關(guān)于基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第1頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三

學(xué)習(xí)目的與要求掌握基因的概念及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，轉(zhuǎn)錄和翻譯的基本過程。掌握乳糖操縱子的調(diào)控方式及真核生物基因調(diào)控的特點(diǎn)。熟悉轉(zhuǎn)錄和翻譯后的加工和修飾過程。了解基因信息傳遞與醫(yī)學(xué)的關(guān)系。第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)中英文退出第四節(jié)第五節(jié)第2頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)基因及其結(jié)構(gòu)一、基因及其信息流向二、基因的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第3頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三一、基因及其信息流向(一)基因

基因（gene）：是細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)的最小功能單位，是負(fù)載有特定遺傳信息的DNA片段。結(jié)構(gòu)基因（structuralgene）：編碼非調(diào)控因子的任何蛋

白質(zhì)和RNA的基因。調(diào)控基因（regulatorygene）：編碼調(diào)節(jié)其他基因表達(dá)的

蛋白質(zhì)或RNA的基因。人類基因組約有3.0×109bp，2~3萬個基因。

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第4頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三一、基因及其信息流向(一)基因

基因組（genome）：指細(xì)胞或生物體的一套完整的單倍體遺傳物質(zhì)，是所有染色體上全部基因和基因間的DNA的總和，它含有一個生物體進(jìn)行各種生命活動所需要的全部遺傳信息。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第5頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(二)中心法則

遺傳信息從DNA到RNA再到蛋白質(zhì)的流動，稱為分子生物學(xué)的中心法則（centraldogma）。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁一、基因及其信息流向第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第6頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(二)中心法則

中心法則包括：DNA復(fù)制：遺傳信息由親代DNA分子傳給子代DNA。RNA轉(zhuǎn)錄（transcription）：以DNA為模板合成RNA。蛋白質(zhì)翻譯（translation）：RNA（mRNA）指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)的過程。補(bǔ)充：RNADNA逆轉(zhuǎn)錄酶TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁一、基因及其信息流向第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第7頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(二)中心法則

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁一、基因及其信息流向第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第8頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三二、基因的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)(一)原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)特點(diǎn)編碼區(qū)（codingregion）：能夠轉(zhuǎn)錄為相應(yīng)的mRNA，進(jìn)而指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的基因區(qū)段在原核細(xì)胞中是連續(xù)的，功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因串聯(lián)排列。非編碼區(qū)（non-codingregion）：占整個基因組小部分，不能轉(zhuǎn)錄為mRNA、編碼蛋白質(zhì)的區(qū)段由編碼區(qū)上游和下游的DNA序列組成。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第9頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三啟動子（promoter）：位于結(jié)構(gòu)基因上游，包含轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)和RNA聚合酶識別及結(jié)合的部位。起始點(diǎn)：DNA模板鏈上開始進(jìn)行轉(zhuǎn)錄作用的位點(diǎn)。

識別部位：RNA聚合酶的σ因子識別DNA分子的部位，中心位于-35區(qū)，共有序列是5′-TTGACA-3′。結(jié)合部位：在DNA分子上與RNA聚合酶核心酶緊密結(jié)合的序列，中心位于-10區(qū)，共同序列為5′-TATAAT-3′，又稱為Pribnow盒（pribnowbox）。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁二、基因的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)(一)原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第10頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(二)真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

由編碼區(qū)和非編碼區(qū)兩部分組成，編碼區(qū)是不連續(xù)的，被非編碼區(qū)所隔斷，因而真核細(xì)胞基因也稱為斷裂基因。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁二、基因的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第11頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(二)真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.斷裂基因(splitgene)：由若干內(nèi)含子和外顯子構(gòu)成的不連續(xù)鑲嵌結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)基因。⑴內(nèi)含子(intron)：指插入在結(jié)構(gòu)基因內(nèi)部能夠被轉(zhuǎn)錄，但不能指導(dǎo)蛋白質(zhì)生物合成的非編碼順序。GT-AG法則：在內(nèi)含子的5’端多以GT開始，3’端多以AG結(jié)束，是普遍存在于真核細(xì)胞基因中RNA剪接的識別信號。

⑵外顯子(exon)：指在結(jié)構(gòu)基因中能夠被轉(zhuǎn)錄，并能指導(dǎo)蛋白質(zhì)生物合成的編碼順序。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁二、基因的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第12頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三

內(nèi)含子的發(fā)現(xiàn)A.電鏡圖片B.根據(jù)電鏡結(jié)果繪制的模式圖TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第13頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三⑶啟動子真核生物啟動子由TATA盒及其上游的CAAT盒和/或GC盒組成。TATA盒（TATAbox）：在轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游-25～-35bp區(qū)段，是以TATA為核心的序列，RNA聚合酶及其他蛋白質(zhì)因子的結(jié)合位點(diǎn)。CAAT盒（CAATbox）：-70～-80bp區(qū)含有CCAAT序列。GC盒（GCbox）：-80～-110bp區(qū)含有GGGCGG序列。位于TATA盒的上游，蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)，控制轉(zhuǎn)錄的起始頻率TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(二)真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

