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基因表現

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基因的表达,首先需要将遗传信息从DNA上转录信使RNA,然后再通过转运RNA翻译蛋白质

基因表現英语Gene expression)是用基因中的信息来合成基因产物的过程。产物通常是蛋白质,但对于非蛋白质编码基因,如信使RNA(tRNA)小核RNA(snRNA),产物则是RNA。所有已知生物都通过基因表达来生成生命所需的高分子物质。

圖中為蛋白質1級3級的變化

基因表达的过程可分为转录RNA剪接翻译、蛋白质的后翻译修饰这几步。基因表达的调控作用英语Regulation of gene expression控制细胞的结构与功能,同时也是细胞分化形态发生英语Morphogenesis及生物体适应性的基础。不同的時間、不同的環境,以及不同部位的細胞,或是基因在細胞中的含量差異,皆可能使基因產生不同的表現。

转录机制[编辑]

RNA聚合酶沿着一条DNA移动,合成一股新的RNA
转录过程由RNA聚合酶完成,以DNA(黑)作为模板,生成RNA(蓝)。上为编码链,下为模板链

基因编码了遗传信息的DNA片段。基因组DNA由反向平行、相反互补的双链组成,每一条链都有5'端3'端。对于一个基因而言,这两条链可以分别称为模板链编码链。以DNA为模板合成RNA副本的过程,就称为转录

转录发生在细胞核中,由RNA聚合酶完成。RNA聚合酶将核苷酸一个个拼接到RNA链上。新生成的RNA与DNA模板链的3' → 5'方向互补[1],而模板链的3' → 5'方向本身又与编码链的5' → 3'方向互补。因此,生成的RNA与DNA编码链完全相同,除了胸腺嘧啶(T)被替换成了尿嘧啶(U)。比如,DNA编码链上的"ATG"间接转录到RNA非编码链上就变成"AUG"。

原核生物中,转录只由一种RNA聚合酶完成,此过程需要一段称为普里布诺盒的DNA序列和σ因子才能开始。真核生物中,转录由三种RNA聚合酶完成,需要启动子转录因子来启动转录。RNA聚合酶I英语RNA polymerase I负责转录核糖体RNA(rRNA)的基因。RNA聚合酶II(Pol II)不仅转录所有蛋白质编码基因,还转录一些非编码RNA(如snRNA、snoRNA)。聚合酶遇到终止子后,转录过程即告结束。

RNA剪接[编辑]

RNA剪接的化学基础[编辑]

剪接体[编辑]

剪接过程[编辑]

替换剪接[编辑]

外显子改组[编辑]

RNA编辑[编辑]

mRNA转运[编辑]

翻译[编辑]

信使RNA(mRNA)[编辑]

转运RNA(tRNA)[编辑]

连接氨基酸到tRNA上[编辑]

核糖体[编辑]

翻译的起始[编辑]

翻译延伸[编辑]

翻译终止[编辑]

翻译的调控[编辑]

依赖翻译的mRNA和蛋白质的稳定性调节[编辑]

遗传密码[编辑]

遗传密码具简并性[编辑]

遗传密码遵循的三条规律[编辑]

  • 1. 密码子从5' -> 3' 方向阅读
  • 2. 密码子不重叠
  • 3. 信息在固定的阅读框上翻译

抑制突变可以存在于相同或不同的基因中[编辑]

遗传密码几乎通用[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ Brueckner F, Armache KJ, Cheung A, et al. Structure–function studies of the RNA polymerase II elongation complex. Acta Crystallogr. D Biol. Crystallogr. February 2009, 65 (Pt 2): 112–20. doi:10.1107/S0907444908039875. PMC 2631633. PMID 19171965. 

外部链接[编辑]

参见[编辑]