双语分子生物学课件.ppt

1、主讲:张志军 博士、博导、副教授埃博拉病毒p 截至年月日，埃博拉已在塞拉利昂、利比亚和几内亚造成人死亡。p 年月日，中国宣布已掌握埃博拉病毒抗体基因，同时具备对埃博拉病毒进行及时检测的诊断试剂研发能力，这让世界为之惊喜。.().,分子生物学分子生物学(第三版第三版)导读版导读版(精要速览系列精要速览系列)朱玉贤，李毅，郑晓峰编著。现代分子生物学（第版）朱玉贤，李毅，郑晓峰编著。现代分子生物学（第版）高等教育出版高等教育出版社社 .（）专心听讲 做好笔记 认真思考 学会归纳 注意纪律 预习复习章节名称章节名称理论（学时）理论（学时）实验（学时）实验（学时）,合计合计 ：(真细菌真细菌)(古细菌古

2、细菌)：(原生生物原生生物)(分化分化)（核仁）（核仁）,.,(黏多糖黏多糖),.(甘油酯甘油酯),(磷脂磷脂)，（鞘脂，如神经氨酰），（鞘脂，如神经氨酰）(核蛋白核蛋白),（核糖体）（核糖体）()蛋白多糖（粘蛋白）蛋白多糖（粘蛋白）:,.(纤毛和鞭毛纤毛和鞭毛)（动力蛋白和连接蛋（动力蛋白和连接蛋白白）.:()():(,)().(鞘脂鞘脂).(外周的外周的)（整合的）（整合的）,.(非共价互作非共价互作)(电荷电荷)(偶极偶极)氢键氢键 疏水相互作用疏水相互作用试述原核和真核细胞的异同点。试述原核和真核细胞的异同点。亚细胞器主要有哪些？各自主要结构和功能是亚细胞器主要有哪些？各自主要结构和功

3、能是什么？什么？生物大分子包括哪些？分别叙述其组成结构。生物大分子包括哪些？分别叙述其组成结构。试举出三种大分子的组装形式。试举出三种大分子的组装形式。(光谱学光谱学)（热力学）（热力学）(核苷核苷)(核苷酸核苷酸)n n:(),(),(),()n:(),(),(),()n n,.n .n :n :n :n n n n ;n ()n;.,.()().n,：它是左手双螺旋，与右手螺旋的不同是螺距延长：它是左手双螺旋，与右手螺旋的不同是螺距延长(左右左右)，直径变窄直径变窄()()，每个螺旋含个碱基对，分子长链中磷原子不是，每个螺旋含个碱基对，分子长链中磷原子不是平滑延伸而是锯齿形排列，有如平滑延

4、伸而是锯齿形排列，有如“之之”字形一样，因此叫它字形一样，因此叫它构象，这一构象中的重复单位是二核苷酸而不是单核苷酸；构象，这一构象中的重复单位是二核苷酸而不是单核苷酸；而且只有一个螺旋沟，它相当于构象中的小沟，它狭而深，而且只有一个螺旋沟，它相当于构象中的小沟，它狭而深，大沟则不复存在。大沟则不复存在。进一步的分析还证明，的形成是单链上出现嘌呤与嘧啶交进一步的分析还证明，的形成是单链上出现嘌呤与嘧啶交替排列所成的。比如或者。替排列所成的。比如或者。双螺旋 碱基倾碱基夹碱基间距螺距 每轮碱 小沟宽大沟宽 角（）角（）基数小沟宽 大沟宽 总之，的双螺旋结构永远处于动态平衡中，分子构象的变化与糖基

5、和碱基之间空间相对位置有关。,(脱嘌呤).,.n n (互变异构的互变异构的).n n(尿素尿素)（甲酰胺）（甲酰胺）n（粘性）（粘性）n ,.n n (浮力密度浮力密度)n ,n 密度梯度离心分离密度梯度离心分离 l 离心分离密度大于的样品，离心分离密度大于的样品，如、，需要使用密度比蔗糖和如、，需要使用密度比蔗糖和甘油大的介质。甘油大的介质。l 重金属盐氯化铯重金属盐氯化铯()()是目前使用是目前使用的最好的离心介质。的最好的离心介质。离心分离细胞组分和生物分子是最常用的分离方法，因为不同的细胞离心分离细胞组分和生物分子是最常用的分离方法，因为不同的细胞器和分子有不同的体积和密度，可在不同

6、离心力的作用下沉降分离。器和分子有不同的体积和密度，可在不同离心力的作用下沉降分离。不同的细胞器、大分子和病毒的密度及相应的沉降系数不同的细胞器、大分子和病毒的密度及相应的沉降系数 ()(减色性减色性)(消光系数消光系数).:,.n（定量）（定量）n .,;,;.n n n ,;n ,;n ;.补充：补充：启动子启动子启动子是聚合酶识别、结合和开始转录的一段序列，启动子是聚合酶识别、结合和开始转录的一段序列，含有聚合酶特异性结合和转录起始所需保守序列。含有聚合酶特异性结合和转录起始所需保守序列。转录起点是指与新生链第一个核苷酸相对应链上的碱转录起点是指与新生链第一个核苷酸相对应链上的碱基，研究

