原核生物与真核生物转录起始调控的差异
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。
真核和原核细胞转录差异[最新]
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真核和原核细胞转录差别一.转录1.RNA聚合酶原核生物的RNA聚合酶是一种多聚体蛋白质（α2ββ'σ）；真核生物的RNA聚合酶有三种（RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ），分别转录不同种类的RNA。
（你这个题目太大，不展开论述了）2.转录过程⑴原核生物的转录过程转录全过程均需RNA聚合酶催化。
①起始过程需核心酶，由σ亚基辨认起始点，被辨认的DNA区段是-35区。
在这一区段酶与模板的结合松弛，酶移向-10区并跨入转录起始点。
②延长过程的核苷酸聚合仅需核心酶催化。
③终止分依赖ρ因子的和不依赖ρ因子的转录终止。
a.依赖ρ因子的转录终止：结合后ρ因子和RNA聚合酶都可发生构象变化，从而使RNA聚合酶停顿，解螺旋酶的活性使DNA/RNA杂环双链拆离，利于产物从转录复合物中释放。
b.不依赖ρ因子的转录终止：DNA模板上靠近终止出有些特殊碱基序列，转录出RNA后，RNA产物形成特殊结构来终止转录。
转录产物的3'-末端，常发现有多个连续的U。
连续的U区5'-端上游的一级结构可形成茎环或发卡形式的二级结构。
⑵真核生物的转录过程①转录起始前的-25bp区段多有典型的TATA序列，称为TATA box，通常认为这就是启动子的核心序列。
此外DNA分子上还具有其他可影响转录的顺式作用元件，以及能直接、间接辨认和结合转录上游区段的蛋白质——反式作用因子，其中直接或间接结合RNA聚合酶的为转录因子。
真核生物RNA聚合酶不与DNA分子直接结合，而需依靠众多的转录因子。
②真核生物的转录延长过程与原核生物大致相似。
③真核生物mRNA有polyA尾巴结构，是转录后才加进去的。
转录不是在polyA位置上终止，而是超过数百甚至上千核苷酸后才停顿。
二.翻译1.原核生物与真核生物核蛋白体的组成不同（要是能画个表就好了，不论述了，是本书就有介绍）2真核生物肽链合成起始过程与原核生物相似但更复杂。
真核生物有不同的翻译起始成分，起始因子种类更多，起始甲硫氨酸不需甲基化等。
真核生物与原核生物转录与复制的区别
不同点真核生物和原核生物复制的不同点：1.真核生物DNA的合成只是在细胞周期的S期进行，而原核生物则在整个细胞生长过程中都可进行DNA合成2.原核生物DNA的复制是单起点的，而真核生物染色体的复制则为多起点的。
真核生物中前导链的合成并不像原核生物那样是连续的，而是以半连续的方式，由一个复制起点控制一个复制子的合成，最后由连接酶将其连接成一条完整的新链。
3.真核生物DNA的合成所需的RNA引物及后随链上合成的冈崎片段的长度比原核生物要短。
4.原核生物中有DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种聚合酶，并有DNA聚合酶Ⅲ同时控制两条链的合成。
真核生物中有α、β、γ、ε、δ五种聚合酶。
聚合酶α、δ是DNA 合成的主要酶，分别控制不连续的后随链以及前导链的生成。
聚合酶β可能与DNA修复有关，聚合酶γ则是线粒体中发现的唯一一种DNA聚合酶.5.染色体端体的复制不同。
原核生物的染色体大多数为环状，而真核生物染色体为线状。
末端有特殊DNA序列组成的结构成为端体。
真核生物和原核生物转录的不同点：1.真核生物的转录在细胞核内进行，原核生物则在拟核区进行。
2.真核生物mRNA分子一般只编码一个基因，原核生物的一个mRNA分子通常含多个基因。
3.真核生物有三种不同的RNA聚合酶催化RNA合成，而在原核生物中只有一种RNA聚合酶催化所有RNA 的合成。
