分子生物学基础.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章动物生物技术的分子生物学基础,一、遗传信息传递的方向,中心法则,逆转录病毒和逆转录酶,美国病毒学家特明,蛋白质的生物活性 氨基酸顺序,特定的三维结构的完整性,遗传信息从基因转变成具有生物活性的功能蛋白质是通过两种“密码”介导：,遗传密码，通过遗传密码将,mRNA,多核苷酸顺序译成线性多肽链；,折叠密码（,folding code,）,其决定存在于氨基酸顺序中一维结构信息向蛋白质特定的三维结构的转变。,RNA,多肽链,蛋白质,二、,DNA,的复制,准确复制,1,、,DNA,复制从特定的位点开始,酵母的自主复制序列（,ARS,）,A T T T A T Pu T T T A,T A A A T A Py A A A T,2,、半保留复制,3,、半不连续复制,4,、,DNA,复制具有高度的忠实性,DNA,聚合酶的自我校正功能,5,、多种酶和蛋白因子协同作用,DNA,复制的特点：,D,环复制,（,Displacement,form,）,又称置换式,线粒体和叶绿体,DNA,的复制方式,复制或滚环式复制（,rolling circle replication,）或共价延伸方式（,covalence elongation,）,由于复制时产生的滚环结构形状象,，称,复制,病毒、细菌因子,，如含有单链环状,DNA,的,X174,、,G4,、,M13,线性,DNA,双链的复制单一起点、单向，如：腺病毒,单一起点、双向，如：,T7,噬菌体,多个起点、双向,2,、半保留复制,1958,年，,Meselson,和,Stahl,证明,DNA,半保留复制。,半保留复制是遗传消息能准确传代的保证。是物质稳定性的分子基础。,Stahl,Meselson,碱基的配对使得双螺旋,DNA,分子在复制时以半保留的形式进行。,3,、冈崎片段与半不连续复制（,okazaki,1968,年）,（,OriC in E.coli chromosomal DNA),大肠杆菌的,DNA,复制,四个,9bp,的重复序列,dnaA,结合位点,三个,13bp,的重复序列,若干,GATC,位点,*,转录激活,*,DnaA,识别并结合复制起点，,DnaB,DnaC,六聚体与,oriC,形成预引发体,*,DnaG,加入形成引发体（,oriC,引发体），合成引物,RNA,*,引物合成后，,DNApol,组装到引发的,RNA,上，完成复制体的组装,简单复制过程,DnaA,SSB,13bp repeats,涉及转录激活,一分子的,DNA pol III.,协同合成前导链和后随链,复制终止,a,、,终止序列,E.coli,有两个终止区域，分别结合专一性的终止蛋白,序列一：,terE terD terA,序列二：,terF terB terC,每个区域只对一个方向的复制叉起作用,b.,专一性终止蛋白,E.coli,中由,tus gene,编码,通过抑制,DNA,螺旋酶而发挥终止作用,ter,4,、,DNA,损伤与修复,光复活,切除修复,重组修复,SOS,修复,phR 471aa,（一）,photo reactivation,（光复活）,-TT-,-AA-,-,TT-,-,-,AA,-,-TT-,-AA-,-,TT-,-,-,AA,-,-,可见光激活,可见光（最有效波长,400nm,）激活生物界广泛分布（高等哺乳动物除外）的光复活酶，该酶分解嘧啶二聚体。,是一种高度专一的修复形式，只分解由于,UV,照射而形成的嘧啶二聚体。,（二）切除修复（,excision repair,）,即在一系列酶的作用下，将,DNA,分子中受损伤的部分切除掉，并以完整的那一段为模板，合成出切去的部分，从而使,DNA,恢复正常。