第二章 基因的结构
RNA聚合酶I识别的启动子为类别I启动子,主要控制rRNA前体基因的转录,启动子由两部分组成:
? 核心启动子:位于转录起点附近,从-45至+20,有富含GC的区域。 ? 上游控制元件:位于-180至-107,也有富含GC的区域。
RNA聚合酶Ⅲ转录的启动子为类别Ⅲ启动子,涉及一些小分子的转录。5S和tRNA以及胞质小RNA基因的启动子位于转录起点的下游。核内小RNA基因的启动子位于转录起点的上游。无论上游启动子还是下游启动子都由一些为转录因子识别的元件所组成,在转录因子的指引下RNA聚合酶Ⅲ方结合其上。
五、真核生物翻译有关的结构
(一)核糖体
(二)mRNA特定的结构
? 真核生物起始密码子只有AUG,三种终止密码子UAG、UGA和UAA的终止效率
似乎差别不大。 ? 真核生物无SD序列。
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第二章 基因的结构
? 大多数mRNA带有5’帽子结构和3’多聚腺苷酸尾巴。
第五节 病毒基因组
一、病毒的相关知识
(一)病毒的特点
病毒不具有细胞结构,一些简单的病毒仅由核酸和蛋白质外壳组成。
病毒是严格的细胞内寄生物,在生活的细胞内,病毒核酸提供遗传信息,利用宿主细胞的酶、能量合成系统、核糖体、细胞因子以及大分子合成的前体来完成自身的生命活动。 (二)病毒的宿主范围
病毒能够感染并在其中复制的宿主种类和组织细胞种类称为病毒的宿主范围。根据宿主范围将病毒分三类:
1. 噬菌体类:从原核生物中分离到的病毒。
2. 植物病毒:以植物为宿主的病毒。在藻类植物和真菌中都发现有病毒的存在,它们
分别称作噬藻体和真菌噬菌体或称真菌病毒。
3. 动物病毒:广义的动物病毒包括原生动物病毒、无脊椎动物病毒和脊椎动物病毒。 (三)病毒的核酸类型
1. 双链(±)DNA:其DNA序列与mRNA序列相同,即为正极性,称为正链DNA(+)DNA。如果其核苷酸序列与mRNA互补,即为负极性,即负链DNA(-)DNA。
2. 单链(+)DNA: 3. 双链RNA:
4. 单链(+)RNA:病毒RNA可作为mRNA直接进行翻译,则为正极性,称为正链RNA(+)RNA。
5. 单链(-)RNA: 病毒RNA的核苷酸序列与mRNA序列互补,则称为负链RNA(-)
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第二章 基因的结构
RNA。
6. 双倍体,单链(+)RNA: (四)病毒的大分子合成
早期转录:发生在病毒核酸复制以前的转录称为早期转录,所转录的基因称作早期基因,早期基因编码的早期蛋白主要是参与病毒核酸复制、调节病毒基因组转录,以及改变或抑制宿主细胞大分子合成的蛋白质。
晚期转录:在病毒核酸开始复制或复制后所进行的转录为晚期转录,所转录的基因称作晚期基因,晚期基因编码的蛋白主要构成子代毒粒所需要的结构蛋白。
根据病毒大分子合成过程中所发生事件的时间顺序,可将此过程分为三个连续阶段: 病毒早期基因表达。 病毒基因组的复制。 病毒晚期基因的表达。 (五)相关概念
1. 裂解循环(lytic cycle) :大多数噬菌体感染宿主细胞后,都能在细胞内正常复制并最终杀死细胞释放出来,这类复制循环称为噬菌体的裂解循环。
2. 烈性噬菌体(virulent phage):能引起裂解循环的噬箘体。
3. 溶源性(lysogeny) :有些噬菌体感染宿主细胞后,不能完成复制循环,噬菌体基因组长期存在于宿主细胞内,没有成熟子代噬菌体产生,这一现象称作溶源性。
4. 溶源性噬菌体(lysogenic phage):也称温和噬菌体,能够导致溶源性发生的噬菌体。 5. 原噬菌体:在大多数情况下,温和噬菌体的基因组都整合于宿主的染色体中(如λ噬菌体),也有少数是以质粒形成存在(如P1噬菌体)。整合于细菌染色体或以质粒形式存在的温和噬菌体基因组称作原噬菌体。
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第二章 基因的结构
6. 溶源性细菌(lysogenic bacteria):细胞中含有以原噬菌体状态存在的温和噬菌体基因组的细菌。
二、病毒基因组的结构特点
1. 每种病毒只含有一种核酸,以DNA或RNA的单链或双链形式存在。 2. 除逆转录病毒外,所有病毒均为单倍体。
3. 一般由一条核酸链构成, 少数RNA病毒的基因组由几个片段组成。 4. 有基因重叠现象。
5. 一般情况下,噬菌体的基因是连续的,真核病毒的基因是断裂的。 6. 间隔顺序或调控顺序较少。
三、动物DNA病毒
(一)动物DNA病毒的结构特征
动物DNA病毒大多数为双链DNA,小部分为单链DNA,可呈线性或环状。线性DNA病毒在其基因组中均含有反相重复顺序,DNA病毒基因组一般比RNA病毒基因组大,生活史也更复杂。
(二)动物DNA病毒的两种感染方式
增殖性(productive)或裂解性感染(lytic infection):发生在病毒能在其内完成复制循环的允许细胞内,并以有感染性病毒子代产生为特征。
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第二章 基因的结构
中断性感染(abortive infection):感染发生在非允许细胞中,病毒繁殖很差或不能繁殖,但可引起小部分细胞的转化。
(三)动物DNA病毒引起细胞转化的机制
1.病毒DNA插入了宿主染色体上的基因表达调控区或插入基因导致宿主基因表达失常。
2.病毒本身的基因产物可以引起宿主细胞的转化。 (四)猴空泡病毒SV40 双链环状DNA,5243bp,包括:
早期转录区:2个重叠基因编码蛋白质t和T
调控区:位于早、晚期基因之间,大约400bp,包括复制起始点,启动子,增强子。 晚期转录区:3个重叠基因,编码衣壳蛋白 VP1( mRNA AUG 位于VP2和 VP3内) VP2 和 VP3( mRNA VP3比VP2N端少1/3)
四、动物RNA病毒
(一)动物RNA病毒的结构特征
动物RNA病毒的核酸结构具有几种形式。最常见的是单链RNA,其中少数病毒RNA由于末端重复形成发夹结构。有些单链RNA病毒含有节段性基因组,即基因组包含数条RNA链,各自携带一部分遗传信息。逆转录病毒是动物RNA病毒中较特殊的一种,含有2个相同的(+)RNA链,属于双倍体。 (二)逆转录病毒基因组结构
基因组为双倍体,由两条(+)RNA链构成,每条RNA链含5’端的帽和3’端多聚腺苷酸的尾。两条RNA链的5’端由氢键连接。在其基因组中还含有来自宿主细胞的2个tRNA,四条链之间借氢键彼此相连。
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