二、基因的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第14頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三⑷終止子（terminator）存在于基因末端具有轉(zhuǎn)錄終止功能的特定順序。轉(zhuǎn)錄后形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，使RNA聚合酶從模板上脫離，

終止轉(zhuǎn)錄。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(二)真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

二、基因的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第15頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三2.基因家族（genefamily）真核細(xì)胞基因組中來源相同、結(jié)構(gòu)相似、功能相關(guān)的一組基因，是由一個祖先基因經(jīng)重復(fù)和變異形成的，是真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)最顯著的特征之一。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(二)真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

二、基因的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第16頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三基因家族可分為二類：基因家族的成員成簇存在，串聯(lián)排列于特殊的染色體區(qū)段上，形成基因簇（genecluster），可同時轉(zhuǎn)錄，合成功能相關(guān)或相同的產(chǎn)物，如組蛋白、rRNA基因家族；基因家族成員分散存在，廣泛分布于整個染色體，甚至可存在于不同的染色體上，如干擾素、珠蛋白等基因家族。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(二)真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

二、基因的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第17頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三3.DNA重復(fù)序列單一序列（uniquesequence）：基因組中，編碼蛋白質(zhì)的基因只有一個或幾個拷貝。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(二)真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

二、基因的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第18頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三DNA重復(fù)序列（repetitivesequence）：基因組中，編碼蛋白質(zhì)的基因有多個拷貝。中度重復(fù)序列（middlerepetitivesequence）：由相對較短的序列組成，重復(fù)次數(shù)在10～1000之間，屬非編碼序列，散在分布于基因組中，與基因調(diào)控有關(guān)。高度重復(fù)序列（highlyrepetitivesequence）：由基因組中非常短的序列（一般小于100bp）組成，在基因組中的重復(fù)次數(shù)在幾千次以上，常成簇分布于染色體著絲粒區(qū)及染色體的端部，可能與基因表達(dá)調(diào)控及染色體結(jié)構(gòu)維持有關(guān)。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(二)真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

二、基因的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第19頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工一、基因轉(zhuǎn)錄的一般特點(diǎn)二、原核細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄三、真核細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第20頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三基因轉(zhuǎn)錄：是遺傳信息從DNA流向RNA的過程，即將DNA分子上的核苷酸序列轉(zhuǎn)變?yōu)镽NA分子上核苷酸序列的過程。轉(zhuǎn)錄的本質(zhì)：是一個以DNA雙螺旋鏈中反義鏈為模板，以四種核苷三磷酸ATP、GTP、CTP、UTP為原料，在RNA聚合酶作用下，遵循堿基互補(bǔ)配對原則，合成RNA的過程。一﹑基因轉(zhuǎn)錄的一般特點(diǎn)TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第21頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三模板鏈（templatestrand）或反義鏈（antisensestrand）：在雙鏈DNA中，作為轉(zhuǎn)錄模板的鏈，與mRNA互補(bǔ)。編碼鏈（codingstrand）或有意義鏈（sensestrand）：與模板鏈互補(bǔ)的另一條鏈，與轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的序列相同。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁一﹑基因轉(zhuǎn)錄的一般特點(diǎn)第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第22頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁一﹑基因轉(zhuǎn)錄的一般特點(diǎn)第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第23頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三二、原核細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄(一)原核細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄的主要因子2.ρ因子是一種蛋白質(zhì)，識別基因末端終止信號，使轉(zhuǎn)錄終止。1.RNA聚合酶原核細(xì)胞只有一種RNA聚合酶。α——決定轉(zhuǎn)錄特異性β——與核苷三磷酸結(jié)合β'——與DNA模板結(jié)合σ——識別基因上游啟動子，啟動基因轉(zhuǎn)錄全酶核心酶TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第24頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(二)原核細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄的基本過程1.起始階段轉(zhuǎn)錄起始的關(guān)鍵是RNA聚合酶的σ亞基識別基因上游的啟動子，使全酶與啟動子結(jié)合形成復(fù)合體。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁二、原核細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第25頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(二)原核細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄的基本過程1.起始階段

轉(zhuǎn)錄的起始TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁二、原核細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第26頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三2.延長階段核心酶沿模板鏈3’→5’方向移動，RNA鏈以5’→3’方向延長。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(二)原核細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄的基本過程二、原核細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第27頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三3.終止階段當(dāng)RNA聚合酶移動至轉(zhuǎn)錄終止序列，轉(zhuǎn)錄終止。