这是一种比较普遍的修复机制。,细胞的修复功能对于保护遗传物质,DNA,不受破坏有重要意义。,（三）重组修复（,recombination repair,）,又称复制后修复（,post-replication repair,）,受损伤的,DNA,在进行复制时，跳过损伤部位，在子代,DNA,链与损伤相对应部位出现缺口。通过分子间重组，从完整的母链上将相应的碱基顺序片段移至子链的缺口处，然后再用合成的多核苷酸来补上母链的空缺，此过程即重复修复。并非完全校正。,（四）,SOS,修复,允许子链,DNA,复制合成时越过亲链上受损伤的片段而不形成缺口,旁路系统,是,DNA,受到严重损伤、细胞处于危急状态时所诱导的一种,DNA,修复方式，修复结果只是能维持基因组的完整性，提高细胞的生成率，但留下的错误较多，又称倾错性修复（,Error-Prone Repair,）,三、原核和真核生物基因结构的特征,原核基因：,1,、功能相关的基因大多是以操纵子结构出现；,2,、蛋白质基因通常以单拷贝的形式存在；,3,、编码,RNA,的基因通常是多拷贝的；,4,、位于,DNA,上的各种调控元件的,DNA,顺序是多种多样的，为基因表达调控的多样性和精确性提供了结构基础。,真核基因：,1,、复杂的染色体结构：,着丝点、端粒，与,DNA,复制起点一起构成染色体不可缺少的三要素。,2,、,DNA,重复顺序,重复序列的存在是真核生物,DNA,区别于原核生物,DNA,的一个重要特征。,3,、基因的不连续性（外显子、内含子）,、真核生物基因组中有许多来源相同、结构相似、功能相关的基因组成为单一的基因簇或基因家族（,gene family,）,Alu,序列家族,；,5,、存在串联重复基因。,四、,RNA,的转录和,RNA,的加工,发生在细胞核中，以,DNA,分子为模板，按照碱基互补的原则，合成一条单链的,RNA,即,mRNA,，,DNA,分子携带的遗传信息被转移到,RNA,分子中。其过程与,DNA,的复制基本相同。,1,、,RNA,转录,转录的起始,转录的延伸,转录的终止,RNA,聚合酶（,RNA-pol,）,1,、,不需要引物，能发动新链，也能延长多核苷酸链,2,、合成方向,53,，按碱基配对原则,（,A-U,C-G,）,3,、要求有完整的,DNA,双链或单链为模板,4,、需要,4,种三磷酸核苷酸,-ATP,GTP,UTP,及,CTP,为反应底物,5,、能识别,DNA,链上起始点,特点：,转录的起始,大肠杆菌,RNA,聚合酶,-,a,2,bb,s,a,2,bb,+,s=a,2,bb,s,核心酶,+,s,=,全酶,分子量,功能,a,36 512,决定转录的基因,b,150 618,催化转录,b,155 613,结合,DNA,模板,(,开链,),s,70 263,辨认起始点,真核生物的,RNA,聚合酶,RNA,聚合酶,别名,rRNA,聚合酶,不均一,RNA,聚合酶,小分子,RNA,聚合酶,定位,核仁,核质,核质,转录产物,tRNA,mRNA,tRNA.5srRNA,-,鹅膏蕈碱的影响,不敏感,高度敏感,中度敏感,因子辨认起始点,RNA,聚合酶全酶结合到起始点,打开双链,RNA,链合成开始,因子脱落，,RNA,链延长,转录的起始,1,）与转录调控有关的,DNA,序列,10,区,pribnow,框（,TATAAT,）：,RNA,聚合酶的牢固结合位点；,35,区,Sextama,框（,TTGACA,）：,RNA,聚合酶的识别位点。,一般来说，对于给定的启动子，其特异性序列趋于启动子共有序列时,10,与,35,区之间的间距趋于,17bp,时，启动子的转录效率可能就高。