σ因子和RNA聚合酶
分子生物学名词解释
C值反常现象：也称C值谬误。
指C值往往与种系的进化复杂性不一致的现象，即基因组大小与遗传复杂性之间没有必然的联系，某些较低等的生物C值却很大，如一些两栖动物的C值甚至比哺乳动物的还大。
DNA的半保留复制：DNA在复制过程中，每条链分别作模板合成新链，产生互补的两条链。
这样新形成的两个DNA分子与原来DNA分子的碱基顺序完全一样。
因此，每个子代分子的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的，这种复制方式被称为DNA 的半保留复制。
DNA的半不连续复制：DNA复制过程中前导链的复制是连续的，而另一条链，即后随链的复制是中断的，不连续的。
RNA的编辑：是某些RNA，特别是mRNA前体的一种加工方式，如插入、删除或取代一些核苷酸残基，导致DNA所编码的遗传信息发生改变，因为经过编辑的mRNA序列发生了不同于模板DNA的变化。
RNA的再编码：是指RNA编码和读码方式的改变。
RNA干涉：是利用双链小RNA高效，特异性降解细胞内同源mRNA，从而阻断体内靶基因表达，使细胞出现靶基因缺失表型的方法。
RNA的剪接：从mRNA前体分子中切除被称为内含子的非编码区，并使基因中被称为外显子的编码区拼接形成成熟的mRNA的过程。
SD序列：存在于原核生物起始密码子AUG上游7~12个核苷酸处的一种4~7个核苷酸的保守片段，它与16SrRNA 3’端反向互补，所以可将mRNA的AUG起始密码子置于核糖体的适当位置以便起始翻译作用。
根据首次识别其功能意义的科学家命名。
SNP：单核苷酸多态性，指基因组DNA序列中由于单个核苷酸的突变而引起的物种多态性。
σ因子：是原核生物RNA聚合酶全酶的一个亚基，是聚合酶的别构效应物，帮助聚合酶专一性识别并结合模板链上的启动子，起始基因转录。
摆动假说：Crick为解释反密码子中某些稀有成分的配对及许多氨基酸有2个以上密码子的问题而提出的假说。
操纵子：是指原核生物中由一个或多个相关基因以及转录翻译调控元件组成的基因表达单元。
(整理)RNA的合成.
第二节RNA的生物合成RNA的生物合成包括RNA转录（transcription）与RNA复制。
除少数RNA病毒，以RNA复制的方式传递遗传信息外，大部分生物中遗传信息都是从DNA分子中以转录方式合成RNA而输出的，即以DNA为模板，以四种核糖核苷酸为原料，在RNA聚合酶催化下合成RNA。
转录是基因表达的第一步，是遗传信息传递的重要环节。
转录产物有：mRNA 、rRNA、tRNA、小RNA。
一、转录体系参与RNA合成的成分有多种，包括DNA模板、四种三磷酸核糖核苷（NTP）、RNA聚合酶、某些蛋白质因子及必要的无机离子等，这些总称为转录体系。
（一）DNA模板转录以DNA为模板，根据碱基配对原则，按照DNA模板中核苷酸的排列顺序合成互补的RNA分子。
DNA分子中的A、G、C、T分别对应于合成RNA分子中的U、C、G、A。
模板DNA的序列决定着转录RNA的序列，从而将DNA的遗传信息传给RNA。
与DNA复制不同，转录具有不对称性。
即在一个包含多个基因的双链DNA分子中（如称为A链及B 链），某个基因节段只以A链为模板进行转录，B链不转录，而在另一个基因节段可由B链为模板，A链不转录。
在转录中，基因的DNA双链中可以作模板的链称为模板链，不作为模板的另一条DNA链称为编码链。
转录的RNA序列与DNA模板链序列是互补的，而与DNA中编码链序列基本相同（U代替了T）。
（二）底物转录所需的底物（原料）是四种三磷酸核糖核苷（NTP），即ATP、GTP、CTP、UTP。
每聚合1分子核糖核苷酸需水解掉NTP的1个磷酸键以提供所需能量。
（三）RNA聚合酶RNA聚合酶是依赖DNA的RNA聚合酶（DNA dependent RNA polymerase，DDRP）。
RNA聚合酶在原核生物、真核生物、病毒及噬菌体中均普遍存在。
1、原核生物RNA聚合酶以大肠杆菌（E.coli）为例，E.coli和其它原核细胞一样，只有一种RNA聚合酶，合成各种RNA。
原核生物rna聚合酶的组成及功能
原核生物rna聚合酶的组成及功能原核生物RNA聚合酶是一类负责合成RNA分子的酶，在细胞核内起着重要的作用。
由于其复杂的组成和多样的功能，为了更好地理解原核生物RNA聚合酶，本文将详细介绍其组成和功能。
原核生物RNA聚合酶是由多个亚基组成的大分子复合物。
根据最新的研究，它主要包括核心酶（core enzyme）和辅助因子（auxiliary factors）两部分。
核心酶是RNA聚合酶的主体，由多个亚基组成。
