《转录的基本过程》课件

转录的基本过程转录是基因表达的第一步，也是生命活动中不可或缺的一部分转录概述到的转换基因表达的起点细胞功能的关键DNA RNA转录是将中的遗传信息复制到它是基因表达的第一步，将遗传信转录对于细胞的生长、发育、代谢DNA分子中的过程息从传递到蛋白质合成过程和功能至关重要RNA DNA基因结构和转录基因是遗传信息的单位，由序列构成，包含编码蛋白质DNA或功能性的区域转录是将基因的序列转录为RNA DNA的过程，是基因表达的第一步RNA基因包含外显子、内含子和调控序列外显子是编码蛋白质或的序列，内含子是不编码的序列，调控序列控制基因RNA的表达转录的定义与作用定义作用转录是指以为模板合成的过程它是在细胞核中转录是基因表达的第一步，将中的遗传信息传递给DNA RNA DNA发生的RNA转录的重要性蛋白质合成遗传信息的传递12转录是蛋白质合成的第一步转录是遗传信息从亲代传递，它将遗传信息从转给子代的关键步骤，确保子DNA录到，为蛋白质合成代继承亲代的遗传特征RNA提供模板基因表达的调控3转录过程可以被各种因素调控，从而控制基因的表达水平，适应不同的生理环境转录的主要步骤启动聚合酶识别并结合到模板的启动子序列上RNA DNA延伸聚合酶沿着模板移动，并以碱基配对的方式合成链RNA DNA RNA终止聚合酶遇到终止信号，释放新合成的链，并从模板上解离RNA RNA DNA结构和转录DNA是一条双螺旋结构，由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成每个脱DNA氧核苷酸由一个脱氧核糖、一个磷酸基团和一个碱基组成碱基有四种腺嘌呤（）、胸腺嘧啶（）、鸟嘌呤（）和胞嘧啶（）A TG C转录是的遗传信息被复制到的过程中聚合酶是一种DNA RNA RNA酶，它在模板上构建分子与的碱基配对类似，DNA RNA RNADNA但用尿嘧啶（）代替胸腺嘧啶（）U T启动子序列的识别启动子区域转录因子识别机制启动子是链上的一段特定序列，位转录因子是与启动子序列结合的蛋白质科学家们利用各种实验技术，例如DNA DNA于基因转录起始位点的上游，是聚，它们可以调控基因的表达水平测序和基因芯片，来识别和研究启动子RNA合酶识别和结合的关键部位序列的功能聚合酶的结合与起始RNA启动子识别1聚合酶识别模板上的启动子序列，该序列标志着基因转录RNADNA的起始位置聚合酶结合2聚合酶与启动子结合，形成转录起始复合物RNA解旋DNA3在聚合酶结合后，双螺旋结构在启动子区域解开，暴露模板链DNA合成起始RNA4聚合酶以模板链为模板，开始合成链RNARNA链的延伸和终止延伸1聚合酶沿模板链移动，添加与模板碱基互补的核苷酸RNA终止2当聚合酶遇到终止信号时，转录停止RNA原核生物和真核生物转录的差异原核生物只有一个聚合酶，而原核生物转录和翻译同时进行，而RNA真核生物则拥有三种真核生物两者是分隔进行的真核生物的转录产物需要经过剪切和加帽才能成为成熟的mRNA真核生物转录的特点复杂性精确性可调控性真核生物的转录过程比原核生物更为复真核生物的转录过程高度精确，确保基真核生物的转录过程受多种因素调控，杂，涉及更多的蛋白质和调控机制因表达的时空特异性如环境变化、信号通路等剪切和加帽在真核生物中，转录后的需要加帽是在的端添加一个甲RNARNA57-经过剪切，去除非编码序列（内含基鸟苷帽子结构，以保护并mRNA子）促进其翻译的转运mRNA核糖体结合1与核糖体结合mRNA核孔复合物2通过核孔复合物转运至细胞质蛋白质合成3参与蛋白质合成翻译过程中的校验密码子校对核糖体校对将正确的氨基酸运送到核糖体，确保翻译的准确性核糖体识别错误的，防止错误的氨基酸被加入到多肽tRNA tRNA链中转录后调控剪接加帽去除内含子，连接外显子，形在的端添加一个帽子mRNA5成成熟的结构，保护免受降解，mRNA