,天然启动子中这段距离多为,15,20bp.,编码链,AACTGT,ATATTA,模板链,TTGACA,TATAAT,3,5,DNA,转录起始点,Pribnow,盒子,启动子,35,10,+1,转录区,5,3,RNA,转录起点,与新生,RNA,链第一个核甘酸相对应,DNA,链上的碱基。,原核生物启动子结构,典型启动子的结构,-35,-10,转录起点,16-19bp,TTGACA,TATAAT,5-9bp,真核生物的启动子：,帽子位点及转录的起始位点,，其碱基大多是,A,TATA,框：,转录起始点上游,30,区到,25,区段,，,框内任何碱基的替代突变都使转录活性降低，是绝大多数真核基因正确表达所必需的,在起始位点的上游,50,、,75,、,100,左右都存在与基因转录起始有关的序列：,75,区附近的,CAAT,框可能控制着转录起始的频率,增强子,负控制序列,真核生物启动子的结构,核心启动子（,core promoter,）,上游启动子元件（,upstream promoter element,，,UPE,）,上游启动子元件,包括,CAAT,盒（,CCAAT,）和,GC,盒（,GGGCGG,）等,作用：,控制转录起始频率,CAAT,：,-70-80bp,GGGCGG,：,-80-110bp,转录的延伸,在转录泡上进行,5,3,DNA,原核生物转录过程中的羽毛状现象,核糖体,RNA,RNA,聚合酶,出现延宕,减少,DNA,序列中的,GC,碱基对的含量,RNA,聚合酶没有校对能力，转录过程没有校对机制,转录的精确性必须依靠,RNA,聚合酶在选取互补核苷酸或拒绝非互补核苷酸的立体化学特性,真核生物转录延长过程与原核生物大致相似，但因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的现象。,转录的终止,RNA,聚合酶在,DNA,模板上停顿下来不再前进，转录产物,RNA,链从转录复合物上脱落下来，就是转录终止。,强终止子内部终止子,弱终止子需要,因子（,rho factor,）,又称为,依赖性终止子,（,Rho-dependent terminator,）,不依赖,Rho(),因子的转录终止,依赖,Rho(),因子的转录终止,A T P,A.,依赖,Rho,因子的转录终止,因子：,六聚体蛋白、水解各种核甘三磷酸促使新生,RNA,链从三元转录复合物中解离出来，从而终止转录。,RNA,聚合酶,因子附在,RNA,链上,因子,RNA,链形成一个发夹结构，转录停止，,因子利用,ATP,能滑行,因子发挥解螺旋酶活性，解开发夹和,RNA-DNA,依赖,Rho,因子的转录终止,B.,非依赖,Rho,因子的转录终止,DNA,模板上靠近终止处，有些特殊的碱基序列，转录出,RNA,后，,RNA,产物形成特殊的结构来终止转录。,发夹式结构和寡聚,U,的共同作用使,RNA,从三元复合物中解离出来。,终止效率与二重对称序列和寡聚,U,的长短有关，长度 效率,茎环结构使转录终止的机理,使,RNA,聚合酶变构，转录停顿；,使转录复合物趋于解离，,RNA,产物释放。,5pppG,5,3,3,5,RNA-pol,原核生物和真核生物初级转录产物都需经一定程度的加工才具有活性。,原核生物,RNA,加工、真核生物,RNA,加工,2,、,RNA,加工,原核生物中,r,RNA,前体的加工,甲基化作用,专一核酸外切酶,30S,前体,17S,tRNA,25S,专一核酸外切酶,16S,rRNA,tRNA,23S,rRNA,5S,rRNA,专一核酸外切酶,tRNA,前体分子的加工,a,、切除,tRNA,前体两端多余的序列：,5,端切除几到,10,个核苷酸。