2. 校正的作用不可能是完全的。
①校正tRNA分子必须和释放因子或正常tRNA竞争；
②无义突变的校正tRNA会抑制该基因3’端正常的终止密码，导致翻译通读，合成更长的蛋白质。 ③错义突变的校正也可以使另一个基因错误翻译。 3.当细胞中含有多个tRNA拷贝时，抑制才能发挥作用。 4.校正基因一般不会影响正常的终止。
（1）校正基因识别的终止密码子不一定和正常的密码子相同,有时正常终止位点往往有两个连续的终止密码子，而且结构不同，如UAG-UAA。
（2）释放因子将和抑制基因竞争和终止密码子结合。
（3）抑制基因的效率很低，通常为1-5%， 所以常不会抑制正常终止。
2、核糖体RNA(ribosomal RNA，rRNA)
? ? ? ?
rRNA占细胞中RNA总量的80%以上；
几种rRNA与几十种蛋白质组成的亚细胞颗粒——核糖体是细胞内合成蛋白质的工厂； rRNA组成了核糖体的大部分，在原核生物核糖体中占2/3，在真核生物中占3/5； 原核生物、真核生物细胞质和细胞器中的核糖体存在很大差异。
原核生物rRNA 1）5S rRNA ? 位于大亚基； ? 120个核苷酸（G
116个核苷酸（G
C环上的GT
CG序列作用，识别tRNA；
? 有两个高度保守区，一个含有保守序列CGAAC，与tRNA的T2）16S rRNA
? 在核糖体小亚基中；
? 序列与结构均十分保守。3‘端有一段-ACCUCCUUA-的共同顺序，与mRNA5’ 端顺序(SD序列）互补，在翻
译起始中有重要作用；
? 临近3‘端有一段与23S rRNA互补的序列，在30S与50S亚基的结合中起作用。 3）23S rRNA
? 存在一段顺序(1984-2001核苷酸之间)与tRNAmet上的一段顺序互补，使二者相互作用；
? 靠近5'-端(143-157核苷酸之间)有一段12 个核苷酸的顺序与5S rRNA上的一段顺序(72-83核苷酸)互补，促进
RNA之间的相互作用。 真核生物rRNA 1）5S rRNA
与原核生物5S rRNA相似，但结构上存在差异。没有保守序列CGAAC，但其有GAUG序列与起始tRNA某些序列有互补作用； 2）5.8S rRNA
真核生物特有。含有与原核生物5S rRNA一致的顺序CGAAC，可能与原核生物的5SrRNA具有相似的功能; 3) 18S rRNA
酵母18S rRNA的3‘端与原核生物16S rRNA中具有广泛的同源性； 4）28S rRNA结构尚不清楚。
总之，rRNA与tRNA、mRNA之间有密切的相互作用。 原核生物与真核生物rRNA基因排列方式-串联重复
另一保守区域与23S rRNA中一段互补，与核糖体大亚基相互作用。
3、信使RNA(messenger RNA，mRNA)
? nascent RNA: an RNA whose synthesis has not yet been completed. ? Monocistronic: mRNAs represent only a single gene.
? Polycistronic: sequences coding for several proteins.
? Coding region consists of a series of codons representing the amino acid sequence of the protein, starting (usually)
with AUG and ending with a termination codon.
? Leader: An additional sequence at the 5′end, preceding the start of the coding region. ? Trailer: An additional sequence following the termination signal, forming the 3′end.