4.真核生物的RNA聚合酶不能独立转录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RNA的转录，其RNA聚合酶对转录启动子的识别也比原核生物要复杂得多。
原核生物的RNA聚合酶可以直接起始转录合成RNA。
真核生物和原核生物翻译的不同点：氨基酸的活化：原核起始氨基酸是甲酰甲硫氨酸，真核是从生成甲硫氨酰-tRNAi开始的。
翻译的起始：原核的起始tRNA是fMet-tRNA(fMet上角标），30s小亚基首先与mRNA模板相结合，再与fMet-tRNA(fMet上角标）结合，最后与50s大亚基结合。
原核生物与真核生物起始调控的差异
原核生物的调控元件通 常位于启动子内部或附 近，而真核生物的调控 元件则可能远离启动子
。
原核生物的调控元件通 常与DNA复制和转录终 止相关，而真核生物的 调控元件则可能涉及其 他复杂的生物学过程。
转录因子的差异
原核生物通常只有少数几种转录因子，而真核生物则有多种 多样的转录因子。
细菌的σ因子
σ因子是原核生物中负责起始调控的 关键因子，它能够识别并结合启动子， 从而启动转录过程。
VS
σ因子具有专一性，不同的σ因子能够 识别和结合不同类型的启动子，从而 调控不同基因的表达。
03 真核生物起始调控机制
真核生物的RNA聚合酶
01
真核生物的RNA聚合酶（RNAP）是高度多亚基的酶，由多个 亚基组成，包括核心酶和转录因子。
3
核心启动子包含RNA聚合酶的识别、结合和转录 起始位点，而上游启动子区域则包含多种调控元 件，如增强子和沉默子等。
真核生物的TATA box和其它调控元件
TATA box是真核生物启动子 中的一种常见元件，是RNA聚 合酶识别和结合位点的一部分。
TATA box通常位于转录起始 位点上游约25-30bp处。
真核生物的转录起始调控涉及更为复杂的转录因子网络， 这些因子可以与启动子区结合，影响基因表达。
研究展望
未来研究可以进一步探索原核生物与真核生物在转录起始调控方面的差异，以及这些差异如何影响细 胞功能和发育。
深入了解原核生物与真核生物在转录起始调控方面的分子机制，有助于为基因工程和生物制药等领域提 供理论支持。
02
真核生物的RNAP具有多种功能，如启动子识别、转录起始、转
录延伸和转录终止等。
真核生物的RNAP在转录过程中需要与其他转录因子相互作用，
原核生物与真核生物的基因表达调控机制比较研究
原核生物与真核生物的基因表达调控机制比较研究生命在地球上的起源是一个神秘而复杂的话题。
从最早的独立自主的化学反应体系，通过漫长的进化历程，生命逐渐演化出不同等级的生物，其中最基础的单细胞生物便是原核生物与真核生物的始祖。
原核生物与真核生物在基因表达调控机制上存在着很大的差别，下面将进行比较论述。
一、原核生物的基因表达调控机制原核生物是指没有细胞核的单细胞生物，最早的原核生物出现在大约35亿年前，有着非常重要的地位。
原核生物的基因组相对来说比真核生物小得多，一般只含有1-2个圆形染色体。
在原核生物的基因表达调控中，转录因子所扮演的角色非常重要。
原核生物中的转录因子为启动因子，负责启动转录过程，调控基因的表达。
转录因子与DNA 序列通过水素键、离子键以及疏水性相互作用相结合，在指定DNA序列上形成复合物，这一复合物会招引RNA聚合酶，启动转录。
原核生物中还存在着反式遗传调控机制，包括RNA干扰机制、CRISPR-Cas系统等。
这些机制主要通过抑制基因的翻译过程，起到噪音消除、基因保护的作用。
二、真核生物的基因表达调控机制真核生物是指有细胞核的生物，包括了真核细胞和多细胞生物，在生命演化的过程中是非常重要的一环。
与原核生物相比，真核生物的基因组规模大得多，基因数量不仅提高了，而且基因的结构也更加复杂。
真核细胞的基因表达调控是一个复杂的过程，包括转录调控、转录后调控、RNA剪接、RNA降解、转录后修饰等等。
转录调控是最初的步骤，由启动子、转录因子、剪切因子、逆转录因子等组成，调控基因表达。
