真核細胞擁有龐大的基因組,結構更複雜,含有大量重複序列

2021-01-11 曉趣歷史說

第二節真核基因表達調控的特點

較原核基因表達相比，真核基因的表達則複雜得多，調控系統也更為完善。這種差異的根本原因在於真核細胞的結構特性:首先，真核細胞擁有龐大的基因組，結構更複雜，含有大量重複序列，基因組的大部分序列是非蛋白質編碼的序列，而編碼蛋白質的序列絕大多數又是不連續的，即基因內都常被內含子(intron)隔開，在轉錄後經剪接(splicing)去除內含子，才能翻譯獲得完整的蛋白質;其次,真核細胞是一個結構基因轉錄生成一條mRNA,即mRNA是單順反子(monocistron)，基本上沒有操縱元件的結構，而真核細題的許多活性蛋白是由相同和不同的多肽鏈形成的亞基構成的，這就沙及到多個基因協調表達的問題

再次，以核小體為單位的染色質結構，以及眾多同DNA相互結合的蛋白質，成為調節基因開閉的重要因素，更為重要的是，隨著核被膜的出現，真核生物主要的遺傳物質與組蛋白等構成染色質，被包裹在核膜內，轉錄和翻譯在時間和空間上被分隔開.轉錄本及翻譯產物需經過複雜的加工與轉運過程，使得基因的表達受到細胞核內外諸多層次的調節.而核外的遺傳成分如線粒體DNA等,增加了基因表達調控的層次性和複雜性。

(二) 真核基因的表達調控貫穿於從DNA到有功能的蛋白質的全過程，即從DNA -RNA-蛋白質的信息傳遞過程。這一過程中的每-步都要經過調節，轉錄的起始(基因結構的活化、基因的擴增或重排。染色質結構的改變)、轉錄本的加工與運輸(RNA野接過程的調控mRNA從細胞核轉運至細胞漿及在細胞漿中定位的調節及穩定性的調控)、翻譯的調控和蛋白質活性調控等(圖1-1)。

因此，真核基因表達調控可 發生在不同水平上，是一個複雜的多級調控系統。其中轉錄水平的調控，尤其是轉錄起始的調節，對基因表達起看至關重要的作用. mRNA轉永起始是基因表達調控的基本控制點。

