基因在原核及真核体系中的表达
原核生物和真核生物中基因的转录
原核生物和真核生物中基因的转录、翻译和后修饰摘要:原核生物和真核生物中基因的转录、翻译和后修饰，是各种功能蛋白质生物合成的一系列程序。
本文通过介绍了原核生物和真核生物中基因的转录、翻译和后修饰的机制、原理、过程，从而了解真核生物和原核生物的基因表达和功能蛋白质合成上的差异。
关键词: 原核生物真核生物基因转录翻译后修饰0引言：21世纪，基因水平上的研究受到人们广泛的关注。
原核生物和真核生物中基因的转录、翻译和后修饰是基础研究，人们也只有在此基础不断扩散深入研究其它基因水平问题。
本文只简单介绍了一些关于基因转录、翻译和后修饰的一部分相关研究成果。
1 原核生物和真核生物中基因的转录：基因转录是在由RNA聚合酶和辅助因子组成的转录复合物的催化下，从双链DNA分子中拷贝生物信息生成一条RNA链的过程。
转录中，一个基因会被读取被复制为mRNA，就是说一特定的DNA片断作为模板，以DNA依赖的RNA合成酶作为催化剂的合成前体mRNA的过程。
转录产物主要有三类RNA，即信使RNA （mRNA）、核糖体RNA（rRNA）和转移RNA（tRNA）。
在基因转录过程中，RNA聚合酶起着非常重要的作用。
RNA聚合酶可以催化所有四种核苷- 5′-三磷酸（ATP、GTP、UTP和CTP）聚合成与模板DNA互补的RNA。
此反应需要Mg2+,反应中释放焦磷酸。
[1]该酶在转录的各个过程中发挥了不同的作用。
1．1 基因转录的启动RNA聚合酶正确识别DNA模板上的启动子并形成由酶、DNA和核苷三磷酸构成的三元起始复合物，转录便开始进行。
启动子是DNA分子上可与RNA聚合酶特异结合，而使转录开始的一段DNA序列而本身不被转录。
DNA模板上的启动区域常含有TATAATG顺序，称P盒。
复合物中的核苷三磷酸一般为GTP,少数为ATP,因而原始转录产物的5′端通常为三磷酸鸟苷(pppG)或腺苷三磷酸(pppA)。
真核DNA上的转录启动区域也有类似原核DNA的启动区结构，和在-30bp（即在酶和DNA结合点的上游30核苷酸处）附近也含有TATA结构，称TATA盒。
原核与真核生物的基因表达调控机制比较研究
原核与真核生物的基因表达调控机制比较研究生物学家们一直在探究生物如何调控基因表达，尤其是对于不同生物而言，其基因表达调控的机制又有何异同变化？其中，原核和真核生物的基因表达调控机制是研究的热点之一。
本篇文章将重点围绕原核和真核生物的基因表达调控机制进行探究比较。
一、原核生物的基因表达调控机制原核生物（细菌和古细菌）包括真核生物祖先，其基因组相对简单，不存在包括蛋白质修饰等复杂的基因调控机制。
1. 转录因子的作用细菌中的基因表达调控主要依赖着转录因子的活性调控。
细菌转录因子包括全局性转录因子和局部性转录因子。
全局性转录因子能够识别DNA上的特定序列，调节相关区域的基因转录。
另外，局部性转录因子作用于一个基因以及其上下游序列区域，进行基因转录的激活或者抑制。
2. 操纵子的作用在原核生物的基因调控过程中，还存在一个名为操纵子的区域。
操纵子的作用是在DNA转录起始点的上游调节基因的转录。
其中有些操纵子具有负常数元件的作用，抑制基因的转录；而有的则有正常数元件的作用，统调细菌基因的转录过程。
3. RNA降解在原核生物中，还有一个重要的基因调控机制是RNA降解。
即通过对RNA进行调控，影响基因的转录和翻译的进程。
细菌中的RNA可经过特定的核酸酶进行分解，遗传物质对信号的反应也受到这种RNA降解的影响。
二、真核生物的基因表达调控机制真核生物中基因的转录和表达受到许多生物学调控因素的影响。
总的而言，真核生物的基因表达调控机制相对于原核生物来说复杂的多。
1. 染色质修饰真核生物中，基因表达调控最显著的特点是染色质修饰。
染色质修饰包括甲基化、乙酰化、磷酸化等一系列修饰。
例如，DNA甲基化可以使基因的表达受到抑制。
2. 编码基因的结构真核生物中，编码基因也是影响基因表达调控的主要因素之一。
编码基因的结构相对于原核生物更为复杂。
真核生物的编码基因通常包括起始子、外显子和内含子。
内含子是不参与这个基因转录的DNA序列，而外显子则经常是真正的编码区域。
原核与真核基因表达比较
目录
• 引言 • 原核生物基因表达特点 • 真核生物基因表达特点 • 原核与真核基因表达差异比较 • 原核与真核基因表达互作关系 • 研究展望与意义
01
引言
目的和背景
揭示原核与真核基因表达的差异
通过比较原核生物和真核生物在基因表达调控机制、转录和翻译过程等方面的 异同，深入理解生物进化的本质和复杂性。
宿主环境
真核生物作为宿主，其内部环境可能 对原核生物的基因表达产生影响，如 pH值、温度、营养条件等。
免疫应答
真核生物的免疫系统可以识别并应答 原核生物的感染，从而影响原核生物 的基因表达。生物与真核生物之间可以建 立共生关系，彼此之间的基因表 达会相互影响，以达到共同生存 的目的。
转录延伸
在原核生物中，RNA聚合 酶在DNA模板上持续合成 RNA链，直到遇到终止信 号。
转录终止
原核生物的转录终止通常 涉及rho因子等蛋白质， 帮助RNA聚合酶从DNA模 板上脱离。
翻译过程
01
翻译起始
延伸过程
02
03
翻译终止
原核生物的翻译起始需要特定的 起始因子和核糖体小亚基的结合。
在原核生物中，延伸因子帮助氨 酰-tRNA进入核糖体的A位，并 促进肽键的形成。
表观遗传调控
真核生物具有复杂的表观遗传调控机制，如DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑等，这些调控机制可以影响基因 的表达和细胞的命运。而原核生物则缺乏类似的表观遗传调控机制。
