原核生物和真核生物基因表达调控复制、转录、翻译特点的比较
原核生物和真核生物基因表达调控复制、转录、翻译特点的比较
原核生物和真核生物基因表达调控、复制、转录、翻译特点的比较1.相同点：转录起始是基因表达调控的关键环节①结构基因均有调控序列；②表达过程都具有复杂性，表现为多环节；③表达的时空性，表现为不同发育阶段和不同组织器官上的表达的复杂性；2.不同点:①原核基因的表达调控主要包括转录和翻译水平。
真核基因的表达调控主要包括染色质活化、转录、转录后加工、翻译、翻译后加工多个层次。
②原核基因表达调控主要为负调控，真核主要为正调控。
③原核转录不需要转录因子,RNA聚合酶直接结合启动子,由sita因子决定基因表的的特异性，真核基因转录起始需要基础特异两类转录因子，依赖DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用调控转录激活。
④原核基因表达调控主要采用操纵子模型，转录出多顺反子RNA，实现协调调节；真核基因转录产物为单顺反子RNA，功能相关蛋白的协调表达机制更为复杂。
⑤真核生物基因表达调控的环节主要在转录水平，其次是翻译水平。
原核生物基因以操纵子的形式存在。
转录水平调控涉及到启动子、sita因子与RNA聚合酶结合、阻遏蛋白、负调控、正调控蛋白、倒位蛋白、RNA聚合酶抑制物、衰减子等。
翻译水平的调控涉及SD序列、mRNA的稳定性不稳定(5’端和3’端的发夹结构可保护不被酶水解mRNA的5’端与核糖体结合可明显提高稳定性)、翻译产物及小分子RNA的调控作用。
真核生物基因表达的调控环节较多：在DNA水平上可以通过染色体丢失、基因扩增、基因重排、DNA甲基化、染色体结构改变影响基因表达。
在转录水平主要通过反式作用因子调控转录因子与TATA盒的结合、RNA聚合酶与转录因子-DNA复合物的结合及转录起始复合物的形成。
在转录后水平主要通过RNA修饰、剪接及mRNA运输的控制来影响基因表达。
在翻译水平有影响起始翻译的阻遏蛋白、5’AUG、5’端非编码区长度、mRNA的稳定性调节及小分子RNA。
真核基因调控中最重要的环节是基因转录，真核生物基因表达需要转录因子、启动子、沉默子和增强子。
分子生物学简答题
1.（1）说明基因组的大小和基因组复杂性的含义基因组的大小：指在基因组中DNA的总量基因组复杂性：指基因组中所有单一序列的总长度（2）这个基因组的大小怎样？4000bp（3）这个基因组的复杂性如何？450 bp2.试比较原核生物与真核生物的翻译原核生物与真核生物的翻译比较如下：仅述真核生物的，原核生物与此相反。
①起始Met不需甲酰化②无SD序列，但需要一个扫描过程③tRNA先于mRNA与核糖体小亚基结合④起始因子比较多⑤只一个终止释放因子3.试比较真核生物与原核生物mRNA转录的主要区别原核生物：操纵子RNA聚合酶核心酶加δ因子不需加工与翻译相偶联类核真核生物：单基因RNA聚合酶Ⅱ聚合酶加转录因子需加工故与翻译相分离核内4.激活蛋白（CAP）对转录的正调控作用环腺苷酸（cAMP）受体蛋白CRP，cAMP与CRP结合后所形成的复合物称激活蛋白CAP。
当大肠杆菌生长在缺乏葡萄糖的培养基中时，CAP合成量增加，CAP具有激活乳糖（Lac）等启动子的功能。
一些依赖于CRP的启动子缺乏一般启动子所具有的典型的-35区序列特征（TTGACA）。
因此RNA聚合酶难以与其结合。
CAP的存在（功能）：能显著提高酶与启动子结合常数。
主要表现以下二方面：①CAP通过改变启动子的构象以及与酶的相互作用帮助酶分子正确定向，以便与-10区结合，起到取代-35区功能的作用。
②CAP还能抑制RNA聚合酶与DNA中其它位点的结合，从而提高与其特定启动子结合的概率。
