第十三章

基因的轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工及逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯復(fù)制基因的遺傳:DNA基因的表達(dá):DNA→RNA→Protein復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯相關(guān)概念模板鏈（templatestrand）反意義鏈（antisensestrand）負(fù)鏈（minusstrand）Watson（W）鏈編碼鏈（codingstrand）有意義鏈（sensestrand）正鏈（plusstrand）Crick（C）鏈5`編碼鏈…AGCTCCAGGTTCCATGGCTAACG…3`3`模板鏈…TCGAGGTCCAAGGTACCGATTGC…5`5`mRNA……CUCCAGGUUCCAUGGCUA

……3`※mRNA與編碼鏈序列基本一致

不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄（asymmetrictranscription）不同基因的模板鏈,并不固定在DNA雙鏈上的某一鏈,但轉(zhuǎn)錄方向總是5`→3`，因此不同基因的轉(zhuǎn)錄方向不同。編碼鏈模板鏈模板鏈編碼鏈5`3`3`5`基因1轉(zhuǎn)錄方向基因2轉(zhuǎn)錄方向5`5`3`3`第一節(jié)參與轉(zhuǎn)錄的酶類(lèi)σ因子

σ

亞基→轉(zhuǎn)錄起始因子以分子量命名e.g.σ

70（分子量70kDa）rpoH基因σ

32熱激狀態(tài)啟動(dòng)子hsp基因5`3`Hsp（heatshockproteins）5`5`3`3`σ54→參與氮源利用基因的轉(zhuǎn)錄

σE→參與細(xì)菌鞭毛生成基因的轉(zhuǎn)錄二、真核生物的RNA聚合酶（RNApol）IIIIII定位轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物對(duì)抑制劑（鵝膏蕈堿）敏感性核仁核質(zhì)核質(zhì)45SrRNAtRNA,5SrRNA,snRNAhnRNA不敏感敏感不同物種敏感性不同RNAPolI→45SrRNA→5.8SrRNA

18SrRNA

28SrRNARNAPolIII→5SrRNAtRNARNAPolII→hnRNA→mRNA原核生物RNAPolRNAPolIRNAPolIII>100KD>100KD19KD40KDRNAPolII>100KD>100KD44KD44KD真核生物RNAPol轉(zhuǎn)錄起始→轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)→轉(zhuǎn)錄終止一、轉(zhuǎn)錄起始1、原核生物轉(zhuǎn)錄起始原核生物啟動(dòng)子特征：-10bp：Pribnow盒5`-TATAAT-3`-35bp：5`-TTGACA-3`5`------------TTGACA------TATAAT-----------------------------3`編碼鏈-35bp-10bp+1bp上游下游調(diào)控序列（啟動(dòng)子）結(jié)構(gòu)基因5`3`啟動(dòng)子的方向性封閉型轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物→開(kāi)放型轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物－35bp－10bp2、真核生物轉(zhuǎn)錄起始蛋白輔助因子→轉(zhuǎn)錄因子TF-I→

RNApolITF-II→RNApolIITF-III→RNApolIII

轉(zhuǎn)錄因子（transcriptionfactor,TF）：能直接或間接與結(jié)構(gòu)基因上游的調(diào)控序列（DNA序列）或RNApol結(jié)合，影響轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)因子。

TF-IIHTATATF-IIDTF-IIATF-IIBRNApolIITF-IIFTF-IIETF-IIJ解開(kāi)DNA雙螺旋蛋白激酶ATPtase真核生物RNA-polII不直接與DNA分子結(jié)合，需依靠眾多的轉(zhuǎn)錄因子。

各轉(zhuǎn)錄因子TF-II功能TF-IID：與啟動(dòng)子的TATA盒結(jié)合TF-IIA：形成TF-IIA－D復(fù)合物，防止抑制因子結(jié)合TF-IIB：作為其他因子結(jié)合的橋梁TF-IIF：與RNApolII結(jié)合TF-IIE：ATP酶活性，為轉(zhuǎn)錄起始處的局部解鏈提供能量。TF-IIJ：TF-IIH：解開(kāi)DNA雙鏈蛋白激酶活性，使RNApolII的C端多個(gè)絲氨酸殘基磷酸化2）RNApolI催化的轉(zhuǎn)錄起始+1bp核心元件上游調(diào)控元件3`上游結(jié)合因子UBF5`3`核心元件上游調(diào)控元件上游結(jié)合因子UBFTAFTBPTATARNApolI二、轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)1、局部單鏈形成：RNA聚合酶向下游移動(dòng)時(shí)，使DNA雙鏈解開(kāi)(10－20bp)2、向下游滑動(dòng)：

σ因子（原核生物）TFIIH（真核生物）NTP中焦磷酸（β、γ）水解（原核、真核生物）3、解除局部張力：拓?fù)洚悩?gòu)酶轉(zhuǎn)錄泡：RNA聚合酶-DNA模板-RNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物結(jié)合在一起形成的復(fù)合物A:U<A:T三、轉(zhuǎn)錄終止原核生物轉(zhuǎn)錄終止1）ρ因子依賴的轉(zhuǎn)錄終止轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)－－RNA上一段富含C的序列ρ因子－－六聚體，具ATP酶活性→水解ATP供能解鏈酶→解開(kāi)DNA/RNA雜合鏈，RNA鏈釋放