在转录之后，mRNA还要经过RNA剪接、RNA加工、RNA运输等过程，才能变成起到功能的成熟mRNA。
此外，在细胞核种还有DNA甲基化等的表观遗传学调控。
在多细胞生物的体内，每个细胞都有其特异调控的贡献。
很多细胞类型和组织中，某些基因被特异地表达和沉默，这个过程是基于复杂的细胞信号网络的。
三、原核生物与真核生物的比较研究原核生物与真核生物的基因表达调控机制在很多方面存在着不同，归根结底是由于真核生物在结构上更加复杂，含有更多的基因。
讨论原核生物与真核生物复制转录翻译过程特点的异同
讨论原核生物与真核生物复制转录翻译过程特点的异同原核生物与真核生物在复制、转录和翻译过程中有一些特点上的异同。
复制过程：
-异同点：原核生物的复制是通过DNA复制酶直接复制DNA分子进行的，而真核生物则需要先形成RNA嵌合体，然后再由DNA复制酶复制DNA。
此外，原核生物的复制速度较快，真核生物的复制速度较慢。
-相同点：原核生物和真核生物都要保证DNA分子的完整性和准确复制，都依赖于DNA复制酶进行复制。
转录过程：
-异同点：原核生物的转录过程中没有剪接和旁系转录现象，而真核
生物的转录过程中会发生剪接和旁系转录。
此外，原核生物的RNA分子在
合成过程中可以被直接翻译，而真核生物的mRNA需要经过转录、剪接和RNA后加工等步骤才能成熟并参与翻译。
-相同点：原核生物和真核生物都通过RNA聚合酶合成RNA分子，都
依赖于一定的启动子和调控因子来启动转录。
翻译过程：
-异同点：原核生物的翻译过程中，mRNA与核糖体可以同时存在于细
胞质中，而真核生物的mRNA需要先通过核膜孔进入细胞质，与核糖体结
合才能进行翻译。
此外，真核生物的翻译过程中还存在着剪切、修饰等调
控机制。
-相同点：原核生物和真核生物都通过核糖体进行翻译，都依赖于mRNA和tRNA的配对，都需要启动子和调控因子来启动翻译。
真核生物与原核生物基因表达调控的区别
原核生物和真核生物基因表达调控特点的比较1.相同点:转录起始是基因表达调控的关键环节 2.不同点:A.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 B.原核基因表达调控主要为负调控,真核主要为正调控 C.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D.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。
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TATA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。
葡萄糖存在乳糖不存在此时无诱导剂。
原核生物与真核生物转录的异同点
原核生物与真核生物转录的异同点原核生物与真核生物是生物界两大主要分类群体，它们在转录过程中存在许多异同点。
本文将以原核生物与真核生物转录的异同点为标题，详细阐述两者在转录过程中的差异和相似之处。
一、转录定义转录是指将DNA序列转化为RNA分子的过程，是基因表达的第一步。
在原核生物和真核生物中，转录都是通过RNA聚合酶酶作用于DNA分子，合成与DNA链对应的RNA分子。
二、转录过程的异同点1. 转录起始位点在原核生物中，RNA聚合酶在DNA上识别并结合到特定的启动子序列上，转录起始位点通常位于启动子上游。
而在真核生物中，转录起始位点位于启动子序列的TATA盒附近。
2. 前处理在真核生物中，转录后的RNA分子需要经过前处理过程，包括剪切、修饰和聚合酶II的解离等步骤，形成成熟的mRNA分子。
而在原核生物中，转录后的RNA分子可以直接作为mRNA使用，不需要前处理。
3. 转录终止在原核生物中，转录终止是由RNA聚合酶遇到终止序列（如转录终止因子、反向重复序列等）时直接停止，释放RNA分子。