相關焦點

  • 除真核細胞病毒外,基因是連續的,即不含內含子序列
    ③存在大量重複序列，即在整個DNA中有許多重複出現的核苷酸順序，重複序列長度可長可短，短的僅含兩個核苷酸，長的多達數百、乃至上千。重複頻率也不盡相同；高度重複序列重複頻率可達106次，包括衛星DNA、反向重複序列和較複雜的重複單位組成的重複序列；中度重複序列可達103～104次，如為數眾多的Alu家族序列，KpnI家族，Hinf家族序列，以及一些編碼區序列如rRNA基因、tRNA基因、組蛋白基因等；單拷貝或低度重複序列，指在整個基因組中只出現一次或很少幾次的核苷酸序列，主要是編碼蛋白質的結構基因，在人基因組中佔約60～65%，
  • 真核細胞早期進化時間表揭曉
    通過分析數千個基因的重複，研究人員重建了導致真核細胞產生的進化事件，這些細胞是你肉眼所能看到的幾乎所有生命的前兆。從簡單的細菌細胞到複雜的真核細胞的進化時間表與以前所認為的不同。這項研究是由巴塞隆納IRB和烏得勒支大學的比較基因組實驗室合作完成的，發表在近期的《自然生態與進化》雜誌上。
  • 細菌的核區和基因組
    並且為了同真核細胞的細胞核有所區別，被稱作「擬核或類核」。有些的原核細胞的DNA為線形，還有些細菌含有不止一條的DNA分子，如：霍亂弧菌。3、在大多數情況下，結構基因在細菌染色體基因組中都是單拷貝但是編碼rRNA的基因rrn往往是多拷貝的，這樣可能有利於核糖體的快速組裝，便於在急需蛋白質合成時細胞可以在短時間內有大量核糖體生成。4、和病毒的基因組相似，不編碼的DNA部分所佔比例比真核細胞基因組少得多。
  • 世界首例人造單染色體真核細胞誕生
    2010年，美國科學家克萊特·文特爾及其科研團隊在《科學》雜誌報導了世界上首個「人造生命」——含有全人工化學合成的與天然染色體序列幾乎相同的原核生物支原體，引起轟動。 　　此次，以覃重軍研究組為主的研究團隊完成了將單細胞真核生物——釀酒酵母天然的16條染色體人工創建為具有完整功能的單條染色體。
  • 原核細胞和真核細胞的比較
    原核細胞和真核細胞是生物圈的兩個最重要的細胞類群。具有多種結構複雜的細胞器。細胞內部的結構和職能的分工是真核細胞區別於原核細胞的重要標誌。隨著細胞體積的增大與細胞內部結構的複雜化，細胞的內部就需要空間上的合理布局，也必然需要一個精密的支架，而細胞骨架可能主要擔任這個角色。這好比細胞核是「大腦」，細胞質是身體的各個「器官」。細胞骨架相當於「骨骼」。
  • 人造單條染色體真核細胞問世 我國開啟合成生物學研究新時代
    50多年後的今天，我國科學家在最新一期國際科學期刊《自然》上發表論文，宣布首次人工創造出有生命活性的單染色體真核細胞，開啟了合成生物學研究的新時代。人類能否創造生命？此次突破意義何在？人造纖維、人造衛星、人造材料……在我們的潛意識裡，只要是人造的東西都是沒有生命的。人類真能「創造」出生命嗎？
  • 真核細胞的基本結構體系
    真核細胞指具有真正的由核膜包圍的細胞核的細胞總稱。真核細胞是遺傳信息量大、結構複雜的細胞，原始的真核細胞在早在12億~16億年前的地球上就已經出現了。現存的真核生物種類繁多，既包括大量的單細胞原生生物，又包括全部多細胞生物（一切動植物、大部分真菌）。真核細胞在內部構建成許多精細的具有專門功能的結構單位。這些由生物大分子構成的基本結構體系，尺度均為5~20nm，它們構成了細胞內部結構精密、分工明確、職能專一的各種細胞器，並以此為基礎保證了細胞生命活動具有高度程序化與高度自控性。
  • 【光明日報】中國「創造」世界首例單條染色體真核細胞
    2010年，美國科學家J.Craig Venter和他的科研團隊在《科學》雜誌報導了世界上首個「人造生命」——含有化學人工全合成的與天然序列幾乎相同的染色體的原核生物支原體，引起了全世界轟動。記者今天獲悉，中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所合成生物學重點實驗室覃重軍研究團隊與合作者在國際上首次完成了將真核釀酒酵母天然的16條染色體人工創造為有功能的單條巨大染色體。
  • 中國人工合成生命裡程碑:創建全球首例人造單染色體真核細胞