5.原核生物与真核生物启动子的主要差别原核生物TTGACA——TATAA T——起始位点-35 -10真核生物增强子——GC——CAAT——TA TAA——5mGpp——起始位点-110 -70 -256.比较DNA复制和RNA转录的异同相同点：DNA复制和RNA转录在原理上是基本一致的，体现在：①这两种合成的直接前提是核苷三磷酸，从它的一个焦磷酸键获得能量促使反应走向合成②两种合成都是一个酶为四种核苷酸工作③两种合成都是以DNA为模板④合成前都必须将双链DNA解旋成单链⑤合成的方向都是5-37.假设从一种生物抽提了核酸，你将用什么简便的方法，区别它是DNA或RNA？是单股或双股？我们可用紫外分光光度计对抽提的核酸进行鉴定。
原核生物与真核生物在遗传信息表达上有何不同
二RNA的生物合成（转录）生物体以DNA中的一条单链为模板，NTP为原料，在DNA依赖的RNA聚合酶催化下合成RNA链的过程称为转录。
真核生物一个mRNA分子一般只含有一个基因，编码产物为单顺反子。
原核生物的一个mRNA分子通常含有多个基因，编码产物为多顺反子。
（一）转录体系：DNA模板、4种NTP、RNA聚合酶某些蛋白因子和必要的无机离子。
（二）转录DNA模板RNA转录模板并非DNA的全部基因，而是DNA链上区段结构基因。
发生转录的链成为模板链，相对应的另一条链为编码链，模板链并不是总在同一条链上。
（三）转录特点：不对称转录，边转录边翻译（原核生物）（四）RNA聚合酶：原核生物和真核生物RNA聚合酶种类不同，原核生物中RNA聚合酶可以直接起始转录合成RNA，真核生物则不能。
在真核生物中，三种RNA聚合酶都必须在蛋白质转录因子的协助下才能进行RNA的转录。
主要见表3（五）原核生物以操纵子为一个转录单位。
表3原核生物和真核生物RNA聚合酶的特点原核生物RNA聚合酶真核生物RNA聚合酶1种（RNA-pol），5个亚基（α2ββ'ζ）3种（RNA-polⅠ、Ⅱ、Ⅲ）RNA-pol具有合成mRNA，rRNA，tRNA的功能，没有校对功能，缺乏3'→5'外切酶活性α2 位于启动子上游，决定哪些基因被转录β与底物NTP结合，形成磷酸二酯键β'酶与模板结合的主要部位ζ辨认起始点（无催化活性）、Ⅱ、Ⅲ由于识别不同的启动因子而分别识别不同的基因。
转录RNA-polⅠ定位核仁，转录45S- rRNARNA-polⅡ定位核浆，转录产生hnRNARNA-polⅢ定位核浆，转录产生tRNA,5S- rRNA,snRNA.（三）DNA复制的过程原核生物和真核生物DNA的过程大致可分为：起始+延长+终止三个阶段。
1、起始阶段表2（1）解链/旋，解链/旋酶催化。
（2）起始点识别。
（3）原核生物形成复制叉。
原核与真核基因表达比较
目录
• 引言 • 原核生物基因表达特点 • 真核生物基因表达特点 • 原核与真核基因表达差异比较 • 原核与真核基因表达互作关系 • 研究展望与意义
01
引言
目的和背景
揭示原核与真核基因表达的差异
通过比较原核生物和真核生物在基因表达调控机制、转录和翻译过程等方面的 异同，深入理解生物进化的本质和复杂性。
宿主环境
真核生物作为宿主，其内部环境可能 对原核生物的基因表达产生影响，如 pH值、温度、营养条件等。
免疫应答
真核生物的免疫系统可以识别并应答 原核生物的感染，从而影响原核生物 的基因表达。生物与真核生物之间可以建 立共生关系，彼此之间的基因表 达会相互影响，以达到共同生存 的目的。
转录延伸
在原核生物中，RNA聚合 酶在DNA模板上持续合成 RNA链，直到遇到终止信 号。
转录终止
原核生物的转录终止通常 涉及rho因子等蛋白质， 帮助RNA聚合酶从DNA模 板上脱离。
翻译过程
01
翻译起始
延伸过程
02
03
翻译终止
原核生物的翻译起始需要特定的 起始因子和核糖体小亚基的结合。
在原核生物中，延伸因子帮助氨 酰-tRNA进入核糖体的A位，并 促进肽键的形成。
表观遗传调控
真核生物具有复杂的表观遗传调控机制，如DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑等，这些调控机制可以影响基因 的表达和细胞的命运。而原核生物则缺乏类似的表观遗传调控机制。
信号传导与基因表达调控
真核生物的信号传导途径与基因表达调控密切相关，可以通过信号分子和受体的相互作用来调节基因的 表达。而原核生物的信号传导途径相对简单，通常不涉及复杂的信号分子和受体的相互作用。
