基因表达 翻译
基因表达-转录和翻译
III.转录过程
典型原核启动子结构
由于RNA聚合酶分子很大，大约能覆盖70bp的DNA序列，因 此酶分子上的一个适合部位就能占据从-35到-10序列区域
3
编码链
5
转录方向
模板链并非永远在同一条单链上
II.转录的酶学
1. RNA聚合酶所催化的反应 2. 大肠杆菌RNA聚合酶 3. δ因子 4. 真核生物RNA聚合酶
II.转录的酶学
1.RNA聚合酶所催化的反应
II.转录的酶学
2.大肠杆菌RNA聚合酶
全酶分子量达50多万，由五个亚基组成
A. 亚基（1）：辨认转录起始点，细胞内转录是在 DNA特定的起始点上开始的
-10 上游
（Upstream）
&点
下游
（Starting Point） （Downstream）
III.转录过程
对原核生物100多个启动子序列比较后发现； 在 RNA 转 录 起 始 点 上 游 大 约 -10bp 和 -35bp 处 有 两个保守序列
A. 在-10bp附近，有一组TATAAT序列，因Pribnow首先 发现而称为Pribnow盒（TATA盒），RNA聚合酶首先结 合在此部位上
转录的基本过程
A. 模板识别：RNA聚合酶与启动子（能活化RNA 聚合酶使之与模板链结合的特定DNA序列）识 别结合并使DNA解链的过程
B. 起始：产生第一个核苷酸键（到形成9bp短链）
C. 延伸：RNA聚合酶催化聚合反应
D. 终止：终止信号终止反应
基因表达-翻译
吡咯赖氨酸
22nd AMINO ACID IDENTIFIED in 2002
[Science, 296, 1459 and 1462 (2002)].
中科院生物物理所 龚为民教授参加了 此项工作。
密码的变偶性（摆动性）：
次黄嘌呤
二、tRNA是氨基酸的运输工具
三、核糖体（核蛋白体）是翻译的场所
4E、4G、4B、4A、 Pablp。 eIF-4B帮助起始 蛋氨酰-tRNA寻找起始 AUG。
O
~ H3C-S-CH2CH2-CH-C
NH2
eIF-2GTP
• 80S起始复合物形成： eIF-5帮助大亚基与48S 复合物结合，并水解 GTP，释放相关因子。
原核生物70S起始复合物 形成：
mRNA上的起始密码子的辨认： AUG (GUG)
mRNA上的核糖体结合位点：S.D 序列。
原核生物70S起始复合物形成：
原核生物的核糖体循环
进位
Tu TGsTP
Tu GDP
Ts GTP
5'
AUG
3'
成肽
fMet
E位
是转肽酶催化的肽键形成的过程
转位
fMet
E位
核蛋白体释放 因子（RF）的 结合使肽基转 移酶的构象改 变： 原转肽作用变 为水解作用！
Hsp40 GreE Hsp70 AATDPP
② 分子伴素GroEL的作用机制
二、新生肽链的加工修饰
1、一级结构的加工修饰
肽链的剪接 特定氨基酸的共价修饰 组蛋白修饰
1）肽链的剪接
肽链N端Met或fMet的切除 信号序列的切除 切除新生肽链中的非功能片段 多蛋白的加工 蛋白质的剪接
一.名词解释(100个)
1.基因工程：指将一种或多种生物体（供体）的基因或基因组提取出来，或人工合成基因，按照人们的的愿望，进行严密的设计，经体外加工重组，转移到另一种生物体（受体）的细胞内，使之能在受体细胞遗传并获得新的遗传性状的技术。
2.遗传工程：凡是人工改造生物遗传性的技术如物理化学诱变、细胞融合、花粉培育、常规育种、有性杂交等，还包括基因工程在内，统称遗传工程。
3.重组DNA技术：它是基因工程的核心内容，指用人工手段对DNA进行改造和重新组合的技术。
4.生物工程：改造生物并生产生物产品的工程技术，是现代生物学中一切工程技术的总称，它包括遗传工程、基因工程外，酶学工程，细胞工程、发酵工程、农业工程等。
5.克隆：是指从一个祖先通过无性繁殖方式产生的后代，或具有相同遗传性状的DNA分子、细胞或个体所组成的特殊的生命群体。
或是指从同一祖先生产这类同一的DNA分子群或细胞群的过程。
