原核生物和真核生物基因表達調(diào)控特點的比較專家講座

轉(zhuǎn)錄復制翻譯原核生物和真核生物基因表示調(diào)控特點比較結(jié)構(gòu)決定功效原核生物和真核生物基因表示調(diào)控特點比較——目錄Content相同點不一樣點原核生物和真核生物基因表達調(diào)控特點的比較專家講座第1頁結(jié)構(gòu)決定功效經(jīng)典真核細胞基因結(jié)構(gòu)圖經(jīng)典原核細胞基因結(jié)構(gòu)圖原核生物和真核生物基因表示調(diào)控特點比較——結(jié)構(gòu)決定功效原核真核沒有外顯子和內(nèi)含子有外顯子和內(nèi)含子基因連續(xù)，沒有間隔基因不連續(xù)，有間隔整個編碼區(qū)能編碼蛋白質(zhì)外顯子編碼蛋白質(zhì)，內(nèi)含子不編碼蛋白質(zhì)基因組小基因組大重復性高重復性小相同：都含有編碼區(qū)和非編碼區(qū)都含有RNA聚合酶結(jié)合位點不一樣：原核生物和真核生物基因表達調(diào)控特點的比較專家講座第2頁真核生物基因組與原核生物基因組主要區(qū)分：真核生物基因組DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色體，儲存于細胞核內(nèi)，除配子細胞外，體細胞內(nèi)基因組是雙份（即雙倍體）。細菌染色體基因組通常由一條環(huán)狀雙鏈DNA分子組成，染色體形成類核，無核膜與胞漿分開。基因組遠遠大于原核生物基因組，含有許多復制起點，而每個復制子長度較小。真核細胞基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子。一個結(jié)構(gòu)基因經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯生成一個mRNA分子和一條肽鏈。原核生物基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為多順反子，功效上相關(guān)幾個基因往往在一起組成操縱子結(jié)構(gòu)。真核基因組大部分基因含有內(nèi)含子，所以，基因是不連續(xù)，稱為斷裂基因，需要進行轉(zhuǎn)錄后加工；原核基因組沒有內(nèi)含子結(jié)構(gòu)，不需進行轉(zhuǎn)錄后剪接加工。真核基因組中不編碼區(qū)域多于編碼區(qū)域。原核基因組大部分為編碼序列，不編碼區(qū)域僅占一小部分。真核生物基因組存在重復序列，重復次數(shù)可達百萬次以上基因組遠遠大于原核生物基因組。真核生物基因組存在多基因家族、超基因家族和假基因。原核生物和真核生物基因表達調(diào)控特點的比較專家講座第3頁項目原核生物真核生物基因結(jié)構(gòu)染色體組成條環(huán)狀雙鏈DNA分子組成，DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合形成，場所染色體形成類核，無核膜與胞漿分開儲存于細胞核內(nèi)，除配子細胞外，體細胞內(nèi)基因組是雙份（即雙倍體）復制子基因組較小，只有一個復制子基因組較大，含有許多復制起點，而每個復制子長度較小。順反子多順反子，功效上相關(guān)幾個基因往往在一起組成操縱子結(jié)構(gòu)。單順反子，一個結(jié)構(gòu)基因經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯生成一個mRNA分子和一條肽鏈。內(nèi)含子沒有內(nèi)含子有內(nèi)含子連續(xù)基因是連續(xù)，基因是不連續(xù)（斷裂基因）轉(zhuǎn)錄后加工不需進行轉(zhuǎn)錄后剪接加工需要進行轉(zhuǎn)錄后加工編碼序列原核基因組大部分為編碼序列，不編碼區(qū)域僅占一小部分真核基因組中不編碼區(qū)域多于編碼區(qū)域重復序列極少重復次數(shù)可達百萬次以上基因組遠遠大于原核生物基因組復雜性較簡單真核生物基因組存在多基因家族、超基因家族和假基因原核生物和真核生物基因表達調(diào)控特點的比較專家講座第4頁不一樣點原核生物和真核生物基因表示調(diào)控特點比較——不一樣點——目錄復制轉(zhuǎn)錄翻譯DNARNA蛋白質(zhì)原核生物和真核生物基因表達調(diào)控特點的比較專家講座第5頁復制原核生物真核生物時間整個細胞生長過程細胞周期S期起點單起點多起點前導鏈合成連續(xù)半連續(xù)，由一個復制起點控制一個復制子合成，最終由連接酶將其連接成一條完整新鏈片段長度RNA引物、岡崎片段長RNA引物、岡崎片段短DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種聚合酶α、β、γ、ε、δ五種聚合酶染色體端體復制染色體大多數(shù)