簡述原核生物基因轉(zhuǎn)錄起始的機(jī)制和特點。
轉(zhuǎn)錄的起始由RNA聚合酶與DNA模板的啟動子(promoter)結(jié)合。
經(jīng)過對百種以上原核生物不同基因的啟動子進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)啟動子具有下列的共同點：在-10bp處有一段共有序列（consensus sequence），富含AT，即 –TATAAT-，系Pribnow等首先發(fā)現(xiàn)，因而稱為Pribnow盒（box），再往上游-35bp的中心處又有一組保守的共有序列，即-TTGACT-。啟動子鄰近的結(jié)構(gòu)示如圖13-3。
結(jié)合過程可分為二個步驟，首先由σ因子辨認(rèn)啟動子的–35區(qū)，全酶與該區(qū)結(jié)合，形成疏松的復(fù)合物，此時DNA雙鏈未解開，因而稱為封閉型轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物，繼而RNA聚合酶移向–10區(qū)及轉(zhuǎn)錄起始點，在–20區(qū)處DNA發(fā)生局部解鏈，形成12～17bp的單鏈區(qū)，RNA聚合酶與DNA結(jié)合更緊密，形成開放型轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物。以單鏈的模板鏈為模板，RNA聚合酶上的起始位點和延伸位點被相應(yīng)的NTP占據(jù)，聚合酶的β亞基催化第一個磷酸二酯鍵的生成，σ亞基從全酶解離，形成DNA-RNA聚合酶（核心酶）結(jié)合在一起的起始延伸復(fù)合物。
基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控有哪些研究方法?
用同位素標(biāo)記法.
基因的轉(zhuǎn)錄控制有什么因素控制
原核基因表達(dá)調(diào)控與真核存在很多共同之處,但因原核生物沒有細(xì)胞核和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu),其基因組結(jié)構(gòu)要比真核生物簡單,基因表達(dá)的調(diào)控因此而比較簡單.雖然原核基因的表達(dá)也受轉(zhuǎn)錄起始、轉(zhuǎn)錄終止、翻譯調(diào)控及RNA、蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性等多級調(diào)控,但其表達(dá)開、關(guān)的關(guān)鍵機(jī)制主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄起始.其特點包括以下3方面：（1）σ因子決定RNA聚合酶的識別特異性：原核生物只有一種RNA聚合酶,核心酶催化轉(zhuǎn)錄的延長,亞基識別特異啟動序列,即不同的 因子協(xié)助啟動不同基因的轉(zhuǎn)錄.（2）操縱子模型的普遍性：除個別基因外,原核生物絕大數(shù)基因按功能相關(guān)性成簇地連續(xù)排列在染色體上,共同組成一個轉(zhuǎn)錄單位即操縱子,如乳糖操縱子等.一個操縱子含一個啟動序列及數(shù)個編碼基因.在同一個啟動序列控制下,轉(zhuǎn)錄出多順反子mRNA.（3）阻遏蛋白與阻遏機(jī)制的普遍性：在很多原核操縱子系統(tǒng),特異的阻遏蛋白是控制啟動序列活性的重要因素.當(dāng)阻遏蛋白與操縱基因結(jié)合或解離時,結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄被阻遏或去阻遏.
怎樣在轉(zhuǎn)錄組基礎(chǔ)上研究一個基因的功能和進(jìn)化
功能研究:將該基因在該物種中進(jìn)行抑制或者過表達(dá),然后觀察其表2113型.抑制的話可以通過 siRNA、基因敲除技術(shù)等.可觀察表型包括個體發(fā)育、分化潛能、細(xì)5261胞增殖、細(xì)胞代謝等.進(jìn)化研究:找其他物種中該基4102因的同源基因,根據(jù)其序列構(gòu)建進(jìn)化樹,看看它與那些物種在進(jìn)化上更親緣 轉(zhuǎn)錄機(jī)制:對該基1653因在基因組ATG前端的序列進(jìn)行分析,可用一些轉(zhuǎn)錄因子預(yù)測軟件對其轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行預(yù)測并鑒定,也?？梢杂^察其是否存在CpG島等,前端序列的長度的話大小不等,有幾kb到幾十kb的,屬看你研究需要了.歡迎追提!
遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯機(jī)制是怎樣發(fā)現(xiàn)的
名稱而已,轉(zhuǎn)錄指遺傳信息從DNA到mRNA,翻譯指mRNA到蛋白質(zhì) ,涉及的細(xì)胞器有核糖體等.“翻譯者”這種奇怪的名稱還從未遇到過,至少課本沒有.核糖體作為翻譯者,mRNA作為被翻譯的對象還說的過去.
RNA的轉(zhuǎn)錄機(jī)制,與DNA復(fù)制有那些區(qū)別
就是電腦 剪切 與 復(fù)制的區(qū)別
真核生物的轉(zhuǎn)錄因子有哪些功能區(qū)域
真核生物基因的表達(dá)調(diào)控是當(dāng)前分子生物學(xué)最前沿的研究領(lǐng)域之一,而轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控是基因表達(dá)過程中最重要的第一步,由于蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-DNA之間的相互作用,以及一些復(fù)雜大分子復(fù)合物的形成,導(dǎo)致真核生物轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控是一個多級的復(fù)雜過程.轉(zhuǎn)錄因子即反式作用因子在轉(zhuǎn)錄調(diào)控中可以直接或間接的識別或結(jié)合在順式作用元件8 bp~112 bp核心序列上,參與調(diào)控靶基因的轉(zhuǎn)錄效率.因此,轉(zhuǎn)錄因子與調(diào)控序列的相互作用在決定某個基因是否表達(dá)中占據(jù)核心位置.隨著對轉(zhuǎn)錄因子及其研究方法的深入研究,尤其是近幾年染色質(zhì)免疫沉淀及生物信息學(xué)的發(fā)展,人們將會進(jìn)一步研究轉(zhuǎn)錄調(diào)控的機(jī)制及細(xì)胞行為和疾病的發(fā)生機(jī)理.
簡述甲基化抑制基因轉(zhuǎn)錄的機(jī)理？
在特異性表達(dá)某些基因的組織中，活化基因附近mCpG較非表達(dá)組織中明顯降低至30％左右。同時，有Hl的壓縮狀態(tài)核小體中含有哺乳動物細(xì)胞核DNA中80％的甲基化CpG。因此認(rèn)為基因表達(dá)與CG甲基化程度呈負(fù)相關(guān)。
C的甲基化可能加強(qiáng)阻遏蛋白或降低激活蛋白與DNA的結(jié)合，或因mCpG的甲基伸入DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的大溝，影響DNA與結(jié)合蛋白的相互作用；
也可能由于C的甲基化使DNA雙螺旋大溝中過分擁擠從而改變了DNA不同構(gòu)象間的平衡，更多地由B-DNA變?yōu)槠渌?如Z-DNA)構(gòu)象以擴(kuò)展大溝內(nèi)的空間，影響了DNA結(jié)合蛋白對相應(yīng)專一序列的結(jié)合。
由于Z-DNA結(jié)構(gòu)收縮，螺旋加深，使許多蛋白質(zhì)因子賴以結(jié)合的元件收縮入大溝而不利于基因轉(zhuǎn)錄的起始。
用序列相同但甲基化水平不同的DNA為材料進(jìn)行實驗，發(fā)現(xiàn)甲基的引入不利于模板與RNA聚合酶的結(jié)合，降低了其體外轉(zhuǎn)錄活性。
DNA甲基化對轉(zhuǎn)錄的抑制主要決定于甲基化CpG的密度和啟動子強(qiáng)度兩個因素：
啟動子附近甲基化CpG的密度是阻遏作用的主要決定因素。
弱的啟動子可被散布的甲基化CpG完全阻遏，若外加增強(qiáng)子使啟動子強(qiáng)化，則在同樣程度的甲基化影響下轉(zhuǎn)錄可以恢復(fù)；
如果甲基化CpG位點進(jìn)一步增加，轉(zhuǎn)錄就會完全停止。
阻遏的嚴(yán)重程度與甲基化CpG區(qū)對MeCP1（methylCpG-bindingprotein1）的親和力成正比。
可見在轉(zhuǎn)錄的充分激活和完全阻遏之間的調(diào)節(jié)開關(guān)決定于甲基化CpG密度和啟動子強(qiáng)度的平衡。
原核生物轉(zhuǎn)錄的起始過程可分為哪幾個部分?各自特點是什么?
