基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成

關(guān)于基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第一頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日

學習目的與要求掌握基因的概念及結(jié)構(gòu)特點，轉(zhuǎn)錄和翻譯的基本過程。掌握乳糖操縱子的調(diào)控方式及真核生物基因調(diào)控的特點。熟悉轉(zhuǎn)錄和翻譯后的加工和修飾過程。了解基因信息傳遞與醫(yī)學的關(guān)系。第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)中英文退出第四節(jié)第五節(jié)第二頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日第一節(jié)基因及其結(jié)構(gòu)一、基因及其信息流向二、基因的結(jié)構(gòu)及特點

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第三頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日一、基因及其信息流向(一)基因

基因（gene）：是細胞內(nèi)遺傳物質(zhì)的最小功能單位，是負載有特定遺傳信息的DNA片段。結(jié)構(gòu)基因（structuralgene）：編碼非調(diào)控因子的任何蛋

白質(zhì)和RNA的基因。調(diào)控基因（regulatorygene）：編碼調(diào)節(jié)其他基因表達的

蛋白質(zhì)或RNA的基因。人類基因組約有3.0×109bp，2~3萬個基因。

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第四頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日一、基因及其信息流向(一)基因

基因組（genome）：指細胞或生物體的一套完整的單倍體遺傳物質(zhì)，是所有染色體上全部基因和基因間的DNA的總和，它含有一個生物體進行各種生命活動所需要的全部遺傳信息。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第五頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(二)中心法則

遺傳信息從DNA到RNA再到蛋白質(zhì)的流動，稱為分子生物學的中心法則（centraldogma）。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁一、基因及其信息流向第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第六頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(二)中心法則

中心法則包括：DNA復制：遺傳信息由親代DNA分子傳給子代DNA。RNA轉(zhuǎn)錄（transcription）：以DNA為模板合成RNA。蛋白質(zhì)翻譯（translation）：RNA（mRNA）指導合成蛋白質(zhì)的過程。補充：RNADNA逆轉(zhuǎn)錄酶TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁一、基因及其信息流向第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第七頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(二)中心法則

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁一、基因及其信息流向第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第八頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日二、基因的結(jié)構(gòu)及特點(一)原核細胞的基因結(jié)構(gòu)特點編碼區(qū)（codingregion）：能夠轉(zhuǎn)錄為相應的mRNA，進而指導蛋白質(zhì)合成的基因區(qū)段在原核細胞中是連續(xù)的，功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因串聯(lián)排列。非編碼區(qū)（non-codingregion）：占整個基因組小部分，不能轉(zhuǎn)錄為mRNA、編碼蛋白質(zhì)的區(qū)段由編碼區(qū)上游和下游的DNA序列組成。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第九頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日啟動子（promoter）：位于結(jié)構(gòu)基因上游，包含轉(zhuǎn)錄起始點和RNA聚合酶識別及結(jié)合的部位。起始點：DNA模板鏈上開始進行轉(zhuǎn)錄作用的位點。

識別部位：RNA聚合酶的σ因子識別DNA分子的部位，中心位于-35區(qū)，共有序列是5′-TTGACA-3′。結(jié)合部位：在DNA分子上與RNA聚合酶核心酶緊密結(jié)合的序列，中心位于-10區(qū)，共同序列為5′-TATAAT-3′，又稱為Pribnow盒（pribnowbox）。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁二、基因的結(jié)構(gòu)及特點(一)原核細胞的基因結(jié)構(gòu)特點第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第十頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(二)真核細胞的基因結(jié)構(gòu)特點

由編碼區(qū)和非編碼區(qū)兩部分組成，編碼區(qū)是不連續(xù)的，被非編碼區(qū)所隔斷，因而真核細胞基因也稱為斷裂基因。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁二、基因的結(jié)構(gòu)及特點第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第十一頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(二)真核細胞的基因結(jié)構(gòu)特點

1.斷裂基因(splitgene)：由若干內(nèi)含子和外顯子構(gòu)成的不連續(xù)鑲嵌結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)基因。⑴內(nèi)含子(intron)：指插入在結(jié)構(gòu)基因內(nèi)部能夠被轉(zhuǎn)錄，但不能指導蛋白質(zhì)生物合成的非編碼順序。GT-AG法則：在內(nèi)含子的5’端多以GT開始，3’端多以AG結(jié)束，是普遍存在于真核細胞基因中RNA剪接的識別信號。

⑵外顯子(exon)：指在結(jié)構(gòu)基因中能夠被轉(zhuǎn)錄，并能指導蛋白質(zhì)生物合成的編碼順序。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁二、基因的結(jié)構(gòu)及特點第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第十二頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日