,b,、末端添加：,3-,端添加,CCA,序列。,c,、修饰：形成稀,有,碱基如,DH,2,。,RNAaseP,RNAaseF,RNAaseP,RNAaseF,RNAaseD,RNAaseD,ACC,表示核酸内切酶的作用,表示核苷酸转移酶的作用,表示核酸外切酶的作用,表示异构化酶的作用,帽子结构：,7-,甲基鸟核苷三磷酸（,m,7,Gppp,）,5 pppGp,5 GpppGp,pppG,ppi,鸟苷酸转移酶,5,m,7,GpppGp,甲基转移酶,SAM,帽子结构的生成,5 ppGp,磷酸酶,Pi,m7Gppp,鸟甘酸转移酶,帽子结构功能：,能被核糖体小亚基识别，促使,mRNA,和核糖体的结合；,m,7,Gppp,结构能有效地封闭,mRNA 5,末端，以保护,mRNA,免受,5,核酸外切酶的降解，增强,mRNA,的稳定。,特异内切酶识别,AAUAAA,及随后的,GUGUGUG,并在其间酶切，在,3,端聚合,50-200poly(A),I.,协助成熟的,mRNA,从细胞核向细胞质转运；,II.,提高,mRNA,在细胞质中的稳定性；,III.,作为核糖体的识别信号，使,mRNA,得以有效翻译；,加 尾,3,、,RNA,剪接,剪接：剪接体与处于内含子,5,端的,5,剪接位点和,3,端的,3,剪接位点相互作用而完成。,剪接体：,一类复杂的核糖核蛋白颗粒，由核小,RNA,（,small nuclear RNAs,snRNA,）和各种蛋白质组成。,snRNA,:,分子内富含尿嘧啶核苷酸，称为,U1,、,U2,、,U4,、,U5,、,U6,。,snRNP,:snRNA,与特定的蛋白质结合，组成特定的核小,RNA,蛋白体。完整的剪接体就是通过,U snRNP,之间,RNA,同蛋白质、,RNA,同,RNA,以及蛋白质与蛋白质相互作用组装而成。,外显子,内含子,DNA,mRNA,转录,形成套索,RNA,，外显子靠近,剪接体,去除套索,RNA,，外显子连接,成熟,mRNA,mRNA,的剪接,靠近,连接,4,、,RNA,的编辑,编辑,（,editing,）是指转录后的,RNA,在编码区发生碱基的突变、加入或丢失等现象。,C,变为,U,碱基的突变,尿苷酸的缺失和添加,1986.R.Benne,在研究,锥虫,线粒体,mRNA,转录加工时发现,mRNA,的多个编码位置上,加入或丢失尿苷酸,，,1990,年在高等动物和病毒中也发现了编辑现象。,锥虫,coxII,基因的编辑,原核生物与真核生物,mRNA,的特征比较,1,、原核生物,mRNA,的特征,半衰期短,多以多顺反子的形式存在,多顺反子,mRNA,：编码多个蛋白质的,mRNA,。,单顺反子,mRNA,：只编码一个蛋白质的,mRNA,。,5,端无“帽子”结构，,3,端没有或只有较短的,poly,（,A,）结构。,SD,序列：,mRNA,中用于结合原核生物核糖体的序列。,2,、真核生物,mRNA,的特征,5,端存在“帽子”结构,多数,mRNA,3,端具有,poly,（,A,）尾巴（组蛋白除外）,以单顺反子的形式存在,“基因”的分子生物学定义：产生一条多肽链或功能,RNA,所必需的全部核甘酸序列。,原核生物和真核生物,mRNA,结构的比较,五、翻译蛋白质的生物合成,1,、遗传密码：,UAA,、,UGA,、,UAG,61,个密码子,特点：,通用性；,兼并性；,摇摆假说,遗传密码使用的偏倚性：,蛋白质生物合成时对兼并密码子使用的频率不同，对于一个给定的氨基酸而言，有的密码子使用频率明显高于其它密码子。,在基因的化学合成过程中，可通过选择性的使用“高频”密码，改善基因在宿主细胞中的表达水平。,密码子的不重叠性和阅读方向。,酵母、无脊椎动物、脊椎动物的线粒体以及在支原体中的遗传密码出现了一些偏离。