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.doc

(完整word)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

原核
真核
DNA结构
1. 双链，双螺旋（H键，碱基堆积力）
2. 碱基互补配对,含T
3. 碱基可以外翻进入E的催化部位
4. 多为右手螺旋,表面形成大小沟。大沟是Pro结合为点，有丰富化学信息,小沟无此作用
5. 加热,极端pH，有机溶剂处理可以变性，只留有一级结构，发生增色效应（吸收峰为260nm,1/2Max处温度为Tm)，适当条件下复性.
DNA为遗传物质实验
1. 肺炎双球杆菌转化实验：将灭火加热的S型菌与R菌共培养，注射入小鼠体内，小鼠死亡，并在其体内分离出有活性的S型菌,后又有实验证明S菌提取物亦有致病性，猜测菌中有转化子可以引起转化。Avery使用专一性E类分别降解DNA,pro，RNA,糖等，发现仅DNA被特异性处理的实验组无转化力
2. T2噬菌体标记实验：Hershey分别用32P和35S标记秦代噬菌体的pro和核酸。感染E。coil并经历1-2个周期后，取大肠杆菌培养液高速离心，检测放射性发现：大部分的35S，32P分别位于上清液和底部沉淀。且子代噬菌体中检测出30％35P而不足1%32S。
3. 烟草TMV重建：TMV1与TMV2的RNA互换，感染烟草叶,发现病斑类型与RNA有关，与蛋白壳无关，说明RNA也是遗传物质
（自设计实验：实验组-—含抗卡那霉素的F因子转导入感态E.coil中,对照组加入不含致育因子的F因子，将对照组与实验组一起置于含卡那霉素的培养基中培养.结果实验组形成菌落,对照组则没有）
DNA拓扑结构
连环数=扭转数+缠绕数
核小体引进负超螺旋
拓扑异构E（I，II）
RNA结构
1. 含U，单链
2. 易折叠成局部双螺旋，形成发夹，茎环，可G：U配对,不适合结合pro
3. 可形成复杂的三级结构
4. 可以使Ｅ类
RNA功能
1. 在某些病毒中,RNA为遗传物质
2. mRNA为基因到pro的媒介
3. rRNA作为核糖体的一部分是pro合成场所
4. tRNA是密码子与Aa间的适配器
5. snRNA（小核RNA）是剪接体的一部分，介导mRNA的剪接
6. sRNA（反义RNA）包括siRNA和miRNA，通过与mRNA序列互补参与基因沉默
7. 有些有E的作用，如RNaseP，介导tRNA剪接
8. guideRNA:RNA编辑时指导U的插入与删除
9. tmRNA：回收核糖体，除去由此产生的不完全pro
10. scRNA(胞质容纳）：如信号颗粒中7sRNA
11. snoRNA(核仁小RNA）：rRNA的甲基化修饰
12. 端粒RNA：真核端粒复制的模板
染色体形状
环状
线状
染色体特征
1. 结构稳定2.能自我复制3.指导pro合成4.可遗传
染色体构成
无核小体等结构 可能有超螺旋
DNA
组pro 核小体
pro
非组pro HMG
DNA结合pro
+11bpDNA
核小体 核心 2+2+2（)
1.8圈146bpDNA
染色体压缩

核小体—念珠状—染色质丝-突环—玫瑰花结—螺线圈—染色单体
染色体调控

核小体重塑（DNA滑动,从一个
核小体 DNA完整转移到另一个上)
修饰 增加肽链末端基团(组pro密码）

核小体定位（被特殊的DNA结合pro或序列限定）
甲基化:抑制或增强基因表达
乙酰化:提高表达水平
磷酸化：募集蛋白复合体到染色质
（1和3共同增加DNA活性)
基因组
1. 结构简练（仅有一个）
2. 转录产物多为多顺反子mRNA
3. 有重叠基因
4. 不与大量pro结合
1. 基因组庞大（有多个染色体)
2. 存在大量重复序列
3. 大部分为非编码序列，含断裂基因，有内含子
4. 与大量组pro，非组pro结合
5. 转录产物多为单顺反子mRNA
6. 存在大量顺式作用元件
7. 存在大量DNA多态性
8. 有端粒结构
DNA序列

