《生物化學(xué)》教學(xué)課件：第16章 DNA的生物合成

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1、第16章 DNA的生物合成 概念: 前導(dǎo)鏈:DNA復(fù)制時(shí)，一條鏈的合成方向和復(fù)制叉前進(jìn)方向相同，可以連續(xù)復(fù)制合成的新鏈 后隨鏈 ：另一條鏈的合成方向與復(fù)制叉前進(jìn)方向相反，不能連續(xù)復(fù)制，只能分成若干小片段分別合成，然后連接起來形成新鏈。 岡崎片段 ：后隨鏈中的小片段稱為岡崎片段 半保留復(fù)制 ：由一條新合成的DNA鏈和一條復(fù)制模板鏈配對產(chǎn)生子代雙螺旋DNA 半不連續(xù)復(fù)制 ：前導(dǎo)鏈連續(xù)復(fù)制而后隨鏈不連續(xù)復(fù)制，即DNA半不連續(xù)復(fù)制 端粒酶：一種特殊的DNA聚合酶，兼有提供模板和催化反轉(zhuǎn)錄的功能，解決了染色體末端復(fù)制的問題。 反轉(zhuǎn)錄酶：以RNA為模板指導(dǎo)三磷酸脫氧核苷酸合成互補(bǔ)DN

2、A（cDNA）的酶。 概述題 1.原核生物DNA復(fù)制的基本過程： 2.線粒體/噬菌體DNA復(fù)制的方式： 滾環(huán)復(fù)制：噬菌體DNA復(fù)制僅以一條鏈作為模板合成若干環(huán)形DNA分子拷貝 首先由它自己編碼的A蛋白在非模板鏈上造成缺口，再以所產(chǎn)生的游離3￠-OH作為引物，并在宿主細(xì)胞的DNA聚合酶、解旋酶和SSB蛋白等作用下合成新鏈。 D環(huán)復(fù)制：線粒體DNA為環(huán)形雙螺旋DNA分子，一條為模板鏈，另一條為非模板鏈 兩條鏈具有不同的復(fù)制起點(diǎn)和相反的合成方向；第一個(gè)引物以內(nèi)環(huán)為模板延伸，至第二個(gè)起始點(diǎn)時(shí)，又合成一個(gè)反向引物以外環(huán)為模板進(jìn)行反向延伸，最后完成兩個(gè)環(huán)狀DNA的復(fù)制。 3.

3、真核生物DNA復(fù)制的特征 ü 基因組DNA都具有固定的復(fù)制起始點(diǎn) ü 復(fù)制起點(diǎn)由多個(gè)短重復(fù)序列組成 ü 復(fù)制過程中形成復(fù)制泡和復(fù)制叉 ü 復(fù)制的基本單位稱為復(fù)制子 ü 半保留復(fù)制方式保證遺傳信息的忠實(shí)傳遞 ü 5’→3’ 方向隨復(fù)制叉移動(dòng)連續(xù)合成前導(dǎo)鏈 ü 形成岡崎片段以半不連續(xù)復(fù)制方式保證后隨鏈的合成 ü DNA復(fù)制必須有引物 4.DNA重組的主要類型 同源重組：發(fā)生在同源序列間的重組，它通過鏈的斷裂和再連接，在兩個(gè)DNA分子同源序列間進(jìn)行單鏈或雙鏈片段的交換。同源重組不需要特異DNA序列，而是依賴兩分子之間序列的相同或類似性 特異位點(diǎn)重組：由整合酶催化，在兩

4、個(gè)DNA序列的特異位點(diǎn)間發(fā)生的整合稱位點(diǎn)特異的重組。 作用：某些基因表達(dá)的調(diào)節(jié)，發(fā)育過程中程序性DNA重排，以及有些病毒和質(zhì)粒DNA復(fù)制循環(huán)過程中發(fā)生的整合與切除等，是特異位點(diǎn)間的遺傳信息整合。 轉(zhuǎn)座重組：大多數(shù)基因在基因組內(nèi)的位置是固定的，但有些基因可以從一個(gè)位置移動(dòng)到另一位置。這些可移動(dòng)的DNA序列包括插入序列(insertion sequence)和轉(zhuǎn)座子（transposon）。 由插入序列和轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)的基因移位或重排稱為轉(zhuǎn)座，又稱轉(zhuǎn)座重組。 論述題 1. 結(jié)合醫(yī)學(xué)問題，說明DNA復(fù)制錯(cuò)誤/損傷/修復(fù)的生物學(xué)意義 DNA損傷的意義：產(chǎn)生新基因，產(chǎn)生新性狀，為生物進(jìn)化

