《基因表达》课件

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1、§6.1基因的概念及其发展（了解）§6.2转录(自学）§6.3翻译(自学）§6.4基因表达调控（掌握）第6章基因表达●基因表达（geneexpression）——基因组（genome）中基因上所携带的遗传信息，通过转录（transcription）、转录后加工（post-transcriptionalprocessing）、翻译（translation）和翻译后加工（post-translationalprocessing）而产生其特定氨基酸序列的蛋白质产物，或通过转录和转录后加工直接产生RNA产物（如tRNA、rRNA、sRNA等）而发挥特定生物功能的过程。基因表达过程中，遗传信息从D

2、NA到mRNA再到蛋白质的途径传递（仿W.S.Klug,2002）●基因表达调控(regulationofgeneexpression)——在体内外环境的影响下，通过各种调控元件（element）来实现对基因的启动和关闭、活性的增加或减弱等进行调节控制的过程。它可以发生在基因表达的任何阶段。基因表达调控可分为顺式调控和反式调控、正调控和负调控等方式。§6.1基因（掌握）1.基因概念的发展△遗传因子（Mendel，1865）——生物性状遗传的符号。孟德尔所说的“遗传因子”仅仅代表了决定某个性状遗传的抽象符号。△基因（Morgan等，1910）——位于染色体上的遗传功能单位。基因既是携带生物

3、遗传信息的结构单位，又是控制特定性状的功能单位，还是一个突变单位和交换重组单位，基因的内部是不可分的(“三位一体”)。(1)经典遗传学中的基因概念顺反子概念把基因具体化为DNA分子上的一段序列，它负责传递遗传信息，是决定一条多肽链的完整功能单位，其内部是可分的，组成顺反子的核苷酸可以独立发生突变和重组，打破了“三位一体”的基因概念。(2)现代遗传学中的基因概念△顺反子（Benzer，1957）——一个基因一条多肽链。●一个顺反子同时还包括一系列的突变单位——突变子（Muton），突变子是DNA分子中构成基因的一个或若干个核苷酸。●由于某种原因基因内的突变子之间有一定距离，故彼此之间能发生

4、重组，基因有第三个内涵——重组子（recon），重组子代表一个空间单位，可以是若干个密码子的重组，也可以是单个核苷酸的互换，如果是后者，重组子也就是突变子。△断裂基因（Berget等，1977）——基因的结构是不连续的。即在两个编码序列之间有一段不编码蛋白质的非编码序列；Gilbert把其中的编码序列称为外显子或外元（exon），非编码序列称为内含子或内元（intron），这种结构的基因称为不连续基因（interruptedgene）或断裂基因（splitgene）。三种高等真核生物中的断裂基因（仿W.S.Klug,2002）跳跃基因(jumpinggene)或可动基因(mobilege

5、ne)：可作为插入因子和转座因子移动的DNA序列,也可称为转座元件或转座因子（transposableelement）。转座（transposition）是在转座酶的作用下，转座因子或是直接从原来位置上被切离下来，然后插入到染色体上新的位置；或是染色体上的DNA序列转录成RNA，然后RNA反转录产生的cDNA再插入到染色体上新的位置。△可动基因或转座元件（McClintock，1951）——基因并非都是固定不动的。△重叠基因（overlappinggene）——共有一段DNA序列的两个或两个以上的基因。它打破了“基因的编码序列是有序地排列在DNA链上，每个基因按次序阅读下去”以及“基因是

6、互不沾染、单个分离的实体”等传统观点。2.基因的一般结构特征基因组DNA分子按其不同的功能可分为基因序列和非基因序列、编码序列和非编码序列等：基因序列:基因组中决定蛋白质（或RNA产物）的DNA序列，一端为ATG（或GTG）起始密码子，另一端为终止密码子。当还未发现与这个序列对应的蛋白质产物时，这种DNA序列就称为可读框或开放阅读框（ORF）。非基因序列:基因组中除基因以外的所有DNA序列。主要是两个基因之间的间插序列或间隔序列（interveningsequence）非编码序列:真核生物基因组中，基因内的内含子序列和基因之间的间插序列的统称。编码序列:编码蛋白质或RNA的DNA序列，相

7、当于外显子序列。真核生物基因的一般结构（引自中科院计算所生物信息学实验室网页，2002）5’非翻译区3’非翻译区(1)外显子和内含子原核生物的基因是连续编码的一段DNA序列。真核生物的基因一般是断裂基因，由若干个外显子和内含子组成。在每个外显子和内含子的接头区，有一段高度保守的共有序列（consensussequence），即内含子[5'GT……3'AG]—GT-AG法则，这是RNA剪接的信号。真核基因初级转录物（primarytr