细胞核与遗传信息张雪娇ppt课件

1、第十五章第十五章 细胞核与遗传信息细胞核与遗传信息 张雪娇主要内容概述第一节 细胞核构造第二节 细胞核的遗传信息与基因第三节 遗传信息的表达第四节 遗传信息表达的调控第五节 遗传信息与疾病 概述 细胞核是生物进化的重要产物，是真核细胞与原核细胞的根本区别所在。 Leeuwenhoek 1674年初次在鱼类的红细胞中发现细胞核构造； 1831年苏格兰人R.Brown 第一次运用“细胞核一词，并确认普遍存在于真核细胞中。 概述 原核细胞：无核，遗传物质DNA无膜包裹，分散于胞质部分，称其为拟核。 真核细胞：有核，核膜将遗传物质包裹在核内。转录发生在核中，而加工翻译过程在胞质中进展。 对于真核细胞而

2、言，细胞核不光是细胞内遗传物质储存、复制及转录的场所，同样也是细胞各种生理功能，如生长、繁衍、分化的调控中心。概述 细胞核的数量、形状、大小 及位置，因不同种类的细胞存在差别。 普通真核细胞只需一个核 成熟的红细胞没有核；肝细胞常有双核；骨骼肌纤维多达上百个；而破骨细胞最多，可达数百个，是目前发现含核最多的细胞。 形状以圆形或椭圆形多见，少数呈杆状，分叶状，三角状。概述 细胞核的大小常与细胞的分化程度和分解代谢有关，生长代谢旺盛的细胞如卵细胞、肿瘤细胞，其核的直径较大，而分化程度较高的细胞，其核的直径较小。 细胞核的大小常用细胞核与细胞质的体积比核质指数NP公式，即核质比来表示： NP=VnV

3、c-Vn=VnVp Vn细胞核的体积；Vc细胞的体积；Vp细胞质的体积，普通情况下Vp=0.5。 核质比大，那么核大；核质比小，那么核小。如淋巴细胞、胚胎细胞、肿瘤细胞的核质比较大，那么细胞核就大;表皮角质细胞、衰老细胞的核质比较小，那么细胞核就小。概述 细胞核通常位于细胞的中央，但也有偏于细胞一侧的。 细胞核构造可伴随细胞的增殖过程而出现周期性的变化，只需处于间期的细胞核才具有完好的形状构造，此时的细胞核称间期核。第一节 细胞核构造 间期细胞核的根本构造包括： 核被膜、核基质、核仁、染色质和染色体 一 核被膜 电镜下，核被膜构造包括外核膜、内核膜、核间隙、核纤层、核孔和和核孔复合体等构造。第

4、一节 细胞核构造-核被膜 一外核膜 外核膜是核被膜中与胞质相邻的一层膜。一外核膜 外核膜厚度约为4-10nm，其形状、构造与粗面内质网类似，部分可与粗面内质网膜相延续，外外表亦有核糖体附着，因此处的核糖体可进展蛋白质合成，故外核膜被以为是粗面内质网的特化区域，有利于核被膜与内质网间的物质交换及核被膜的更新。同时，在外核膜的外外表可见有大量的中间丝组成的细胞核骨架，这些中间丝呈网织状分布，这对细胞核在细胞质中空间位置的定位起重要作用。第一节 细胞核构造-核被膜 二内核膜 内核膜是核被膜中与核内容物相邻的一层膜，与外膜成平行陈列。内外表有一层纤维状蛋白网附着，称核纤层。第一节 细胞核构造-核被膜

5、三核间隙 核间隙是指内、外核膜之间的腔隙，内含多种蛋白质和酶类，以及液体状不定型的其他物质，并与粗面内质网相通。第一节 细胞核构造-核被膜 四核纤层 核纤层是一层附着于内核膜内面的纤维状蛋白网。厚度约100nm.电镜下：电子密度高，细丝状构造相互交错呈网状。 外层面：与膜蛋白相连；内侧面：与染色质结合。 主要由核纤层蛋白组成，该蛋白又有 、 、 r三种多肽。核核 孔孔复复 合合 体体膜蛋白外 膜内 膜 镶镶 嵌嵌 膜膜 蛋蛋 白白核核 周周 腔腔 cc c cc c c核纤层核纤层染色质纤维染色质纤维核纤层(nuclear lamina)第一节 细胞核构造-核被膜 核纤层的功能 1、构成细胞核

