B细胞核与遗传信息的流向

1、 一、原核细胞基因的结构一、原核细胞基因的结构 以大肠杆菌基因组为例 vDNA分子：拟核中的双股环状DNA，分子量 2.4109，长4106 bp ，约含30004000 个基因。质粒：环状DNA，带有少量基因， 如对抗菌素、重金属有抗性的基因。 v绝大部分是编码序列。 结构基因（structural gene)：编码蛋白质 或酶的基因 vGene 是单拷贝，基因与基因不重叠。 v有操纵子结构。即编码功能相关的几种蛋白质的 基因往往成簇排列，形成转录功能单元，一起转 录，一起翻译。 一、原核细胞基因的结构一、原核细胞基因的结构 大肠杆菌乳糖代谢有关的大肠杆菌乳糖代谢有关的 三个结构基因三个结构

2、基因 vZ: -半乳糖苷酶 vY：-半乳糖苷透性酶 vA：-半乳糖苷乙酰化酶 v编码这三个酶的结构基因相邻排列。 二、原核细胞基因的转录二、原核细胞基因的转录 v对于任一个特定的基因，对于任一个特定的基因，DNA双链分子中只有一条链双链分子中只有一条链 带有遗传信息，称为带有遗传信息，称为编码链编码链(coding strand)，与之互，与之互 补的称为补的称为反编码链反编码链(anticoding strand)。 v转录转录(transcription)：在：在RNA聚合酶的催化下，以聚合酶的催化下，以 DNA的反编码链为模板，按照碱基互补配对原则，以的反编码链为模板，按照碱基互补配对原

3、则，以 四种四种rNTPs为原料合成为原料合成RNA的过程。的过程。 ： 因子 全酶 核心酶（2 4个亚基） v因子（起始因子）：识别原核细胞结构基因 上游的启动子，负责RNA合成的起始。 v核心酶： 2 四个亚基，核心酶能够催化 转录RNA，核心酶与因子相结合成为全酶 RNA聚合酶转录过程示意图 lRNA聚合酶与启 动子结合 l转录的起始 lRNA链的延长 l转录的终止 转录过程转录过程 转录后的加工转录后的加工 v原核细胞mRNA一般不需要经过加工，转录 之后即为有功能的mRNA。 rRNArRNA的加工的加工 vrRNA基因的初级转录产物经剪切形成3种rRNA （5S、16S、23 Sr

4、RNA）,某些碱基被甲基化。 tRNAtRNA分子的加工分子的加工 v切除3 端的附加序 列 v在3末端加上CCA三 个核苷酸 v酶促修饰成稀有碱 基，如假尿嘧啶 ( (二二) )原核细胞基因表达的调控原核细胞基因表达的调控 v基因表达：遗传信息通过转录和翻译合成 特 定蛋白质的过程 v大多数基因表达的调控是在转录水平上进行的 乳糖操纵子乳糖操纵子 操纵基因（操纵基因（operator gene）：位于结构基因的上游 的一段核苷酸序列，有控制结构基因转录的作用。 启动子（promoter）:位于操纵基因上游的一段特殊 的核苷酸序列，是RNA聚合酶的识别和结合部位。 调节基因调节基因（regul

5、ator gene）：编码某种调节蛋 白（阻遏蛋白），调节操纵子的活动。 负调节：负调节：阻遏蛋白与操纵基因结合后对于结构 基因的转录起阻止作用，这种调节方式称为负 调节。 正调节：正调节：代谢物激活蛋白（catabolite activator protein, CAP）与启动子结合后可以增强结构基因 的转录活动，这种调节方式称为正调节 是指基因内部具 有编码意义的碱基序列。 GTAG法则：内含子的5端多以 GT开始，3端多以 AG结 束，称 GTAG法则。 真核基因的共同结构 启动子启动子 4 4终止子：终止子： v加尾： 由多聚腺苷酸聚合酶 催化，在mRNA3端 加上50250个腺苷 酸

6、残基，形成多聚腺 苷酸(称poly A)的尾 巴 。加尾可防止被磷 酸酶水解，能延长 mRNA的寿命。 遗传密码 All the triplet codons have meaning: 61 represent amino acids, and 3 cause termination (STOP). 遗传信息翻译遗传信息翻译 遗传密码的三个特点：遗传密码的三个特点： 通用型；简并性；阅读的无间隔性通用型；简并性；阅读的无间隔性 Wobble hypothesis accounts for the ability of a tRNA to recognize more than one cod

7、on by unusual (non-GC, non-AT) pairing with the third base of a codon. Codon-anticodon recognition involves wobbling 密码子与反密码子配对的摆动假说密码子与反密码子配对的摆动假说 第三节第三节 tRNA的结构和功能的结构和功能 一一. tRNA的结构的结构 （一）三叶草型的二维结构 v(1)各种tRNA均含有7080个碱基，其中22个碱 基是恒定的。 v(2) 5端和3端配对（常为7bp）形成茎区，称为 受体臂受体臂（acceptor arm）或称氨基酸臂氨基酸臂 。在3 端永远

8、是4个碱基（XCCA）的单链区，在其末 端有2-OH或3-OH，是被氨基酰化位点。此臂 负责携带特异的氨基酸。 v（3）TC常由5bp的茎和7Nt和环组成。此臂负责 和核糖体上的rRNA 识别结合； v (4)反密码子臂反密码子臂(anticodon arm)常由5bp的茎区和 7Nt的环区组成，它负责对密码子的识别与配对。 v (5)D环环 (D arm)的茎区长度常为4bp，也称双氢尿 嘧啶环。负责和氨基酰tRNA聚合酶结合; v (6)额外环额外环(extra arm)可变性大，从4 Nt到21 Nt不 等，其功能是在tRNA的L型三维结构中负责连接两 个区域（D环反密码子环和TC-受体

9、臂）。 转录水平的调控 一顺式作用元件和反式作用因子元件： 顺式作用因子元件： (1) 核心启动子成分 ， 如 TATA 框 ； (2) 上游启动子分 ，如 CAAT框 ,GC框 ; (3) 远上游顺序 ：如增强子 ，减弱子 、 静 息 子 ,酵 母 的 UAS （ upstreamactivator sequences）等。 反式作用因子可以分为3类； (1) 通用反式作用因子通用反式作用因子，主要识别启动子的核 心启动成分，如TBP； （2）特殊组织与细胞中的反式作用因子，如淋巴细 胞中的Oct-2； （3）和反应性元件反应性元件（response elenents）相结合的反 式作用因子

10、。 如HSE（热休克反应元件，heat shock response element）， GRE（糖皮质激素反应元件glucocorticoid response element）； MRE（金属反应元件，metal response element）； TRE（肿瘤诱导剂反应元件，tumorgenic agent response element); (一) 蛋白质直接和DNA结合 1. 螺旋转角螺旋螺旋转角螺旋（Helix-turn-helix, HTH）： 如LacO的R蛋白，的CI，Cro蛋白， 涉及酵母交配型的a1和a2蛋白。真核 生物中的Oct-1和Oct-2； 2.锌指结构锌指结构（zinc fimger） 单个的锌指保守序列是：单个的锌指保守序列是：Cys-X2-4-Cys- X3-Phe-X5- Leu-X2-His-X2-His 型型: 2Cys/2His : TF IIIA, SP1 型型: 2cy