? 原核生物mRNA的转录和翻译发生在同一细胞空间，而且两个过程几乎同时发生； ? 真核生物是在核内转录，细胞质内翻译。 原核生物mRNA的特征 ? 半衰期短：仅几分钟；
? 原核生物mRNA多为多顺反子（操纵子）形式； ? 结构：前导序列(leader)、编码区、尾巴(trailer) ? 通常以AUG为起始密码子，有时是GUG或UUG
? 在AUG上游7-12个核苷酸处有一5’AGGAGG3’ 序列，称SD顺序( Shine-Dalgarno Sequence)。这段序列与
16S rRNA 3’末端反向互补，与mRNA和核糖体的结合相关，因此会影响蛋白质的翻译。 真核生物mRNA的特征
? 稳定：半衰期可达数小时至数天； ? mRNA多为单顺反子；
? mRNA的5‘端都有一个帽子结构； ? 绝大多数真核生物mRNA具有poly(A)尾。 mRNA具“帽子”结构
? 真核基因转录常从嘌呤核苷三磷酸(A,G)开始，第一个核苷酸保留5’三磷酸基团，以3’位与下一核苷酸5’位
形成磷酸二酯键。转录起始序列可示为5’PPPAPNPNPNP...；
? 转录后由鸟苷酰转移酶催化在5’加G， G与起始核苷酸是以5’-5’三磷酸键相连; ? 这一结构称为“帽子”，5’GPPPAPNPNPNP... “帽子”结构甲基化
? 第一个甲基位点在5‘端鸟嘌呤7位上，所有真核生物中均存在。具有该甲基化基团的帽子称帽子0。 ? 甲基加到次末端核苷2’OH上，具有两个甲基基团的帽子叫帽子1。
? 在高等真核生物中，仅当转录起始碱基是A的话，则在A的N6位上还有一个甲基。 ? 以帽子1为底物，在第三个核苷再加上一个甲基，则称帽子2。 “帽子”结构与甲基化的功能
1）保护mRNA免遭5‘外切核酸酶的攻击，增加mRNA稳定性；
2）使mRNA能与核糖体小亚基结合并开始合成蛋白质，增加mRNA的可译性 ； 3）增加mRNA 从核到细胞质的运输； 4）增强mRNA的剪接效率。 mRNA 具poly(A)尾
? 大多数真核mRNA的3’端有多聚腺苷酸序列 ； ? poly(A)序列不是DNA编码，是转录后加上的；
? mRNA初进入细胞质时，其poly(A)尾长度大致与核中长度相同，随后逐渐缩短； ? 单poly(A) 尾长短并不影响其功能，poly(A)尾常结合了约78KDa的蛋白PABP。 ? 组蛋白mRNA不含poly(A) 结构。 mRNA poly(A)尾的功能
? 防止mRNA降解，提高mRNA稳定性；
? mRNA穿越核膜由细胞核进入细胞质的必需形式。
帽子结构和PolyA尾巴的应用 获得基因的全长、构建全长cDNA文库
4、miRNA与siRNA
RNA干扰（RNA interference, RNAi)作用是生物体内一种通过双链 RNA分子在mRNA水平上诱导特异性序列基因沉默的过程。由于RNAi作用发生在转录后水平，又成为转录后基因沉默
表观遗传学是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下，基因功能发生了可遗传的信息变化，并最终导致了表型的变化。
第二章 基因的组织与结构 第一节 基因与基因多样性 基因的概念
基因是指存在于细胞内有自体繁殖能力的遗传单位，在染色体上占有一定位置、呈直线排列。 基因是具有特定核苷酸顺序的核酸分子中一个片段，是携带有特定遗传信息的功能单位。 在大多数生物中基因的化学本质是DNA，但在某些病毒中可以是RNA。 3、不连续基因/断裂基因
结构基因：RNA或蛋白质的编码基因，而非调节基因。 外显子：基因中的编码区，即表达产生肽链的部分。 内含子：基因中的非编码区，即基因内部不表达部分。
转录本：由模板DNA转录得到的RNA产物，需进一步加工后才能成为成熟的RNA。
RNA剪接：除去内含子，连接外显子序列，以产生功能的mRNA、tRNA、rRNA的过程。 DNA酶切分析
? 若同一基因的基因组DNA和cDNA的限制性图谱相同，则一般不含内含子； ? 若基因组DNA的长度大于cDNA则很可能是不连续基因。