內(nèi)含子的發(fā)現(xiàn)A.電鏡圖片B.根據(jù)電鏡結(jié)果繪制的模式圖TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第十三頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日⑶啟動子真核生物啟動子由TATA盒及其上游的CAAT盒和/或GC盒組成。TATA盒（TATAbox）：在轉(zhuǎn)錄起始位點上游-25～-35bp區(qū)段，是以TATA為核心的序列，RNA聚合酶及其他蛋白質(zhì)因子的結(jié)合位點。CAAT盒（CAATbox）：-70～-80bp區(qū)含有CCAAT序列。GC盒（GCbox）：-80～-110bp區(qū)含有GGGCGG序列。位于TATA盒的上游，蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點，控制轉(zhuǎn)錄的起始頻率TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(二)真核細胞的基因結(jié)構(gòu)特點

二、基因的結(jié)構(gòu)及特點第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第十四頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日⑷終止子（terminator）存在于基因末端具有轉(zhuǎn)錄終止功能的特定順序。轉(zhuǎn)錄后形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，使RNA聚合酶從模板上脫離，

終止轉(zhuǎn)錄。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(二)真核細胞的基因結(jié)構(gòu)特點

二、基因的結(jié)構(gòu)及特點第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第十五頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日2.基因家族（genefamily）真核細胞基因組中來源相同、結(jié)構(gòu)相似、功能相關(guān)的一組基因，是由一個祖先基因經(jīng)重復和變異形成的，是真核細胞基因結(jié)構(gòu)最顯著的特征之一。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(二)真核細胞的基因結(jié)構(gòu)特點

二、基因的結(jié)構(gòu)及特點第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第十六頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日基因家族可分為二類：基因家族的成員成簇存在，串聯(lián)排列于特殊的染色體區(qū)段上，形成基因簇（genecluster），可同時轉(zhuǎn)錄，合成功能相關(guān)或相同的產(chǎn)物，如組蛋白、rRNA基因家族；基因家族成員分散存在，廣泛分布于整個染色體，甚至可存在于不同的染色體上，如干擾素、珠蛋白等基因家族。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(二)真核細胞的基因結(jié)構(gòu)特點

二、基因的結(jié)構(gòu)及特點第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第十七頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日3.DNA重復序列單一序列（uniquesequence）：基因組中，編碼蛋白質(zhì)的基因只有一個或幾個拷貝。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(二)真核細胞的基因結(jié)構(gòu)特點

二、基因的結(jié)構(gòu)及特點第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第十八頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日DNA重復序列（repetitivesequence）：基因組中，編碼蛋白質(zhì)的基因有多個拷貝。中度重復序列（middlerepetitivesequence）：由相對較短的序列組成，重復次數(shù)在10～1000之間，屬非編碼序列，散在分布于基因組中，與基因調(diào)控有關(guān)。高度重復序列（highlyrepetitivesequence）：由基因組中非常短的序列（一般小于100bp）組成，在基因組中的重復次數(shù)在幾千次以上，常成簇分布于染色體著絲粒區(qū)及染色體的端部，可能與基因表達調(diào)控及染色體結(jié)構(gòu)維持有關(guān)。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(二)真核細胞的基因結(jié)構(gòu)特點

二、基因的結(jié)構(gòu)及特點第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第十九頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日第二節(jié)基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工一、基因轉(zhuǎn)錄的一般特點二、原核細胞的基因轉(zhuǎn)錄三、真核細胞的基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第二十頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日基因轉(zhuǎn)錄：是遺傳信息從DNA流向RNA的過程，即將DNA分子上的核苷酸序列轉(zhuǎn)變?yōu)镽NA分子上核苷酸序列的過程。轉(zhuǎn)錄的本質(zhì)：是一個以DNA雙螺旋鏈中反義鏈為模板，以四種核苷三磷酸ATP、GTP、CTP、UTP為原料，在RNA聚合酶作用下，遵循堿基互補配對原則，合成RNA的過程。一﹑基因轉(zhuǎn)錄的一般特點TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第二十一頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日模板鏈（templatestrand）或反義鏈（antisensestrand）：在雙鏈DNA中，作為轉(zhuǎn)錄模板的鏈，與mRNA互補。編碼鏈（codingstrand）或有意義鏈（sensestrand）：與模板鏈互補的另一條鏈，與轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的序列相同。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁一﹑基因轉(zhuǎn)錄的一般特點第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第二十二頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁一﹑基因轉(zhuǎn)錄的一般特點第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第二十三頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日二、原核細胞的基因轉(zhuǎn)錄(一)原核細胞基因轉(zhuǎn)錄的主要因子2.ρ因子是一種蛋白質(zhì)，識別基因末端終止信號，使轉(zhuǎn)錄終止。1.RNA聚合酶原核細胞只有一種RNA聚合酶。α——決定轉(zhuǎn)錄特異性β——與核苷三磷酸結(jié)合β'——與DNA模板結(jié)合σ——識別基因上游啟動子，啟動基因轉(zhuǎn)錄全酶核心酶TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第二十四頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(二)原核細胞基因轉(zhuǎn)錄的基本過程1.起始階段轉(zhuǎn)錄起始的關(guān)鍵是RNA聚合酶的σ亞基識別基因上游的啟動子，使全酶與啟動子結(jié)合形成復合體。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁二、原核細胞的基因轉(zhuǎn)錄第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第二十五頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(二)原核細胞基因轉(zhuǎn)錄的基本過程1.起始階段

