生化重点——遗传篇

生化重点--遗传篇
DNA连接酶连接缺口
第十章DNA的生物合成（复制）
**复制分子基础和化学本质
1．底物：四种脱氧核酸dATP，dGTP，dCTP，dTTP。

2．模板：亲代DNA的两股链
3．引发体和RNA引物：由若干蛋白因子聚合而成的复合体；
4．引物酶本质上是一种依赖DNA的RNA聚合酶
5．DNA聚合酶
*中心法则：DNA通过复制将遗传信息由亲代传递给子代；通过转录和翻译，将遗传信息传递给蛋白质分子，从而决定生物的表现型。

DNA的复制、转录和翻译过程就构成了遗传学的中心法则。

**半保留复制DNA复制时，母链DNA双螺旋解开成两股单链，各自作为模板，按碱基配对规律，合成与模板互补的子链。

子代DNA双链中，其中一股单链是从亲代完整地保留过来，另一股单链则是完全重新合成。

*半不连续复制由于ＤＮＡ双螺旋结构两条链走向相反，复制过程，DNA-pol只有5’-3’活性，两条新链复制方向均为5’-3’，领头链与复制叉方向一致连续复制，随从链与复制叉方向相反，必须等复制叉移动一段距离后才能指导新链合成，复制是不连续进行的；领头链连续复制而随从链不连续复制
复制叉复制时DNA双链解开分成二股单链‚与为解开的双链形成叉状结构；新链沿着张开的二股单链生成。

复制子两个相邻起始点之间的距离定义为一个复制子。

复制子是独立完成复制的功能单位。

冈崎片段复制过程中随从链的合成需多次生成引物形成一些不连续的DNA片段，这些片段称～
**复制高保真依赖机制①严格碱基互补配对②复制过程DNA-pol对碱基的选择能力③DNA-pol校读作用（DNA-pol３`-5`外切酶活性）
DNA复制反应体系模板\DNA-pol\底物dNTP\引物\其他E和蛋白因子(拓扑异构酶\解旋酶DnaB\引物酶DnaG\DNA连接酶)
即时校读作用当DNA复制过程中出现碱基错配时，有些DNA聚合酶（如原核生物polⅠ）可利用其3’-5’外切酶活性把错配碱基水解下来，同时利用其5’-3’聚合酶活性补回正确配对的碱基，复制可以继续进行下去，这种功能称为即时校读。

DNA-polA。

5’-3’聚合磷酸二酯键;填补空隙B。

5’-3’外切酶切除引物、突变片段C。

３`-5`外切酶-校读
*参与复制的DNA－pol 原核生物与真核生物的种类及作用
原核DNApol I II *III
单一肽链不清10亚基不对称二聚
5'→3'聚合低O 高
3'→5'外切O O O
5'→3'外切O 无O
校正、去除引物、修复填补无其他才发挥、SOS修复主要复制酶
校读
DNA-pol-III1.全酶起作用；2.α-聚合活性；3.ε3'→5'外切-校读
真核生物DNA-pol亚基作用
α引物酶，引发复制
β校读、修复=DNA-pol I
γMit的DNA复制
ε3'→5'外切，校读
δ最主要复制酶=DNA-pol III
其他蛋白质
DnaA 辨认起始点解开一对碱基1ATP
DnaB 解旋酶
DnaC 传递
DnaG 引物酶合成RNA；依赖DNA的RNApol
催化游离NTP聚合
拓扑异构酶复制时能松解并理顺DNA超螺旋结构的E，改变DNA拓扑学构象；兼内切酶、连接酶作用
SSB单链DNA结合蛋白：防止单链螺旋化；防止单链被核酶水解
*参与原核生物DNA复制的各种酶与蛋白质及其作用（考到问答题）
解链 DnaABC-辩始、解旋、协助
拓扑异构酶
SSB
引发 DnaG\NTP-引物酶
复制 DNA-pol\dNTP
终止 DNA-pol\DNA连接酶\dNTP\RNA酶
原核生物DNA复制起始
复制叉：拓扑异构酶、解旋酶、SSB
起始复合物：引物酶在DnaABC帮助下辨认起始点
复制叉+起始复合物=复制引发体，合成引物后以dNTP为底物5'→3'聚合
DNA连接酶催化相邻单链DNA片段连接，磷酸二酯键；条件：
1、一条链3’-末端有游离羟基-OH，另一条链5’-末端有磷酸基团-P
2、能量：细菌NAD+噬菌体、真核细胞ATP
3、双螺旋DNA分子
作用：复制终止结合缺口
DNA修复、重组、剪接缝合缺口
基因工程的常用酶
复制终止DNA-pol I将冈崎片段连接，DNA连接酶，RNA酶，端粒
需ATP的酶解旋酶、拓扑异构酶II、DNA连接酶、DNA聚合酶
**DNA复制的基本规律半保留、半不连续、双向复制、高保真、
真核、原核复制区别or真核生物复制特点
1、多个复制起始点，同时向两个方向进行解链、复制，相邻两个起始点之间构成的复制单位—复制子；复制高校
2、真核生物DNA复制与核小体装配同步进行，即DNA复制的同时，组蛋白合成染色体
*端粒及端粒酶组成特点
端粒真核生物染色体DNA分子末端特殊结构，短GC丰富的序列以及蛋白质组成。

