【正文】 構(gòu)的蛋白質(zhì)來(lái)說(shuō) ， 存在著多個(gè)基因協(xié)調(diào)表達(dá) 的問(wèn)題 。 （ 2） 3?端加上聚腺苷酸尾巴： polyA。稱(chēng)為單順?lè)醋?mRNA。 P14 29 原核生物結(jié)構(gòu)基因多轉(zhuǎn)錄為多順?lè)醋?mRNA 5?PPP 3? 蛋白質(zhì) mRNA 多順?lè)醋?mRNA (polycistronic mRNA) ： 原核細(xì)胞 中數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)基因常串聯(lián)為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，利用共同的啟動(dòng)子和終止信號(hào)，組成“ 操縱子 ”的基因表達(dá)調(diào)控單元，轉(zhuǎn)錄生成的 一條 mRNA鏈可編碼 幾種 功能相關(guān)的 蛋白質(zhì) ， 稱(chēng)為多順?lè)醋?mRNA。在 polyA聚合酶催化下，在 3180。 P14 28 3. Poly（ A）加尾信號(hào) 含有 Ⅱ 類(lèi)啟動(dòng)子的基因除了具有上述調(diào)控序列外，在基因的末端往往還有一段特定的加尾信號(hào)，是一個(gè)保守的 AATAAA序列，其下游有一段 GT或T豐富區(qū) ，共同構(gòu)成 Poly（ A）加尾信號(hào)（ 轉(zhuǎn)錄終止修飾點(diǎn) ）。 1986年 ， Maniatis等在研究干擾素 β基因轉(zhuǎn)錄時(shí)發(fā)現(xiàn)增強(qiáng)子內(nèi)含有負(fù)調(diào)控序列 ， 稱(chēng)為 負(fù)增強(qiáng)子 ， 又稱(chēng)為 沉默子 （ silencer） 。 盡管通常處于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游－ 100 ~ － 300 bp 處 ， 但在內(nèi)含子中也發(fā)現(xiàn)有增強(qiáng)子存在 。 27 2. 增強(qiáng)子（ enhancer） 增強(qiáng)子是一段短的 DNA序列 ， 含有多個(gè)作用元件 ， 可以特異性與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合 ， 增強(qiáng)基因的轉(zhuǎn)錄活性 。 Ⅲ 類(lèi)啟動(dòng)子 能夠被 RNA聚合酶 Ⅲ 和轉(zhuǎn)錄因子 Ⅲ 識(shí)別和結(jié)合的啟動(dòng)子。 26 Ⅰ 類(lèi)啟動(dòng)子 能夠被 RNA聚合酶 Ⅰ 和轉(zhuǎn)錄因子 Ⅰ 識(shí)別和結(jié)合的啟動(dòng)子。 ② 既無(wú) TATA box ，也沒(méi)有 GC富含區(qū) ， 可有一個(gè)或數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)。 僅有 TATA box 和轉(zhuǎn)錄因子也可構(gòu)成最簡(jiǎn)單的啟動(dòng)子。 25 典型的啟動(dòng)子通常含有 TATA box 以及上游的啟動(dòng)子元件 CAAT box 和 GC box。 CAAT盒與轉(zhuǎn)錄因子CTF結(jié)合，決定啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄的效率。是轉(zhuǎn)錄因子 TFⅡ D的結(jié)合位點(diǎn)， TFⅡ D再與 RNA聚合酶 Ⅱ 形成復(fù)合物，啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄，這一類(lèi)啟動(dòng)子又稱(chēng)為 Ⅱ 類(lèi)啟動(dòng)子 。 23 真核生物基因中的調(diào)控序列 1. 啟動(dòng)子（ promoter）和啟動(dòng)子上游序列 一般位于基因轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游－ 100 ~ －200 堿基對(duì)范圍，是能夠被 RNA聚合酶識(shí)別并與其結(jié)合并起始轉(zhuǎn)錄的核苷酸序列，包括一組轉(zhuǎn)錄調(diào)控序列： P13 24 ① TATA box ② CAAT box 人類(lèi)許多基因的轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游－ 25~－ 30bp的位置有一段高度保守序列。 