轉(zhuǎn)錄的起始TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁二、原核細胞的基因轉(zhuǎn)錄第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第二十六頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日2.延長階段核心酶沿模板鏈3’→5’方向移動，RNA鏈以5’→3’方向延長。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(二)原核細胞基因轉(zhuǎn)錄的基本過程二、原核細胞的基因轉(zhuǎn)錄第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第二十七頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日3.終止階段當RNA聚合酶移動至轉(zhuǎn)錄終止序列，轉(zhuǎn)錄終止。

ρ因子依賴性終止：ρ因子在轉(zhuǎn)錄終止點與RNA聚合酶結(jié)合，使RNA鏈脫離。ρ因子非依賴性終止：新合成RNA鏈形成局部發(fā)夾結(jié)構(gòu)，導致酶-模板結(jié)合方式的改變，RNA從模板脫離。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(二)原核細胞基因轉(zhuǎn)錄的基本過程二、原核細胞的基因轉(zhuǎn)錄第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第二十八頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日4.轉(zhuǎn)錄后加工mRNA：不需要加工，合成后即可作為模板參與蛋白質(zhì)合成tRNArRNA需要進一步剪切修飾才能成為具有生物功能的成熟分子TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(二)原核細胞基因轉(zhuǎn)錄的基本過程二、原核細胞的基因轉(zhuǎn)錄第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第二十九頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日三、真核細胞的基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工真核生物的轉(zhuǎn)錄同樣可分為起始、延長和終止3個階段。與原核生物相比，真核生物轉(zhuǎn)錄的主要特點是：有多種RNA聚合酶分別合成不同類別的RNA；有多種類型的啟動子為不同的RNA聚合酶所用；有多種轉(zhuǎn)錄因子（transcriptionfactor）；真核生物于轉(zhuǎn)錄時或轉(zhuǎn)錄后有廣泛的RNA加工。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第三十頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日真核細胞中含有多種RNA聚合酶，它們專一性地轉(zhuǎn)錄不同基因而生成各不相同的產(chǎn)物。真核生物的RNA聚合酶TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核細胞的基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第三十一頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(一)真核細胞mRNA合成和加工1.mRNA合成mRNA是RNA中唯一具有編碼蛋白質(zhì)功能的RNA分子。由RNA聚合酶Ⅱ催化

通用轉(zhuǎn)錄因子（generaltranscriptionfactor）參與

形成轉(zhuǎn)錄起始復合物。mRNA的初級轉(zhuǎn)錄本大小各不相同，被稱為不均一核RNA（heterogeneousnuclearRNA，hnRNA）。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核細胞的基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第三十二頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(一)真核細胞mRNA合成和加工TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核細胞的基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第三十三頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日2.mRNA加工⑴戴帽：

5’末端加上7-甲基鳥嘌呤三磷酸（m7Gppp）的帽子結(jié)構(gòu)。被核糖體小亞基識別，有利于mRNA最初翻譯的

準確性；防止被核酸酶水解，增強mRNA的穩(wěn)定性。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)真核細胞mRNA合成和加工三、真核細胞的基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第三十四頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日2.mRNA加工⑵加尾：3’末端加上由200～250個腺苷酸組成的多聚腺苷酸（poly-A）的尾巴?？墒筸RNA3’端穩(wěn)定，防止被核酸酶水解；有利于mRNA由細胞核到細胞質(zhì)的轉(zhuǎn)運。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)真核細胞mRNA合成和加工三、真核細胞的基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第三十五頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日2.mRNA加工⑶剪接：是將RNA前體分子中內(nèi)含子切除，將外顯子拼接的過程。完成hnRNA剪接需要有三個必需的序列：5’GU序列，3’AG序列和分支點。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)真核細胞mRNA合成和加工三、真核細胞的基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第三十六頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日2.mRNA加工mRNA前體的剪接是通過剪接體（spliceosome）完成的。剪接體組成：核糖核蛋白顆粒（smallnuclearribonucleoproteinparticle，snRNP）。snRNP小核RNA（snRNA）蛋白質(zhì)TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)真核細胞mRNA合成和加工三、真核細胞的基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第三十七頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日真核細胞mRNA前體的剪接過程TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第三十八頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日真核細胞RNA的轉(zhuǎn)錄后加工