作用：1）维持染色体的稳定性；2）维持DNA复制的完整性。

端粒酶：1）RNA-蛋白质复合物；2）特殊的逆转录酶,以自身RNA为模板逆转录，合成端粒DNA；3）复制终止切除引物，填补DNA。

特点：种属特异性；四膜虫TTGGGG/AACCCC脊椎动物TTAGGG/AATCCC
**原核生物与真核生物DNA复制的基本过程
1．复制的起始
1）解旋：DnaABC
DnaA蛋白辨认、结合到复制起始点上。

DnaB（解螺旋酶）在DnaC协助下结合于初步打开的双链，并且逐步置换出DnaA。

2）复制叉：拓扑异构酶、解旋酶、SSB
SSB使DNA保持开链状态。

3）引发体：引物酶DnaG进入与DnaB、DnaC、在DNA起始复制区，形成引发体。

4）引物：由ATP供应能量。

当引发体到达适当位置，模板的配对序列，引物酶催化NTP聚合，生成RNA引物。

同时拓扑酶Ⅱ消结或松弛螺旋。

2．复制延长
⑴聚合子代DNA：DNA聚合酶，以亲代DNA链为模板，从5'→3'聚合子代DNA链。

⑵引发体移动：移动，解旋，形成新的复制叉；随从链重新合成RNA引物。

3．复制的终止
⑴去除引物，填补缺口：引物RNA被水解，填补缺口；⑵连接冈崎片段：DNA连接酶连接冈崎片段；⑶真核生物端粒的形成：线性DNA复制完成后，其末端由于引物RNA的水解可能缩短。

需在端粒酶催化下延长。

端粒酶是一种RNA-蛋白质复合体，它以RNA为模板，通过逆转录过程对末端DNA链进行延长。

DNA突变DNA分子上1个或多个脱氧核糖核苷酸的异常变化，又称DNA损伤。

点突变-镰性红细胞贫血；
缺失插入框框移突变-α-地中海贫血
重排-HB地中海贫血
DNA损伤因素
自发性:自然错配率约为10-9～10-10
物理因素: 如UV (ultra violet)、辐射
化学因素: 烷化剂、碱基类似物等致癌剂
生物因素: 病毒-RNA：乙肝病毒&猪流感H1N1
最常见胸腺嘧啶二聚体TT
框移突变指三联体密码阅读方式改变，造成蛋白质氨基酸组成、排列顺序发生改变。