6、骨架组分：核纤层蛋白可将内核膜、染色质、核基质有机衔接在一同，构成核的支架，称为核骨架。 2 、参与核膜构造的构成 3 、参与染色质及核的组装 核纤层与染色质的特定构造相结合，除为染色质提供附着点，还能将其有机组织在一同。第一节 细胞核构造-核被膜 五核孔与核孔复合体 核孔是由内、外膜在一定间隔处相互交融而成的环状小孔。 通常代谢旺盛的细胞，核孔数量那么较多。神经元的核孔数量约10000个。 核孔的直径也存在较大差别，小者为5070nm，大者可达100150nm。第一节 细胞核构造-核被膜 众所周知，细胞核内合成的RNA和核糖体前身需从核内输出到细胞质发扬其作用，而细胞质中合成的蛋白质，如组蛋

7、白、DNA聚合酶、RNA聚合酶同样需输入到细胞核内发扬其作用，核孔便是上述物质出入细胞核内外必经的通道。 然而核孔并非简单的小孔洞，而是一个形状可变、构造复杂、功能各样的复合体。Watson称其为核孔复合体。第一节 细胞核构造-核被膜 核孔复合体构造： 1，孔环颗粒：在核孔周围的内、外核膜缘处，有8对呈对称分布的球状蛋白颗粒 2，周边颗粒：在核孔的内、外核膜间有8个蛋白颗粒 3，中央颗粒：位于核孔中央，呈粒状或棒状 4，细纤丝：上述各类颗粒间均有细纤丝相互衔接位于孔膜区的一种复杂构造，包括核孔及其附属的环状物质体位于孔膜区的一种复杂构造，包括核孔及其附属的环状物质体系。核孔直径系。核孔直径80

8、80120nm120nm中央颗粒中央颗粒一个一个孔环颗粒孔环颗粒八对八对核孔复合体核孔复合体(nuclear pore complex,NPC)(nuclear pore complex,NPC)纤维丝纤维丝第一节 细胞核构造-核被膜 核孔复合体的生物学作用： 1，核孔复合体的物质被动分散： 核孔复合体的中心部分是一个圆柱形的亲水通道，直径为9，长约15。实验阐明，直径小于9，分子量小于5000的一些离子、水溶性分子可以自在分散，穿越于核质之间。第一节 细胞核构造-核被膜 2，核孔复合体的物质自动运输： 亲核蛋白质的核输入： 亲核蛋白质：在细胞质内合成，然后保送到细胞核内发扬作用的一类蛋白质。

9、 核定位信号：亲核蛋白质含有特殊的信号序列亲核蛋白的核输入机制与其他膜性细胞器的蛋白质输亲核蛋白的核输入机制与其他膜性细胞器的蛋白质输入不同，其区别在于：入不同，其区别在于：由可调理大小的、亲水性的核膜孔通道控制，而不由可调理大小的、亲水性的核膜孔通道控制，而不是经过一个跨膜的蛋白质载体；是经过一个跨膜的蛋白质载体；运输过程不切除核定位信号；运输过程不切除核定位信号；蛋白质经过核孔复合体运输时，坚持完全折叠的天蛋白质经过核孔复合体运输时，坚持完全折叠的天然构象，而当蛋白质输入其他膜性细胞器时，那么然构象，而当蛋白质输入其他膜性细胞器时，那么必需以非折叠的方式运输。必需以非折叠的方式运输。第一节

10、 细胞核构造-核被膜 2，核孔复合体的物质自动运输： RNA及核糖体亚基的核输出： 核孔复合体除了具有亲核蛋白信号受体外,还具有核输出信号受体. RNA及核糖体亚基输入胞质内.第一节 细胞核构造-核基质 狭义核基质或核骨架狭义核基质或核骨架指真核细胞内除去核膜、核纤层、指真核细胞内除去核膜、核纤层、染色质染色质 和核仁以外的由纤维蛋白构成的网架构造。和核仁以外的由纤维蛋白构成的网架构造。 主要成分为蛋白质主要成分为蛋白质, ,以非组蛋白为主以非组蛋白为主第一节 细胞核构造-核基质 核基质的生物学作用： 1，维持细胞核的形状构造 2，参与RNA的复制 3，参与DNA的转录和基因表达调控 4，参与