P13 21 基因中含有與轉(zhuǎn)錄調(diào)控相關(guān)的序列 （ 1）編碼蛋白質(zhì)肽鏈或 RNA的序列 （ 2）保證轉(zhuǎn)錄所必需的調(diào)控序列 （ 3）位于編碼區(qū) 5?端上游的非編碼序列 （ 4）內(nèi)含子 （ 5） 位于編碼區(qū) 3?端下游的非編碼序列 一個(gè)基因應(yīng)包含下列序列 22 基因序列示意圖 調(diào)控序列 5?端非編碼序列 結(jié)構(gòu)基因 3?端非編碼序列 原核：操縱子調(diào)控模式 真核：順式作用元件（包括啟動(dòng)子和上游啟動(dòng)子元件、增強(qiáng)子、 反應(yīng)元件、 poly(A)加尾信號(hào)） 原核： SD序列 真核： DNA元件 編碼蛋白質(zhì)肽鏈或 RNA序列 內(nèi)含子（結(jié)構(gòu)基因中非編碼序列） 原核：多順?lè)醋? 真核：?jiǎn)雾樂(lè)醋? DNA模板靠近終止區(qū)，轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn) 側(cè)翼序列，不被翻譯的 DNA片段，包括前導(dǎo)序列。端大多數(shù)以 GT 開(kāi)始 ， 3180。 還有些基因的內(nèi)含子中包含其它基因的編碼序列 ， 即 基因內(nèi)基因 。 內(nèi)含子 ： 與外顯子相對(duì)應(yīng)的割斷基因的線(xiàn)性表達(dá)而在剪接過(guò)程中被除去的非編碼核苷酸序列。 它為一個(gè)由連續(xù)氨基酸組成的完整蛋白質(zhì)編碼 。 17 ?原核生物結(jié)構(gòu)基因是連續(xù)的編碼序列 ， 其RNA合成后不需剪接加工 。 RNA新鏈合成的方向： 5? ? 3? 。 16 不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)錄的含義 （ 1） DNA分子上 模板鏈 指導(dǎo) RNA轉(zhuǎn)錄 ， 編碼鏈 不轉(zhuǎn)錄 。 15 模板鏈 (template strand)和編碼鏈 (coding strand) ： DNA雙鏈中按堿基配對(duì)規(guī)律 ， 能指導(dǎo)轉(zhuǎn)錄生成 RNA的一股鏈成為 模板鏈 （ 也稱(chēng)作 反意義鏈antisense strand或 Watson鏈 ） 。 原始模板和直接模板 ： DNA分子上決定蛋白質(zhì)氨基酸序列的遺傳信息稱(chēng)為蛋白質(zhì)合成的 原始模板 。 從 mRNA 5?端起始密碼子 AUG到 3?端終止密碼子之間的核苷酸序列 ， 各個(gè)三聯(lián)體密碼連續(xù)排列編碼一個(gè)蛋白質(zhì)多肽鏈 ， 稱(chēng)為 開(kāi)放閱讀框架 。 P1 13 遺傳密碼 （ geic code） ： mRNA分子上從 5??3?方向 ， 由 起始密碼子AUG開(kāi)始 ， 每 3個(gè) 核苷酸 組成的三聯(lián)體 ， 決定肽鏈上某一個(gè)氨基酸或蛋白質(zhì)合成的起始 、 終止信號(hào) ，稱(chēng)為 三聯(lián)體 密碼 ， 也叫密碼子 （ codon） 。 其中貯存 RNA序列信息的 DNA區(qū)段稱(chēng)為結(jié)構(gòu)基因 ， 結(jié)構(gòu)基因上游和下游控制轉(zhuǎn)錄的序列即為基因的調(diào)控序列 。 9 基因治療總體上分為兩大方面 : 1. 糾正異?；?（ 異常表達(dá)或缺陷 ） 白質(zhì)因子以實(shí)現(xiàn)對(duì)疾病的治療作用 10 生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室 第二章 基因的結(jié)構(gòu)與功能 P2 11 基因是編碼 RNA或多肽鏈的核酸片段 ? Beadle和 Tatum提出 “一個(gè)基因一種酶”假說(shuō) 為此獲得 1958年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng) ? 人們對(duì)上述學(xué)說(shuō)進(jìn)行修正，提出“一個(gè)基因一 條多肽鏈”的概念 基因定義 ： 基因是負(fù)責(zé)編碼 RNA或一條多肽鏈的 DNA片段，包括編碼序列、編碼序列外的側(cè)翼序列及插入序列 。 5 ? 從核酸和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能 、 基因組的結(jié)構(gòu)與功能到基因的復(fù)制 、 表達(dá) 、 調(diào)控及生物學(xué)效應(yīng)； ? 