讨论原核生物与真核生物复制转录翻译过程特点的异同
讨论原核生物与真核生物复制转录翻译过程特点的异同原核生物与真核生物在复制、转录和翻译过程中有一些特点上的异同。
复制过程：
-异同点：原核生物的复制是通过DNA复制酶直接复制DNA分子进行的，而真核生物则需要先形成RNA嵌合体，然后再由DNA复制酶复制DNA。
此外，原核生物的复制速度较快，真核生物的复制速度较慢。
-相同点：原核生物和真核生物都要保证DNA分子的完整性和准确复制，都依赖于DNA复制酶进行复制。
转录过程：
-异同点：原核生物的转录过程中没有剪接和旁系转录现象，而真核
生物的转录过程中会发生剪接和旁系转录。
此外，原核生物的RNA分子在
合成过程中可以被直接翻译，而真核生物的mRNA需要经过转录、剪接和RNA后加工等步骤才能成熟并参与翻译。
-相同点：原核生物和真核生物都通过RNA聚合酶合成RNA分子，都
依赖于一定的启动子和调控因子来启动转录。
翻译过程：
-异同点：原核生物的翻译过程中，mRNA与核糖体可以同时存在于细
胞质中，而真核生物的mRNA需要先通过核膜孔进入细胞质，与核糖体结
合才能进行翻译。
此外，真核生物的翻译过程中还存在着剪切、修饰等调
控机制。
-相同点：原核生物和真核生物都通过核糖体进行翻译，都依赖于mRNA和tRNA的配对，都需要启动子和调控因子来启动翻译。
真核生物与原核生物转录与复制的区别
不同点真核生物和原核生物复制的不同点：1.真核生物DN A的合成只是在细胞周期的S期进行，而原核生物则在整个细胞生长过程中都可进行D NA合成2.原核生物DN A复制是单起点的，而真核生物染色体的复制为多起点的。
真核生物中前导链的合成并不像原核生物那样是连续的，而是以半连续的方式，由一个复制起点控制一个复制子的合成，最后由连接酶将其连接成一条完整的新链。
3.真核生物DN A的合成所需的RNA引物及后随链上合成的冈崎片段的长度比原核生物要短。
4.原核生物中有DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种聚合酶，并有DNA聚合酶Ⅲ同时控制两条链的合成。
真核生物中有α、β、γ、ε、δ五种聚合酶。
聚合酶α、δ是DNA合成的主要酶，分别控制不连续的后随链以及前导链的生成。
聚合酶β可能与DNA修复有关，聚合酶γ则是线粒体中发现的唯一一种DNA聚合酶.5.染色体端粒的复制不同。
原核生物的染色体大多数为环状，而真核生物染色体为线状。
末端有特殊D NA序列组成的结构成为端粒。
真核生物和原核生物转录的不同点：1.真核生物的转录在细胞核内进行，原核生物则在拟核区进行。
2.真核生物mR NA分子一般只编码一个基因，原核生物的一个mRNA分子通常含多个基因。
3.真核生物有三种不同的R NA聚合酶催化RNA合成，而在原核生物中只有一种RNA聚合酶催化所有RNA 的合成。
4.真核生物的R NA聚合酶不能独立转录RNA，三种聚合酶都必须在蛋白质转录因子的协助下才能进行RN A的转录，其RNA聚合酶对转录启动子的识别也比原核生物要复杂得多。
原核生物的R NA聚合酶可以直接起始转录合成RNA。
真核生物和原核生物翻译的不同点：氨基酸的活化：原核起始氨基酸是甲酰甲硫氨酸，真核是从生成甲硫氨酰-tRNAi开始的。
原核生物与真核生物DNA复制转录和翻译的特征比较 ppt课件
启动子的识别也比原核生物要复杂得多。原核 生物的RNA聚合酶可以直接起始转录合成RNA 。
原核与真核生物 翻译的特点
1、翻译的相同点 2、翻译的不同点
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1、转录的相同点
RNA合成方向都是从5’到3’，以DNA双链中 的反义链为模版，在RNA聚合酶催化下，以4 种三磷酸腺苷为原料，根据碱基互补配对原则 ，各核苷酸之间通过形成磷酸二酯键，不需要 引物的参与，合成的RNA带有与DNA编码链相 同的序列。转录的基本过程包括模版识别、转 录起始、通过启动子及转录的延伸和终止。