11、染色体的组建 5，机械性支撑第一节 细胞核构造-核仁 核仁是真核细胞间期核中最明显的有形构造，普遍存在于真核细胞内。 核仁通常表现为单一或多个球形小体，大小、形状和数量随生物的种类、细胞类型和细胞代谢形状而异。蛋白质合成旺盛、生长活泼的细胞，如分泌细胞、卵母细胞、恶性肿瘤细胞等的核仁体积较大，可占25；不具蛋白质合成才干的或合成才干较低的细胞，如肌肉细胞、淋巴细胞和精子等，其核仁较小，或没有。第一节 细胞核构造-核仁 核仁在细胞核中的位置不固定，可位于核内的任何部位，但在生长旺盛的细胞中，常趋向于核的边缘，接近核膜，即发生“核仁趋边的景象。 这种分布能够有利于核内外物质的交换。 在细胞周期中，

12、核仁又是一个高度动态的构造，在有丝分裂期间可表现为周期性的消逝与重建。第一节 细胞核构造-核仁 一核仁的化学成分核仁的化学成分蛋白质蛋白质 ：80%80% R N A : 10% R N A : 10% D N A : 8%(rRNAD N A : 8%(rRNA基因基因) )第一节 细胞核构造-核仁 二核仁的超微形状构造仁仁核核核仁染色质核仁染色质纤维成分纤维成分颗粒成分颗粒成分核仁基质核仁基质非膜性构造非膜性构造1 . 1 . 核仁染色质核仁染色质核仁相随染色质核仁相随染色质核仁周围染色质：核仁周围染色质：包围在核仁周围的染色质，包围在核仁周围的染色质，高度螺旋，属光镜下所见的高度螺旋，属

13、光镜下所见的异染色质。异染色质。核仁内染色质：核仁内染色质：伸入核仁内的染色质，处于非伸入核仁内的染色质，处于非螺旋形状，属常染色质，载有螺旋形状，属常染色质，载有rRNArRNA基因基因rDNArDNA此段此段DNADNA称核仁组织区称核仁组织区NORNOR它是构它是构成核仁的部位。成核仁的部位。2.2.纤维成分纤维成分 纤维成分：是核仁超微构造中电子密度最纤维成分：是核仁超微构造中电子密度最高的部分。呈环形或半月形包围浅染区的核高的部分。呈环形或半月形包围浅染区的核仁内染色质，通常由致密的纤维构成，见不仁内染色质，通常由致密的纤维构成，见不到颗粒。主要成分为到颗粒。主要成分为RNARNA与

14、蛋白质，构成核与蛋白质，构成核仁的海绵状网架。仁的海绵状网架。 颗粒成分：是核仁的主要构造，由直颗粒成分：是核仁的主要构造，由直径约径约151520nm20nm的核糖核蛋白的核糖核蛋白(RNP)(RNP)颗粒构颗粒构成，可被成，可被RNARNA酶和蛋白酶消化，这些颗酶和蛋白酶消化，这些颗粒是正在加工、成熟的核糖体亚基的前粒是正在加工、成熟的核糖体亚基的前体颗粒。体颗粒。3.3.颗粒成分颗粒成分4.4.核仁基质核仁基质 核仁基质：或称核仁骨架，是将核核仁基质：或称核仁骨架，是将核仁用仁用RNARNA酶和酶和DNADNA酶处置过后酶处置过后( (核仁内染色核仁内染色质、纤维构造和颗粒构造均被消化质

15、、纤维构造和颗粒构造均被消化) )，在，在电镜下看到的核仁的剩余构造。电镜下看到的核仁的剩余构造。表现为无定型的蛋白质液态物质。表现为无定型的蛋白质液态物质。第一节 细胞核构造-核仁三核仁的构成与消逝 核膜核膜核仁核仁含有含有rDNArDNA的的1010个个伸展的间期染色体伸展的间期染色体袢环进入核仁中袢环进入核仁中机械剪切机械剪切分别的含有不完好分别的含有不完好染色体袢环的核仁染色体袢环的核仁间期间期分裂期分裂期细胞分裂期后末期细胞分裂期后末期细胞有细胞有1 12 2个个或多个或多个核仁。核仁。染色质浓缩、染色质浓缩、rRNArRNA合成停顿，合成停顿，rDNArDNA袢环逐渐缩袢环逐渐缩回