從生物大分子之間的相互作用到這些相互作用構(gòu)成的細(xì)胞間通訊和細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)； ? 從對(duì)基因的結(jié)構(gòu) 、 功能 、 表達(dá)調(diào)控的分析到基因的制備 、 改造 、 調(diào)控 、 應(yīng)用所需的各種技術(shù)體系 現(xiàn)代分子生物學(xué)研究主要涉及三個(gè)領(lǐng)域 6 人體某種細(xì)胞內(nèi)的基因發(fā)生異常改變 外源基因進(jìn)入人體引起疾病 疾病易感基因使機(jī)體對(duì)致病因素更加敏感 基因與疾病的關(guān)系大致包括三種類(lèi)型 7 調(diào)控網(wǎng)絡(luò) 細(xì)胞間通訊網(wǎng)絡(luò) 細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 是體內(nèi)細(xì)胞功能調(diào)控的分子基礎(chǔ) 8 基因診斷 ： 主要是應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù) ， 檢測(cè)人體某些基因結(jié)構(gòu)和表達(dá)的變化 ， 或者檢測(cè)病原體基因組在人體內(nèi)的存在 ， 從而達(dá)到診斷疾病或監(jiān)控疾病治療效果的目的 。 4 分子生物學(xué)的研究目的是 以生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能為基礎(chǔ)研究生命活動(dòng)的本質(zhì)與規(guī)律 。 分子水平生命活動(dòng)主要是通過(guò) 核酸 和蛋白質(zhì) 這兩類(lèi)生物大分子的活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的 。1 生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室 第一章 緒 論 2 分子生物學(xué)定義 ： 是從分子水平研究生命現(xiàn)象 、 生命本質(zhì) 、 生命活動(dòng)及其規(guī)律的科學(xué) 。 研究對(duì)象主要是 生物大分子 。 3 醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)（ medical molecular biology） ： 是從分子水平研究人體和疾病相關(guān)生 物在正常和疾病狀態(tài)下生命活動(dòng)及其規(guī)律 、 從分子水平開(kāi)展人類(lèi)疾病的預(yù)防 、 診斷和 治療研究的科學(xué) 。 分子水平生命活動(dòng)主要是通過(guò) 核酸 和蛋白質(zhì) 這兩類(lèi)生物大分子的活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的 。 基因治療 ： 通過(guò)特定的分子生物學(xué)技術(shù)關(guān)閉或降低異常表達(dá)基因 ， 或?qū)⒄５耐庠椿驅(qū)塍w內(nèi)特定的靶細(xì)胞以彌補(bǔ)缺陷基因 ， 或?qū)⒛撤N特定基因?qū)塍w細(xì)胞以表達(dá)特定的蛋白質(zhì)因子 ， 實(shí)現(xiàn)對(duì)疾病的治療 。 P3 12 基因 ： 是核酸分子中貯存遺傳信息的遺傳單位 ， 是指貯存 RNA序列信息及表達(dá)這些信息所必需的全部核苷酸序列 。 RNA的堿基序列直接來(lái)源于結(jié)構(gòu)基因 ， 其中mRNA的序列中又貯存有蛋白質(zhì)多肽鏈的氨基酸序列信息 。 開(kāi)放閱讀框架 (open reading frame, ORF)。 14 結(jié)構(gòu)基因（ structure gene） ： 是指基因中編碼 RNA或蛋白質(zhì)的 DNA序列。指導(dǎo)蛋白質(zhì)生物合成的 mRNA稱(chēng)為蛋白質(zhì)合成的 直接模板 。 與 模板鏈對(duì)應(yīng)不能指導(dǎo)轉(zhuǎn)錄生成 RNA的另一股鏈稱(chēng)為 編碼鏈 （ 也稱(chēng)為 有義鏈 sense strand 或信息鏈 、 Crick鏈 ） ，它與轉(zhuǎn)錄出的 RNA堿基序列比較 ， 除了 U代替 T外 ， 其余都是一致的 。 （ 2） 在一個(gè)多基因的 DNA雙鏈分子中 ， 模板鏈并非都在同一 DNA單鏈上 。 文獻(xiàn)上刊出的 DNA單鏈 ， 一般均指 編碼鏈 。 ?真核生物的結(jié)構(gòu)基因 ， 有若干個(gè)編碼區(qū)被非編碼區(qū)相互間隔開(kāi)但又連續(xù)鑲嵌而成 ， 稱(chēng)為 斷裂基