2、DNA复制的不同点
1）真核生物DNA的合成只是在细胞周期 的S期进行，而原核生物则在整个细胞生长 过程中都可进行DNA合成 ； 2）真核生物每条染色质上有多处复制起始 点，而原核生物只有一个起始点；且真核 生物DNA复制的起始需要起始点复合物（ ORC）的参与，而原核生物是由多种蛋白 质有序地作用与复制起始点来引发DNA的 复制过程； 3）真核生物DNA的合成所需的RNA引物 及后随链上合成的冈崎片段的长度比原核 生物要短。
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原核生物与真核生物DNA复制的特点
原核生物与真核生物DNA复制的特点首先，从DNA复制起始点的角度来看，原核生物和真核生物之间存在巨大的差异。
在原核生物中，DNA复制起初由一个单一的起始点开始，称为复制起始点。
这个点只包含一个起始复制点的序列，因此原核生物的DNA复制过程是单点发起的。
相反，在真核生物中，复制起始点通常以复制起始区（origin of replication）的形式存在，这是由多个起始复制点组成的序列区域。
这意味着真核生物的DNA复制可以同时在多个起始点开始，并同时在整个染色体上进行。
其次，在DNA复制速度方面，原核生物和真核生物也有明显的区别。
原核生物的DNA复制速度相对较快，这是因为它们的基因组较小，通常只有一个环状染色体。
因此，原核生物可以在短时间内完成整个DNA复制过程。
相比之下，真核生物的基因组较大，DNA复制速度相对较慢。
此外，真核生物的DNA复制还受到染色质结构的限制，这需要复制酶能够对DNA 进行谨慎的解缠和拷贝，以确保复制的准确性。
第三，关于DNA复制过程的调控机制，原核生物和真核生物之间也有明显的差异。
在原核生物中，DNA复制是严格依赖于细胞周期的，往往发生在细胞分裂前的特定时间段内。
这是通过细胞表达特定的复制蛋白来实现的，这些复制蛋白会在适当的时间被合成并参与到复制过程中。
相反，真核生物的DNA复制是依赖于一系列复杂的调控步骤，这些步骤包括染色质结构的调整、复制酶的装配和活性调控等。
此外，真核生物的DNA复制还受到细胞周期调控系统的影响，这可确保复制过程能够与其他细胞过程协调进行。
最后，关于DNA复制的准确性和修复机制，原核生物和真核生物也有一些差异。
原核生物在DNA复制过程中存在一些自我校正机制，如核苷酸配对错误的修复和错配鉴别，以确保复制的准确性。
但原核生物的DNA修复机制较为简单，主要依靠限制内切酶和核酸酶来修复损坏的DNA链。
相比之下，真核生物的DNA复制和修复涉及复杂的修复系统和调控机制，包括核修复酶、错配修复酶和DNA损伤应答途径等。
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原核生物和真核生物基因表达调控、复制、转录、翻译特点的比较
1.相同点：转录起始是基因表达调控的关键环节
①结构基因均有调控序列；
②表达过程都具有复杂性，表现为多环节；
③表达的时空性，表现为不同发育阶段和不同组织器官上的表达的复杂性；
2.不同点:
①原核基因的表达调控主要包括转录和翻译水平。
真核基因的表达调控主要包括染色质活化、转录、转录后加工、翻译、翻译后加工多个层次。
②原核基因表达调控主要为负调控，真核主要为正调控。
③原核转录不需要转录因子,RNA聚合酶直接结合启动子,由sita因子决定基因表的的特异性，真核基因转录起始需要基础特异两类转录因子，依赖DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用调控转录激活。
④原核基因表达调控主要采用操纵子模型，转录出多顺反子RNA，实现协调调节；真核基因转录产物为单顺反子RNA，功能相关蛋白的协调表达机制更为复杂。
⑤真核生物基因表达调控的环节主要在转录水平，其次是翻译水平。
原核生物基因以操纵子的形式存在。
转录水平调控涉及到启动子、sita因子与RNA聚合酶结合、阻遏蛋白、负调控、正调控蛋白、倒位蛋白、RNA聚合酶抑制物、衰减子等。