7、证实通常为一个嘌呤。基，研究证实通常为一个嘌呤。启动子一般位于转录起始位点的上游。（上下游表示）启动子一般位于转录起始位点的上游。（上下游表示）从起点上游约处找到的保守序列，称为区（），或称从起点上游约处找到的保守序列，称为区（），或称，是转录解旋区。是转录解旋区。位置位置 保守序列，称为或识别区。保守序列，称为或识别区。序列提供了聚合酶识别的信号，序列则有助于局部双序列提供了聚合酶识别的信号，序列则有助于局部双链解开。链解开。位的区和位区是聚合酶与启动子的结合位点，能与位的区和位区是聚合酶与启动子的结合位点，能与因子相互识别而具有很高的亲和力。因子相互识别而具有很高的亲和力。,p p p p

8、 p p .(封闭复合物封闭复合物).n n ,.n .n,(旋转酶旋转酶).n n .n n .,.n .n n (三元复合体三元复合体).n (初生的初生的)n .n .n n n ().n n n ()n n n ()启动子选择阶段聚合酶与启动子可逆性结合形成封闭复合物封闭复合物 解链开放复合物开放复合物 聚合酶、新生三元复合物n转录的终止及其终止因子转录的终止及其终止因子()()n）定义）定义n能提供转录终止信号的序列称为终止子，协助聚能提供转录终止信号的序列称为终止子，协助聚合酶识别终止信号的蛋白质因子则称为终止因子。合酶识别终止信号的蛋白质因子则称为终止因子。有些终止子的作用可被特

9、异的因子阻止，使聚合有些终止子的作用可被特异的因子阻止，使聚合酶能越过终止子继续转录，称为通读酶能越过终止子继续转录，称为通读()，这类，这类引起抗终止作用的蛋白称为抗终止因子。引起抗终止作用的蛋白称为抗终止因子。n大肠杆菌有两类终止子：不依赖于大肠杆菌有两类终止子：不依赖于()()因子的终因子的终止子；依赖于止子；依赖于因子的终止子。因子的终止子。）不依赖于）不依赖于因子的终止因子的终止终止位点上游一般存在一个富含碱基的二重对称区，由这段终止位点上游一般存在一个富含碱基的二重对称区，由这段组成的容易形成发卡式结构组成的容易形成发卡式结构()()。在终止位点前面有一段。在终止位点前面有一段由个

10、组成的序列，所以转录产物的由个组成的序列，所以转录产物的 端为寡聚，这种结构端为寡聚，这种结构特征的存在决定了转录的终止。特征的存在决定了转录的终止。在新生中发现发卡式结构会导致聚合酶暂停，破坏杂合链端在新生中发现发卡式结构会导致聚合酶暂停，破坏杂合链端的正常结构。寡聚的存在使杂合链端出现不稳定的区域，的正常结构。寡聚的存在使杂合链端出现不稳定的区域，使从三元复合物中解离出来。使从三元复合物中解离出来。终止效率与二重对称区序列和寡聚的长短有关，随着发卡式终止效率与二重对称区序列和寡聚的长短有关，随着发卡式结构（至少）和寡聚结构（至少）和寡聚 序列（至少个）长度的增加，终止序列（至少个）长度的增

11、加，终止效率逐步提高。效率逐步提高。产物具有一个发夹结构和一段产物具有一个发夹结构和一段富含的片段富含的片段）依赖于）依赖于因子的终止因子的终止 因子：相对分子量为因子：相对分子量为 的六聚体蛋白，能水解核苷的六聚体蛋白，能水解核苷酸三磷酸，是一种酶，通过催化水解促使新生链酸三磷酸，是一种酶，通过催化水解促使新生链从三元转录复合物中解离出来，从而终止。从三元转录复合物中解离出来，从而终止。一般认为合成之后，一般认为合成之后，因子即附着在新生的链上，因子即附着在新生的链上，靠水解产生的能量，沿着靠水解产生的能量，沿着方向朝聚合酶移动，方向朝聚合酶移动，到达的端后取代了暂停在终止位点上的聚合酶，到

12、达的端后取代了暂停在终止位点上的聚合酶，使之从模板上释放，完成转录过程。使之从模板上释放，完成转录过程。）抗终止）抗终止抗转录终止主要有两种形式：抗转录终止主要有两种形式：破坏终止位点的茎环结构。介质中某种氨基酸浓度破坏终止位点的茎环结构。介质中某种氨基酸浓度低时，缺乏相应的氨酰基，致使核糖体滞留在串低时，缺乏相应的氨酰基，致使核糖体滞留在串联密码子上，不能形成特定的茎环结构，出现转联密码子上，不能形成特定的茎环结构，出现转录抗终止现象。录抗终止现象。依赖于蛋白质因子的转录抗终止。抗转录终止蛋白依赖于蛋白质因子的转录抗终止。抗转录终止蛋白与相结合；抗转录终止蛋白与聚合酶相结合，并与相结合；抗转