ρ因子依賴性終止：ρ因子在轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)與RNA聚合酶結(jié)合，使RNA鏈脫離。ρ因子非依賴性終止：新合成RNA鏈形成局部發(fā)夾結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致酶-模板結(jié)合方式的改變，RNA從模板脫離。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(二)原核細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄的基本過程二、原核細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第28頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三4.轉(zhuǎn)錄后加工mRNA：不需要加工，合成后即可作為模板參與蛋白質(zhì)合成tRNArRNA需要進(jìn)一步剪切修飾才能成為具有生物功能的成熟分子TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(二)原核細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄的基本過程二、原核細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第29頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三三、真核細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工真核生物的轉(zhuǎn)錄同樣可分為起始、延長和終止3個階段。與原核生物相比，真核生物轉(zhuǎn)錄的主要特點(diǎn)是：有多種RNA聚合酶分別合成不同類別的RNA；有多種類型的啟動子為不同的RNA聚合酶所用；有多種轉(zhuǎn)錄因子（transcriptionfactor）；真核生物于轉(zhuǎn)錄時或轉(zhuǎn)錄后有廣泛的RNA加工。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第30頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三真核細(xì)胞中含有多種RNA聚合酶，它們專一性地轉(zhuǎn)錄不同基因而生成各不相同的產(chǎn)物。真核生物的RNA聚合酶TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第31頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(一)真核細(xì)胞mRNA合成和加工1.mRNA合成mRNA是RNA中唯一具有編碼蛋白質(zhì)功能的RNA分子。由RNA聚合酶Ⅱ催化

通用轉(zhuǎn)錄因子（generaltranscriptionfactor）參與

形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物。mRNA的初級轉(zhuǎn)錄本大小各不相同，被稱為不均一核RNA（heterogeneousnuclearRNA，hnRNA）。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第32頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(一)真核細(xì)胞mRNA合成和加工TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第33頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三2.mRNA加工⑴戴帽：

5’末端加上7-甲基鳥嘌呤三磷酸（m7Gppp）的帽子結(jié)構(gòu)。被核糖體小亞基識別，有利于mRNA最初翻譯的

準(zhǔn)確性；防止被核酸酶水解，增強(qiáng)mRNA的穩(wěn)定性。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)真核細(xì)胞mRNA合成和加工三、真核細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第34頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三2.mRNA加工⑵加尾：3’末端加上由200～250個腺苷酸組成的多聚腺苷酸（poly-A）的尾巴。可使mRNA3’端穩(wěn)定，防止被核酸酶水解；有利于mRNA由細(xì)胞核到細(xì)胞質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)真核細(xì)胞mRNA合成和加工三、真核細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第35頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三2.mRNA加工⑶剪接：是將RNA前體分子中內(nèi)含子切除，將外顯子拼接的過程。完成hnRNA剪接需要有三個必需的序列：5’GU序列，3’AG序列和分支點(diǎn)。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)真核細(xì)胞mRNA合成和加工三、真核細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第36頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三2.mRNA加工mRNA前體的剪接是通過剪接體（spliceosome）完成的。剪接體組成：核糖核蛋白顆粒（smallnuclearribonucleoproteinparticle，snRNP）。snRNP小核RNA（snRNA）蛋白質(zhì)TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)真核細(xì)胞mRNA合成和加工三、真核細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第37頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三真核細(xì)胞mRNA前體的剪接過程TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第38頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三真核細(xì)胞RNA的轉(zhuǎn)錄后加工

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第39頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(二)rRNA分子的合成后加工rRNA基因?yàn)槎嗫截惢?，串?lián)排列于特定的核仁染色質(zhì)區(qū)段。在RNA聚合酶Ⅰ催化下轉(zhuǎn)錄形成原始rRNA前體——45SrRNA，最終剪切為28S、18S和5.8SrRNA。rRNA的剪接不需要任何蛋白質(zhì)的參與即可發(fā)生，進(jìn)行的是自身剪接。rRNA前體的加工發(fā)生在核仁中，最終裝配成核糖體的大、小亞基。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核細(xì)胞的基因錄和轉(zhuǎn)錄后加工第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第40頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三45SrRNA的剪接加工

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第41頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三真核細(xì)胞tRNA的基因，成簇存在并被間隔區(qū)分開，在RNA聚合酶Ⅲ的作用下被轉(zhuǎn)錄為tRNA前體。(三)tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工1.tRNA前體的剪接tRNA前體的5’末端和反密碼環(huán)的區(qū)域被部分切除并拼接形成成熟的tRNA。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核細(xì)胞的基因錄和轉(zhuǎn)錄后加工第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第42頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(三)tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工2.tRNA前體的化學(xué)修飾

通過化學(xué)修飾形成稀有堿基。常見的堿基修飾有：還原反應(yīng)；轉(zhuǎn)位反應(yīng)；脫氨反應(yīng)；甲基化反應(yīng)。3.3'端加上CCA