信号传导与基因表达调控
真核生物的信号传导途径与基因表达调控密切相关，可以通过信号分子和受体的相互作用来调节基因的 表达。而原核生物的信号传导途径相对简单，通常不涉及复杂的信号分子和受体的相互作用。
真核基因原核表达的作用
真核基因原核表达的作用真核基因原核表达是指真核细胞中的基因在转录和翻译过程中的表达活动。
真核细胞是一类具有真核核的细胞，而原核细胞则是一类没有真核核的细胞。
在真核基因原核表达中，基因通过转录过程产生mRNA，然后mRNA经过翻译过程产生蛋白质，这些蛋白质在细胞中扮演着重要的角色，参与细胞的生物学活动。
真核基因原核表达的作用非常重要，它影响了细胞的生长、发育、分化和细胞功能的正常运行。
在真核基因原核表达中，转录是基因表达的第一步，它通过RNA 聚合酶酶和DNA模板合成mRNA。
在细胞核中，DNA双链解开，RNA聚合酶酶沿着DNA的模板链合成mRNA。
而在原核细胞中，DNA解开后，RNA 聚合酶酶能在DNA模板上合成mRNA。
在转录过程中，前者需要有修改过程，以使基因的可读取会增加，而后者则没有这样的修改过程。
真核基因原核表达的翻译过程和原核细胞具有相似性，都需要tRNA和核糖体的协同作用，但真核细胞的翻译过程相对更复杂，涉及到蛋白质的后转运、修饰和定位等过程。
真核基因原核表达对于细胞的生长与发育有着重要的影响。
细胞生长是细胞体积增加的过程，而细胞发育是细胞形态和功能发生变化的过程。
在细胞生长中，真核基因原核表达将调控细胞中的蛋白质合成，从而影响细胞体积的增加。
而在细胞发育中，真核基因原核表达则通过调控特定基因的表达，从而影响细胞的形态和功能的变化，例如细胞分化和组织器官形成。
另外，真核基因原核表达还对细胞的分化和细胞功能的正常运行有着重要的影响。
在细胞分化过程中，真核基因原核表达通过调控特定基因的表达，使得细胞能够根据环境的不同而表现出不同的形态和功能。
而在细胞功能的正常运行中，真核基因原核表达则调控细胞内蛋白质的合成和降解，维持细胞功能的正常运行。
总的来看，真核基因原核表达在细胞的生长、发育、分化和功能的正常运行中扮演着重要的角色，它通过转录和翻译过程将基因的信息转化成蛋白质，从而影响细胞的生物学活动。
真核基因在原核细胞中如何表达
真核基因在原核细胞中如何表达
基因工程操作的过程中，在导入真核细胞的目的基因时一般用人工合成基因的方法。
即以目的基因转录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下根据碱基互补原则合成双链DNA，从而获得所需要的目的基因。
或根据已知的蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的信使RNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测出它的结构基因的脱氧核苷酸序列，再通过化学方法，以单核苷酸为原料合成目的基因。
为何不从真核生物的供体细胞的DNA 中直接分离目的基因呢？
1 从基因结构看，由于真核细胞的基因含有不表达的DNA 片段，不能直接用于基因的扩增和表达。
具体的说，真核细胞的基因结构在编码区是由不能够编码蛋白质的内含子和能够编码蛋白质的外显子组成。
真核细胞的基因在真核细胞内表达时，先由整个编码区转录出RNA，再经过加工，即在细胞核中把由内含子转录出的对应序列从RNA中切去，将由外显子转录出的对应序列重新拼接起来，形成成熟的信使RNA，再到细胞质中去指导蛋白质的合成。
而原核细胞对转录出的RNA不需要进行加工，直接翻译成蛋白质。
2 从运载体看，由于经常使用的运载体是质粒、噬菌体和动植物病毒。
而最常用的是大肠杆菌的质粒，而原核细胞的基
因其编码区是连续的，能够直接编码蛋白质。
因此，如果从真核生物的供体细胞的DNA中直接分离得到的目的基因重组到大肠杆菌的质粒上，即使转录出RNA，原核细胞也对转录出的RNA不进行加工(没有相关的酶)，这样由于转录出的RNA中具有由内含子转录出的不能够编码蛋白质的对应序列，这样的RNA翻译不出所需要的蛋白质，从而使基因不能表达。
只有重组到酵母菌(真核生物)的质粒上，才有可能使基因表达。
牙鲆钙调素基因在原核和真核细胞中的表达
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｒｍｅ ｓｄ ｓｇ ｅ ａ ｅ ｎ ｔｅ ｓ ｑ ｅ ｃ ｉｈ ｗａ ｂｔｉｅ ｒ ｍ ｕ ｔａ ｔ ｅ ｃ ｓｒ ｃ ｅ ｐｉ ｒｗａ ｅ ｉｎ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｅ ｕ ｎ ｅ ｗｈｃ ｓ ｏ ａｎ ｄ ｆｏ ｓ ｂｒ ｃｉ ＤＮＡ ｌｂ ａｙ， ａ ｄ ｔｅ ｌｎ ｄ ｖ ｉｒｒ ｎ ｈ ｎ ｃｏ ｅ
ｐ Ｔ ２ ／ ｃ Ｍ ａ ｕ ｃ ｓｆｌ ｏ ｓ ｕ ｔｄ ａ ｄ ｔ ｎ ｆｒ ｄ ｉｔ ｈ ａ ｔｒ Ｉ ｌ（ ３ ｅｌ ｗｈｃ ｅ ｅ ｔｅ ｎ ｕ ｅ ｉ Ｅ３ａ ｎ ｗ ｓｓ ｃ ｅ ｓ ｌ ｃ ｎ ｔ ｃｅ ｎ ｒ ｓ ｍｅ ｎｏ ｔｅ ｂ ｃｅｉ Ｂ Ｊ ｕｙ ｒ ａ ｏ ａ ２ ＤＥ ）ｃ ｌ ｉｈ ｗ ｒ ｈ ｎ ｉｄ ｃ ｄ ｗ ｔ ｓ ｈ
ｓｇ ｉｃ ｎ ｏ ｌｇ ｔ ｄ ｎｉｙ ｏ ７． ｉｎｆ ａ ｔｈ ｍｏｏ ｙ ｗｉ ｉｅ ｔ ｆ９ ３％ 一 １ ０％ ．ｗｈｃ ｏ ｔｉｅ ｅｉ ｏ ｐ ｈ ｌ ｔ ． Ｔ ｅ ｒ ｃ ｍｂｎ ｎ ｘ ｒｓ ｉｇ ｖ ｃｏ ｉ ｈ ｔ ０ ｉｈ ｃ ｎａｎ ｄ ｈ ｌ １ｏ — ｅｉ ｍｏｉ ｘ ｘ ｆ ｈ ｅ ｏ ｉａ ｔｅ ｐ ｅｓｎ ｅ ｔｒ