切除修复细胞内最重要的修复机制，主要由DNA聚合酶Ⅰ和连接酶完成。

重组修复由错误模版复制出的子链有缺口，以健康母链上一段序列重组交换至缺口，通过不断复制，损伤链稀释掉。

特点：错误仍存在
SOS修复大面积损伤、错误倾向性修复
着色性干皮病-缺乏DNA修复机制
DNA突变的意义，引发因素
1有利突变在竞争中保留2、只有基因型改变，表型无影响3、致死性突变4、某些疾病的发病基础。

引发因素有：1.自发因素：(1)自发脱碱基；(2)自发脱氨基；(3)复制错配。

2.物理因素：由紫外线、电离辐射、X射线等引起的DNA损伤。

3.化学因素：(1)脱氨剂；(2)烷基化剂；
(3)DNA加合剂；(4)碱基类似物；(5)断链剂。

**DNA突变分子改变的类型、修复方式。

在修复机制中，哪种真正去除突变部位？仍有保留的呢？
DNA突变的类型：
1．点突变：转换—相同类型碱基取代。

颠换—不同类型碱基取代。

插入—增加一个碱基。

缺失—减少一个碱基。

2．复突变：插入—增加一段顺序。

缺失—减少一段顺序。

倒位—一段碱基顺序发生颠倒。

易位—一段碱基顺序的位置改变。

重组—一段碱基顺序与另一段碱基顺序交换。

DNA损伤修复：光修复、切除修复-无差错修复。

重组修复、SOS修复-有差错倾向修复。

整合某些情况下病毒基因组通过基因重组方式参入宿主细胞基因组内并随宿主细胞复制和表达。

逆转录某些RNA病毒可以RNA为模板指导DNA合成，这种遗传信息传递方向与转录过程相反。

逆转录酶催化以RNA为模板，dNTP为原料，合成双链DNA的酶，全称依赖RNA的DNA聚合酶。

三种活性1、以RNA为模板催化DNA合成
2、RNA水解酶
3、以DNA为模板合成DNA
**细胞内逆转录基本过程，及逆转录酶的活性特点。

（考到问答题）
逆转录过程：逆转录酶以RNA为模版，催化dNTP聚合生成DNA互补链，合成RNA/DNA杂化双链；杂化双链中RNA被逆转录酶水解，再以DNA单链作模版，催化合成互补DNA链。

逆转录酶活性特点：5’—3’延长规律。

1、以RNA为模板催化DNA合成2、RNA水解酶3、以DNA为模板合成DNA
逆转录研究意义
RNA同样兼有遗传信息传代与表达功能。

拓宽了病毒致癌理论。

～酶&～现象，是分子生物学研究中的重大发现
cDNA(complementary DNA)：以mRNA为模板，经逆转录，合成与mRNA互补的DNA链，称cDNA。

第十一章RNA的生物合成(转录transcription)
*试比较复制和转录过程有何相似和不同。

相同点：酶促核苷酸聚合过程；DNA为模板；依赖DNA的酶；5'→3'方向聚合；磷酸二酯键；碱基互配
不同复制转录
整个基因组基因组中一部分基因
模板两股链单链
原料4种dNTP 4种NTP
配对A＝T、C≡G A＝T、C≡G、A＝U
酶DNA-pol校读功能RNA-pol无校读功能
引物需要不需要
产物子代DNA 各种RNA，转录初始产物是三种RNA前体
特点半保留复制不对称转录
加工修饰无有；转录初始产物→成熟RNA
转录生物体内以DNA为模板合成RNA的过程。

结构基因DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因
*断裂基因真核生物结构基因，由编码区、非编码区间隔镶嵌成；去除非编码区再连接后，可翻译出连续氨基酸组成的完整蛋白质的基因。

外显子断裂基因及初级转录产物中出现并表达为成熟RNA的核酸序列
内含子把编码区间隔开的非编码基因序列,在剪接过程中被去除。

转录空泡原核生物转录延长过程中形成的酶-RNA-DNA转录复合物
*不对称转录：两方面含义，一是DNA分子双链上一股链作为模板指引转录，另一股不转录；二是模板链并不总在同一单链上。