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核細(xì)胞的基因錄和轉(zhuǎn)錄后加工第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第43頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(四)5SrRNA的合成加工5SrRNA是一類特殊的rRNA分子，由核仁外的基因編碼；5SrDNA為串聯(lián)排列的多拷貝基因；在RNA聚合酶III的作用下，5SrDNA轉(zhuǎn)錄為5SrRNA，無需剪切加工，即可轉(zhuǎn)運(yùn)至核仁，直接參與核糖體大亞基的組裝。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核細(xì)胞的基因錄和轉(zhuǎn)錄后加工第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第44頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三第三節(jié)蛋白質(zhì)的生物合成一﹑遺傳信息翻譯的基本原理二﹑蛋白質(zhì)合成的場所——核糖體三﹑蛋白質(zhì)合成的一般過程四、肽鏈合成后的加工修飾五、蛋白質(zhì)的降解TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第45頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三第三節(jié)蛋白質(zhì)的生物合成生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成稱為翻譯，是以mRNA為模板，指導(dǎo)特定的氨基酸序列合成的過程。

參與翻譯的生物大分子包括核糖體、mRNA、tRNA及多種蛋白質(zhì)因子。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第46頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(一)mRNA攜帶指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的遺傳密碼遺傳密碼（geneticcode）：mRNA上的堿基排列順序。在mRNA鏈上3個相鄰的堿基可以決定一個特定的氨基酸，這種核苷酸三聯(lián)體被稱為密碼子（codon）。一、遺傳信息翻譯的基本原理TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第47頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(一)mRNA攜帶指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的遺傳密碼遺傳密碼特點(diǎn)：一、遺傳信息翻譯的基本原理通用性（universal）：從原核生物到真核生物，幾乎所有生物體中的遺傳密碼都是通用的。簡并性（degeneracy）：多個密碼子決定同一氨基酸。連續(xù)性（commaless）：在翻譯過程中，遺傳密碼的閱讀是連續(xù)的。方向性（direction）：mRNA中密碼子的閱讀方向?yàn)?’→3’。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第48頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三遺傳密碼表TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第49頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(二)tRNA既能識別mRNA上的密碼子又能攜帶特定的氨基酸t(yī)RNA識別mRNA上的密碼子：反密碼子（anticodon）的堿基互補(bǔ)配對作用。tRNA攜帶特定氨基酸：氨酰-tRNA合成酶催化。氨基酸的活化：氨基酸與ATP在氨酰-tRNA合成酶作用下形成氨酰-AMP。氨基酸與tRNA的連接：活化氨基酸的氨?；晦D(zhuǎn)移至tRNA分子上形成氨酰-tRNA（aminoacyl-tRNA）并釋放AMP。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁一、遺傳信息翻譯的基本原理第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第50頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(二)tRNA既能識別mRNA上的密碼子又能攜帶特定的氨基酸擺動性（wobble）：密碼子的前兩位堿基在和反密碼子配對時，遵循正常的堿基互補(bǔ)配對原則，而第三位堿基的配對具有一定的靈活性。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁一、遺傳信息翻譯的基本原理第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第51頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸機(jī)制示意圖

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第52頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三二﹑蛋白質(zhì)合成的場所——核糖體核糖體是合成蛋白質(zhì)的機(jī)器，其功能是按照mRNA的指令由氨基酸合成蛋白質(zhì)。(一)核糖體是由rRNA和蛋白質(zhì)組成的大分子復(fù)合物TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第53頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三核糖體立體結(jié)構(gòu)模型

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第54頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(二)核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所1.mRNA結(jié)合位點(diǎn)位于核糖體小亞基。原核生物30S小亞基通過16SrRNA的3’端與mRNA5’端起始密碼子上游SD序列（Shine-Dalgarnosequence）配對結(jié)合。真核生物中，核糖體40S小亞基識別mRNA的帽子結(jié)構(gòu)，使mRNA與核糖體結(jié)合。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁二﹑蛋白質(zhì)合成的場所——核糖體第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第55頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(二)核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所2.P位（peptidyl-tRNAsite）起始氨酰-tRNA和肽酰-tRNA結(jié)合的位置。3.A位（aminoacylsite）氨酰tRNA結(jié)合的位置。4.轉(zhuǎn)肽酶（transpeptidase）活性部位位于P位和A位的連接處，催化肽鍵的形成。5.參與蛋白質(zhì)合成的因子的結(jié)合部位TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁二﹑蛋白質(zhì)合成的場所——核糖體第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第56頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三核糖體上的主要功能位點(diǎn)TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第57頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三三﹑蛋白質(zhì)合成的一般過程蛋白質(zhì)生物合成可分為五個階段：氨基酸的活化；多肽鏈合成的起始；肽鏈的延長；肽鏈的終止和釋放；蛋白質(zhì)合成后的加工修飾。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第58頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三

(一)氨基酸活化是蛋白質(zhì)生物合成的預(yù)備階段氨基酸+tRNA+ATP氨基酰tRNA+AMP+PPi氨基酰-tRNA合成酶TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三﹑蛋白質(zhì)合成的一般過程第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第59頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三

(二)起始復(fù)合物是翻譯起始階段的“蛋白質(zhì)裝配機(jī)”起始階段：指大亞基、小亞基、mRNA和具有啟動作用的起始氨基酰-tRNA裝配為起始復(fù)合物的過程。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三﹑蛋白質(zhì)合成的一般過程第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第60頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三

