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結(jié)構(gòu)基因的結(jié)構(gòu)
閱讀:1104 發(fā)布時間:2013-2-20結(jié)構(gòu)基因的結(jié)構(gòu) 人類結(jié)構(gòu)基因4個區(qū)域:①編碼區(qū),包括外顯子與內(nèi)含子;②前導(dǎo)區(qū),位于編碼區(qū)上游,相當(dāng)于RNA5’末端非編碼區(qū)(非翻譯區(qū));③尾部區(qū),位于RNA3’編碼區(qū)下游,相當(dāng)于末端非編碼區(qū)(非翻譯區(qū));④調(diào)控區(qū),包括啟動子和增強子等?;蚓幋a區(qū)的兩側(cè)也稱為側(cè)翼順序(圖3-1)。
1.外顯子和內(nèi)含子 大多數(shù)真核生物的基因為不連續(xù)基因(interruptesd或discontinuous gene)。所謂不連續(xù)基因就是基因的編碼順序在DNA分子上是不連續(xù)的,被非編碼順序所隔開。編碼的順序稱為外顯子(exon),是一個基因表達為多肽鏈的部分;非編碼順序所稱為內(nèi)含子(intron),又稱插入順序(intervening sequence,IVS)。內(nèi)含子只轉(zhuǎn)錄,在前mRNA(pre-mNRA)時被剪切掉。如果一個基因有幾個內(nèi)含子,一般總是把基因的外顯子分隔成n+1部分。內(nèi)含子的核苷酸數(shù)量可比外顯子多許多倍。
2.外顯子-內(nèi)含子接頭每個外顯子和內(nèi)含子接頭區(qū)都有一段高度保守的一致順序(consensus seqence),即內(nèi)含了5’末端大多數(shù)是GT開始,3’末端大多是AG結(jié)束,稱為GT-AG法則,是普遍存在于真核基因中RNA剪接的識別信號。
3.側(cè)翼順序在*個外顯子和zui末一個外顯子的外側(cè)是一段不被翻譯的非編碼區(qū),稱為側(cè)翼順序(flanking sequence)。側(cè)翼順序含有基因調(diào)控順序,對該基因的活性有重要影響。
4.啟動子 啟動子(promoter)包括下列幾種不同順序,能促進轉(zhuǎn)錄過程:
結(jié)構(gòu)基因的結(jié)構(gòu)(1)TATA框(TATA box):其一致順序為TATAATAAT。它約在基因轉(zhuǎn)錄起始點上游約-30-50bp處,基本上由A-T堿基對組成,是決定基因轉(zhuǎn)錄始的選擇,為RNA聚合酶的結(jié)合處之一,RNA聚合酶與TATA框牢固結(jié)合之后才能開始轉(zhuǎn)錄。]
(2)CAAT框(CAAT box):其一致順序為GGGTCAATCT,是真核生物基因常有的調(diào)節(jié)區(qū),位于轉(zhuǎn)錄起始點上游約-80-100bp處,可能也是RNA聚合酶的一個結(jié)合處,控制著轉(zhuǎn)錄起始的頻率。
(3)GC框(GC box):有兩個拷貝,位于CAAT框的兩側(cè),由GGCGGG組成,是一個轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)區(qū),有激活轉(zhuǎn)錄的功能。
此外,RNA聚合酶Ⅲ負責(zé)轉(zhuǎn)錄tRNA的DNA和5SrDNA,其啟動子位于轉(zhuǎn)錄的DNA順序中,稱為下游啟動子。
5.增強子在真核基因轉(zhuǎn)錄起始點的上游或下游,一般都有增強子(enhancer),它不能啟動一個基因的轉(zhuǎn)錄,但有增強轉(zhuǎn)錄的作用。此外,增強子順序可與特異性細胞因子結(jié)合而促進轉(zhuǎn)錄的進行。研究表明,增強子通常有組織特異性,這是因為不同細胞核有不同的特異因子與增強子結(jié)合,從而對基因表達有組織、器官、時間不同的調(diào)節(jié)作用。
例如人類單拷貝胰島素基因5’末端上游約250 bp處有一組織特異性增強子,在胰島β細胞中有一特異因子可
En:增強子:P1、P2、P3:啟動子(TATA框,CAAT框,GC框);E:外顯子:I:內(nèi)含子;
UT:非翻譯區(qū);GT-AG:外顯子-內(nèi)含子接頭
作用于該區(qū)以增強胰島素基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯,其它組織中無此因子,這是何以胰島素基因只有在胰島β細胞中才得以很好表達的原因。
6.終止子在一個基因的末端往往有一段特定順序,它具有轉(zhuǎn)錄終止的功能,這段終止信號的順序稱為終止子(termianator)。終止子的共同順序特征是在轉(zhuǎn)錄終止點之前有一段回文順序,約7-20核苷酸對?;匚捻樞虻膬蓚€重復(fù)部分分由幾個不重復(fù)堿基對的不重復(fù)節(jié)段隔開,回文順序的對稱軸一般距轉(zhuǎn)錄終止點16-24bp(圖3-2)。
結(jié)構(gòu)基因的結(jié)構(gòu)在回文順序的下游有6-8個A-T對,因此,這段終止子轉(zhuǎn)錄后形成的RNA具有發(fā)夾結(jié)構(gòu),并具有與A互補的一串U,因為A-U之間氫健結(jié)合較弱,因而RNA/DNA雜交部分易于拆開,這樣對轉(zhuǎn)錄物從DNA模板上釋放出來是有利的,也可使RNA聚合酶從DNA上解離下來,實現(xiàn)轉(zhuǎn)錄的終止。