现代分子生物学课件

疾病与人类健康现代科学认为，疾病的发生直接或间接与基因有关人类疾病都是：“基因病”经典单基因病多基因病获得性基因病经典单基因病：主要病因是某个基因位点上产生了缺陷等位基因，如：地中海贫血、白化病多基因病：涉及多个基因及调控这些基因表达的环境因子之间的相互作用，如：高血压、糖尿病获得性基因病：主要是由病源微生物感染引起的传染病，如肝炎、艾滋病肿瘤与癌症人免疫缺损病毒——HIV乙型肝炎病毒——HBVContents第一节肿瘤与癌症内容提要：癌基因(oncogene)反转录病毒致癌基因细胞转化基因抑癌基因(tumorsuppressorgene)

一、癌基因癌基因的分类病毒癌基因：(virusoncogene,v-onc)DNA病毒、RNA病毒（反转录病毒）细胞转化基因：(cellular-oncogene,c-onc)

(一)反转录病毒致癌基因（P294）Rous于1911年首先发现鸡肉瘤病毒（后称劳斯肉瘤病毒RSV），研究证明它是一种反转录病毒，在接种给鸡后诱发肉瘤1966年，85岁的劳斯获得诺贝尔奖。1、反转录病毒颗粒结构

调节和启动转录

LTR

gag

pol

env

src

LTR

长末端重复序列癌基因正常的病毒基因产生病毒表面糖蛋白产生逆转录酶和整合酶

产生病毒垮膜蛋白2、反转录病毒基因组结构产生p60src蛋白质，磷酸化蛋白。靶蛋白磷酸化（P295）3、反转录病毒的复制LTRLTRGAGPOLENVLTRLTRGAGPOLENVONC4、反转录病毒癌基因（v-onc)的起源（P296）目录断裂基因完整的没有断裂的可读框

(二)细胞转化基因

细胞转化基因实质上就是由一类原癌基因突变而来。当原癌基因在某些外界因素（如放射线、化学致癌物等）的作用下，发生数量和结构上的微细变化，形成了致癌性的细胞转化基因，从而使正常细胞转化为肿瘤细胞。

原癌基因是细胞内与细胞增殖相关的正常基因，是维持机体正常生命活动所必须的，在进化上高等保守。

当原癌基因的结构或调控区发生变异，基因产物增多或活性增强时，使细胞过度增殖，从而形成肿瘤。

1、原癌基因原癌基因的特点:广泛存在于生物界中；基因序列高度保守；作用通过其产物蛋白质来体现；

正常情况下表达水平很低;被激活后，形成致癌性的细胞转化基因。原癌基因的分类：根据原癌基因产物在细胞中的位置，可分为：●与膜结合的蛋白，如src基因产物；●可溶性蛋白，如mos基因产物；●核蛋白，如myc基因产物。根据原癌基因表达产物的功能，可分为：●蛋白激酶类，如Src家族（酪氨酸蛋白激酶类）●生长因子类●生长因子受体类●GTP结合蛋白类，如Ras家族●核蛋白类（DNA结合蛋白），如Myc家族●未知功能类原癌基因：单拷贝、正常情况下低水平表达或根本不表达癌基因？？当原癌基因的结构或调控区发生变异，基因产物增多或活性增强时，使细胞过度增殖，从而形成肿瘤。碱基缺失或单碱基突变基因扩增染色体重排蛋白质活性大大提高蛋白质未变化，但总量大大提高增强子功能使癌基因高效表达与强启动子基因相融合，提高癌基因表达效率

原癌基因2、原癌基因的激活机制（P302）（1）点突变（2）LTR（longterminalrepeat)插入强启动子（3）基因重排（rearrange)（4）缺失（Deletion）oncogene(-)cancer一些原癌基因5’上游存在负调控序列，该序列的缺失或突变，则丧失抑制癌基因表达的能力。Brukitt淋巴瘤中c-myc因负调控序列缺失或LTR插入而增强表达。（5）基因扩增

蛋白质结构未变化，但总量大大提高基因扩增

原癌基因使每个细胞中基因拷贝数增加，从而直接增加可用的转录模板数以增加基因表达。3、基因互作与癌基因表达（1）染色体构象对原癌基因表达的影响基因表达不仅取决于基因本身及其相邻区域的一级结构，也取决于其空间构象，即基因在染色体上的空间排列和染色质的结构。当两个基因相距太近时，往往不易形成有利于高效转录的空间结构。基因领域：基因与基因之间的间隔距离基因领域效应：同一DNA链上两个具有相同转录方向的基因间隔小于一定长度时，影响有效转录所必需的染色质结构的形成，从而使这两个基因中的一个或两个均不能转录或转录活性显著降低。0.3kb-5kb，最佳间隔距离与两个基因的总长度成正相关。（2）原癌基因终产物对基因表达的调控某种原癌基因产物对另一种原癌基因表达的调控作用；某种原癌基因产物对自身表达的反馈调控作用癌基因产物通过介质传递生长刺激信号的部位有3处：①癌基因产物本身模拟了生长因子，因而与相应的受体作用，以自分泌的方式刺激细胞生长；②癌基因产物模拟了已结合配体的生长因子受体，从而在无外源生长因子时提供了促进细胞分裂的信号；③癌基因产物作用于细胞内生长控制途径，解除此途径对外源刺激信号的需求。（3）抑癌基因产物对原癌基因的调控

（4）外源信号对原癌基因表达的影响第一节肿瘤与癌症内容提要：癌基因(oncogene)反转录病毒致癌基因细胞转化基因抑癌基因(tumorsuppressorgene)

二、抑癌基因抑癌基因(tumorsuppressorgene)

/隐性癌基因：是一种抑制细胞生长和肿瘤形成的基因。如：Rb抑癌基因、抑癌基因p53抑癌基因与原癌基因在生物学上有以下几点差异：①在功能上，抑癌基因起负调控作用，而原癌基因起正调控作用；②在遗传方式上，原癌基因是显性的，而抑癌基因在细胞水平上是隐性的，③在突变发生的细胞类型上，抑癌基因突变可以发生在体细胞中，也可能发生在生殖细胞中并通过生殖细胞得到遗传。原癌基因突变只发生在体细胞中。癌症的多阶段发生学说(multi-stage)肿瘤与癌症人免疫缺损病毒——HIV乙型肝炎病毒——HBVContents第二节人免疫缺损病毒——HIVHIV病毒粒子的形态结构HIV基因组及其编码的蛋白HIV的复制P24CapsidproteinP18Matrixprotein一、HIV病毒粒子的形态结构二、HIV基因组及其编码的蛋白编码病毒的核心蛋白编码反转录酶、整合酶和蛋白酶编码外膜蛋白TATandREVareessentialforHIVreplication