其中，主要有α亚单位（alpha subunit）、β亚单位（beta subunit）、β'亚单位（beta prime subunit）和ω亚单位（omega subunit），它们共同组成了RNA聚合酶的基本结构。
辅助因子则是核心酶的支持系统，能够提供适宜的环境使RNA聚合酶正常工作。
辅助因子包括σ因子（sigma factor）和其他调控蛋白。
σ因子起到促进RNA合成的作用，它能够识别和结合到目标基因的启动子上，从而使RNA聚合酶定位并开始转录。
原核生物RNA聚合酶的主要功能是合成RNA分子。
它通过以下几个步骤完成RNA的转录过程：1. 识别和结合：在转录开始前，RNA聚合酶需要识别并结合到目标基因的启动子区域上。
这一过程主要依赖于σ因子的作用，σ因子与RNA聚合酶形成复合物，能够与启动子区域中特定的序列结合，从而准确定位转录起始点。
2. 解旋和转录：一旦RNA聚合酶定位到正确的启动子上，它的β'亚单位能够展开DNA的双螺旋结构，并使其中一条链暴露出来。
然后，RNA聚合酶开始合成RNA分子，通过将核苷酸逐一添加到正在生长的RNA链上，从而将DNA的信息转录为RNA。
3. 终止和释放：当RNA聚合酶在合成RNA过程中遇到特定的终止信号时，它会停止合成并释放RNA链。
这一过程不仅需要依赖于终止信号的识别，还需要其他辅助因子的参与，以确保RNA的正确合成和释放。
总之，原核生物RNA聚合酶是一类负责合成RNA分子的酶。
分子生物学
1.核小体：指由ＤＮＡ链缠绕一个组蛋白核构成的念珠状结构，是用于包装染色体的结构单位。
2.复制叉：复制时，双链DNA要解开成两股链分别进行，这个复制起点呈现叉子的形式，被称为复制叉。
3.半不连续复制：前导链的连续复制和后随链不连续复制的DNA复制现象。
4.C值：一种生物单倍体基因组DNA的总量值称为C值。
5.冈崎片段：DNA合成过程中，后随链的合成是不连续进行的，先合成许多片段，最后各段再连接成为一条长链。
这些小的片段叫做冈崎片段。
6.半保留复制：由亲代DNA生成子代DNA时，每个新形成的子代DNA中，一条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种复制方式称半保留复制。
7.复制子：DNA复制从起点开始双向进行直到终点为止，每一个这样的DNA单位称为复制子或复制单元。
8.DNA的修复:是细胞对DNA受损伤后的一种反应，这种反应可能使DNA结构恢复原样，重新能执行它原来的功能"或"使细胞能够耐受DNA的损伤而能继续生存。
9.基因：能够表达和产生蛋白质和RNA的DNA序列，是决定遗传物质性状的功能单位。
10.组蛋白：是指所有真核生物的核中，与DNA结合存在的碱性蛋白质的总称。
组蛋白分为H1,H2A,H2B,H3及H4。
1.转录单元：是指一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列，RNA聚合酶从转录起始位点开始沿着模板前进，直到终止子为止，转录出一条RNA链。
2.单顺反子：只编码一个蛋白质的mRNA称为单顺反子。
3.多顺反子：编码多个蛋白质的mRNA。
4.编码链：与mRNA序列相同的那条DNA链称为编码链。
5.启动子：指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列。
6.RNA的编辑：是指转录后的RNA在编码区发生碱基的突变、加入或丢失等现象7.SD序列：mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列。
8.转录：转录是以DNA中的一条单链为模板，游离碱基为原料，在DNA依赖的RNA聚合酶催化下合成RNA链的过程。
σ因子与-10区结合
σ因子与-10区结合
σ因子与-10区是细菌转录起始的重要组成部分，它们共同参
与了细菌基因转录的调控。
下面我将详细介绍σ因子和-10区的相
关知识。
σ因子是一种细菌转录起始因子，它能够与RNA聚合酶结合，
并在转录过程中起到识别启动子序列的作用。
细菌中存在多种类型
的σ因子，其中最重要的是σ70因子。
σ70因子能够识别具有保
守序列特征的启动子序列，其中包括-10区和-35区。
-10区是启动子序列中的一个重要元素，它位于转录起始点的
大约10个碱基对上游位置。
-10区一般具有保守的序列特征，通常
为TATAAT，这个序列被认为是σ70因子的主要识别位点。
当σ70
因子与-10区结合时，能够促使RNA聚合酶准确地识别启动子序列，并启动基因的转录过程。
σ因子与-10区的结合是转录起始的关键步骤之一。
当细菌需
要启动某个基因的转录时，σ70因子会识别并结合到目标基因的启
动子上，通过与RNA聚合酶的相互作用，促使RNA聚合酶准确地定
位在转录起始点，并开始合成RNA链。