1.不重复序列
2.中度重复序列（rRNA，tRNA等的）
3。高度重复序列(卫星DNA）
复性动力学可以分类，与基因组复杂性呈正比.
C值:单倍体基因组DNA的总量
N值:单倍体基因组DNA的数目
C值反常:真核生物中C值一般随着生物进化而增加，但某些两栖类的C值比哺乳类还大
N值反常：真核生物中N值不与进化程度呈正比的现象
基因密度：复杂度高的生物基因密度低
复制
比较
1. 遗传方式相同：均为半保留，半不连续复制
2. 都需要多种pro和E的协同参与，都涉及到拓扑异构E，解璇E，单链结合pro，引物合成E，DNA聚合E，连接E等
3. 都是从固定点开始以等速双向复制
4. 均合成RNA引物
1. 每条染色体仅一个起点
2. 可连续开始新的复制，一个复制单元可有多复制叉
3. 整个细胞周期均可进行
4. 起始点为OriC(大肠杆菌）
5. 叉速快
6. 聚合酶少，以III为主
1. 可有多个起点
2. 一轮结束前不能开始另一轮,一个复制单元单复制叉
3. 只在S期进行
4. 起始点为自主复制序列ARS（酵母）
5. 叉速慢
6. 聚合酶多，有-的切换
复制分类

环状双链:
1. 型:大肠杆菌,双向
2. 滚环形:噬菌体，单向
3. D—环型:线、叶中，单向
线性DNA：双向,—,复制叉处成眼状
复制调控
复制叉的多少
1. 周期水平：—期
2. 染色体水平：决定染色体上复制起始顺序
3. 复制子水平：决定复制与否
DNA pol
Pol I—V
I:生物活性低,有—外切E活性
III：主要复制E

Pol —
参与复制引发
修复
线粒体复制
主要复制(—切换）
修复
滑动夹：与pol结合，使其不与DNA分离，大大加深其延长能力
滑动夹装载器：催化滑动夹安置在DNA的引物—模板接头上
复制叉相关pro
（拓扑异构E：解开缠绕的超螺旋）
解璇E：结合单链
单链结合pro：SSB，协同结合，保护单链
引物合成E：合成RNA引物,需引发体护送
DNA聚合E
连接E：链接线段DNA片段间隙
（RNaseH：去除RNA引物)
DNA复制过程

起始
起始子pro识别复制器,募集DNA解旋E解链形成复制叉，同多种pro和滑动夹及滑动夹装载器形成复制体，产生DNA单链区最为模板
周期中起始多次。复制调节集中在
DnaA起始pro对DNA的识别上
周期中只起始一次。复制调节集中在解旋E对DNA的识别上
延伸：解旋E沿—方向移动，分为前导链与后滞链，前导链连续合成，后滞链有冈崎片段的合成