6.基因：是遗传的物质基础，是DNA（脱氧核糖核酸）分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列的总称，是具有遗传效应的DNA分子片段。
7.基因组：指单倍体细胞中包括编码序列和非编码序列在内的全部DNA分子。
8.限制性核酸内切酶：是一类能识别双链DNA分子中特异性核苷酸序列并由此特异切割DNA双链结构的水解酶。
9．限制作用：是指一定类型的细菌可以通过限制性酶的作用，破坏入侵的外源DNA(如噬菌体DNA等)，使得外源DNA对生物细胞的入侵受到限制.10. 修饰作用：生物细胞(如宿主)自身的DNA分子合成后，通过修饰酶的作用：在碱基中特定的位置上发生了甲基化而得到了修饰，可免遭自身限制性酶的破坏，这就是限制修饰系统中的含义。
11.粘性末端：是指DNA分子在限制酶的作用之下形成的具有互补碱基的单链延伸末端结构，它们能够通过互补碱基间的配对而重新环化起来。
12．同裂酶(isoschizomers)：有一些来源不同的限制酶识别的是同样的核苷酸靶序列，这类酶特称为。
RNA seq名词解释
RNA-seq 名词解释诺禾致源转录调控研究部2014.03.21基本概念RNA-seq：基于二代测序技术，研究特定细胞在某一功能状态下所有RNA的功能，主要包括mRNA和非编码RNA。
能够全面快速地获得某一物种特定组织或器官在某一状态下的几乎所有转录本序列信息，已广泛应用于基础研究、临床诊断和药物研发等领域。
Q20,Q30：Phred 数值大于20、30的碱基占总体碱基的百分比，其中Phred=-10log10(e).gene：具有编码蛋白质或决定某一性状作用的一段核酸序列。
intron：内含子，是真核生物细胞DNA中的间插序列。
这些序列被转录在前体RNA中，经过剪接被去除，最终不存在于成熟RNA分子中。
术语内含子也指编码相应RNA内含子的DNA中的区域。
exon：外显子，是真核生物基因的一部分，它在剪接(Splicing)后仍会被保存下来，并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质。
外显子是最后出现在成熟RNA中的基因序列，又称表达序列。
既存在于最初的转录产物中，也存在于成熟的RNA分子中的核苷酸序列。
术语外显子也指编码相应RNA外显子的DNA中的区域。
intergenic：基因间区，指基因与基因之间的间隔序列，不属于基因结构，不直接决定氨基酸，可能通过转录后调控影响性状的区域。
UTR：Untranslated Regions, 非翻译区域。
是信使RNA（mRNA）分子两端的非编码片段。
5'-UTR从mRNA起点的甲基化鸟嘌呤核苷酸帽延伸至AUG起始密码子，3'-UTR从编码区末端的终止密码子延伸至多聚A尾巴（Poly-A）的前端。
transcript：转录本，是由一条基因通过转录形成的一种或多种可供编码蛋白质的成熟的mRNA。
一条基因通过内含子的不同剪接可构成不同的转录本。
isoform：同一个基因经可变剪切或内含子选择机制产生不同的转录本，这些不同转录本即称isoform。
什么是基因表达
什么是基因表达基因表达是指基因中的信息被转化为功能性产物的过程，包括从DNA到RNA的转录（transcription）和从RNA到蛋白质的翻译（translation）两个主要步骤。
这一过程是生物体中基因信息转化为生物功能的关键步骤。
基本的基因表达过程包括以下几个步骤：1. 转录（Transcription）：在细胞核内，DNA的双螺旋结构被RNA聚合酶酶解为单链RNA，形成称为mRNA（信使RNA）的分子。
这个过程是DNA信息的复制，生成一个与特定基因相对应的RNA分子。
2. RNA剪接（RNA Splicing）：在一些基因表达过程中，mRNA 分子可能会经历剪接，即非编码的区域（内含子）被剪除，而编码蛋白质的区域（外显子）被保留。
这是通过剪接体（spliceosome）等细胞器负责的。
3. RNA修饰（RNA Modification）：在转录过程中，RNA分子可能会经历一些修饰，例如加上帽子（5'端）和尾巴（3'端），以提高mRNA的稳定性、传递性和翻译的有效性。