5、提供原始材料?？赡軐?dǎo)致死亡，是某些疾病的發(fā)病基礎(chǔ)。 DNA修復(fù)的生物學(xué)意義：保證了物種遺傳的穩(wěn)定性，對降低修復(fù)缺陷相關(guān)疾病的發(fā)病率有十分重要的意義。但是修復(fù)系統(tǒng)的存在對人類的生產(chǎn)活動(dòng)也有弊端。生物體的修復(fù)系統(tǒng)的高效修復(fù)使突變率顯著降低。 2.舉例說明PCNA作為指標(biāo)的意義 增殖細(xì)胞核抗原, 僅存在于正常增殖細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞而得名, 可滑動(dòng)的DNA夾子，與E.coli DNA聚合酶Ⅲ的β亞基功能相似, 同源三聚體，可形成閉合環(huán)形。 ? PCNA使Pol d獲得持續(xù)合成能力； ? PCNA是協(xié)調(diào)DNA復(fù)制、損傷修復(fù)、表觀遺傳和細(xì)胞周期調(diào)控的核心因子； ? PCNA水平是檢測細(xì)胞增殖的重要

6、指標(biāo)； ? PCNA能激活Pol e. 因此，國內(nèi)外在許多腫瘤中進(jìn)行了PCNA的研究，涉及PCNA與腫瘤發(fā)生發(fā)展[5,6]、分級(jí)[1,7～10]、分期[1,10]、放療敏感性[11,12]、預(yù)后[1,7,8,10,13～20]、復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移[1,21]、死亡原因[20]、腫瘤標(biāo)志物[18,22]等各個(gè)方面的相關(guān)性，得出了許多結(jié)論， 舉例: 夏書月等[6]在研究肺鱗癌的發(fā)生、發(fā)展過程中，發(fā)現(xiàn)PCNA的表達(dá)有逐漸增高，陽性細(xì)胞數(shù)逐漸增多的趨勢。與正常和輕、中度不典型增生的上皮相比，浸潤癌、原位癌和重度不典型增生的上皮細(xì)胞PCNA標(biāo)記指數(shù)明顯升高，PCNA陽性細(xì)胞數(shù)也明顯增多。認(rèn)為PCNA表達(dá)為

7、細(xì)胞異常增殖的標(biāo)志，可作為肺鱗癌早期診斷的參考指標(biāo)?？梢詾榕R床診斷提供依據(jù)。 第17章RNA的合成 概念 模板鏈：結(jié)構(gòu)基因的兩股DNA鏈中，作為模板轉(zhuǎn)錄出RNA的一股鏈，稱為模板鏈。又稱為反義鏈，非編碼鏈。 編碼鏈：與模板鏈互補(bǔ)的另一條鏈，其編碼區(qū)的堿基序列與該基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA的序列基本相同（僅T代替U），稱為編碼鏈。又稱為有義鏈。 啟動(dòng)子：位于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游的一段特殊序列，通過RNA聚合酶對啟動(dòng)子的特異識(shí)別和結(jié)合來啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄 轉(zhuǎn)錄因子：能直接、間接辨認(rèn)和結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段特定DNA序列并調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)稱為轉(zhuǎn)錄因子 內(nèi)含子：隔斷基因的線性表達(dá)而在剪接過程中被除去的核酸

8、序列 外顯子：在斷裂基因及其初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上出現(xiàn)，并表達(dá)為成熟RNA的核酸序列。 概述題 1.轉(zhuǎn)錄體系的組成： DNA模板、4種核糖核苷酸、RNA聚合酶/解旋酶/拓?fù)洚悩?gòu)酶、蛋白質(zhì)因子、無機(jī)離子 2.rRNA和tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工的內(nèi)容 原核rRNA前體加工：加工過程包括：①特異核苷酸的甲基化②RNase Ⅲ、RNase P和RNase E使30SrRNA前體分子 斷裂，產(chǎn)生16S、23S和5S rRNA及tRNA的前體③通過各種特異的核酸酶的作用，產(chǎn)生成熟的RNA 真核rRNA前體加工：45SrRNA前體分子的加工過程與原核生物30SrRNA前體分子的加工過程基本相