相同點:轉(zhuǎn)錄起始是基因表達(dá)調(diào)控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)2.不同點:A.原核基因的表達(dá)調(diào)控主要包括轉(zhuǎn)錄和翻譯水平真核基因的表達(dá)調(diào)控主要包括染色質(zhì)活化、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工、翻譯、翻譯后加工多個層次B.原核基因表達(dá)調(diào)控主要為負(fù)調(diào)控,真核主要為正調(diào)控C.原核轉(zhuǎn)錄不需要轉(zhuǎn)錄因子,RNA聚合酶直接結(jié)合啟動子,由sita因子決定基因表的的特異性真核基因轉(zhuǎn)錄起始需要基礎(chǔ)特異兩類轉(zhuǎn)錄因子依賴DNA-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用調(diào)控轉(zhuǎn)錄激活D.原核基因表達(dá)調(diào)控主要采用操縱子模型轉(zhuǎn)錄出多順反子RNA實現(xiàn)協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)真核基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子RNA功能相關(guān)蛋白的協(xié)調(diào)表達(dá)機(jī)制更為復(fù)雜。 真核生物基因表達(dá)調(diào)控的環(huán)節(jié)主要在轉(zhuǎn)錄水平其次是翻譯水平。原核生物基因以操縱子的形式存在。轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控涉及到啟動子、sita因子與RNA聚合酶結(jié)合、阻遏蛋白負(fù)調(diào)控、正調(diào)控蛋白、倒位蛋白、RNA聚合酶抑制物、衰減子等。翻譯水平的調(diào)控涉及SD序列、mRNA的穩(wěn)定性不穩(wěn)定(5’端和3’端的發(fā)夾結(jié)構(gòu)可保護(hù)不被酶水解mRNA的5’端與核糖體結(jié)合可明顯提高穩(wěn)定性)、翻譯產(chǎn)物及小分子RNA的調(diào)控作用。 真核生物基因表達(dá)的調(diào)控環(huán)節(jié)較多在DNA水平上可以通過染色體丟失、基因擴(kuò)增、基因重排、DNA甲基化、染色體結(jié)構(gòu)改變影響基因表達(dá)。在轉(zhuǎn)錄水平主要通過反式作用因子調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子與TATA盒的結(jié)合、RNA聚合酶與轉(zhuǎn)錄因子-DNA復(fù)合物的結(jié)合及轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成。在轉(zhuǎn)錄后水平主要通過RNA修飾、剪接及mRNA運(yùn)輸?shù)目刂苼碛绊懟虮磉_(dá)。在翻譯水平有影響起始翻譯的阻遏蛋白、5’AUG、5’端非編碼區(qū)長度、mRNA的穩(wěn)定性調(diào)節(jié)及小分子RNA。真核基因調(diào)控中最重要的環(huán)節(jié)是基因轉(zhuǎn)錄真核生物基因表達(dá)需要轉(zhuǎn)錄因子、啟動子、沉默子和增強(qiáng)子。
泰醫(yī)討論真核細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控的機(jī)制
⑴真核基因轉(zhuǎn)錄激活受順式作用元件與反式作用因子相互作用調(diào)節(jié)。⑵真核基因順式作用元件按功能特性分為啟動子、增強(qiáng)子及沉默子。真核基因啟動子由RNA聚合酶結(jié)合位點及其周圍的一組轉(zhuǎn)錄控制組件組成。增強(qiáng)子是遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)錄起始點、決定基因的時間、空間特異性表達(dá)、增強(qiáng)啟動子轉(zhuǎn)錄活性的DNA序列，其發(fā)揮作用的方式通常與方向、距離無關(guān)。⑶真核轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子簡稱轉(zhuǎn)錄因子，按功能特性可分為基本轉(zhuǎn)錄因子和特異轉(zhuǎn)錄因子。所有轉(zhuǎn)錄因子至少包括兩個不同的結(jié)構(gòu)域：DNA結(jié)合域和轉(zhuǎn)錄激活域；真核RNA聚合酶II不能單獨識別、結(jié)合啟動子，需依賴基本轉(zhuǎn)錄因子和特異轉(zhuǎn)錄激活因子的存在；基因轉(zhuǎn)錄激活過程就是形成穩(wěn)定的轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物。此時，TBP相關(guān)因子與轉(zhuǎn)錄因子共同決定組織特異性轉(zhuǎn)錄。⑷基因調(diào)節(jié)元件不同，存在于細(xì)胞內(nèi)的因子種類及濃度不同，所發(fā)生的DNA-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用類型不同，產(chǎn)生協(xié)同、競爭或拮抗，調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄激活方式。