4. 翻译（Translation）：在细胞的核糖体（ribosome）中，mRNA上的信息被读取，并翻译成氨基酸序列，从而合成蛋白质。
翻译的过程涉及到tRNA（转运RNA）和蛋白质合成机器。
5. 蛋白质折叠与修饰：合成的蛋白质在细胞中会经历折叠和修饰过程，确保它们具有正确的结构和功能。
6. 蛋白质功能表达：最终，合成的蛋白质在细胞中执行特定的功能，例如在细胞结构中提供支持、作为酶催化生化反应、参与细胞信号传导等。
基因表达的调控对于维持生物体的正常功能和适应环境变化非常重要。
这涉及到复杂的调节网络，包括启动子、转录因子、RNA干扰等分子机制。
基因表达的失调可能导致细胞功能紊乱，甚至引起疾病。
《第二节 基因的表达--翻译》的教学设计
第二节基因的表达--翻译陈娟2011/9/23 18:01:21石嘴山市光明中学6315《第二节基因的表达--翻译》的教学设计一课标分析<< 课程标准>>中有关的具体内容要求：概述遗传信息的转录和翻译。
使用的知识性目标行为动词是“概述”，属于理解水平，要求学生通过学习，能够对基因的表达过程、基因与性状的关系进行解释、推断。
二教材分析（一）教材的地位与作用所使用的教材是中图版必修二。
讲述的内容是第三单元第二章第二节“基因的表达”。
本节是从本质上阐述生命现象的理论，是分子遗传学的核心。
本节教材是本册教材的重点之一，有承上启下的作用。
（二）教材前后联系“基因的表达”这部分内容，（1）从物质上看，讨论的是生命特有的两种大分子物质——蛋白质和核酸在生命现象中的关系。
学习过程需要生物学第一模块《分子与细胞》的知识作为基础，其中密切相关的内容有第二单元“细胞的自我保障”中关于蛋白质的结构和合成，核酸的结构和功能等。
（2）从结构上看，基因表达的过程是在细胞基本结构的不同区域中完成的，因此，还需要第一模块第一单元“有机体中的细胞”中细胞的结构和功能等内容作为基础。
（3）从功能上看，细胞代谢过程都是性状的体现，都是基因表达的结果，从这一点上说，本节内容有有助于对生命最基本特征的理解，这涉及第一模块第三单元“细胞的新陈代谢”中，关于酶在代谢中的作用及第四单元“细胞的生命周期”中有关细胞增殖、分化等内容。
另外，本节教材与生物学第三模块《稳态和环境》的学习也有密切的联系。
因为生命许多特有的调节活动都是基因——酶——性状或基因——蛋白质——性状的具体体现。
就本册而言本节有利于从本质上理解染色体变异与生物性状的关系；同时也有利于对第二单元基因的分离规律和自由组合规律的本质作进一步理解。
三教学建议基因的表达中的翻译过程比较抽象，学生接受起来比较困难。
我认为可以1、利用活动教具，将翻译过程直观化，突破重难点。
基因表达遗传信息的转译与翻译
基因表达遗传信息的转译与翻译基因是生命的基本单位，它承载着生物所有的遗传信息。
然而，这些遗传信息并不能直接被生物体所利用。
基因表达是指这些遗传信息被转录成RNA后续转译成蛋白质的过程，这一过程包括转录和翻译两个环节。
本文将探讨基因表达的转译与翻译过程。
一、基因的转录过程基因的转录是指DNA的一部分信息被转录成RNA分子的过程。
转录过程包括三个主要步骤：起始、延伸和终止。
1. 起始转录的起始需要一个起始位点，这个位点通常由转录因子识别和结合。
转录因子是一种特殊的蛋白质，它能够结合到某一具体的DNA序列上，并招募其他转录因子和RNA聚合酶。
一旦形成复合物，RNA聚合酶就会开始进行转录。
2. 延伸在转录延伸过程中，RNA聚合酶将合成RNA链，同时脱氧核苷酸三磷酸（dNTPs）会与RNA链的末端碱基（核苷酸）形成磷酸二酯键，从而延伸RNA链。
这个过程会一直进行，直到到达转录终止位点。
3. 终止终止是指转录的停止。
在DNA序列上存在特殊的终止位点，当RNA聚合酶到达这个位点时，转录过程会停止，并释放出合成的RNA 链。
二、基因的翻译过程基因的翻译是指转录生成的RNA分子被翻译成蛋白质的过程。