,UGA,色氨酸,AGA,、,AGG,（精氨酸）,终止密码,AUA,（异亮氨酸）,甲硫氨酸,CUA,（亮氨酸）,苏氨酸,AGA,（精氨酸）,丝氨酸,2,、蛋白质生物合成的过程,蛋白质的生物合成过程是由肽链的氨基端到羧基端依次加氨基酸的肽链成长过程，每次在已有肽链的羧基端加上一个氨基酸。,以,mRNA,为模板，氨基酸经活化获得的氨酰,tRNA,为原料，,GTP,、,ATP,供能，在核糖体中完成,。,蛋白质的合成过程,翻译过程中，由于每一个氨基酸是严格按照,mRNA,模板的密码序列被逐个合成到肽链上，因此，,mRNA,上的遗传信息被准确地翻译成特定的氨基酸序列。,细胞质中，翻译是一个快速过程，一段,mRNA,可以相继与多个核糖体相结合，同时连续进行多条同一种新肽链的合成。,遗传信息流由,DNA,RNA,蛋白质流动。,RNA,的自我复制，反转录,保证蛋白质合成正确性的机制：,很多氨基酰,tRNA,合成酶有两个活性位点：,一个负责氨基酰,tRNA,的形成,另一个位点负责识别连接在,tRNA,上的氨基酸是否正确。,如果发现连接在,tRNA,上的氨基酸不正确，则其通过水解去除错连的氨基酸，从而防止了氨基酸的错误掺入。,动力学校对机制：,氨基酰,tRNA,上的反密码子与,mRNA,上的密码子的结合和肽链形成不是同时进行，,而是有一个时间差,。,只有那些具有正确反密码子的,tRNA,才能同它们在,mRNA,上相应的密码子之间保持足够长的时间，使新的肽链得以形成。,如果进入的,tRNA,不正确，由于上述的时间差，在肽链没有形成之前，错配的,tRNA,就从核糖体复合物上除去，从而减少了不正确氨基酸错误掺入到新生肽链中去的几率。,3,、,蛋白翻译后的修饰和加工及折叠,N,端的,Met,和,fMet(,甲酰甲硫氨酸,),的去除,去除功能蛋白质不再需要的肽段,对多肽链氨基酸侧链的各种修饰：磷酰化、甲基化、羟基化、乙酰化、糖基化等,硫硫键的形成,分子伴侣,新生蛋白质经蛋白酶切后变成有功能的成熟蛋白质,前胰岛素原蛋白翻译后成熟过程示意图,人工合成胰岛素,1958,年，英国生物化学家桑格因为破译出由,17,种,51,个氨基酸组成的两条多肽链牛胰岛素的全部结构而荣获该年度的诺贝尔化学奖。,1958,年开始，中科院上海生化所、中科院上海有机化学研究所和北京大学化学系，钮经义、龚岳亭、邹承鲁、邢其毅、汪猷等人在前人对胰岛素结构和肽链合成方法研究的基础上，开始探索用化学方法合成胰岛素。,1965,年,9,月,17,日，研究小组完成了结晶牛胰岛素的全合成,中国的诺贝尔奖？政治,&,科学因素？,5,、蛋白质的剪接,1994,年,Perler,等人对与蛋白质剪接有关的成分进行了规范化的定义和命名：,将按正确阅读框插入到前体蛋白质序列中，并在蛋白剪接或成熟过程中切出的蛋白序列称为,蛋白内含子（,intein,）,而处于,intein,旁侧，相互首尾相连以形成成熟蛋白产物的蛋白质序列，称为,蛋白外显子（,extein,）,.,蛋白质剪接是在前体蛋白水平上，而不是在,RNA,水平上进行。,蛋白质剪接是从前体蛋白内切除,inteins,并将,exteins,以肽链相连，产生成熟的蛋白质的过程，,切除,inteins,连接,exteins,二者缺一不可,。,蛋白质剪接的结果是由一个单一的前体蛋白产生两个或多个蛋白质。