而在真核生物中，转录终止需要依赖辅助蛋白和转录终止信号来完成，包括多个信号序列的相互作用。
4. 转录调控在原核生物中，转录调控主要通过启动子上的结合位点和转录因子来实现。
不同的转录因子可以结合到启动子上，促进或抑制转录的进行。
而在真核生物中，转录调控更为复杂，除了转录因子的作用外，还包括染色质结构的改变、组蛋白修饰和DNA甲基化等多种机制。
5. 转录速度原核生物的转录速度较快，转录过程通常在几十秒内完成。
而真核生物的转录速度较慢，转录过程可能需要几分钟甚至更长时间。
三、转录过程的相似点1. RNA聚合酶的作用无论是原核生物还是真核生物，RNA聚合酶都是转录过程的核心酶。
它们能够识别DNA上的启动子序列，并与之结合，开始转录过程。
2. 碱基配对规则原核生物和真核生物在RNA合成中都遵循碱基配对规则，即A与U（在RNA中）或T（在DNA中）配对，C与G配对。
真核生物和原核生物转录的异同点
真核生物和原核生物转录的异同点真核生物和原核生物是生物界中两个重要的分类群体。
它们在很多方面都存在着差异，包括转录过程。
转录是生物体内基因表达的第一步，也是生物体内信息传递的重要环节。
本文将从转录的异同点来探讨真核生物和原核生物的差异。
我们来看看真核生物的转录过程。
在真核生物中，转录是由RNA聚合酶II（RNA polymerase II）完成的。
转录的起始位点由转录因子的结合来确定，转录因子是一类能够结合到DNA上的蛋白质。
转录过程包括启动、延伸和终止三个阶段。
在启动阶段，转录因子与DNA结合，形成转录起始复合物，然后RNA聚合酶II结合到复合物上，开始合成RNA链。
在延伸阶段，RNA聚合酶II在DNA模板上进行滑动，合成RNA链。
在终止阶段，RNA聚合酶II遇到终止信号，停止合成RNA链，释放出转录产物。
与真核生物不同，原核生物的转录过程相对简单。
在原核生物中，转录是由单个RNA聚合酶（RNA polymerase）完成的，而不是像真核生物那样分为不同的聚合酶。
原核生物的转录过程包括启动、延伸和终止三个阶段，与真核生物相似。
在启动阶段，RNA聚合酶与DNA结合，形成转录起始复合物，开始合成RNA链。
在延伸阶段，RNA聚合酶在DNA模板上进行滑动，合成RNA链。
在终止阶段，RNA 聚合酶遇到终止信号，停止合成RNA链，释放出转录产物。
除了转录过程的基本步骤相似外，真核生物和原核生物的转录还存在一些重要的差异。
首先，真核生物的转录需要更多的辅助因子参与。
在真核生物中，转录因子是一个复杂的网络，包括启动子、增强子、转录抑制子等，这些因子能够影响转录的效率和特异性。
而在原核生物中，转录因子相对简单，通常只包括一个启动子。
真核生物的转录后修饰更为复杂。
在真核生物中，转录产物需要经过剪接、修饰和核糖体扫描等步骤，才能形成成熟的mRNA。
剪接是指将转录产物中的内含子剪除，将外显子连接起来。
修饰是指在转录产物的两端添加5'帽和3'带，以增加稳定性和翻译效率。
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。
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。
原核生物真核生物转录异同点
原核生物真核生物转录异同点原核生物和真核生物是生物界中两个重要的分类群体，它们在很多方面都存在着明显的差异。
其中，转录是生物体内重要的基因表达过程之一，也是原核生物和真核生物之间的一个显著差异点。
本文将从转录的异同点出发，探讨原核生物和真核生物在转录过程中的差异。
我们先来了解一下转录的基本概念。
转录是指将DNA中的遗传信息转录成RNA的过程。
在原核生物和真核生物中，这一过程都是由RNA聚合酶（RNA polymerase）进行催化的。
然而，在原核生物和真核生物中，转录过程存在着一些明显的差异。
转录起始点的差异是原核生物和真核生物转录过程中的主要差异之一。