大腸桿菌細(xì)胞翻譯起始復(fù)合物的形成大腸桿菌細(xì)胞翻譯起始復(fù)合物形成的過程：核糖體30S小亞基附著于mRNA起始信號部位。30S前起始復(fù)合物的形成。70S起始復(fù)合物的形成。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第61頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(三)肽鏈延長是多因子參與的核糖體循環(huán)過程

核糖體循環(huán)（ribosomecirculation）：肽鏈延長在核蛋白體上連續(xù)循環(huán)進(jìn)行，每經(jīng)過一個循環(huán)肽鏈增加一個氨基酸。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三﹑蛋白質(zhì)合成的一般過程第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第62頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(三)肽鏈延長是多因子參與的核糖體循環(huán)過程

核糖體循環(huán)包括三個步驟：進(jìn)位（registration）：特異的氨酰-tRNA進(jìn)入A位。成肽（peptideformation）：P位上的氨基酸連接到A位氨基酸的氨基，形成肽鍵。轉(zhuǎn)位（translocation）：核糖體沿mRNA5’端向3’端移動一個密碼子距離。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三﹑蛋白質(zhì)合成的一般過程第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第63頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(三)肽鏈延長是多因子

參與的核糖體循環(huán)過程

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三﹑蛋白質(zhì)合成的一般過程第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第64頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三

肽鏈合成的終止過程(四)肽鏈合成終止過程1.終止密碼的辨認(rèn)當(dāng)A位上出現(xiàn)終止密碼時，釋放因子識別并結(jié)合到A位上。2.肽鏈和mRNA等從核糖體上釋出3.核糖體大小亞基解聚TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三﹑蛋白質(zhì)合成的一般過程第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第65頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三多聚核糖體（polyribosome）：

多個核糖體結(jié)合到一個mRNA分子上，成串排列，形成蛋白質(zhì)合成的功能單位。多聚核糖體可以在一條mRNA鏈上同時合成多條相同的多肽鏈，大大提高了翻譯的效率。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第66頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三四、肽鏈合成后的加工修飾(一)一級結(jié)構(gòu)的修飾改變了多肽鏈氨基酸的性質(zhì)和組成肽鏈氨基端的修飾N-甲酰甲硫氨酸或甲硫氨酸的去除：甲?；?jīng)脫甲?；杆?，甲硫氨酸或者氨基端的一些氨基酸殘基由氨肽酶水解。新生多肽鏈不具有生物活性，需經(jīng)過化學(xué)修飾和加工處理才能形成具有天然構(gòu)象和生物學(xué)活性的功能蛋白。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第67頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三四、肽鏈合成后的加工修飾(一)一級結(jié)構(gòu)的修飾改變了多肽鏈氨基酸的性質(zhì)和組成2.共價修飾：磷酸化、糖基化、羥基化、甲基化、乙

?；投蜴I形成等。3.多肽鏈的水解修飾前體蛋白水解產(chǎn)生活性蛋白；多肽鏈經(jīng)水解后產(chǎn)生幾種不同的蛋白質(zhì)或多肽。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第68頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(二)高級結(jié)構(gòu)的修飾包括亞基聚合、多肽折疊和輔基

連接亞基聚合：許多蛋白質(zhì)由兩個以上亞基構(gòu)成，需要各亞基通過非共價鍵聚合成多聚體才能表現(xiàn)出完整的生物活性，如人血紅蛋白。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁四、肽鏈合成后的加工修飾第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第69頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(二)高級結(jié)構(gòu)的修飾包括亞基聚合、多肽折疊和輔基

連接多肽折疊：新生肽鏈必須逐步折疊成天然空間構(gòu)象才能成為有活性的功能蛋白，折疊過程需要分子伴侶參與。分子伴侶蛋白有兩類：

①蛋白因子

②

酶輔基連接：有些結(jié)合蛋白和帶輔基的酶，合成后需要結(jié)合相應(yīng)輔基，才能成為天然功能蛋白質(zhì)。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁四、肽鏈合成后的加工修飾第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第70頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)不斷地被降解和被新合成的蛋白質(zhì)取代。蛋白的降解在細(xì)胞的生理活動中發(fā)揮著不可替代的作用。真核細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的降解主要有兩種途徑：1.泛素-蛋白酶體（ubiquitin-proteasome）途徑

特點(diǎn)：細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)選擇性降解的重要途徑。五、蛋白質(zhì)的降解TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第71頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三1.泛素-蛋白酶體（ubiquitin-proteasome）途徑過程：

五、蛋白質(zhì)的降解E1激活泛素分子，需要ATP供能；E2將泛素結(jié)合在被降解的蛋白質(zhì)上；E3識別并釋放泛素化的蛋白質(zhì)；蛋白酶體降解泛素化的蛋白質(zhì)。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第72頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三蛋白質(zhì)降解的泛素化反應(yīng)TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第73頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三2.