,六、基因的表达调控,1,、原核基因表达调控,操纵子：乳糖操纵子、色氨酸操纵子,2,、真核基因的表达调控,（,1,）转录水平的调控,（,2,）转录后调控,（,3,）翻译水平的调控,（,4,）无功能,DNA,与真核基因表达调控,一、原核基因的表达调控,1,、乳糖操纵子,降解物基因活化蛋白,(CAP),特异的结合在启动基因上时，能促进,RNA,聚合酶与启动基因结合，并促进其进行转录；游离,CAP,不能与启动基因结合，必须当细胞内有足够的,cAMP,时，,CAP,首先与,cAMP,形成复合体，才能与启动基因结合，而葡萄糖的降解产物能降低,cAMP,的含量,2,、,Trp,操纵子的阻遏系统,低,Trp,时：,阻遏物不结合操纵基因,高,Trp,时：,阻遏物,+Trp,结合操纵基因,衰减子：在转录水平上调节基因表达的衰减作用，用于终止和减弱转录，这种调节的作用部位叫衰减子,是一种位于结构基因上游前导区的终止子。,UUUU,UUUU,调节区,结构基因,trpR,O,P,前导序列,衰减子区域,UUUU,前导,mRNA,1,2,3,4,衰减子结构,第,10,、,11,密码子为,trp,密码子,终止密码子,14aa,前导肽编码区,:,包含序列,1,形成发夹结构能力强弱：,序列,1/2,序列,2/3,序列,3/4,trp,密码子,UUUU,UUUU,3,4,UUUU 3,3,4,核糖体,前导肽,前导,mRNA,1.,当色氨酸浓度高时,转录衰减机制,1,2,5,trp,密码子,衰减子结构,就是终止子,可使转录,前导,DNA,UUUU 3,RNA,聚合酶,终止,UUUU,3,4,2,4,2,3,UUUU,核糖体,前导肽,前导,mRNA,1,5,trp,密码子,结构基因,前导,DNA,RNA,聚合酶,2.,当色氨酸浓度低时,Trp,合成酶系相关,结构基因被转录,序列,3,、,4,不能,形成衰减子结构,细菌通过弱化作用弥补阻遏作用的不足，因为阻遏作用只能使,转录不起始,，对于已经起始的转录，只能通过弱化作用使之中途停下来。阻遏作用的信号是,细胞内色氨酸的多少,；弱化作用的信号则是,细胞内载有色氨酸的,tRNA,的多少,。它通过前导肽的翻译来控制转录的进行，在细菌细胞内这两种作用相辅相成，体现着生物体内周密的调控作用。,原核生物,操纵子，真核生物,？,2,、真核生物基因的表达和调控,真核生物,基因表达与调控的复杂性：,（,1,）真核生物具有由核膜包被的细胞核，其基因的转录发生在细胞核中，而翻译则发生在细胞质中,（,2,）真核生物基因数目比原核生物多，大多数基因除了有不起表达作用的内含子，另外还有更多调节基因表达的非编码序列，真核生物所转录的前体,mRNA,必须经过加工成熟后才进入表达阶段。,真核生物,基因表达与调控的复杂性,真核生物,基因表达与调控的复杂性：,(3),真核生物染色质由,DNA,与,5,种组蛋白结合组成，它们折叠和缠绕形成核小体，核小体及染色质进一步折叠缠绕形成超级结构状态的细胞分裂中期染色体。染色质的结构对基因的表达起总体控制作用,。,（,4,）化学信号包括某些激素的诱导控制作用。,（,5,）基因组内,DNA,的化学修饰,（,6,）发育过程中高度分化的机制,真核生物基因表达的调控可发生在不同水平上,（,1,）转录水平的调控,调控区（顺式作用因子）：,转录起始位点上游的,GC,盒（,GGGCGGG,）、,CAAT,盒（,GGCCAATCT,）、,octamer(,八聚体基序,),以及增强子序列。,蛋白因子（反式作用因子）：,通用（或基础）转录因子、启动子特异转录激活蛋白,、,辅助激活蛋白因子。,（,2,）转录后调控,转录衰减：,RNA,分子转录提前终止,RNA,的可变剪接,：,由于,存在“内含子序列的不确定性或多义性”,RNA,的编辑,：,校正基因的移码突变；可以在,mRNA,上重新构建或去除起始密码区，控制蛋白质合成；可以在基因原来的起始密码前构建新的,AUG,起始密码，扩充遗传信息。