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第三十九頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(二)rRNA分子的合成后加工rRNA基因為多拷貝基因，串聯(lián)排列于特定的核仁染色質(zhì)區(qū)段。在RNA聚合酶Ⅰ催化下轉(zhuǎn)錄形成原始rRNA前體——45SrRNA，最終剪切為28S、18S和5.8SrRNA。rRNA的剪接不需要任何蛋白質(zhì)的參與即可發(fā)生，進行的是自身剪接。rRNA前體的加工發(fā)生在核仁中，最終裝配成核糖體的大、小亞基。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核細胞的基因錄和轉(zhuǎn)錄后加工第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第四十頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日45SrRNA的剪接加工

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第四十一頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日真核細胞tRNA的基因，成簇存在并被間隔區(qū)分開，在RNA聚合酶Ⅲ的作用下被轉(zhuǎn)錄為tRNA前體。(三)tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工1.tRNA前體的剪接tRNA前體的5’末端和反密碼環(huán)的區(qū)域被部分切除并拼接形成成熟的tRNA。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核細胞的基因錄和轉(zhuǎn)錄后加工第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第四十二頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(三)tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工2.tRNA前體的化學修飾

通過化學修飾形成稀有堿基。常見的堿基修飾有：還原反應；轉(zhuǎn)位反應；脫氨反應；甲基化反應。3.3'端加上CCA

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核細胞的基因錄和轉(zhuǎn)錄后加工第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第四十三頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(四)5SrRNA的合成加工5SrRNA是一類特殊的rRNA分子，由核仁外的基因編碼；5SrDNA為串聯(lián)排列的多拷貝基因；在RNA聚合酶III的作用下，5SrDNA轉(zhuǎn)錄為5SrRNA，無需剪切加工，即可轉(zhuǎn)運至核仁，直接參與核糖體大亞基的組裝。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核細胞的基因錄和轉(zhuǎn)錄后加工第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第四十四頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日第三節(jié)蛋白質(zhì)的生物合成一﹑遺傳信息翻譯的基本原理二﹑蛋白質(zhì)合成的場所——核糖體三﹑蛋白質(zhì)合成的一般過程四、肽鏈合成后的加工修飾五、蛋白質(zhì)的降解TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第四十五頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日第三節(jié)蛋白質(zhì)的生物合成生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成稱為翻譯，是以mRNA為模板，指導特定的氨基酸序列合成的過程。

參與翻譯的生物大分子包括核糖體、mRNA、tRNA及多種蛋白質(zhì)因子。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第四十六頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(一)mRNA攜帶指導蛋白質(zhì)合成的遺傳密碼遺傳密碼（geneticcode）：mRNA上的堿基排列順序。在mRNA鏈上3個相鄰的堿基可以決定一個特定的氨基酸，這種核苷酸三聯(lián)體被稱為密碼子（codon）。一、遺傳信息翻譯的基本原理TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第四十七頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(一)mRNA攜帶指導蛋白質(zhì)合成的遺傳密碼遺傳密碼特點：一、遺傳信息翻譯的基本原理通用性（universal）：從原核生物到真核生物，幾乎所有生物體中的遺傳密碼都是通用的。簡并性（degeneracy）：多個密碼子決定同一氨基酸。連續(xù)性（commaless）：在翻譯過程中，遺傳密碼的閱讀是連續(xù)的。方向性（direction）：mRNA中密碼子的閱讀方向為5’→3’。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第四十八頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日遺傳密碼表TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第四十九頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(二)tRNA既能識別mRNA上的密碼子又能攜帶特定的氨基酸t(yī)RNA識別mRNA上的密碼子：反密碼子（anticodon）的堿基互補配對作用。tRNA攜帶特定氨基酸：氨酰-tRNA合成酶催化。氨基酸的活化：氨基酸與ATP在氨酰-tRNA合成酶作用下形成氨酰-AMP。氨基酸與tRNA的連接：活化氨基酸的氨?；晦D(zhuǎn)移至tRNA分子上形成氨酰-tRNA（aminoacyl-tRNA）并釋放AMP。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁一、遺傳信息翻譯的基本原理第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第五十頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(二)tRNA既能識別mRNA上的密碼子又能攜帶特定的氨基酸擺動性（wobble）：密碼子的前兩位堿基在和反密碼子配對時，遵循正常的堿基互補配對原則，而第三位堿基的配對具有一定的靈活性。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁一、遺傳信息翻譯的基本原理第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第五十一頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日tRNA轉(zhuǎn)運氨基酸機制示意圖

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第五十二頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日二﹑蛋白質(zhì)合成的場所——核糖體核糖體是合成蛋白質(zhì)的機器，其功能是按照mRNA的指令由氨基酸合成蛋白質(zhì)。(一)核糖體是由rRNA和蛋白質(zhì)組成的大分子復合物TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第五十三頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日核糖體立體結(jié)構(gòu)模型

