转录与翻译工作表
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差异基因表达
信不信由你,所有的多细胞生物中细胞(不含红细胞和配子)包含完全相同DNA。在这种情况下,为什么心脏心肌细胞组成的?或肝脏肝细胞?细胞包含如何相同DNA是生理上不同吗?
答案在于——基因差异表达基因的组合打开(表达)或关闭(压抑)在特定的细胞——这让每一个细胞都是独一无二的。
基因表达是受内部和外部因素——一个完美的基因和环境之间的相互作用。1
从基因到蛋白质是复杂和严格控制在每一个细胞。它包括两个主要步骤:转录和翻译。这些步骤在原核和真核细胞不同。在这里,我们将专注于真核细胞。
DNA和RNA
理解完全不同的基因表达的过程,它是关键,你可以知道DNA和RNA的区别。
需要回顾一下吗?
转录是什么?
转录是任何类型的互补的RNA的合成的DNA模板:请注意,几种类型的RNA编码DNA链。在这里,我们特别关注导致pre-mRNA转录,最终mRNA和蛋白。转录基因表达的过程中,涉及到生产的信使核糖核酸(mRNA)从DNA模板。它发生在一个细胞的细胞核,由酶催化的RNA聚合酶二世。
RNA聚合酶
所有真核生物有三种不同类型的RNA聚合酶:
- RNA聚合酶转录rRNA基因
- 核内小RNA, RNA聚合酶II转录mRNA, microrna和核内小RNA基因
- RNA聚合酶III转录RNA基因的一个数组,包括但不限于tRNA基因和5 s rRNA。2
转录的台阶
转录的过程需要几个步骤:1。初始化
信使RNA转录形成的第一步包括RNA聚合酶II绑定到一个启动子区域上游的基因转录。发起人通常归类为强弱基于他们的转录率,从而影响基因表达。转录因子是蛋白质,RNA聚合酶II帮助立场,协助打破氢键的DNA螺旋。3
2。伸长
RNA聚合酶II打破氢键连接两股DNA的双螺旋结构。然后酶使用单一DNA链作为一个模板来构建一个RNA链方向5 ' 3 ',添加每一个互补的核苷酸的3 '末端链。RNA的核苷酸胸腺嘧啶是由核苷酸替换的尿嘧啶。3
是什么意思5’和3’?
这个指的是碳数在DNA和RNA的骨干。5 '碳核糖环经常有一个磷酸基连接,和3 '碳结束有一个羟基基团(-哦)。不对称使DNA和RNA链“方向”。
DNA链穿过RNA聚合酶II的酶。在该地区背后的核苷酸被添加到pre-mRNA链形式,DNA螺旋重做。这意味着pre-mRNA产生最终释放了单链DNA模板。
3所示。终止
终止标志着RNA聚合酶II的结束向pre-mRNA添加核苷酸链和pre-mRNA的释放。尽管广泛的研究,但仍有歧义周围的精确的生理原因终止——几种机制是本文中概述纸。
从pre-mRNA mRNA
真核pre-mRNAs翻译之前必须经过几个额外的处理步骤可以发生。帽说首先,他们有一个5和3 ' poly-A-tail添加到防止成绩单退化。4
翻译的过程发生在三个主要阶段:
1。初始化
核糖体结合的小单位的信使rna序列,在起始密码子的位置。在所有信使rna分子,8月开始密码子的序列,编码的氨基酸蛋氨酸。反密码子的tRNA携带识别这个序列和龋齿的氨基酸蛋氨酸mRNA。然后,大亚基的核糖体结合形成了起始复合物。
2。伸长
在这个阶段的翻译,核糖体继续沿着信使rna链依次翻译每一个密码子。添加相应的氨基酸通过tRNA链增长,由肽键连接在一起。这个过程一直持续到整个密码子序列读取、核糖体达到“停止”密码子。
3所示。终止
停止密码子包括UAA UAG,佐治亚大学。没有tRNA的可以读取和识别这些密码子招募一个氨基酸,因此此时核糖体认识到翻译过程结束。蛋白质释放和翻译复杂的组件分散。
通过DNA聚合酶DNA复制:
注意,转录和翻译是不同的DNA复制。DNA复制的过程是为下一代基因组是守恒的。它包括一个DNA链的复制成两个女儿链通过酶DNA聚合酶。每个女儿链包含原始DNA双螺旋结构的一半。
总结对比图
转录 |
翻译 |
|
位置 |
原子核。 | 细胞质。 |
目的和产品 |
使用基因作为模板来创建多种形式的RNA信使RNA等(本文中讨论)。 |
从一个RNA模板合成蛋白质。 |
初始化 |
RNA聚合酶蛋白结合DNA和启动子区域形成了转录起始复合物。 |
发生在8月核糖体承认起始密码子mRNA结合。 |
伸长 |
RNA聚合酶的旅行在5 ' 3 '方向,构建一个RNA链。 |
tRNA与密码子在免费反密码子mRNA结合mRNA和构建一个由多肽链的氨基酸加入债券。 |
终止 |
RNA转录。从DNA和RNA聚合酶分离DNA倒带回到一个双螺旋结构。 |
核糖体遇到终止密码子。不能够识别转运rna停止密码子和核糖体从而掩饰tRNA和释放的多肽。 |
- 吉尔伯特科幻。发育生物学,第6版。桑德兰(MA): Sinauer同事;2000年。差异基因的表达。可以从:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10061/
- 卡特R, g Drouin结构性分化的三个真核核糖核酸聚合酶。基因组学。2009,94 (6):388 - 396。doi:10.1016 / j.ygeno.2009.08.011
- Alberts B,约翰逊,刘易斯J,从DNA, RNA等。。细胞的分子生物学。可以从:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26887/
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拉马纳坦,罗伯GB,陈SH. mRNA限制:生物功能和应用程序。核酸Res。2016年,44 (16):7511 - 7526。doi:10.1093 / nar / gkw551
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