細(xì)胞生物學(xué)：07-1第九章 遺傳信息的傳遞及其調(diào)控-ZX

1、 第九章第九章 遺傳信息的傳遞及其調(diào)控遺傳信息的傳遞及其調(diào)控（transmission of genetic information and its regulation) 內(nèi)容內(nèi)容:一、基因一、基因二、二、“中心法則中心法則”闡明細(xì)闡明細(xì)胞內(nèi)遺傳信息流胞內(nèi)遺傳信息流基因（基因（gene）：）：核酸中儲存遺傳信核酸中儲存遺傳信息的遺傳單位，是儲存有功能的蛋息的遺傳單位，是儲存有功能的蛋白質(zhì)多肽鏈或白質(zhì)多肽鏈或RNA序列信息及表達(dá)序列信息及表達(dá)這些信息所必須的全部核苷酸序列。這些信息所必須的全部核苷酸序列。基因組基因組 (genome)：是攜帶有細(xì)胞或是攜帶有細(xì)胞或生物體的一整套遺傳指令的核酸量

2、。生物體的一整套遺傳指令的核酸量。 中心法則中心法則二二基因轉(zhuǎn)錄過程的三個階段基因轉(zhuǎn)錄過程的三個階段 (一一) DNA鏈?zhǔn)腔蜣D(zhuǎn)錄的模板鏈?zhǔn)腔蜣D(zhuǎn)錄的模板（二）（二） RNA聚合酶是基因轉(zhuǎn)錄的聚合酶是基因轉(zhuǎn)錄的關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶 轉(zhuǎn)錄（轉(zhuǎn)錄（transcription）：）：以以DNA為為模板，模板，RNA聚合酶催化合成聚合酶催化合成RNA分子的過程。轉(zhuǎn)錄的實(shí)質(zhì)就是將分子的過程。轉(zhuǎn)錄的實(shí)質(zhì)就是將DNA的遺傳信息傳遞給的遺傳信息傳遞給RNA分子。分子。不對稱轉(zhuǎn)錄不對稱轉(zhuǎn)錄亞基亞基數(shù)數(shù)目目分子量分子量功功 能能2 22 23651236512決定轉(zhuǎn)錄的特異性決定轉(zhuǎn)錄的特異性1 1150618150618

3、 與轉(zhuǎn)錄全過程有關(guān)與轉(zhuǎn)錄全過程有關(guān)1 1155613155613結(jié)合結(jié)合DNADNA模板模板1認(rèn)起始點(diǎn)辨認(rèn)起始點(diǎn)啟動子決定轉(zhuǎn)錄的起始位點(diǎn)和轉(zhuǎn)錄啟動子決定轉(zhuǎn)錄的起始位點(diǎn)和轉(zhuǎn)錄的方向，啟動轉(zhuǎn)錄的開始。的方向，啟動轉(zhuǎn)錄的開始。（三）原核生物的轉(zhuǎn)錄終止包（三）原核生物的轉(zhuǎn)錄終止包括兩種方式括兩種方式RNARNA聚合酶（全酶）聚合酶（全酶）DNADNA鏈和新鏈前兩個核苷酸。鏈和新鏈前兩個核苷酸。DNADNA信使信使RNA hnRNA hnRNA進(jìn)行首尾修飾和內(nèi)含進(jìn)行首尾修飾和內(nèi)含子剪切后轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓淖蛹羟泻筠D(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓膍RNA mRNA 核酶的發(fā)現(xiàn)是對傳統(tǒng)酶學(xué)的挑戰(zhàn)核酶的發(fā)現(xiàn)是

4、對傳統(tǒng)酶學(xué)的挑戰(zhàn) 核酶的發(fā)現(xiàn)，對中心法則作了重要補(bǔ)充核酶的發(fā)現(xiàn)，對中心法則作了重要補(bǔ)充 ( (一一) )核糖體是肽鏈合成場所核糖體是肽鏈合成場所核糖體大、小亞基有許多活性蛋白核糖體大、小亞基有許多活性蛋白是參與蛋白質(zhì)生物合成過程的酶和是參與蛋白質(zhì)生物合成過程的酶和蛋白質(zhì)因子，結(jié)構(gòu)上具有以下特點(diǎn)：蛋白質(zhì)因子，結(jié)構(gòu)上具有以下特點(diǎn)：1.通用性通用性2.方向性方向性3.簡并性簡并性4.連續(xù)性連續(xù)性5.起始密碼子和終止密碼子起始密碼子和終止密碼子白白靶向輸送蛋白的信號序列或成分靶向輸送蛋白的信號序列或成分 （二）基因表達(dá)具有時間性（二）基因表達(dá)具有時間性和空間性和空間性（三）基因表達(dá)包括組成性（三）基因

5、表達(dá)包括組成性表達(dá)表達(dá)(constitutive expression)和和適應(yīng)性表達(dá)適應(yīng)性表達(dá) (adaptive expression)1.1.特異特異DNADNA序列：序列： 操縱子（操縱子（operon）由一組結(jié)構(gòu)基由一組結(jié)構(gòu)基因加上其上游的調(diào)控區(qū)組成。因加上其上游的調(diào)控區(qū)組成。 順式作用元件（順式作用元件（cisacting element）是指特異性轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)）是指特異性轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)或合位點(diǎn)或DNADNA序列：啟動子，增強(qiáng)序列：啟動子，增強(qiáng)子，沉默子等子，沉默子等2.2.調(diào)節(jié)蛋白調(diào)節(jié)蛋白 3.RNA3.RNA聚合酶聚合酶一種存在于大多數(shù)真核細(xì)胞中的小蛋白；一種存在于大多數(shù)真

6、核細(xì)胞中的小蛋白；主要功能主要功能：標(biāo)記需要分解的蛋白質(zhì)，使其被水解；：標(biāo)記需要分解的蛋白質(zhì)，使其被水解；機(jī)制機(jī)制：當(dāng)附有泛素的蛋白質(zhì)移動到桶狀的蛋白酶的：當(dāng)附有泛素的蛋白質(zhì)移動到桶狀的蛋白酶的時候，蛋白酶就會將該蛋白質(zhì)水解；時候，蛋白酶就會將該蛋白質(zhì)水解；其他功能其他功能：轉(zhuǎn)錄、翻譯調(diào)節(jié)和蛋白質(zhì)細(xì)胞內(nèi)定位等；：轉(zhuǎn)錄、翻譯調(diào)節(jié)和蛋白質(zhì)細(xì)胞內(nèi)定位等；結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：泛素由：泛素由76個氨基酸組成，分子量大約個氨基酸組成，分子量大約8500道道爾頓。它在真核生物中具有高度保留性，人類和酵爾頓。它在真核生物中具有高度保留性，人類和酵母的泛素有母的泛素有96%的相似性。的相似性。2004年，年，A. Cie

7、chanover, A. Hershko 和和 I. Rose因發(fā)現(xiàn)泛素調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)降解過程而獲諾貝爾化學(xué)因發(fā)現(xiàn)泛素調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)降解過程而獲諾貝爾化學(xué)獎。獎。泛素泛素(Ubiquitin)Varshavsky A. Protein Sci. 2006,15(3):647-54 The ubiquitin system of the yeast S. cerevisiae Ubiquitin proteasome systemThe N-end rule pathway in the yeast S. cerevisiaeXia Z, et al. JBC 2008, 283(35):24011-28 Shi Y. et al. Mol Cell Pro