请问真核生物基因的转录过程和调控方式有哪些?
真核生物转录产物要进行后加工,包括去除内含子和可变剪接。
真核生物的基因是不连续的,由外显子和内含子间隔排列,DNA转录的初产物必须经过剪接,去除内含子序列; 可变剪接是指同一个基因序列,可能会形成不同的成熟mRNA,最终对应不同的蛋白质产物。
真核生物染色体有多个复制起点,被称为自主复制序列(autonomously replicating sequence, ARS)。
5-氟脱氧尿苷(floxuridine)能抑制胸腺嘧啶核苷酸的合成,是DNA合成的强烈抑制剂。
真核生物复制速度比原核生物慢,基因组比原核生物大,然而真核生物染色体DNA上有许多复制点,课分段进行复制。
如细菌DNA复制叉的移动速度为50000bp/min,哺乳动物复制叉移动速度仅1000-3000bp/min,相差20-50倍,然而不如动物的复制子只有细菌的几十分之一,所以从每个复制单位而言,复制所需时间在同一数量级。
真核生物在快速生长时,往往采用更所复制起点。
归纳起来DNA复制主要有一下几个特点:第一,真核生物为多点复制,原核为单点复制;第二,真核生物DNA复制中引物及冈崎片段的长度比原核短,动物细胞的引物约10个核苷酸,冈崎片段长100-200个核苷酸;第三,真核生物再DNA复制时,还需要合成组蛋白,形成核小体,现在一般认为DNA复制是半保留的,而组蛋白的合成是全保留的,即原组蛋白全部进入一个子细胞,另一个子细胞的组蛋白为新合成;第四,真核生物细胞染色体在复制完成之前,各个起点不能再开始下一轮复制,但原核生物可连续开始进行新的复制。
原核生物于真核生物蛋白质合成的异同
实在是太多不同了,建议详细看看生化课本比如真核生物有核,转录翻译分开进行另外翻译起始 原核生物小亚基识别SD序列,真核生物则是由复合体扫描起始位点 真核生物起始由Met-RNAimet,而原核生物是甲酰化的合成过程中的场所核糖体也不同,各种起始、延长、释放因子均不同合成后修饰加工及蛋白质运输过程都不同相同的就是 用一套密码子,催化的化学反应基本相同,都在核糖体上进行,需要氨基酰-tRNA合成酶,需要消耗能量,需要Mg2+等等总之,回答这个题你就详细说说他们的过程就行了,很容易得分的
原核细胞与真核细胞的核糖体在结构组分及蛋白质合成上的异同点。
展开全部 刚刚考完分子生物学,我把一些复习资料给你吧。
(有些乱)原核、真核生物核糖体的组成核糖体含有Mg2+,蛋白质和rRNA,一般由两个亚基组成: 真核生物 原核生物核糖体 80S 70S大亚基 60S 50S小亚基 40S 30SRNA聚合酶的特点一,原核生物RNA聚合酶的特性:-全酶5个亚基; -核心酶的四个亚基;-σ因子功能:识别启动子,即起始信号,无催化功能;-σ因子单独存在时不能与DNA模板结合;-核心酶能催化特异的NTP形成单核苷酸。
二,真核生物RNA聚合酶RNA聚合酶Ⅰ:不受α-鹅膏蕈碱的抑制,大于10- 3mol/L存在于核仁中,合成5.8S rRNA,18S rRNA和28S rRNA;RNA聚合酶Ⅱ:对α-鹅膏蕈碱最为敏感,10-8— 10-9mol/L存 在于核质中,合成hnRNA, snRNA RNA聚合酶Ⅲ: 对α-鹅膏蕈碱中度敏感,在10-4— 10-5mol/L 时表现抑制;存在于核质中,合成tRNA,5S rRNA。
线粒体和叶绿体:发现少数RNA聚合酶,分子量小,活性低,由核基因编码,在细胞浆中合成后运送至细胞器中。
核糖体RNA(rRNA)rRNAs的主要功能是结构。
蛋白质和每种主要rRNA的特殊位点相结合,以特定的顺序装配成亚基。
核糖体具有各种活性中心,每一活性中心都由特定的一组蛋白和rRNA的一定区域装配而成。
这些活性中心要求结构中的rRNA的直接参与或者具有催化作用。
有的催化功能需要个别蛋白。
E位点:供已卸去氨基现tRNA暂短停留后离去。
P位点:供肽酰基-tRNA结合 A位点:氨基酰-tRNA结合肽链合成的起始(Initiation)? 30S前起始复合物 (30S pre- initiation complex)的形成? 70S起始复合物(70S initiation complex)的形成1) 原核生物的翻译的起始? (1)起始因子? IF-3是30S亚基与mRNA起始位点的特异结合所必须的。