这一过程是通过蛋白质合成机器——核糖体来完成的。
1. 起始翻译的起始需要一个起始密码子，起始密码子通常为AUG（码子的一种）。
在翻译的起始过程中，起始密码子被核糖体识别，并与起始tRNA结合。
起始tRNA上携带着甲硫氨酸（methionine），它将成为翻译的第一个氨基酸。
2. 延伸在翻译延伸过程中，核糖体会接受新的tRNA，并将其上携带的氨基酸与前一个氨基酸形成肽键。
这个过程会一直进行，直到到达终止密码子。
3. 终止终止是指翻译的停止。
当核糖体到达终止密码子时，翻译过程会停止，并释放出合成的多肽链。
终止密码子不编码任何氨基酸，它只是一个信号，告诉核糖体停止翻译。
三、转译与翻译的调控转译和翻译过程都受到调控。
在转录过程中，转录因子的结合与特定的启动子序列有关，通过信号通路的激活和调节，转录因子的结合能够被增强或抑制。
gene expression名词解释
gene expression名词解释
基因表达是指基因在细胞中转录为RNA，然后通过翻译过程转化为蛋白质的过程。
基因表达是生物体内基因功能的实际展现，是生物体生理和病理状态的重要指标之一。
基因表达是一个复杂的过程，涉及多个分子和调控机制。
它包括基因转录（DNA转录为RNA）和基因翻译（RNA转化为蛋白质）。
基因表达的过程受到多种因素的调控，包括基因本身的序列信息、转录因子的结合、染色质构象和调控元件等。
在细胞中，基因表达的水平可以通过多种方式进行调节。
这些调节方式包括转录调控、RNA加工修饰、mRNA稳定性调控、转运和翻译调控等。
这些调控机制可以根据细胞类型、发育阶段、环境刺激等因素发生变化，从而导致不同细胞具有不同的基因表达谱。
基因表达的异常调控可能导致许多疾病的发生和发展，例如癌症、遗传病等。
因此，研究基因表达调控机制对于理解生物体的发育、疾病发生机制以及开发新的治疗策略具有重要意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
起始密码子：2种，AUG、GUG，也编码氨基酸
种类
普通密码子：59种，只编码氨基酸 终止密码子：3种，UAA、UGA、 UAG， 不编码氨基酸，只是终止信号
三.tRNA
（1）转运RNA定义：分子结构呈三叶草形，其“叶柄”端能与一 个特定的氨基酸结合，“叶片”端有三个特殊的碱基称为“反密码 子”，能与mRNA上的“密码子”相识别。反密码子的种类：61种。
A
U
G
G
A
U
A
U
C
mRNA
• 一种氨基酸可以和多个密码子相对应 • 一般一个密码子只和一种氨基酸相对应
e.g.
•GGU •GGC •GGA •GGG
甘氨酸
密码子
P68 和69 3-2
• 种类：64种 • 包括3个终止密码子和2个起始密码子 • 起始密码：翻译第一个氨基酸的密码（AUG/GUG）也编码氨基酸 #细菌中，AUG/GUG都代表甲酰(xiān)甲硫氨酸 终止密码：是翻译终止的信号 不编码氨基酸 (UAA、UAG、UGA)
（2）反密码子
• 概念：与mRNA分子中密码子互补配 对的tRNA上的3个碱基 • 特点：反密码子的三个碱基与相应的 DNA模板链上对应的碱基相同，只是 DNA链上碱基T的位置在tRNA上为U
天冬 酰氨 异亮 氨酸
C U A
p68上图 反密码子
U A G
反密码子
四.过程
翻译小结 •场所: •模板: •原料: •条件: •产物: •原则:
翻译
一.翻译定义
在细胞质的核糖体上,以游离在细胞 质中的各种氨基酸原料，以mRNA为 模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白 质的过程。
目的：生成肽链！
在核糖体上 进行蛋白质 的合成—— 翻译
mRNA
二.遗传密码
遗传学上把mRNA中决定氨基酸的不同碱基排列顺序， 叫做“遗传密码”
密码子 密码子 密码子
细胞质的核糖体上 以信使RNA为模板 二十种氨基酸
需要酶和ATP
多个多肽或蛋白质 密码子与反密码子配对, 既碱基互补配对原则（A=U，G=C）
mRNA(密码