Ｓ Ａ Ｔ ｃ Ｎ 为 模 板 ，应 用 Ｐ Ｒ方 法 扩 增 牙 鲆 钙 调 素 基 因 （ ａａｃｔ ｓｏｖｃｕ Ｍ Ｒ Ｄ Ａ Ｃ Ｐ ｒｌｈ ｙ ｌａｅ ｉｈ ｉ ｓ
ｃｌｏｕｎ Ｐ Ｃ Ｍ） ａ ｄｌ ， ｏ ａ 。计 算 机 辅 助 分 析 表 明 ， Ｐ ＣＭ 基 因 编 码 １９ 氨 基 酸 的推 定 蛋 白 ，其 分 子 量 为 １ Ｄ，等 电 ｍ ｉ ｏａ ４个 ７ｋ 点 为 ３９ ，含有 ４个 螺 旋 一环 一螺 旋 样 结 构 ，与 其 它 鱼 类 Ｃ Ｍ 氨基 酸 一 致 性 为 ９ ．％ 一１０ 。构 建 原 核 表 达 重 ．３ ａ ７３ ０％ 组 质 粒 ｐ Ｔ ２／ ｏａ Ｅ ３ ａＰ Ｃ Ｍ，转 化 大 肠 杆 菌 Ｂ ２ （ Ｅ ） Ｌ １ Ｄ ３ ，用 ＩＴ Ｐ Ｇ进 行 诱 导 表 达 ，经 Ｓ ＳＰ Ｇ Ｄ —Ａ Ｅ蛋 白 电泳 ，结 果 显 示 Ｐ ＣＭ 在 大 肠 杆 菌 中进 行 了 特 异 性 融 合 表 达 ，融 合 蛋 白分 子 量 约 为 ３ Ｄ，与 预 期 分 子 量 大 小 一 致 。 同 时 ， 以绿 ｏａ ４ｋ
原核生物真核生物基因表达比较
08
40s小亚基首先与Met-tRNA(Met上角标）相结合
09
再与模板mRNA结合
10
最后与60s大亚基结合生成起始复合物
肽链合成起始:
原核生物肽链合成的延长：
进位: 氨基酰-tRNA按照mRNA模板的指令进入并结合到核蛋白体A位 2. 成肽:转肽酶催化，核蛋白体P位上起始氨基酰-tRNA转移到A位，与A位上氨基酰-tRNA的α-氨基结合形成肽键 3. 转位转位酶催化，核蛋白体向3´-端移动一个密码子的距离，使mRNA上下一个密码子进入核蛋白体A位、而占据A位的肽酰-tRNA移入P位 延长因子: EF-Tu EF-Ts EF-G
真核生物：转录起始需要启动子 、RNA聚合酶和转录因子的参与。 少数几个反式作用因子的搭配启动特定基因的转录 真核生物RNA-pol不与DNA分子直接结合，而需依靠众多的转录因子，形成转录起始复合物。
转录延长：
转录终止：
依赖ρ因子的转录终止 非依赖ρ因子的转录终止 Ρ因子
真核生物的转录终止：在超出千百个核苷酸后停顿， 转录后修饰有多聚腺苷酸（poly A）尾巴结构加进去 。在读码框架下游常有一组公共序列AATAAA 及 GTGTGT序列，这些序列称为转录终止修饰点。
真核延长过程与原核基本相似 但有不同的反应体系和延长因子：eEF-1α eEF-1βγ eEF-2 真核细胞核蛋白体没有E位，转位时卸载的tRNA直接从P位脱落
核蛋白体A位出现mRNA的终止密码子后，多肽链合成停止，肽链从肽酰-tRNA中释出，mRNA、核蛋白体大、小亚基等分离。
原核生物终止阶段需要释放因子RF-1、 RF-2和 RF-3参与
核蛋白体包括 rRNA(核糖体RNA) 和蛋白质，直径为 20-25nm,真核细胞的核蛋白体比原核细胞的大。
利用原核和真核系统在重组蛋白质表达中的比较
利用原核和真核系统在重组蛋白质表达中的比较当今生物科学领域中，蛋白质表达技术的发展一直备受关注。
利用原核和真核系统来重组蛋白质，是常见的两种方法。
这两种系统在蛋白质表达中有着各自的优势和适用范围。
一、原核系统的蛋白质表达原核系统主要指大肠杆菌（Escherichia coli，简称E.coli）等细菌，并且是最常用的蛋白质表达系统之一。
原核细胞具有复制速度快、易于培养、表达量高等特点，使其成为研究人员的首选。
在原核系统中，通常使用表达载体质粒将目标基因插入到细菌细胞中，并利用细菌自身的转录、翻译系统来实现蛋白质的合成。
在表达载体上，一般包含启动子、转录终止子、选择性标记等功能元件，以控制目标基因的表达和纯化。
原核系统的蛋白质表达具有高效、简便、经济等优势。
然而，由于原核细胞的风险素材含量高，存在内源性的蛋白质翻译后修饰机制有限等局限，某些复杂蛋白质的表达可能会受到限制。
二、真核系统的蛋白质表达真核系统主要指哺乳动物细胞（如CHO细胞）、昆虫细胞（如Sf9细胞）等，相对于原核系统，真核系统具有更接近生物体内蛋白质表达的环境，更能实现复杂蛋白质的表达。
在真核系统中，常用的蛋白质表达包括稳定转染和瞬时转染两种方式。
稳定转染是将目标基因整合到宿主细胞的基因组中，从而实现长期稳定的表达。
而瞬时转染则是将目标基因引入宿主细胞的质粒中，通过短时间高表达来获得大量蛋白质。
真核系统的蛋白质表达能够实现更多的翻译后修饰，如糖基化、磷酸化、乙酰化等。
这些修饰对于某些蛋白质功能的发挥至关重要。
此外，真核细胞中包含更多复杂的蛋白翻译机制和分子伴侣蛋白，有利于蛋白正确折叠和纯化。
然而，真核系统的蛋白质表达过程更为复杂，所需时间和成本也相对较高。
此外，真核细胞具有更严格的质控机制和蛋白降解系统，蛋白质的表达稳定性较差。
三、原核与真核系统的比较原核和真核系统的选择应根据具体的研究目的和需求。
如果目标是表达小分子量、水溶性和结构简单的蛋白质，原核系统是较好的选择。
原核生物和真核生物基因表达调控复制、转录、翻译特点的比较
原核生物和真核生物基因表达调控、复制、转录、翻译特点的比较1.相同点：转录起始是基因表达调控的关键环节①结构基因均有调控序列；②表达过程都具有复杂性，表现为多环节；③表达的时空性，表现为不同发育阶段和不同组织器官上的表达的复杂性；2.不同点:①原核基因的表达调控主要包括转录和翻译水平。
真核基因的表达调控主要包括染色质活化、转录、转录后加工、翻译、翻译后加工多个层次。
②原核基因表达调控主要为负调控，真核主要为正调控。