? IF-2是特异地和起始tRNA结合并把它带到起始复合体中。
? IF-1仅作为完整的起始复合物的一部分,可能和起始复合物的稳定性有关,而不是提供任何识别特异成份2)起始复合物的形成 IF-3和核糖体30S rRNA结合 使16S RNA和mRNA的S-D顺序结合 a.使30S 保持游离 b.形成起始复合体 I IF-2 + GTP + 氨酰甲硫氨酸 中间复合体。
IF-1置换出 IF-3, 50S亚基可和30S亚基结合。
50S+30S 复合体III,释放IF-1,IF-2。
3)真核生物的翻译的起始 在真核生物细胞质中涉及到蛋白质合成起始的组分和原核生物是相似的,密码子AUG总是用于起始子;用GUG作为起始密码很少发现。
起始子tRNA是很特殊的,可是它携带的甲硫氨酸并不被甲酰基化,称为tRNAimet这样一来起始和延伸的Met-tRNAs之间的区别仅在tRNA部分,Met-tRNAi用于起始,而Met-tRNAm则用于延伸细菌的30S和真核的40S亚基在起始蛋白质合成时与mRNA结合的位点是不同的。
在细菌中直接在起始密码子AUG附近形成起始复合体。
而在真核中小亚基首先识别mRNA的5`端,然后再移到起始位点,和大亚基结合。
真核细胞质中的核糖体并不在编码区开始处直接和起始位点相结合。
首先识别5¢端甲基化的帽子结构。
内部核糖体进入位点(internal ribosome entry site, IERS) A最适合的邻接顺序是GCC CCAUGG G称为 Kozak顺序肽链延伸与终止的机理肽链的延伸可分为三个阶段:⑴ 进位反应:主要是密码子-反密码子的识别;⑵ 转位反应:涉及肽链的形成;⑶ 移位反应:tRNA和mRNA相对核糖体的移动。
1)进位(entrance) 延伸因子(elongation factor,EF-T)。
(在细菌中是EF-Tu) 当GTP存在时,EF-Tu呈活性状态。
当GTP水解成GDP时,EF-Tu便失活。
GDP被GTP取代后,它又恢复活性。
2)肽键形成 当多肽链从P位点的肽酰-tRNA上转移到A位点的aa-tRNA上时,核糖体仍保持在原来的mRNA位置上。
负责肽链合成的活性被称为肽转移酶(peptidyl transferase)。
3)移位(translocation) 氨基酸加到增长的肽链上这一循环是依赖于移位(translocation)来完成的。
核糖体延着mRNA向前推进一个密码子。
移位导致脱酰-tRNA从P位点移出,进入E位点使新的肽酰-tRNA可以进入P位点,空着的A位点是为下一个密码子相应的氨基酰-tRNA的进入作好准备。
肽链合成的终止,需终止因子或释放因子(releasing factor简写为RF)参与: RF1(MW36000) 识别UAA,UAG RF2(MW38000) 识别UAA,UGA RF3(MW46000):只有RF3与GTP(或GDP)能结合。
它们均具有识别mRNA链上终止密码子的作用,使肽链释放,核糖体解聚。
真核生物只有一种释放因子eRF
怎样检查基因组注释结果的可靠性
基因组注释主要包括四个研究方向:重复序列的识别;非编码RNA的预测;基因结构预测和基因功能注释。
我们将分别对这四个领域进行阐述。
1:重复序列的识别。
重复序列的研究背景和意义:重复序列可分为串联重复序列(Tendam repeat)和散在重复序列(Interpersed repeat)两大类。
其中串联重复序列包括有微卫星序列,小卫星序列等等;散在重复序列又称转座子元件,包括以DNA-DNA方式转座的DNA转座子和反转录转座子(retrotransposon)。
常见的反转录转座子类别有LTR,LINE和SINE等。
重复序列识别的发展现状:目前,识别重复序列和转座子的方法为序列比对和从头预测两类。
序列比对方法一般采用Repeatmasker软件,识别与已知重复序列相似的序列,并对其进行分类。
常用Repbase重复序列数据库。
从头预测方法则是利用重复序列或转座子自身的序列或结构特征构建从头预测算法或软件对序列进行识别。
从头预测方法的优点在于能够根据转座子元件自身的结构特征进行预测,不依赖于已有的转座子数据库,能够发现未知的转座子元件。
常见的从头预测方法有Recon,Piler,Repeatscout,LTR-finder,ReAS等等。
