细胞生物学课件遗传信息的传递及其调控

（一） 转录起始复合物的形成 标志转录开始
转录起始复合物：RNA聚合酶（全酶） ﹑DNA链和新链前两个核苷酸。
转录的起始
（二） 转录空泡是转录延伸阶段 的主要形式
信使RNA
DNA
DNA
转录空泡示意图
（三）原核生物的转录终止包 括两种方式
1.依赖ρ因子的转录终止 2.非依赖ρ因子的转录终止
ρ因子参与的转 RNA的发卡结构
一、基因
➢ 基因（gene）：核酸中储存遗传信 息的遗传单位，是储存有功能的蛋 白质多肽链或RNA序列信息及表达 这些信息所必须的全部核苷酸序列。
➢基因组 (genome)：是携带有细胞或 生物体的一整套遗传指令的核酸量。
原核细胞的基因：
➢编码区: 能够转录为相应的mRNA， 进而指导蛋白质的合成的基因区段。
不对称转录
（二） RNA聚合酶是基因 转录的关键酶
大肠杆菌RNA聚合酶组分和功能
亚基
数 目
分子量
功能
α2 2 36512 决定转录的特异性 β 1 150618 与转录全过程有关
β′ 1 155613 结合DNA模板
δ 1 70263 辨认起始点
真核生物的RNA聚合酶
种类 细胞内定位
转录产物
RNA聚合酶Ⅰ 核仁
中心法则
第二节 基因转录和转 录后加工
一﹑转录过程需要多因素参与 二﹑基因转录过程的三个阶段 三﹑初级转录产物经过转录后
加工才具有活性
一﹑转录过程需要诸多因 素参与
(一) DNA链是基因转录的模板 （二） RNA聚合酶是基因转录的 关键酶 （三）DNA模板上启动子是控制 转录的关键部位
转录（transcription）：以DNA为 模板，RNA聚合酶催化合成RNA 分子的过程。转录的实质就是将 DNA的遗传信息传递给RNA分子。
➢-10区：Pribnow box，转录方向 ➢ -35区：转录起始的辨认位点 ➢ -10区与-35区之间的间隔：转录的
强弱
真核生物RNA聚合酶II的启 动区：
➢ 转录起始位点 ➢ TATA盒
启动子 ➢ CAAT盒 ➢ 增强子
二﹑基因转录过程包括三 个阶段
（一） 转录起始复合物的形 成标志转录开始 （二） 转录空泡是转录延伸阶 段的主要形式 （三）原核生物的转录终止包 括两种方式
6.沉默子（silencer）：7.终止子（terminator）：具有转 录终止的功能。
二、“中心法则”阐明细胞 内遗传信息流
遗传信息通过DNA ﹑RNA和蛋白质的单 向流动，称为分子生 物学的中心法则 （central dogma）。 遗传信息亦可反向转 录，即从RNA→DNA。
➢非编码区: 不能转录为mRNA编码 蛋白质的区段，由编码区上游和下 游的DNA序列组成，调控遗传信息 的表达：启动子和终止子等。
➢特点：编码区是连续的。
真核细胞的基因：
➢由编码区和非编码区两部分组 成。
➢特点：编码区是间隔的、不连
续的 。（？）
编码区和编码序列 非编码区和非编码序列
真核细胞基因的几个概念：
第九章 遗传信息的传递及其调控
（transmission of genetic information and its regulation)
内容:
第一节 基因及其功能 第二节 基因转录和转录后加工 第三节 蛋白质的生物合成 第四节 基因表达信息的调控及
应用
第一节 基因及其功能
一、基因 二、“中心法则”阐明细 胞内遗传信息流
基因转录的特点：
1）合成RNA的底物是5′-三磷酸核糖核 苷(NTP)
2）RNA聚合酶作用下形成磷酸二酯键 3）RNA碱基顺序由模板DNA碱基顺序
决定 4）被转录的区域都以单链为模板 5）RNA合成的方向是5′→3 ′ 6）RNA合成中不需要引物
(一) DNA链是基因转录的 模板
模板链（template strain）能指引转录 生成RNA的DNA单链，也称有意义链 （sense strain）或Watson 链。编码链 （coding strain）相对于模板链不能指 引转录的另外一股DNA单链，又称反 义链（antisense strain）或Crick链。
1.断裂基因(split gene)： 由若干内 含子和外显子构成的不连续、镶嵌 结构的结构基因。内含子(intron)， 能够被转录，但不能指导蛋白质生 物合成的非编码顺序。外显子 (exon)，能够被转录，并能指导蛋 白质生物合成的编码顺序。
2.外显子－内含子接头: 内含子 两端高度保守顺序GT-AG法则。
真核细胞RNA的转录后加工
㈠ hnRNA进行首尾修饰和内含
子剪切后转变为成熟的mRNA
1. 5′端帽子结构生成： mRNA成熟的真 核生物，其结构5′端都有一个 m7GpppG...结构，该结构被称为甲 基鸟苷的帽子，是mRNA翻译起始的 必要结构并增加mRNA稳定性。
2. PolyA尾的生成：poly A尾的有无与 长短是维持mRNA 作为翻译模板活 性和增加mRNA稳定性的重要因素。
录终止过程
与转录终止
三﹑初级转录产物经过加工 具有活性
➢初级转录产物(primary transcripts) 是指转录生成的RNA，其不一定是 成熟的RNA分子。
➢ 转录后加工(post-transcriptional processing) 即将新生的、无活性的 RNA初级产物转变成有活性的成熟 RNA的过程，也叫RNA的成熟。
3.侧翼顺序：第一个外显子和最 后一个外显子的外侧的一段不 被翻译的非编码区。
4.启动子（promoter，P）：确保 转录精确而有效地起始的DNA序 列：TATA盒和上游启动子序列 CAAT 盒/GC盒。
5.增强子(enhancer）： 能增强基 因转录的DNA序列，不具有启动 子的功能，但能增强或提高启动 子的活性。
45S- rRNA
RNA聚合酶Ⅱ 核质
hnRNA
RNA聚合酶Ⅲ
核质
5S- rRNA、tRNA、 snRNA
线粒体RNA聚 合酶
线粒体
线粒体的RNA
叶绿体RNA聚 合酶
叶绿体
叶绿体的RNA
（三）DNA模板上启动子是控 制转录的关键部位
启动子决定转录的起始位点和转录 的方向，启动转录的开始。
原核启动子有三大要素：