9、同，但需要小核仁RNA(small nucleolar RNAs, snoRNAs)參與，5SrRNA是單獨(dú)的一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位， 以類似于tRNA的方式進(jìn)行加工 真核/原核tRNA前體加工——兩者基本相同 ①5′端的16個(gè)核苷酸序列由RNase P切除 ②3 ′端的兩個(gè)尿嘧啶核苷酸由RNaseD切除，再由核苷酸轉(zhuǎn)移酶加上CCA ③柄-環(huán)結(jié)構(gòu)的一些核苷酸的堿基經(jīng)化學(xué)修飾為稀有堿基 ④剪接切除14個(gè)核苷酸的內(nèi)含子(一般位于tRNA前體分子的反密碼子環(huán) ) 3.原核生物RNA聚合酶的結(jié)構(gòu)及功能特征 原核生物只有一種RNA聚合酶，核心酶與多種亞基結(jié)合組成形成全酶，含有多種σ亞基，σ亞基不

10、同使全酶有差別，含分子量為70kD的最常見，用σ70表示，還有如σ28， σ32， σ54等。 σ亞基不同識(shí)別不同的啟動(dòng)子，啟動(dòng)不同基因的轉(zhuǎn)錄 缺乏校讀功能。 ? 催化合成mRNA、tRNA和rRNA ? σ亞基的功能是識(shí)別啟動(dòng)子，啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄 ? β亞基的功能主要是結(jié)合底物三磷酸核苷NTP催化反應(yīng) ? β’的功能是與DNA模板結(jié)合 ? α亞基決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄并參與轉(zhuǎn)錄速率調(diào)控 4.原核生物與真核生物轉(zhuǎn)錄過程的差別 真核生物與原核生物轉(zhuǎn)錄的差別之一：轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工 ? rRNA加工 tRNA加工 mRNA加工 轉(zhuǎn)錄/翻譯 原核生物 √ √ X 同時(shí) 真核生物

11、 √ √ √ 不同時(shí) 論述題 真核生物mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工過程及意義：前體為hnRNA ? 合成5′帽子結(jié)構(gòu)——保護(hù)mRNA使其不被核酸酶降解 ? 由核酸內(nèi)切酶切除3 ′端的一段序列，代之以由poly A聚合酶催化形成的3 ′多聚腺苷酸(polyA)尾 ? 通過剪接去除內(nèi)含子，拼接外顯子，形成成熟的mRNA ? 選擇性剪接產(chǎn)生不同的mRNA產(chǎn)物 mRNA的選擇剪接的調(diào)控作用，外顯子內(nèi)含子是否出現(xiàn)在成熟mRNA中可以選擇，可產(chǎn)生不同特性的表達(dá)產(chǎn)物 5‘端加帽: ①有助于保護(hù)mRNA免于被核糖核酸酶降解； ②協(xié)助mRNA的剪接。在剪接第一個(gè)外顯子時(shí)，剪接體的形成需

12、要帽結(jié)合蛋白的參與； ③促進(jìn)mRNA從細(xì)胞核運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞漿； ④5￠帽結(jié)合蛋白復(fù)合體參與mRNA和核糖體的結(jié)合來起始翻譯 。 3’端polyA的調(diào)控意義：poly(A)尾可結(jié)合一種或多種特殊蛋白，避免mRNA被酶降解，并在翻譯過程中具有重要作用。（許多原核mRNA也含有Poly(A)尾，但是此尾的功能是促進(jìn)mRNA降解，而不是保護(hù)mRNA免于被降解。） 第十八章 蛋白質(zhì)合成 概念 密碼子：mRNA分子上每3個(gè)核苷酸構(gòu)建一個(gè)密碼子，編碼某一特定氨基酸或作為蛋白質(zhì)合成的起始、終止信號(hào)，稱為三聯(lián)體密碼，也稱遺傳密碼 開放閱讀框架：從mRNA 5’-端的起始密碼子到3’-端終止密碼