重复序列识别的研究内容:获得组装好的基因组序列后,我们首先预测基因组中的重复序列和转座子元件。
一方面,我们采用RepeatScout、LTR-finder、Tendem Repeat Finder、Repeatmoderler、Piler等从头预测软件预测重复序列。
为了获得从头预测方法得到的重复序列的类别信息,我们把这些序列与Repbase数据库比对,将能够归类的重复序列进行分类。
另一方面,我们利用Repeatmasker识别与已知重复序列相似的重复序列或蛋白质序列。
通过构建Repbase数据库在DNA水平和蛋白质水平的重复序列,Repeatmasker能够分别识别在DNA水平和蛋白质水平重复的序列,提高了识别率。
重复序列识别的关键技术难点:1):第二代测序技术测基因组,有成本低、速度快等优点。
但是由于目前产生的读长(reads)较短。
由于基因组序列采用kmer算法进行组装,高度相似的重复序列可能会被压缩到一起,影响对后续的重复序列识别。
2):某些高度重复的序列用现有的组装方法难以组装出来,成为未组装reads(unassembled reads)。
有必要同时分析未组装reads以得到更为完整的重复序列分布图。
之前,华大已开发了ReAS软件,专门用于识别未组装reads中的重复序列。
但该软件目前只能处理传统测序技术(如sanger测序)生成的较长片段的reads,需要进一步改进方可用于分析第二代测序技术得到的reads。
同时,未组装的短片段reads重复度更高,识别其重复区域具有较大难度。
重复序列识别的研究方向:1):整合现有的重复序列预测方法,对组装好的基因组序列进行分析。
2):综合考虑并结合短序列组装策略,校正重复序列识别的结果。
3):开发识别未组装reads重复序列的算法和流程并构建一致性序列。
2:非编码RNA序列的预测。
非编码RNA预测的研究背景和意义:非编码RNA,指的是不被翻译成蛋白质的RNA,如tRNA, rRNA等,这些RNA不被翻译成蛋白质,但是具有重要的生物学功能。
miRNA结合其靶向基因的mRNA序列结合,将mRNA降解或抑制其翻译成蛋白质,具有沉默基因的功能。
tRNA (转运RNA)携带氨基酸进入核糖体,使之在mRNA指导下合成蛋白质。
rRNA(核糖体RNA)与蛋白质结合形成核糖体,其功能是作为mRNA的支架,提供mRNA翻译成蛋白质的场所。
snRNA(小核RNA)主要参与RNA前体的加工过程,是RNA剪切体的主要成分。
非编码RNA预测的发展现状:由于ncRNA种类繁多,特征各异,缺少编码蛋白质的基因所具有的典型特征,现有的ncRNA预测软件一般专注于搜索单一种类的ncRNA,如tRNAScan-SE 搜索tRNA、snoScan 搜索带C/D盒的snoRNAs、SnoGps 搜索带H/ACA 盒的snoRNAs、mirScan 搜索microRNA等等。
Sanger实验室开发了Infernal软件,建立了1600多个RNA家族,并对每个家族建立了一致性二级结构和协方差模型,形成了Rfam数据库。
采用Rfam数据库中的每个RNA的协方差模型,结合Infernal软件可以预测出已有RNA家族的新成员。
Rfam/Infernal方法应用广泛,可以预测各种RNA家族成员,但是特异性较差。
我们建议:如果有更好的专门预测某一类非编码RNA的软件,那么采用该软件进行预测;否则,使用Rfam/Infernal流程。
非编码RNA预测的研究内容:利用Rfam家族的协方差模型,我们采用Rfam自带的Infernal软件预测miRNA和snRNA序列。
由于rRNA的保守性很强,为此我们用序列比对已知的rRNA序列,识别基因组中的rRNA序列。
tRNAscan-SE工具中综合了多个识别和分析程序,通过分析启动子元件的保守序列模式、tRNA二级结构的分析、转录控制元件分析和除去绝大多数假阳性的筛选过程,据称能识别99%的真tRNA基因。
非编码RNA预测中拟解决的关键技术难点:识别非编码RNA的假基因:基因组中很多序列由非编码RNA基因复制而来,与非编码RNA基因序列相似,但不具有非编码RNA的功能。
目前我们采用的非编码RNA序列的预测方法都是基于序列比对和结构预...