GAGgene-p55p17:innersurfacep24:nucleocapsidp9:nucleocapsidassociatedwithRNAPolymerase(reversetranscriptase)2.Integrase3.Protease(cutspolyproteins)

POLgeneMembrane:hostderivedTwoglycoproteins:gp160gp120andgp41gp41isfusogenthatspansthemembranegp120gp41ENVGenecoding三、HIV的复制TheLifeCycleofHIV1.Virusdestroysthecellasaresultofbudding肿瘤与癌症人免疫缺损病毒——HIV乙型肝炎病毒——HBVContents第三节乙型肝炎病毒——HBV

一、HBV基因组结构双链部分环状结构：两链长短不一短链和长链的5′端通过240bp配对维持环状结构长链(L)完整、恒定，3.2Kb，负链短链(S)为正链，长度可变，约为长链长度的50～80%两条链互补区两恻各有一个11个碱基的直接重复序列，称DR1和DR2二、HBV的复制dsDNA,不是通过半保留复制方式复制染色体与DNA

染色体

DNA的结构

DNA的复制

DNA的修复

DNA的转座一、染色体（Chromosome)

内容提要：细胞周期染色体与染色质染色体的结构和组成（原核生物、真核生物）核小体原核生物和真核生物基因组结构特点比较

（一）细胞周期（二）染色体与染色质染色体（chromosome）是细胞在有丝分裂时遗传物质存在的特定形式，是间期细胞染色质结构紧密包装的结果。真核生物的染色体在细胞生活周期的大部分时间里都是以染色质(chromatin)的形式存在的。染色质是一种纤维状结构，叫做染色质丝，它是由最基本的单位—核小体(nucleosome)成串排列而成的。（三）染色体的结构和组成原核生物(prokaryote)

{组蛋白：H1H2AH2BH3H4非组蛋白}核小体{DNA蛋白质染色体真核生物染色体的组成组蛋白的一般特性：■进化上的保守性保守程度：H1H2A、H2BH3、H41、组蛋白上海生化所分子遗传学1998年试题：在真核生物核内。五种组蛋白（H1H2AH2BH3和H4）在进化过程中，H4极为保守，H2A最不保守（）■无组织特异性■肽链氨基酸分布的不对称性■H5组蛋白的特殊性：富含赖氨酸（24%）■组蛋白的可修饰性简述真核生物染色体上组蛋白的种类，组蛋白修饰的种类及其生物学意义中国科学院2003年硕士研究生入学《生物化学与分子生物学》试题

在细胞周期特定时间可发生甲基化、乙酰化、磷酸化和ADP核糖基化等。H3、H4修饰作用较普遍，H2B有乙酰化作用、H1有磷酸化作用。所有这些修饰作用都有一个共同的特点，即降低组蛋白所携带的正电荷。这些组蛋白修饰的意义：一是改变染色体的结构，直接影响转录活性；二是核小体表面发生改变，使其他调控蛋白易于和染色质相互接触，从而间接影响转录活性。组蛋白的可修饰性1)DNA的变性和复性

■变性（Denaturation)

DNA双链的氢键断裂，最后完全变成单链的过程称为变性。

■增色效应(Hyperchromaticeffect)在变性过程中，260nm紫外线吸收值先缓慢上升，当达到某一温度时骤然上升，称为增色效应。2、DNA■融解温度（MeltingtemperatureTm)变性过程紫外线吸收值增加的中点称为融解温度。生理条件下为85-95℃影响因素：G+C含量，pH值，离子强度，尿素，甲跣胺等■复性（Renaturation)热变性的DNA缓慢冷却，单链恢复成双链。■减色效应（Hypochromaticeffect)

随着DNA的复性，260nm紫外线吸收值降低的现象。

2)C值反常现象（C-valueparadox)C值是一种生物的单倍体基因组DNA的总量。

真核细胞基因组的最大特点是它含有大量的重复序列，而且功能DNA序列大多被不编码蛋白质的非功能DNA所隔开，这就是著名的“C值反常现象”。

C值矛盾简述DNA的C值以及C值矛盾（CValueparadox）.中科院上海生化所98年上海第二军医大：C值矛盾（四）核小体(nucleosome)Nucleosome、chromosome、genome中科院2002年硕士学位研究生入学分子遗传学试题1、定义：用于包装染色质的结构单位，是由DNA链缠绕一个组蛋白核构成的。

2、核小体的结构核心颗粒、连接区DNA中国科学院上海生化与细胞所2002年招收硕士研究生分子遗传学入学考试：简述真核细胞内核小体与核小体核心颗粒的结构。

3、染色体的包装—超螺旋结构6.8:140:11000:18000:1DNAdoublehelixNucleosome(10nmfiber)30nmFiberLoopsILoopsIIchromosome上海第二军医大硕士研究生入学考试试题：基因组的特点（真核、原核比较）（五）原核生物和真核生物基因组结构特点比较

●基因组很小，大多只有一条染色体●

结构简炼●存在转录单元(trnascriptionaloperon)

多顺反子(polycistron)X174D-E-J-F-G-HmRNA蛋白J、F、GHDEE.coli色氨酸操纵子9个顺反子9个酶(第六章)1、原核生物基因组结构特点

●有重叠基因（Sanger发现）基因内基因部分重叠基因一个碱基重叠2、真核生物基因组结构特点●真核基因组结构庞大

3×109bp、染色质、核膜●单顺反子●基因不连续性断裂基因（interruptedgene）、内含子(intron)、外显子(exon)●非编码区较多多于编码序列(9:1)●含有大量重复序列■不重复序列/单一序列：在基因组中有一个或几个拷贝。真核生物的大多数基因在单倍体中都是单拷贝的。如：蛋清蛋白、血红蛋白等功能：主要是编码蛋白质。

■中度重复序列：在基因组中的拷贝数为101~104。如：rRNA、tRNA

一般是不编码蛋白质的序列，在调控基因表达中起重要作用

根据DNA复性动力学研究，DNA序列可以分成哪几种类型？并加以举例说明。(2001年上海生化所）■高度重复序列：拷贝数达到几百个到几百万个。

●卫星DNA：A·T含量很高的简单高度重复序列。第二章染色体与DNA

染色体

DNA的结构

DNA的复制

DNA的修复

DNA的转座二、DNA的结构1）

概念指4种脱氧核苷酸的连接及其排列顺序，DNA序列是这一概念的简称。碱基序列1、DNA的一级结构2）特征：●双链反向平行配对而成●脱氧核糖和磷酸交替连接，构成DNA骨架，碱基排在内侧●内侧碱基通过氢键互补形成碱基对（A：T，C：G）。3）DNA结构的表示法2、DNA的二级结构1）定义：指两条多核苷酸链反向平行盘绕所产生的双螺旋结构。

绕DNA双螺旋表面上出现的螺旋槽（沟），宽的沟称为大沟，窄沟称为小沟。大沟，小沟都、是由于碱基对堆积和糖-磷酸骨架扭转造成的。

DNA双螺旋模型是哪年由谁提出的?简述其基本内容.为什么说该模型的提出是分子生物学发展史上的里程碑,具有划时代的贡献?