13、子之間的核苷酸序列。 氨基酸活化：氨基酰-tRNA合成酶催化tRNAde 3’末端CCA-OH與氨基酸的所及之間形成酯鍵，生成氨基酰-tRNA即氨基酸活化成氨基酰-tRNA 核糖體循環(huán)：肽鏈延長在核糖體上連續(xù)、循環(huán)式進(jìn)行，稱為核糖體循環(huán) 翻譯后加工：新合成的肽鏈不具備蛋白質(zhì)的生物學(xué)活性，必須經(jīng)過復(fù)雜的加工過程才能轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂刑烊粯?gòu)象的功能蛋白質(zhì)，這一加工過程稱為翻譯后修飾 概述題 1. 分子伴侶的功能 一大類相互沒有關(guān)系的蛋白質(zhì)，具有的共同功能是幫助其它蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)在體內(nèi)進(jìn)行非共價(jià)的組裝，但不是蛋白質(zhì)的永久成分。 l 封閉待折疊蛋白暴露的疏水區(qū)段； l 創(chuàng)建一個(gè)隔離

14、的環(huán)境，蛋白質(zhì)可互不干擾在此折疊； l 促進(jìn)折疊和去聚合； l 遇到應(yīng)激，使已折疊的蛋白質(zhì)去折疊 2.遺傳密碼的特性 方向性、簡并性、連續(xù)性、通用性、擺動(dòng)性 3.蛋白質(zhì)合成體系的組成 論述題 氨基酸殘基的化學(xué)修飾的形式和功能 1. 氨基酸進(jìn)行甲基化/乙酰化/羥化/磷酸化/脂?；揎? 甲基化觸發(fā)了二聚體到三聚體的轉(zhuǎn)化,增加PP2A核心酶對一些特定的調(diào)節(jié)亞基的親和力. 組蛋白乙酰化的意義： 1）乙?；饔脤?dǎo)致組蛋白的正電荷減少,削弱了其結(jié)合DNA的能力,引起核小體結(jié)構(gòu)解聚。轉(zhuǎn)錄因子和RNA聚合酶因而能夠結(jié)合DNA; 2）組蛋白乙?；饔米柚沽撕诵◇w裝配成規(guī)則的高級(jí)結(jié)

15、構(gòu)(如螺線管)的能力。 3）近年來的研究表明在真核轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控中,組蛋白乙?；囊饬x可能更在于它是組蛋白與其他轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白的相互作用的一種“識(shí)別信號(hào) 絲/蘇氨酸磷酸化的意義：激活一些信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。 脂?；揎棧河欣谝恍┌被岫ㄎ挥谀そY(jié)構(gòu)。 2. 蛋白質(zhì)糖基化修飾——形成糖蛋白 3. 某些蛋白質(zhì)加入異戊二烯基團(tuán)——幫助蛋白質(zhì)錨定在細(xì)胞膜 4. 結(jié)合蛋白質(zhì)加入輔基——很多蛋白質(zhì)只有和輔基共價(jià)結(jié)合才具備生物活性 5. 大多數(shù)蛋白質(zhì)有二硫鍵的形成 ——幫助蛋白質(zhì)出細(xì)胞后免于變性，維持天然構(gòu)象。 蛋白質(zhì)分子中某些氨基酸殘基的側(cè)鏈可進(jìn)行翻譯后的共價(jià)修飾。由于這些共價(jià)修飾，組成蛋白質(zhì)的氨基

16、酸種類顯著增加 第19章遺傳信息傳遞的整體性 基因組學(xué)：是指研究并解析生物體整個(gè)基因組的所有遺傳信息的學(xué)科 結(jié)構(gòu)基因組學(xué) 通過基因組作圖和大規(guī)模DNA測序，揭示基因組的全部DNA序列和組成。 比較基因組學(xué) 通過模式生物基因組間的比較和鑒定，研究生物進(jìn)化和預(yù)測新基因。 功能基因組學(xué) 利用結(jié)構(gòu)基因組的信息，分析鑒定所有基因的功能（編碼+非編碼）。 蛋白質(zhì)組學(xué) ：以細(xì)胞、組織或機(jī)體在特定時(shí)間和空間上表達(dá)的所有蛋白質(zhì)即蛋白質(zhì)組（proteome）為研究對象，分析細(xì)胞內(nèi)動(dòng)態(tài)變化的蛋白質(zhì)組成、表達(dá)水平與修飾

