沃森《基因的分子生物学》与朱玉贤《现代分子生物学》要点合并 -(3)

mRNA比较 1.半衰期短 2.多顺反子 （优：调控方便，基因结构简练 缺：单个基因表达失去独立性） 3.5?无帽，3?无尾 4.起始密码子AUG，GUG，UUG 5.可编码多个多肽 1.半衰期长 2.5?有帽，3?有尾 1.单顺反子 2.起始密码子仅为AUG 3.仅编码单个多肽 rRNA比较 tRNA比较 mRNA转运 复制&转录比较 翻译 真原相似： 均在RNApol和其他核苷酸内切E作用下，将前体切割成小片，在甲基化作用下加甲基，并进行其他修饰，直至成熟 共同点：由核酸内切E切断tRNA两端，核酸内切E从5?端逐个切去附加序列，在3?端加上CCA-OH结构，碱基的修饰与异构化 无需切除内含子 无 需切除内含子 主动运输，需结合特定pro信号出核 相同：都以DNA为模板，都遵循碱基互补配对原则，都从5?-3?方向，都依赖DNA双链，聚合过程每次延伸一个核苷酸，核苷酸间连接为磷酸二酯键 不同：底物不同，A-T与A-U，聚合E不同，产物不同，模板链选择，复制具有高保真性、转录前后差异较大 所需4组分： 1.核糖体 2.mRNA 3.tRNA 4.蛋白质生物合成中所需因子 与转录偶联 不偶联 密码子 特征： 1.三联子密码 2.连续性 3.简并性：一种Aa对应多种密码子 4.通用性，特殊性 5.密码子与反密码子的相互作用 6.密码子有起始密码子与终止密码子 7.摆动性：反密码子的稀有碱基使配对不严格而识别多种密码子 8.方向性 5?-3? 一级：含稀有碱基，A：U，A：G配对；二级：3叶草；三级：倒L 分类：1.起始tRNA和延伸tRNA 2.同工tRNA 3.校正tRNA tRNA 氨酰活化：Aa+ATP---氨酰-AMP+PPi tRNA合结合：氨酰-AMP+tRNA---氨酰-tRNA+AMP 成 催化E：氨酰tRNA合成E，对Aa和tRNA均有专一性 合成校正：E的编辑口袋 核糖体 50S：23S、5S+34pro 70S 60S：28S、5S、5.8S+49pro 80S 30S：16S+21pro 40S：18S+33pro 活性位点： 1.A位点：氨酰tRNA结合部位 2.P位点：肽基tRNA结合位点 3.肽基转移E部位：催化肽键形成 4.EF-G结合部位：促进移位 核糖体循环：RRF,EF-G,IF3共同作用 功能：合成场所、容纳肽基tRNA、活性位点部位、结合各种因子 识别 小亚基结合RBS/SD fMet结合P位点,IF3释放 大亚基结合小亚基-mRNA-tRNA，IF1,2释放 IF1：防止tRNA结合到A位点 IF2：引入起始tRNA IF3：防止大亚基结合小亚基 小亚基先结合tRNA，再结合5?端帽子，扫描结合起始密码子，起始因子辅助，亦可使mRNA保持环型 翻译过程 延伸 入A位：氨酰tRNA首先与EF-Tu+GTP形成复合物，进入A位点，水解产生GDP，并在EF-Ts作用下释放GDP换上GTP 肽键形成：在肽基转移E作用下，A到P位，Aa间形成肽键 移位：通过EF-G介导移位 翻译校正： 1.Aa正确时，tRNA旋转入位 2.正确配对时GTP才能水解成 与原相似，EF不同 GDP并释放EF-Tu 3.正确配对时，16SrRNA两个A残基与小沟间形成额外氢键 形成肽键的一个循环： 消耗 2GTP：EF-Tu、EF-G消耗 1ATP：氨酰tRNA合成 终止 RF1能与识别终止密码子，水解P 位上多肽与tRNA间二酯键，释放RF不同 肽链，RF3促进RF1的释放 1.阻止mRNA识别 2.阻止tRNA结合 翻译调控 真原翻译对比 一般在起始： 干扰小亚基与SD序列识别 1.核糖体不同 2.模板不同 3.起始氨酰tRNA不同 4.原核生物有SD序列，真无 5.起始因子不同 6.延伸因子不同 7.终止因子不同 tmRNA模仿mRNA3?端，使3?端断裂的mRNA与核糖体脱离，然后在不完全多肽后加10个Aa标签，使其被水解 依赖翻译的pro,RNA调节 翻译后加工 1.无意密码介导的衰减：外显子界面复合体 2.无终止密码子介导的衰减：多聚A尾引起的mRNA降解 1.N端fMet或Met切除 2.二硫键形成 3.特定氨基酸修饰 4.