13、录终止蛋白与聚合酶相结合，并使后者对转录终止信号不敏感，转录继续进行。使后者对转录终止信号不敏感，转录继续进行。;；;.的组成及各部分功能。启动子区及区功能。叙述原核生物转录过程。结构特点。,:(协调协调).,.（识别）（识别）.n n.n :,n ,n ,n (硫代半乳糖苷转乙酰基酶硫代半乳糖苷转乙酰基酶)n ;n(多顺反子多顺反子);n n n n ,(四聚体四聚体)(相同的相同的).n (回文结构的回文结构的).n ,.n n ,.n ,(异乳糖异乳糖).p:(异丙基巯基半乳糖苷),（巯甲基半乳糖苷）,（硝基半乳糖苷）p .,.p .,.p ,.n （）（）n .n ()n .n ,.p

14、 .p ,.与上游位点结合后造与上游位点结合后造成模板沿对称序列中成模板沿对称序列中央发生大于的弯曲央发生大于的弯曲种操纵子上游启动区与结合位点的相对位置分析种操纵子上游启动区与结合位点的相对位置分析n n .n ()()色氨酸操纵子色氨酸操纵子n n ,.n ().n .n .n .n 弱化子弱化子n .n .n ,.n ,.n n n,n n .n .n (可利用性可利用性).n 弱化作用弱化作用n ,().n,.n,;n,n n .n .n .n ,n .总结补充：总结补充：色氨酸操纵子个水平的阻遏系统色氨酸操纵子个水平的阻遏系统色氨酸操纵子的阻遏系统是色氨酸合成途径的第一水平调控，色氨

15、酸操纵子的阻遏系统是色氨酸合成途径的第一水平调控，它主要调控转录的启动与否。它主要调控转录的启动与否。色氨酸操纵子的第二水平控制是色氨酸操纵子的弱化系统，色氨酸操纵子的第二水平控制是色氨酸操纵子的弱化系统，它决定着已经启动的转录是否能够继续进行下去。它决定着已经启动的转录是否能够继续进行下去。n 色氨酸操纵子的阻遏系统色氨酸操纵子的阻遏系统n 操纵子中产生阻遏物的基因是，距基因簇很远。操纵子中产生阻遏物的基因是，距基因簇很远。n 基因突变常引起基因突变常引起 的组成型合成，该基因产物被的组成型合成，该基因产物被成为辅阻遏蛋白（）。该辅阻遏蛋白与色氨酸结成为辅阻遏蛋白（）。该辅阻遏蛋白与色氨酸结

16、合形成有活性的阻遏物，与操纵区结合并关闭合形成有活性的阻遏物，与操纵区结合并关闭 转转录。录。n除非培养基中有色氨酸，否则这个辅阻遏蛋白不除非培养基中有色氨酸，否则这个辅阻遏蛋白不会与操纵区结合。会与操纵区结合。操操纵纵区区的的碱碱基基序序列列这个系统效应物分子是色氨酸。培养基中色氨酸过量时，这个系统效应物分子是色氨酸。培养基中色氨酸过量时，它能与阻遏蛋白形成复合物，并结合到操纵基因上阻止结它能与阻遏蛋白形成复合物，并结合到操纵基因上阻止结构基因转录，当培养基中色氨酸供应不足时，阻遏物失去构基因转录，当培养基中色氨酸供应不足时，阻遏物失去色氨酸并从操纵区上解离，操纵子去阻遏。色氨酸并从操纵区上

17、解离，操纵子去阻遏。阻遏操纵机制对色氨酸来说是一个一级开关，主管转录是阻遏操纵机制对色氨酸来说是一个一级开关，主管转录是否启动，相当于粗调开关。操纵子中对应于色氨酸生物合否启动，相当于粗调开关。操纵子中对应于色氨酸生物合成的还有另一个系统进行细调控，指示已经启动的转录是成的还有另一个系统进行细调控，指示已经启动的转录是否继续下去。这个细微调控是通过转录达到第一个结构基否继续下去。这个细微调控是通过转录达到第一个结构基因之前的过早终止来实现的，由色氨酸的浓度来调节这种因之前的过早终止来实现的，由色氨酸的浓度来调节这种过早终止的频率。过早终止的频率。n 色氨酸操纵子的弱化系统色氨酸操纵子的弱化系统

18、n在色氨酸高浓度和低浓度下观察到操纵子的表达在色氨酸高浓度和低浓度下观察到操纵子的表达水平相差约倍水平相差约倍,而阻遏作用仅使转录作用降低倍。而阻遏作用仅使转录作用降低倍。阻遏物失活突变不能完全消除色氨酸对操纵子表阻遏物失活突变不能完全消除色氨酸对操纵子表达的影响。达的影响。n（）（）(前导肽前导肽)及其序列结构及其序列结构n在色氨酸在色氨酸 端端 起始密码子前有一段起始密码子前有一段 的片段被称的片段被称为前导区（），其中位碱基序列缺失，色氨酸操为前导区（），其中位碱基序列缺失，色氨酸操纵子基因表达可提高倍。纵子基因表达可提高倍。研究发现，当转录起始后，如培养基中有一定水平色氨酸，研究发现，

19、当转录起始后，如培养基中有一定水平色氨酸，转录能够被启动，但在这个区域终止，产生一个转录能够被启动，但在这个区域终止，产生一个 的分子，的分子，终止基因转录，这就是位碱基序列缺失提高基因表达的原终止基因转录，这就是位碱基序列缺失提高基因表达的原因；因；如果没有色氨酸存在，转录继续进行合成如果没有色氨酸存在，转录继续进行合成 ，所以这个区，所以这个区域参与了色氨酸操纵子基因表达的调节。因为转录终止发域参与了色氨酸操纵子基因表达的调节。因为转录终止发生在这个区域，且能被调节，因此称这个区域为弱化子生在这个区域，且能被调节，因此称这个区域为弱化子（），或衰减子。（），或衰减子。前导序列有起始密码子和

