⑴ 原核细胞和真核细胞基因表达过程的比较
原核基因表达调控与真核存在很多共同之处.但因原核生物没有细胞核,亚细胞结构及其基因组结构要比真核简单得多.
1.原核基因转录调节特点
⑴σ因子识别特异启肢瞎动序列,不同的σ因子决定特异基因的转录激活,决定mRNA,rRNA和tRNA基因的转录.
⑵除个别基因外,原核生物绝大多数基因按功能相关性成簇的串联、密集于染色体上,共同组成一个转录单位——操纵子.一个操纵子只含一个启动序列及数个可转录的编码基因.
2.真核细胞结构及基因组结构远比原核复杂,其基因表达调控机制发生在染色体活化、基因转录激活、转录后加工、翻译及翻译后加工等水平的调节携枯事辩饥洞件也要复杂的多.
(这个地方展开论述的话就很麻烦了,我也不知道该怎么表达,不好意思了.)
⑵ 真核生物基因和原核生物基因的表达有哪些主要差异
若是高中阶激陪段,下面这句话就差不多够用悄铅者了吧.相同点:原核生物和真核生物的基因组成大体上都分为编码区和非编码区;不同点:原核生物的基因编码区是连续的,而真核生物的基因编码区是不连续的,分为内含子和外显子.
要更详细的话,下面
基因上,真核生物和原核生物基因表达不同.因为真核生物的基因结构比较复杂(有内含子、外显子之分,且有复杂的调控用非编码序列,还有多个染色体…………)具体来说:
1.在真核细胞中,刚转录出来的RNA初级转录物包含内含子和外显子.然后在酶的催化下对它的两端进行修饰,内含子被剪切.最后成熟的RNA从细胞核迁移到细胞质,并在核糖体上翻译蛋白质.虽然这些步骤从图上看起来是一步一步按顺序完成的,事实上他们经常是同时发生的.例如,RNA加帽和拼接在RNA初级转录物完成时就开始了.但总的说,在时间上和空间上还是分开了!
2.在原核生物中,mRNA的合成相对比较容易.由于原核生物细胞没有细胞核,所以转录和翻译发生在同一地方,而且细菌mRNA的翻译经常在转录完成之前就开始了.即没有时间与空间的分隔!
而且,真核生物(除少数较低等真核生物外)一个mRNA分子一般只含有一个基因,原核生物的一个mRNA分子通常含有多个基因.
再者,二者虽然都具有核糖体,但又有不同!
如下例:
真核生物 原核生物
核糖体 80S 70S
大亚基 60S 50S
小亚基 40S 30S
即二者内部本质组成是不同的,这也就是为什么有些抗生素类药物可以抑制细菌合成蛋白质,却对人体无害的原因!(因为这些药物对真核生物核糖体无效.)
再从转录用酶的角度,举例如RNA聚合酶:
原核生物就一种,其全酶5个亚基,核心酶有4个亚基,还要有σ因子等的配合.
真核生物有三种,各有功能.
列举如下:
RNA聚合酶Ⅰ:
不受α-鹅膏蕈碱的抑制,大于10- 3mol/L
存在于核仁中,合成5.8S rRNA,18S rRNA和28S rRNA;
RNA聚合酶Ⅱ:
对α-鹅膏蕈碱最为敏感,10-8— 10-9mol/L
存在于核质中,合成hnRNA,snRNA
RNA聚合酶Ⅲ:
对α-鹅膏蕈碱中度敏感,在10-4— 10-5mol/L 时表现抑制;
存在于核质中,合成tRNA,5S rRNA.
此外,线粒体和叶绿体中也发现少数RNA聚合酶,但分子量小,活性低,由核基因编码,在细胞浆中合成后运送至细胞器中.
而且,原核生物中RNA聚合酶可以直接起始转录合成RNA ,真核生物RNA聚合酶则不能独立转录RNA .在真核生物中,三种RNA聚合酶都必须在蛋白质转录因子的协助下才能进行RNA的转录.另外,RNA聚合酶对转录启动子的识别,也比原核生物更加复杂,如对RNA聚合酶Ⅱ来说,至少有三个DNA的保守序列与其转录的起始有关,第一个称为TATA框,具有共有序列TATAAAA,其位置在转录起始点的上游约为25个核苷酸处,它的作用可能与原核生物中的-10共有序列相似,与转录起始位置的确定有关.第二个共有序列称为CCAAT框,具有共有序列GGAACCTCT,位于转录起始位置上游约为50-500个核苷酸处.如果该序列缺失会极大地降低生物的活体转录水平.第三个区域一般称为增强子,其位置可以在转录起始位置的上游,也可以在下游或者在基因之内.它虽不直接与转录复合体结合,但可以显着提高转录效率.
再说翻译过程,例如,肽链合成的终止,都是需要一种叫终止因子或释放因子的物质的参与.
原核生物有三种:
RF1(分子量:4.4万) 识别UAA、UAG .
RF2(4.7万) 识别UAA、UGA ,并能将其结合到核糖体上,由于50S亚基的肽基转移酶的作用,而促进肽基tRNA的水解反应.
RF3(4.8万):只有RF3与GTP(或GDP)能结合.具体作用是可增加RF1和RF2对终止密码子的亲和性.
(但它们均具有识别mRNA链上终止密码子的作用,使肽链释放,核糖体解聚.)
真核启薯生物就一种,即eRF,分子量约为25.5万,已从动物组织中提取到.
