点 加尾信号 A B 信号肽序列 翻译起始 翻译终止 1 2 3 外显子 内含子 第三节 植物基因的表达调控 植物基因表达的调控可在三个水平上进行：转录水平、转录后加工和翻译水平。 一、转录水平的调控 指从DNA在聚合酶Ⅱ作用下合成前体mRNA这一过程中的调节。主要从以下5个方面进行： 1、染色质的结构 压缩与松散、解开 2、DNA甲基化 3、转录起始复合物 4、顺式作用元件 5、反式作用因子 反式作用因子 在基因转录中，除转录起始复合物外，还有许多核蛋白起着重要调节作用，它们与相应的顺式作用元件相互作用以增强或阻遏基因的表达，或决定着基因表达的组织与发育阶段专一性。这类核蛋白称为反式作用因子，或转录因子。 二、转录后加工 编码蛋白质的核基因转录成前体RNA（hnRNA）后，要经过5’端加帽 （mTG）与3’端加尾（polyA），同时将内含子剪切掉，才形成成熟 的mRNA。 内含子的剪接是有剪接体参与完成的，它由多种小分子的核糖核蛋白颗粒组成。剪接位点多是内含子两端的GU（GU 和AG）。各种因素可影响剪接体正确正常地剪除内含子。 三、翻译水平的调节 遗传信息从mRNA翻译成多肽大致可分为起始、延伸和终止三个阶段。一些蛋白因子与tRNA的浓度影响上述阶段。 5’翻译区的茎——环结构影响翻译的速率，mRNA的polyA在翻译上起重要作用。 mRNA的稳定性（具帽、具尾的完整结构的保持）也是影响表达的因素之一。 第四节 叶绿体基因组和线粒体基因组 高等植物除具有核基因组外，还存在两种半自主性器官——叶绿体和线粒体。它们具有基因组，和核基因组一起共同调控植物的生长发育。 一、叶绿体基因组及其编码的基因 叶绿体遗传物质的研究始于1909年Bear等人对高等植物花斑病的研究；1962年Ris等首次证实叶绿体中存在着DNA；1975年第一次得到纯化的完整的叶绿体基因组（ctDNA）；1976年建立了玉米的ctDNA物理图谱；以后对ctDNA的多种RNA和蛋白质基因进行了定位。 1、叶绿体基因组 大部分植物的ctDNA分子在120~160kb之间，最小的是绿藻Codium frasile，只有8kb；最大的是巨大绿藻，约2000kb。 ctDNA的显著特点是含反向重复序列IR（Inverted Repeat），它把ctDNA分成大单拷贝区LSC（10~85kb）和小单拷贝区SSC（10~20kb）。另一特点是：具相同或相关功能的质体基因聚于同一操纵子组成复合操纵子，分布于ctDNA上。 2、cpDNA所含的基因 控制遗传的基因 光系统基因 ndh 基因 3、cp 基因的表达调控 受核基因的调控 光调控 细胞分化调控 4、cp遗传工程 将C3植物改造成C4植物 将非豆科植物转化成固氮植物 叶绿体发育机理、光合作用机理等研究 提高光合效率、开发次生代谢产物 叶绿体转化 二、线粒体基因组 线粒体基因组也叫线粒体DNA（mtDNA），大小在200~2500kb之间。高等植物mtDNA在ATP产生、光呼吸和氨基酸碳骨架形成中有重要作用。其环状DNA分子由主环和含有直接或倒置重复的小环组成。 mtDNA所含的主要基因 RNA 基因 rRNA基因（rDNA） tRNA基因（tDNA） 蛋白质基因 r—蛋白基因 细胞色素氧化酶基因 ATP合成酶基因 阴离子通道蛋白基因 ndh1，2，3，4，5（NADH去氢酶亚基的基因） 线粒体基因组除了这个高分子的主基因组外，某些植物的线粒体还含有较小的线性或环性DNA分子。在某些植物中还检测到小的环状的隐形质粒。这些小的DNA分子有或无同细胞质雄性不育（CMS）存在相关性。 第二章 植物基因工程原理和