溶酶體降解途徑特點(diǎn)：是非特異性蛋白質(zhì)降解途徑，蛋白質(zhì)在溶酶體通過ATP非依賴途徑被降解。過程：蛋白質(zhì)經(jīng)自噬形成自噬體，或內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞。經(jīng)溶酶體消化、分解為小分子氨基酸。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁五、蛋白質(zhì)的降解第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第74頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三第四節(jié)基因表達(dá)信息的調(diào)控一、基因表達(dá)的一般特點(diǎn)二、原核基因的表達(dá)調(diào)控三、真核基因的表達(dá)調(diào)控TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第75頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三基因表達(dá)的實(shí)質(zhì)：通過基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯，產(chǎn)生具有特異生物學(xué)功能的蛋白質(zhì)分子，賦予細(xì)胞或個體一定功能或形態(tài)表型。基因的表達(dá)受到嚴(yán)密和精確的調(diào)控。

基因表達(dá)的調(diào)控：正性調(diào)控（positiveregulation）：使基因表達(dá)量增加。負(fù)性調(diào)控（negativeregulation）：使基因表達(dá)量減少。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第76頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三一、基因表達(dá)的一般特點(diǎn)(一)基因表達(dá)具有時間性和空間性基因表達(dá)的時間特異性（temporalspecificity）：按照功能需要，某一特定基因表達(dá)嚴(yán)格按照一定的時間順序發(fā)生?；虮磉_(dá)的空間特異性（spatialspecificity）：一種基因產(chǎn)物在個體的不同組織或器官中表達(dá)，在個體的不同空間出現(xiàn)?；虮磉_(dá)具有嚴(yán)格的時間和空間特異性，這是由基因的啟動子等調(diào)控序列與調(diào)節(jié)蛋白相互作用決定的。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第77頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三1.組成性表達(dá)(constitutiveexpression)：不太受環(huán)境變動而變化的一類基因表達(dá)，如管家基因。(二)基因表達(dá)有組成性表達(dá)和可誘導(dǎo)/阻遏表達(dá)兩種

方式TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁一、基因表達(dá)的一般特點(diǎn)第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第78頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三2.適應(yīng)性表達(dá)(adaptiveexpression)：環(huán)境的變化容易使其表達(dá)水平變動的一類基因表達(dá)。可誘導(dǎo)的基因(induciblegene)：隨環(huán)境條件變化表達(dá)水平增高的基因。可阻遏的基因(repressiblegene)：隨環(huán)境條件變化表達(dá)水平降低的基因。(二)基因表達(dá)有組成性表達(dá)和可誘導(dǎo)/阻遏表達(dá)兩種

方式TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁一、基因表達(dá)的一般特點(diǎn)第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第79頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三二、原核基因的表達(dá)調(diào)控轉(zhuǎn)錄調(diào)控是原核生物基因表達(dá)調(diào)控的關(guān)鍵步驟。原核生物大多數(shù)基因表達(dá)調(diào)控是通過操縱子機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。操縱子（operon）由結(jié)構(gòu)基因和表達(dá)調(diào)控元件組成，是原核細(xì)胞中最常見的表達(dá)調(diào)控單位。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第80頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三二、原核基因的表達(dá)調(diào)控(一)大腸桿菌乳糖代謝相關(guān)基因組成乳糖操縱子TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第81頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三1.阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)控沒有乳糖的環(huán)境中，阻遏蛋白與操縱序列結(jié)合，阻礙RNA聚合酶與啟動子的結(jié)合，阻止基因的轉(zhuǎn)錄。有乳糖存在時，在β-半乳糖苷酶的催化下乳糖轉(zhuǎn)變?yōu)榘肴樘?，后者與阻遏蛋白結(jié)合，使阻遏蛋白與操縱序列解離，基因轉(zhuǎn)錄開放。(二)大腸桿菌的乳糖操縱子調(diào)控機(jī)制包括正、負(fù)調(diào)控

兩種方式TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁二、原核基因的表達(dá)調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第82頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(二)大腸桿菌的乳糖操縱子調(diào)控機(jī)制包括正、負(fù)調(diào)控

兩種方式TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁二、原核基因的表達(dá)調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第83頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三2.CAP的正性調(diào)控當(dāng)環(huán)境中無葡萄糖可供利用時，cAMP的含量增高，CAP與cAMP結(jié)合而活化，與乳糖操縱子的啟動子上游的CAP結(jié)合位點(diǎn)相結(jié)合，從而增強(qiáng)RNA聚合酶的轉(zhuǎn)錄活性。當(dāng)有葡萄糖可供分解利用時，cAMP濃度降低，CAP不能被活化，乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)基因表達(dá)下降。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(二)大腸桿菌的乳糖操縱子調(diào)控機(jī)制包括正、負(fù)調(diào)控