在原核生物中，转录起始点通常位于启动子区域的“TATA”盒附近，而真核生物中则存在多个转录起始点。
这是因为原核生物的启动子区域相对较为简单，只需一个“TATA”盒就可以起始转录；而真核生物的启动子区域较为复杂，存在多个调控序列，因此可以选择多个转录起始点。
转录的调控机制也是原核生物和真核生物转录过程的重要差异。
在原核生物中，转录的调控主要通过启动子区域的结构和DNA结合蛋白来实现。
启动子上的结构可以影响RNA聚合酶的结合和转录的启动。
而在真核生物中，转录的调控更加复杂，涉及到转录因子、增强子和抑制子等多种调控元件的相互作用。
转录因子可以结合到启动子和增强子上，通过调节染色质的状态和RNA聚合酶的结合来调控基因的转录。
原核生物和真核生物的转录速率也存在差异。
一般来说，原核生物的转录速率较快，可以较快地合成RNA。
这是因为原核生物中RNA聚合酶可以直接与DNA结合，并进行转录。
而真核生物中，RNA聚合酶需要与DNA上的转录因子和其他调控元件相互作用才能进行转录，导致转录速率较慢。
原核生物和真核生物的转录终止方式也存在差异。
在原核生物中，转录终止通常由转录终止信号序列识别并终止转录。
而真核生物中，转录终止则通过复杂的机制实现。
其中，一种机制是通过RNA聚合酶II复合物与转录因子的相互作用来实现转录的终止。
原核生物与真核生物转录起始调控的差异
ⅡE
ⅡH
TBP TAF POL-Ⅱ Ⅱ TFⅡFTATA ⅡB Ⅱ ⅡA
CTD- P
PIC组装完成，TFⅡH使CTD磷酸化 组装完成， Ⅱ 使 组装完成 磷酸化
真核生物酶的特点
• 真核生物RNA聚合酶的结构比原核生物复杂，所 有真核生物的RNA聚合酶都有两个不同的大亚基 和十几个小亚基. • RNA聚合酶Ⅱ由十二个亚基组成，其最大 的亚基 称为RBP1 • RNA聚合酶Ⅱ最大亚基的羧基末端由一段为TyrSer-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser的重复序列片段，称为羧 基末端结构域。它对于维持细胞的活性是必须的 。
调控序列
5′ ′ 3′ ′
结构基因
3′ ′ 5′ ′
启动序列
-35 区 trp
是RNA聚合酶结合并启动转录 聚合酶结合并启动转录 的特异DNA序列。 序列。 的特异 序列
-10 区
TTGACA TTTACA TTTACA TTGATA CTGACG TTGACA
N17 N16 N17 N16 N16
顺式作用元件 结构基因
-GCGC---CAAT---TATA
转录起始 增强子 TATA盒 盒 CAAT盒 盒 GC盒 核生物有三种DNA依赖性RNA聚合酶
催化转录的PIC 由RNA-Pol Ⅱ催化转录的
TBP TAF TATA ⅡB ⅡA
TFⅡD-ⅡA-ⅡB-DNA复合物 Ⅱ Ⅱ Ⅱ 复合物 POL-Ⅱ Ⅱ
真核生物RNA-pol不与 不与DNA分子直接结合， 分子直接结合， 真核生物 不与 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 而需依靠众多的转录因子，形成转录起始复合物 (pre-initiation complex, PIC) 。
原核生物与真核生物转录起始差异
每分子酶中 所含数目
2
功能 决定哪些基 因被转录 与转录全过 程有关（催 化） 结合DNA模 板（开链） 辨认起始点 （识别启动 子）
α2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
β
150618
1
β'
155613
1
σ
20263
1
原核生物RNA聚合酶
α2ββ'(ω)亚基合称为核心酶，σ亚基的功能是辨认转录起始点. σ亚基加上核心酶[α2ββ'(ω)亚基]称为全酶 活化细胞转录的开始需要全酶，转录延长阶段仅需核心酶
增强子特点
① 增强效应十分明显（10-200倍） ② 增强效应与其位置和取向无关， ③ 大多为重复序列，