翻译水平的调控涉及SD序列、mRNA的稳定性不稳定(5’端和3’端的发夹结构可保护不被酶水解mRNA的5’端与核糖体结合可明显提高稳定性)、翻译产物及小分子RNA的调控作用。
真核生物基因表达的调控环节较多：
在DNA水平上可以通过染色体丢失、基因扩增、基因重排、DNA甲基化、染色体结构改变影响基因表达。
在转录水平主要通过反式作用因子调控转录因子与TA TA盒的结合、RNA聚合酶与转录因子-DNA复合物的结合及转录起始复合物的形成。
在转录后水平主要通过RNA修饰、剪接及mRNA运输的控制来影响基因表达。
在翻译水平有影响起始翻译的阻遏蛋白、5’AUG、5’端非编码区长度、mRNA的稳定性调节及小分子RNA。
真核基因调控中最重要的环节是基因转录，真核生物基因表达需要转录因子、启动子、沉默子和增强子。
真核生物和原核生物复制的不同点：
①真核生物DNA的合成只是在细胞周期的S期进行，而原核生物则在整个细胞生长过程中都可进行DNA合成
②原核生物DNA的复制是单起点的，而真核生物染色体的复制则为多起点的。
真核生物中前导链的合成并不像原核生物那样是连续的，而是以半连续的方式，由一个复制起点控制一个复制子的合成，最后由连接酶将其连接成一条完整的新链。
③真核生物DNA的合成所需的RNA引物及后随链上合成的冈崎片段的长度比
原核生物要短。
④原核生物中有DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种聚合酶，并有DNA聚合酶Ⅲ同时控制两条链的合成。
真核生物中有α、β、γ、ε、δ五种聚合酶。
聚合酶α、δ是DNA合成的主要酶，分别控制不连续的后随链以及前导链的生成。
聚合酶β可能与DNA修复有关，聚合酶γ则是线粒体中发现的唯一一种DNA 聚合酶.
⑤染色体端体的复制不同。
原核生物的染色体大多数为环状，而真核生物染色体为线状。
末端有特殊DNA序列组成的结构成为端体。
真核生物和原核生物转录的不同点：
①真核生物的转录在细胞核内进行，原核生物则在拟核区进行。
②真核生物mRNA分子一般只编码一个基因，原核生物的一个mRNA分子通常含多个基因。
③真核生物有三种不同的RNA聚合酶催化RNA合成，而在原核生物中只有一种RNA聚合酶催化所有RNA 的合成。
④真核生物的RNA聚合酶不能独立转录RNA，三种聚合酶都必须在蛋白质转录因子的协助下才能进行RNA的转录，其RNA聚合酶对转录启动子的识别也比原核生物要复杂得多。
原核生物的RNA聚合酶可以直接起始转录合成RNA。
真核生物和原核生物翻译的不同点：
氨基酸的活化：原核起始氨基酸是甲酰甲硫氨酸，真核是从生成甲硫氨酰-tRNAi 开始的。
翻译的起始：原核的起始tRNA是fMet-tRNA(fMet上角标），30s小亚基首先与mRNA模板相结合，再与fMet-tRNA fMet结合，最后与50s大亚基结合。
真核中起始tRNA是 Met-tRNA Met，40s小亚基首先与Met-tRNA Met相结合，再与模板mRNA 结合，最后与60s大亚基结合生成起始复合物。
肽链的延伸：没有区别。
肽链的终止：原核含有三种释放因子RF1,RF2,RF3。
真核只有eRF1和eRF3。
蛋白质前体的加工蛋白质的折叠蛋白质的合成抑制这三步过程过于复杂，因具体物种而异
相同点
真核生物和原核生物复制的相同点：
DNA复制：都是半保留复制、半不连续复制、双向复制，在复制中需要的原料、模板、引物都相同，都有前导链和滞后链，都分为起始、延伸、终止三个过程。
RNA转录：RNA合成方向都是从5’到3’，都需要DNA链作为模板，都需要RNA聚合
酶和其他蛋白因子，原料都是四种核苷酸。
翻译:原料都是氨基酸，tRNA，都需要消耗能量，都需要氨基酰—tRNA聚合酶，都是从5’到3’端翻译，氨基酸翻译完成后都需要进行加工。
转录和复制的相同点：
1、都以DNA链作为模板
2、合成的方向均为5→'3'
3、聚合反应均是通过核苷酸之间形成的3'，5'-磷酸二酯键，使核苷酸链延长。
不同点。