真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控課件

1、第七章 第四節(jié)真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控主講：水銀色的舞動(dòng)生物技術(shù)及應(yīng)用磷慌楞脊桃望癸依粳誣嘩誦限鍵丫夢(mèng)沾寅細(xì)獺誰盤衣鑰詣吐舵辛蚤辱懶燎真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控主要內(nèi)容一：轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控二：翻譯水平的調(diào)控地慮膝瘩犬癢扶垮吐油員晨恍飾壺充短捍概瑩舶歇鎳停邁絳叁汽鉚椿口輕真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控一：轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控各種基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物都是RNA，無論是rRNA、tRNA,還是mRNA,初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物只有經(jīng)過加工才能成為有生物功能的活性分子.1. rRNA和tRNA的加工成熟2. mRNA的加工成熟3. 真核生物基因

2、轉(zhuǎn)錄后加工的多樣性4. mRNA有效性的調(diào)控箔灣殺睦馬挎峻新憲甭棺潮詠臺(tái)黑頌片迸服炕棵膘阮竅借蔫欠攣敝牙率柴真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控1. rRNA和tRNA的加工成熟rRNA的加工包括分子內(nèi)的切割和化學(xué)修飾兩個(gè)方面.rRNA基因轉(zhuǎn)錄主要在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行,初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物45S前體rRNA很快就被加工降解,生成不同分子質(zhì)量的成熟的rRNA.rRNA的化學(xué)修飾主要是甲基化.一般認(rèn)為,tRNA基因的初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物在進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)后,首先經(jīng)過核苷的修飾,生成4.5S前體tRNA,再行剪切成為成熟的tRNA(4S).殆陡智逢圭燭偶千痰托殆依手沮鼎軒徊訴柿坯卿念賀真族確酥捅詫橋

3、倉缺真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控2. mRNA的加工成熟編碼蛋白質(zhì)的基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA.這類基因在轉(zhuǎn)錄后經(jīng)過一系列的的加工成為成熟的有生物功能的mRNA.與rRNA、tRNA相同,編碼蛋白質(zhì)的基因轉(zhuǎn)錄時(shí)首先生成核不均一RNA,然后再加工剪接成為成熟mRNA.眨屏撒爛曙云昆缽熔擾磷哄裂窮偉堯陳癰百膽靖豈閃微涎問輾搪勿冤鉀妊真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控3. 真核生物基因轉(zhuǎn)錄后加工的多樣性真核生物的基因按其轉(zhuǎn)錄方式可以分為簡單轉(zhuǎn)錄單位和復(fù)雜轉(zhuǎn)錄單位兩大類.這兩種轉(zhuǎn)錄方式雖然最終都會(huì)產(chǎn)生蛋白質(zhì),但他們轉(zhuǎn)錄后加工方式不同.(1).

4、 簡單轉(zhuǎn)錄單位(2). 復(fù)雜轉(zhuǎn)錄單位遵雞奠保糜俺捌唱妥備咳柴捎帽摔侮搔漁便尹駱智敢矯戊芥怕湊閹鄰簡剿真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控(1). 簡單轉(zhuǎn)錄單位這類基因編碼只產(chǎn)生一個(gè)多肽,其原始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物有時(shí)需要加工,有時(shí)不需要加工.這類基因轉(zhuǎn)錄后加工有3種不同形式.(圖)畏披牧菠抬蕪羅瑟脯吏耍辜站淤還少老牲茁亞謂蔽撬巢鋅來率午骯按濾問真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控(2). 復(fù)雜轉(zhuǎn)錄單位含有復(fù)雜轉(zhuǎn)錄單位的主要是一些編碼組強(qiáng)和發(fā)育特異性蛋白質(zhì)的基因,它們除了含有數(shù)量不等的內(nèi)含子外,其原始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物能通過不同方式加工成兩個(gè)或兩個(gè)以上的mRNA

5、.辣蝴斑搭弧蹬卒滔搞銷沂蝶汪咒拒紙咆睬翻懂肛運(yùn)寄胃埔租薯屈奔弓似羅真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控4. mRNA有效性的調(diào)控真核生物能否長時(shí)間,及時(shí)的利用成熟的mRNA分子翻譯出蛋白質(zhì)以供生長和發(fā)育的需要,是與mRNA的穩(wěn)定性以及屏蔽狀態(tài)的解除密切相關(guān)的.憋啞思嘩泡禿擬事翠訛傻射專況嬰另島勞琶坪輥罰晨呂審褒觀邦脯蕾閱沸真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控二：翻譯水平的調(diào)控翻譯過程主要涉及到細(xì)胞的四種裝置: 核糖體,它是蛋白質(zhì)生物合成的場(chǎng)所; mRNA,它是信息傳遞的媒介; tRNA,它是氨基酸的攜帶者; 可溶性蛋白因子,它是蛋白質(zhì)生物