*模板链DNA双链中按碱基配对转录生成RNA的单链，也反义链
编码链与模板链相对的另一股链，无转录功能；因其序列与转录出的RNA一致，也称有意义链。

RNApol-II最活跃-由于mRNA寿命短，不稳定
RNApol-I→rRNA→核糖体
转录空泡：转录延长阶段，酶-DNA-RNA形成的复合物；转录空泡上产物3’端小段依附结合在模板链上
*核心酶(α2ββˊ)大肠杆菌的RNA-pol有四种亚基α2ββ’σ组成的五聚体蛋白,其中α2ββ’合称核心酶，能催化NTP按模板指引合成RNA，σ亚基功能为辨认起始位点，σ加α2ββ’则称为全酶。

操纵子：原核生物一个转录区段，转录单位，包括若干个结构基因及其上游调控序列。

何谓启动子，原核生物启动子中有哪些特征序列，作用如何？
启动子：RNA聚合酶识别、结合并启动转录的特异DNA序列，是控制转录的关键部位。

原核生物需σ因子辨认转录起始位点
-35区TTGACA序列是RNA-pol中σ亚基识别并结合的位点；
-10区有TATAAT序列-Prinbow盒，因富含AT而DNA双链易分离，利RNA-pol发挥作用，为RNA-pol与DNA模板结合的部位。

Hogness盒：真核生物转录起始上游保守序列5’TATA序列
启动子是指：A.DNA分子中能转录的序列
B.与RNA聚合酶结合的DNA序列
C.与阻遏蛋白结合的DNA序列
D.有转录终止信号的序列
E.与顺式作用元件结合的序列
简述原核生物转录起始过程。

转录起始的两个步骤：
RNA聚合酶全酶准确地结合在起始区域。

DNA解链，其中的一条链作为转录模板。

在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合，σ亚基脱落循环使用，剩下核心酶α2ββ’连同四磷酸二核苷酸形成起始复合物
σ因子辨认-35区TTGACA序列后，全酶移向-10区，并跨入转录起始点；当5’-GTP与第二位NTP聚合生成磷酸二酯键后，σ亚基脱落另形成全酶反复使用，剩下核心酶α2ββ’连同四磷酸二核苷酸继续于DNA模板上进入延长阶段。

真核生物的转录起始
RNA pol不直接结合DNA
顺式作用元件：真核生物启动子的核心序列，同一DNA分子上的，调控转录的片段；如，TATA盒=Hogness盒
反式作用因子：能直接间接结合辨认转录上有区段DNA片段的蛋白质，从DNA分子外调控转录；其中直接间接结合RNApol的称为转录因子
TFII-B桥梁；TFII-F大亚基解旋酶，小亚基σ因子有高度同源性
TFII-H蛋白激酶，使CTD磷酸化
转录起始复合物真核生物RNA pol不与DNA分子直接结合，需依靠众多转录因子。

拼版理论一个真核生物基因的转录需要3至5个转录因子。

转录因子互相结合，生成有活性，有专一性的复合物，再与RNA聚合酶搭配而有针对性地结合、转录相应基因。

*简述原核生物转录终止的两种形式。

（考到问答题）
依赖ρ因子：ρ因子与RNA转录产物结合后，RNA-pol构象变化，停顿，解螺旋酶活化使DNA/RNA杂化双链拆离利于产物从转录复合物中释放。

（ρ因子有ATP酶活性、解旋酶活性）非依赖ρ因子：DNA模板上靠近终止处有特殊碱基序列，转录出RNA后RNA3′端形成特殊结构来终止转录。

[形成茎环（发夹）结构，其后又有一段寡聚U]
使RNA聚合酶变构，转录停顿；
使转录复合物解离，RNA产物释放。

→→真核生物转录终止：与修饰密切相关-- 3¢加尾
转录延长：真核与原核相似；但没有边转录边翻译的现象；有核小体移位、解聚。

原核生物转录与真核生物的区别
原核RNA pol可直接结合DNA模板，而真核生物RNA pol需与辅助因子结合后才结合
模板。

原核生物转录、翻译同时进行，而真核生物转录、翻译分开进行。

*简述真核生物中mRNA和tRNA的转录后加工
mRNA：1）5¢端经磷酸水解、磷酸化、甲基化形成帽子结构m7GpppGp 2）3¢端加上多聚腺苷酸尾巴poly A tail
3）mRNA的剪接--即除去hnRNA中内含子，连接外显子；4）mRNA的编辑--多用途分化--使mRNA获得正确的翻译功能。

