真核生物的基因結(jié)構(gòu)包括編碼區(qū)和非編碼區(qū)产舞。
編碼區(qū)
編碼區(qū)其實(shí)是斷裂基因結(jié)構(gòu)殴玛,也就是不連續(xù)基因。具有蛋白編碼功能的不連續(xù) DNA 序列稱為外顯子郁妈,外顯子之間的非編碼序列為內(nèi)含子涡上。
每個(gè)外顯子和內(nèi)含子接頭區(qū)都有一段高度保守的一致序列趾断,即內(nèi)含子5’末端大多數(shù)是 GT 開始,3’末端大多是 AG 結(jié)束吩愧,稱為 GT-AG 法則芋酌,是普遍存在于真核基因中 RNA 剪接的識(shí)別信號(hào)。
第一個(gè)外顯子首端 和 最后一個(gè)外顯子末端雁佳,分別為翻譯蛋白的起始密碼子 和 終止密碼子脐帝。
非編碼區(qū)
首位和末位外顯子兩側(cè)的區(qū)域?yàn)?strong>非編碼區(qū),也可以叫做側(cè)翼序列糖权,側(cè)翼序列中包含一些調(diào)控元件堵腹,比如啟動(dòng)子、終止子温兼,還可能有增強(qiáng)子。
上游側(cè)翼序列包含啟動(dòng)子區(qū)域武契,啟動(dòng)子區(qū)域包含:
- 5’端 TSS 上游約20~30個(gè)核苷酸的位置募判,有** TATA 框(TATA box)**,堿基序列為TATAATAAT咒唆,是RNA聚合酶的重要的接觸點(diǎn)届垫,它能夠使酶準(zhǔn)確地識(shí)別轉(zhuǎn)錄的起始點(diǎn)并開始轉(zhuǎn)錄,影響著轉(zhuǎn)錄開始的位點(diǎn)全释。
- 5’端 TSS 上游約70~80個(gè)核苷酸的位置装处,有 CAAT 框(CAAT box),堿基序列為GGCTCAATCT浸船,是 RNA 聚合酶的另一個(gè)結(jié)合點(diǎn)妄迁,它控制著轉(zhuǎn)錄的起始頻率,而不影響轉(zhuǎn)錄的起始點(diǎn)李命。
- GC 框(GC box)登淘,位于 CAAT 框的兩側(cè),由 GGCGGG 組成封字,是一個(gè)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)區(qū)黔州,有激活轉(zhuǎn)錄的功能耍鬓。
增強(qiáng)子可位于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游或下游,一般在5’端轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游約100個(gè)核苷酸以外的位置流妻,它不能啟動(dòng)一個(gè)基因的轉(zhuǎn)錄牲蜀,但有增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄的作用。
沉默子:抑制轉(zhuǎn)錄
終止子:AATAAA 序列和其下游的反向重復(fù)序列绅这。終止子區(qū)域包含:
- 在3’端終止密碼子下游有 AATAAA 短序列涣达,可對(duì) mRNA 的多聚腺苷酸化有重要作用:在 polyA 化之前,mRNA 的3‘端會(huì)水解掉10~15個(gè)堿基君躺。AATAAA 作為 RNA 裂解信號(hào)峭判,指導(dǎo)核酸內(nèi)切酶在此信號(hào)下游10~15堿基處裂解 mRNA;在聚合酶作用下棕叫,在成熟 mRNA 的3‘端加150~250個(gè)A的 poly A林螃。
- AATAAA 序列的下游是一個(gè)反向重復(fù)序列(約7~20核苷酸對(duì)),位于轉(zhuǎn)錄終止位點(diǎn)之前俺泣,經(jīng)轉(zhuǎn)錄后可形成一個(gè)發(fā)卡結(jié)構(gòu)疗认。發(fā)卡結(jié)構(gòu)阻礙 RNA 聚合酶移動(dòng),轉(zhuǎn)錄終止伏钠。
從轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)到終止位點(diǎn)轉(zhuǎn)錄出來的 RNA 便是前體 RNA 分子横漏,經(jīng)過內(nèi)含子的剪切,以及5 ‘加帽子結(jié)構(gòu)和3‘加 PolyA 的修飾熟掂,形成成熟的 mRNA缎浇。
5’UTR 和 3‘UTR,5’端帽子結(jié)構(gòu)與起始密碼子之間的區(qū)域赴肚,3’的 polyA 和終止密碼子之間區(qū)域素跺,不編碼蛋白質(zhì)。miRNA 經(jīng)常結(jié)合于 3‘UTR誉券,從而引起 mRNA 降解指厌。mRNA 的5’端帽子結(jié)構(gòu)是 mRNA 翻譯起始的必要結(jié)構(gòu),對(duì)核糖體識(shí)別 mRNA 提供了信號(hào)踊跟,協(xié)助核糖體與 mRNA 結(jié)合踩验,使翻譯從 AUG 開始。帽子結(jié)構(gòu)可增加 mRNA 的穩(wěn)定性商玫,保護(hù) mRNA 免遭 5’→3‘ 核酸外切酶的攻擊箕憾。
關(guān)于mRNA的基本概念
1、編碼區(qū):從起始密碼子AUG開始拳昌,經(jīng)過一連串編碼氨基酸的密碼子直至終止密碼子的堿基序列厕九;
2、5’端上游非編碼區(qū)(5’UTR):位于ATG之前不編碼的堿基序列地回;
3扁远、3’端下游非編碼區(qū)(3’UTR):位于終止密碼子之后不翻譯的區(qū)域俊鱼。
4、單順反子mRNA:只編碼一個(gè)蛋白的mRNA畅买;
5并闲、多順反子mRNA:編碼多個(gè)蛋白質(zhì)的mRNA;
帽子結(jié)構(gòu)的功能
1谷羞、有助于mRNA越過核膜帝火,進(jìn)入胞質(zhì);
2湃缎、保護(hù)5’端不被核膜降解犀填;
3、翻譯時(shí)供IFiii和核糖體識(shí)別嗓违,是翻譯所必須的九巡;而原核生物是通過起始密碼子AUG上游的一段SD序列的保守區(qū)與核糖體結(jié)合
多聚A尾的功能
1、是mRNA由核內(nèi)進(jìn)入胞質(zhì)所必須的
2蹂季、增加了mRNA在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的穩(wěn)定性冕广,mRNA剛進(jìn)入胞質(zhì)時(shí),A尾較長(zhǎng)偿洁,隨著mRNA在胞質(zhì)內(nèi)時(shí)間的延長(zhǎng)撒汉,A尾逐漸變短,mRNA進(jìn)入降解的過程
3涕滋、可以促進(jìn)核糖體的有效循環(huán)
原核生物與真核生物mRNA的異同點(diǎn)
1睬辐、原核生物中mRNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯發(fā)生在同一個(gè)細(xì)胞空間,而且?guī)缀跏峭瑫r(shí)完成的宾肺;
真核生物中mRNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯表達(dá)發(fā)生在不同的時(shí)間和空間范疇內(nèi)溯饵。
2、原核生物mRNA的5’端無帽子結(jié)構(gòu)爱榕,3’端沒有或只有較短的多聚A尾結(jié)構(gòu)瓣喊,mRNA降解快坡慌,半衰期短黔酥;
大多真核生物mRNA的5’端有帽子結(jié)構(gòu),3’端具有一段大約50-200bp的多聚A尾結(jié)構(gòu)洪橘。
3跪者、許多原核生物以多順反子的形式存在;
而真核生物以單順反子的形式存在熄求。
4渣玲、原核生物以AUG為起始密碼子,有時(shí)以GUG, UUG為起始密碼子弟晚;
真核生物只以AUG為起始密碼子忘衍。
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