浙江大学医学院2003生物化学（硕士）2）分类：右手螺旋：A-DNA，B-DNA左手螺旋：Z-DNAABZABZ3、DNA的高级结构1）定义：指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构。是一种比双螺旋更高层次的空间构象。2）主要形式：超螺旋结构（正超螺旋和负超螺旋）线状DNA形成的超螺旋环状DNA形成的超螺旋拓扑异构酶or溴化乙锭拓扑异构酶or溴化乙锭DNA扭曲与双螺旋相同（拧紧）DNA扭曲与双螺旋相反（松开）负超螺旋松弛DNA正超螺旋第二章染色体与DNA

染色体

DNA的结构

DNA的复制

DNA的修复

DNA的转座三、DNA的复制内容提要：●DNA的半保留复制●与DNA复制有关的物质●DNA的复制过程（大肠杆菌为例）●DNA复制的其它方式●真核生物中DNA的复制特点1、定义：由亲代DNA生成子代DNA时，每个新形成的子代DNA中，一条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种复制方式称半保留复制。（一）DNA的半保留复制（semi-conservativereplication）Semi-conservativeConservativeDispersive中国科学院上海生化与细胞所2002年招收硕士研究生分子遗传学入学考试：请设计一个实验来证明DNA复制是以半保留方式进行的（8分）。2、实验证据（1958Meselson和Stahl）：

MatthewMesselsonFranklinStahl“Heavy”DNA“Hybrid”

DNA“light”DNA“Hybrid”DNA3、DNA半保留复制的生物学意义：

DNA的半保留复制表明DNA在代谢上的稳定性，保证亲代的遗传信息稳定地传递给后代。

（二）与DNA复制有关的物质1、原料：四种脱氧核苷三磷酸（dATP、dGTP、dCTP、dTTP)2、模板：以DNA的两条链为模板链，合成子代DNA3、引物：DNA的合成需要一段RNA链作为引物4、引物合成酶（引发酶）：此酶以DNA为模板合成一段RNA,这段RNA作为合成DNA的引物（Primer)。实质是以DNA为模板的RNA聚合酶。5、DNA聚合酶:以DNA为模板的DNA合成酶●以四种脱氧核苷酸三磷酸为底物●反应需要有模板的指导●反应需要有3

-OH存在●DNA链的合成方向为5

3

性质聚合酶Ⅰ聚合酶Ⅱ聚合酶Ⅲ3'5'外切活性+++5'3'外切活性+--5'3'聚合活性+中+很低+很高新生链合成--+主要是对DNA损伤的修复；以及在DNA复制时切除RNA引物并填补其留下的空隙。修复紫外光引起的DNA损伤DNA复制的主要聚合酶，还具有3’-5‘外切酶的校对功能，提高DNA复制的保真性原核生物中的DNA聚合酶(大肠杆菌）

α

β

γ

δ

ε定位细胞核细胞核线粒体细胞核细胞核3‘-5’外切--+++酶活性功能引物合成修复作用线粒体DNA的复制核DNA的复制？真核生物中的DNA聚合酶

6、DNA连接酶（1967年发现）：若双链DNA中一条链有切口，一端是3’-OH，另一端是5‘-磷酸基，连接酶可催化这两端形成磷酸二酯键，而使切口连接。但是它不能将两条游离的DNA单链连接起来

DNA连接酶在DNA复制、损伤修复、重组等过程中起重要作用3‘5‘3‘5‘OHP7、DNA拓扑异构酶(DNATopisomerase)：拓扑异构酶І：使DNA一条链发生断裂和再连接，作用是松解负超螺旋。主要集中在活性转录区，同转录有关。

例：大肠杆菌中的ε蛋白拓扑异构酶Π：该酶能暂时性地切断和重新连接双链DNA，作用是将负超螺旋引入DNA分子。同复制有关。例：大肠杆菌中的DNA旋转酶上海生化所1998年分子遗传学试题：拓扑异构酶8、DNA解螺旋酶/解链酶（DNAhelicase)

通过水解ATP获得能量来解开双链DNA。E.coli中的rep蛋白就是解螺旋酶，还有解螺旋酶I、II、III。rep蛋白沿3’

5’移动，而解螺旋酶I、II、III沿5’

3’移动。9、单链结合蛋白(SSBP-single-strandbindingprotein)：稳定已被解开的DNA单链，阻止复性和保护单链不被核酸酶降解。（三）DNA的复制过程（大肠杆菌为例）双链的解开

RNA引物的合成

DNA链的延伸切除RNA引物，填补缺口，连接相邻的DNA片段1、双链的解开

DNA的复制有特定的起始位点，叫做复制原点。ori(或o）、富含A、T的区段。基本概念：

上海生化所1998年分子遗传学试题：真核生物复制起始点的特征包括（）A富含GC区B富含AT区CZDNAD无明显特征

从复制原点到终点，组成一个复制单位，叫复制子复制时，解链酶等先将DNA的一段双链解开，形成复制点，这个复制点的形状象一个叉子，故称为复制叉复制叉复制叉复制方向和速度：

单起点、双向等速多起点、双向等速双链解开、复制起始大约20个DnaA蛋白在ATP的作用下与oriC处的4个9bp保守序列相结合在HU蛋白和ATP的共同作用下,Dna复制起始复合物使3个13bp直接重复序列变性,形成开链解链酶六体分别与单链DNA相结合(需DnaC帮助),进一步解开DNA双链2、RNA引物的合成DnaB蛋白活化引物合成酶，引发RNA引物的合成。引物长度约为几个至10个核苷酸，基因组DNA复制时，先导链的引物是DNA，后随链的引物是RNA(-)