mRNA并促进翻译起始多聚腺苷酸化在的端添加一个多聚腺苷酸尾巴，稳定，促进其从mRNA3mRNA细胞核中输出基因表达的调控转录调控翻译调控12通过控制基因转录的起始、通过控制的翻译效率mRNA延伸和终止来调节基因表达来调节基因表达蛋白质降解3通过调节蛋白质的降解速率来调节基因表达转录因子的作用调节基因表达细胞特异性应答信号转录因子通过与启动子区域结合来控不同的细胞类型表达不同的转录因子转录因子可以响应外部信号，例如激制基因转录的起始，从而决定了其特异性的基因表达模素或环境变化，调节基因表达式转录水平的调控转录因子结合到启动子区域，促进染色质结构的改变影响转录效率，或抑制基因转录如组蛋白修饰和甲基化DNA非编码（）可以通过RNA ncRNA多种机制调节基因表达，例如抑制翻译miRNA mRNA染色质重塑的作用调节基因表达参与复制DNA12通过改变染色质结构，暴露染色质重塑可以解开紧密的或隐藏特定基因区域，从而染色质结构，为复制DNA影响基因的转录活性提供更易接近的模板修复损伤DNA3染色质重塑可以帮助修复受损的，确保遗传信息的完整性DNA非编码的转录调控RNA长链非编码microRNA RNA通过与靶结合，抑制其翻译或促进其降解长链非编码可以作为转录因子，调节基因表达，或与染microRNA mRNARNA，从而调控基因表达色质结合，影响基因组结构生理条件下转录的调控激素营养物质激素信号通路可调节特定基因葡萄糖或氨基酸的供应水平可的表达，例如，肾上腺素可诱影响代谢相关基因的表达，例导糖异生相关基因的转录如，胰岛素可促进葡萄糖转运蛋白的转录压力昼夜节律压力应激可激活压力应答基因昼夜节律的改变可影响许多基的表达，例如，皮质醇可诱导因的表达，例如，褪黑素可抑应激反应基因的转录制某些基因的转录环境因素对转录的影响温度变化光照强度营养物质温度变化会影响转录的速率高温会加光照强度会影响一些基因的转录例如营养物质的缺乏或过剩会影响转录的速速转录，而低温会减缓转录，植物的光合作用基因在光照下会被激率例如，缺氧环境会导致一些基因的活转录受抑制细胞信号通路与转录调控信号传导转录因子激活基因表达调控细胞接收外部刺激，并通过信号通路传信号通路激活特定的转录因子，调控基转录因子结合到基因的调控区域，影响递到细胞核因表达基因的转录水平代谢物对转录的调控作用代谢物作为信号分子影响转录因子表达12某些代谢物可以直接与转录代谢物可以调节转录因子的因子结合，改变其活性，从表达水平，进而影响基因转而影响基因表达录调控染色质结构3代谢物可以改变染色质的结构，从而影响基因的转录活性疾病中的转录异常癌症遗传病许多癌症的发生与转录调控异一些遗传病是由基因突变引起常有关，包括癌基因的过度表的转录异常，导致蛋白质表达达和抑癌基因的沉默异常，影响细胞功能免疫疾病免疫系统异常的调节会导致自身免疫病，而转录调控异常在免疫系统失衡中发挥重要作用转录调控机制的应用药物开发基因治疗农业生物技术靶向转录调控机制可以开发新的药物利用转录因子或其他调控因子，可以通过转录调控，可以提高农作物的产，治疗癌症、感染和其他疾病纠正基因缺陷或表达异常，治疗遗传量、抗病性或营养价值疾病转录研究的前沿技术转录研究不断发展，新的技术不断涌现单细胞测序可以解析单个细胞的转录组，揭示细胞异质性技术可用CRISPR于基因编辑，精确调控转录过程高通量测序技术不断提高，为研究转录组提供更深入的见解人工智能和机器学习应用于转录组数据分析，帮助我们更好地理解基因表达的调控机制总结与展望核心要点研究方向12转录是基因表达的关键步骤未来将进一步探索转录调控，从到，为蛋白机制，推动精准医疗和药物DNARNA质合成提供模板研发展望未来3转录研究将继续深化，为理解生命奥秘做出更大的贡献参考文献教科书学术期刊《分子生物学》第七版，Nature,Science,Cell著David L.Nelson网络资源NCBI,PubMed。