原核生物真核生物基因表達比較

原核生物與真核生物基因表達方面的主要差異

122210101436基因表達：基因表達(geneexpression)是指細胞在生命過程中，把儲存在DNA順序中遺傳信息經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯，轉(zhuǎn)變成具有生物活性的蛋白質(zhì)分子。原核生物真核生物基因表達比較原核生物

真核生物原料:模板:酶:其他因子:NTP(ATPUTPCTPGTP)DNARNA-聚合酶RNA-聚合酶IIIIII

轉(zhuǎn)錄因子原核生物的基因由于沒有外顯子和內(nèi)含子，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的信使RNA不需要剪切、拼接等加工過程。而真核生物有內(nèi)含子、外顯子，因此轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA需要加工修飾??？轉(zhuǎn)錄：模板:原核生物真核生物基因表達比較原核生物RNA-聚合酶真核生物RNA-聚合酶酶：原核生物真核生物基因表達比較原核生物每一轉(zhuǎn)錄區(qū)段可視為一個轉(zhuǎn)錄單位，稱為操縱子(operon)。操縱子包括若干個結(jié)構(gòu)基因及其上游(upstream)的調(diào)控序列。原核生物真核生物基因表達比較原核生物上游調(diào)控序列:中的啟動子是RNA聚合酶結(jié)合模板DNA的部位，也是控制轉(zhuǎn)錄的關(guān)鍵部位。轉(zhuǎn)錄起始區(qū)：A-T配對比較多，A-T多是有利于解鏈的-10區(qū)的“一致性序列”為TATAAT-35區(qū)最大一致性序列是TTGACA（啟動子）原核生物真核生物基因表達比較真核生物轉(zhuǎn)錄起始前的上游區(qū)段調(diào)控序列：不同物種、不同細胞或不同的基因，轉(zhuǎn)錄起始點上游可以有不同的DNA序列，但這些序列都可統(tǒng)稱為順式作用元件(cis-actingelement)。順式作用元件包括啟動子、啟動子上游元件(upstreampromoterelements)等近端調(diào)控元件和增強子(enhancer)等遠隔序列。起始點上游多數(shù)有共同的TATA序列，稱為Hognest盒或TATA盒(TATAbox)。通常認為這就是啟動子的核心序列。TATA盒雖然沒有原核的-10區(qū)、-35區(qū)那么典型，沒有原核那樣的相對較高較精確的豐度、區(qū)段；除TATA盒；還有一些叫“盒”或不叫的調(diào)控序列。啟動子上游元件是位于TATA盒上游的DNA序列，多在轉(zhuǎn)錄起始點約-40～-100nt的位置，比較常見的是GC盒和CAAT盒。

原核生物真核生物基因表達比較原核生物真核生物基因表達比較轉(zhuǎn)錄起始:原核生物：RNA聚合酶和DNA的特殊序列——啟動子(promoter)結(jié)合后，就能啟動RNA合成。RNA聚合酶全酶(2)與模板結(jié)合，形成閉合轉(zhuǎn)錄復(fù)合體。

DNA雙鏈局部解開，形成開放轉(zhuǎn)錄復(fù)合體。在RNA聚合酶作用下發(fā)生第一次聚合反應(yīng)，形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物。真核生物：轉(zhuǎn)錄起始需要啟動子、RNA聚合酶和轉(zhuǎn)錄因子的參與。少數(shù)幾個反式作用因子的搭配啟動特定基因的轉(zhuǎn)錄真核生物RNA-pol不與DNA分子直接結(jié)合，而需依靠眾多的轉(zhuǎn)錄因子，形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物。真核生物RNA聚合酶Ⅱ-DNA-RNA復(fù)合物

原核生物真核生物基因表達比較轉(zhuǎn)錄延長：原核生物轉(zhuǎn)錄過程中有羽毛狀現(xiàn)象：啟動子清除，α亞基脫落，RNA–pol聚合酶核心酶變構(gòu)，與模板結(jié)合松弛，沿著DNA模板前移，在核心酶作用下NTP不斷聚合，RNA鏈不斷延長。原核生物在同一DNA模板上，有多個轉(zhuǎn)錄同時在進行，轉(zhuǎn)錄尚未完成，翻譯已在進行。真核生物轉(zhuǎn)錄延長過程與原核生物大致相似，但因有核膜相隔，沒有轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的現(xiàn)象。

原核生物真核生物基因表達比較轉(zhuǎn)錄終止：RNA聚合酶在DNA模板上停頓下來不再前進，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA鏈從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物上脫落下來。原核生物的轉(zhuǎn)錄終止分類：依賴ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止非依賴ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止Ρ因子：識別富含C的RNA鏈ATPase活性解螺旋酶（helicase）活性Ρ因子原核生物真核生物基因表達比較真核生物的轉(zhuǎn)錄終止：在超出千百個核苷酸后停頓，轉(zhuǎn)錄后修飾有多聚腺苷酸（polyA）尾巴結(jié)構(gòu)加進去。在讀碼框架下游常有一組公共序列AATAAA及GTGTGT序列，這些序列稱為轉(zhuǎn)錄終止修飾點。原核生物真核生物基因表達比較原核生物真核生物轉(zhuǎn)錄對比：原核生物真核生物基因表達比較翻譯：mRNA是蛋白質(zhì)生物合成的直接模板:遺傳學將編碼一個多肽的遺傳單位稱為順反子(cistron)。原核細胞中數(shù)個結(jié)構(gòu)基因常串聯(lián)為一個轉(zhuǎn)錄單位，轉(zhuǎn)錄生成的mRNA可編碼幾種功能相關(guān)的蛋白質(zhì)，為多順反子(polycistron)。真核mRNA只編碼一種蛋白質(zhì)，為單順反子(singlecistron)