• 一般长约50bp，适合与某些蛋白因子结合。其内部常含有一个核心序列：（G） TGGA/TA/TA/T（G），该序列是产生增强效应时所必需的；
④ 增强效应有严密的组织和细胞特异性，
• 只有与特定的蛋白质（转录因子）相互作用才能发挥其功能；
EBP
TFⅡF PolⅡ TAF TAF TFⅡA TAF TFⅡH TFⅡB DNA
TBP
TBP
TATA
顺式作用元件与反式作用因子相互作用
1、 转录起始复合物的形成：
在这个过程中，反式作用因子的作用是：促进或抑制TFⅡD与TATA盒结合；促进或抑制RNA 聚合酶与TFⅡD-DNA复合物的结合；促进或抑制转录起始复合物的形成。 2、 反式作用因子： 三个功能域能识别并结合上游调控区中的顺式作用元件；对基因的表达有正性或负性调控作 用。 3、 转录起始的调控： ⑴反式作用因子的活性调节： ①表达式调节——反式作用因子合成出来就具有活性； ②共价修饰——磷酸化和去磷酸化，糖基化； ③配体结合——许多激素受体是反式作用因子； ④蛋白质与蛋白质相互作用——蛋白质与蛋白质复合物的解离与形成。 ⑵反式作用因子与顺式作用元件的结合：反式作用因子被激活后，即可识别并结合上游启动子 元件和增强子中的保守性序列，对基因转录起调节作用。 ⑶反式作用因子的作用方式——成环、扭曲、滑动、Oozing。 ⑷反式作用因子的组合式调控作用：每一种反式作用因子结合顺式作用元件后虽然可以发挥促 进或抑制作用，但反式作用因子对基因调控不是由单一因子完成的而是几种因子组合发挥特定 的作用。
真核生物和原核生物转录的异同点
真核生物和原核生物转录的异同点真核生物和原核生物是两类不同类型的生物，它们在转录过程中存在一些异同点。
下面将详细介绍这些异同点。
让我们先了解一下转录的定义。
转录是指将DNA的信息转化为RNA 的过程，它是生物体内基因表达的第一步。
通过转录，DNA上的遗传信息被转录成RNA，然后RNA进一步通过翻译过程转化为蛋白质。
在真核生物中，转录是在细胞核内进行的。
转录的过程包括三个主要步骤：启动、延伸和终止。
首先，RNA聚合酶在DNA上识别启动子的序列，然后结合并解旋DNA的双螺旋结构。
接着，RNA聚合酶开始合成RNA链，向DNA的3'端方向进行延伸。
最后，在终止子的信号作用下，RNA聚合酶停止合成RNA链，转录过程结束。
而在原核生物中，转录是在细胞质内进行的。
与真核生物不同，原核生物的DNA并没有被包裹在细胞核内，而是直接存在于细胞质中。
转录的过程相对简单，只需要一个酶——RNA聚合酶即可完成。
在原核生物中，RNA聚合酶直接与DNA结合，识别启动子序列并合成RNA链。
原核生物的转录过程比真核生物更为迅速。
除了转录的地点和方式不同之外，真核生物和原核生物在转录过程中还存在一些其他的异同点。
真核生物的转录过程更为复杂。
在真核生物中，除了RNA聚合酶外，还有一系列辅助因子参与转录的调控，如转录因子和转录激活子等。
这些因子可以通过结合到启动子或增强子上来调节基因的表达。
而在原核生物中，转录过程相对简单，没有这些复杂的调控机制。
真核生物的mRNA需要经过剪接过程。
在真核生物中，转录出来的RNA称为前体mRNA（pre-mRNA），它需要经过剪接作用将其中的内含子（intron）剪除，形成成熟的mRNA分子。
这个剪接过程由剪接体（spliceosome）完成，它能识别出内含子和外显子（exon）的边界，并将内含子剪除。
而在原核生物中，由于没有内含子的存在，mRNA 不需要剪接，直接成为成熟的mRNA。
真核生物和原核生物在转录的调控上也存在差异。
原核生物与真核生物转录起始调控的差异
真核生物mRNA转录
真核生物的转录分为起始、延伸、终止三个阶段。转录的 起始比较复杂，需要各种转录因子与反式作用元件相互结 合，同时蛋白质因子之间也要相互识别、结合。
综上，原核生物与真核生物转录起始调控 的差异主要有：
1.