16、到染色体，核回到染色体，核仁减少继而消逝。仁减少继而消逝。 核仁组织者染色体解旋，核仁组织者染色体解旋，rDNArDNA伸展成袢样，在酶伸展成袢样，在酶的作用下合成的作用下合成rRNArRNA，经，经积累和包装积累和包装rDNArDNA袢环周袢环周围又组建成新的核仁。围又组建成新的核仁。核仁有核仁有核仁消逝核仁消逝核仁再现核仁再现第一节 细胞核构造-核仁四核仁的生物学作用合成合成RNA和装配核糖体的大、小亚基。和装配核糖体的大、小亚基。rDNA转录转录rRNA(45S rRNA前体、纤维状前体、纤维状)颗粒状颗粒状(18s 5.8s 28srRNA、蛋白质颗粒蛋白质颗粒剪切加工剪切加工加工包装

17、加工包装核糖体核糖体亚基亚基第一节 细胞核构造-染色质与染色体 细胞核内被碱性染料染色的物质，是同一种物质在细胞不同时期的两种表现方式。细胞分裂时具有特定形状构造,称染色体 (chromosome)。在细胞间期的存在方式，称染色质 (chromatin)。第一节 细胞核构造-染色质与染色体 一染色质的化学组成染色质染色质D N A蛋蛋 白白 质质少量少量RNA组蛋白稳定：组蛋白稳定：H1、H2A、H2B、H3、H4非组蛋白不稳定非组蛋白不稳定第一节 细胞核构造-染色质与染色体 1 1，DNADNA DNADNA是染色质的主要组成成分，储存遗是染色质的主要组成成分，储存遗传信息，含量稳定；传信息

18、，含量稳定； 每条染色体只含每条染色体只含1 1个个DNADNA分子；分子； 基因：能合胜利能多肽或基因：能合胜利能多肽或RNARNA序列所具序列所具备的全部核酸序列，即备的全部核酸序列，即DNADNA序列；序列； 基因组基因组(genome)(genome)：细胞内一整套遗传：细胞内一整套遗传物质的总和。物质的总和。 人的基因组为：人的基因组为：3.03.0109109。第一节 细胞核构造-染色质与染色体DNADNA序列根据其在基因组中出现的次数不同，可分为3 3类：高度反复序列：百万次，占DNADNA的20%20%以上，构成构造异染色质，普通不转录。中度反复序列：1010105105次，多

19、数是不编码的序列，构成间隔序列，但有一些是有编码功能的基因单一序列：一次，真核生物的绝大多数构造基因( (有编码功能的基因) )是属于单一序列。第一节 细胞核构造-染色质与染色体 2，组蛋白 真核细胞特有的蛋白质，是构成染色质的主要蛋白质成分，属含精氨酸和赖氨酸的碱性蛋白。 组蛋白功能： 参与染色体的构建； 维持染色体构造； 抑制DNA的复制和转录。第一节 细胞核构造-染色质与染色体 3，非组蛋白 酸性蛋白质，带负电荷，富含门冬氨酸、谷氨酸等酸性氨基酸，种类多,具有种属和组织特异性，与DNA特异性结合，在整个细胞周期都能合成。第一节 细胞核构造-染色质与染色体 非组蛋白的功能功能功能1.1.协

20、助协助DNADNA分子折叠，有利于分子折叠，有利于DNADNA的复制和转录。的复制和转录。2.2.启动基因复制。启动基因复制。3.3.控制基因转录，调理基因表达。控制基因转录，调理基因表达。第一节 细胞核构造-染色质与染色体 染色质的根本构造单位核小体 核小体的构造要点包括：核小体是由含200个左右的碱基对的DNA和5种组蛋白 H2A、H2B、H3、H4和H1 组成。其中， H2A、H2B、H3、H44种组蛋白各2分子，共同组成一个扁圆柱形的组蛋白八聚体。含140个碱基对的DNA在其外表缠绕1.75圈，构成核小体中心。第一节 细胞核构造-染色质与染色体 其他60个碱基对的DNA构成与相邻核小体