5）甲基化修饰：在mRNA中存在甲基化核苷酸，位于5′端和非编码区。

剪接过程：套索结构--snRNP与hnRNA结合成为并接体-内含子相连
-剪接过程为二次转酯反应
poly A tail：①维持RNA翻译模板序列的活性②增加mRNA稳定性
tRNA1）RNApol-III催化生成；
2）剪接内含子--RNAaseP切除内含子、连接酶；
3）3’端加上CCA-OH：由tRNA核苷酸转移酶完成；携带AA
4）稀有碱基生成：甲基化、还原反应、脱氨、转位
rRNA:剪接、核内形成核蛋白体
*核酶具有酶活性的RNA；具有锤头结构，四膜虫rRNA可自我剪接。

有催化部份和底物部份，共同组成锤头结构
除rRNA外，tRNA、mRNA也可自我剪接。

*核酶研究的意义
*核酶的发现是对传统酶学的挑战；
*设计合成人工核酶—小片段RNA—siRNA用于基因干扰技术，破坏病毒核酸，进行基因治疗。

RNAi:高等生物细胞中，近来发现有一类引起基因沉默的小RNA分子siRNA（可导致对应mRNA 降解），此现象称为RNA干扰（RNA interference，RNAi）
意义：作为研究基因功能的重要工具；
在疾病防治、基因治疗方面前景广阔。

按照下列DNA单链5’CGATGATCATCG3’，试写出复制时另一条单链的序列和转录成mRNA的序列。

DNA双链中，以小写字母代表模板链，大写字母代表编码链
5’CGATGATCATCG 3’
3’gctactagtagc 5’
5’CGAUGAUCAUCG 3’
*核酶具有催化作用的RNA称为“核酶”,具有锤头结构，主要参与rRNA的自我剪接过程。

第十二章蛋白质的生物合成（翻译）
顺反子编码一个多肽的遗传单位，由结构基因及其上游的调控序列组成；原核--多个结构基因组成的多顺反子，真核生物--单顺反子。

*遗传密码/三联体密码mRNA分子上从5¢至3¢方向，由AUG开始，每3个核苷酸为一组，编码一种氨基酸，或作为起始、终止信号。

*开放阅读框架(ORF open reading frame)从mRNA 5’端起始密码子AUG到3’端终止密码子，之间的核苷酸序列；三联体密码连续排列，编码一个蛋白质多肽链。

**遗传密码的特点：起始密码：AUG；终止密码：UAA、UAG、UGA。

方向性：①密码子按照5’-3’阅读mRNA②密码子本身核苷酸也是5’-3’阅读；简并性：一种AA可由多种密码子编码；连续性：从AUG开始，编码Pr的AA序列各三联体密码连续阅读直到出现终止密码为止，若碱基插入或缺失—框移突变；摆动性：反密码与密码间不严格遵
守常见的碱基配对规律。

常见于密码子的第三位碱基对反密码子的第一个碱基。

tRNA空间结构决定；通用性；
tRNA:倒L型三级结构,空间结构狭长;三叶草样二级结构;反密码子茎环—3’-OH氨基酸臂与氨基酸形成酯键
氨基酰tRNA合成酶消耗1个ATP共2个高能磷酸键（活化氨基酸COOH--3’OH；先活化AA，再结合tRNA）特点：1、专一：对AA和tRNA两种底物都能高度特异识别，具绝对专一性；
2、多能:识别AA、识别tRNA、校正。

