基因组学理论课 真核生物基因组.pptVIP

真核生物基因组分析一真核生物基因结构1启动子元件启动子(Promoter)在蛋白质编码基因中，启动子一般指基因5’端上游一段启动基因转录的核酸序列，是RNA聚合酶和转录因子结合的部位。而在rRNA和tRNA基因中，同时也包含了基因转录起始位点下游的一段序列。2断裂基因－－内含子和外显子内含子（intron）定义：任何存在于基因内部的核苷酸序列，在RNA拼接过程中被移除，并形成最终成熟的转录物。种类：已发现真核细胞中至少有8种明显不同的内含子，其中，GU-AG规则(GU-AGrule)和AU-AC(AU-ACrule)的内含子与真核细胞蛋白编码基因有关系。外显子（exon）定义：由基因编码的，在内含子被剪切后存在于成熟mRNA中的核苷酸序列。外显子既包含了蛋白质的编码区域，同时也有部分区域是非编码的，如mRNA的5’-非翻译区(5’-untranslatedregion,5’-UTR)和3’-UTR。对于一个转录本（transcript）而言，一些外显子可以全部或仅部分占据5’-UTR和3’-UTR。例如，对于一个转本而言，翻译起始位点不一定在1号外显子内，也可位于后面的外显子内。真核基因的内含子/外显子结构和对应的hnRNA转录物经过加工后的mRNA：（a）显示了与酵母内含子的5′和3′剪接位点相关联的保守序列。每个核苷酸旁的下标数字表示该核苷酸在所有已知酵母基因内含子中的出现频率。（b）剪接体通过配对识别剪接位点，从而产生mRNA以供核糖体翻译之用。不同生物基因组内含子数量不同：在简单的真核基因组中内含子一般出现得较少（如酵母基因组6000多个基因中总共只有239个内含子95%的人类基因至少有一个内含子，某些单个基因中就具有100个或更多内含子内含子在给定基因中的位置具有进化保守性，在同源基因的序列比对中内含子经常出现在相同的位置。EukaryoticGeneSeveralConceptsinRNASplicing3基因的可变剪接(AlternativeSplicing,AS)真核mRNA原始转录体（primarytranscripts）：转录发生在细胞核内并生产原始录体(hnRNA,pre-mRNA)复杂原始转录体－－在不同的时（不同发育阶段）空（不同组织细胞），同一原始转录体因转录起点、剪接方式或终止点的不同，可产生两种或多种成熟mRNA和多肽链。例如果蝇肌球蛋白重链转录体，在不同发育阶段有三种不同表达产物。人的降钙素基因相关肽（calcitoningenerelatedpeptide）原始转录体，在甲状腺、脑等不同组织细胞内，因剪接方式不同使其表达产物不同。

大部分真核基因被加工成一种类型的mRNA(maturemRNA)，约有60%的人类基因可剪接产生两种或多种mRNA序列，即存在可变剪接现象。有一个人类基因已被证明，相同的原始转录物可以产生64种不同的mRNA(isoforms)。外显子的相互排斥：小鼠肌钙蛋白T基因的外显子3和4是相互排斥的，外显子3用在平滑肌中，而外显子4用于其他所有组织中Alternativesplicingisregulatedbyactivatorsandrepressors4转录后加工－－加帽、剪接和加尾：RNA聚合酶Ⅱ转录物在加工前称为hnRNA（异质RNA），通过加帽（capping）、剪接和多聚腺苷酸化转化成适合核糖体翻译的mRNA。加帽（capping）－－是指所有发生在hnRNA5′末端的化学改变（包括甲基化作用）。多聚腺酸化（polyadenylation）－－指用一段大约由250个腺嘌呤（A）组成的序列替换hnRNA3′端的过程，这段序列不被翻译。基因组上的非编码RNA

(non-codingRNA,ncRNA)ncRNA非编码RNA(non-codingRNA,ncRNA)是指各种不翻译成蛋白质的RNA分子。过去也称此类RNA为小RNA(smallRNA)。但有些ncRNA分子其实相当大，例如长非编码RNA(longnon-codingRNA)。DNA序列中专门转录成非编码RNA的部分称为RNA基因或是非编码RNA基因。非编码RNA基因包括tRNA、rRNA以及一些小RNA，如snoRNAs、snRNAs、microRNAs、siRNAs与piRNAs(piwi-interactingRNA)等。MicroRNA