mRNA在翻译过程中与核糖体作用的几个特殊位点以及解说
1. PABP在翻译起始中的作用 所有真核生物mRNA 5′端都有帽子结构,早在1976年Shtkin就根据体外翻译实验结果指出,5′端帽子有增强翻译效率的作用。
此后众多研究证实,大多数mRNA的翻译依赖于帽子结构。
除了帽子外,真核生物mRNA的3′端大都有polyA尾巴,在许多体内实验和高活性的体外翻译体系中都观察到,mRNA polyA结构与翻译效率有直接的关系,带polyA的mRNA比无polyA尾巴的相应mRNA的翻译效率高得多。
5′端帽子和3′端polyA能够协同地调节mRNA的翻译效率。
进一步研究表明,真核生物翻译起始过程中,polyA被PABP所结合,通过PABP影响翻译。
PABP在真核生物中高度保守,含有4个RNA识别模体(RNA recognition motif, RRM)。
Sachs等首先证明,PABP参与翻译起始。
PABP能协助60S亚基与40S亚基结合从而促使80S核糖体的形成〔5〕。
生化方面的证据也揭示了PABP在翻译起始中的作用。
无论是polyA还是5′端帽子结构都不能单独作用于翻译,而只能协同作用,PABP在此过程中参与帽子和其起始因子的相互作用〔3、6〕。
可能PABP可以直接与CBP作用或通过一个中介物间接作用(如图1),通过这种相互作用,mRNA的两末端在空间上十分靠近而形成环状。
这与40多年前电子显微照相观察到多核糖体是环状的实验结果一致。
可能真核生物就是通过两末端作用而提高翻译效率的。
图1 翻译起始mRNA两末端的相互作用 如果在溶菌酶的体外翻译体系中加入外源polyA,蛋白质的合成就受抑制,这表明外源polyA结合(squester)了一种翻译必须成分。
Gallie等还发现,没有帽子结构的mRNA的抑制效应比有帽子的mRNA大,表明含5′端帽子的mRNA能高效竞争易被外源polyA结合的某成分。
而且,加入纯化的eIF4F和eIF4B能逆转polyA导致的抑制效应。
可见,这种外源polyA所结合的成分就是eIF4F、eIF4B。
虽然这些因子能直接作用于polyA,但是它们与polyA的亲合力只有它们与PABP的亲合力的二分之一左右〔7〕。
对此最可能的解释是,polyA与eIF4F、eIF4B的结合是通过PABP/polyA复合物和各因子间的蛋白质-蛋白质相互作用完成的。
在酵母和植物中,PABP与eIF4F(eIFiso4F)的大亚基eIF4G(eIFiso4G)直接作用而促进40S亚基与mRNA结合〔7、8〕。
但哺乳动物的PABP却不和eIF4G直接作用。
最近在哺乳动物中发现了一个与eIF4G具一定同源性的PABP作用蛋白,PAIP-1。