原 核 生 物 聚 合 酶 仅 有 一 种 ， 有 多 个 亚 基 。 真核生物有三种DNA依赖性RNA聚合酶，有两个不同的大亚 基和十几个不同的小亚基。
3.RNA 聚合酶Ⅱ启动转录时需 要转录因子才能形成转录复合 体。
乳糖操纵子的结构：含有一个操纵序列(O)、一个启动序列(P)、在P序 列上游有CAP结合位点、三个编码乳糖代谢酶的结构基因 (Z、Y、A)和 一个调节基因(I)。O、P、CAP结合位点共同构成乳糖操纵子的调控区， 三个结构基因构成乳糖操纵子的信息区。I基因转录、翻译生成阻遏蛋 白。 乳糖操纵子的调节机制：没有乳糖，阻遏蛋白与O结合，阻碍RNA聚 合酶与P序列结合，抑制转录的启动。当出现乳糖时，乳糖被酶转运进 入细胞，被半乳糖苷酶分解成半乳糖，它与阻遏蛋白结合，使其构象 变化，与O序列分离，不能阻止RNA聚合酶P序列的结合。RNA聚合酶与P 序列结合并进入转录区进行转录。当没有葡萄糖时，细菌体内cAMP浓 度升高，与CAP结合，使其构象变化，与CAP结合位点结合，刺激RAN聚 合酶的转录。当没有葡萄糖存在时，细菌体内cAMP浓度降低，与cAP结 合受阻，RNA聚合酶的转录下降。
调控序列 结构基因
3 5
5 3
真核生物的RNA聚合酶
所有真核生物的RNA聚合酶都有2个不同的大亚基和几 十个小亚基
RNA 聚合酶Ⅱ由十二个亚基组成，其最大 的亚基称为 RBP1
RNA 聚合酶Ⅱ最大亚基的羧基末端由一段为 Tyr-SerPro-Thr-Ser-Pro-Ser的重复序列片段，称为羧基末端结 构域。它对于维持细胞的活性是必须的。 真核生物有三种RNA聚合酶，每一种都有自己的启动子类 型。RNA聚合酶1只转录rRNA；RNA聚合酶2转录mRNA； RNA聚合酶3只负责tRNA和5SrRNA
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转录起始 是基因表达调控的基本环节
基因表达受多级水平的调控，其中转录起始是基因表达调控的限 速步骤，因为转录激活调节步骤特异性强、涉及面广，包括DNA序 列、调节蛋白、DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质之间的相互作用以及 所有上诉因素对RNA聚合酶的影响等。
原核生物转录起始调控
RNA聚合酶II与启动子的结合、启动转录需要多种蛋白质因子的协同 作用。
参与RNA-polⅡ转录的TFⅡ的作用 (LPOB)
转录因子 功 能 TBP亚基 TFⅡD TAF亚基 TFⅡA TFⅡB TFⅡE TFⅡF TFⅡH 协助TBP与TATA盒结合 稳定DNA上的TFⅡB-TBP复合物 结合TBP，招募polⅡ-TFⅡF复合物 结合TFⅡH，有ATPase和解螺旋酶活性 结合 polⅡ，结合TFⅡB 解螺旋酶催化启动子解链、蛋白激酶催化CTD磷 酸化 特异识别、结合TATA盒
数个功能上有关联的基因，它们串联排列，共同构成编码区。
这些结构基因共用一个启动子和1个转录终止信号序列，因此 转录合成时仅产生一天mRNA长链，为几种不同的蛋白质编码。 这样的mRNA分子携带了几个多肽链的编码信息，被称为多顺 反子mRNA。而 调控序列 包括启动子，操纵元件以及一定距离
外的调节基因。
4、原核基因转录调节特点： • σ 因子决定RNA聚合酶识别特异性 • 操纵调控模式在原核基因转录起始的调节中具有普遍性 • 原核操纵子受到阻遏蛋白的负性调节 5、真核基因调控的特点： • • • • • 真核基因内含有多种RNA聚合酶 处于转录激活状态的染色质结构发生明显变化 在真核基因表达调控中以正性调节占主导 在真核细胞中转录与翻译分隔进行 转录后修饰、加工更为复杂
起始复 合物
正性 调节 占主 导
起始复 合物、 起始前 复合物
3、 转录起始前复合物
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，形成转录起始前复合物 (preinitiation complex, PIC) 。