③原核转录不需要转录因子,RNA聚合酶直接结合启动子,由sita因子决定基因表的的特异性，真核基因转录起始需要基础特异两类转录因子，依赖DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用调控转录激活。
④原核基因表达调控主要采用操纵子模型，转录出多顺反子RNA，实现协调调节；真核基因转录产物为单顺反子RNA，功能相关蛋白的协调表达机制更为复杂。
⑤真核生物基因表达调控的环节主要在转录水平，其次是翻译水平。
原核生物基因以操纵子的形式存在。
转录水平调控涉及到启动子、sita因子与RNA聚合酶结合、阻遏蛋白、负调控、正调控蛋白、倒位蛋白、RNA聚合酶抑制物、衰减子等。
翻译水平的调控涉及SD序列、mRNA的稳定性不稳定(5’端和3’端的发夹结构可保护不被酶水解mRNA的5’端与核糖体结合可明显提高稳定性)、翻译产物及小分子RNA的调控作用。
真核生物基因表达的调控环节较多：在DNA水平上可以通过染色体丢失、基因扩增、基因重排、DNA甲基化、染色体结构改变影响基因表达。
在转录水平主要通过反式作用因子调控转录因子与TA TA盒的结合、RNA聚合酶与转录因子-DNA复合物的结合及转录起始复合物的形成。
在转录后水平主要通过RNA修饰、剪接及mRNA运输的控制来影响基因表达。
在翻译水平有影响起始翻译的阻遏蛋白、5’AUG、5’端非编码区长度、mRNA的稳定性调节及小分子RNA。
真核基因调控中最重要的环节是基因转录，真核生物基因表达需要转录因子、启动子、沉默子和增强子。
真核生物与原核生物基因表达过程的区别与共同点
习课教学存在的问题 ， 并通过案例分析 ， 探析了提高复习教 学质量的方法 ， 从 目标的设定 、 教学 内容 、 教学设计 、 习题、 探究式学 习等方面努力 ， 取得 良好的成效 ， 以促进初中数学 复 习课 教学 质量 的提 升 。
参 考文 献
［ １ ］叶立军、陈莉． 初中数学复习课教学存在 的偏差及其应 对 策略 ［ Ｊ ］ ． 教 学与管 理 ，２ ０ １ ３（ １ ５ ）
［ ２ ］古梅峰． 新课改背景下初 中数学复 习课存在 的问题和策 略［ Ｊ ］ ． 新课程研究 （ 上旬刊 ） ，２ ０ １ ２（ ３ ） ［ ３ ］ 鞠庆成． 对数学总复习课的几点思考 ［ Ｊ ］ ． 语数外学习（ 数 学教 育 ） ，２ ０ １ ３（ １ ） ［ ４ ］ 胡金 国． 初中数学复习课教学育人价值探讨 ［ Ｊ ］ ． 科学大 众 （ 科 学教 育 ） ，２ ０ １ ４（ １ ） ［ 责任 编辑 ：林 劲 ］
一
１ ２ ９—
录部 分 拼接 起来 ，才能 成为 成熟 的 Ｒ ＮＡ 。而 原核 生 物 的基 因由于不含有外显子和内含子 ， 因此 ， 转录产生的信使 Ｒ Ｎ Ａ 不需要剪切 、拼接等加工过程。
真 核 生 物 和原 核 生 物 的 基 因表 达 过 程 时 空上 的区 别 主 要 由细胞结构来决定的。真核生物有细胞核 ， 核膜将核质与 细胞质隔开，因此 ， 转录在细胞核中进行 ， 翻译在细胞质中 进 行 。可见 其转 录 和翻译 具有 时 间和 空间 上 的分 隔 。原核 生 物 体 细胞 没有 核膜包 被 的真 正细 胞核 ， 所 以原核 生物基 因的 转录和翻译通常是在 同一时间、同一地点进行的，即在转录 未完成之前翻译便开始进行。 如大肠杆菌乳糖分解代谢过程 中， 三个 结构基 因的转 录和 翻译 就是 同时 在细胞质 中进行 的。 原核生物和真核生物的基 因表达不单单是转录和翻译上 的区别 ，还有真核生物大多是多细胞生物 ， 个体发育过程中 要 发生 细胞分 化 。分化 是不 同 的基 因特 异性 表达 的结果 。细 胞 中关闭或开启某些基因 ， 都是在严格调控作用下进行的。 基 因的这种特 异性表达 的调 控机制也 是真核 生物所特 有 的。 二 真核 生物基因表达调控 的过程与原核 生物 的共同之处 真核生物基 因表达调控 的过程与原核生物有许多共 同 之处。例如 ， 在真核生物结构基因的侧翼序列上 ，同样存在 许多不 同的调控序列， 真核生物通过特异性蛋白与某些调控 序列 的结 合与 否 ，来调 控基 因的转 录 。 总之 ， 原核生物和真核生物的基因表达过程 中转录的区 别 主要与它们细胞 内的基 因结构有 区别 、 时空上的 区别与细胞 结构有区别、基因特异性的表达与生物个体的构造有区别。 ［ 责任 编辑 ：林 劲 ］
新人教高三二轮专题作业7 遗传的分子基础
新人教高三二轮专题作业7 遗传的分子基础一、选择题1．(2022·龙岩模拟)用32P或14C标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，经过短暂保温，再进行搅拌、离心后检测放射性物质的分布情况。
下列相关分析错误的是()A．32P标记组，沉淀物中放射性明显高于上清液B．14C标记组，沉淀物和上清液中放射性均较高C．32P标记组，子代噬菌体中部分存在32PD．14C标记组，14C存在于所有子代噬菌体中解析32P标记组只标记了DNA分子，故沉淀物中放射性明显高于上清液，A项正确；14C标记组同时标记了DNA和蛋白质，故沉淀物和上清液中放射性均较高，B项正确；32P标记组只标记了DNA 分子，在噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，只有DNA分子进入大肠杆菌作为模板进行半保留复制，所以32P只存在于部分子代噬菌体的DNA中，C项正确；14C标记组同时标记了DNA和蛋白质，但由于侵染时只有噬菌体的DNA进入细菌内，且DNA进行半保留复制，故14C只存在于部分子代噬菌体的DNA中，D项错误。