兩種方式二、原核基因的表達(dá)調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第84頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三2.CAP的正性調(diào)控TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(二)大腸桿菌的乳糖操縱子調(diào)控機(jī)制包括正、負(fù)調(diào)控

兩種方式二、原核基因的表達(dá)調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第85頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三三、真核基因的表達(dá)調(diào)控真核細(xì)胞基因表達(dá)調(diào)控可以在轉(zhuǎn)錄水平、RNA加工水平、RNA轉(zhuǎn)運(yùn)水平、mRNA降解水平、翻譯水平和蛋白質(zhì)活性水平上進(jìn)行。真核基因表達(dá)調(diào)控的途徑

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第86頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(一)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核細(xì)胞基因表達(dá)的主要控制點(diǎn)真核基因具有復(fù)雜的調(diào)控區(qū)，包括啟動子區(qū)和其他能調(diào)節(jié)基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子和基因調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合位點(diǎn)。基因表達(dá)的調(diào)節(jié)是通過反式作用因子與順式作用元件相互作用而實(shí)現(xiàn)的。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核基因的表達(dá)調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第87頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(一)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核細(xì)胞基因表達(dá)的主要控制點(diǎn)反式作用因子（trans-actingfactor）：基因表達(dá)調(diào)節(jié)蛋白。順式作用元件（cis-actingelement）：基因表達(dá)調(diào)節(jié)蛋白

所識別的DNA序列。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核基因的表達(dá)調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第88頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三真核細(xì)胞基因表達(dá)調(diào)控區(qū)示意圖

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第89頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三1.順式作用元件是能夠調(diào)控基因表達(dá)的特殊DNA序列真核基因的順式作用元件分為啟動子、增強(qiáng)子（enhancer）和沉默子（silencer）。啟動子：能被RNA聚合酶所識別并結(jié)合的特異性DNA序列，決定細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄起始。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核細(xì)胞基因表達(dá)的主要控制點(diǎn)三、真核基因的表達(dá)調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第90頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三1.順式作用元件是能夠調(diào)控基因表達(dá)的特殊DNA序列增強(qiáng)子：一種能增強(qiáng)真核細(xì)胞某些啟動子功能的調(diào)節(jié)序列，作用不受序列方向性的限制，大多位于上游。沉默子：基因表達(dá)的負(fù)性調(diào)控元件，對基因轉(zhuǎn)錄起阻遏作用，不受序列方向的影響，能遠(yuǎn)距離發(fā)揮作用。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核細(xì)胞基因表達(dá)的主要控制點(diǎn)三、真核基因的表達(dá)調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第91頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三增強(qiáng)子作用模式示意圖（A）沒有增強(qiáng)子存在時，基因轉(zhuǎn)錄維持在較低的基礎(chǔ)水平；（B）當(dāng)有增強(qiáng)子存在時，可以使轉(zhuǎn)錄水平升高。（C和D）增強(qiáng)子可以緊鄰啟動子上游也可位于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的上游或下游幾個kb處；（E）與轉(zhuǎn)錄方向相反的增強(qiáng)子也可刺激轉(zhuǎn)錄。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第92頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三2.反式作用因子通過順式作用元件調(diào)控基因的表達(dá)真核基因表達(dá)的調(diào)節(jié)蛋白，又稱轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子或轉(zhuǎn)錄因子。轉(zhuǎn)錄因子從功能上劃分為不同區(qū)域：①DNA結(jié)合域（DNAbindingdomain）；②轉(zhuǎn)錄激活域（activatingdomain）；③連接區(qū)：連接上兩個結(jié)構(gòu)域的部分。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核細(xì)胞基因表達(dá)的主要控制點(diǎn)三、真核基因的表達(dá)調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第93頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三2.反式作用因子通過順式作用元件調(diào)控基因的表達(dá)DNA結(jié)合域常見有以下幾種：①鋅指（zincfinger）結(jié)構(gòu)，是最常見的DNA結(jié)合域；②螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋（helix-turn-helix，HTH）；③螺旋-環(huán)-螺旋（helix-loop-helix，HLH）；④亮氨酸拉鏈（leucinezipper）。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核細(xì)胞基因表達(dá)的主要控制點(diǎn)三、真核基因的表達(dá)調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第94頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三一種典型的鋅指結(jié)構(gòu)

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第95頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三幾種其他常見的反式作用因子DNA結(jié)合域