21、的联络段，成为衔接线，组蛋白H1位于衔接线上。核小体中心与含1分子的组蛋白H1的衔接线共同组成一个完好的核小体。 核小体为染色体的一级构造。第一节 细胞核构造-染色质与染色体二染色质的根本构造单位二染色质的根本构造单位 核小体核小体核小体核小体中心颗粒中心颗粒衔接部衔接部DNADNA分子：分子：140140160bp160bp，1.751.75圈圈组蛋白：组蛋白：2 2H2AH2A、H2BH2B、H3H3、H4H4八聚体八聚体中心中心组蛋白：组蛋白：H1H1DNADNA分子：分子：60bp60bpH2BH2BH4球状组蛋白中心球状组蛋白中心DNA双螺旋双螺旋(140bp、1.75圈圈H4H3H

22、3H4H2AH2AH2BH2B衔接衔接DNA60bpH3H4H3H2AH2A 10nm H1 H1核小体核小体将将DNA分子长度紧缩分子长度紧缩1/7。八聚体八聚体DNADNA衔接部衔接部核小体核小体10nm三染色质的四级构造模型三染色质的四级构造模型螺线管螺线管30nm超螺线管超螺线管00nm染色单体染色单体紧缩紧缩6倍倍紧缩紧缩40倍倍紧缩紧缩5倍倍DNADNA紧缩紧缩10倍倍组蛋白组蛋白+ +一级一级二级二级三级三级四级四级第一节 细胞核构造-染色质与染色体 五染色体的构造与特征 在光镜下分为几部分： 1，染色单体：细胞分裂中期可见每条染色体都由两条染色单体组成，也称姐妹染色体。 2，主

23、縊痕：在两条染色单体相邻处，由于DNA分子的双链盘曲折叠，可构成一处向内凹陷的縊痕 3，着丝粒：又称连离粒，位于主縊痕的内部，是两条染色单体相互衔接的部位。第一节 细胞核构造-染色质与染色体 4，动粒：位于主縊痕处，两条染色单体各自外侧表层可见的特化板层构造，又称着丝点，是微管蛋白集中之处。 5，染色体臂：由于着丝粒的出现，可将绝大多数染色体明显分为长短不等的两段，称染色体臂。 6，次縊痕：除主縊痕外，还有另一染色较浅的縊痕部位，称次縊痕。 7，随体：有些染色体的短臂上，有一个棒状或球状构造，称随体。第一节 细胞核构造-染色质与染色体 8，端粒：是染色体末端的特化部位，为一特殊的核苷酸序列，人

24、体细胞中该序列为GGGTAA 9，染色体带：染色体特定部位被显带技术处置后，染色体沿长轴显示出宽窄和亮度不同的带纹。染色单体染色单体主缢痕初缢痕主缢痕初缢痕次缢痕次缢痕着丝粒着丝粒短臂短臂p长臂长臂q主要成分蛋白质主要成分蛋白质含高度反复含高度反复DNA外层外层中层中层内层内层纺锤体微管纺锤体微管姐妹染色单体姐妹染色单体着丝点动粒着丝点动粒随体随体常染色质区常染色质区异染色质区异染色质区染色体各部的主要构造染色体各部的主要构造染色体各部的主要构造：染色体各部的主要构造：第一节 细胞核构造-人体正常核型与基因组 一核型:核型是指染色体组在有丝分裂中期的表型，是染色体数目、大小、形状特征的总和。

25、核型分析:是在对染色体进展丈量计算的根底上，根据各染色体相对恒定的形状特征，进展分组、陈列、配对并进展形状分析的过程。人类染色体和染色体病12123 54121324正常男性：正常男性：46，XY正常女性：正常女性：46，XX正常人体细胞染色体带型方式图正常人体细胞染色体带型方式图第一节 细胞核构造-人体正常核型与基因组 二基因组 生物体内单倍体染色体的组合称为基因组，代表了生物体储存的全部遗传信息。 染色体为确保细胞传代中遗传信息的稳定而不发生基因变异，必需具备以下3个构造要素： 1 DNA复制起点 这是染色体自我复制，维持细胞内全部基因世代传送的关键。 2 着丝粒 能使复制后的染色体平均分