答案 D2．(2022·武汉模拟)细菌转化是指外源DNA被处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态的细菌摄取并且在细菌内部表达的过程。
在肺炎链球菌转化实验中，S型细菌的DNA片段进入R型细菌内并整合到其基因组中，使R型细菌转化成S型细菌，其子代也是S型细菌。
下列叙述正确的是()A．以上的转化实验证明了DNA是主要的遗传物质B．R型细菌转化成S型细菌是一种不可遗传的变异C．DNA纯度和受体菌的状态等因素均会影响细菌的转化率D．体内转化实验可以通过观察菌落形态来判断是否发生转化解析题述的转化实验证明了DNA是遗传物质，但不能证明DNA 是主要的遗传物质，A项错误；S型细菌的DNA片段进入R型细菌内并整合到其基因组中，故R型细菌转化成S型细菌属于基因重组，是一种可遗传的变异，同时DNA纯度、两种细菌的亲缘关系和受体菌的状态等因素均会影响细菌的转化率，B项错误、C项正确；体内转化实验不能通过观察菌落形态来判断是否发生转化，可以通过判断实验小鼠是否死亡来确定是否发生了转化，D项错误。
原核生物与真核生物基因表达的区别
原核生物与真核生物基因表达的区别最佳答案原核生物的机体能在基因表达过程的任何阶段进行调控，如调控可在转录阶段、转录后加工阶段和翻译阶段进行。
转录的调控主要发生在起始阶段，这样可避免浪费能量合成不必要的转录产物。
通常不在转录延伸阶段进行调控，但可在终止阶段进行调控，终止可以防止越过终止子而进行下一个基因的转录。
RNA的初级转录产物本身是一个受调控的靶分子，转录物作为一个整体其有效性可以受到调控，例如，它的稳定性可以决定它是否保存下来用于翻译。
此外，初级转录产物转变为成熟分子的加工能力可决定最后mRNA分子的组成和功能。
在真核细胞中，还可对RNA从核到胞浆中的转运进行调控。
但是在细菌中，mRNA只要一合成，就可用于翻译。
翻译也像转录一样，在起始阶段和终止阶段进行调控。
DNA转录的起始和RNA翻译的起始路线也很相似。
真核生物基因表达的调控要比原核生物复杂得多，特别是高等生物，不仅由多细胞构成，而且具有组织和器官的分化。
细胞中由核膜将核和细胞质分开，转录和翻译并不是偶联，而是分别在核和细胞质中进行的，基因组不再是环状或线状近于裸露DNA，而是由多条染色体组成，染色体本身结构是以核小体为单位形成的多极结构，真核生物的个体还存在着复杂的个体发育和分化，因此说真核生物的基因表达调控是多层次的，从DNA到RNA到有功能蛋白质多途径进行调控的。
主要的调控途径有如下几个方面：①DNA和染色体水平上的调控：基因的拷贝数扩增或丢失和基因重排，DNA修饰，在染色体上的位置，染色体结构（包括染色质、异染色质、核小体）都可影响基因表达。
②转录水平上的调控：转录起始的控制和延伸的弱化对mRNA前体的水平都会产生影响。
③转录后RNA加工过程和运送中的调控：真核基因转录出的mRNA前体，要经过加工才能成熟为mRNA，包括切割、拼接、编辑、5`和3`末端修饰等，成熟的mRNA再运出细胞核。
④翻译水平上的调控：5`端前导序列形成茎环结构降低翻译水平或抑制蛋白结合5`端，阻止mRNA的翻译。
PAP蛋白重组表达载体的构建及在原核和真核细胞中的表达
ＰＡＰ的内化，提高其抗病毒效果。
由于编码ＰＴＤ的１０个氨基酸的核苷酸序列仅为３０ｂｐ，本实验采用在引物中直接引入该编码序列的方法实现ＰＴＤ与ＰＡＰ的基因重组。
同时引入在两个引物（Ｐ１和ＩＣ。
２）中分别构建原核大肠杆菌表达中所需的ＢａｍＨＩ和ＰｓｔＩ酶切位点。
具体步骤详见图１。
ＰＴＤ－ｐｒｉｍｅ吖ＣＧ曼昼盘里￡９＿岫ＨＤＡＴＧＡＧＧＡＡＧＡＡＧＣＧＧＡＧＡＣＡＧＣＧＡＣＧＡＡＧＡＧＴＧＡＡＴＣＣＡＡＴｅＡＴＣＴＡＣＡＡＴＧ）ＰＴｎＰＡＰ图１．ＰＴＤ－ＰＡＰ的合成模式图通过ＰＣＲ扩增，用ＴａｑＤＮＡｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ加Ａ后电泳得到了约８００ｂｐ的扩增片段。
回收后的片段与ｐＰＧＥＭ－ＴＶｅｃｔｏｒ连接。
转入大肠杆菌ＤＨ５Ｑ中，经蓝白筛选，选取白色菌落行ＰＣＲ鉴定见可扩增出约８００ｂｐ的片段；提取ＰＣＲ阳性菌株的质粒，经ＢａｍＨＩ／ＰｓｔＩ双酶切，电泳示可约８００ｂｐ和３Ｋｂ处两条条带（见图２）。
株的质粒，经ＢａｍＨＩ／ＰｓｔＩ双酶切，电泳示可约１Ｋｂ和３Ｋｂ处两条条带（图４）。
图４ｐＰＧＥＭ—ＴＶｅｃｔｏｒ／ＴＡＴ－ＰＡＰ重组体酶切图示：１．分子量标准为ＢＬ２０００：２．酶切片段。
图中可见酶切下略大于１Ｋｂ片段，相当于Ｔａｔ加上ＰＡＰ序列的大小，支持二者重组成功。
将酶切鉴定阳性菌株质粒测序示ｒＩ钒序列和ＰＡＰ序列正确连入ｐＰＧＥＭ．ＴＶｅｃｔｏｒ中。
１．３．２Ｔａｔ与ＰＡＰ的基因重组体中Ｔａｔ显性负突变体的构建前期的工作共获得的ＨＩＶ的Ｔａｔ显性负突变体共六个：ｐＭｌ：Ｃｙｓ２２＋Ｇｌｙ；ｐＭ２：Ｈｉｓ３３／Ｃｙｓ３４一Ａｌａ／Ｓｅｒ；ｐＭ３：Ｔｈｒ４０／Ｌｙｓ４１一Ａｌ矶～ｌａ；ｐＭ４：Ｌｙｓ５０一ＳＴＯＰ；ｐＭ５：Ａｒ９５２一Ｌｅｕ；ｐＭ６：Ｔｈｒ４０／Ｌｙｓ４１／Ｃｙｓ５０一Ａｌａ／Ａｌａ／ＳＴＯＰ。
之后验证了突变Ｔａｔ对ＨＩＶ－１Ｔａｔ活性的影响：结果说明不同Ｔａｔ突变蛋白都对正常Ｔａｔ有一定程度的抑制作用，其中以ｐＭ５最大，达８５％，另外ｐＭ３可达４０％。
实验六 真核基因在原核细胞中的表达
实验六真核基因在原核细胞中的表达一．目的了解外源基因在原核细胞中表达的特点和方法。
二．原理外源基因克隆在含有lac启动子的表达系统中。