20、终止密码子。当翻译起始于则产前导序列有起始密码子和终止密码子。当翻译起始于则产生一个氨基酸多肽，称为前导肽生一个氨基酸多肽，称为前导肽()()。（）（）前导区序列分析前导区序列分析研究引起终止的碱基序列发现，该区通过自我配对可以形成茎研究引起终止的碱基序列发现，该区通过自我配对可以形成茎环结构，有典型的终止子特点。环结构，有典型的终止子特点。前导序列可分个区域，以种不同方式进行碱基配对，有时前导序列可分个区域，以种不同方式进行碱基配对，有时和配对，有时配对。和配对，有时配对。降解实验（此酶不能水解配对的）表明，纯化的前导序降解实验（此酶不能水解配对的）表明，纯化的前导序列中确有和配对方式，由此

21、定位的配对方式正好位于终止列中确有和配对方式，由此定位的配对方式正好位于终止密码子的识别区，当这个区域发生破坏自我配对的碱基突密码子的识别区，当这个区域发生破坏自我配对的碱基突变时有利于转录的继续进行。变时有利于转录的继续进行。（）（）转录的弱化效应转录的弱化效应前导序列中两个相邻色氨酸密码子对浓度十分敏感。前导序列中两个相邻色氨酸密码子对浓度十分敏感。培养基中色氨酸浓度低时，少，翻译通过色氨酸密码子速度慢，培养基中色氨酸浓度低时，少，翻译通过色氨酸密码子速度慢，配对，转录进行。培养基中色氨酸浓度高时，多，翻译通配对，转录进行。培养基中色氨酸浓度高时，多，翻译通过色氨酸密码子速度快，配对，转录

22、终止。过色氨酸密码子速度快，配对，转录终止。弱化子对聚合酶转录终止依赖于前导肽翻译中核糖体所处位置，弱化子对聚合酶转录终止依赖于前导肽翻译中核糖体所处位置，而细胞中色氨酸的存在与否决定了转录的弱化子结构，使而细胞中色氨酸的存在与否决定了转录的弱化子结构，使弱化子区竞争性配对，从而产生弱化效应。弱化子区竞争性配对，从而产生弱化效应。（）（）弱化子对基因表达活性的影响普遍性弱化子对基因表达活性的影响普遍性弱化子对基因表达活性的影响普遍存在于大肠杆菌氨弱化子对基因表达活性的影响普遍存在于大肠杆菌氨基酸生物合成的操纵子中。基酸生物合成的操纵子中。每个操纵子的前导序列中都含有该操纵子所要调控的每个操纵子

23、的前导序列中都含有该操纵子所要调控的重复密码子。色氨酸前导序列含个相邻的色氨酸重复密码子。色氨酸前导序列含个相邻的色氨酸密码子，组氨酸个，苯丙氨酸个。密码子，组氨酸个，苯丙氨酸个。n弱化与阻遏系统的共同调控弱化与阻遏系统的共同调控n细菌通过弱化作用弥补阻遏作用的不足，因为阻细菌通过弱化作用弥补阻遏作用的不足，因为阻遏作用只能使转录不起始，对于已经起始的转录，遏作用只能使转录不起始，对于已经起始的转录，只能通过弱化作用使之中途停顿下来。只能通过弱化作用使之中途停顿下来。n阻遏作用的信号是细胞内色氨酸的多少，弱化作阻遏作用的信号是细胞内色氨酸的多少，弱化作用的信号是细胞内载有色氨酸的的多少，它通过

24、用的信号是细胞内载有色氨酸的的多少，它通过前导肽的翻译来控制转录的进行，在细菌细胞内前导肽的翻译来控制转录的进行，在细菌细胞内这两种作用相辅相成，体现着生物体内周密的调这两种作用相辅相成，体现着生物体内周密的调控作用。控作用。n弱化子能较快地通过抗终止的方法来增加基因表弱化子能较快地通过抗终止的方法来增加基因表达，迅速提高内源色氨酸浓度；阻遏物的作用是达，迅速提高内源色氨酸浓度；阻遏物的作用是在大量外源色氨酸存在时，阻止非必须的先导的在大量外源色氨酸存在时，阻止非必须的先导的合成，它使这个合成系统更加经济。合成，它使这个合成系统更加经济。.;（）；（）；;由哪三个基本组成部分？由哪三个基本组成

25、部分？叙述叙述 结构及诱导过程。结构及诱导过程。叙述叙述 对对 的调控作用。的调控作用。叙述叙述 结构。结构。分别论述色氨酸操纵子的两个阻遏系统。分别论述色氨酸操纵子的两个阻遏系统。:.鹅膏藫碱鹅膏藫碱.(核仁核仁);（核质）（核质）.,真核生物的聚合酶 种类分布合成的类型对鹅膏蕈碱的敏感性 核仁不敏感 核质低浓度敏感 核质，高浓度敏感 线粒体线粒体不敏感 n n .n .n .n ;n (,),()n ,.n n n n n,;n n .n n(,羧基末端结构域羧基末端结构域)n ().(酪酪)(丝丝)(脯脯)(苏苏).n ,(活性活性).n (磷酸化磷酸化).n .:,.(串联排列串联排列