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第五十四頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(二)核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所1.mRNA結(jié)合位點位于核糖體小亞基。原核生物30S小亞基通過16SrRNA的3’端與mRNA5’端起始密碼子上游SD序列（Shine-Dalgarnosequence）配對結(jié)合。真核生物中，核糖體40S小亞基識別mRNA的帽子結(jié)構(gòu)，使mRNA與核糖體結(jié)合。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁二﹑蛋白質(zhì)合成的場所——核糖體第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第五十五頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(二)核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所2.P位（peptidyl-tRNAsite）起始氨酰-tRNA和肽酰-tRNA結(jié)合的位置。3.A位（aminoacylsite）氨酰tRNA結(jié)合的位置。4.轉(zhuǎn)肽酶（transpeptidase）活性部位位于P位和A位的連接處，催化肽鍵的形成。5.參與蛋白質(zhì)合成的因子的結(jié)合部位TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁二﹑蛋白質(zhì)合成的場所——核糖體第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第五十六頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日核糖體上的主要功能位點TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第五十七頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日三﹑蛋白質(zhì)合成的一般過程蛋白質(zhì)生物合成可分為五個階段：氨基酸的活化；多肽鏈合成的起始；肽鏈的延長；肽鏈的終止和釋放；蛋白質(zhì)合成后的加工修飾。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第五十八頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日

(一)氨基酸活化是蛋白質(zhì)生物合成的預備階段氨基酸+tRNA+ATP氨基酰tRNA+AMP+PPi氨基酰-tRNA合成酶TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三﹑蛋白質(zhì)合成的一般過程第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第五十九頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日

(二)起始復合物是翻譯起始階段的“蛋白質(zhì)裝配機”起始階段：指大亞基、小亞基、mRNA和具有啟動作用的起始氨基酰-tRNA裝配為起始復合物的過程。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三﹑蛋白質(zhì)合成的一般過程第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第六十頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日

大腸桿菌細胞翻譯起始復合物的形成大腸桿菌細胞翻譯起始復合物形成的過程：核糖體30S小亞基附著于mRNA起始信號部位。30S前起始復合物的形成。70S起始復合物的形成。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第六十一頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(三)肽鏈延長是多因子參與的核糖體循環(huán)過程

核糖體循環(huán)（ribosomecirculation）：肽鏈延長在核蛋白體上連續(xù)循環(huán)進行，每經(jīng)過一個循環(huán)肽鏈增加一個氨基酸。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三﹑蛋白質(zhì)合成的一般過程第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第六十二頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(三)肽鏈延長是多因子參與的核糖體循環(huán)過程

核糖體循環(huán)包括三個步驟：進位（registration）：特異的氨酰-tRNA進入A位。成肽（peptideformation）：P位上的氨基酸連接到A位氨基酸的氨基，形成肽鍵。轉(zhuǎn)位（translocation）：核糖體沿mRNA5’端向3’端移動一個密碼子距離。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三﹑蛋白質(zhì)合成的一般過程第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第六十三頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(三)肽鏈延長是多因子

參與的核糖體循環(huán)過程

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三﹑蛋白質(zhì)合成的一般過程第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第六十四頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日

肽鏈合成的終止過程(四)肽鏈合成終止過程1.終止密碼的辨認當A位上出現(xiàn)終止密碼時，釋放因子識別并結(jié)合到A位上。2.肽鏈和mRNA等從核糖體上釋出3.核糖體大小亞基解聚TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三﹑蛋白質(zhì)合成的一般過程第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第六十五頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日多聚核糖體（polyribosome）：

多個核糖體結(jié)合到一個mRNA分子上，成串排列，形成蛋白質(zhì)合成的功能單位。多聚核糖體可以在一條mRNA鏈上同時合成多條相同的多肽鏈，大大提高了翻譯的效率。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第六十六頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日四、肽鏈合成后的加工修飾(一)一級結(jié)構(gòu)的修飾改變了多肽鏈氨基酸的性質(zhì)和組成肽鏈氨基端的修飾N-甲酰甲硫氨酸或甲硫氨酸的去除：甲?；?jīng)脫甲?；杆猓琢虬彼峄蛘甙被说囊恍┌被釟埢砂彪拿杆?。新生多肽鏈不具有生物活性，需經(jīng)過化學修飾和加工處理才能形成具有天然構(gòu)象和生物學活性的功能蛋白。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第六十七頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日四、肽鏈合成后的加工修飾(一)一級結(jié)構(gòu)的修飾改變了多肽鏈氨基酸的性質(zhì)和組成2.共價修飾：磷酸化、糖基化、羥基化、甲基化、乙

?；投蜴I形成等。3.多肽鏈的水解修飾前體蛋白水解產(chǎn)生活性蛋白；多肽鏈經(jīng)水解后產(chǎn)生幾種不同的蛋白質(zhì)或多肽。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第六十八頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(二)高級結(jié)構(gòu)的修飾包括亞基聚合、多肽折疊和輔基