26、配到子细胞中。 3 端粒 每条染色体能坚持独立性和稳定性的关键。第二节 细胞核的遗传信息与基因 遗传信息：从亲代获得，并能遗传给后代的物质。根本化学组分是核酸 经过核苷酸的碱基特定陈列顺序，以DNA为载体，经DNA分子自我复制转录RNA及合成蛋白质等方式，将亲代的遗传物质传送到子代细胞。 基因：能合胜利能多肽或RNA序列所具备的全部核酸序列，即DNA序列。 基因组：指细胞内一整套遗传物质的总和。人类基因包括22条常染色体和XY两条性染色体上全部的遗传物质，以及线粒体上占总量2%的遗传物质。第二节 细胞核的遗传信息与基因三、基因的构造1，原核细胞的基因构造：由编码区和非编码区构成，编码区上游的非

27、编码区中有启动子，控制着RNA聚合酶的结合，整个编码区碱基序列可以编码蛋白质。而非编码不能编码。特点：编码区是延续的，不间隔的R1040bpY780bpA825bpZ3510bpOP调 理 基因启 动子支配基因构造基因第二节 细胞核的遗传信息与基因 2，真核细胞的基因构造：由编码区和非编码区构成，编码区可分为外显子和内含子，外显子与内含子相间陈列，可以编码蛋白质的碱基序列是外显子，不能编码蛋白质的是内含子。 特点：编码区是不延续的，间隔的 第二节 细胞核的遗传信息与基因 3，人类构造基因的组成 外显子和内含子：基因内部具有编码功能的序列称为外显子，无编码功能的序列称为内含子。 启动子：是能被R

28、NA聚合酶识别并结合的特异性DNA序列，决议真核细胞基因转录的起始部。 加强子：是一段可以加速基因转录的调理性序列。 终止子：位于构造基因末端，具有转录终止功能的特定序列。第三节 遗传信息的表达 概述：经过DNA复制，转录mRNA ，再由RNA指点翻译成特定的蛋白质，这样遗传信息才干表达。 中心:转录和翻译转 录 场所：细胞核 模板：DNA的一条链 原料：核糖核苷酸 条件：ATP和酶 产物：RNA 碱基互补配对：G-C C-G T-A A-U 遗传信息流动：DNA-mRNA第三节 遗传信息的表达一、原核生物的转录过程 转录起始阶段: RNA聚合酶的亚基识别起始点,使全酶与启动子结合并构成复合物

29、;之后,DNA双链从部分翻开,按碱基互补配对原那么进展起始的转录. 转录的延伸阶段: 中心酶沿模板链35方向挪动,使DNA不断解旋,并按模板的碱基序列配对,参与ATP,GTP,CTP,UTP.边解旋边转录. 转录的终止阶段: 分因子依赖终止和因子非依赖性终止。 依赖因子的转录终止： 因子在转录终止点与RNA聚合酶结合,使RNA链脱离 因子非依赖性终止:由新合成的RNA链构成部分回文构造,以终止磷酸二酯键的构成,致使RNA脱离DNA模板.第三节 遗传信息的表达二、真核细胞的基因转录 基因转录与原核细胞类似，不同处：真核细胞转录构成的RNA需经过较复杂的加工修饰，才可成为具有生物功能活性的成熟分子

30、。mRNA转录与加工 剪接： 本质：将mRNA前体分子中的内含子切除，并将外显子进展拼接。80的前体被剪切。戴 帽 指对mRNA5端进展化学修饰的过程。5-端加上m7GpppN(7-甲基鸟嘌呤-三磷酸鸟苷)帽子构造. 加 尾 3-端加上150-200个腺苷酸残基，构成多聚腺苷酸PolyA尾巴。rRNA转录与加工 原始rRNA前体45S rRNA 最终剪切为18S rRNA、 5.8S rRNA 、 28S rRNA .tRNA转录与加工 切除5前导序列及内含子 各种稀有碱基的生成(DHU, mG, mA) 添加CCAOH的3-末端 三 基因逆转录 基因从RNA流向DNA的过程。 根本过程 1