17、狀態(tài)，了解蛋白質(zhì)之間的相互作用與聯(lián)系，并在整體水平上研究蛋白質(zhì)調(diào)控的活動(dòng)規(guī)律，故又稱為全景式蛋白質(zhì)表達(dá)譜 一是蛋白質(zhì)組表達(dá)模式的研究，即結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)組學(xué)（structural proteomics） 二是蛋白質(zhì)組功能模式的研究，即功能蛋白質(zhì)組學(xué)（functional proteomics SNP：單核苷酸多態(tài)性 ；指在基因組水平上由單個(gè)核苷酸變異所造成的DNA序列多態(tài)性 ? 藥物基因組學(xué)以藥物效應(yīng)及安全性為目標(biāo)，研究各種基因突變與藥效及安全性的關(guān)系，藥物基因組使藥物治療模式由診斷定向治療轉(zhuǎn)為基因定向治療。 ? 癌癥基因組解剖計(jì)劃將建立人類腫瘤細(xì)胞表達(dá)基因索引，為腫瘤的診斷、治

18、療帶來新的希望。 ? 代謝組學(xué)研究內(nèi)源性代謝物質(zhì)的組成、動(dòng)態(tài)變化規(guī)律以及與生物過程的聯(lián)系，代謝組學(xué)是基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的有力補(bǔ)充。 ? 生物遺傳信息傳遞具有方向性和整體性的特點(diǎn)。 “組學(xué)”從整合的角度檢視遺傳信息的整體性，以解釋生命科學(xué)的根本問題。 ? 轉(zhuǎn)錄組學(xué)在整體水平上研究細(xì)胞編碼基因轉(zhuǎn)錄情況及轉(zhuǎn)錄調(diào)控規(guī)律，研究對象即細(xì)胞所能轉(zhuǎn)錄出來的可直接參與蛋白質(zhì)翻譯的mRNA總和 第20、21章原核、真核生物的基因表達(dá)調(diào)控 概念 單順反子：在真核細(xì)胞中，一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位通常是單個(gè)基因，由一個(gè)結(jié)構(gòu)基因和相應(yīng)的順式調(diào)控元件組成，其轉(zhuǎn)錄初級(jí)產(chǎn)物是單

19、順反子。 多順反子：在原核細(xì)胞中一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位是由多個(gè)連續(xù)的基因組成，其轉(zhuǎn)錄初級(jí)產(chǎn)物是多順反子。 順反子：結(jié)構(gòu)基因，為決定一條多肽鏈合成的功能單位。 啟動(dòng)子：是RNA聚合酶識(shí)別、結(jié)合并啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄的特異DNA序列 核心啟動(dòng)子: core promoter 能夠使RNA聚合酶起始轉(zhuǎn)錄的最短序列，通常比一個(gè)帶有額外元件的啟動(dòng)子要短得多。對于RNA聚合酶Ⅱ來說，核心啟動(dòng)子是能夠與基本轉(zhuǎn)錄裝置結(jié)合，包括InR和TATA盒兩個(gè)元件的序列，通常在40bp左右。 典型的啟動(dòng)子核心序列是在轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游25~35 bp處，有一保守的TATA序列，被稱為TATA盒（TATA box），真核細(xì)胞的TA

20、TA盒多為TATAAAA序列。 基本轉(zhuǎn)錄因子TFIID識(shí)別結(jié)合位點(diǎn)；TATA盒對RNA聚合酶II的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)起定位作用 增強(qiáng)子：是能夠結(jié)合特異基因調(diào)節(jié)蛋白，促進(jìn)鄰近或遠(yuǎn)隔特定基因表達(dá)的DNA序列。增強(qiáng)子的作用通常與其所處的位置和方向無關(guān)。 micRNA ：小分子RNA，堿基順序恰好與某種mRNAde 5’末端附近的順序互補(bǔ)，所以叫mRNA干擾性互補(bǔ)RNA，從而阻礙翻譯。 轉(zhuǎn)導(dǎo)： 無義介導(dǎo)的mRNA衰減：當(dāng)在同一閱讀框架內(nèi)的翻譯終止密碼子UAA、UAG或UGA提前出現(xiàn)在最后兩個(gè)外顯子交界處上游約50 nt處時(shí)，mRNA被迅速降解。 轉(zhuǎn)錄激活因子：對基因表達(dá)有激活作