    基因組層面上化學合成生命的大門在2010年正式開啟。當年，曾領銜人類基因組計劃的美國科學家克萊格文特爾（J. Craig Venter）及其團隊在《科學》（Science）雜誌報導了世界上首個「人造生命」——含有全人工化學合成的與天然染色體序列幾乎相同的原核生物支原體，引起轟動。
  • (新華全媒頭條)人造單條染色體真核細胞問世 我國開啟合成生物學...
    新華社上海８月２日電題：人造單條染色體真核細胞問世　我國開啟合成生物學研究新時代新華社記者王琳琳、張泉１９６５年，我國科學家在世界上首次人工合成出與天然分子化學結構相同、有完整生物活性的蛋白質——結晶牛胰島素，開闢了人工合成蛋白質的時代。
  • 原核細胞、古核細胞和真核細胞
    在已發現的物種（150萬種以上的動物、50萬種左右的植物和近8萬種真菌種）中它們的形態結構都大相逕庭，表現出明顯的不連續性，但是在它們的細胞結構卻大致相同如：都有細胞膜、細胞核和細胞質組成等。細胞中相同的結構但是另一方面，肉眼看不到的細菌、放線菌、支原體等微生物，它們的細胞結構則表現出很大的不同，它們沒有細胞核也沒有內質網等細胞器
  • 史上最全小麥基因組序列圖集問世
    科技日報北京12月2日電 （記者馮衛東）據最新一期《自然》雜誌報導，加拿大薩斯喀徹溫大學領導的國際團隊在一項對全球小麥生產具有裡程碑意義的研究——10+基因組計劃中，對代表全球育種計劃的15個小麥品種的基因組進行了測序。這將使科學家和育種人員能夠更快地識別出具有影響力的基因，從而提高小麥產量、害蟲抗性和其他重要的農作物性狀。
  • 【科技日報】小麥A基因組序列精細圖譜完成
    農業生產中廣泛種植的普通小麥，是一個經兩次自然雜交而形成的異源六倍體，含有A、B和D三個基因組，其基因組大而複雜，是水稻基因組的40倍，85%以上基因組DNA為重複序列，給基因組組裝研究設置了不少障礙。據了解，烏拉爾圖小麥是形成多倍體栽培小麥的核心基因組，解析烏拉爾圖小麥基因組，是闡明多倍體小麥基因組結構、功能和進化的關鍵基礎。
  • 原核細胞和真核細胞的區別 原核細胞和真核細胞有什麼區別
    關於原核細胞和真核細胞的區別，你有了解過嗎?那麼，今天小編就來介紹一下到底什麼是原核細胞，什麼是真核細胞，一起來看看吧!　　原核細胞和真核細胞的區別　　原核細胞是組成原核生物的細胞。　　真核細胞指含有真核(被核膜包圍的核)的細胞。其染色體數在一個以上，能進行有絲分裂，還能進行原生質流動和變形運動。
  • 合成生物學重大突破:中國科學家創建全球首個單染色體真核細胞
    然而，在 8 月 1 日，《自然》雜誌同時發表的兩個互相獨立的研究中，科學家通過融合釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的 16 條染色體，創造出一種基因組完整、但只含一條或兩條染色體的新菌株。他們發現新菌株酵母細胞的生長不存在重大缺陷，僅基因表達有微小的改變。這項研究表明生物體比科學家們之前預想的更能耐受染色體數目和結構的變化。
  • 中國科學家成功創建世界首例人工單染色體真核細胞
    中國科學院當天在上海舉行「國際首例人造單染色體真核細胞研究成果」新聞發布會說，2010年，美國科學家克萊格·文特爾(J.Craig Venter)及其科研團隊在《科學》雜誌報導了世界上首個「人造生命」——含有全人工化學合成的與天然染色體序列幾乎相同的原核生物支原體，引起轟動。
  • 解題妙招:「三看」「八個不一定」判斷真核細胞和原核細胞
    D.根據細胞中是否含有細胞核，可將甲、乙、丙分為真核細胞和原核細胞兩類【思路點撥】解答本題的關鍵是首先通過辨別甲、乙、丙的亞顯微結構模式圖，確定甲、乙、丙分別表示的生物類型，然後根據所學知識判斷各選項的正誤。
  • 古細菌與真細菌的區別
    在細胞結構和新陳代謝上，古細菌在很多方面接近其它原核生物。然而在基因轉錄這兩個分子生物學的中心過程上，它們並不明顯表現出細菌的特徵，反而非常接近真核生物。比如，古細菌的轉譯使用真核的啟動和延伸因子，且轉譯過程需要真核生物中的TATA框結合蛋白和TFIIB。
  • 真核細胞中單拷貝順序和重複順序常常是中間隔排列的
    真核細胞中單拷貝順序和重複順序常常是中間隔排列的。不僅如此，在一個基因內部往往被一個或幾個額外的順序分割成若干片段，這種插入到基因內部的順序稱為插入順序或內含子（intron）。內含子是不編碼的順序，而編碼的鹼基順序則稱為外顯子（exon）。插入順序是真核細胞DNA最主要的特徵。