⑶ 原核生物与真核生物基因表达的区别
原核生物基因的转录和翻译在拟核区同时进行,且基因中没有内含子。真核生物基因先在核中转录,再在细胞悉皮质基质中翻译,且转录后会进行切去内含子mRNA等睁绝差复杂的过程才进宏野行翻译。
⑷ 真核生物基因在原核生物里表达 应如何操作
通过基因工程手段,用特定的限制性内切酶,切割目的基因和质轿亏粒载体,然后用DNA连接酶连接,用氯化钙或者电刺激处理原核生姿姿物细胞,把带有目的基因的载体导入原迹帆绝核生物即可.
⑸ 原核生物基因在真核生物中直接表达么
原核生物的机体能在基因表达过程的任何阶段进行调控,如调控可在转录阶段、转录后加工阶段和翻译阶段进行.转录的调控主要发生在起始阶段,这样可避免浪费能量合成不必要的转录产物.通常不在转录延伸阶段进行调控,但可在终止阶段进行调控,终止可以防止越过终止子而进行下一个基因的转录.RNA的初级转录产物本身是一个受调控的靶分子,转录物作为一个整体其有效性可以受到调控,例如,它的稳定性可以决定它是否保存下来用于翻译.此外,初级转录产物转变为成熟分子的加工能力可决定最后mRNA分子的组成和功能.在真核细胞中,还可对RNA从核到胞浆中的转运进行调控.但是在细菌中,mRNA只要一合成,就可用于翻译.翻译也像转录一样,在起始阶段和终止阶段进行调控.DNA转录的起始和RNA翻译的起始路线也很相似.
真核生物基因表达的调控要比原核生物复杂得多,特别是高等生物,不仅由多细胞构成,而且具有组织和器官的分化.细胞中由核膜将核和细胞质分开,转录和翻译并不是偶联,而是分别在核和细胞质中进行的,基因组不再是环状或线状近于裸露DNA,而是由多条染色体组成,染色体本身结构是以核小体为单位形成的多极结构,真核生物的个体还存在着复杂的个体发育和分化,因此说真核生物的基因表达调控是多层次的,从DNA到RNA到有功能蛋白质多途径进行调控的.主要的调控途径有如下几个方面:
①DNA和染色体水平上的调控:基因的拷贝数扩增或丢失和基因重排,DNA修饰,在染色体上的位置,染色体结构(包括染色质、异染色质、核小体)都可影响基因表达.
②转录水平上的调控:转录起始的控制和延伸的弱化对mRNA前体的水平都会产生影响.
③转录后RNA加工过程和运送中的调控:真核基因转录出的mRNA前体,要经过加工才能成熟为mRNA,包括切割、拼接、编辑、5`和3`末端修饰等,成熟的mRNA再运出细胞核.
④翻译水平上的调控:5`端前导序列形成茎环结构降低翻译水平或抑制蛋白结合5`端,阻止mRNA的翻译.
⑤翻译后的调控:翻译后产生的蛋白质常常需要修饰和加工如磷酸化、糖基化、切除信号肽及构象形成等,才能成为有活性的蛋白质,可以利用这个过程有选择地激活或灭活某些蛋白质.
⑥mRNA降解的调控:控制mRNA寿命就能控制一定数目的mRNA分子产生蛋白质数量,这种调控是由mRNA 3`端的序列决定的.
⑹ 真核基因在原核细胞中如何表达
基因工程操作的过程中,在导入真核细胞的目的基因时一般用人工合成基因的方法。即以目的基因转录成的信使RNA为模板,反转录成互补的单链DNA,然后在酶的作用下根据碱基互补原则合成双链DNA,从而获得所需要的目的基因。或根据已知的蛋白质的氨基酸序列,推测出相应的信使RNA序列,然后按照碱基互补配对原则,推测出它的结构基因的脱氧核苷酸序列,再通过化学方法,以单核苷酸为原料合成目的基因。为何不从真核生物的供体细胞的DNA中直接分离目的基因呢?1 从基因结构看,由于真核细胞的基因含有不表达的DNA片段,不能直接用于基因的扩增和表达。具体的说,真核细胞的基因结构在编码区是由不能够编码蛋白质的内含子和能够编码蛋白质的外显子组成。真核细胞的基因在真核细胞内表达时,先由整个编码区转录出RNA,再经过加工,即在细胞核中把由内含子转录出的对应序列从RNA中切去,将由外显子转录出的对应序列重新拼接起来,形成成熟的信使RNA,再到细胞质中去指导蛋白质的合成。而原核细胞对转录出的RNA不需要进行加工,直接翻译成蛋白质。2 从运载体看,由于经常使用的运载体是质粒、噬菌体和动植物病毒。而最常用的是大肠杆菌的质粒,而原核细胞的基因其编码区是连续的,能够直接编码蛋白质。因此,如果从真核生物的供体细胞的DNA中直接分离得到的目的基因重组到大肠杆菌的质粒上,即使转录出RNA,原核细胞也对转录出的RNA不进行加工(没有相关的酶),这样由于转录出的RNA中具有由内含子转录出的不能够编码蛋白质的对应序列,这样的RNA翻译不出所需要的蛋白质,从而使基因不能表达。只有重组到酵母菌(真核生物)的质粒上,才有可能使基因表达。
⑺ 原核生物基因表达过程
高中生物书讲得够清楚啊。复制:基因在解旋酶作用下解旋并以解旋后的两条链为模版以游离脱氧核糖核酸为原料,在DNA聚合酶作用下,根据碱基互补配对原则合成新的DNA子链。转录:基因在解旋酶作用下解旋。RNA聚合酶与原核基因编码区上游RNA聚合酶结合位点结合,在其作用下游离核糖核苷酸与原核基因模版链根据碱基互补配对原则编码并聚合成mRNA。翻译:mRNA为模版,由tRNA携带游离氨基酸,在核糖体内经酶的作用根据碱基互补配对原则mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子配对。同时,tRNA携带的氨基酸在氨基酸聚合酶作用下形成肽链。