原核生物和真核生物基因表达调控特点的比较

转录复制翻译原核生物和真核生物基因表达调控特点的比较结构决定功能原核生物和真核生物基因表达调控特点的比较——目录典型的真核细胞基因结构图典型的原核细胞基因结构图原核生物和真核生物基因表达调控特点的比较——结构决定功能原核真核没有外显子和内含子有外显子和内含子基因连续，没有间隔基因不连续，有间隔整个编码区能编码蛋白质外显子编码蛋白质，内含子不编码蛋白质基因组小基因组大重复性高重复性小相同：都具有编码区和非编码区都具有RNA聚合酶结合位点不同：真核生物基因组与原核生物基因组的主要区别：1.真核生物基因组DNA与蛋白质结合形成染色体，储存于细胞核内，除配子细胞外，体细胞内的基因组是双份的（即双倍体）。细菌染色体基因组通常由一条环状双链DNA分子组成，染色体形成类核，无核膜与胞浆分开。2.基因组远远大于原核生物的基因组，具有许多复制起点，而每个复制子的长度较小。3.真核细胞基因转录产物为单顺反子。一个结构基因经过转录和翻译生成一个mRNA分子和一条肽链。原核生物基因转录产物为多顺反子，功能上相关的几个基因往往在一起组成操纵子结构。4.真核基因组大部分基因含有内含子，因此，基因是不连续的，称为断裂基因，需要进行转录后加工；原核基因组没有内含子结构，不需进行转录后剪接加工。5.真核基因组中不编码的区域多于编码区域。原核基因组大部分为编码序列，不编码区域仅占一小部分。6.真核生物基因组存在重复序列，重复次数可达百万次以上基因组远远大于原核生物的基因组。7.真核生物基因组存在多基因家族、超基因家族和假基因。项目原核生物真核生物基因结构染色体组成条环状双链DNA分子组成，DNA与蛋白质结合形成，场所染色体形成类核，无核膜与胞浆分开储存于细胞核内，除配子细胞外，体细胞内的基因组是双份的（即双倍体）复制子基因组较小，只有一个复制子基因组较大，具有许多复制起点，而每个复制子的长度较小。顺反子多顺反子，功能上相关的几个基因往往在一起组成操纵子结构。单顺反子，一个结构基因经过转录和翻译生成一个mRNA分子和一条肽链。内含子没有内含子有内含子连续基因是连续的，基因是不连续（断裂基因）转录后加工不需进行转录后剪接加工需要进行转录后加工编码序列原核基因组大部分为编码序列，不编码区域仅占一小部分真核基因组中不编码的区域多于编码区域重复序列很少重复次数可达百万次以上基因组远远大于原核生物的基因组复杂性较简单真核生物基因组存在多基因家族、超基因家族和假基因原核生物和真核生物基因表达调控特点的比较——不同点——目录复制转录翻译DNARNA蛋白质复制原核生物真核生物时间整个细胞生长过程细胞周期的S期起点单起点多起点前导链的合成连续半连续，由一个复制起点控制一个复制子的合成，最后由连接酶将其连接成一条完整的新链片段长度RNA引物、冈崎片段长RNA引物、冈崎片段短DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种聚合酶α、β、γ、ε、δ五种聚合酶染色体端体复制染色体大多数为环状染色体为线状，末端有特殊DNA序列组成的结构成为端体转录原核生物真核生物场所细胞核内拟核区mRNAmRNA分子一般只编码一个基因一个mRNA分子通常含多个基因RNA聚合酶一种三种独立转录可以直接起始转录合成RNA不能独立转录RNA，三种聚合酶都必须在蛋白质转录因子的协助下才能进行RNA的转录翻译原核生物真核生物氨基酸的活化起始氨基酸是甲酰甲硫氨酸从生成甲硫氨酰-tRNAi开始翻译的起始起始tRNA是fMet-tRNA，30s小亚基首先与mRNA模板相结合，再与fMet-tRNA结合，最后与50s大亚基结合起始tRNA是Met-tRNA，40s小亚基首先与Met-tRNA相结合，再与模板mRNA结合，最后与60s大亚基结合生成起始复合物肽链的终止三种释放因子RF1,RF2,RF3eRF1和eRF3原核生物和真核生物基因表达调控特点的比较——不同点——复制真核生物和原核生物复制的不同点：1.