由RNA-Pol Ⅱ催化转录的PIC
综上，原核生物与真核生物转录起始调控的差异主要有：
1、原核生物聚合酶仅有一种，有多个亚基。 真核生物有三种DNA依赖性RNA聚合酶，有两个不同的大亚基和十几个不同 的小亚基。 2、原核生物RNA聚合酶可直接结合DNA模板，而真核生物RNA聚合酶需与辅助因 子结合后才结合模板。 3、转录起始需注意的问题 • 原核生物 1 .RNA聚合酶要结合到DNA 模板上 2. DNA双链局部打开，使其 中一条链作为转录模板 • 真核生物 1.转录起始前的上游区段具有 启动子核心序列 2.RNA-pol不能直接结合模板 3.RNA聚合酶Ⅱ启动转录时需要 转录因子才能形成转录复合体。
启动序列
是RNA聚合酶结合并启动转录的特异DNA序列。
三、乳糖操纵子
乳糖操纵子的结构：
调控区
DNA
结构基因
P
O
Z
Y
A
操纵序列
Z： β-半乳糖苷酶 Y： 透酶 A：乙酰基转移酶
启动序列
CAP结合位点
1、阻遏蛋白的负性调节：
2、CAP的正性调节
3、协同调节
当阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系统不能发挥作用。 如无CAP存在，即使没有阻遏蛋白与操纵序列结合，操纵子仍 无转录活性。 单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳源；若有葡萄糖或葡萄
因表达的DNA序列。
顺式作用元件 包括启动子、启动子上游元件或启动子近端元件
和增强子等远隔序列。
2、 转录因子
能直接、间接辨认和结合转录上游区段 DNA 的蛋白质，现
已 发 现 数 百 种 ， 统 称 为 反 式 作 用 因 子 (trans-acting factors)。 反式作用因子中，直接或间接结合 RNA 聚合酶的，则称为 转录因子 (transcriptional factors, TF)。
一、RNA聚合酶能直接启动RNA链的合成
大肠杆菌的RNA聚合酶由σ 亚基和核心酶构成，其中σ 亚基的作 用是识别和结合在DNA模板上的启动序列，启动转录过程。
二、操纵子是原核基因转录调控的基本单位
原核生物大多数基因表达调控是通过操纵子机制实现的。
操纵子由 结构基因 与 调控序列 组成。结构基因 通常包括
RNA 差异 聚合 亚基 酶 仅有 一种 原核 有多个 RNA 生物 亚基 聚合 酶 三种 DNA 依赖 真核 性 生物 RNA 聚合 酶 有两个 不同的 大亚基 和十几 个不同 的小亚 基。
酶与模板 结合
基因序列 调节蛋白 的调节
转录单位
调节 机制
操纵子（由 σ 因子、 RNA聚合酶 位点 结构基因与 协同 阻遏蛋白、 可直接结 －启动序 调控序列组 调节 激活蛋白 合DNA模板 列－这操 成） 纵序列 反式作用 真核生物 因子：基 RNA聚合酶 增强子／ 本转录因 DNA调控序 需与辅助 沉默子－ 子、 列和断裂基 因子结合 启动子 特异转录 因 后才结合 因子、TBP 模板 相关因子
糖 / 乳糖共同存在时，细菌首先利用葡萄糖。葡萄糖对 lac
操纵子的阻遏作用称分解代谢阻遏 (catabolic repression) 。
真核生物转录起始调控
一、转录起始需要启动子 、RNA聚合酶和转录因子的参与
1.转录起始前的上游区段具有启动子核心序列
不同物种、不同细胞或不同的基因，转录起始点上游可以有不 同的DNA序列，但这些序列都可统称为顺式作用元件(cis-acting element)。 顺式作用元件包括启动子、启动子上游元件等近端调控元件和增 强子等远隔序列。
一个典型的真核生物基因上游序列:
起始点上游多数共同的TATA序列，称为TATA盒。通常认为这就 是 启动子的核心序列。 启动子上游元件 是位于TATA盒上游的DNA序列，多在转录起始 点约-40~-100nt的位置，比较常见的是GC盒和CAAT盒。 增强子 是能够结合特意基因调节蛋白，促进邻近或远隔特定基