基因與基因表達(dá)Genesandgeneexpression講解

基因與基因表達(dá)GenesandgeneexpressionGuangdongFoodandDrugVocationalCollege廣東食品藥品職業(yè)學(xué)院劉戈飛

老師LiuGefei基因表達(dá)的調(diào)控Regulationofgeneexpression03中心法則TheCentralRule02基因的概念Theconceptofgenes01目錄

Contents基因的概念PART01基因行使的功能主要包括遺傳信息的貯存、表達(dá)、向子代傳遞基因是遺傳信息行使功能的基本單位01基因是DNA分子上特定的序列，負(fù)責(zé)貯存和傳遞遺傳信息，決定生物的性狀。基因的化學(xué)本質(zhì)是脫氧核糖核酸(DNA)02通過(guò)轉(zhuǎn)錄、翻譯和相關(guān)的加工過(guò)程，基因指導(dǎo)生物體合成特定的功能性分子，如蛋白和非編碼RNA分子基因編碼生物體的功能性分子03外界因素雖然可以產(chǎn)生影響，但基因是決定生物體生長(zhǎng)、發(fā)育、衰老、死亡全過(guò)程的決定因素基因編碼生物體生長(zhǎng)、發(fā)育、衰老、死亡的全過(guò)程04基因的概念中心法則PART021958年，生物學(xué)家弗朗西斯·克里克提出了分子生物學(xué)的中心法則，即遺傳信息的流動(dòng)方向。沃森和克里克因發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)而聞名，他們對(duì)中心法則的形成有著重要影響。中心法則的提出者弗朗西斯·克里克詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克DNA攜帶的遺傳信息通過(guò)轉(zhuǎn)錄過(guò)程傳遞給RNA分子。RNA分子加工成信使RNA(mRNA)分子指導(dǎo)蛋白分子的合成。02RNA的轉(zhuǎn)錄細(xì)胞以信使RNA為模板，合成蛋白質(zhì)，行使細(xì)胞的相應(yīng)功能。03蛋白質(zhì)的翻譯過(guò)程遺傳信息的載體DNA分子可以通復(fù)制進(jìn)行倍增。倍增后的DNA分子通過(guò)細(xì)胞分裂，將遺傳信息完整地傳遞給子代細(xì)胞。01DNA的復(fù)制中心法則:遺傳信息的流動(dòng)方向表觀遺傳現(xiàn)象逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)1970年，逆轉(zhuǎn)錄酶的發(fā)現(xiàn)揭示了RNA也能指導(dǎo)DNA合成，對(duì)中心法則進(jìn)行了重要補(bǔ)充。表觀遺傳學(xué)研究顯示，基因表達(dá)受環(huán)境影響，不完全遵循中心法則的DNA到RNA再到蛋白質(zhì)的路徑。DNA序列不發(fā)生改變時(shí)，也普遍存在可以遺傳的性狀。中心法則的修正RNA編輯功能性的非編碼RNA分子細(xì)胞內(nèi)的能行使功能的分子除蛋白外，還有不編碼蛋白的非編碼RNA分子(non-codingRNA,ncRNA)。RNA編輯是指在RNA分子成熟過(guò)程中發(fā)生的核苷酸序列的改變，這可以導(dǎo)致與DNA模板不同的蛋白質(zhì)產(chǎn)物。中心法則的修正基因表達(dá)的調(diào)控PART02轉(zhuǎn)錄因子的作用啟動(dòng)子區(qū)域的調(diào)控基因啟動(dòng)子區(qū)域的特定序列可被轉(zhuǎn)錄因子識(shí)別，從而啟動(dòng)或抑制基因的轉(zhuǎn)錄過(guò)程。轉(zhuǎn)錄因子通過(guò)結(jié)合到DNA上的特定序列，調(diào)節(jié)RNA聚合酶的活性，控制基因的轉(zhuǎn)錄效率。增強(qiáng)子與沉默子的調(diào)控增強(qiáng)子和沉默子是DNA上的調(diào)控序列，通過(guò)與轉(zhuǎn)錄因子相互作用，增強(qiáng)或減弱基因的表達(dá)水平。轉(zhuǎn)錄調(diào)控微小RNA（microRNA）通過(guò)RNA干擾機(jī)制降解靶mRNA分子，抑制基因的表達(dá)。RNA干擾機(jī)制翻譯起始因子如eIF4E在翻譯過(guò)程中起到關(guān)鍵作用，其活性的調(diào)節(jié)可影響蛋白質(zhì)合成。翻譯起始因子的作用核糖體蛋白的磷酸化等修飾可改變其活性，進(jìn)而調(diào)控翻譯效率和特異性。核糖體蛋白的修飾翻譯調(diào)控DNA甲基化是基因表達(dá)調(diào)控的一種方式，通過(guò)在DNA分子上添加甲基團(tuán)來(lái)抑制基因的活性。DNA甲基化01組蛋白修飾如乙?；图谆筛淖?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響基因的表達(dá)水平。組蛋白修飾02非編碼RNA，如miRNA和lncRNA，通過(guò)與mRNA相互作用，調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄后表達(dá)。非編碼RNA調(diào)控03表觀遺傳調(diào)控RNA編輯是指在RNA分子成熟過(guò)程中發(fā)生的核苷酸序列的改變，這可以導(dǎo)致與DNA模板不同的蛋白質(zhì)產(chǎn)物。RNA編輯的定義RNA編輯主要分為兩種類型：插入和刪除編輯，以及堿基替換編輯，其中C到U的轉(zhuǎn)換最為常見。RNA編輯的類型RNA編輯能夠增加蛋白質(zhì)多樣性，對(duì)生物體適應(yīng)環(huán)境變化、疾病發(fā)生和進(jìn)化過(guò)程具有重要作用。RNA編輯的生物學(xué)意義RNA編輯現(xiàn)象

微小RNA（microRNA）通過(guò)RNA干擾機(jī)制降解靶mRNA分子，抑制基因的表達(dá)。RNA干擾機(jī)制參與細(xì)胞內(nèi)多種生理過(guò)程。RNA干擾機(jī)制非編碼RNA的作用某些非編碼RNA能夠指導(dǎo)染色質(zhì)的修飾，如D