2002年上海生化与细胞所DNA的半不连续复制（semi-discontinuousreplication)DNA复制时其中一条子链的合成是连续的，而另一条子链的合成是不连续的，故称半不连续复制。在DNA复制时，合成方向与复制叉移动的方向一致并连续合成的链为前导链；合成方向与复制叉移动的方向相反，形成许多不连续的片段，最后再连成一条完整的DNA链为滞后链。3、DNA链的延伸在DNA复制过程中，前导链能连续合成，而滞后链只能是断续的合成5

3

的多个短片段，这些不连续的小片段称为冈崎片段。华中科技大学2004年生物化学与分子生物学硕士研究生入学试题名词解释：冈崎片段（3分）武汉大学2003年硕士研究生入学分子生物学试题：Replicon、

semi-conservativereplication

华中科技大学2004年生物化学与分子生物学硕士研究生入学试题原核DNA合成酶中（）的主要功能是合成前导链和冈崎片段A、DNA聚合酶ⅠB、DNA聚合酶ⅡC、DNA聚合酶ⅢD、引物酶4、切除RNA引物，填补缺口，连接相邻的DNA片段（复制终止）在DNA聚合酶Ⅰ催化下切除RNA引物；留下的空隙由DNA聚合酶Ⅰ催化合成一段DNA填补上；在DNA连接酶作用下，连接相邻的DNA链双链环状、θ型复制、双向等速（四）DNA复制的其它方式滚环型：单向复制的特殊方式如：ΦΧ174的双链环状DNA复制型（RF）（1）模板链和新合成的链分开;（2）不需RNA引物，在正链3‘－OH上延伸（3）只有一个复制叉;

D环复制单向复制的特殊方式如：动物线粒体DNA（五）真核生物中DNA的复制特点1、真核生物每条染色体上有多个复制起点，多复制子2、真核生物染色体在全部复制完之前,各个起始点不再重新开始DNA复制；而在快速生长的原核生物中，复制起点可以连续开始新的复制(多复制叉)。真核生物快速生长时，往往采用更多的复制起点。3、真核生物有多种DNA聚合酶。第二章染色体与DNA

染色体

DNA的结构

DNA的复制

DNA的修复

DNA的转座四、DNA的修复DNA修复系统功能错配修复恢复错配碱基切除修复切除突变的碱基核甘酸切除修复修复被破坏的DNADNA直接修复修复嘧啶二体或甲基化DNA

扼要说明细胞中DNA修复系统有哪几种（8分）中国科学院2002年硕士学位研究生入学分子遗传学试题1、错配修复●Dam甲基化酶使母链位于5’GATC序列中腺甘酸甲基化●甲基化紧随在DNA复制之后进行●根据复制叉上DNA甲基化程度，切除尚未甲基化的子链上的错配碱基

根据母链甲基化原则找出错配碱基的示意图发现错配碱基在水解ATP的作用下，MutS，MutL与碱基错配点的DNA双链结合MutS-MutL在DNA双链上移动，发现甲基化DNA后由MutH切开非甲基化的子链

甲基化指导的错配修复示意图错配碱基位于切口3’下游端，错配碱基位于切口5’上游端，2、碱基切除修复一些碱基在自发或悠变下会发生脱酰胺，然后改变配对性质，造成氨基转换突变腺嘌呤变为次黄嘌呤与胞嘧啶配对鸟嘌呤变为黄嘌呤与胞嘧啶配对胞嘧啶变为尿嘧啶与腺嘌呤配对胞嘧啶去氨基生成尿嘧啶如果复制发生就会产生一个突变.糖甘水解酶识别改变了的碱基，把碱基从N-β-糖苷键处切下来，在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点，统称为AP位点。由AP磷酸内切酶将受损核甘酸的糖甘-磷酸键切开。DNA连接酶连接利用DNA聚合酶I切除损伤部位，补上核苷酸3、核苷酸切除修复1）通过特异的核酸内切酶识别损伤部位2）由酶的复合物在损伤的两边切除几个核苷酸3）DNA聚合酶以母链为模板复制合成新子链4）DNA连接酶将切口补平识别损伤部位损伤的两边切除几个核苷酸DNA聚合酶以母链为模板复制合成新子链DNA连接酶将切口补平4、DNA的直接修复在DNA光解酶的作用下将环丁烷胸腺嘧啶二体和6-4光化物还原成为单体甲基转移酶使O6-甲基鸟嘌呤脱甲基生成鸟嘌呤，防止G-T配对

上海生化所1998年分子遗传学试题：DNA修复系统的作用是保证DNA序列不发生任何变化（）第二章染色体与DNA

染色体

DNA的结构

DNA的复制

DNA的修复

DNA的转座五、DNA的转座（一）基本概念：DNA的转座：由可移位因子介导的遗传物质重排现象。转座子（transposon）：存在与染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。（二）转座子的类型和结构特征原核生物转座子的类型：1、插入序列(insertionalsequence,IS)2、复合转座子(compositetransposon)3、TnA家族1、插入序列(IS)IS是最简单的转座子，不含有任何宿主基因，它们是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分。

λ：：IS1复合转座子是一类带有某些抗药性基因（或其他宿主基因）的转座子，其两翼往往是两个相同或高度同源的IS序列2、复合转座子(compositetransposon)(三）转座作用的机制复制性转座子非复制性转座子上海生化所1998年分子遗传学试题：转座过程通常是指DNA中的一段特殊序列（转座元）在转座酶以及其它蛋白因子的作用下，从DNA分子中的一个位置被搬移到另一位置或另一DNA分子中（）

Tn10转座到一个新的DNA靶点时，在靶点两侧形成倒转重复序列。(-)2002年上海生化与细胞所华中科技大学2004年生物化学与分子生物学硕士研究生入学试题利用自己的位点专一重组酶把自己从寄主基因组中的一个地方移到另一个地方的遗传元件叫（）A、启动子B、转座子C、T-DNAD、顺反子中国科学院遗传与发育生物学研究所1996年硕士研究生分子遗传学入学试题转座子（transposon）反转录转座子（retrotransposon）反转录转座子（retrotransposon）：指通过RNA为中介，反转录成DNA后进行转座的可动元件。反转录病毒整合入宿主DNA中的分子机制，其本质是转座

复习题1、证明DNA是遗传物质的两个关键性实验是：肺炎链球菌在老鼠体内的毒性和T2噬菌体感染大肠杆菌。这两个实验中主要的论点证据是：（）(a)从被感染的生物体内重新分离得到DNA，作为疾病的致病剂(b)DNA突变导致毒性丧失(c)生物体吸收的外源DNA（而并非蛋白质）改变了其遗传潜能(d)DNA是不能在生物体间转移的，因此它一定是一种非常保守的分子2、1953年Watson和Crick提出：（）（a）多核苷酸DNA链通过氢键连接成一个双螺旋（b）DNA的复制是半保留的，常常形成亲本—子代双螺旋杂合链（c）三个连续的核苷酸代表一个遗传密码（d）遗传物质通常是DNA而非RNA3、下列哪一种蛋白不是组蛋白的成分（）(a)