这个过程是细菌基因表达的
重要调控步骤，能够确保基因的准确转录和适时表达。
总结来说，σ因子与-10区的结合是细菌基因转录起始的关键步骤之一。
σ因子通过识别和结合-10区，促使RNA聚合酶准确定位在启动子上，从而启动基因的转录过程。
这个过程对于细菌基因的调控和表达至关重要。
操纵子模型
学 专
生： 业：
指导老师：
日
期：2
主要内容
一、操纵子系统的组成 二、结构基因的转录 三、乳糖操纵子的诱导表达模型
一、操纵子系统的组成
二、结构基因的转录
图(a) 表示由一个启动子、一个结构基因和终止子构成的一个操纵子。 开始位点和终止点影响转录
二、结构基因的转录
图(b) Sigma(σ）因子（蛋白质）与RNA聚合酶结合并刺激聚合酶与启动 子位点结构。没有σ因子，就不能有效地结合。
三、乳糖操纵子的诱导表达模型
三、乳糖操纵子的诱导表达模型
cAMP受体蛋白 结合位点 RNA聚合 酶结合位 点 阻抑物结 合位点 乳糖通透酶 β半乳糖苷 酶 乳糖转乙 酰酶
图3-1 乳糖操纵子
三、乳糖操纵子的诱导表达模型
cAMP 阻抑物蛋白
cAMP
cAMP 受体蛋 白
图3-3 E-Coli在缺葡萄糖，含有乳糖，cAMP充足，转录
二、结构基因的转录
图(c) RNA聚合酶开始转录后不久，sigma因子就与该酶分离。
二、结构基因的转录
图(d) 当RNA聚合酶到达终止位点，转录停止；Rho因子（蛋白质）与 RNA聚合酶结合并促进该酶与DNA分离和RNA的释放
二、结构基因的转录Fra bibliotek图(e) RNA聚合酶、Rho因子和从DNA分离出来的新 生的RNA
三、乳糖操纵子的诱导表达模型
阻抑物蛋白
cAMP cAMP 受体蛋 白
图3-4 E-Coli在一般情况下，葡萄糖充足，阻抑 物蛋白与lacO结合，抑制转录。
三、乳糖操纵子的诱导表达模型
cAMP 阻抑物蛋白
cAMP 受体蛋 白
图3-5 E-Coli在含有葡萄糖下，进行诱导表达
分子生物学名词解释
一、名词解释1、分子生物学（狭义）：研究核酸和蛋白质等大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学，主要研究基因的结构和功能及基因的活动。
2、分子生物学（广义):在分子的水平上研究生命现象的科学，涵盖了分子遗传学和生物化学等学科的研究内容。
3、基因：是具有特定功能、能独立发生突变和交换的、“三位一体”的、最小的遗传单位。
4、顺反子：基因的同义词，是一个具有特定功能的、完整的、不可分割的最小遗传单位。
5、增色效应：当进行DNA热变性研究时，温度升高单链状态的DNA分子不断增加而表现出A260值递增的效应。
6、变性温度：DNA双链在一定的温度下变成单链，将开始变性的温度至完全变性的温度的平均值称为DNA的变性温度。
7、DNA的复性：DNA在适当的条件下，两条互补链全部或部分恢复到天然双螺旋结构的现象。
8、C值：一种生物中其单倍体基因组的DNA总量。
9、C值悖论：C值和生物结构或组成的复杂性不一致的现象。
10、重叠基因：共有同一段DNA序列的两个或多个基因。
11、重复基因：基因组中拷贝数不止一份的基因。
12、间隔基因（断裂基因）：就是基因的编码序列在DNA分子上是不连续的，为不编码的序列所隔开。
13、转座子：在基因组中可以移动的一段DNA序列。
14、转座：一个转座子从基因组的一个位置转移到另一个位置的过程。
15、假基因：基因组中存在的一段与正常基因非常相似但不能表达的DNA序列。
16:、DNA 复制：亲代双链的DNA分子在DNA聚合酶等相关酶的作用下，别以每条单链DNA为模板，聚合与模板链碱基对可以互补的游离的dNTP,合成两条与亲代DNA分子完全相同的子代双链DNA分子的过程。
17、复制子：从复制起点到复制终点的DNA区段称为一个复制子。
18、复制体：在复制叉处装备并执行复制功能的多酶复合体。
19、复制原点（复制起点）：DNA分子中能独立进行复制的最小功能单位。
20、端粒：染色体末端具有的一种特殊结构，对维持染色体的稳定起着十分重要的作用。
原核生物启动子的10区保守序列
原核生物启动子的10区保守序列什么是原核生物启动子的10区保守序列？在原核生物中，启动子是基因表达的关键调控元件之一。
启动子位于基因的上游区域，它是一段DNA序列，可以结合转录因子来启动基因的转录。
其中，位于启动子的核心区域称为10区保守序列。
10区保守序列是指一类启动子的10区域，这个区域在不同的原核生物中存在高度相似的DNA序列。
不同的原核生物有不同的保守序列，但在同一种原核生物的不同基因启动子中，这个10区保守序列是相似的。
这种保守序列的存在表明了它在基因转录中的重要性。
为了更好地理解原核生物启动子的10区保守序列，我们需要先了解原核生物基因转录的基本过程。