? 断裂基因现象广泛存在于真核生物中，甚至在少数原核生物中也存在； ? 并非所有的真核生物基因都是断裂基因，如组蛋白基因和干扰素基因。 内含子与外显子特点比较
? 不同的断裂基因所含的内含子数目有很大差别，有些基因只有一个或若干个内含子，而有的基因内含
子与外显子是高度嵌合的； ? 内含子的长度常大于外显子；
? 在同一基因家族内，断裂基因的组织结构、外显子序列及其长度通常比较保守，而内含子变化迅速，
不论是序列还是长度差异性很大。 基因外显子与蛋白质结构域的关系
? 外显子常相当于多肽折叠的结构域；
? 外显子的边界非常精确地相当于结构域之间的联结处； ? 外显子与结构域并非在任何情况下都一一对应。 内含子与外显子的关系
? 外显子与内含子联结处具有1-4bp的保守的共同序列（GT-AG规则），与剪接反应有关； ? 一个基因的内含子可以是另一基因的外显子。 内含子可能的功能
? 具有转录调控作用：内含子通过与启动子、起始位点的精确碱基配对来阻止或增强RNA聚合酶的作
用；
? 内含子具有各种剪接信号，不同细胞能选择不同的拼接点，将初始转录产物进行不同的加工，对外显
子进行选择地拼接，形成不同的成熟mRNA； ? 有的内含子有自己特定的蛋白编码序列。 基因家族
? 基因家族（gene family） ：来自于一个共同的祖先基因，通过复制和变异形成的结构、功能相似的
基因群体；家族成员其外显子具有相似性。
? 基因簇（genen cluster）:位于同一染色体上彼此相邻近的一组相同或相关基因称为基因簇。
基因家族中的成员常集串联排列构成基因簇；但也可以不集中在一起，也分布在不同的染色体上。 基因家族的类型：
1）简单的多基因家族； 2）复杂的多基因家族；
3）时空表达差异的复杂多基因家族。
1）简单的多基因家族——rRNA基因家族
? 特点：转录单元结构相似，中度重复，在基因组内分散成若干个基因簇。各重复单位含有单一的转录
单元和非转录区；
? 真核生物rRNA基因通过重复单元构成基因簇，18-5.8-28S为同一转录单元，重复单元包括转录序列
和将转录序列分隔开的转录间隔区；
? rRNA重复单元分布在一条或几条染色体的核仁区。
简单的基因家族中转录单元保守性很高； 转录单元内基因间隔区序列变化大；
非转录区在不同生物中，甚至在同种生物中变化也很大。 rDNA非转录间隔区结构
? 长度固定区域与可变区域相间排列；
? 可变区域由短重复序列组成，重复次数变化导致非转录间隔区序列长度差异； ? 最前端的固定区域其序列和长度与其它固定区域不同； ? 后三个固定区域称做Bam Island;
? 每个重复固定区域都含有启动子序列，这有利于rDNA在需要时高效表达。
2）复杂的多基因家族——组蛋白基因家族
? 由多个基因构成一个单位重复数百次；每个基因单独地按一定方向转录；各重复单元含有多个不同的
转录单元和非转录区；
? 组蛋白基因家族中的5个基因串联构成一个单元，然后又以多拷贝组织成串联的重复基因簇，基因与
基因之间是非转录的间隔区。一个重复单元中5个间隔区短而且互不相同。
3）时空特异性表达的复杂多基因家族——珠蛋白基因家族
? 1611号染色体）的基因编码。 ? 在个体发育过程中，血红蛋白的亚基组成不同，基因的表达具有时序性。 5、假基因Ψ
假基因（pseudogene）：核苷酸序列同相应的正常功能基因基本相同，但不能合成功能蛋白质的失活基因。 未加工的的假基因：是通过基因组DNA复制产生，与“亲本基因”结构相似，与“亲本基因” 串联重复。珠蛋白基因家族中的假基因就属于此类型。
加工的假基因（processed pseudogene）：不与“亲本基因”连锁，其结构与转录本类似，如没有启动子和内含子，3‘末端有延伸的腺嘌呤短序列，两侧有顺向重复序列的存在。因此很可能来自加工的RNA之DNA拷贝。 重复的假基因
α基因簇中的假基因Ψα1同功能的α珠蛋白基因密切相关，Ψα1与α1的编码和间隔序列同源性达73%，因此可能由后者重
复而来；
假基因并非起初就失活，而是随着进化产生许多突变慢慢失活的。 6、重叠基因（overlapping gene) ? ?