26、).n n (二分的二分的).n:n ():;n()n ,，.n()n .n .n()n .n():.,.n n .n :n,n,n :n:.n:.,n n ,.n .n ,.().n n:,n ,:.,().n,n ()()n .n ,.,.n ,.n ()n .,.,.n (),.n .n :n (发挥发挥).n .n n .,.().nn .n ()().n .n (马鞍马鞍),.nn .n .n n .n .nn .n .n n .n .n n ,.n n .n n ().n .转录因子转录因子聚合酶起始转录需要的辅助因子（主要是蛋白质）称为转录因聚合酶起始转录需要的辅助因子（主要是蛋

27、白质）称为转录因子，其作用是识别的顺式作用位点、聚合酶或其它因子。子，其作用是识别的顺式作用位点、聚合酶或其它因子。参与聚合酶参与聚合酶的转录因子分为三种：通用因子；上游因子和可的转录因子分为三种：通用因子；上游因子和可诱导因子。诱导因子。通用因子或基本转录因子（）：作用于基本启动子上的辅助因通用因子或基本转录因子（）：作用于基本启动子上的辅助因子，为任何细胞子，为任何细胞型启动子起始转录所必需。以型启动子起始转录所必需。以表示，表示，目前已知至少有种以上参与转录过程。目前已知至少有种以上参与转录过程。上游因子或辅助转录因子：识别上游元件的转录因子。普遍存上游因子或辅助转录因子：识别上游元件的

28、转录因子。普遍存在的上游元件有框（共有序列在的上游元件有框（共有序列,识别因子和）；框（识别因子和）；框（,，识别因子）和八聚体框（，识别因子和）等。识别因子）和八聚体框（，识别因子和）等。可诱导因子：热休克因子可诱导因子：热休克因子;血清效应因子等。血清效应因子等。,;真核生物真核生物 的类型、基本组成。的类型、基本组成。真核生物真核生物 与原核生物与原核生物 的异同。的异同。真核生物启动子的序列特征有哪些？真核生物启动子的序列特征有哪些？的基本特征。的基本特征。通用转录因子（通用转录因子（）有哪些？请叙述）有哪些？请叙述 转录起始过程。转录起始过程。n (转录因子结构域结构转录因子结构域结

29、构)n ：；.n .n,(二聚结构域二聚结构域)(配体结合结构域配体结合结构域)n (结合域结合域)n （螺旋转折螺旋结构（螺旋转折螺旋结构）n （锌指结构）（锌指结构）n （碱性亮氨酸拉链）即结构（碱性亮氨酸拉链）即结构n （碱性螺旋环螺旋）结构（碱性螺旋环螺旋）结构n (二聚结构域二聚结构域)n 亮氨酸拉链亮氨酸拉链 n 螺旋环螺旋螺旋环螺旋 （螺旋转折螺旋结构（螺旋转折螺旋结构）（碱性螺旋环螺旋）结构（碱性螺旋环螺旋）结构 （锌指结构）（锌指结构）（碱性亮氨酸拉链）即结构（碱性亮氨酸拉链）即结构 螺旋环螺旋螺旋环螺旋n (转录活化结构域转录活化结构域)n ()(酸活化结构域酸活化结构域)

30、n (富谷氨酰胺结构域富谷氨酰胺结构域)n (富脯氨酸结构域富脯氨酸结构域)n （阻抑物结构域）（阻抑物结构域）n :n n n(屏蔽屏蔽)p .p （广泛存在的）（广泛存在的）.p .n (热激蛋白诱导热激蛋白诱导)n热激蛋白热激蛋白n现代分子生物学上把能与某个（类）专一蛋白因子结合，从现代分子生物学上把能与某个（类）专一蛋白因子结合，从而控制基因特异表达的上游序列称为应答元件（而控制基因特异表达的上游序列称为应答元件（），如热），如热激应答元件激应答元件()，糖皮质应答元件（，糖皮质应答元件（），金属应答元件（）等），金属应答元件（）等等。等。n许多生物在最适温度范围以上，能受热诱导合成一

31、系列热休许多生物在最适温度范围以上，能受热诱导合成一系列热休克蛋白（克蛋白（）。）。n按相对分子质量的大小以及同源程度可将热休克蛋白分为、按相对分子质量的大小以及同源程度可将热休克蛋白分为、小分子及泛素个家族，各家族又由多种不同形式或经不同修小分子及泛素个家族，各家族又由多种不同形式或经不同修饰的蛋白质分子所组成。饰的蛋白质分子所组成。热激蛋白基因表达机制热激蛋白基因表达机制热激蛋白基因表达机制热激蛋白基因表达机制在没有受热或其他环境胁迫时，主要以单体的形式存在于细胞质在没有受热或其他环境胁迫时，主要以单体的形式存在于细胞质和核内。单体没有结合能力，可能参与了维持的单体形式。和核内。单体没有结