為環(huán)狀染色體為線狀，末端有特殊DNA序列組成結(jié)組成為端體轉(zhuǎn)錄原核生物真核生物場所細胞核內(nèi)擬核區(qū)mRNAmRNA分子普通只編碼一個基因一個mRNA分子通常含多個基因RNA聚合酶一個三種獨立轉(zhuǎn)錄能夠直接起始轉(zhuǎn)錄合成RNA不能獨立轉(zhuǎn)錄RNA，三種聚合酶都必須在蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄因子幫助下才能進行RNA轉(zhuǎn)錄翻譯原核生物真核生物氨基酸活化起始氨基酸是甲酰甲硫氨酸從生成甲硫氨酰-tRNAi開始翻譯起始起始tRNA是fMet-tRNA，30s小亞基首先與mRNA模板相結(jié)合，再與fMet-tRNA結(jié)合，最終與50s大亞基結(jié)合起始tRNA是Met-tRNA，40s小亞基首先與Met-tRNA相結(jié)合，再與模板mRNA結(jié)合，最終與60s大亞基結(jié)合生成起始復合物肽鏈終止三種釋放因子RF1,RF2,RF3eRF1和eRF3原核生物和真核生物基因表達調(diào)控特點的比較專家講座第6頁原核生物和真核生物基因表示調(diào)控特點比較——不一樣點——復制真核生物和原核生物復制不一樣點：真核生物DNA合成只是在細胞周期S期進行，而原核生物則在整個細胞生長過程中都可進行DNA合成原核生物DNA復制是單起點，而真核生物染色體復制則為多起點。真核生物中前導鏈合成并不像原核生物那樣是連續(xù)，而是以半連續(xù)方式，由一個復制起點控制一個復制子合成，最終由連接酶將其連接成一條完整新鏈。真核生物DNA合成所需RNA引物及后隨鏈上合成岡崎片段長度比原核生物要短。原核生物中有DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種聚合酶，并有DNA聚合酶Ⅲ同時控制兩條鏈合成。真核生物中有α、β、γ、ε、δ五種聚合酶。聚合酶α、δ是DNA 合成主要酶，分別控制不連續(xù)后隨鏈以及前導鏈生成。聚合酶β可能與DNA修復相關(guān)，聚合酶γ則是線粒體中發(fā)覺唯一一個DNA聚合酶.染色體端體復制不一樣。原核生物染色體大多數(shù)為環(huán)狀，而真核生物染色體為線狀。末端有特殊DNA序列組成結(jié)組成為端體。原核生物和真核生物基因表達調(diào)控特點的比較專家講座第7頁真核生物和原核生物轉(zhuǎn)錄不一樣點：1.真核生物轉(zhuǎn)錄在細胞核內(nèi)進行，原核生物則在擬核區(qū)進行。2.真核生物mRNA分子普通只編碼一個基因，原核生物一個mRNA分子通常含多個基因。3.真核生物有三種不一樣RNA聚合酶催化RNA合成，而在原核生物中只有一個RNA聚合酶催化全部RNA 合成。4.真核生物RNA聚合酶不能獨立轉(zhuǎn)錄RNA，三種聚合酶都必須在蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄因子幫助下才能進行RNA轉(zhuǎn)錄，其RNA聚合酶對轉(zhuǎn)錄開啟子識別也比原核生物要復雜得多。原核生物RNA聚合酶能夠直接起始轉(zhuǎn)錄合成RNA。原核生物和真核生物基因表示調(diào)控特點比較——不一樣點——轉(zhuǎn)錄真核生物轉(zhuǎn)錄過程示意圖原核生物轉(zhuǎn)錄過程示意圖原核生物和真核生物基因表達調(diào)控特點的比較專家講座第8頁真核生物和原核生物翻譯不一樣點：氨基酸活化：原核起始氨基酸是甲酰甲硫氨酸，真核是從生成甲硫氨酰-tRNAi開始。翻譯起始：原核起始tRNA是fMet-tRNA，30s小亞基首先與mRNA模板相結(jié)合，再與fMet-tRNA結(jié)合，最終與50s大亞基結(jié)合。真核中起始tRNA是Met-tRNA，40s小亞基首先與Met-tRNA相結(jié)合，再與模板mRNA結(jié)合，最終與60s大亞基結(jié)合生成起始復合物。肽鏈終止：原核含有三種釋放因子RF1,RF2,RF3。真核只有eRF1和eRF3。

蛋白質(zhì)前體加工蛋白質(zhì)折疊蛋白質(zhì)合成抑制這三步過程過于復雜，因詳細物種而異原核生物和真核生物基因表示調(diào)控特點比較——不一樣點——翻譯原核生物和真核生物基因表達調(diào)控特點的比較專家講座第9頁相同點原核生物和真核生物基因表示調(diào)控特點比較——相同點真核生物和原核生物基因表示調(diào)控相同點：DNA復制：都是半保留復制、半不連續(xù)復制、雙向復制，在復制中需要原料、模板、引物都相同，都有前導鏈和滯后鏈，都分為起始、延伸、終止三個過程。RNA轉(zhuǎn)錄：RNA合成方向都是從5’到3’，都需要DNA鏈作為模板，都需要RNA聚合酶和其它蛋白因子，原料都是四種核苷酸。聚合反應均是經(jīng)過核苷酸之間形成