先让宿主菌生长，lac I产生的阻遏蛋白与lac操纵基因结合抑制下游的外源基因转录。
向培养基中加入诱导物IPTG（异丙基硫代- -D-半乳糖），解除抑制使外源基因大量表达。
表达的蛋白可经SDS-PAGE或Western-blotting 检测。
三．器材微量移液取样器，移液器吸头，50ml 微量离心管，1.5ml 微量离心管，微量离心管架，台式冷冻离心机，制冰机，恒温摇床，分光光度计，超净工作台，恒温培养箱，摇菌试管，三角烧瓶，接种环四．试剂1.5x样品缓冲液（10ml）:0.6ml 1mol/L的Tris-HCl(pH6.8),5ml 50%甘油，2ml 10%的SDS，0.5ml巯基乙醇，1ml 1%溴酚蓝，0.9ml蒸馏水。
可在4℃保存数周，或在－20℃保存数月。
2.30%凝胶母液：在通风橱中，称取丙烯酰胺30g，甲叉双丙烯酰胺0.8g，加重蒸水溶解后，定容到100ml。
过滤后置棕色瓶中，4℃保存，一般可放置1个月。
3. pH8.9分离胶缓冲液：Tris 36.3g，加重蒸水80ml使其溶解，加1mol/L HCl 14ml，调pH8.9，定容至100ml，4℃保存。
4. pH6.7浓缩胶缓冲液：Tris5.98g，加重蒸水80ml使其溶解，加1mol/L HCl调pH6.7，定容至100ml，4℃保存。
5. TEMED（四乙基乙二胺）原液，4℃保存。
6. 10%过硫酸铵（用重蒸水新鲜配制），4℃保存。
7.10X Tris-甘氨酸电极缓冲液：称取Tris 6.0g，甘氨酸28.8g，SDS10g，加蒸馏水约900ml，调pH8.3后，用蒸馏水定容至1000ml。
置4℃保存，临用前稀释10倍。
8. 考马斯亮蓝R250染色液：称1g考马斯亮蓝R250，甲醇500ml，冰醋酸100ml，定容1L。
真核基因和原核基因表达调控的异同
真核基因和原核基因表达调控的异同文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]真核基因和原核基因表达调控的异同？真核基因表达调控的基本原理与原核基因相同，主要表现在：1、与原核基因的调控一样，真核基因表达调控也以转录水平调控为最重要；2、在结构基因均有调控序列，并依靠特异蛋白因子与这些调控序列的结合与否调控基因的表达。
3、都要经历转录、翻译的过程。
4、表达过程都有复杂性，多环节不同1、真核基因表达调控过程更复杂。
2、在染色质结构上。
原核细胞的DNA是裸露的，而真核细胞DNA包装在染色体中。
DNA与组蛋白组成核小体形成为染色体基本单位。
在原核细胞中染色质结构对基因的表达没有明显的调控作用，而在真核细胞中染色质的变化调控基因表达，并且基因分布在不同的染色体上，存在染色体间基因的调控问题；3、真核生物中编码蛋白质的基因通常是断裂基因，含有有非编码序列即内含子，因而转录产生的mRNA前体必须剪切加工才能成为有功能的成熟的mRNA，而不同拼接方式的可产生不同的mRNA。
而原核生物的基因由于不含有外显子和内含子，因此，转录产生的信使RNA不需要剪切、拼接等加工过程。
4、在原核基因转录的调控中，既有正调控，也有负调控，二者同等重要，而真核细胞中虽然也有正调控成分和负调控成分，但目前已知的主要是正调控，且一个真核基因通常都有多个调控序列，必须有多个激活物同时特异地结合上去才能调节基因的转录；5、原核基因的转录和翻译通常是相互偶联的，而真核基因的转录与翻译在时空上是分开的，从而使真核基因的表达有多种调控机制。
6、真核生物细胞中存在mRNA的稳定性调控7、真核生物大都为多细胞生物，基因的表达随细胞内外环境条件的改变和时间程序在不同的表达水平上进行着精确调控，而原核生物主要受环境因素和营养状况影响基因调控。
8、真核生物由三种RNA聚合酶分别负责三种RNA的转录，而原核生物只有一种。
原核生物和真核生物基因表达调控特点的比较
翻译的起始 起始tRNA是fMet-tRNA，30s小 起始tRNA是 Met-tRNA，40s小亚基首先
亚基首先与mRNA模板相结合， 与Met-tRNA相结合，再与模板mRNA结
再与fMet-tRNA结合，最后与 合，最后与60s大亚基结合生成起始复
50s大亚基结合
合物
肽链的终止
三种释放因子RF1,RF2,RF3
项目
基因结构
染色体组成
场所
原核生物
条环状双链DNA分子组成， 染色体形成类核，无核膜与胞浆分 开
真核生物
DNA与蛋白质结合形成， 储存于细胞核内，除配子细胞外，体 细胞内的基因组是双份的（即双倍体）
复制子 基因组较小，只有一个复制子
基因组较大，具有许多复制起点，而 每个复制子的长度较小。
顺反子
多顺反子，功能上相关的几个基因 单顺反子，一个结构基因经过转录和
真核生物
场所
细胞核内
拟核区
mRNA RNA聚合酶 独立转录
mRNA分子一般只编码一个基因一个Leabharlann RNA分子通常含多个基因一种
三种
可以直接起始转录合成RNA 不能独立转录RNA，三种聚合酶都必须
在蛋白质转录因子的协助下才能进行
翻译
原核生物
RNA的转录
真核生物
氨基酸的活化 起始氨基酸是甲酰甲硫氨酸
从生成甲硫氨酰-tRNAi开始
原核生物和真核生物基因表达 调控特点的比较
Content
翻译
转录
复制
原核生物和真核生物 基因表达调控特点的比较
结构 决定 功能
原核生物和真核生物基因表达调控特点的比较——目录
构造决定功能
一样： 都具有编码区和非编码区 都具有RNA聚合酶结合位 点 不同：
(完整)真核基因和原核基因表达调控的异同
真核基因和原核基因表达调控的异同？真核基因表达调控的基本原理与原核基因相同，主要表现在：1、与原核基因的调控一样，真核基因表达调控也以转录水平调控为最重要；2、在结构基因均有调控序列,并依靠特异蛋白因子与这些调控序列的结合与否调控基因的表达。