連接亞基聚合：許多蛋白質(zhì)由兩個以上亞基構(gòu)成，需要各亞基通過非共價鍵聚合成多聚體才能表現(xiàn)出完整的生物活性，如人血紅蛋白。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁四、肽鏈合成后的加工修飾第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第六十九頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(二)高級結(jié)構(gòu)的修飾包括亞基聚合、多肽折疊和輔基

連接多肽折疊：新生肽鏈必須逐步折疊成天然空間構(gòu)象才能成為有活性的功能蛋白，折疊過程需要分子伴侶參與。分子伴侶蛋白有兩類：

①蛋白因子

②

酶輔基連接：有些結(jié)合蛋白和帶輔基的酶，合成后需要結(jié)合相應輔基，才能成為天然功能蛋白質(zhì)。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁四、肽鏈合成后的加工修飾第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第七十頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)不斷地被降解和被新合成的蛋白質(zhì)取代。蛋白的降解在細胞的生理活動中發(fā)揮著不可替代的作用。真核細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的降解主要有兩種途徑：1.泛素-蛋白酶體（ubiquitin-proteasome）途徑

特點：細胞內(nèi)蛋白質(zhì)選擇性降解的重要途徑。五、蛋白質(zhì)的降解TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第七十一頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日1.泛素-蛋白酶體（ubiquitin-proteasome）途徑過程：

五、蛋白質(zhì)的降解E1激活泛素分子，需要ATP供能；E2將泛素結(jié)合在被降解的蛋白質(zhì)上；E3識別并釋放泛素化的蛋白質(zhì)；蛋白酶體降解泛素化的蛋白質(zhì)。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第七十二頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日蛋白質(zhì)降解的泛素化反應TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第七十三頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日2.

溶酶體降解途徑特點：是非特異性蛋白質(zhì)降解途徑，蛋白質(zhì)在溶酶體通過ATP非依賴途徑被降解。過程：蛋白質(zhì)經(jīng)自噬形成自噬體，或內(nèi)吞作用進入細胞。經(jīng)溶酶體消化、分解為小分子氨基酸。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁五、蛋白質(zhì)的降解第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第七十四頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日第四節(jié)基因表達信息的調(diào)控一、基因表達的一般特點二、原核基因的表達調(diào)控三、真核基因的表達調(diào)控TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第七十五頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日基因表達的實質(zhì)：通過基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯，產(chǎn)生具有特異生物學功能的蛋白質(zhì)分子，賦予細胞或個體一定功能或形態(tài)表型。基因的表達受到嚴密和精確的調(diào)控。

基因表達的調(diào)控：正性調(diào)控（positiveregulation）：使基因表達量增加。負性調(diào)控（negativeregulation）：使基因表達量減少。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第七十六頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日一、基因表達的一般特點(一)基因表達具有時間性和空間性基因表達的時間特異性（temporalspecificity）：按照功能需要，某一特定基因表達嚴格按照一定的時間順序發(fā)生?；虮磉_的空間特異性（spatialspecificity）：一種基因產(chǎn)物在個體的不同組織或器官中表達，在個體的不同空間出現(xiàn)。基因表達具有嚴格的時間和空間特異性，這是由基因的啟動子等調(diào)控序列與調(diào)節(jié)蛋白相互作用決定的。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第七十七頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日1.組成性表達(constitutiveexpression)：不太受環(huán)境變動而變化的一類基因表達，如管家基因。(二)基因表達有組成性表達和可誘導/阻遏表達兩種

方式TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁一、基因表達的一般特點第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第七十八頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日2.適應性表達(adaptiveexpression)：環(huán)境的變化容易使其表達水平變動的一類基因表達。可誘導的基因(induciblegene)：隨環(huán)境條件變化表達水平增高的基因。可阻遏的基因(repressiblegene)：隨環(huán)境條件變化表達水平降低的基因。(二)基因表達有組成性表達和可誘導/阻遏表達兩種

方式TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁一、基因表達的一般特點第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第七十九頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日二、原核基因的表達調(diào)控轉(zhuǎn)錄調(diào)控是原核生物基因表達調(diào)控的關(guān)鍵步驟。原核生物大多數(shù)基因表達調(diào)控是通過操縱子機制實現(xiàn)的。操縱子（operon）由結(jié)構(gòu)基因和表達調(diào)控元件組成，是原核細胞中最常見的表達調(diào)控單位。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第八十頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日二、原核基因的表達調(diào)控(一)大腸桿菌乳糖代謝相關(guān)基因組成乳糖操縱子TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第八十一頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日1.阻遏蛋白的負性調(diào)控沒有乳糖的環(huán)境中，阻遏蛋白與操縱序列結(jié)合，阻礙RNA聚合酶與啟動子的結(jié)合，阻止基因的轉(zhuǎn)錄。有乳糖存在時，在β-半乳糖苷酶的催化下乳糖轉(zhuǎn)變?yōu)榘肴樘?，后者與阻遏蛋白結(jié)合，使阻遏蛋白與操縱序列解離，基因轉(zhuǎn)錄開放。(二)大腸桿菌的乳糖操縱子調(diào)控機制包括正、負調(diào)控

