真核生物和原核生物的转录调控课件.pptVIP

原核生物和真核生物中基因的转录、翻译和后修饰 2009级02班 杨帆 前言： 21世纪，基因水平上的研究受到人们广泛的关注。原核生物和真核生物中基因的转录、翻译和后修饰是基础研究，人们也只有在此基础不断扩散深入研究其它基因水平问题。本文只简单介绍了一些关于基因转录、翻译和后修饰的一部分相关研究成果。 1 原核生物和真核生物中基因的转录 概念 基因转录是在由RNA聚合酶和辅助因子组成的转录复合物的催化下，从双链DNA分子中拷贝生物信息生成一条RNA链的过程  转录中，一个基因会被读取被复制为mRNA，就是说一特定的DNA片断作为模板，以DNA依赖的RNA合成酶作为催化剂的合成前体mRNA的过程。 1.1 基因转录的启动 RNA聚合酶正确识别DNA模板上的启动子并形成由酶、DNA和核苷三磷酸构成的三元起始复合物 当聚合酶结合到启动子上后，在启动子附近将DNA局部解链，约解开17个碱基对。（酶与启动子结合的部位是AT富集区，有利于解链） 　　第一个核苷三磷酸(常常是GTP或ATP)结合到全酶上，形成“启动子-全酶-核苷三磷酸”三元起始复合物。 第一个核苷三磷酸与第二个核苷三磷酸缩合生成3′-5′磷酸二酯键后,则启动阶段结束，进入延伸阶段。 1.2 基因转录的延伸 当s因子从核心酶上脱落后，核心酶与DNA链的结合变得疏松(依靠其蛋白质的碱性与酸性核酸之间的非特异性的静电引力)，可以在模板链上滑动，方向为DNA模板链的 3′→ 5′，同时将核苷酸逐个加到生长的RNA链的3-OH端，使RNA链以 5′→ 3′方向延伸。 　　在RNA链延伸的同时，RNA聚合酶继续解开它前方的DNA双螺旋，暴露出新的模板链，而后面被解开的两条DNA单链又重新形成双螺旋，DNA双螺旋的解开区保持约17个碱基对的长度。 　　新合成的RNA链能与模板形成RNA-DNA杂交区，这个杂交区也在随着RNA聚合酶的移动而不断地移动着。 1.3 基因转录的终止 DNA分子上有终止转录的特殊信号，也是特定的核苷酸序列，称为终止子。 　　RNA聚合酶可以识别终止子，它在一种蛋白质 —— r因子的帮助下，终止转录，放出RNA链；有时，RNA聚合酶不需要r因子的帮助即可终止转录。 　　核心酶释放了RNA后，也离开DNA。 　　DNA上的解链区重新形成双螺旋。 1.4原核生物和真核生物基因转录的差异 1． 原核生物的转录和翻译几乎同时进行，而真核生物的转录在胞核，翻译在胞浆。 2． 原核生物中只有一种RNA聚合酶催化RNA的合成，而在真核生物中则有RNA聚合酶Ⅰ、RNA聚合酶Ⅱ和RNA聚合酶Ⅲ三种不同酶，分别催化不同种类型RNA的合成。三种RNA聚合酶都是由10个以上亚基组成的复合酶。RNA聚合酶Ⅰ存在于细胞核仁内，催化合成除5SrRNA以外的所有rRNA的合成；RNA聚合酶Ⅱ和RNA聚合酶Ⅲ均存在于细胞核质内，RNA聚合酶Ⅱ催化合成mRNA前体，即不均一核RNA(hnRNA)的合成，而RNA聚合酶Ⅲ催化tRNA和小核RNA的合成[1]。 3． 真核和原核生物的在起始点识别和转录终止的方式也有所不同。 2 原核生物和真核生物的翻译 概念 基因的遗传信息在转录过程中从DNA转移到mRNA，再由mRNA将这种遗传信息表达为蛋白质中氨基酸顺序的过程叫做翻译，即蛋白质的生物合成。 mRNA的翻译是从mRNA的5′端向3′进行的。所有蛋白质的翻译开始于甲硫氨酸的参与，一个特殊的起始tRNA对所有蛋白质合成中起始氨基酸-甲硫氨酸的掺入负责，这个tRNA可简写为tRNAiMet,它也对选择在mRNA上在什么位置开始翻译起重要作用 翻译即蛋白质的生物合成的过程大致为：（1）氨基酸的激活；（2）肽链合成的起始；（3）肽链的延长；（4）肽链合成的终止和释放。 2．1 氨基酸的激活 tRNA在氨基酰-tRNA 合成酶的帮助下，能够识别相应的氨基酸，并通过tRNA氨基酸臂的 3-OH 与氨基酸的羧基形成活化酯－氨基酰-tRNA。 2．2肽链合成的起始 起始阶段可分两步：先形成30S起始复合体，再形成70S起始复合体。 （一）30S起始复合体的形成： 30S亚基在IF3与IF1的促进