医学基因表达

1. 原核生物的翻译起始过程
分为以下六步:
⑴核糖体亚基的分离 ⑵IF-3结合到30S的小亚基
上以防止核糖体的亚基聚合。 ⑶IF-1和IF-2结合在IF-3的
旁边，同时GTP与IF-2结合。 ⑷mRNA在核糖体小亚基上就位 ⑸30S的起始复合物与50S大亚
基结合同时释放IF-1和IF-3。 ⑹IF-2从复合物解离的同时GTP 发生水解，反应产物是70 S起 始复合物。
3’
DNA
5’
5’
3’
RNA
图13-13 细菌转录的启动子
识别起始位点
起始位点 P P P
3
5
与酶结合 酶
RNA DNA
酶
RNA聚合酶
终止位点 5 3
RNA、及酶
的释放
3 酶
5 NTP
酶
5
3

的释放与循环
PPP

PP P
转录开始
NTP
PPP
酶
与RNA结合
首先与40S小亚基结合结合的因子，并能加速后续步骤
eIF-4A
具有RNA解旋酶的活性，能解除mRNA 5´端的发夹结构，使其与40S小亚基结合。
是eIF4F的组成成分
eIF-4B
与mRNA结合，对mRNA进行扫描并定位第一个AUG
eIF-4E
结合mRNA的帽子结构，是eIF4F的组成成分
eIF-4G
IF-3
结合30S小亚基，防止它过早地与50S大亚基结合，并提高P位对fMet-tRNAfMet的特
异性
真核起始因子 功能
eIF-1
多功能因子，参与多个翻译步骤
eIF-2
促进起始Met-tRNAMet与核糖体40S小亚基结合
eIF-2B
又称鸟苷酸交换因子，将eIF-2上的GDP交换成GTP
eIF-3
第二节 真核生物基因的表达
表13-1 真核生物RNA聚合酶的种类和性质
种类
I型（或A） II型（或B） III型（或C） 线粒体（Mt型）
分子量
5.5×105 6×105
分布
核仁
核质
转录产物 5.8S、18S、 mRNA前体
28S rRNA前体
对利福平 不敏感 不敏感
• 敏感性
对鹅膏蕈碱 不敏感 非常敏感
一种接头蛋白，能与eIF4E、eIF-3和poly A结合蛋白（Pab-1p）结合将40 S的小亚基
富集至mRNA，而刺激翻译。是eIF4F的组成成分
eIF-5
促进上述起始因子从40S小亚基脱落，以便40S小亚基与60S大亚基结合形成80S起始
复合物
eIF-6
促进无活性的80S核糖体解聚生成40S小亚基和60S大亚基
16S rRNA
图13- 17 原核生物 rRNA的加工示意图
转移RNA的加工
转录
内含子编码区
内切核酸酶
5 P P P RNA酶P
外切核酸酶 -OH33’
3端加CCA-OH
DNA 3
P
初级转录物
内含子 3
5 P
除去内含子 （内切酶与连接酶）
成熟 tRNA
图13-12 tRNA的加工示意图
tRNA的初级转录物被RNase P 和3’外切核酸酶切除部分核苷酸。 CCA末端是由tRNA核苷酸转移酶催化加入的。内含子被内切酶 除去后，经连接酶连接为成熟的tRNA。
四、翻译
㈠起始因子
原核起始因子
功能
IFBiblioteka Baidu1
防止tRNA过早地结合到A位
IF-2
促进fMet-tRNAfMet结合到30S小亚基
（一）转录的基本过程 转录过程可分为三个阶段：起始、延长和 终止。 1．起始阶段（initiation）
A
B
图 13- 15 RNA转录的终止( 因子不依赖性的)
A：DNA模板有特殊的序列，富含GC和AT区，反转重复顺 序（阴影所示）。
B：RNA转录物可形成茎、环结构。
RNA聚合酶
蛋白 ATP
ADP＋Pi
P P
P 5
图13-16 转录终止因子的作用
ρ因子是由6个亚基组成的蛋白质，它具有ATP酶的活性，能将 RNA-DNA杂交双链解开，使RNA脱离模板，从而终止RNA转录。
第六章 基因的表达
第一节 原核生物基因的转录和翻 译是偶联进行的基因表达 过程
一、RNA聚合酶全酶结合 启动子并起始转录
图13-13 原核生物启动子区同源序列
二.原核生物的转录过程
编码链 模板链
转录起始点
启动子
Pribnow盒子
AACTGT
ATATTA
TTGACA
35
TATAAT
10
+1 转录区
酶 RNA链延长
图13-14 原核RNA的转录过程
圆圈表示RNA聚合酶的核心酶部分（α 2β β ’）。σ 因子参与识别特异的启动子，它与核心
酶一起结合到DNA模板的起始位置上。以NTP为原料，全酶催化合成RNA合成。当RNA链延长
到大约10核苷酸时，σ 因子从全酶上脱离，参与另外一次循环。核心酶沿着DNA模板移动， 继续延长RNA链。当RNA聚合酶遇到了终止信号不能再继续前进，便在ρ 因子作用下与模板 链脱离，RNA合成终止。核心酶参与另外一次循环。
• 分类 • I 型转录因子（transcription factor I，TF l）能
够促进RNA聚合酶 l 转录。 • Il 型转录因子（TF ll）促进RNA聚合酶 ll转录.
包括TFIIA，B，D，E，F，H等。 • III 型转录因子（TFIII）促进RNA聚合酶III 转
录。
•
二、真核生物的转录过程
• 的敏感性
•
•
6×105 核质
tRNA前体 5S rRNA
不敏感
敏感
6.4～6.8×104 线粒体 线粒体RNA
敏感
不敏感
转录因子
真核生物转录过程还需要一些蛋白质因子参与，这些因子 能结合到DNA的特殊序列并且与RNA聚合酶结合,促进转录, 这些蛋白因子称转录因子（transcription factors)
D N A 模 板 链 D N A 模 板 链
R
O CH 2 O
碱基
H H
HH
OH OH
OOO
HO P O P O P OH OH OH O CH 2 O
碱基
H H
HH
OH OH
R
O CH 2 O
碱基
H H
HH
PPi
OH
O
HO P O O CH 2 O
碱基
H H
OH
HH
OH
图13-1 RNA链中3’,5’-磷酸二酯键的形成
三、转录后的加工
原核生物转录与翻译过程是偶联的。即mRNA在转录过程中即进行翻 译。原核生物mRNA初级转录物没有内含子，故没有剪接过程。核糖 体RNA转录时即刻被剪切成23S及16S rRNA（图13-17）。tRNA也 进行一些剪接及修饰。
前rRNA 23S
23S rRNA
转录和剪刀 剪刀
rRNA基因 前rRNA16S