真核表达基础知识

真核基因表达调控 一、真核基因组的复杂性 与原核生物比较，真核生物的基因组更为复杂，可列举如下。 ▲真核基因组比原核基因组大得多，大肠杆菌基因组约4×106bp，哺乳类基因组在 109bp数量级，比细菌大千倍；大肠杆菌约有 4000 个基因，人则约有 10万个基因。 ▲真核生物主要的遗传物质与组蛋白等构成染色质，被包裹在核膜内，核外还有遗传成分(如线粒体 DNA等)，这就增加了基因表达调控的层次和复杂性。 ▲原核生物的基因组基本上是单倍体，而真核基因组是二倍体。 ▲如前所述，细菌多数基因按功能相关成串排列，组成操纵元的基因表达调控的单元，共同开启或关闭，转录出多顺反子(polycistron)的mRNA；真核生物则是一个结构基因转录生成一条 mRNA，即 mRNA是单顺反子(monocistron)，基本上没有操纵元的结构，而真核细胞的许多活性蛋白是由相同和不同的多肽形成的亚基构成的，这就涉及到多个基因协调表达的问题，真核生物基因协调表达要比原核生物复杂得多。 ▲原核基因组的大部分序列都为基因编码，而核酸杂交等实验表明：哺乳类基因组中仅约10%的序列为蛋白质、rRNA、tRNA等编码，其余约90%的序列功能至今还不清楚。 ▲原核生物的基因为蛋白质编码的序列绝大多数是连续的，而真核生物为蛋白质编码的基因绝大多数是不连续的，即有外显子(exon)和内含子(intron)，转录后需经剪接(splicing)去除内含子，才能翻译获得完整的蛋白质，这就增加了基因表达调控的环节。 ▲原核基因组中除 rRNA、tRNA基因有多个拷贝外，重复序列不多。哺乳动物基因组中则存在大量重复序列(repetitive sequences)。用复性动力学等实验表明有三类重复序列：①高度重复序列(highly repetitive sequences)，这类序列一般较短，长 10－300bp，在哺乳类基因组中重复106次左右，占基因组DNA序列总量的10－60%，人的基因组中这类序列约占 20%，功能还不明了。②中度重复序列(moderately repetitive sequences)，这类序列多数长 100－500bp，重复101－105 次，占基因组10-40%。例如哺乳类中含量最多的一种称为Alu的序列，长约300bp，在哺乳类不同种属间相似，在基因组中重复3-×105 次，在人的基因组中约占 7%，功能也还不很清楚。在人的基因组中 18S/28SrRNA基因重复280次，5SrRNA基因重复2000次，tRNA基因重复1300次，5 种组蛋白的基因串连成簇重复30-40次，这些基因都可归入中度重复序列范围。③单拷贝序列(single copy sequences)。这类序列...