32、合能力，可能参与了维持的单体形式。受到热激或其他环境胁迫时，细胞内变性蛋白增多，它们都与竞受到热激或其他环境胁迫时，细胞内变性蛋白增多，它们都与竞争结合，从而释放，使之形成三体并输入核内。争结合，从而释放，使之形成三体并输入核内。一旦形成三体，便拥有与特异结合、促进基因转录的功能。这种一旦形成三体，便拥有与特异结合、促进基因转录的功能。这种能力可能还受磷酸化水平的影响，因为热激以后，不但形成能力可能还受磷酸化水平的影响，因为热激以后，不但形成三体，还会迅速被磷酸化。与的特异性结合，引起包括在内三体，还会迅速被磷酸化。与的特异性结合，引起包括在内的许多热激应答基因表达，大量产生蛋白。的许多热激应

33、答基因表达，大量产生蛋白。随着热激温度消失，细胞内出现大量游离的蛋白，它们与相结合，随着热激温度消失，细胞内出现大量游离的蛋白，它们与相结合，形成没有结合能力的单体并脱离。形成没有结合能力的单体并脱离。转录因子结构域结构有哪两部分？结合结构域（转录因子结构域结构有哪两部分？结合结构域（）有有哪些？哪些？(转录活化结构域转录活化结构域)有哪些？有哪些？转录阻抑的方式有哪些？转录阻抑的方式有哪些？，,简述甾类激素调控（简述甾类激素调控（）的受体蛋白调节机制。）的受体蛋白调节机制。简述简述 蛋白激活的信号传导调控机制。蛋白激活的信号传导调控机制。简述简述 激活的转录延长调控机制。激活的转录延长调控机

34、制。热激蛋白基因表达机制。热激蛋白基因表达机制。,(自习自习)n :n n n n()核糖核蛋白核糖核蛋白n n .n n n:,()n:()n n n:,n:n 核糖体核糖体n核糖体是由几十种蛋白质和几种组成的一种亚细核糖体是由几十种蛋白质和几种组成的一种亚细胞颗粒，是蛋白质合成的场所。胞颗粒，是蛋白质合成的场所。*蛋白质大分子溶液在一定溶剂中超速离心时可发生沉降。沉蛋白质大分子溶液在一定溶剂中超速离心时可发生沉降。沉降速度与向心加速度之比值即为蛋白质的沉降系数。分子愈大，降速度与向心加速度之比值即为蛋白质的沉降系数。分子愈大，沉降系数愈高，故可根据沉降系数来分离和检定蛋白质。沉降系数愈高，

35、故可根据沉降系数来分离和检定蛋白质。n 细菌细菌，有两个高度保守的序列，是，有两个高度保守的序列，是 与相互识别与相互识别的序列。另一序列，是的序列。另一序列，是 与核糖体大亚基相互作用与核糖体大亚基相互作用的位点，在结构上有其重要性。的位点，在结构上有其重要性。n 结构十分保守，结构十分保守，端序列与端序列与 端翻译起始区富含嘌端翻译起始区富含嘌呤的序列互补，在呤的序列互补，在 靠近靠近 端处还有一段与端处还有一段与 互补的互补的序列，在与亚基的结合中起作用。序列，在与亚基的结合中起作用。n 存在与序列互补的片段，可能与存在与序列互补的片段，可能与(甲硫氨酸甲硫氨酸)的结的结合有关。另有与合

36、有关。另有与 作用序列。作用序列。n 真核生物核糖体大亚基特有，含序列，与原核真核生物核糖体大亚基特有，含序列，与原核生物生物 具有类似功能。具有类似功能。n 核糖体的功能核糖体的功能n核糖体必须至少包括个活性中心，即的结合部位，核糖体必须至少包括个活性中心，即的结合部位，结合部位（位），结合肽基部位，肽基转移部位结合部位（位），结合肽基部位，肽基转移部位（位），形成肽键的部位（转肽酶中心）。（位），形成肽键的部位（转肽酶中心）。n核糖体小亚基负责对模板进行序列特异性识别，核糖体小亚基负责对模板进行序列特异性识别，如起始部位识别、密码子与反密码子作用，的结如起始部位识别、密码子与反密码子作用，

37、的结合位点都在小亚基上。大亚基负责携带氨基酸及合位点都在小亚基上。大亚基负责携带氨基酸及的功能，肽键的形成、肽基的结合等。的功能，肽键的形成、肽基的结合等。n核糖体在体内及体外都可解离为亚基或结合成的核糖体在体内及体外都可解离为亚基或结合成的颗粒。翻译起始阶段需要游离的亚基，随后才结颗粒。翻译起始阶段需要游离的亚基，随后才结合成的颗粒，开始翻译进程。合成的颗粒，开始翻译进程。n n n n n n n n n ;n ,(),().:n n .n .n .n n .n ,.,.n n ,().n,.n n ()()().n()n n n n .n ,(分支点分支点).n:n ,(套索套索).n

38、,.l ,.l ,.l ,l .n n ,.n n .n :()n ()n ().n n n ()n n n n ,.n：(载脂蛋白载脂蛋白)n 肝中合成；肝中合成；肠中合成。肠中合成。n ,(谷氨酸谷氨酸)（终止）（终止）载脂蛋白的编辑。载脂蛋白的编辑。n原核生物的特征原核生物的特征n原核生物半衰期短原核生物半衰期短 绝大多数细菌的半衰期短得令人吃惊，绝大多数细菌的半衰期短得令人吃惊，其降解紧随蛋白质翻译过程发生。一般认为，转录开始分其降解紧随蛋白质翻译过程发生。一般认为，转录开始分钟后，就降解了，这就是说，当一个的端开始降解时，其钟后，就降解了，这就是说，当一个的端开始降解时，其端部分可能