兩種方式TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁二、原核基因的表達調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第八十二頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(二)大腸桿菌的乳糖操縱子調(diào)控機制包括正、負調(diào)控

兩種方式TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁二、原核基因的表達調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第八十三頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日2.CAP的正性調(diào)控當環(huán)境中無葡萄糖可供利用時，cAMP的含量增高，CAP與cAMP結(jié)合而活化，與乳糖操縱子的啟動子上游的CAP結(jié)合位點相結(jié)合，從而增強RNA聚合酶的轉(zhuǎn)錄活性。當有葡萄糖可供分解利用時，cAMP濃度降低，CAP不能被活化，乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)基因表達下降。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(二)大腸桿菌的乳糖操縱子調(diào)控機制包括正、負調(diào)控

兩種方式二、原核基因的表達調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第八十四頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日2.CAP的正性調(diào)控TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(二)大腸桿菌的乳糖操縱子調(diào)控機制包括正、負調(diào)控

兩種方式二、原核基因的表達調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第八十五頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日三、真核基因的表達調(diào)控真核細胞基因表達調(diào)控可以在轉(zhuǎn)錄水平、RNA加工水平、RNA轉(zhuǎn)運水平、mRNA降解水平、翻譯水平和蛋白質(zhì)活性水平上進行。真核基因表達調(diào)控的途徑

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第八十六頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(一)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核細胞基因表達的主要控制點真核基因具有復雜的調(diào)控區(qū)，包括啟動子區(qū)和其他能調(diào)節(jié)基因表達的轉(zhuǎn)錄因子和基因調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合位點?；虮磉_的調(diào)節(jié)是通過反式作用因子與順式作用元件相互作用而實現(xiàn)的。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核基因的表達調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第八十七頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(一)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核細胞基因表達的主要控制點反式作用因子（trans-actingfactor）：基因表達調(diào)節(jié)蛋白。順式作用元件（cis-actingelement）：基因表達調(diào)節(jié)蛋白

所識別的DNA序列。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核基因的表達調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第八十八頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日真核細胞基因表達調(diào)控區(qū)示意圖

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第八十九頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日1.順式作用元件是能夠調(diào)控基因表達的特殊DNA序列真核基因的順式作用元件分為啟動子、增強子（enhancer）和沉默子（silencer）。啟動子：能被RNA聚合酶所識別并結(jié)合的特異性DNA序列，決定細胞基因轉(zhuǎn)錄起始。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核細胞基因表達的主要控制點三、真核基因的表達調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第九十頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日1.順式作用元件是能夠調(diào)控基因表達的特殊DNA序列增強子：一種能增強真核細胞某些啟動子功能的調(diào)節(jié)序列，作用不受序列方向性的限制，大多位于上游。沉默子：基因表達的負性調(diào)控元件，對基因轉(zhuǎn)錄起阻遏作用，不受序列方向的影響，能遠距離發(fā)揮作用。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核細胞基因表達的主要控制點三、真核基因的表達調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第九十一頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日增強子作用模式示意圖（A）沒有增強子存在時，基因轉(zhuǎn)錄維持在較低的基礎(chǔ)水平；（B）當有增強子存在時，可以使轉(zhuǎn)錄水平升高。（C和D）增強子可以緊鄰啟動子上游也可位于轉(zhuǎn)錄起始位點的上游或下游幾個kb處；（E）與轉(zhuǎn)錄方向相反的增強子也可刺激轉(zhuǎn)錄。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第九十二頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日2.反式作用因子通過順式作用元件調(diào)控基因的表達真核基因表達的調(diào)節(jié)蛋白，又稱轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子或轉(zhuǎn)錄因子。轉(zhuǎn)錄因子從功能上劃分為不同區(qū)域：①DNA結(jié)合域（DNAbindingdomain）；②轉(zhuǎn)錄激活域（activatingdomain）；③連接區(qū)：連接上兩個結(jié)構(gòu)域的部分。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核細胞基因表達的主要控制點三、真核基因的表達調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第九十三頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日2.反式作用因子通過順式作用元件調(diào)控基因的表達DNA結(jié)合域常見有以下幾種：①鋅指（zincfinger）結(jié)構(gòu)，是最常見的DNA結(jié)合域；②螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋（helix-turn-helix，HTH）；③螺旋-環(huán)-螺旋（helix-loop-helix，HLH）；④亮氨酸拉鏈（leucinezipper）。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核細胞基因表達的主要控制點三、真核基因的表達調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第九十四頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日一種典型的鋅指結(jié)構(gòu)

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第九十五頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日幾種其他常見的反式作用因子DNA結(jié)合域