31、合成DNA单链 2 病毒RNA水解 3 合成DNA双链翻 译 场所：细胞质核糖体 模板： mRNA 原料：氨基酸 条件：ATP、酶、 tRNA 产物：蛋白质 碱基互补配对：G-C C-G U-A A-U 遗传信息流动：mRNA-蛋白质第四节 遗传信息表达的调控 基因表达调控可以在转录程度、RNA加工程度、RNA转运程度、翻译程度、mRNA降解程度和蛋白质活性程度上进展. 对大多数基因来说,转录程度是重要的控制点.第四节 遗传信息表达的调控一、原核细胞遗传信息表达的调控 转录程度信息表达调控:支配子学说或模型 学说的中心:支配子是遗传信息表达的单位,同时也是基因表达的调控单位. 其组成:构造基因

32、、支配基因、调理基因、启动子 详细调控方式:乳糖支配子和阿拉伯糖支配子乳糖支配子-构造基因 包括三种构造基因LacZ、 LacY 、 LacA,可分别编码-半乳糖苷酶,乳糖通透酶, -半乳糖苷转乙酰酶. 三种酶的存在使乳糖可作为能源代谢.乳糖支配子-启动子LacP 是RNA聚合酶的结合位点 其转录遭到LacI基因编码阻遏蛋白的负调控及cAMP的分解代谢物激活蛋白的正调控。乳糖支配子-调理基因LacI 功能:编码阻遏蛋白 阻遏蛋白功能:抑制构造基因LacZ、 LacY 、 LacA的转录. 机制:阻遏蛋白与支配基因结合,妨碍RNA聚合酶与启动子结合,使构造基因处于封锁形状,而不表现转录表达.乳糖

33、支配子-支配基因LacO 不编码任何蛋白质 但支配基因LacO是阻遏蛋白的结合位点.二 阿拉伯糖支配子 构造组分： 3个上游相邻的构造基因(araB、araA、araD) 位于构造基因下游的 启动子araP、 支配基因araO、 调理基因araC第四节 遗传信息表达的调控二、真核细胞遗传信息表达的调控 一、特殊规律 3种RNA聚合酶 可分别转录不同类型的基因 转录因子 转录起始阶段,承当识别并结合启动子的是各种特异性的转录因子. RNA聚合酶 拥有众多的转录因子,起不同的作用. 一、特殊规律 加强子 可加强构造基因转录速率 正调控 大多数是以正调控方式为主 二、转录因子 即特异性DNA结合蛋白

34、 指能与某一靶基因相邻的DNA序列相结合,从而起到促进或抑制该基因的转录表达. 反式作用因子：具有调理基因转录作用的蛋白质。 顺式作用原件：识别DNA序列的蛋白质。 转录因子在构造上都应具备两个构造域：1DNA结合构造域 常见类型：螺旋-转角-螺旋构造域、锌指型构造域、亮氨酸拉链构造域、螺旋-环-螺旋构造域2激活构造域-仍处研讨阶段三、阻遏蛋白 虽然阻遏蛋白在转录调控中的作用机制尚未明了，但阻遏蛋白在抑制真核细胞基因转录中所表现的景象，已引起人们的关注。四 顺式作用元件 分布范围比较大。 其所涉及的DNA特定序列也称基因调控区，主要由两类DNA序列组成： 1启动子 这是转录因子和RNA聚合酶结

35、合的区域，并由此构成转录起始的符合物。 典型的RNA聚合酶的启动子知由两部分组成：中心启动子和启动子近侧序列元件。 中心启动子：可包括TATA框和起始因子，主要担任并决议转录起点的认定和在此区域RNA聚合酶与通用转录因子的结合，并与转录起点为中心点，构成转录起始复合物。 启动子近侧序列元件：常位于中心启动子上游约100bp处，主要包括GC框、CAAT框等，主要担任与其他蛋白因子的结合，以影响转录因子的转录速率和转录的特异性。 2调理序列： 主要是指基因调理蛋白的结合区域，主要担任转录复合物的装配和影响转录速率。 加强子和沉默子。 加强子:可在启动子附近添加转录因子的浓度,促进转录. 沉默子:抑制基因转录影响要素 真核细胞基因转录的调控受多方面要素的影响，总体