H1(b)

H2A、H2B(c)

H3、H4(d)

H54、DNA的变性：（）（a）包括双螺旋的解旋（b）可以由低温产生（c）是可逆的（d）是磷酸二酯键的断裂（e）包括氢键的断裂5、DNA的二级结构指：（）；（a）是指4种核苷酸的连接及其排列顺序，表示了该DNA分子的化学构成；（b）是指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构；（c）是指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。6、在原核生物复制子中以下哪种酶除去RNA引发体并加入脱氧核糖核甘酸：(A)DNA聚合酶Ⅲ（B）DNA聚合酶Ⅱ（C）DNA聚合酶Ⅰ(D)外切核酸酶MFl7、DNA复制时不需要以下哪种酶？（）。（A）DNA指导的DNA聚合酶（B）RNA指导的DNA聚合酶（C）拓扑异构酶（D）连接酶8、DNA复制的特点（）。A.半不连续复制B.半保留复制C.都是等点开始、两条链均连续复制D.有DNA指导的DNA聚合酶参加9、DNA复制时在前导链上DNA沿5’-3’方向合成，在滞后链上则沿3’-5’方向合成。（）10、DNA的复制需要DNA聚合酶和RNA聚合酶（）11、核小体是由H2A、H2B、H3、H4各两个分子生成的（）和由大约200bpDNA组成的。八聚体在中间，DNA分子盘绕在外，而（）则在核小体的外面。基因的表达与调控(上)

——原核基因表达调控模式Contents基因表达调控的基本概念原核基因调控机制乳糖操纵子色氨酸操纵子其他操纵子转录后水平上的调控第一节基因表达调控的基本概念一、基因表达的概念geneexpression

：基因转录及翻译的过程。对这个过程的调节就称为generegulation

。rRNA、tRNA编码基因转录合成RNA的过程也属于基因表达

组成性表达(constitutiveexpression)适应性表达(adaptiveexpression）二、基因表达的方式

1、组成性表达：

指不大受环境变动而变化的一类基因表达。某些基因在一个个体的几乎所有细胞中持续表达，通常被称为管家基因(housekeepinggene)。2、适应性表达指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因表达。应环境条件变化基因表达水平增高的现象称为诱导(induction)，这类基因被称为可诱导的基因(induciblegene)；相反，随环境条件变化而基因表达水平降低的现象称为阻遏(repression)，相应的基因被称为可阻遏的基因(repressiblegene)。

三、基因表达的规律

——时间性和空间性1、时间特异性（temporalspecificity）按功能需要，某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生，称之为基因表达的时间特异性。多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶段特异性(stagespecificity)。

2、空间特异性(spatialspecificity)基因表达伴随时间顺序所表现出的这种分布差异，实际上是由细胞在器官的分布决定的，所以空间特异性又称细胞或组织特异性(cellortissuespecificity)。在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同组织空间顺序出现，称之为基因表达的空间特异性。四、基因表达调控的生物学意义

适应环境、维持生长和增殖（原核、真核）

维持个体发育与分化（真核）Contents基因表达调控的基本概念原核基因调控机制乳糖操纵子色氨酸操纵子其他操纵子转录后水平上的调控第二节原核基因调控机制内容提要：原核基因表达调控环节操纵子学说原核基因调控机制的类型与特点转录水平上调控的其他形式

一、原核基因表达调控环节1、转录水平上的调控（transcriptionalregulation）2、转录后水平上的调控（post-transcriptionalregulation）①

mRNA加工成熟水平上的调控②

翻译水平上的调控二、操纵子学说1、操纵子模型的提出1961年，Monod和Jacob提出获1965年诺贝尔生理学和医学奖JacobandMonod2、操纵子的定义操纵子：是基因表达的协调单位，由启动子、操纵基因及其所控制的一组功能上相关的结构基因所组成。操纵基因受调节基因产物的控制。

1、根据操纵子对调节蛋白（阻遏蛋白或激活蛋白）的应答，可分为：正转录调控

负转录调控

三、原核基因调控机制的类型与特点调节基因操纵基因结构基因阻遏蛋白激活蛋白正转录调控负转录调控正转录调控如果在没有调节蛋白质存在时基因是关闭的，加入这种调节蛋白质后基因活性就被开启，这样的调控正转录调控。调节基因操纵基因结构基因阻遏蛋白激活蛋白正转录调控负转录调控负转录调控在没有调节蛋白质存在时基因是表达的，加入这种调节蛋白质后基因表达活性便被关闭，这样的调控负转录调控。可诱导调节（P196）：指一些基因在特殊的代谢物或化合物的作用下，由原来关闭的状态转变为工作状态，即在某些物质的诱导下使基因活化。例：大肠杆菌的乳糖操纵子分解代谢蛋白的基因2、根据操纵子对某些能调节它们的小分子的应答，可分为可诱导调节和可阻遏调节两大类：调节基因操纵基因结构基因阻遏蛋白调节基因操纵基因结构基因阻遏蛋白诱导物mRNA酶蛋白酶合成的诱导操纵子模型诱导物如果某种物质能够促使细菌产生酶来分解它，这种物质就是诱导物。可阻遏调节（P197）：基因平时是开启的，处在产生蛋白质或酶的工作过程中，由于一些特殊代谢物或化合物的积累而将其关闭，阻遏了基因的表达。例：色氨酸操纵子合成代谢蛋白的基因酶合成的阻遏操纵子模型调节基因操纵基因结构基因mRNA酶蛋白调节基因操纵基因结构基因辅阻遏物辐阻遏物如果某种物质能够阻止细菌产生合成这种物质的酶，这种物质就是辅阻遏物。3、在负转录调控系统中，调节基因的产物是阻遏蛋白（repressor），起着阻止结构基因转录的作用。根据其作用特征又可分为负控诱导和负控阻遏：在负控诱导系统中，阻遏蛋白与效应物（诱导物）结合时，结构基因转录；在负控阻遏系统中，阻遏蛋白与效应物（辅阻遏物）结合时，结构基因不转录。4、在正转录调控系统中，调节基因的产物是激活蛋白（activator）。根据激活蛋白的作用性质分为正控诱导和正控阻遏在正控诱导系统中，效应物分子（诱导物）的存在使激活蛋白处于活性状态；在正控阻遏系统中，效应物分子（辅阻遏物）的存在使激活蛋白处于非活性状态。四、转录水平上调控的其他形式1、σ因子的更换