在形成氨基酰– tRNA的过程中，如果出现错配AA，可以水解酯键，释放出错配氨基酸。

起始tRNA:真核Met-tRNAiMet;原核fMet-tRNAifMet—需甲酰化
*Pr合成过程中各种RNA的作用
mRNA：蛋白质生物合成的直接模板，指导Pr合成。

tRNA：携带转运活化的AA，通过反密码子和mRNA上密码子碱基互补将AA送到肽链上相应位置。

rRNA：与核蛋白结合成核糖体，是Pr合成的场所。

*核蛋白体结构特点以及作用P204
1、mRNA结合位点—小亚基头部，与mRNA起始密码AUG之前一段互补；
2、P位（肽氨基酰tRNA位）--小亚基上；给位：向A位传递肽酰氨基酸；有COOH-羧基；
3、A位（氨基酰tRNA位）--大亚基上；结合新进入的氨基酰tRNA;有OH-羟基；成肽位--接受P位上~；起始IF1结合小亚基A位；
4、转肽酶活性：大亚基P位上、连接小亚基A位的地方，催化成肽
5、结合起始因子IF、延长因子EF、释放因子RF
6、E位-大亚基上，出口
*参与蛋白质合成的酶系1、氨基酰tRNA合成酶：专一、多能、ATP；
2、转肽酶：大亚基P位上，催化成肽；
3、转位酶：催化核蛋白体在mRNA上移位—向3’移3个碱基
*S-D序列（核蛋白体结合位点）原核mRNA起始密码AUG上游富含嘌呤-AGGA-序列，可与核糖体小亚基上16SrRNA3’结合，促使小亚基在mRNA上定位。

翻译起始复合物形成过程：
亚基分离→小亚基+mRNA+活化AA+大亚基→核蛋白体
大小亚基分离：IF-3,IF-1\eIF-3
tRNA就位：IF-2
大亚基结合：GTP-IF3脱落\eIF-5
真核、原核翻译起始复合物形成区别：
核蛋白体是80S；-原核70S
起始因子种类多；
起始tRNA的Met不需甲酰化；
mRNA没有S-D序列，核糖体就位与5’帽子有关；
需要ATP供能；-原核GTPA
小亚基先结合起始tRNA，再结合mRNA
*Pr生物合成的延长过程(核糖体循环)
活化的氨基酸，在核糖体上缩合成肽的过程，包括进位、成肽、转位，每循环一次肽链形成一个AA，核糖体向mRNA3’移位一个密码子，周而复始，至终止密码出现
进位：氨基酰-tRNA根据密码子，进入核糖体A受位。

需延长因子EF-T
成肽：转肽酶催化P上肽酰-tRNA的酰基与A上氨基酰-tRNA的氨基成肽，反应在A上进行。

P上已失去酰基(蛋氨酰基或肽酰基)的tRNA从核蛋白上脱落。

肽链方向：N→C；成肽方向：羧基→氨基
转位：在转位酶EFG作用下核糖体向mRNA3’-侧移动一个密码子的位置，受位上的肽酰基-tRNA(连同mRNA)从受位移到给位，核糖体受位留空并对应下一组三联体密码。