21、用的蛋白質(zhì) 沉默子：是指某些真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)中抑制或阻遏基因轉(zhuǎn)錄的一段（數(shù)百bp）DNA序列，促進(jìn)局部DNA的染色質(zhì)形成致密結(jié)構(gòu)，從而阻止轉(zhuǎn)錄激活因子結(jié)合DNA，是基因轉(zhuǎn)錄的負(fù)性調(diào)節(jié)因素 順式作用元件：在基因內(nèi)和基因外都有一些特定的DNA序列，與結(jié)構(gòu)基因表達(dá)調(diào)控相關(guān)、能夠被基因調(diào)控蛋白特異性識(shí)別和結(jié)合，這些特定的DNA序列稱為順式作用元件，亦稱為順式調(diào)控元件，包括啟動(dòng)子，增強(qiáng)子，沉默子。 概述題 SD序列對原核基因表達(dá)的調(diào)控 S-D序列又稱核糖體結(jié)合位點(diǎn)RBS，與16S-rRNA的3’端序列互補(bǔ)從而對mRNA與核糖體結(jié)合定位。 SD序列與16SrRNA互補(bǔ)部位的序列是不變

22、的，但是SD上游序列是不同的，因此，不同SD序列與16srRNA結(jié)合效率不同，堿基配對數(shù)越多，親和力越高。 SD序列與起始密碼之間的距離影響翻譯起始的效率。 SD序列的定位影響翻譯起始的效率，有些核糖體結(jié)合位點(diǎn)在二級(jí)結(jié)構(gòu)中使核糖體無法結(jié)合，需打破此結(jié)構(gòu)以完成翻譯。 乳糖操縱子 乳糖操縱子是可誘導(dǎo)型操縱子， 誘導(dǎo)方式是由誘導(dǎo)物解除阻遏蛋白的阻遏作用。除了這種方式，還有一種正性調(diào)節(jié)方式。大腸桿菌的乳糖操縱子由結(jié)構(gòu)基因 z： β-半乳糖苷酶、y： 通透酶、a：乙酰基轉(zhuǎn)移酶，加上調(diào)控原件P（啟動(dòng)子）、Q（操縱序列）構(gòu)成。 沒有乳糖存在時(shí)，阻遏蛋白結(jié)合Q，使乳糖操縱子被封閉，相關(guān)的

23、酶基因不被轉(zhuǎn)錄。當(dāng)有乳糖存在時(shí)，阻遏蛋白的每個(gè)亞基與一分子乳糖結(jié)合，使其構(gòu)象發(fā)生改變，變構(gòu)后的阻遏蛋白不能與操縱元件Q結(jié)合，不能阻止開放的啟動(dòng)子復(fù)合物形成，RNA聚合酶卡是轉(zhuǎn)錄結(jié)構(gòu)基因。 受阻遏蛋白（負(fù)性調(diào)節(jié)）和 CAP（正性調(diào)節(jié)）的協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)；弱啟動(dòng)子，RNA聚合酶與之結(jié)合能力弱 真核基因表達(dá)的特征 ① 更多層次的調(diào)節(jié)是有別于原核生物的重要特征之一 ② 順式作用元件是決定真核基因轉(zhuǎn)錄活性的關(guān)鍵因素之一 ③ 反式作用因子和順式作用蛋白是真核基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白 ④ 正性調(diào)節(jié)占主導(dǎo)的真核基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制更加復(fù)雜 miRNA和siRNA使靶基因沉默的機(jī)制 成熟的miRNAs則是通過

24、與miRNP核蛋白體復(fù)合物結(jié)合，識(shí)別靶mRNA，并與之發(fā)生部分互補(bǔ)，從而阻遏靶mRNA的翻譯。在動(dòng)物中，成熟的單鏈miRNAs與蛋白質(zhì)復(fù)合物miRNP結(jié)合，引導(dǎo)這種復(fù)合物通過部分互補(bǔ)結(jié)合到mRNA的3′UTR（非編碼區(qū)域），從而阻遏翻譯。而在siRNA通路中，單鏈的siRNA結(jié)合到RISC復(fù)合物中，引導(dǎo)復(fù)合物與mRNA完全互補(bǔ)，通過其自身的解旋酶活性，解開siRNAs，通過反義siRNA鏈識(shí)別目的mRNA片段，通過內(nèi)切酶活性切割目的片段，接著再通過細(xì)胞外切酶進(jìn)一步降解目的片段。除此之外，miRNA也可以切割完全互補(bǔ)的mRNA，而siRNA也可以阻遏3′UTR具有短片斷互補(bǔ)的mRNA的翻譯 m