39、仍在合成和翻译。降解速度大概只有转录或翻端部分可能仍在合成和翻译。降解速度大概只有转录或翻译速度的一半。译速度的一半。n许多原核生物以多顺反子的形式存在许多原核生物以多顺反子的形式存在 细菌可以同时编码细菌可以同时编码不同的蛋白质，我们把只编码一个蛋白质的称为单顺反子，不同的蛋白质，我们把只编码一个蛋白质的称为单顺反子，把编码多个蛋白质的称为多顺反子。多顺反子是一组相邻把编码多个蛋白质的称为多顺反子。多顺反子是一组相邻或相互重叠的基因的转录产物，这样一组基因可被称为一或相互重叠的基因的转录产物，这样一组基因可被称为一个操纵子。个操纵子。原核生物的端没有帽子结构，端没有或原核生物的端没有帽子结构

40、，端没有或只有较短的（）结构只有较短的（）结构 原核生物起始密码原核生物起始密码子上游个核苷酸处有一被称为序列子上游个核苷酸处有一被称为序列()()的保的保守区，因为该序列与守区，因为该序列与 端反向互补，所端反向互补，所以被认为在核糖体的结合过程中起作用。以被认为在核糖体的结合过程中起作用。n真核生物的特征真核生物的特征n）真核生物的端存在）真核生物的端存在“帽子帽子”结构结构 n帽子结构是和原帽子结构是和原 三磷酸腺苷（或鸟苷）缩合反三磷酸腺苷（或鸟苷）缩合反应的产物，新加上的与链上所有其它核苷酸方向应的产物，新加上的与链上所有其它核苷酸方向正好相反，像一顶帽子倒扣在链上，故而得名。正好相

41、反，像一顶帽子倒扣在链上，故而得名。n的帽子结构常常被甲基化。第一个甲基出现在所的帽子结构常常被甲基化。第一个甲基出现在所有真核细胞中，由尿苷酸甲基转移酶催化，称为有真核细胞中，由尿苷酸甲基转移酶催化，称为零号帽子。帽子结构的下一步是在第二个核苷酸零号帽子。帽子结构的下一步是在第二个核苷酸的位上加另一个甲基，一般把有这两个甲基的结的位上加另一个甲基，一般把有这两个甲基的结构称为号帽子，真核生物中以这类帽子结构为主。构称为号帽子，真核生物中以这类帽子结构为主。在有些生物中，链上的第三个核苷酸的位也可能在有些生物中，链上的第三个核苷酸的位也可能被甲基化，因为这个反应只以带有号帽子的为底被甲基化，因

42、为这个反应只以带有号帽子的为底物，所以被称为号帽子。有号帽子的只占有帽总物，所以被称为号帽子。有号帽子的只占有帽总量的。量的。帽子结构功能：帽子结构功能：可能使免遭核酸酶破坏。实验证明，去除珠蛋白可能使免遭核酸酶破坏。实验证明，去除珠蛋白 端的甲基端的甲基鸟嘌呤后，该分子翻译活性和稳定性都明显下降。鸟嘌呤后，该分子翻译活性和稳定性都明显下降。有帽子结构更容易被蛋白质合成的起始因子所识别，从而促有帽子结构更容易被蛋白质合成的起始因子所识别，从而促进蛋白质的合成。在呼肠孤病毒中，含甲基化端的蛋进蛋白质的合成。在呼肠孤病毒中，含甲基化端的蛋白质合成速度比不含甲基的要快。白质合成速度比不含甲基的要快。

43、)绝大多数真核生物具有（）尾巴绝大多数真核生物具有（）尾巴 除组蛋白基因外，真核生物除组蛋白基因外，真核生物 端都具有（）序列，其端都具有（）序列，其长度因种类不同而变化，一般为左右。（）序列长度因种类不同而变化，一般为左右。（）序列是在转录后加上去的。是在转录后加上去的。（）是由细胞核进入细胞质所必需的形式，大大提高（）是由细胞核进入细胞质所必需的形式，大大提高了在细胞质中的稳定性。了在细胞质中的稳定性。大部分真核中有（）尾巴，但细胞中仍有没有（）的，大部分真核中有（）尾巴，但细胞中仍有没有（）的，我们把带有（）的称为（），不带有（）的称为我们把带有（）的称为（），不带有（）的称为（）。（）

44、。中的内含子中的内含子细胞内由聚合酶合成的原初转录产物一般都需要经细胞内由聚合酶合成的原初转录产物一般都需要经过一系列的变化，包括剪接、编辑、加工等才能过一系列的变化，包括剪接、编辑、加工等才能转变为成熟的分子，这个过程称为的成熟或转录转变为成熟的分子，这个过程称为的成熟或转录后加工。后加工。原核生物一经转录通常立即进行翻译，除少数外一原核生物一经转录通常立即进行翻译，除少数外一般不进行转录后加工。真核生物由于细胞核的存般不进行转录后加工。真核生物由于细胞核的存在，转录与翻译在时空上被隔开，而且真核基因在，转录与翻译在时空上被隔开，而且真核基因大多数被内含子分割成为断裂基因，在转录后需大多数被