重叠基因：同一DNA序列有两种不同阅读框架，得到不同肽链，即两个基因共同使用同一DNA序列，却编码两种不同的蛋白质。
基因重叠现象的发生是由于读码框架“偏移”所致。
? 见于病毒、线粒体和质粒DNA 。
重叠基因的类型：
全重叠：一个基因完全在另一个基因序列内，如基因B在基因A内，基因E在基因D内。 部分重叠：K基因与C基因在一段序列内重叠。
1-2个碱基的重叠：大多数发生在一个基因的终止密码子与下一个基因的起始密码子之间。如D基因终止密码子TAA与J基因起始密码子ATG间“A”的重叠。
转位因子（transposable elements）
Transposon is a DNA sequence able to insert itself at a new location in the genome (without any sequence relationship with the target locus). Direct repeats are identical (or related) sequences present in two or more copies in the same orientation in the same molecular of DNA. Inverted terminal repeats are the short related or identical sequences present in reverse orientation at the ends of some IS
is
an
abbreviation
for
insertion
transposons. sequence
Transposase is the enzyme activity involved in insertion of transposon at a new site.
玉米中的转位因子—— (I) Ds/Ac组
Ac/DS分子结构： ? ? ? ? ? ? ? ?
AC有两个基因，转位酶基因编码转位酶，另一个基因可能是编码定位酶; Ac因子和 Ds因子序列相似性很高， 区别在于Ds因子发生转位酶基因缺失；
AC和DS两端有反向重复 ( inverted repeats)，是转位酶的识别标志，因此均可发生转位。 A基因：合成糊粉层所必须的基因，正常表达时糊粉层呈紫色；
正常的Spm因子：类似于Ac因子，它能起抑制子（suppressor）和诱变子（mutator）的双重作用。
有缺陷的Spm因子：抑制功能不完全，糊粉层呈淡紫色，正常Spm可帮助其实现完全抑制；不能转位，但在正常的Spm因子存在时能够转位。
转位有缺陷的Spm因子：无抑制功能，但在Spm因子帮助下能起抑制作用；转位功能缺陷，即便是在Spm因子存在时也不能转位。
周期性的Spm因子：其抑制功能交替开关。
IS是一类自主单位，除含自身转位作用的基因外不含其它基因； IS两端具有对称的反向重复序列；
转位因子转位时，基因组上的靶序列发生倍生，使插入序列的两端各有一段同向重复序列。 （II）转座子Transposon（Tn) ? ? ? ? ?
转座子常带有多个基因，除转位相关的酶基因外，往往还带有抗性基因。
转座子可分为两个亚类：I 型转座子—两末端由IS构成；II型转座子末端—由反向重复序列构成。 在转位因子的两端存在末端反向重复序列（TIR），它们在转位过程中至关重要；
绝大多数转位因子含有开放读框（ORF），可能编码一种酶，其功能促进转位因子的转位；
受体DNA上存在很短的一段靶序列，由于转位因子的插入，在转位因子的两侧形成正向重复序列，靶序列的长短对每类转位因子都是特异的。 细菌的转位因子（I）插入序列（IS）
——（II）Spm因子组
转位因子的结构特点
转位机制
复制型转座(replicative transposition) ：转位因子的一个拷贝插入到靶位点，而另一拷贝则仍然保留在给体原来的位置上，如Tn3。
非复制型转座(conservative transposition) ：在转位酶的作用下，转位因子从原来位点上删除下来，再转移插入到另