基因转录是基因表达的第一步，它是将DNA模板转录成RNA的过程。
这个过程由RNA聚合酶（RNA polymerase）和一系列辅助蛋白质（转录因子）共同完成。
在原核生物中，有两类基本的转录因子，分别是σ因子和RNA聚合酶核心酶。
σ因子是转录因子的一种，它能够识别和结合启动子的10区保守序列。
在基因转录的初始化阶段，σ因子和RNA聚合酶核心酶结合在一起，形成一个转录复合物。
这个复合物通过识别和结合到启动子的10区保守序列，确定了基因的起始转录位点。
在转录复合物结合到启动子后，RNA聚合酶开始进行链式合成，合成RNA 分子。
这个过程需要通过σ因子的识别和结合来启动。
那么，为什么原核生物启动子的10区保守序列是保守的呢？这是因为这个序列对于基因转录的正常进行非常重要。
10区保守序列在各个原核生物中高度相似，说明它具有一种保守性选择的趋势。
这种保守性选择主要有两个原因。
首先，10区保守序列是基因转录的起始点，它直接决定了RNA聚合酶的结合能力和启动基因转录的效率。
如果这个序列发生变异，可能会导致RNA聚合酶无法正常结合到启动子上，从而影响基因转录的进行。
其次，10区保守序列的保守性选择还与转录因子的识别和结合有关。
转录因子（如σ因子）能够通过识别和结合10区保守序列来选择性地启动特定的基因转录。
原核生物 σ因子的调节作用
原核生物σ因子的调节作用
原核生物是一类简单的单细胞生物，如细菌和古细菌。
它们具
有简单的细胞结构和基因组，但却能够适应各种不同的环境条件。
这种适应性主要得益于原核生物内部的调节机制，其中σ因子起着
至关重要的作用。
σ因子是一种在原核生物中起调节基因转录的关键蛋白质。
在
细菌中，σ因子与RNA聚合酶结合，形成RNA聚合酶复合物，从而
促进特定基因的转录。
不同类型的σ因子可以识别不同的启动子序列，从而调控不同基因的转录。
这种调节作用使得细菌能够根据环
境的变化来调整基因的表达，以适应不同的生存条件。
在细菌的生长过程中，σ因子的活性也会受到调控。
一些环境
因素，如营养条件、温度和氧气浓度等，都可以影响σ因子的活性。
例如，在缺乏营养的条件下，细菌会通过调节σ因子的活性来适应
这种压力，从而保证自身的生存。
此外，一些研究还发现，σ因子在抗生素抗性和致病性等方面
也起着重要的调节作用。
通过调控σ因子的活性，细菌可以调整其
对抗生素的敏感性，甚至发展出对抗生素的耐药性。
在致病性方面，
一些病原菌通过调节σ因子的活性来调控其毒力因子的表达，从而影响其对宿主的侵染能力。
总之，原核生物σ因子的调节作用对细菌的生存和适应能力起着至关重要的作用。
对σ因子的深入研究不仅有助于我们更好地理解细菌的生物学特性，也为开发新的抗生素和抗菌剂提供了重要的理论基础。
分子生物学--名词解释(全)
1. 半保留复制（semiconservative replication）：DNA复制时，以亲代DNA的每一股做模板，以碱基互补配对原则，合成完全相同的两个双链子代DNA，每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链，这种现象称为半保留复制。
2.复制子replicon：由一个复制起始点构成的DNA复制单位。
57. 复制起始点(Ori C)DNA在复制时，需在特定的位点起始，这是一些具有特定核苷酸序列顺序的片段，即复制起始点。
24.（35）复制叉（replication fork）是DNA复制时在DNA链上通过解旋、解链和SSB蛋白的结合等过程形成的Y字型结构称为复制叉。
3. Klenow 片段klenow fragment：DNApol I（DNA聚合酶I）被酶蛋白切开得到的大片段。
4. 外显子exon、extron：真核细胞基因DNA中的编码序列，这部分可转录为RNA，并翻译成蛋白质，也称表达序列。
5.（56）核心启动子core promoter：指保证RNA聚合酶Ⅱ转录正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括转录起始位点及转录起始位点上游TATA区。
（Hogness区）6. 转录（transcription）：是在DNA的指导下的RNA聚合酶的催化下，按照硷基配对的原则，以四种核苷酸为原料合成一条与模板DNA互补的RNA 的过程。
7. 核酶（ribozyme）：是具有催化功能的RNA分子，是生物催化剂，可降解特异的mRNA序列。
8.（59）信号肽signal peptide：常指新合成多肽链中用于指导蛋白质的跨膜转移（定位）的N-末端的氨基酸序列（有时不一定在N端）。
9.顺式作用元件（cis-acting element）：真核生物DNA中与转录调控有关的核苷酸序列，包括增强子、沉默子等。