3、都要经历转录、翻译的过程。
4、表达过程都有复杂性，多环节不同1、真核基因表达调控过程更复杂。
2、在染色质结构上。
原核细胞的DNA是裸露的,而真核细胞DNA包装在染色体中.DNA与组蛋白组成核小体形成为染色体基本单位。
在原核细胞中染色质结构对基因的表达没有明显的调控作用，而在真核细胞中染色质的变化调控基因表达，并且基因分布在不同的染色体上，存在染色体间基因的调控问题；3、真核生物中编码蛋白质的基因通常是断裂基因，含有有非编码序列即内含子，因而转录产生的mRNA前体必须剪切加工才能成为有功能的成熟的mRNA，而不同拼接方式的可产生不同的mRNA.而原核生物的基因由于不含有外显子和内含子，因此，转录产生的信使RNA不需要剪切、拼接等加工过程。
4、在原核基因转录的调控中，既有正调控，也有负调控,二者同等重要，而真核细胞中虽然也有正调控成分和负调控成分,但目前已知的主要是正调控，且一个真核基因通常都有多个调控序列，必须有多个激活物同时特异地结合上去才能调节基因的转录；5、原核基因的转录和翻译通常是相互偶联的,而真核基因的转录与翻译在时空上是分开的，从而使真核基因的表达有多种调控机制。
6、真核生物细胞中存在mRNA的稳定性调控7、真核生物大都为多细胞生物,基因的表达随细胞内外环境条件的改变和时间程序在不同的表达水平上进行着精确调控,而原核生物主要受环境因素和营养状况影响基因调控。
8、真核生物由三种RNA聚合酶分别负责三种RNA的转录,而原核生物只有一种。
真核生物基因和原核生物基因的表达有哪些主要差异
真核生物基因和原核生物基因的表达有哪些主要差异?若是高中阶段，下面这句话就差不多够用了吧。
相同点：原核生物和真核生物的基因组成大体上都分为编码区和非编码区；不同点：原核生物的基因编码区是连续的，而真核生物的基因编码区是不连续的，分为内含子和外显子。
要更详细的话，下面基因上，真核生物和原核生物基因表达不同。
因为真核生物的基因结构比较复杂（有内含子、外显子之分，且有复杂的调控用非编码序列，还有多个染色体…………）具体来说：1. 在真核细胞中，刚转录出来的RNA初级转录物包含内含子和外显子。
然后在酶的催化下对它的两端进行修饰，内含子被剪切。
最后成熟的RNA从细胞核迁移到细胞质，并在核糖体上翻译蛋白质。
虽然这些步骤从图上看起来是一步一步按顺序完成的，事实上他们经常是同时发生的。
例如，RNA加帽和拼接在RNA 初级转录物完成时就开始了。
但总的说，在时间上和空间上还是分开了！2. 在原核生物中，mRNA的合成相对比较容易。
由于原核生物细胞没有细胞核，所以转录和翻译发生在同一地方，而且细菌mRNA的翻译经常在转录完成之前就开始了。
即没有时间与空间的分隔！而且，真核生物（除少数较低等真核生物外）一个mRNA分子一般只含有一个基因，原核生物的一个mRNA分子通常含有多个基因。
再者，二者虽然都具有核糖体，但又有不同！如下例：真核生物原核生物核糖体80S 70S大亚基60S 50S小亚基40S 30S即二者内部本质组成是不同的，这也就是为什么有些抗生素类药物可以抑制细菌合成蛋白质，却对人体无害的原因！（因为这些药物对真核生物核糖体无效。
）再从转录用酶的角度，举例如RNA聚合酶：原核生物就一种，其全酶5个亚基，核心酶有4个亚基，还要有σ因子等的配合。
真核生物有三种，各有功能。
列举如下：RNA聚合酶Ⅰ：不受α-鹅膏蕈碱的抑制，大于10- 3mol/L存在于核仁中，合成5.8S rRNA,18S rRNA和28S rRNA；RNA聚合酶Ⅱ：对α-鹅膏蕈碱最为敏感，10-8— 10-9mol/L存在于核质中，合成hnRNA，snRNARNA聚合酶Ⅲ：对α-鹅膏蕈碱中度敏感，在10-4— 10-5mol/L 时表现抑制；存在于核质中，合成tRNA，5S rRNA。
表达载体之原核VS真核
酿酒酵母表达系统常用启动子
1）糖酵解途径中关键酶的强启动子，受葡萄糖诱导：
甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因GAPDH
磷酸甘油激酶基因PKG
乙醇脱氢酶基因ADH
2）半乳糖激酶启动子（GAL1）
半乳糖诱导、葡萄糖抑制
GAL8
GAL4
UAS
GAL1
GAL7
GAL1
A、 GAL1、GAL7和 GAL10基因连锁在一起，独立转录，共同调控
3、甲醇酵母表达系统操作原理
宿主株与标记基因 甲醇酵母系统的整合事件 胞内表达与分泌表达
甲醇酵母系统宿主
二大宿主系统主要特点
项目 最适温度 毕赤酵母 30℃ 汉森酵母 37℃
最适pH值
甘油阻遏 糖基化 高密度发酵
4.5
是 部分过度 100g/L
4.5
否 较正常 100g/L
二大宿主系统主要选择标记
表 达 载 体 之 原 核 真 核
VS 万 佩
原 核 真 核
都原 是核 我表 们达 表体 达系 重与 组真 基核 因表 蛋达 白体 的系 重， 要亦 载如 体阴 ，阳 也， 各相 有辅 优相 劣成
目的基因
构建
转化
培养，诱导表达载体重组载体表达菌株
“基因——载体——菌株——培养”
常见启动子 λpL启动子： trp启动子： trc启动子： 热诱导启动子 化学诱导启动子 trp+lac杂交启动子
（一） 酿酒酵母表达系统
酿酒酵母系统启动子 酿酒酵母分泌系统 酿酒酵母糖基化系统 酿酒酵母表达系统存在的问题
1、酿酒酵母启动子
起始 位点 mRNA
40-120bp
DAS
编码序列
UAS
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
.