25、iRNA是由RNA前體經(jīng)特異性核酸內(nèi)切酶Dicer裂解而成，經(jīng)RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體RISC的酶作用，將雙鏈miRNA加工成單鏈，并附著在RISC上。最終RISC裂解和單鏈miRNA互補(bǔ)的靶mRNA。 論述題 色氨酸操縱子的弱化機(jī)制調(diào)節(jié)及生物學(xué)意義 色氨酸操縱子的弱化機(jī)制的實(shí)質(zhì)是轉(zhuǎn)錄與翻譯調(diào)控的偶聯(lián)。色氨酸增多時(shí)，色氨酸結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄減少但trpL轉(zhuǎn)錄的前導(dǎo)mRNA沒有減少，稱為衰減子轉(zhuǎn)錄物，其中有4段特殊序列，它們可形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)， 不同配對形成發(fā)夾能力的強(qiáng)弱不同，而形成何種發(fā)夾，由trpL基因轉(zhuǎn)錄物的翻譯過程決定，形成發(fā)夾能力的強(qiáng)弱：1/2 > 2/3 >3/4

26、 L基因部分轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物編碼14個(gè)氨基酸，其中有兩個(gè)相鄰的色氨酸密碼子，這兩個(gè)相鄰的密碼子及轉(zhuǎn)錄與翻譯偶聯(lián)構(gòu)成衰減作用的基礎(chǔ)。 trpL轉(zhuǎn)錄后不久核糖體就與mRNA結(jié)合并翻譯 細(xì)胞內(nèi)有色氨酸存在時(shí)，形成色氨酰-tRNA，核糖體可以通過片段1、2進(jìn)行翻譯，遇到終止密碼時(shí)，在到達(dá)片段3之前就脫落，翻譯終止，此時(shí)，1/2、2/3都不能形成發(fā)夾，片段3、4會(huì)形成發(fā)夾，即轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)，不依賴ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)，RNA聚合酶脫落。 如果細(xì)胞沒有色氨酸，色氨酰-tRNA缺乏，核糖體就停止在兩個(gè)相鄰的色氨酸密碼子上，片段2、3之間可以形成發(fā)夾，片段3、4就不能形成轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)，后面的基因可以轉(zhuǎn)錄。

27、 生物學(xué)意義：弱化子可能比操縱元件更靈敏，只要色氨酸一增多，即使不足以誘導(dǎo)阻遏蛋白結(jié)合操縱元件，就足可以使大量的mRNA提前終止。反之，當(dāng)色氨酸減少時(shí)，即使失去了誘導(dǎo)阻遏蛋白的阻遏作用，但只要還可以維持前導(dǎo)肽的合成，仍可繼續(xù)轉(zhuǎn)錄。這樣可以保證盡可能充分地消耗色氨酸，使其合成維持在滿足需要的水平，防止色氨酸堆積和過多地消耗能量。同時(shí)，這種機(jī)制使細(xì)菌能夠優(yōu)先將環(huán)境中的色氨酸消耗完，然后開始自身合成。 轉(zhuǎn)錄因子蛋白中主要結(jié)合域的功能 轉(zhuǎn)錄激活域：富含谷氨酰胺、脯氨酸、酸性氨基酸的轉(zhuǎn)錄激活域 ① 募集RNA聚合酶使其快速定位與TATA盒 ② 介導(dǎo)轉(zhuǎn)錄相關(guān)蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾 ③ 改變啟動(dòng)子周圍的染色質(zhì)結(jié)構(gòu) DNA結(jié)合域 ? 螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋HTH是轉(zhuǎn)錄因子中的常見的DNA結(jié)合域 ? 同源異型域結(jié)構(gòu)與HTH結(jié)構(gòu)域類似 ? 鋅指結(jié)構(gòu)是一類含鋅離子轉(zhuǎn)錄因子的DNA結(jié)合域 ? 亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)域既可介導(dǎo)結(jié)合DNA又可介導(dǎo)蛋白質(zhì)二聚體化 ? 堿性螺旋-環(huán)-螺旋結(jié)構(gòu)域也可同時(shí)介導(dǎo)結(jié)合DNA和蛋白質(zhì)二聚體化