10.错配修复（mismatch repair，MMR）：在含有错配碱基的DNA分子中，使正常核苷酸序列恢复的修复方式；主要用来纠正DNA双螺旋上错配的碱基对，还能修复一些因复制打滑而产生的小于4nt的核苷酸插入或缺失。
现代分子生物学名词解释and简答题
1.基因产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核苷酸序列。
2.基因组基因组是生物体内遗传信息的集合，是指某个特定物种细胞内全部DNA分子的总和。
3.顺反子由顺/反测验定义的遗传单位，与基因等同，都是代表一个蛋白质质的DNA 单位组成。
一个顺反子所包括的一段DNA与一个多肽链的合成相对应。
4.基因表达DNA分子在时序和环境的调节下有序地将其所承载的遗传信息通过转录和翻译系统转变成蛋白质分子(或者RNA分子)，执行各种生理生化功能，完成生命的全过程。
5.ribozyme【已考试题】即核酶，由活细胞所分泌的具有像酶那样催化功能的RNA分子。
6.SD序列原核生物起始密码AUG上游7～12个核苷酸处的一段保守序列，能与16S rRNA 3′端反向互补，被认为在核糖体-mRNA的结合过程中起作用。
7.RFLP即限制性片断长度多态性。
指限制性酶切位点上的遗传差异。
这些差别引起相关限制性酶切割产生不同长度片段。
RELPs可用于遗传作图，将基因组与常见的遗传标记联系起来。
8.限制性内切酶限制性内切酶是一类能够识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列，并在相关位置切割DNA双链结构的核酸内切酶。
9.内含子和外显子真核细胞DNA分子中能转录到mRNA前体分子中但会在翻译前被切除的非编码区序列称内含子。
而编码区称为外显子。
10.C值和C值反常现象C值指一种生物单倍体基因组DNA的总量，一般随生物进化而增加，但也存在某些低等生物的C值比高等生物大，即C值反常现象。
原因是真核生物基因组中含大量非编码序列。
11.卫星DNA在DNA链上串联重复多次的短片段碱基序列。
因能在密度梯度离心中区别与主DNA峰而单独成小峰而得名。
12.重叠基因一段能够携带多种不同蛋白质信息的DNA片段。
13.断裂基因【已考试题】在DNA分子的结构基因内既含有能转录翻译的片段，也含有不转录翻译的片段，这类基因称断裂基因。
14.复制子【已考试题】DNA分子上一个独立的复制单位，包括复制原点。
原核生物基因表达调控
20
同位素示踪实验
把大肠杆菌细胞放在加有放射性35S标记的氨基酸,但没 有半乳糖诱导物的培养基中繁殖几代然后再将这些带有 放射活性的细菌转移到不含35S、无放射性的培养基中 随着培养基中诱导物的加入, β-半乳糖苷酶便开始合成。 分离β-半乳糖苷酶, 发现这种酶无35S标记说明酶的合 成不是由前体转化而来的, 而是加入诱导物后新合成的。
• Jacob和Monod认为诱导酶（他们当时称为适应酶）
现象是个基因调控问题, 可以用实验方法进行研究, 因此
选为突破口, 终于通过大量实验及分析, 于1961年建立
了该操纵子的控制模型。
-
21
酶的诱导
-
22
• 酶的诱导现象是生物进化过程中出现的一种合理、 经济地利用有限资源的本能。
• 酶诱导已证明是低等生物的普遍现象。
倒位片段
鼠伤寒沙门菌鞭毛素基- 因的调节
H1鞭毛素
10
鼠伤寒沙门氏菌（S.typhimrium）的相转变（phase variation）
-
11
2.σ 因子对原核生物转录起始的调控
σ因子:原核生物RNA聚合酶的一个亚基，是转录起 始所必需的因子，主要影响RNA聚合酶对转录起始 位点的正确识别，这种σ因子称σ70,此外还有分子量 不同,功能不同的其他σ因子 。
ＰＯ
操纵子可视为原核生物的转录单位，它可以逐个
地从原核生物基因组中分离出来，对其结构功
能加以研究。
-
15
3.乳糖操纵子
1) 乳糖操纵子的结构
启动子 操纵基因
调节蛋白
（阻遏蛋白）
-
结构基因
16
3个编码的结构基因
• Z编码β-半乳糖苷酶: 将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖，还能 将乳糖转变为异构乳糖
《分子生物学》第五章期末习题
《分子生物学》第五章期末习题第5章原核生物基因表达调控-习题答案一、名词解释基因表达调控：所有生物的信息，都是以基因的形式储存在细胞内的DNA（或RNA）分子中，随着个体的发育，DNA分子能有序地将其所承载的遗传信息，通过密码子-反密码子系统，转变成蛋白质或功能RNA分子，执行各种生理生物化学功能。
这个从DNA到蛋白质或功能RNA的过程被称之为基因表达，对这个过程的调节称之为基因表达调控。