在E.coli中,当细胞从基本的转录机制转入各种特定基因表达时，需要不同的因子指导RNA聚合酶与各种启动子结合。大肠杆菌中的各种σ因子比较σ因子编码基因主要功能σ70rpoD参与对数生长期和大多数碳代谢过程基因的调控σ54rpoN参与多数氮源利用基因的调控σ38rpoH分裂间期特异基因的表达调控σ32rpoS热休克基因的表达调控σ28rpoF鞭毛趋化相关基因的表达调控σ24rpoE过度热休克基因的表达调控温度较高,诱导产生各种热休克蛋白由σ32参与构成的RNA聚合酶与热休克应答基因启动子结合,诱导产生大量的热休克蛋白,适应环境需要枯草芽孢杆菌芽孢形成有序的σ因子的替换,RNA聚合酶识别不同基因的启动子,使芽孢形成有关的基因有序地表达2、降解物对基因活性的调节3、弱化子对基因活性的影响Contents基因表达调控的基本概念原核基因调控机制乳糖操纵子色氨酸操纵子其他操纵子转录后水平上的调控第三节乳糖操纵子(lacoperon)内容提要：乳糖操纵子的结构酶的诱导——lac体系受调控的证据乳糖操纵子调控模型影响因子Lac操纵子中的其他问题一、乳糖操纵子的结构Z编码β-半乳糖苷酶：将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖Y编码β-半乳糖苷透过酶：使外界的β-半乳糖苷（如乳糖）能透过大肠杆菌细胞壁和原生质膜进入细胞内。A编码β-半乳糖苷乙酰基转移酶：乙酰辅酶A上的乙酰基转到β-半乳糖苷上，形成乙酰半乳糖。二、酶的诱导——lac体系受调控的证据安慰诱导物：

如果某种物质能够促使细菌产生酶而本身又不被分解，这种物质被称为安慰诱导物，如IPTG（异丙基-β

–D-硫代半乳糖苷）。三、乳糖操纵子调控模型主要内容：①Z、Y、A基因的产物由同一条多顺反子的mRNA分子所编码

②这个mRNA分子的启动子紧接着O区，而位于I与O之间的启动子区（P），不能单独起动合成β-半乳糖苷酶和透过酶的生理过程。③操纵基因是DNA上的一小段序列（仅为26bp），是阻遏物的结合位点。RNA聚合酶结合部位阻遏物结合部位操纵位点的回文序列

④当阻遏物与操纵基因结合时，lacmRNA的转录起始受到抑制。

⑤诱导物通过与阻遏物结合，改变它的三维构象，使之不能与操纵基因结合，从而激发lacmRNA的合成。当有诱导物存在时，操纵基因区没有被阻遏物占据，所以启动子能够顺利起始mRNA的合成。组成型突变：lacOc

组成型突变：

lacI-不可诱导突变（超阻遏）：四、影响因子1、lac操纵子的本底水平表达有两个矛盾是操纵子理论所不能解释的：①诱导物需要穿过细胞膜才能与阻遏物结合，而转运诱导物需要透过酶，后者的合成有需要诱导。解释：一些诱导物可以在透过酶不存在时进入细胞？一些透过酶可以在没有诱导物的情况下合成？√②真正的诱导物是异构乳糖而非乳糖，前者是在β-半乳糖甘酶的催化下由乳糖形成的，因此，需要有β-半乳糖甘酶的预先存在。解释：本底水平的组成型合成：非诱导状态下有少量的lacmRNA合成。2、大肠杆菌对乳糖的反应培养基：甘油

按照lac操纵子本底水平的表达，每个细胞内有几个分子的β-半乳糖苷酶和β-半乳糖苷透过酶；培养基：加入乳糖少量乳糖透过酶进入细胞β-半乳糖苷酶异构乳糖诱导物诱导lacmRNA的生物合成大量乳糖进入细胞多数被降解为葡萄糖和半乳糖（碳源和能源）异构乳糖乳糖诱导物的加入和去除对lacmRNA的影响3、阻遏物lacI基因产物及功能Lac操纵子阻遏物mRNA是由弱启动子控制下组成型合成的，每个细胞中有5-10个阻遏物分子。当I基因由弱启动子突变成强启动子，细胞内就不可能产生足够的诱导物来克服阻遏状态，整个lac操纵子在这些突变体中就不可诱导。4、葡萄糖对lac操纵子的影响如果将葡萄糖和乳糖同时加入培养基中，lac操纵子处于阻遏状态，不能被诱导；一旦耗尽外源葡萄糖，乳糖就会诱导lac操纵子表达分解乳糖所需的三种酶。代谢物阻遏效应5、cAMP与代谢物激活蛋白代谢物激活蛋白（CAP）/环腺甘酸受体蛋白（CRP）

ZYAOPDNA调控区CAP结合位点启动序列操纵序列结构基因Z：β-半乳糖苷酶Y：透酶A：乙酰基转移酶cAMP—CAP复合物ATP腺甘酸环化酶cAMP（环腺甘酸）

大肠杆菌中：无葡萄糖，cAMP浓度高；

有葡萄糖，cAMP浓度低++++转录无葡萄糖，cAMP浓度高时促进转录有葡萄糖，cAMP浓度低时不促进转录ZYAOPDNACAPCAPCAPCAPCAPCAPCAP的正调控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。cAMP—CAP复合物与启动子区的结合是转录起始所必需的。协调调节葡萄糖对lac操纵子的阻遏作用称分解代谢阻遏(catabolicrepression)。

单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳源；若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在时，细菌首先利用葡萄糖。TheLacOperon:

WhenGlucoseIsPresentButNotLactoseRepressorPromoterLacYLacALacZOperatorCAPBindingRNAPol.RepressorRepressorRepressormRNAHeyman,I’mconstitutiveComeon,letmethroughNowayJose!CAPTheLacOperon:

WhenLactoseIsPresentButNotGlucoseRepressorPromoterLacYLacALacZOperatorCAPBindingRepressorRepressormRNAHeyman,I’mconstitutiveCAPcAMPLacRepressorRepressorXThislactosehasbentmeoutofshapeCAPcAMPCAPcAMPBindtomePolymeraseRNAPol.RNAPol.Yipee…!TheLacOperon:

WhenNeitherLactoseNorGlucoseIsPresentRepressorPromoterLacYLacALacZOperatorCAPBindingCAPcAMPCAPcAMPCAPcAMPBindtomePolymeraseRNAPol.RepressorRepressormRNAHeyman,I’mconstitutiveRepressorSTOPRighttherePolymeraseAlright,I’mofftotheraces...Comeon,letmethrough!五、Lac操纵子中的其他问题1、A基因及其生理功能半乳糖甘分子（IPTG）β-半乳糖甘酶分解产物（体内积累）β-半乳糖甘乙酰基转移酶半乳糖甘分子（IPTG）乙酰基2、lac基因产物数量上的比较β-半乳糖苷酶：透过酶：乙酰基转移酶=1：0.5：0.2翻译水平上受到调节：（1）lacmRNA可能与翻译过程中的核糖体相脱离，从而终止蛋白质链的翻译；（2）在lacmRNA分子内部，A基因比Z基因更容易受内切酶作用发生降解。3、操纵子的融合与基因工程POZYAtsxPOpur结构基因缺失lacoperonpuroperonContents基因表达调控的基本概念原核基因调控机制乳糖操纵子色氨酸操纵子其他操纵子转录后水平上的调控第四节色氨酸操纵子（trpoperon）内容提要：色氨酸操纵子的结构色氨酸操纵子的阻遏系统色氨酸操纵子的弱化机制一、色氨酸操纵子的结构

调控基因结构基因

催化分枝酸转变为色氨酸

的酶

trpRtrp特点:(1)trpR和trpABCDE不连锁；

(2)操纵基因在启动子内

(3)有衰减子(attenuator)/弱化子(4)启动子和结构基因不直接相连，二者被前导序列(Leader)所隔开二、trp操纵子的阻遏系统低Trp时：阻遏物不结合操纵基因;高Trp时：阻遏物+Trp结合操纵基因三、trp操纵子的弱化机制衰减子（attenuator）/弱化子前导序列（leadersequence）1、弱化子：DNA中可导致转录过早终止的一段核甘酸序列（123-150区）。123~150

研究引起终止的mRNA碱基序列，发现该区mRNA通过自我配对可以形成茎-环结构，有典型的终止子特点。2、前导序列：在trpmRNA5'端trpE基因的起始密码前一个长162bp的mRNA片段。3、弱化机制

前导肽转录终止结构细菌通过弱化作用弥补阻遏作用的不足，因为阻遏作用只能使转录不起始，对于已经起始的转录，只能通过弱化作用使之中途停下来。阻遏作用的信号是细胞内色氨酸的多少；弱化作用的信号则是细胞内载有色氨酸的tRNA的多少。它通过前导肽的翻译来控制转录的进行，在细菌细胞内这两种作用相辅相成，体现着生物体内周密的调控作用。什么是操纵子（operon)?试说明色氨酸操纵子（Trpoperon)在原核基因表达调控中的调控机制和重要作用。2003年武汉大学分子生物学试题Contents基因表达调控的基本概念原核基因调控机制乳糖操纵子色氨酸操纵子其他操纵子转录后水平上的调控第五节其他操纵子一、半乳糖操纵子(galactoseoperon)异构酶(galE)乳糖-磷酸尿嘧啶核苷转移酶(galT)

半乳糖激酶(galk)。gal操纵子的特点：①它有两个启动子，其mRNA可从两个不同的起始点开始转录；②它有两个O区，一个在P区上游，另一个在结构基因galE内部。二、阿拉伯糖操纵子（arabinoseoperon)araB基因、araA基因和araD,形成一个基因簇，简写为araBAD三个基因的表达受到ara操纵子中araC基因产物AraC蛋白的调控。

ara操纵子的调控有两个特点：第一，araC表达受到AraC的自身调控。第二，AraC既是ara操纵子的正调节蛋白（需cAMP-CRP的共同参与，起始转录），又是其负调节蛋白。这种双重功能是通过AraC蛋白的两种异构体来实现的（Pi和Pr)。三、阻遏蛋白LexA的降解与细菌中的SOS应答SOS反应的机理：由RecA蛋白和LexA阻遏物的相互作用引起的。LexA阻遏物：是SOSDNA修复系统所有基因的阻遏物RecA蛋白：是SOS反应的最初的发动因子。在单链DNA和ATP存在时，RecA蛋白被激活，表现出水解酶活性，分解LexA阻遏物。当RecA水解LexA阻遏物后，导致SOS体系（包括recA基因）高效表达，DNA得到修复Contents基因表达调控的基本概念原核基因调控机制乳糖操纵子色氨酸操纵子其他操纵子转录后水平上的调控一、翻译起始的调控

RBS（核糖体结合位点）：mRNA链上起始密码子AUG上游的一段非翻译区。RBS的结合强度取决于SD序列的结构及其与起始密码子AUG之间的距离。

SD-4-10（9）-AUG第六节转录后水平上的调控二、稀有密码子对翻译的影响dnaG(引物酶)RNA引物dnaG、rpoD和rpsU属于大肠杆菌基因组上的同一个操纵子50个拷贝的dnaG蛋白、2800个拷贝的rpoD和40000个拷贝的rpsU几种蛋白质中异亮氨酸密码子使用频率比较蛋白质AUU/%AUC%AUA%结构蛋白37621σ亚基26740DnaG蛋白363232细胞内对应于稀有密码子的tRNA较少，高频率使用这些密码子的基因翻译过程容易受阻，影响了蛋白质合成的总量。三、重叠基因对翻译的影响TrpB–谷氨酸-异亮氨酸-终止GAA--AUC--UGA