新生肽中非功能片段的切除--pro剪接（去除内含肽，保留外显肽） 5.pro折叠：E、分子伴侣 青霉素、四环素、红霉素 氯霉素、嘌呤毒素 氯霉素、嘌呤毒素 共转运 后转运 泛素依赖途径 Pro P化 pro合成抑制 pro转运 无 pro降解 Lon介导 调控 Cell应答水平 DNA水平 无 无 基因丢失 扩增：短时期产生大量产物 移位、重排：改变表达顺序 甲基化：关闭基因活性 转录水平 转录起始调控： 调控pro 正：活化子 1）募集2)变构3)远程激活,DNA环化 负：抑制子 调控pro 顺势作用元件： 1.启动子 2.增强子、沉默子、绝缘子 3.近启动子元件 1）阻碍pol结合2)阻碍pol由闭合到开启3)阻碍pol逃离 可诱导：诱导活性-分解代谢 可阻碍：关闭活性-合成代谢 分类： 正 可诱导 负 可阻碍 1.正控诱导： 有效应物时，活化激活pro转录基因 2.正控阻遏： 有效应物时，激活pro失活不转录 3.负控诱导： 阻遏pro与效应物结合基因转录 4.负控阻遏： 阻遏pro与效应物结合基因不转录 调节pro有正协同，负协同效应 操纵子：是基因转录表达和调控的单元，与特殊代谢途径有关，包括：调节基因，调节元件，结构基因 1）大肠杆菌lac操纵子（负控诱导） 活化子与抑制子协同作用 操纵子结构：启动区（P），操纵区（O），启动子，控制子，阻遏子，3结构基反式作用因子： 活化子、抑制子；包括DNA结合域+激活功能域（应用：酵母双杂交技术）；可信号整合。 DNA结合域： 1）同型结构域pro：螺旋-转折-螺旋，与细菌识别方式基本一致，不同pro中同型结构域相似 2）含Zn结构域：包括Zn原子，如典型的锌指pro和锌簇域，可选择性结合特定靶结构 3）亮氨酸拉链结构域：在单一结构单元内同时包含二聚体结构和与DNA结合的表面，两个长的?螺旋形成一个钳形结构，将DNA夹在其中 4）螺旋-环-螺旋：一个螺旋参与DNA的识别，另一个较短，两者由一个刚性的环连接 激活结构域：结构不确定 活化子： 因：Z（?半乳糖苷E）Y（?半乳糖1）间接募集pol，但不与其直接作用 2）募集核小体修饰成分：组pro化学苷透过E）A（?半乳糖苷乙酰基转修饰、重塑 移E） 3）募集pol因子修饰 在没有诱导无存在时，透过E与半乳抑制子： 糖苷E仍有本地水平表达。阻遏物是1）阻碍活化子的结合 由弱启动子控制下永久合成的，但其2）与活化子作用，位阻其活性 与DNA结合不紧密，使得转录足以3）与基因上游位点结合，通过与转录进行，使诱导过程得以启动。 机器的特殊作用，抑制转录 葡萄糖效应： 4）募集组pro修饰E，降低转录活性，有G存在下，培养基中其余糖都不会如甲基化 被利用，也称降解物阻抑（catabolite 绝缘子：具有中性调控作用的顺式作repression） 用元件，位于正调控元件和与启动子机制： 间或沉默子与启动子间阻碍其发挥作当G存在时，cAMP下降，CAP不能用，有方向性与位置效应。 与DNA结合，调节基因编码的调节激素调控： 基因编码的lac抑制子可结合在操纵激素与胞内受体结合成复合体直接调子上，进而阻碍了RNApol结合启动节DNA表达 子，转录抑制 DNA结合pro的检测方法： 当G不存在而乳糖存在时，乳糖转变1）凝胶滞留法分析 为别乳糖，与其阻遏物结合使其脱离2）足迹法分析 DNA，cAMP上升使CAP与DNA结合，转录激活 2）色氨酸操纵子（负控阻遏） 1.阻遏系统 色氨酸为效应物，它是合成的末端产物。 当环境中色氨酸浓度较高时，它与游离的辅阻遏pro结合，使之与操纵区DNA紧密结合，抑制转录 当环境中色氨酸供应不足时，辅阻遏物失去色氨酸并离开DNA，转录继续 2.弱化系统（见转录后调控） 噬菌体的裂解与溶源生长： 溶源菌正常情况下非常稳定，但在cell DNA遭到破坏时，发生转变。 PRM只转录cI基因，是个弱启动子。 cI为阻遏物，阻遏两边表达 PR和PL是强组成型启动子。 当PR和PL持续开放而PRM关闭时，发生裂解生长；溶源生长则反之。 转录开始后调控： 色氨酸弱化子调控： 色氨酸操纵子前段有一段前导转录序列，不编码色氨酸利用相关基因，只编码一段前导肽，在其中有4段碱基序列，相邻可形成发卡结构。 当缺乏色氨酸时，核糖体停在色氨酸密码子处，使2-3互补形成抗终止结构，RNA pol能够顺利转录。 当不缺乏时，核糖体可翻译前导肽至终止密码子，这时最后的两段RNA互补序列形成一个典型的不依赖?的终止结构，转录终止（1-2，3-4）。