*多聚合蛋白体：一条mRNA上多个核蛋白体附着，同时进行肽链合成，使Pr合成高速高效进行。

翻译终止：1.终止密码--肽链的释放—需要RF、GTP；2.最后一个tRNA的脱落3. mRNA与核蛋白体的分离4.核蛋白体大小亚基解离
RF作用：识别终止密码；使转肽酶→酯酶；GTP供能RF脱落
参与原核生物蛋白质合成的一些因子
因子作用
起动IF１氨基酰tRNA与小亚基结合；占据A位
IF2 同上；并具有GTP酶活性
IF3 分离大小亚基、促进小亚基与mRNA特异结合、终止阶段促使核蛋白体解离
延伸EFTu
EFTs 促进氨基酰tRNA进入A位；GTP酶活性
EFG GTP酶活性；使转肽后，失去肽链(或蛋氨酰)的tRNA，从P上脱落；促进移位
终止RF 识别终止密码；使转肽酶→酯酶；GTP供能RF脱落
*翻译后加工包括哪些方面：
1.新生肽链折叠：按照一级结构中AA侧链性质，自主卷曲
**分子伴侣是细胞中一类保守蛋白质，介导蛋白质正确装配成，有功能活性的空间结构，参与蛋白质折叠、加工、修饰
—①折叠中肽链保护；②校正肽链折叠一级结构的修饰
2.一级结构修饰--氨基/羧基端修饰/共价修饰/剪接加工
(1)氨基/羧基端修饰：切除蛋氨酸、乙酰化
(2)剪接加工：切除信号肽、非功能片段
(3)共价修饰**：
λ磷酸化①在-OH丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸；②与酶活性调节有关
③信息传递—蛋白激酶
λ糖基化①丝氨酸、苏氨酸、天冬酰胺连糖侧链②粘附性③免疫
λ羟基化①脯氨酸、赖氨酸②内质网；③CT胶原纤维交联
λ二硫键：半胱氨酸①稳定高级结构②结构域③四级结构
3.空间结构修饰:亚基聚合—非共价键、辅基连接—非蛋白质
4.靶向分拣：蛋白质合成后，定向输送到其执行功能的区域。

此过程受Pr结构中信号肽介
导：它可被细胞转运系统识别--胞质信号肽识别蛋白SRP--运到胞膜，在膜上SRP与它的受体对接蛋白结合，促胞膜通道开放，分泌Pr至胞外。

信号肽/信号序列①未成熟的分泌蛋白中保守AA序列；②帮助靶向输送，跨膜分泌
白喉毒素--抑制延长因子；
干扰素—诱导蛋白激酶
第十三章基因表达调控
基因DNA分子中具有生物功能的片段。

①结构基因—转录翻译蛋白质②调控序列③RNA基因—转录成Rrna\tRNA
基因组指来自一个遗传体系的一整套遗传信息。

原核：单个环状DNA的全部基因；真核：染色体、线粒体、叶绿体包含的全部DNA
基因表达：在一定调节机制下，基因激活、转录、翻译的过程。

产生具有功能的蛋白质，赋予细胞一定功能、形态；或产生rRNA、tRNA
基因表达调控：基因组中，哪些基因关闭、那些基因表达、表达强度；基因表达调控，是生物体适应环境、维持生长发育、分化必须的。

基因表达时间特异性特定基因的表达，严格按特定的时间顺序发生，以适应环境、维持生长发育、分化。

故又称为阶段特异性。

基因表达空间特异性在个体生长发育全过程，一种基因产物在个体的不同组织或器官表达，即在不同空间出现。

故又称组织特异性。

*管家基因(housekeeping gene)在一个生物个体生命全过程所必须，几乎所有细胞中持续表达，维持细胞基本生存需要，又称基本基因表达；其表达只受启动子、RNApol作用，不受其他机制调节，无时空特异性。