2）ρ因子非依賴的轉(zhuǎn)錄終止GC豐富區(qū)→

莖-環(huán)結(jié)構(gòu)→改變RNA聚合酶構(gòu)象，停止轉(zhuǎn)錄連續(xù)T序列→A=U配對(duì)區(qū)，不穩(wěn)定→RNA鏈釋放——————GGCGCCC———GGGCGCC———TTTTTTTT————5`3`5`3`——————CCGCGGG———CCCGCGG———AAAAAAAA———GCGCCGGCCGCGCGUUUUU3`5`第三節(jié)轉(zhuǎn)錄后的加工幾種主要的加工方式1.剪接(splicing)2.剪切(cleavage)3.修飾(modification)4.添加(addition)2、tRNA轉(zhuǎn)錄后加工：剪切、剪接、堿基修飾TGGCNNAGTGCGGTTCGANNCCDNARNApolⅢ前體tRNARNAasePtRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶、連接酶ATPADP堿基修飾（2）還原反應(yīng)如：UDHU（4）脫氨反應(yīng)如：AI如：AAm（1）甲基化（3）核苷內(nèi)的轉(zhuǎn)位反應(yīng)如：Uψ（2）（1）（1）（3）（4）3、mRNA轉(zhuǎn)錄后加工1)5`端加帽(m7GpppGpN—)5pppGpN…5GpppGpN…pppG

ppi鳥(niǎo)苷酰轉(zhuǎn)移酶5

m7GpppGpN…甲基轉(zhuǎn)移酶SAM5ppGpN…磷酸酶Pi帽子結(jié)構(gòu)17G①5

m7GpppGpN③5

m7GpppGmpNm②5

m7GpppGmpN1.保護(hù)mRNA不被核酸外切酶水解2.與帽結(jié)合蛋白結(jié)合，識(shí)別核糖體意義2)3`端加尾(polyA)——————————————

AAAAAAAAA——————————————————TTTTTTTTTT————5`5`3`3`AAAAAAAAA5`3`?————————————AATAAA——GT————————————————TTATTT——CA————AAUAAA——GU——5`3`5`5`3`3`剪切位點(diǎn)AAUAAA——AAAAAAA(A)n—5`3`polyA聚合酶ATPPPi剪切信號(hào)mRNA意義增加mRNA穩(wěn)定性3)mRNA的剪接斷裂基因(splitegene)CABD編碼區(qū)A、B、C、D非編碼區(qū)真核生物結(jié)構(gòu)基因，由若干個(gè)編碼區(qū)和非編碼區(qū)互相間隔但又連續(xù)鑲嵌而成，去除非編碼區(qū)再連接后，可翻譯出由連續(xù)氨基酸組成的完整蛋白質(zhì)，這些基因稱為斷裂基因。DNAmRNA5`3`外顯子(exon)和內(nèi)含子(intron)

外顯子在斷裂基因及其初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上出現(xiàn)，并表達(dá)為成熟RNA的核苷酸序列。

——編碼區(qū)內(nèi)含子斷裂基因的線性表達(dá)而在剪接過(guò)程中被除去的核苷酸序列。

——非編碼區(qū)5`5`5`5`3`5`3`3`3`3`外顯子內(nèi)含子外顯子外顯子內(nèi)含子5`5`5`5`3`5`3`3`3`3`外顯子內(nèi)含子外顯子外顯子內(nèi)含子5`GU------------------------UACUAAC-----------AG

3`①5`和3`剪接點(diǎn)：GU-AG規(guī)則②分支點(diǎn)③剪接體snRNP（snRNA+蛋白質(zhì)）5`3`3`5`剪接體雞卵清蛋白基因及其轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工雞卵清蛋白基因hnRNA加帽、加尾修飾hnRNA剪接成熟的mRNA4）mRNA編輯(mRNAediting)

在前體分子中插入、剔除或置換一些核苷酸。人類(lèi)apoB基因

mRNA（14500個(gè)核苷酸）肝臟apoB100（分子量為500000）腸道細(xì)胞apoB48（分子量為240000）mRNA編輯4536a.a2152a.aCAA谷氨酰胺UAA終止密碼子第2153a.a

RNA編輯意義：基因的編碼序列經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄后編輯加工，可以分化成多用途的編碼序列，在不增加基因組DNA遺傳信息容量的前提下，大大增加了mRNA信息容量。人類(lèi)基因組計(jì)劃：預(yù)測(cè)：5至10萬(wàn)個(gè)基因?qū)嶋H：35000個(gè)基因印證了RNA編輯的存在遺傳信息在水平發(fā)生改變一種結(jié)構(gòu)基因產(chǎn)生不止一種蛋白質(zhì)第四節(jié)逆轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄病毒及癌基因一、轉(zhuǎn)錄與逆轉(zhuǎn)錄DNARNA轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄二、逆轉(zhuǎn)錄酶與逆轉(zhuǎn)錄病毒逆轉(zhuǎn)錄酶：RNA依賴的DNA聚合酶逆轉(zhuǎn)錄病毒：RNA病毒

逆轉(zhuǎn)錄酶的活性：①RNA依賴的DNA聚合功能②RNA水解③DNA依賴的DNA聚合功能RNARNADNA(-)DNA(-)DNA(+)DNA(-)①②③三、逆轉(zhuǎn)錄病毒的生活周期逆轉(zhuǎn)錄病