组成性基因表达：是指在个体发育的任一阶段都能在大多数细胞中持续进行的基因表达。
其基因表达产物通常是对生命过程必须的或必不可少的，一般只受启动序列或启动子与RNA聚合酶相互作用的影响，且较少受环境因素的影响及其他机制调节，也称为基本的基因表达。
管家基因：某些基因产物对生命全过程都是必须的获必不可少的。
这类基因在一个生物个体的几乎所有细胞中均表达，被称为管家基因。
诱导表达：是指在特定环境因素刺激下，基因被激活，从而使基因的表达产物增加。
阻遏表达：是指在特定环境因素刺激下，基因被抑制，从而使基因的表达产物减少。
反式作用因子：又称为分子间作用因子，指一些与基因表达调控有关的蛋白质因子。
它们由某一基因表达后通过与特异的顺式作用元件相互作用，反式激活另一基因的转录。
操纵子：是指原核生物中由一个或多个相关基因以及转录翻译调控元件组成的基因表达单元。
SD序列：存在于原核生物起始密码子AUG上游7~12个核苷酸处的一种4~7个核苷酸的保守片段，它与16S rRNA 3’端反向互补，所以可将mRNA的AUG起始密码子置于核糖体的适当位置以便起始翻译作用。
根据首次识别其功能意义的科学家命名。
阻遏蛋白：是一类在转录水平对基因表达产生负控作用的蛋白质，在一定条件下与DNA结合，一般具有诱导和阻遏两种类型。
在诱导类型中，信号分子（诱导物）使阻遏蛋白从DNA释放下来；在阻遏类型中，信号分子使阻遏蛋白结合DNA，不管是哪一种情况，只要阻遏蛋白与DNA结合，基因的转录均将被抑制。
σ因子结构
σ因子结构引言σ因子（sigma factor）是一种广泛存在于细菌中的蛋白质，它在细菌转录中起着关键的调控作用。
σ因子结构研究是对细菌基因表达调控机制的重要一环。
本文将详细介绍σ因子的结构特征、功能以及相关研究进展。
σ因子的结构特征σ因子通常由一个或多个蛋白质亚基组成，其中包括主要的RNA聚合酶结合亚基和DNA识别亚基。
在大多数细菌中，RNA聚合酶主要由核心酶（core enzyme）和一个特定的σ因子组成。
核心酶由多个亚基组成，包括α、β、β’ 和ω亚基，它们负责催化RNA合成过程。
而σ因子则通过与核心酶结合，起到识别和定位启动子区域的作用。
具体来说，σ因子主要通过其两个亚基实现其功能：1) RNA聚合酶结合亚基（region 2.1）能够与核心酶相互作用，并使其与DNA发生特异性结合；2) DNA识别亚基（region 4）则能够识别和结合启动子区域上的特定DNA序列，从而引导RNA聚合酶的定位。
σ因子的功能σ因子在细菌转录过程中起着重要的调控作用。
它能够识别和结合启动子区域上的特定DNA序列，从而引导RNA聚合酶在正确位置上启动转录。
不同类型的σ因子与不同类型的启动子序列结合，使得细菌可以对环境变化做出快速响应。
此外，σ因子还参与转录终止、抑制反式转录等其他转录调控过程。
例如，在一些细菌中，特定的σ因子可以与核心酶结合形成复合物，这种复合物可以通过与反式转录抑制蛋白相互作用来阻止反式转录的发生。
σ因子结构研究进展近年来，对于σ因子结构和功能的研究取得了许多重要进展。
通过采用X射线晶体学、核磁共振等技术手段，科学家们成功解析了多个σ因子的高分辨率三维结构，并揭示了其与RNA聚合酶核心酶之间的相互作用机制。
研究发现，σ因子的结构具有一定的保守性，但在细节上存在一定的差异。
不同类型的σ因子在其RNA聚合酶结合亚基和DNA识别亚基上存在差异，这也是它们能够与不同启动子序列结合的原因。
此外，一些研究还揭示了σ因子与其他调控蛋白之间的相互作用机制，进一步阐明了σ因子在细菌基因表达调控中的重要作用。
分子生物学--名词解释(全)
1. 半保留复制(semiconservative replication):DNA复制时,以亲代DNA的每一股做模板,以碱基互补配对原则,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象称为半保留复制。
2. 复制子replicon:由一个复制起始点构成的DNA复制单位。
57. 复制起始点(Ori C)DNA在复制时,需在特定的位点起始,这是一些具有特定核苷酸序列顺序的片段,即复制起始点。
24.(35)复制叉(replication fork)是DNA复制时在DNA链上通过解旋、解链和SSB蛋白的结合等过程形成的Y字型结构称为复制叉。
3. Klenow 片段klenow fragment:DNApol I(DNA聚合酶I)被酶蛋白切开得到的大片段。
4. 外显子exon、extron:真核细胞基因DNA中的编码序列,这部分可转录为RNA,并翻译成蛋白质,也称表达序列。
5.(56)核心启动子core promoter:指保证RNA聚合酶Ⅱ转录正常起始所必需的、最少的DNA序列,包括转录起始位点及转录起始位点上游TATA区。