终止
需拓扑异构E解链
端粒问题：端粒E以RNA为模板，不需要引物，逆转录合成端粒DNA，能防止染色体的重组与末端降解E作用，维持染色体稳定
复制
校正
1. 力学校正：DNA E监视下引入的核苷酸形成正确配对的能力，只有经正确碱基配对的核苷酸的端在pol催化下才能形成二酯键
2. 核酸外切E校正：当pol引入错误核酸到DNA端时，pol催化速率下降，与pol活性中心亲和力下降，与核酸外切E活性中心亲和力增强，端进入外切E活性中心，错误NTP被切除,正确配对的DNA又进入pol活性中心继续延长
3. 错配修复系统（复制完成后）：MutS包围着含有扭结的错配DNA。MutS募集MutL和MutH，并由MutS的ATP E活性催化ATP水解，MutH是一种核酸内切E，能在DNA上错配位置上产生一个切口。紧接着，一个外切核酸E消化切口链，向着错配方向移动。最后，产生的单链缺口由DNA聚合E填补从而改正错配。
意义:保证DNA作为遗传物质所需的稳定性和极高的保真度。而RNA聚合E没有校正功能.
DNA
损伤
1. 细胞内源性损伤：
DNA复制错误；
自发损伤包括碱基互变异构，碱基脱氨基（CU，AI）和碱基丢失等；氧化代谢副产物如活性氧物质的攻击等；
2. 环境中的损伤因素:
1）辐射（含紫外线，X射线)产生胸腺嘧啶二聚体；
2）化学致癌物（烷化剂,碱基类似物）；
3）生物因素：RNA,DNA病毒插入基因引起突变
突变
类型
1. 碱基置换突变
2. 移码突变
3. 缺失突变
4. 插入突变
根据突变产生影响分类:
1. 同义突变
2. 错义突变
3. 无义突变
4. 终止密码子突变
损伤
修复
1. DNA损伤的直接修复:光激活作用修复紫外线辐射引起的嘧啶二聚体
2. 碱基切除修复:糖苷键断裂除去受损碱基，脱碱基戊糖从DNA骨架上去除。DNA聚合E和DNA连接酶修复受损链
3. 核苷酸切除修复：在受损两侧切除DNA链，最后由DNA聚合E与DNA链接E修复受损链
4. 重组修复:重组修复E通过从未受损的同源DNA链中找回序列信息来修复DNA断裂(真核）
5. 非同源末端连接：DSB可以通过直接与断裂末端相连而修复
6. 与转录相偶联的DNA修复:当RNA聚合E转录时遇到受损DNA链时，转录E受阻并停止转录，招募核酸切除修复E修复受损位置
7. 移损DNA合成：复制时遇到损伤如TT,DNA聚合EIII与其滑动夹一起从DNA链上脱离下来，并由移损聚合E取代，越过TT损伤继续合成,然后换回聚合EIII继续合成。
8. SOS修复：差错倾向性修复,准确性差,只在大规模受损时发生
分子水平上的同源重组(同源、大范围、对等)
发生地点：姐妹染色单体之间或同一染色体上含有同源序列的DNA分子之间或分子之内的重新组合
作用：
1.修复DSB 2。促进遗传物质交换3。保证染色体减分时正确配对（真)
三阶段：
前联会体阶段、联会体形成、holliday结构的拆分
关键步骤：
1. 两个同源DNA分子的联会
2. 引入DNA断裂
3. 在两条重组DNA分子之间，形成碱基互补的段片段起始区（链入侵)
4. 链入侵之后两个DNA分子相互交叉的DNA链连接在一起（重组中间体，分支移位）
5. Holliday联结体的断裂(拆分）
Pro机器:
RecBCD结合断裂且有chi位点的DNA，单链chi处停止，另条继续水解，形成单链DNA，RecA组装于形成单链促进链入侵（在recA蛋白丝里简历新的配对DNA，共三条DNA单链）RuvAB复合体特异性识别holiday联结体并促进分支移位,RuvC剪切位于holliday联结体的特定DNA链从而结束重组。
Eg。细菌的转化、接合、转导均为同源重组1）转化、接合为ssDNA与宿主双链间重组，形成异源双链区，是否成功看修复结果2)转导为dsDNA与双链间重组，偶次交换才成功
Pro机器：
原 真
引入链断裂 无 spo11 HO
产生入侵单链 RecBCD MRX
联会及链入侵 RecA Rad51，Dcm1
分支移位 RuvAB 未知
拆分holliday RuvC 未知
遗传结果：无论何种序列,只要有足够相似区域，就可以发生在任意两个DNA区间。可引起基因转变，修复。
位点特异性重组（CSSR）
（同源、小范围、不对等）
发生地点：两段特定序列之间,小范围同源序列的联会,但两个DNA分子间并不进行对等的交换，DNA不丢失不合成.
效应：
1. 特定位点DNA片段的插入
2. DNA片段的缺失
3. DNA片段的倒位
Eg.噬菌体的溶源与激活
异常重组（非同源）
Eg.复制性转座，只需依赖转座区DNA复制和转座有关的E
转座
发生地点：特定序列和非特定序列之间，不需要交换染色体片段.
作用:
1. 引起插入突变，染色体畸变（基因的倒位与缺失，移动与重排）
2. 可形成操纵子表达结构，产生新的生物学功能基因和pro
3. 调节基因表达(上，下)
4. 标记后作为探针分离未知产物基因
5. 作为基因工程载体
分类：
1. DNA转座子
两端为反向重复序列,是转座E识别和切除的位点，还含有编码转座E的基因，和赋予宿主特殊遗传性的基因。
机制：1.复制型2。非复制型（普通型--断裂需修复，保守型——断裂自动连接)
2. 类病毒反转录转座子（包括反转录病毒）
有长末端重复序列LTR，亦有末端反向重复序列并嵌在LTR中,还含有编码反转录E与整合E的基因。
机制：
通过RNA中间体进行转座，然后逆转录E以tRNA为引物,反转录出第一条cDNA单链.RnasH降解模板链RNA,在降解时产生第二条cDNA的引物.整个过程有两次引物合成，两次单连交换，以保证反转录出完整的cDNA转座子，最后在整合E辅助下整合进靶位点。
3. 聚腺苷酸反转录转座子
无末端反向重复序列，两端序列含有完全不同成分，一端称为—URT，一端为-URT，带有一串叫聚A序列的A-T碱基对，该转座子还携带有2个基因：ORF1/ORF2，ORF1编码一个RNA结合pro,ORF2编码具有反转录E和核酸内切E的作用.
机制：
首先转录出一条RNA，RNA离开cell核在质中翻译出ORF1、2,随后两蛋白结合在RNA上，回到cell核，通过多聚A尾定位靶位点多聚T，在ORF2协助下，反转录成DNA，插入靶位点。
转座子
插入序列（IS）
转座子（Tn)
Mu噬菌体
酵母：Ty系列
果蝇:P因子
玉米：Ac-Ds体系
人：LINE（长散在重复序列)
转录步骤
起始
封闭复合物：
RNApol+模板(双链）
起始前复合物PIC：
RNApol+模板+TFII因子
开放复合物：双链变单链
三元复合物：结合首个核苷酸
起始通过(与启动子强度有关）
pol将下游DNA拉向自己
合成〉9核苷酸，离开启动子
合成〉9核苷酸，离开启动子
延伸
释放因子，—
TFIIH水解ATP，CTD P化 ， —
RNA延伸校对：
1. 焦磷酸化编辑
2. 水解编辑
模板(DNA）校对：转录偶联修复
RNA延伸校对：
TFIIH、S
转录过程应对组pro:
FACT(核小体重塑）移开核小体并在之后复原
Pol诱导RNA加工所需蛋白因子：
1. 端帽子:pol上S处ser残基P化，激活hsPT5延伸因子并募集加帽E
2. 剪切：SR pro 等
3。尾巴：CTD尾巴参与募集多聚A化所需的E，导致：
1） mRNA切割
2） 许多A被加到端
3） 由-核酸E进行的对RNA的降解
4）转录终止
终止
共同机制:停顿，脱出
1. 依赖因子：
有ATP E，解旋E活性，
2. 不依赖因子:
形成茎环,寡聚U
与尾巴加多聚A共同进行
启动子
-10 TATAA “Pribnow”
—35 TTGACA 通用启
动子
两区最佳距离为16—19 bp
与Pribnow序列共同性 活性相
关
两种常见突变:
1。上升突变:增加序列共同性
2.下降突变：减少序列共同性
—25～-30 TATA box 精确起始
-70～—78 CAAT box 起始频率
—80～-100 GC box 起始频率
UPE=UAS：TATA上游启动元件，即CAAT，GC
核心启动子：
TFIIB识别元件
TATA序列
起始子Inr
下游启动子元件
一同构成起始复合体的调节序列:
启动子最近元件，上游激活序列，
增强子，沉默子，边界元件,绝缘子