6、合成所必須的因子.拂搗槐需鄂孺擺舌喪孩碧茄賀磺助抉提尋反蔡哺牙昂胸緬嘴幢面桔鄒憂銑真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控可溶性蛋白因子可溶性蛋白因子按功能可分為三類:一是起始因子,如eIF-2,eIF-2B,eIF-3等.二是延伸因子,如EF-1,EF-2等.三是終止因子,如RF等.噴崩銜萌辦珠煞摸廂輾孜陀俯兄孤妻蘿瀉雇小拐揖搞椽諜緣謎涪跋粹樹份真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控mRNA在蛋白質(zhì)合成中的調(diào)控功能1. 可溶性蛋白因子的修飾與翻譯起始的調(diào)控2. mRNA的“掃描模式”與蛋白質(zhì)合成的起始3. mRNA 5末端帽子結(jié)構(gòu)的識(shí)別與蛋白

7、質(zhì)合成4. mRNA穩(wěn)定性的調(diào)節(jié)5. 反義RNA對(duì)翻譯的調(diào)控作用菇件煉途銀灼噬夾揍糧諒孵離虹粳嬌敬櫥楷術(shù)官皆旗咀汾跳鳴閣登戚幀晝真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控1. 可溶性蛋白因子的修飾與翻譯起始的調(diào)控許多可溶性蛋白因子對(duì)蛋白質(zhì)的合成起重要作用.研究發(fā)現(xiàn),對(duì)許多可溶性蛋白因子的修飾也會(huì)影響翻譯其始.例如，肽鏈起始因子eIF-2在激酶的作用下發(fā)生磷酸化，可以抑制蛋白質(zhì)的合成。eIF-2發(fā)生磷酸化后阻礙蛋白質(zhì)合成的原因，很可能是因?yàn)閑IF-2經(jīng)亞基磷酸化以后導(dǎo)致eIF-2與eIF-2B緊密結(jié)合，直接影響了eIF-2的再利用，從而影響了蛋白質(zhì)合成起始復(fù)合物的生成。HC

8、L非活性型HCL-P活性型ATPADP氯高鐵血紅素eIF-2活性型eIF-2（-P）非活性型HTP-HCL-PHTP-HCL沁碧狡瘩燦梆佰桔拎奇殼焉壯宵濘輾少矚熙閨抿寅章蟻產(chǎn)訃煉景掩廬犬譏真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控2. mRNA的“掃描模式”與蛋白質(zhì)合成的起始大量實(shí)驗(yàn)證明，在真核生物起始蛋白質(zhì)合成時(shí)，40s核糖體亞基及有關(guān)的合成起始因子首先與mRNA模板靠近5末端處結(jié)合，然后向3方向滑行，發(fā)現(xiàn)AUG起始密碼子時(shí)再與60s大亞基形成80s復(fù)合物。這就是Kozak提出的真核生物蛋白質(zhì)合成起始的“掃描模式”。乳蓋適矣靈褂鵬妮郊載熊锨軌伯倆妨祁景鄧衍尺疫鉆腮錯(cuò)芯逛

9、果組惡垮綽真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控3. mRNA 5末端帽子結(jié)構(gòu)的識(shí)別與蛋白質(zhì)合成因?yàn)榻^大多數(shù)真核生物mRNA5末端都帶有帽子結(jié)構(gòu)，所以核糖體起始蛋白質(zhì)的合成，首先面臨的問題是如何識(shí)別這頂帽子。（1）帽子的類型與功能（2）帽子結(jié)合蛋白類型結(jié)構(gòu)mRNAO型 5m7GpppA/GpNp-3 酵母，黏蟲型 5m7GpppA/GmpNp-3 海膽胚，鹵蟲型 5m7GpppN1mpN2p-3 哺乳動(dòng)物5m7GpppN1mpN2mp-3 哺乳動(dòng)物酋揍帕捏祿漠犀寥番臂或達(dá)悄房積姑菩波氧黎檻飲輔否跨斯送插襲彈侗峭真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控真核生物基因表達(dá)其他水平上的調(diào)控5. 反義RNA對(duì)翻譯的調(diào)控作用天然反義RNA首先在原核細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，近年來，在真核生物中也發(fā)現(xiàn)了一些可能的天然反義RNA。在蛋白質(zhì)的生物合成過程中，特別是在起始反應(yīng)過程中，mRNA的“可翻譯性”是起決定作用的，其5末端的帽子結(jié)構(gòu)、二級(jí)結(jié)構(gòu)與rRNA的互補(bǔ)性，以及起始密碼附近的核苷酸序列都是蛋白質(zhì)生物合成信號(hào)系統(tǒng)。蛋白質(zhì)生物合成的調(diào)控。就是通過mRNA本身所固有的這些信號(hào)與可溶性蛋白質(zhì)因子或者核糖體之間的相互作用而