,（,3,）翻译水平的调控：,i,、原核和真核细胞利用不同的策略去确定在,mRNA,分子上的翻译起始位点：,原核：,SD,序列,真核：,由,AUG,密码子同,mRNA,分子的,5,端帽子结构的接近程度而决定的,ii,、,5,非翻译区二级结构对翻译起始既可表现出负控制又可表现出正控制效应,：,当,5UTR,的序列中存在着碱基配对时，就可形成,发夹式或茎环二级结构,，,这种结构阻止核糖体小亚基的迁移，对翻译起始具有顺式阻抑作用,。,作用的强弱取决于发夹结构的稳定性及其在,5UTR,的位置,碱基配对区越长或,G+C,含量愈高，发夹结构就愈稳定；,当发夹结构位于,AUG,下游,14,个核苷酸距离时，增强了原来的起始效率,iii,、起始密码子（,AUG,）先导序列的长度影响翻译起始效率：,先导序列长度：,mRNA,分子中第一,AUG,到其帽子间的距离。,长度,12,个核苷酸时，即使,AUG,置于理想旁侧序列中，仍一半以上的核糖体,40S,亚基滑过第一个,AUG,，从其下游的,AUG,启始翻译；,长度,20,核苷酸，可以防止滑过现象；,长度在,17,18,个核苷酸之间，其翻译效率与其长度成正比；加长先导序列的长度还可以减弱,AUG5,端的二级结构对翻译的抑制作用。,一般而言，一个适当长度、无高级结构和上游,AUG,密码的,5,非翻译区对,RNA,的有效起始是必需的；相反，一个富含高级结构、,G,C,含量高或含多个,AUG,的,5,非翻译区可对翻译起始有阻抑作用。,iv,、,3,非翻译区的结构对翻译起始的影响：,3,非翻译区含有,UA,序列，常有几个相间分布的,UUAUUUAU,八核苷酸序列组成，去除这段序列可明显提高,mRNA,的稳定性，推断,UA,序列是对翻译起,阻抑作用,的元件,；,阻抑活性随其在,3,非翻译区的拷贝数增加而提高；,可能是通过抑制起始阶段即,80S,核糖体复合体形成之前的第一过程。,v,、,poly(A),尾对,mRNA,稳定性及翻译效率有调控作用：,poly(A),通过其结合蛋白（,PABP,）与,60S,大亚基相互作用而实现其对翻译起始的促进作用。,vi,、,mRNA,蛋白质相互作用与翻译水平的调控：,负翻译调控：某些,mRNA,分子的翻译能被结合到,mRNA5,端的特定的翻译阻遏蛋白所阻断,5,AUG,stop,3mRNA,COOH,H,2,N,AUG,stop,5,3,翻译阻遏蛋白,细胞内贮铁蛋白,ferritin,的合成,:,ferritin mRNA 5,端的先导序列（大约,30,个核苷酸）作为铁效应元件折叠成茎环结构，,这个元件是一个翻译阻遏蛋白顺乌头酸酶的结合位点。,顺乌头酸又是一个铁结合蛋白,，,当细胞暴露到铁溶液中引起顺乌头酸酶从,ferritin,的,mRNA,上解离，从而使,ferritin mRNA,翻译起始，使,ferritin,的合成增加,100,倍。,（,4,）无功能,DNA,与真核基因表达调控,“无功能基因”（,junk DNA,）：指基因组中尚未发现任何功能的,DNA,，实际上这些所谓的,junk DNA,序列对研究包括癌症在内的人类疾病，正常基因组的修复、调控乃至多细胞有机体的进化等都是至关重要的。,i,、参与基因表达调控序列可能就处于所谓的,junk DNA,中；,ii,、真核基因组中含有大量的重复序列（小卫星）参与基因组结构的保持；,iii,、内含子。,作业,一、名词解释,半保留复制、半不连续复制、,RNA,转录、蛋白质的剪接,二、填空,1,、真核生物的启动子包括,、,。,2,、帽子结构一般为,。,3,、加尾识别信号为,。,三、简答题,1,、真核基因结构特征。,2,、原核生物、真核生物,mRNA,的特征。,3,、遗传密码的特征。,4,、乳糖操纵子的双调控模式。,5,、衰减子的弱化机制。,