增强子功能：
1. 远距效应
2. 增强效应十分明显
3. 效应与位置和取向无关（与绝不同)
4. 大多为重复序列
5. 一般有组织或cell特异性
6. 无基因专一性
7. 受外界信号调控
通用转录因子（GTF)
:真中，与启动子，今启动子元件相结合，辅助polII间接结合

无
TBP:与TATA DNA小沟结合，使DNA扭曲变形,募
集其他GTF
TAF：在启动子处结合DNA元件,与组pro有同源性,
调控TBP与DNA的结合
TFIIA：参与TFIIB的募集
TFIIB：与TATA元件的大沟及小沟特异性作用，与
TBP-DNA复合体的非对称结合而引起单向转
录，连接了TBP与pol的桥梁
TFIIF：与polII结合并与其一起被募集到启动子上，稳
定DNA-TBP-TFIIB复合体,是TFIIE、H被募
集的前提
TFIIE:参与H的募集
TFIIH：控制着依赖ATP的从前起始复合体向开放复合
体转变的过程，参与启动子的解旋与逃离，参与
核苷酸匹配错误的修复
募集其他pro
无
中介pro复合体（辅激活因子）：一个表面与pol大亚基CTD尾巴结合，其他表面用于与DNA结合的激活因子
核小体修饰因子：修饰核小体，使DNA裸露,便于转录进行
核小体重塑因子：使核小体沿DNA滚动或转移到其他DNA上，以利于转录
转录
RNApol
2
核心E
全E