如rRNAtRNA基因、三羧酸循环酶基因。

诱导基因：随环境条件变化，基因表达水平增高的现象。

如，DNA损伤时，DNA修复酶的基因，会被诱导激活
阻遏基因：随换金条件变化，基因表达水平降低的现象。

如，培养基色氨酸充足，细菌色氨酸代谢合成酶表达被阻遏。

协调表达：一定机制下，相关功能的一组基因，无论何种表达方式，均协调一致，共同表达。

*操纵子：原核转录的基本单位，由编码序列、启动序列、操纵序列、调节序列串联组成。

启动序列可与RNApol结合、启动转录。

*顺式作用元件：转录调控序列；真核结构基因两侧的非编码序列，可调控自身基因表达的DNA序列。

如启动子、增强子、沉默子。

启动序列有一致性，如TATA盒、CAAT盒等，可与RNApol、转录调节因子结合。

*反式作用因子：转录调节蛋白；由某一基因表达后，通过与特异的顺式作用元件相互作用，反式影响另一基因的转录。

*顺势作用蛋白：转录调节蛋白；可识别结合自身基因的调节序列。

启动子：真核基因RNA聚合酶结合位点周围的一组转录控制组件，7～20bpDNA序列，包括至少一个转录起始点、功能组件。

其中最具意义的是TATA盒，通常位于转录起始点上游－25～－30bp，控制转录起始的准确性和频率。

TATA盒：真核顺式作用元件的核心序列——共有序列，为真核RNApol或特异TF结合位点。

增强子远离转录起始点，增强启动子转录活性的DNA序列。

100～200bp能与某种调节蛋白
结合。

其作用方式与方向距离无关。

没有增强子，启动子不能表现活性；没有启动子，增强子无法发挥作用。

沉默子负性调节的DNA序列，结合特异蛋白因子，阻遏基因转录。

*乳糖操纵子（Lac operon）结构
控制区：调节基因I-编码阻遏蛋白，CAP结合位点，启动序列P（其CAP结合位点位于RNA 聚合酶结合位点上游）和操纵基因O；
I基因→阻遏蛋白→O序列→阻遏RNApol
结构基因：β-半乳糖苷酶基因lacZ\通透酶基因lacY\乙酰基转移酶-lacA。

*阻遏蛋白负性调节：
低乳糖时，lac操纵子处于阻遏状态，机制：
启动序列PI→调节基因I→阻遏蛋白→操纵序列O
→阻遏RNApol结合启动序列P，从而抑制转录启动；
高乳糖时，lac操纵子可被诱导；半乳糖作为诱导剂：
阻抑蛋白与操纵基因分离，阻遏蛋白与乳糖结合，RNApol结合启动序列，启动转录；
*CAP正性调节：CAP--代谢物基因激活蛋白，可结合DNA、cAMP
没有G时/cAMP浓度升高，cAMP与CAP共同结合在CAP结合位点，促使RNApol与启动基因结合，激活转录。

当有G时/cAMP浓度↓，与CAP结合受阻，转录受阻。

乳糖高，与阻遏蛋白结合，阻抑蛋白与操纵序列分离，启动转录；
cAMP高，结合CAP，同时结合CAP位点，启动序列激活，启动转录。

在lac operon转录中，阻遏蛋白与CAP 的两种调节机制是如何协调的?
lac operon转录中，阻遏蛋白负性调节与CAP正性调节协调合作：
当阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系统不能发挥作用；当阻遏蛋白与操纵序列分离，如无CAP存在（加强转录活性），仍无转录活性。

两种机制同时生效，相辅相成、相互制约。

---乳糖操纵子执行，需要乳糖存在，同时需要G缺乏
转录因子：特异转录蛋白：个别基因转录因子所必需，决定该基因的时间、空间特异性表达。

转录激活因子——激活转录，多为增强子结合蛋白；转录抑制因子——多为沉默子结合蛋白。

转录因子—反式作用因子：有三个结构域
1. DNA结合域：识别特异顺式作用元件1）锌指结构2）螺旋-环-螺旋3）亮氨酸拉链
2.转录激活域：招募其他激活因子，共同启动转录
3.其他蛋白结合域(二聚化结构域)
色氨酸操纵子的结构及其调节机制。

色氨酸操纵子属阻遏型操纵子，主要调控一系列用于色氨酸合成的酶的转录。

色氨酸操纵子通常处于开放状态阻遏转录，由于其辅阻遏蛋白不能与操纵基因结合。

而色氨酸合成过多时，色氨酸作为辅阻遏物与辅阻遏蛋白结合，而形成阻遏蛋白，与操纵子结合而使基因转录关闭。

转录衰减机制，当细胞内色氨酸酸浓度很高时，通过与转录相偶联的翻译过程，形成衰减子结构，使RNA聚合酶从DNA上脱落，导致转录终止。

当缺乏trp时，没有trp－tRNA供给，核糖体翻译停止在序列1中的2个trp密码子前，序列2与3形成发夹，转录可以进行；3,4形成衰减子—不依赖ρ因子的转录终止结构。