--UGG--AA

AUG--GAA

甲硫氨酸–

谷氨酸–trpAtrpE—苏氨酸—苯丙氨酸—终止

ACU--UUC--UGA--UGG--CUAUG

AUG–GCU

甲硫氨酸--丙氨酸--trpD翻译终止时核糖体立即处在起始环境中，这种重叠的密码子保证了同一核糖体对两个连续基因进行翻译的机制。1、关于管家基因叙述错误的是

(A)在生物个体的几乎各生长阶段持续表达

(B)在生物个体的几乎所有细胞中持续表达

(C)在生物个体全生命过程的几乎所有细胞中表达

(D)在生物个体的某一生长阶段持续表达

(E)在一个物种的几乎所有个体中持续表达D2、一个操纵子（元）通常含有

(A)数个启动序列和一个编码基因

(B)一个启动序列和数个编码基因

(C)一个启动序列和一个编码基因

(D)两个启动序列和数个编码基因

(E)数个启动序列和数个编码基因B3、下列情况不属于基因表达阶段特异性的是，一个基因在

(A)分化的骨骼肌细胞表达，在未分化的心肌细胞不表达

(B)胚胎发育过程不表达，出生后表达

(C)胚胎发育过程表达，在出生后不表达

(D)分化的骨骼肌细胞表达，在未分化的骨骼肌细胞不表达

(E)分化的骨骼肌细胞不表达，在未分化的骨骼肌细胞表达A4、乳糖操纵子（元）的直接诱导剂是

(A)葡萄糖

(B)乳糖

(C)β一半乳糖苷酶

(D)透酶

(E)异构乳糖E5、Lac阻遏蛋白结合乳糖操纵子（元）的

(A)CAP结合位点

(B)O序列

(C)P序列

(D)Z基因

(E)I基因B6、cAMP与CAP结合、CAP介导正性调节发生在

(A)葡萄糖及cAMP浓度极高时

(B)没有葡萄糖及cAMP较低时

(C)没有葡萄糖及cAMP较高时

(D)有葡萄糖及cAMP较低时

(E)有葡萄糖及CAMP较高时C7、Lac阻遏蛋白由

(A)Z基因编码

(B)Y基因编码

(C)A基因编码

(D)I基因编码

(E)以上都不是D8、色氨酸操纵子（元）调节过程涉及

(A)转录水平调节

(B)转录延长调节

(C)转录激活调节

(D)翻译水平调节

(E)转录／翻译调节E(A)Lac阻遏蛋白

(B)RNA聚合酶

(C)环一磷酸腺苷

(D)CAP-cAMP

(E)异构乳糖9、与O序列结合

10、与P序列结合

11、与CAP结合

12、与CAP位点结合

ABCD13、乳糖、阿拉伯糖、色氨酸等小分子物质在基因表达调控中作用的共同特点是

A与启动子结合

B与DNA结合影响模板活性

C与RNA聚合酶结合影响其活性

D与蛋白质结合影响该蛋白质结合DNAE与操纵基因结合D14、DNA损伤修复的SOS系统A是一种保真性很高的复制过程BLexA蛋白是一系列操纵子的阻遏物CRecA蛋白是一系列操纵子的阻遏物D它只能修复嘧啶二聚体B15、以下关于cAMP对原核基因转录的调控作用的叙述错误的是AcAMP可与分解代谢基因活化蛋白(CAP)结合成复合物BcAMP-CAP复合物结合在启动子前方C葡萄糖充足时，cAMP水平不高D葡萄糖和乳糖并存时，细菌优先利用乳糖E葡萄糖和乳糖并存时，细菌优先利用葡萄糖D21、Lac阻遏蛋白由_________基因编码，结合_________序列对Lac操纵子（元）起阻遏作用。22、Trp操纵子的精细调节包括_________及_________两种机制。IO阻遏机制弱化机制生物信息的传递（上）

——从DNA到RNA●基本概念●转录起始：RNA聚合酶、启动子●转录的基本过程●转录后加工●原核生物与真核生物mRNA的特征比较●RNA合成与DNA合成异同点Contents一、基本概念生物体以DNA为模板合成RNA的过程。转录RNADNA

转录(transcription)：参与转录的物质原料:NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)模板:DNA酶:RNA聚合酶其他蛋白质因子RNA合成方向：5'3'转录的不对称性：在RNA的合成中，DNA的二条链中仅有一条链可作为转录的模板，称为转录的不对称性。编码链与模板链与mRNA序列相同的那条DNA链称为编码链；将另一条根据碱基互补原则指导mRNA合成的DNA链称为模板链。模板链并非永远在同一条单链上转录方向5

3

3

5

模板链编码链编码链模板链转录方向DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因。结构基因：转录单元（transcriptionunit）一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列。●基本概念●转录起始：RNA聚合酶、启动子●转录的基本过程●转录后加工●原核生物与真核生物mRNA的特征比较●RNA合成与DNA合成异同点Contents二、参与转录起始的关键酶与元件（一）RNA聚合酶●原核生物RNA聚合酶（大肠杆菌为例）全酶=核心酶+σ因子大肠杆菌RNA聚合酶的组成分析亚基基因相对分子量亚基数组分功能αrpoA365002核心酶核心酶组装，启动子识别βrpoB1510001核心酶β和β'共同形成RNA合成的活性中心β'rpoC1550001核心酶ω？110001核心酶？σrpoD700001σ因子存在多种σ因子，用于识别不同的启动子●真核生物RNA聚合酶酶位置转录产物相对活性对α-鹅膏蕈碱的敏感性RNA聚合酶Ⅰ核仁rRNA50-70%不敏感RNA聚合酶Ⅱ核质hnRNA20-40%敏感RNA聚合酶Ⅲ核质tRNA约10%存在物种特异性真核细胞的三种RNA聚合酶特征比较RNA聚合酶与DNA聚合酶的区别RNA聚合酶DNA聚合酶大小(M)大，4.8×105dol小，1.09×105dol引物无有产物较短，游离较长，与模板以氢键相连作用方式一条链的某一段两条链同时进行外切酶活性无5’3’，3’5’校对合成能力无有修复能力无有（二）启动子(promoter)启动子定义：指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列。●原核生物启动子结构Pribnow41-44bp

TTGACA区：提供了RNA聚合酶全酶识别的信号TATA区：酶的紧密结合位点（富含AT碱基，利于双链打开）编码链AACTGTATATTA模板链TTGACATATAAT3’5’DNA转录起始点Probnow盒子启动子

35

10

+1转录区5’3’RNA转录起点与新生RNA链第一个核甘酸相对应DNA链上的碱基。大肠杆菌RNA聚合酶全酶所识别的启动子区T85T83G81A61C69A52T89A89T50A65A100典型启动子的结构

-35-10转录起点TTGACA16-19bpTATAAT5-9bp●真核生物启动子真核有三种不同的启动子和有关的元件启动子Ⅱ最为复杂，它和原核的启动子有很多不同真核生物启动子的结构核心启动子（corepromoter）上游启动子元件（upstreampromoterelement，UPE）1、核心启动子●定义：指保证RNA聚合酶Ⅱ转录正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括转录起始位点及转录起始位点上游TATA区●作用：选择正确的转录起始位点，保证精确起始TATA常在-25bp左右，相当于原核的-10序列T85A97T93A85A63A83A502、上游启动子元件●包括CAAT盒（CCAAT）和GC盒（GGGCGG）等●作用：控制转录起始频率。CAAT：-70--80bpGGGCGG：-80--110bpSV40早期启动子组蛋白H2B

TATACAATGC（三）转录起始复合物●原核生物转录起始复合物

转录因子转录复合体TBPTAFsTFIIATFIIBTFIIFPolIITFIIERNApolⅡ的转录起始●真核生物转录起始复合物