模板链识别
转录起始
Pol I
核仁
rRNA (5s外）
Pol II
核质
hnRNA
Pol III
核质
tRNA 5srRNA
其他聚合E
无
Pol I 启动子：核心元件+UCE
转录因子：SL1，TBP
Pol III 启动子：盒子A+盒子B
转录因子：TBP
转录后加工：
RNA剪接
无
内含子保守序列：GU—AG（少数AT—AC，次要剪接体），两次转酯,去除套锁内含子
内含子功能：
1. 有利于物种的进化选择
2. 调控基因的表达
反式剪切：不同链上外显子结合,去除Y形内含子eg.锥虫
顺式剪切：同一mRNA链上去除内含子（套锁），连接外显子
剪接分类
无
1. 由snRNP参与的剪接（主)
剪接体：snRNA（U1-U6）+pro，可识别-剪接位点与分支位点
过程:

剪接位点的确定：
1） 转录、加工相偶联时，内含子剪接位点覆盖蛋白
2） 外显子结合SR pro
2. 自我剪接
1） I类：有G—OH结合口袋,形成线形内含子
2） II类：形成套索状内含子，与由剪切体剪切的步骤相同，但不需剪切体
3. 由蛋白E参与的剪接（tRNA）
RNaseP 介导
替换剪接&互不相容机制&调控
无
替换剪接（顺式）:
1. 外显子延伸
2. 外显子缩短
3. 外显子遗漏
4. 内含子保留
5. 大多为外显子全留
作用：转录出多种mRNA，形成多种pro
互不相容机制：
1. 空间位阻
2. 主次剪接点联合
3. 无义介导的降解（错误剪接蛋白降解)
替换剪接调控：
剪接增强子&剪接减弱子
外显子改组
无
外显子通过重组方式完成改组，产生新基因
RNA编辑
无
1. 特异性脱氨基作用
C—U,A-I，由脱氨E催化
2. U的插入与删除
“指导RNA”有锚定区域、编辑区域,编辑区域上存在一些未能与mRNA配对的A，形成缺口，为U的插入提供模板
意义：
1） 校正作用:恢复某些基因突变eg。锥虫cell色素C氧化E亚基产物端加入U,弥补了移码突变
2） 调控翻译：作用于起始、终止密码子
3） 扩充遗传信息：能够使基因产物获得新的结构与功能,有利于生物进化eg. 锥虫线粒体mRNAU的插入改变了读码框
RNA再编辑
无
指mRNA编码与读码方式的改变,如核糖体识别1，跳跃以及终止子
意义：可使一个mRNA产生两种或多种相互关联又不同的pro，可能是pro调节的一种机制
RNA化学修饰
无
甲基化、去氨基化、S代、碱基同分异构化、二价键饱和化、核苷酸替代
核E
具催化活性的RNA，本质是RNA,却具有E的催化功能，能够切割RNA，有的可切割DNA，还有的具有RNA连接E，P酸E作用
意义：
1.RNA为催化剂，具有重要生物学意义
2.打破了E是pro的传统观念
3。在生物起源上，为现有核酸提供了重要依据
4。为治疗破坏有害基因，肿瘤等疾病提供手段
Eg. RNaseP，核糖体，剪接体，I、II类内含子

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. 无帽,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. 有帽，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
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
tRNA比较
共同点：由核酸内切E切断tRNA两端，核酸内切E从端逐个切去附加序列，在端加上CCA-OH结构，碱基的修饰与异构化
无需切除内含子
需切除内含子
mRNA转运
无
主动运输，需结合特定pro信号出核
复制&转录比较
相同：都以DNA为模板,都遵循碱基互补配对原则，都从-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

翻译
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 -
tRNA
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
氨酰tRNA合成
活化:Aa+ATP-——氨酰-AMP+PPi
结合：氨酰-AMP+tRNA-——氨酰—tRNA+AMP
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
30S：16S+21pro

60S：28S、5S、5.8S+49pro
80S
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
翻译过程
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