Craig等〔9〕就此提出了一个模型,认为哺乳动物PABP和eIF4A以PAIP-1为中介而在polyA和5′-UTR间形成一个桥,5′端帽子和polyA对翻译起始的协同作用或许是按以下步骤完成的:eIF4A通过与eIF4G作用而召集于5′端帽子,而帽子反过来又促进eIF4A的召集反应(图1),然后eIF4A以PAIP-1为中介与PABP作用〔4、9〕。
在植物中,不但eIF4F(eIFiso4F)和eIF4B能分别提高PABP对polyA的亲和力,而且两者还能协同影响PABP对polyA的结合力。
提示PABP、eIF4F、eIF4B三因子间必有一个功能上的相互作用〔7〕。
而在哺乳动物体内,eIF4F含量较低,为提高翻译效率,eIF4F与PABP结合以分别提高它们与帽子及polyA的结合〔4〕。
PABP与其相关起始因子的分子间相互作用受细胞间PABP和mRNA浓度的控制,在一定浓度下,polyA(很可能是与PABP共同作用)能选择性提高体外mRNA的翻译。
而且,两末端的这种PABP参与的分子间相互作用对翻译前mRNA的完整性起着检测作用,从而可以阻止不完整的mRNA的翻译。
PABP在起始中参与分子间作用的另一个原因,也许是通过两末端靠近促进再起始。
已有证据表明,40S亚基在翻译结束后仍与mRNA结合在一起;与mRNA结合的核糖体能被优先召集。
在GCN4 ORF的上游有 4个小的上游开放阅读框(suORF)。
GCN4 mRNA为了翻译远端开放阅读框,40S亚基在近端suORF翻译后仍与mRNA结合着。
随着第一suORF翻译的终止及60S亚基的脱离,仍有50%的40S亚基与mRNA结合继续进行扫描,从而提高翻译效率。
40S亚基在翻译终止后,仍结合于mRNA的3′-UTR有利于再起始,而3′-UTR长度决定其结合的时间。
翻译效率低的mRNA往往利用这种机制,构建一系列3′-UTR长度不一的mRNA,随着3′-UTR长度加长,翻译效率也提高。
3′-URT越长,翻译终止后,核糖体仍结合于3′-UTR的时间也长,从而提高了它们的召集反应。
而且在此过程中,结合在mRNA上的40S亚基浓度比已从mRNA上脱离的40S亚基浓度高。
PABP/polyA复合物和eIF4F/5′端帽子复合物可能便于再召集〔4〕。
2. 两末端的相互作用提高mRNA稳定性 PABP和CBP的相互作用不但能促进高效翻译起始,而且在维持mRNA的完整性方面也起着重要作用〔4、9〕。
在酵母和哺乳动物中,mRNA在降解时,去polyA的反应发生于去帽子之前。
polyA首先降解导致PABP从mRNA上释放,随着PABP的释放,5′端帽子被去帽子酶DcplP切掉,整个mRNA也迅速被5′→3′RNA核糖体外切酶XrnlP降解。
PABP从mRNA上的释放使5′端帽子易受攻击,PABP在此过程中起了保护作用。
PABP能增强植物eEF4F和帽子结构的结合,说明PABP是以eIF4G...