真核生物DNA的合成只是在细胞周期的S期进行，而原核生物则在整个细胞生长过程中都可进行DNA合成2.原核生物DNA的复制是单起点的，而真核生物染色体的复制则为多起点的。3.真核生物中前导链的合成并不像原核生物那样是连续的，而是以半连续的方式，由一个复制起点控制一个复制子的合成，最后由连接酶将其连接成一条完整的新链。4.真核生物DNA的合成所需的RNA引物及后随链上合成的冈崎片段的长度比原核生物要短。5.原核生物中有DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种聚合酶，并有DNA聚合酶Ⅲ同时控制两条链的合成。真核生物中有α、β、γ、ε、δ五种聚合酶。聚合酶α、δ是DNA合成的主要酶，分别控制不连续的后随链以及前导链的生成。聚合酶β可能与DNA修复有关，聚合酶γ则是线粒体中发现的唯一一种DNA聚合酶.6.染色体端体复制不同。原核生物染色体大多数为环状，而真核生物染色体为线状。末端有特殊DNA序列组成的结构成为端体。真核生物和原核生物转录的不同点：1.真核生物的转录在细胞核内进行，原核生物则在拟核区进行。2.真核生物mRNA分子一般只编码一个基因，原核生物的一个mRNA分子通常含多个基因。3.真核生物有三种不同的RNA聚合酶催化RNA合成，而在原核生物中只有一种RNA聚合酶催化所有RNA的合成。4.真核生物的RNA聚合酶不能独立转录RNA，三种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，其RNA聚合酶对转录启动子的识别也比原核生物要复杂得多。原核生物的RNA聚合酶可以直接起始转录合成RNA。原核生物和真核生物基因表达调控特点的比较——不同点——转录真核生物转录过程示意图原核生物转录过程示意图真核生物和原核生物翻译的不同点：1.氨基酸的活化：原核起始氨基酸是甲酰甲硫氨酸，真核是从生成甲硫氨酰-tRNAi开始的。2.翻译的起始：原核的起始tRNA是fMet-tRNA，30s小亚基首先与mRNA模板相结合，再与fMet-tRNA结合，最后与50s大亚基结合。真核中起始tRNA是Met-tRNA，40s小亚基首先与Met-tRNA相结合，再与模板mRNA结合，最后与60s大亚基结合生成起始复合物。3.肽链的终止：原核含有三种释放因子RF1,RF2,RF3。真核只有eRF1和eRF3。4.蛋白质前体的加工蛋白质的折叠蛋白质的合成抑制这三步过程过于复杂，因具体物种而异原核生物和真核生物基因表达调控特点的比较——不同点——翻译原核生物和真核生物基因表达调控特点的比较——相同点真核生物和原核生物基因表达调控的相同点：1.DNA复制：都是半保留复制、半不连续复制、双向复制，在复制中需要的原料、模板、引物都相同，都有前导链和滞后链，都分为起始、延伸、终止三个过程。2.RNA转录：RNA合成方向都是从5’到3’，都需要DNA链作为模板，都需要RNA聚合酶和其他蛋白因子，原料都是四种核苷酸。聚合反应均是通过核苷酸之间形成的3，5-磷酸二酯键，使核苷酸链延长。3.翻译:原料都是氨基酸，tRNA，都需要消耗能量，都需要氨基酰—tRNA聚合酶，都是从5’到3’端翻译，氨基酸翻译完成后都需要进行加工。