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

与原相似，EF不同
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，释放肽链，RF3促进RF1的释放

RF不同
翻译调控
一般在起始：
干扰小亚基与SD序列识别
1. 阻止mRNA识别
2. 阻止tRNA结合
真原翻译对比
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
依赖翻译的pro，RNA调节
tmRNA模仿mRNA端，使端断裂的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
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
翻译后加工
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
pro合成抑制
青霉素、四环素、红霉素
氯霉素、嘌呤毒素
氯霉素、嘌呤毒素
pro转运
无
共转运
后转运
pro降解
Lon介导
泛素依赖途径
调控
Cell应答水平
无
Pro P化
DNA水平
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
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结构基因：Z（半乳糖苷E）Y（半乳糖苷透过E）A（半乳糖苷乙酰基转移E）
在没有诱导无存在时,透过E与半乳糖苷E仍有本地水平表达。阻遏物是由弱启动子控制下永久合成的，但其与DNA结合不紧密，使得转录足以进行，使诱导过程得以启动.
葡萄糖效应:
有G存在下,培养基中其余糖都不会被利用，也称降解物阻抑（catabolite repression）
机制：
当G存在时，cAMP下降,CAP不能与DNA结合，调节基因编码的调节基因编码的lac抑制子可结合在操纵子上,进而阻碍了RNApol结合启动子,转录抑制
当G不存在而乳糖存在时，乳糖转变为别乳糖，与其阻遏物结合使其脱离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.
只转录cI基因，是个弱启动子.
cI为阻遏物,阻遏两边表达
和是强组成型启动子。
当和持续开放而关闭时,发生裂解生长；溶源生长则反之。
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
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：
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化学修饰、重塑
3） 募集pol因子修饰
抑制子：
1） 阻碍活化子的结合
2） 与活化子作用，位阻其活性
3） 与基因上游位点结合，通过与转录机器的特殊作用，抑制转录
4） 募集组pro修饰E，降低转录活性，如甲基化
绝缘子:具有中性调控作用的顺式作用元件，位于正调控元件和与启动子间或沉默子与启动子间阻碍其发挥作用,有方向性与位置效应。
激素调控：
激素与胞内受体结合成复合体直接调节DNA表达
DNA结合pro的检测方法：
1） 凝胶滞留法分析
2） 足迹法分析
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）。
3）其他：阻遏pro LexA的降解与SOS
当DNA遭破坏时,SOS启动。参与SOS DNA修复系统的基因都受LexA阻遏pro的抑制，诱导表达其实就是将阻遏pro移开的过程：RecA被激活切割LexA。

转录水平上其他：
因子的调节
组pro类似蛋白调节:修饰、重塑
抗终止:在依赖的终止子前有抗终止信号，可结合抗终止子，当RNApol经过时对其修饰,使其对因子拮抗，转录继续
组pro：修饰、重塑（通过活化子，抑制子介导）
转录后+翻译水平调控（对转录水平补充）
1. mRNA自身结构元件对翻译起始的调控：SD与AUG间距;SD隐藏在发夹结构中
2. mRNA稳定性对转录水平影响
3. mRNA结合pro的调控作用：有些激活，有些抑制
4. RNAi调控
5. 稀有密码子：高频使用使翻译受阻
6. 重叠基因
7. 翻译阻遏：核糖体pro多余时可在翻译水平上阻碍其自身的合成
8. 魔板核苷酸水平：大量ppGpp,pppGpp的积累引起SOS反应
转后：
RNA加工：tRNA、mRNA、rRNA
翻译（主为起始)：
1. 真核生物mRNA“扫描模式”与pro合成的起始
2. 非翻译区的识别（长度适当,无高级结构，合适的起始密码）
3. mRNA稳定性与基因表达调控
4. 可溶性pro因子的修饰与翻译起始调控（如翻译起始因子的可逆P化)
翻译后：
1. 除去met
2. 形成二硫键
3. 肽段水解，剪切
4. 氨基酸修饰
5. 肽链折叠
6. Pro水解，E解
表观遗传：指DNA序列不发生变化，但基因表达却发生了可以传改变且能够稳定传递.在体cell中。
1） DNA甲基化:调节DNA复制与错配修复，转录水平抑制基因表达
2） 组pro修饰
3） RNA干扰
4） 染色质改型
真原表达调控异同点
1. 因子决定RNApol识别特异性
2. 操纵子模型普遍存在
3. 阻遏pro与阻遏机制的普遍性
1. RNApol有3种
2. 活性染色质结构变化
3. 正性调控占主导
4. 转录与翻译分离
5. 转录后修饰、加工
调控RNA
sRNA （细菌小RNA）：通过与mRNA不完全配对方式结合来发挥作用，参与转录、翻译调控
核糖开关RNA：适配体+表达平台
适配体与小分子配基结合,从而引起构象改变，进而导致临近表达平台二级结构发生改变,可终止基因转录和翻译起始（如色氨酸操纵子衰减作用）
RNA i
1） 攻击并降解与该siRNA同源的mRNA
2） 干扰这些mRNA的翻译
3） 引导染色质修饰E到达启动子来指导那些mRNA的表达
miRNA的合成与功能:
经两步剪切，1。释放柄环产生前体2.选择性切割产生成熟mRNA3.单链与pro结合成为RISC复合体
RISC=成熟mRNA（释放柄环+切割）+pro