第二節(jié)、真核生物基因結(jié)構(gòu)及功能

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1、第二節(jié)、真核生物基因結(jié)構(gòu)及功能一、基因的概念基因的概念隨著分子遺傳學、分子生物學、生物化學領(lǐng)域的進展而不斷完善。從遺傳學角度看：基因是生物的遺傳物質(zhì)，是遺傳的基本單位----突變單位、重組單位和功能單位。從分子生物學角度看：基因是負載著特定遺傳信息的DNA分子片段，在一定條件下能夠表達這種遺傳信息，執(zhí)行特定的生理功能。1一）基因的一般特性從分子水平看，基因有以下基本特性：1、Gene自我復制------半保留復制2、基因決定性狀：ProteinGene→mRNA→enzyme淘汰3、Gene突變生物進化保留遺傳病2二）Gene類別依其功能分為：1、結(jié)構(gòu)Gene---編碼蛋白和酶分子結(jié)構(gòu)；2

2、、調(diào)控Gene---調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)基因表達；3、轉(zhuǎn)錄而不翻譯的Gene：rDNAGene→rRNA→核仁形成區(qū)，核糖體組成。tRNAGene→tRNA→轉(zhuǎn)運氨基酸。3三）原核與真核生物基因比較原核生物Gene：無核膜，散在細胞質(zhì)。一般只有一個染色體，即一個DNA或RNA分子，Gene是連續(xù)的。大多數(shù)是雙鏈環(huán)狀，少數(shù)為單鏈、線狀；如：大腸桿菌，雙鏈環(huán)狀DNA分子，3000~4000個基因，4.2x106bp,已經(jīng)定位900多個基因真核生物Gene：有核膜，在核中和C質(zhì)的線粒體中。Gene結(jié)構(gòu)復雜，斷裂基因，3～4萬個Gene；Gene大小差別很大。β珠蛋白基因（1700bp）=3個外顯子+2個內(nèi)含

3、子。DMD基因（2300kb）79個外顯子，78個內(nèi)含子。（迄今認識的最大的基因）4二、真核生物基因結(jié)構(gòu)真核生物的結(jié)構(gòu)基因的DNA序列由編碼序列和非編碼序列兩部分組成，編碼序列是不連續(xù)的，被非編碼序列分割開來，稱為斷裂基因（splitgene）。1、外顯子和內(nèi)含子2、側(cè)翼序列與調(diào)控序列2.1啟動子2.2增強子2.3終止子51、外顯子和內(nèi)含子在結(jié)構(gòu)基因中，編碼序列稱為外顯子(exon)，表達多肽鏈部分。非編碼序列稱為內(nèi)含子(Intron)，又稱插入序列。β珠蛋白基因（1700bp）=3個外顯子+2個內(nèi)含子。DMD基因（2300kb）=79個外顯子+78個內(nèi)含子。（迄今認識的最大的基因）6外顯

4、子和內(nèi)含子真核生物內(nèi)含子和外顯子不是完全固定不變的，有時同一DNA鏈上的某一段DNA序列，當它作為編碼某一多肽鏈的基因時是外顯子，而作為編碼另一多肽鏈時，則是內(nèi)含子。這樣，同一基因卻可以轉(zhuǎn)錄兩種或兩種以上的mRNA。真核生物某些結(jié)構(gòu)Gene沒有內(nèi)含子，如組蛋白Gene，干擾素Gene等。它們多以基因簇形式存在，大多數(shù)的酵母結(jié)構(gòu)Gene也沒有內(nèi)含子。75`GT——AG3`法則在每個外顯子和內(nèi)含子的接頭區(qū)都是一段高度保守的共有序列，內(nèi)含子的5`端是GT，3端是AG，這種接頭方式稱為GT-AG法則，普遍存在于真核生物中，是RNA剪接的識別信號，轉(zhuǎn)錄后的前體RAN中的內(nèi)含子剪接位點。82、側(cè)翼序列

5、與調(diào)控序列每個結(jié)構(gòu)基因的第一個和最后一個外顯子的外側(cè)，都有一段不被轉(zhuǎn)錄的非編碼區(qū)，稱為側(cè)翼序列（Flankingsequence）。它是基因的調(diào)控序列，對基因的有效表達起調(diào)控作用，包括：啟動子、增強子、終止子等。92.1啟動子啟動子（Promoter）是一段特定的核苷酸序列，位于Gene轉(zhuǎn)錄起始點上游的100bp范圍內(nèi)，是RNA聚合酶的結(jié)合部位，能促進轉(zhuǎn)錄過程。Promoter決定DNA中的轉(zhuǎn)錄鏈。TATA框（TATABox）是一段高度保守序列，7個bp，TATAA/TAA/T，位于轉(zhuǎn)錄起始點上游25～30bp（-30～50）。TATA框與轉(zhuǎn)錄因子TFII結(jié)合，再與RNA聚合酶II形成復合

6、物，從而準確地識別轉(zhuǎn)錄起始位置，對轉(zhuǎn)錄水平有定量效應。10CAAT框（CAATBox）:是一段保守序列，9bp,GGGC/TCAATAC,位于轉(zhuǎn)錄起始點上游-70～-80bp,轉(zhuǎn)錄因子CTF識別位點并與之結(jié)合，激活轉(zhuǎn)錄。GC框（GCBox）:順序為GGCGGG,有兩個拷貝，位于CAATBox兩側(cè)，與轉(zhuǎn)錄因子SP1結(jié)合。（SP1有鋅指區(qū)可以與DNA結(jié)合，在N端有激活轉(zhuǎn)錄的作用）GC框有激活轉(zhuǎn)錄的功能。112.2增強子增強子（Enhancer）包括啟動子上游或下游的一段DNA序列，可以增強啟動子發(fā)動轉(zhuǎn)錄，提高轉(zhuǎn)錄效率。特點：在任意位置都有效無方向性有組織特異性例如：Beta珠蛋白Gene增強子

7、是由串聯(lián)重復的兩個72bp長的相同序列組成，位于轉(zhuǎn)錄起點上游-1400bp或下游3300bp處，均可增強轉(zhuǎn)錄效率（活性）200倍。增強子在轉(zhuǎn)錄起始點的上下游一定范圍內(nèi)增強轉(zhuǎn)錄效率。作用可以是5’～3’，也可以是3’～5’方向。122.3終止子終止子（Terminator）由一段回文序列以及特定的序列（PolyA）5’--AATAAA--3’組成。回文序列為轉(zhuǎn)錄終止號。PolyA為附加信號。終止子為反向重復序列，是RNA聚