(Hogness 区)6. 转录(transcription):是在DNA的指导下的RNA聚合酶的催化下,按照硷基配对的原则,以四种核苷酸为原料合成一条与模板DNA互补的RNA 的过程。
7. 核酶(ribozyme):是具有催化功能的RNA分子,是生物催化剂,可降解特异的mRNA 序列。
8.(59)信号肽signal peptide:常指新合成多肽链中用于指导蛋白质的跨膜转移(定位)的N-末端的氨基酸序列(有时不一定在N端)。
9. 顺式作用元件(cis-acting element):真核生物DNA中与转录调控有关的核苷酸序列,包括增强子、沉默子等。
10.错配修复(mismatch repair,MMR):在含有错配碱基的DNA分子中,使正常核苷酸序列恢复的修复方式;主要用来纠正DNA双螺旋上错配的碱基对,还能修复一些因复制打滑而产生的小于4nt的核苷酸插入或缺失。
σ因子名词解释
σ因子名词解释
σ因子是一种在细胞生物学和分子生物学中常常出现的重要蛋
白质。
它是一种转录调节因子，能够与DNA上的特定序列结合，并在基因表达调控中发挥关键作用。
σ因子最早是在细菌中被发现的，但后来在其他生物领域中也被发现存在。
在细菌中，σ因子与RNA聚合酶（RNA polymerase）结合，形成一个复合物，称为RNA聚合酶-σ复合物。
这个复合物能够识别和结合到DNA上的启动子序列，从而启动基因的转录过程。
不同类型的细菌可能有多个不同的σ因子，每个σ因子能够结合到不同的启动子序列上，从而调节不同的基因。
除了细菌外，σ因子在真核生物中也有类似的功能。
在真核生物中，σ因子通常被称为转录因子。
它们也能够结合到DNA上的启动子区域，并协助RNA聚合酶启动基因转录。
σ因子的功能不仅限于基因的启动，它们还能够调节基因的表达水平。
通过与其他转录因子相互作用，σ因子能够影响基因的转录速率、转录起始位点的选择以及转录的整体效率。
在细胞分化和发育过程中，σ因子也扮演着重要角色。
它们能够在特定时期和特定组织中激活特定基因的转录，从而促进细胞的分化和发
育。
总之，σ因子是一类重要的转录调节因子，在细胞生物学和分子生物学中起着关键作用。
通过调节基因的转录和表达水平，它们参与了细胞的正常功能、发育和适应环境的过程。
对于深入理解基因调控机制和生物学过程，研究σ因子的功能和调控机制具有重要意义。
σ因子的作用
σ因子的作用介绍在生物学领域中，σ因子是一种与细菌RNA聚合酶结合并帮助其识别启动子序列的蛋白质。
σ因子的作用是促进转录的启动，从而在基因表达中发挥关键作用。
本文将深入探讨σ因子的结构、功能以及其在基因调控中的作用。
结构σ因子通常由多个亚单位组成，每个亚单位都具有特定的功能和结构特征。
这些亚单位通过相互作用来形成稳定的复合物，从而实现σ因子的功能。
具体而言，σ因子的结构可能包括以下亚单位：1.70亚单位：这是细菌RNA聚合酶的主要结构组成部分，用于与RNA聚合酶的β和β’亚单位相互作用。
2.54亚单位：这是一种特殊的σ因子，与一些细菌中的特定类别的启动子结合，并有助于RNA聚合酶的结合和启动转录。
3.可变区域：不同类型的σ因子具有不同的可变区域，其结构差异可以适应不同的启动子序列。
功能σ因子在基因调控中发挥了关键的作用。
通过识别启动子序列并与RNA聚合酶结合，σ因子能够促使RNA聚合酶在正确的位置开始转录过程。
具体而言，σ因子的功能包括以下几个方面：1.启动子识别：σ因子能够识别细菌基因组中的启动子序列，这些序列通常位于转录起始位点附近。
2.RNA聚合酶结合：σ因子通过与RNA聚合酶的亚单位相互作用，促使RNA聚合酶与启动子结合，形成稳定的转录复合物。
3.转录启动：一旦RNA聚合酶与启动子结合，σ因子就能启动转录过程，并使RNA聚合酶沿DNA链移动，逐渐合成对应的mRNA。
4.释放：在转录过程中，σ因子在一定位置释放，使得RNA聚合酶能够顺利继续转录过程，完成mRNA的合成。
σ因子的种类在细菌中存在多种不同类型的σ因子，它们根据其结构和功能的差异被划分为不同的类别。
以下是几种常见的σ因子类型：1.σ70因子：这是最常见的σ因子类型，在大多数细菌中都广泛存在。
它广泛参与转录起始的识别和转录调控过程。
2.σ54因子：这是一种特殊的σ因子类型，仅存在于一些特定的细菌中。
它与特定类别的启动子结合，并在逆境应答过程中发挥重要作用。
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σ因子和RNA聚合酶分分合合的关系
在细菌中，如大肠杆菌的RNA聚合酶主要由五个亚基组成，即2αββ，ωσ，其中α亚基与RNA聚合酶的四聚体核心的形成有关，β亚基含有核苷三磷