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第九十六頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日3.真核細胞的阻遏蛋白阻遏蛋白（repressor）參與真核細胞基因表達的負性調(diào)控：通過與特定的DNA序列結(jié)合而抑制轉(zhuǎn)錄。通過干擾其他轉(zhuǎn)錄因子與DNA的結(jié)合來發(fā)揮抑制作用。通過競爭性阻止激活蛋白與啟動子或增強子的結(jié)合，抑制轉(zhuǎn)錄。通過蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)的相互作用來抑制轉(zhuǎn)錄。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核細胞基因表達的主要控制點三、真核基因的表達調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第九十七頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日4.染色質(zhì)結(jié)構(gòu)影響基因的轉(zhuǎn)錄基因表達激活需要將致密的染色質(zhì)展開，降低相鄰核小體間的聚集，增加轉(zhuǎn)錄因子的進入，促進基因轉(zhuǎn)錄。這種染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化過程通常稱為染色質(zhì)重塑（chromatinremolding）。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核細胞基因表達的主要控制點三、真核基因的表達調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第九十八頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日4.染色質(zhì)結(jié)構(gòu)影響基因的轉(zhuǎn)錄染色質(zhì)重塑是基因表達調(diào)控的主要方式：①依賴ATP的物理修飾：以ATP水解釋放的能量，使組蛋白和DNA的構(gòu)象發(fā)生局部改變，該過程主要通過依賴ATP的染色質(zhì)重塑復合體或染色質(zhì)重建子（remodeler）來完成。②組蛋白的共價化學修飾：在組蛋白上進行化學修飾，如組蛋白的乙?；?、甲基化、磷酸化、泛素化、sumo化（sumoylation）和糖基化等。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核細胞基因表達的主要控制點三、真核基因的表達調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第九十九頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日真核細胞中基因活化蛋白通過影響局部染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)而激活轉(zhuǎn)錄

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第一百頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日組蛋白修飾的一般概念和常見標記TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第一百零一頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日5.非編碼RNA能夠調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄除了轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白以外，一些非編碼RNA分子也能調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄，如微小RNA。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核細胞基因表達的主要控制點三、真核基因的表達調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第一百零二頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日5.非編碼RNA能夠調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄miRNA調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核細胞基因表達的主要控制點三、真核基因的表達調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第一百零三頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(二)RNA加工水平調(diào)控的主要途徑是剪接多數(shù)真核細胞的mRNA前體分子經(jīng)剪接去除內(nèi)含子后形成一種成熟的mRNA，并翻譯成一條相應的多肽鏈，這種RNA剪接方式稱為常規(guī)剪接（constitutivesplicing）。

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核基因的表達調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第一百零四頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(二)RNA加工水平調(diào)控的主要途徑是剪接在特定條件下，剪接發(fā)生在兩個內(nèi)含子之間，即某個內(nèi)含子的5′端與另一個內(nèi)含子的3′端進行剪接，刪除這兩個內(nèi)含子及其中間的全部外顯子或內(nèi)含子，這種剪接稱為RNA可變剪接（alternativesplicing）。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核基因的表達調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第一百零五頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日mRNA前體可變剪接示意圖TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第一百零六頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日(三)真核細胞基因表達的翻譯水平調(diào)控與起始因子

磷酸化密切相關(guān)真核細胞翻譯水平調(diào)節(jié)點主要在翻譯起始階段和延長階段，尤其是起始階段。通過磷酸化調(diào)節(jié)起始因子活性對起始階段有重要的控制作用。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核基因的表達調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第一百零七頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日第五節(jié)基因的信息傳遞與醫(yī)學一、基因表達調(diào)控異常與疾病二、蛋白質(zhì)降解異常與疾病三、基于原核生物和真核生物蛋白質(zhì)合成體

系差異的藥物研制TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第一百零八頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日一、基因表達調(diào)控異常與疾病基因表達調(diào)控是高度有序的多級調(diào)控過程，在基因表達的過程中任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯誤都可能影響基因的正常表達，從而引發(fā)疾病。轉(zhuǎn)錄因子突變與疾病的發(fā)生密切相關(guān)：

轉(zhuǎn)錄因子TBX5顯性突變——心手綜合征（HoltOramsyndrome，HOS）；

轉(zhuǎn)錄因子PAX3顯性突變——

Waardenburg綜合征?型（WS1）；TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第一百零九頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日一、基因表達調(diào)控異常與疾病轉(zhuǎn)錄因子突變與疾病的發(fā)生密切相關(guān)：轉(zhuǎn)錄因子NKX2-1突變——中樞神經(jīng)、甲狀腺及肺機能等多方面的復雜癥狀；

鋅指類轉(zhuǎn)錄因子GATA3突變——血內(nèi)甲狀旁腺素水平降低、感神經(jīng)性耳聾和腎臟發(fā)育不良。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第一百一十頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日二、蛋白質(zhì)降解異常與疾病在正常代謝條件下，蛋