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第96頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三3.真核細(xì)胞的阻遏蛋白阻遏蛋白（repressor）參與真核細(xì)胞基因表達(dá)的負(fù)性調(diào)控：通過與特定的DNA序列結(jié)合而抑制轉(zhuǎn)錄。通過干擾其他轉(zhuǎn)錄因子與DNA的結(jié)合來發(fā)揮抑制作用。通過競爭性阻止激活蛋白與啟動子或增強(qiáng)子的結(jié)合，抑制轉(zhuǎn)錄。通過蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)的相互作用來抑制轉(zhuǎn)錄。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核細(xì)胞基因表達(dá)的主要控制點(diǎn)三、真核基因的表達(dá)調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第97頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三4.染色質(zhì)結(jié)構(gòu)影響基因的轉(zhuǎn)錄基因表達(dá)激活需要將致密的染色質(zhì)展開，降低相鄰核小體間的聚集，增加轉(zhuǎn)錄因子的進(jìn)入，促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄。這種染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化過程通常稱為染色質(zhì)重塑（chromatinremolding）。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核細(xì)胞基因表達(dá)的主要控制點(diǎn)三、真核基因的表達(dá)調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第98頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三4.染色質(zhì)結(jié)構(gòu)影響基因的轉(zhuǎn)錄染色質(zhì)重塑是基因表達(dá)調(diào)控的主要方式：①依賴ATP的物理修飾：以ATP水解釋放的能量，使組蛋白和DNA的構(gòu)象發(fā)生局部改變，該過程主要通過依賴ATP的染色質(zhì)重塑復(fù)合體或染色質(zhì)重建子（remodeler）來完成。②組蛋白的共價化學(xué)修飾：在組蛋白上進(jìn)行化學(xué)修飾，如組蛋白的乙?；?、甲基化、磷酸化、泛素化、sumo化（sumoylation）和糖基化等。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核細(xì)胞基因表達(dá)的主要控制點(diǎn)三、真核基因的表達(dá)調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第99頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三真核細(xì)胞中基因活化蛋白通過影響局部染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)而激活轉(zhuǎn)錄

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第100頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三組蛋白修飾的一般概念和常見標(biāo)記TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第101頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三5.非編碼RNA能夠調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄除了轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白以外，一些非編碼RNA分子也能調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄，如微小RNA。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核細(xì)胞基因表達(dá)的主要控制點(diǎn)三、真核基因的表達(dá)調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第102頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三5.非編碼RNA能夠調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄miRNA調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁(一)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控是真核細(xì)胞基因表達(dá)的主要控制點(diǎn)三、真核基因的表達(dá)調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第103頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(二)RNA加工水平調(diào)控的主要途徑是剪接多數(shù)真核細(xì)胞的mRNA前體分子經(jīng)剪接去除內(nèi)含子后形成一種成熟的mRNA，并翻譯成一條相應(yīng)的多肽鏈，這種RNA剪接方式稱為常規(guī)剪接（constitutivesplicing）。

TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核基因的表達(dá)調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第104頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(二)RNA加工水平調(diào)控的主要途徑是剪接在特定條件下，剪接發(fā)生在兩個內(nèi)含子之間，即某個內(nèi)含子的5′端與另一個內(nèi)含子的3′端進(jìn)行剪接，刪除這兩個內(nèi)含子及其中間的全部外顯子或內(nèi)含子，這種剪接稱為RNA可變剪接（alternativesplicing）。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核基因的表達(dá)調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第105頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三mRNA前體可變剪接示意圖TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第106頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三(三)真核細(xì)胞基因表達(dá)的翻譯水平調(diào)控與起始因子

磷酸化密切相關(guān)真核細(xì)胞翻譯水平調(diào)節(jié)點(diǎn)主要在翻譯起始階段和延長階段，尤其是起始階段。通過磷酸化調(diào)節(jié)起始因子活性對起始階段有重要的控制作用。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁三、真核基因的表達(dá)調(diào)控第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第107頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三第五節(jié)基因的信息傳遞與醫(yī)學(xué)一、基因表達(dá)調(diào)控異常與疾病二、蛋白質(zhì)降解異常與疾病三、基于原核生物和真核生物蛋白質(zhì)合成體

系差異的藥物研制TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第108頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三一、基因表達(dá)調(diào)控異常與疾病基因表達(dá)調(diào)控是高度有序的多級調(diào)控過程，在基因表達(dá)的過程中任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯誤都可能影響基因的正常表達(dá)，從而引發(fā)疾病。轉(zhuǎn)錄因子突變與疾病的發(fā)生密切相關(guān)：

轉(zhuǎn)錄因子TBX5顯性突變——心手綜合征（HoltOramsyndrome，HOS）；

轉(zhuǎn)錄因子PAX3顯性突變——

Waardenburg綜合征?型（WS1）；TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第109頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三一、基因表達(dá)調(diào)控異常與疾病轉(zhuǎn)錄因子突變與疾病的發(fā)生密切相關(guān)：轉(zhuǎn)錄因子NKX2-1突變——中樞神經(jīng)、甲狀腺及肺機(jī)能等多方面的復(fù)雜癥狀；

鋅指類轉(zhuǎn)錄因子GATA3突變——血內(nèi)甲狀旁腺素水平降低、感神經(jīng)性耳聾和腎臟發(fā)育不良。TransmissionofGeneticInformationandProteinSynthesis退出首頁第九章基因信息的傳遞與蛋白質(zhì)合成第110頁，講稿共119頁，2023年5月2日，星期三二、蛋白質(zhì)降解異常