酸的结合位点，β，亚基含有与DNA模板的结合位点，而σ因子只与RNA转录的起始有关，与链的延伸无关，一旦转录开始，σ因子就被释放，而链的延伸则
由四聚体核心酶催化。
σ因子的特异性决定了它在细菌基因表达转录调控阶段的重要性，即σ因
子和启动子与RNAP的结合具有竞争性，对此，人们提出了σ循环模式，它参与形成延伸复合物，并形成转录延伸的结构基础，其中σ因子在起始和延伸阶段
均发挥作用，但其主要在起始阶段起作用。
此循环的主要过程是，①σ因子竞
争性的与核心酶结合形成全酶②全酶与启动子DNA结合形成开放型复合物③σ
因子从延伸阶段的全酶中释放，同时NusA与复合物结合④NusA释放，转录产
物RNA释放，转录终止⑤释放的σ因子又竞争性的与核心酶结合形成σ循环。
这一循环的主要特征是σ因子能快速的重新发挥作用，此循环在生物学在得到
支持，即噬菌体在体外培养时σ因子能与五个或更多的核心酶结合介导转录的
调控。
参与此循环的σ因子的数量不定，其数量主要取决于σ合成和降解的速率，以及翻译后的修饰与加工，即其活性与非活性形式之间的转变。
此循环的
作用是细胞在面对外界的变化和细胞信号时，此循环能快速的调整转录的形式
以优化细胞的代谢，使用不同启动特异性的σ因子来调控不连续的基因。
其中
主要有两大类，第一类是介导管家基因有关的转录，如大肠杆菌中的σ70，第二类主要是其它的因子，如大肠杆菌中的σ32，热激因子只介导合成蛋白质固定和折叠所需的蛋白等。
然而关于σ循环主要有两个版本，第一种是固定性释放，采用色谱或电泳
法比较结合RNAP或延伸复合物的启动子的不同，可以识别结合紧密但易于解离的σ因子，即转录产物RNA-DNA杂交链的长度到达8-9bp之前，σ因子就完全
的解离，此后核心酶参与链的延伸过程，σ因子进入σ循环。
第二种是随机释放，发现的机制是改变RNA合成的速度（通过改变转录所需的原料NTP的浓度），但σ因子释放的动力学不变，其主要机理即由于延伸复合物上的σ因子
与核心酶的亲和力降低，核心酶启动转录后σ因子释放就会发生，能降低σ因
子的有效浓度，基于对解离所需时间的运动学的测量，RNA合成的速率不会影
响σ因子解离的运动学时间，新生的RNA对σ因子的解离也无影响，解离是相
对随机，此种机制中可能发生第一种版本，即固定性释放。
此外还有一些其他
大的版本，如σ因子不解离或部分解离全酶纯化技术，能用来解释大多数的
转录在指数期，而σ70介导的转录大部分在稳定期，同样这也引发了一些思考，比如，因子的保留存在于体内还是在细胞溶解和RNAP纯化过程中形成的。
因子释放和保留的结构基础，与管家基因有关的σ因子被分成四个保守的序列
区，它们又被分为4个独立的结构域即σ
1.1 σ
2
σ
3
和σ
4
,相邻的结构域灵活连
接，它们与RNAP至少有五个不连续的结合区，如，σ
1.1
位于或靠近于下游的
DNA通道，σ
2
与β，形成卷曲螺旋的结构，这些相互作用既能稳定也能破坏百个以上氨基酸链的相互作用。
因子与RNAP不同部分之间的同时但又各自独立的结合，增加了σ因子与酶的亲和力，但会引起结构的改变，单个σ因子不同结
构域之间易于解离，例如从全酶到开放型起始复合物的过程中，σ
与RNAP间
1.1
的作用会消失。
σ因子在体内随机释放但可能重新结合延伸复合物，循环中因子被称作暂停-加强的延伸因子。
染色体免疫沉淀反应表明，σ因子和RNAP与DNA的相互作用直接支持了σ因子随机释放模型，实验中对剪切的DNA片段定量分析以及甲醛化交联的免疫沉淀，得到核蛋白。
在细菌生长的指数期，σ因子与启动子DNA 结合，但不与下游的乳糖操纵子等编码区的DNA结合。
在体内因子的有效浓度对于与RNAP的结合是必需的，高的因子浓度可能是细胞中的分子较多，比较拥挤，这种浓度下σ因子与起始复合物的结合是快速的。
一简单的动力学模型的结果表明在体内因子σ70充当延伸因子的角色来调控转录的延伸，但是它并不需要作为起始复合物一部分的因子σ70持续不断的保留。
最近一篇报道提出一种假设，即起始复合物对σ因子分子留有记忆，这种记忆能改变起始复合物对暂停和终止信号的识别和反应，σ因子对于RNAP的印记作用能保证二者结合的高效性、快速性，尽管不能消除暂停行为中的差别，但是起始复合物的纯度越高这种差别就越小。
目前起始复合物长寿命的构象模式被提出，在每一轮新核苷酸加入过程中，这种复合物的结构都会重新组合，这种改变可能是因为RNA折叠的改变，或者是RNAP分子间微妙的差别等。
对σ因子的体内外的实验表明大多数的因子是随机的从延伸复合物上解离的，使得转录复合物精巧的重组，同时优化调控的灵活性。
在细菌基因调控中存在一种包罗万象的进化，即自然能抓住每一个可能的机会依据细胞内外环境的变化来协调基因的表达。