《真核基因表达调控》课件.ppt

*******************真核基因表达调控学习目标1理解基因表达的概念掌握真核生物基因表达的基本过程和调控机制。2掌握基因表达调控的原理了解基因表达调控的各个层次，以及不同层次之间的相互作用。3应用基因表达调控的知识能够运用所学知识解释相关生物现象，并进行相关的科学研究。基因表达的基本过程1蛋白质执行生物功能2mRNA携带遗传信息3DNA储存遗传信息染色体结构染色体是真核生物细胞核中遗传物质的载体，由DNA和蛋白质组成。染色体在细胞分裂过程中会发生浓缩和复制，并分配到子细胞中。染色体结构包括以下部分：着丝粒：染色体上最狭窄的部分，是染色体在细胞分裂过程中与纺锤丝连接的部位。端粒：染色体末端的特殊结构，保护染色体不被降解。臂：着丝粒两侧的结构，称为染色体的臂。核小体：由DNA缠绕组蛋白形成的结构，是染色体基本结构单位。DNA结构与特点脱氧核糖核酸（DNA）是真核生物遗传信息的载体，其结构呈双螺旋结构。DNA由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成，通过氢键连接在一起。DNA链由脱氧核糖核苷酸单体组成，每个单体包含一个脱氧核糖、一个磷酸基团和一个含氮碱基。核糖核酸类型及功能信使RNA(mRNA)携带遗传信息从DNA到核糖体核糖体RNA(rRNA)构成核糖体，参与蛋白质合成转运RNA(tRNA)将氨基酸运送到核糖体转录的概念与过程1DNA解旋在转录起始之前，DNA双螺旋结构需要解开。2RNA聚合酶结合RNA聚合酶识别并结合到基因的启动子区域。3RNA链延伸RNA聚合酶沿DNA模板移动，以模板链为基础合成RNA链。4转录终止当RNA聚合酶遇到终止信号时，转录过程停止。转录的动力机制RNA聚合酶在基因表达中，RNA聚合酶的作用是至关重要的，它是驱动转录的“发动机”。模板DNA转录的过程就像复制一份DNA的蓝图，以合成RNA。核苷酸就像积木一样，RNA聚合酶将核苷酸一个一个地连接起来，构建新的RNA分子。转录因子的作用识别特异DNA序列转录因子可以识别并结合到基因启动子区域的特异DNA序列，从而启动基因的转录。招募RNA聚合酶结合到启动子后，转录因子可以招募RNA聚合酶到基因转录起始位点，启动转录过程。调控基因表达通过与其他转录因子相互作用，转录因子可以调控基因的转录效率，影响蛋白质的合成量。转录调控机制顺式作用元件位于基因附近，直接影响基因转录的DNA序列，如启动子、增强子、沉默子等。反式作用因子能够与顺式作用元件结合，调控基因转录的蛋白质，如转录因子、RNA聚合酶等。染色质重塑通过改变染色质结构，影响基因的转录活性，如组蛋白修饰、DNA甲基化等。基因的剪切与加工转录后加工真核生物基因转录后会经过一系列加工步骤。剪切过程去除内含子，连接外显子，形成成熟的mRNA。5端加帽保护mRNA，促进翻译起始。3端加尾增强mRNA稳定性，促进翻译。核糖体的结构与功能亚基结构核糖体由大亚基和小亚基组成，分别负责蛋白质合成的不同阶段。mRNA结合位点核糖体通过mRNA结合位点识别并结合信使RNA，从而获得蛋白质合成的遗传信息。tRNA结合位点核糖体具有多个tRNA结合位点，用于识别和结合转运RNA，将氨基酸运送到蛋白质合成位点。蛋白质翻译过程1起始核糖体识别mRNA上的起始密码子，开始翻译过程2延伸tRNA携带相应的氨基酸，根据mRNA密码子序列，逐个添加至多肽链上3终止核糖体遇到终止密码子，翻译过程结束，新合成的蛋白质从核糖体上脱落蛋白质折叠与修饰三维结构蛋白质折叠形成其特定的三维结构，从而赋予其特定的功能。功能蛋白质的正确折叠对于其执行生物学功能至关重要。修饰蛋白质折叠后，还可能发生各种修饰，例如磷酸化、糖基化和泛素化。基因表达的后翻译调控1蛋白质折叠蛋白质折叠成特定三维结构，以发挥其生物学功能。2蛋白质修饰翻译后修饰，如磷酸化、糖基化和泛素化，可改变蛋白质的活性、稳定性和定位。3蛋白质降解通过蛋白酶体降解途径，控制蛋白质的寿命和功能。基因沉默的机制RNA干扰(RNAi)通过双链RNA降解靶mRNA，抑制基因表达。DNA甲基化在DNA序列中添加甲基基团，改变基因的表达活性。组蛋白修饰改变组蛋白的化学修饰，影响染色体的结构和基因的可及性。表观遗传调控概述DNA甲基化DNA甲基化是指在DNA序列中添加甲基基团，通常发生在胞嘧啶碱基上。它可以改变基因的表达，并影响细胞的功能。组蛋白修饰组蛋白修饰是指在组蛋白上添加化学修饰，例如乙酰化、甲基化和磷酸化