許多真核生物基因轉(zhuǎn)錄后有一個對mRNA外顯子加工的過程,使mRNA序列中出現(xiàn)移碼、錯義、無義突變，導(dǎo)致同一前體mRNA翻譯出序列、功能不同的蛋白質(zhì)。這種基因表達的調(diào)節(jié)方式稱為mRNA編輯（mRNAediting）。

原核生物真核生物基因表達比較核蛋白體是蛋白質(zhì)生物合成的場所:核蛋白體是細胞質(zhì)和線粒體中無膜包裹的顆粒狀細胞器，具蛋白質(zhì)合成功能。核蛋白體包括rRNA(核糖體RNA)和蛋白質(zhì)，直徑為20-25nm,真核細胞的核蛋白體比原核細胞的大。原核生物真核生物基因表達比較蛋白質(zhì)生物合成需要酶類、蛋白質(zhì)因子:原核生物真核生物基因表達比較原核生物真核生物基因表達比較氨基酸的活化：氨基酸與特異的tRNA結(jié)合形成氨基酰-tRNA的過程稱為氨基酸的活化，氨基酸活化形成氨基酰-tRNA。原核、真核生物----都有兩種Met-tRNA：原核生物起始氨基酰-tRNA:

fMet-tRNAfMet

tRNAfMet與甲硫氨酸結(jié)合后，甲硫氨酸很快被甲?；癁镹-甲酰甲硫氨酸，于是形成N-甲酰甲硫氨酰-tRNA(fMet-tRNAfMet)。真核生物起始氨基酰-tRNA:

Met-tRNAiMettRNAiMet與甲硫氨酸結(jié)合后形成Met-tRNAiMet

。參與肽鏈延長的甲硫氨酰-tRNA：Met-tRNAMet原核生物真核生物基因表達比較肽鏈合成起始:原核生物:起始tRNA是fMet-tRNA(fMet上角標）30s小亞基首先與mRNA模板相結(jié)合再與fMet-tRNA(fMet上角標）結(jié)合最后與50s大亞基結(jié)合真核生物:起始tRNA是Met-tRNA(Met上角標）40s小亞基首先與Met-tRNA(Met上角標）相結(jié)合再與模板mRNA結(jié)合最后與60s大亞基結(jié)合生成起始復(fù)合物原核生物真核生物基因表達比較原核生物位于AUG上游8-13個核苷酸處的一個短片段（4-6個核苷酸）叫做SD序列。這段序列正好與tRNA30S小亞基中的16srRNA3’端一部分序列互補，因此SD序列也叫做核糖體結(jié)合序列。其中有三種IF參加起始復(fù)合物的形成。真核生物mRNA中的帽子結(jié)構(gòu)和帽子結(jié)合蛋白復(fù)合物結(jié)合。至少有十種eIF參與起始復(fù)合物的形成。真核生物翻譯起始原核生物真核生物基因表達比較原核生物肽鏈合成的延長：進位:

氨基酰-tRNA按照mRNA模板的指令進入并結(jié)合到核蛋白體A位2.成肽:轉(zhuǎn)肽酶催化，核蛋白體P位上起始氨基酰-tRNA轉(zhuǎn)移到A位，與A位上氨基酰-tRNA的α-氨基結(jié)合形成肽鍵3.轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位酶催化，核蛋白體向3′-端移動一個密碼子的距離，使mRNA上下一個密碼子進入核蛋白體A位、而占據(jù)A位的肽酰-tRNA移入P位延長因子:EF-TuEF-Ts

EF-G真核延長過程與原核基本相似但有不同的反應(yīng)體系和延長因子：eEF-1αeEF-1βγeEF-2真核細胞核蛋白體沒有E位，轉(zhuǎn)位時卸載的tRNA直接從P位脫落原核生物真核生物基因表達比較肽鏈合成終止：核蛋白體A位出現(xiàn)mRNA的終止密碼子后，多肽鏈合成停止，肽鏈從肽酰-tRNA中釋出，mRNA、核蛋白體大、小亞基等分離。原核生物終止階段需要釋放因子RF-1、RF-2和RF-3參與釋放因子功能：I識別終止密碼子II誘導(dǎo)轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)變?yōu)轷ッ富钚訧IIRF-3有GTP酶活性，能介導(dǎo)RF-1、RF-2與核蛋白體的相互作用真核生物翻譯終止過程與原核生物相似，但只有1個釋放因子eRF，可識別所有終止密碼子，完成原核生物各類RF的功能。原核生物真核生物基因表達比較原核生物真核生物基因表達比較蛋白質(zhì)翻譯后修飾：真核生物中新生(未成熟)分泌蛋白的N端有可被細胞轉(zhuǎn)運系統(tǒng)識別