文档介绍：基因的概念和结构
第二节
学习目标
。
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、基因的概念
(一)概念
所谓遗传效应是指能通过转录和翻译指导与控制蛋白质的合成,从而决定生物的性状。因此基因是遗传信息传递、表达和生物性状形成的基础。每一条染色体上都有一个DNA分子,每个DNA分子上又有许多基因,每个基因包含着成百上千数目不等的脱氧核苷酸,由这些脱氧核苷酸特定的排列顺序决定了该基因特定的遗传信息。基因与基因之间有基因间区域。
基因的化学本质是DNA,它是具有遗传效应的DNA分子片段。
(二) 基本特征:
从分子水平而言,基因有三个基本特征:
1、进行自我复制:DNA分子通过自我复制使其所含的基因都得以复制。
3、可发生突变:基因有时会发生结构的改变。
2、决定生物性状:基因通过转录和翻译决定蛋白质的合成,再通过一系列生理生化过程决定生物的性状。
二、基因的结构
大多数真核细胞的基因是由编码序列和非编码序列两部分组成,由于基因的编码序列不是连续排列的,被非编码序列隔开,因此又称为断裂基因。其主要结构如下:
内含子
1
2
3
4
5
外显子
侧翼序列
侧翼序列
(一)外显子与内含子
1、外显子:能够编码氨基酸的序列,叫做外显子。
它与内含子同时被转录生成初级mRNA(hnRNA),并且在hnRNA形成成熟mRNA过程中,其转录产物连接起来形成成熟的mRNA。
2、内含子:位于两个外显子之间的不能够编码氨基酸的序列叫做内含子。
它与外显子同时被转录生成初级mRNA(hnRNA),但在hnRNA形成成熟mRNA过程中其转录产物被剪切掉。
一般来说,每一个能够编码蛋白质的结构基因都含有若干个外显子和内含子,不同结构基因的结构复杂程度不同,它们所含的外显子和内含子的数目也就不同。例如,人的血红蛋白中,有一种蛋白质叫做β-珠蛋白,它的基因有3个外显子和2个内含子。人类最庞大的一个基因是抗肌萎缩蛋白基因,由50多个外显子和50多个内含子相间排列而成。
(二)外显子内含子接头序列
在外显子与内含子接头有一段序列,是RNA剪接的信号,即剪去内含子产物、使外显子产物连接在一起的部位,称为接头序列。每个内含子的5’端以GT开始,在3’端以AG结束,所以又称为GT-AG法则。
(三)侧翼序列
在每个断裂基因的两侧都有一段在转录调控中起重要作用的非编码序列,称为侧翼序列。它们包括启动子、增强子和终止子等。
5’
3’
增强子
转录起始点
外
显
子1
外
显
子2
外
显
子3
内
含
子1
内
含
子2
转录终止点
启动子
终止子
侧翼序列
侧翼序列
1、启动子:
通常位于基因转录起始点的上游,是RNA聚合酶的结合部位,能启动和促进转录过程。
2、增强子:
增强子的位置不固定,可以位于启动子的上游或下游,可以距离启动子很远,也可以距离启动子较近。增强子能决定基因的时间、空间特异性表达,增强启动子的转录活性,从而明显地提高基因转录的效率。
3、终止子:
终止子位于转录终止点上游,为反向重复序列,是RNA聚合酶停止工作的信号。反向重复序列转录后,可以形成发夹式结构,从而阻碍了RNA聚合酶的移动,使转录终止。
真核细胞基因的结构及表达示意图
转录
加工
翻译