45、内含子分割成为断裂基因，在转录后需要经过拼接使编码区成为连续序列。要经过拼接使编码区成为连续序列。的剪接（）：从前体分子中切除被称为内含子的非编码的剪接（）：从前体分子中切除被称为内含子的非编码区，并使基因中被称为外显子编码区拼接形成成熟。区，并使基因中被称为外显子编码区拼接形成成熟。一个基因可由多个内含子和外显子间隔排列而成。内含一个基因可由多个内含子和外显子间隔排列而成。内含子在真核基因中所占的比例很高，甚至超过。子在真核基因中所占的比例很高，甚至超过。真核基因平均含有个内含子，前体分子一般比成熟大倍。真核基因平均含有个内含子，前体分子一般比成熟大倍。的前体的一般加工的前体的一般加工核内不

46、均一（）：由转录生成的原始转录产物。即的核内不均一（）：由转录生成的原始转录产物。即的前体。前体。转变成的加工过程：转变成的加工过程：加帽反应：从细胞核向细胞质运转，翻译起始。加帽反应：从细胞核向细胞质运转，翻译起始。加加 反应：转录终止，翻译起始和降解。反应：转录终止，翻译起始和降解。的剪接：从、和分子中切除内含子。的剪接：从、和分子中切除内含子。的切割：从前体中释放成熟和。的切割：从前体中释放成熟和。生物体内各种内含子的类型生物体内各种内含子的类型 的剪接方式的剪接方式一般剪接一般剪接变位剪接变位剪接类内含子的剪接类内含子的剪接类内含子的剪接类内含子的剪接许多相对分子质量较小的核内（如，）

47、以及与这许多相对分子质量较小的核内（如，）以及与这些相结合的核蛋白（，些相结合的核蛋白（，）参与剪接。）参与剪接。剪接过程：一般情况下，由剪接过程：一般情况下，由 以碱基互补的方式识别前体以碱基互补的方式识别前体剪接点，由结合在剪接点上游富含嘧啶区的（剪接点，由结合在剪接点上游富含嘧啶区的（）识别）识别剪接点并引导剪接点并引导 与分支点结合，形成剪接前体，并进一步与分支点结合，形成剪接前体，并进一步与，三聚体相结合，形成的剪接体，并进行前体分子与，三聚体相结合，形成的剪接体，并进行前体分子的剪接。的剪接。前一位核苷酸影响剪接效率，一般前一位核苷酸影响剪接效率，一般。一般剪接一般剪接 一般剪接一

48、般剪接分子量较小的分子量较小的核内核内()与这些与这些相结合的核蛋相结合的核蛋白白()参与的剪接。参与的剪接。变位剪接变位剪接:高等真核生物中，在个体发育或细胞分化时高等真核生物中，在个体发育或细胞分化时可以有选择性地越过某些外显子或某个剪接点进行剪接，可以有选择性地越过某些外显子或某个剪接点进行剪接，产生出组织或发育阶段特异性。产生出组织或发育阶段特异性。果蝇中与性别分化相关基因产物的特异性剪接过程。果蝇中与性别分化相关基因产物的特异性剪接过程。内含子的变位剪接内含子的变位剪接、类内含子的剪接特点：带有这些内含子的本身具类内含子的剪接特点：带有这些内含子的本身具有催化活性，能进行内含子的自我

49、剪接。有催化活性，能进行内含子的自我剪接。类内含子切除体系中，鸟苷或鸟苷酸的类内含子切除体系中，鸟苷或鸟苷酸的 作为亲核基作为亲核基团攻击内含子端的磷酸二酯键，从上游切开链。再由上团攻击内含子端的磷酸二酯键，从上游切开链。再由上游外显子的自由游外显子的自由 作为亲核基团攻击内含子作为亲核基团攻击内含子 位核苷酸上位核苷酸上的磷酸二酯键，使内含子完全被切开，上下游两个外显的磷酸二酯键，使内含子完全被切开，上下游两个外显子通过新的磷酸二酯键相连。子通过新的磷酸二酯键相连。、类内含子的剪接类内含子的剪接类内含子的剪接类内含子的剪接类内含子切除体系中，内含子本身的某个腺苷酸类内含子切除体系中，内含子本

50、身的某个腺苷酸 作作为亲核基团攻击内含子端的磷酸二酯键，从上游切开链为亲核基团攻击内含子端的磷酸二酯键，从上游切开链后形成套索状结构。再由上游外显子的自由后形成套索状结构。再由上游外显子的自由 作为亲核作为亲核基团攻击内含子基团攻击内含子 位核苷酸上的磷酸二酯键，使内含子位核苷酸上的磷酸二酯键，使内含子完全被切开，上下游两个外显子通过新的磷酸二酯键相完全被切开，上下游两个外显子通过新的磷酸二酯键相连。连。类内含子的剪接类内含子的剪接 的编辑的编辑 （）的编辑是某些，特别是的一种加工方式，它导致了的编辑是某些，特别是的一种加工方式，它导致了所编码的遗传信息的改变，因为经过编辑的序列所编码的遗传信