3
1、胰岛素基因在大肠杆菌中的表达
>化学合成A、B链，分别融合 -半乳糖苷酶， 得到 -gal-A和 -gal-B，活性低
>胰岛素原基因的克隆及表达，体外切割祛除C 肽
2、生长激素
பைடு நூலகம்
四、提高克隆基因表达效率的途径
1、启动子的结构对表达效率的影响
-35 TTGACA -10 TATAAT
合成启动子tacI(11 Lac) tacII(8Lac)
生物基因组中的碱基含量 在富含AT的生物（如单链DNA噬菌体 fX174）基因组中，密码子第三位上的U和A出现的频率较高；而在GC 丰富的生物（如链霉菌）基因组中，第三位上含有G或C的简并密码子 占90%以上的绝对优势
密码子与反密码子相互作用的自由能 性中等强度规律 如GGG、CCC、GCG、GGC、AAA、UUU、AUA、UAU等使用少； 如GUG、CAC、UCG、AGC、ACA、UGU、AUC、UUG等使用多；
细胞内tRNA的含量
.
13
密码子
密码子偏爱性对外源基因表达的影响
同步表达相关tRNA编码基因
对于那些含有不和谐密码子种类单一、出现频率较高、而本身分 子量又较大的外源基因而言，则选择相关tRNA编码基因同步克隆表达 的策略较为有利。例如，在人尿激酶原cDNA的412个密码子中，共含 有22个精氨酸密码子，其中7个AGG、2个AGA，而大肠杆菌受体细胞 中tRNAAAGGGG和tRNAAAGGAA的丰度较低。为了提高人尿激酶原cDNA在大肠 杆菌中的高效表达，将大肠杆菌的这两个tRNA编码基因克隆在另一个 高表达的质粒上。由此构建的大肠杆菌双质粒系统有效地解除了受体 细胞对外源基因高效表达的制约作用
5-溴尿嘧啶脱氧核苷（BudR）TK+胸腺嘧啶掺 入DNA链致死
（2）HAT选择法
.
17
次黄嘌呤(Hypoanthine) 氨基蝶呤(Aminopterin)
胸苷(Thymidine)
二氢叶酸还原酶 ←（受氨基蝶呤抑制）
二氢叶酸(培养基中成分) －－－/－－→四氢叶酸
↓ +dGTP(培养基中成分)
.
Tcr
Apr
pCP1
ori 筛选Apr、Tcs的转化子
11
6 、质粒分离的不稳定性对效率的影响 质粒分配由par控制 >克隆该基因 >保持选择压力 >反选择：质粒含CI， 宿主是溶源化细菌，其噬
菌体启动子缺陷
7、密码子的使用频率(bias)
.
12
密码子
生物体对密码子的偏爱性
不同的生物，甚至同种生物不同的蛋白质编码基因，对简并密码 子使用频率并不相同，具有一定的偏爱性，其决定因素是：
其他：
SD后的4碱基4 A或4T（GC则25%-50%）、起始密码 子左边UAU、CUU最好，UUC UCA AGG 下降20 倍
3、启动子同克隆基因间距离对表达效率的影响
.
9
4、质粒拷贝数对表达效率的影响 5、转录终止区对克隆基因表达效率的影响 终止区存在的必要性：
转录产物越长，RNA聚合酶转录一分子mRNA所需的时间就相应增加，外源基 因本身的转录效率下降；
次黄嘌呤 －－－－－－－－－－－－→ dATP+dCTP (细胞生存
胸苷激酶（TK）
径。 4、提高克隆基因在大肠杆菌中表达效率的途径。
.
16
第二节 哺乳动物基因工程
一、哺乳动物基因转移的遗传选择标记
嘌呤和嘧啶代谢
1、嘌呤和嘧啶的生物合成-全程途径和补救途径
2、胸腺激酶（thymidine kinase tk）基因选择系统
胸苷 胸苷一磷酸
（1）tk-细胞
建立tk-细胞系方法：取代法
.
14
密码子
密码子偏爱性对外源基因表达的影响
外源基因全合成
按照大肠杆菌密码子的偏爱性规律，设计更换外源基因中不适 宜的相应简并密码子，重组人胰岛素、干扰素以及生长激素在 大肠杆菌中的高效表达均采用了这种方法
.
15
复习提纲
1、真核基因在大肠杆菌中的表达存在的问题及 其解决办法。
2、真核克隆基因在大肠杆菌中表达的基本条件。 3、增强外源蛋白在大肠杆菌中表达稳定性的途
第六章 基因在原核及真核体系中的表达
第一节 真核基因在大肠杆菌中的表达
DNA Protein 一、真核基因在大肠杆菌中的表达
1、理论上的困难: 遗传机制的差异 >基因结构、 mRNA结构、转录信号（SD）、细菌
蛋白酶、蛋白的后加工
>cDNA、使用原核启动子及SD序列、引入突变体
.
1
2、克隆基因表达的基本条件 启动子、SD、正确插入方向 3、增强外源蛋白稳定性的途径 1977-化学合成脑激素的表达 >形成融合蛋白（ -内啡肽- -半乳糖苷酶）以胰
-35与-10间17bp最高活性
.
4
.
5
.
6
.
7
启动子最佳距离的探测
目的基因
E
E
A
启动子
目的基因
E
E
Bal31酶解
A 酶切开
.
8
2、转译起始序列对表达效率的影响
转译起始的保守序列：
AUG、SD(UAAGGAGGU的部分或全部）、核糖体 的结合位点有一个或几个终止密码子、含全部或 部分PuPuUUUPuPu
蛋白酶切割-适合链内不含Met的蛋白 >低蛋白酶活性突变体 >T4 phage的pin基因
.
2
二、原核生物的表达载体
1、Lac 启动子的表达载体 阻遏作用区、CAP作用区、RNA聚合酶作用区 2、Trp启动子的表达载体 trp启动子、操纵基因、前导序列 3、PL启动子的表达载体 CI的温敏突变（CI857)-阻遏蛋白在42 C 失活 三、高等真核基因在大肠杆菌中表达的实例
.
10
终止子
强终止的选择与使用
目前外源基因表达质粒中常用的终止 子是来自大肠杆菌rRNA操纵子上的 rrnT1T2以及T7噬菌体DNA上的Tf。对 于一些终止作用较弱的终止子，通常可 以采用二聚体终止子串联的特殊结构， 以增强其转录终止作用
终止子也可以象启动子那样，通过特 殊的探针质粒从细菌或噬菌体基因组 DNA中克隆筛选
如果外源基因下游紧接有载体上的其它重要基因或DNA功能区域，如选择性标 记基因和复制子结构等，则RNA聚合酶在此处的转录可能干扰质粒的复制及其 它生物功能，甚至导致重组质粒的不稳定性；
过长的mRNA往往会产生大量无用的蛋白质，增加工程菌无谓的能量消耗； 更为严重的是，过长的转录物往往不能形成理想的二级结构，从而大大降低外 源基因编码产物的翻译效率