详述真核生物转录水平上的调控
展开全部 1、 转录起始水平。
这一环节是调控的最主要环节,由对基因转录活性的调控来完成,包括基因的空间结构、折叠状态、DNA上的调控序列、与调控因子的相互作用等。
a. 活化染色质:在真核生物体内,RNApol与启动子的结合受染色质结构的限制,需通过染色质重塑来活化转录。
常态下,组蛋白可使DNA链形成核小体结构而抑制其转录,转录因子若与转录区结合则基因具有转录活性。
因而基础水平的转录是限制性的,核小体的解散时必要前提,组蛋白与转录因子之间的竞争结果可以决定是否转录。
组蛋白的抑制能力可因其乙酰化而降低。
另外,由于端粒位置效应或中心粒的缘故,抑或是收到一些蛋白的调控,真核生物细胞可能出现10%的异染色质,异染色质空间上压缩紧密,不利于转录。
b. 活化基因:真核生物编码蛋白的基因含启动子元件和增强子元件(启动子:在DNA分子中,RNA聚合酶能够识别、结合并导致转录起始的序列。
增强子:指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列。
),转录因子与启动子元件相互作用调节基因表达;转录激活因子与增强子元件相互作用,再通过与结合在启动子元件上的转录因子相互作用来激活转录。
两种元件以相同的机制作用于转录。
真核生物RNApol对启动子亲和力很小或没有,转录起始依赖于多个转变路激活因子的作用,而若干个调节蛋白与特定DNA序列的结合大大提高了活化的精确度,无疑是这一作用机制的一大优势。
在这一作用中,增强子与适当的调节蛋白作用以增加临近启动子的转录是没有方向性的,典型的增强子可以出现在转录起始位点上游或下游。
RNApol与启动子的结合一般需要三种蛋白质的作用,即基础转录因子(又名通用转录因子)、转录激活因子和辅激活因子。
能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件上,参与调控靶基因转录的蛋白质又名转录因子。
基础转录因子与RNApol结合成全酶复合物并结合到启动子上,转录激活因子可以以二聚体或多聚体的形式结合到DNA靶位点上,远距离或近距离作用域启动子。
在远距离作用时,往往还会有绝缘子参与,以阻断邻近的增强子对非想关基因的激活;在近距离作用时,结构转录因子可以改变DNA调控区的形状,使其他蛋白质相互作用、激活转录。
2、 转录后水平。
真核生物mRNA前体须经过5'-加帽、3'-加尾以及拼接过程、内部碱基修饰才能成为成熟度的mRNA,加帽位点与加尾位点、拼接点的选择就成了调控的手段。
a. 5'-加帽:几乎所有的真核生物和病毒mRNA的5'端都具有帽子结构,其作用为保护mRNA免遭5'外切酶降解、为mRNA的核输出提供转运信号和提高翻译模板的稳定性和翻译效 率。
实验证实,对于通过滑动搜索起始的转录过程来说,mRNA的翻译活性依赖于5'端的帽子结构。
b. 3'-加尾:3'UTR序列及结构调节mRNA稳定性和寿命
一个核糖体与mRNA的结合部位,为什么形成2个tRNA结合位点?
1、mRNA结合位点与转录来的信使RNA相结合。
P位点肽酰基tRNA位或者给位,是结合起始tRNA(就是起始密码子对应的转运RNA,通常是甲酰甲硫氨酸)的位点。
2、A位点氨基酰-tRNA(就是活化的氨基酸与tRNA的结合物)结合位点或受位,结合新进入的氨基酸。
肽基转移酶活性位点将肽链转移到另一个氨基酸上面,就是将肽链延长。
3、5S RNA位点与核糖体小亚基(5SRNA)的结合位点。
注意核糖体其实是两个亚基结合起来的,小的叫小亚基,大的叫大亚基。
4、通常,两个亚基是分开的,只有当开始翻译的时候才互相结合。
EF-Tu位点:EF-Tu循环位点,可以理解为翻译过程中能量的供应点。
转位因子EF-G结合位点使得新合成的肽链转移到P位点。
所以,与tRNA结合的位点有且只有一个。
概述蛋白质翻译过程?
1)氨基酸活化:形成氨酰tRNA2)合成起始:核糖体在mRNA起始密码处装配,起始氨酰tRNA进入核糖体P位点 3)延伸:(进位、转位、移位):在EF的作用下合成多肽(核糖体由mRNA5'向3'移动,多肽由N向C合成)4)终止: 在RF(release factor释放因子)作用下识别终止密码,使核糖解体,并终止多肽合成.注意:原核生物和真核生物在翻译过程中存在差异①识别起始密码AUG的tRNA不同,原核生物是fMet-tRNA、真核生物是Met-tRNAi;②起始的方式不同,原核生物是定点(SD序列)装配核糖体起始翻译的,真核生物是扫描模式(核糖体小亚基从5'帽子处开始向3'端扫描,找到合适的起始密码,开始装配大亚基);③涉及的蛋白质因子不同;④起始阶段消耗能量不同,原核生物为1分子GTP,真核生物为2分子GTP+若干ATP,ATP用于解除mRNA5'非翻译区的二级结构。
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我就是我_不一样的水果