豆豆寫于19.4.12
主要研究真核生物

DNA => pre-mRNA

基因結(jié)構(gòu)包括編碼區(qū)（CDS）和非編碼區(qū)

編碼區(qū)：不連續(xù)的基因結(jié)構(gòu)，又包含外顯子和內(nèi)含子，它們交替出現(xiàn)

• 外顯子：編碼區(qū)中不連續(xù)的具有蛋白編碼功能的DNA序列
  第一個外顯子的頭部是蛋白翻譯的起始密碼子；最后一個外顯子的尾部是終止密碼子，一般富含AT-

• 內(nèi)含子：編碼區(qū)中外顯子之間間隔的非編碼序列

• 外顯子與內(nèi)含子的鄰接部位是一段高度保守的序列：外顯子尾巴與下一個內(nèi)含子的頭部多數(shù)是GT，內(nèi)含子的尾巴與下一個外顯子的頭部多數(shù)是AG，可以簡單記做GT-AG法則，作為RNA剪切的識別信號

• DNA=》pre-mRNA（mRNA前體）或者hnRNA（核內(nèi)不均一RNA）=》（成熟）mRNA，其中pre-mRNA中包括了外顯子和內(nèi)含子，成熟的mRNA才只剩外顯子

• 開放閱讀框ORF：從DNA的起始密碼子（ATG）到終止密碼子（TAA、TGA、TAG）的堿基序列，且不包含終止密碼子

非編碼區(qū)：又叫'側(cè)翼序列flank'，是編碼區(qū)第一個外顯子+最后一個外顯子以外的區(qū)域，也就是指這個區(qū)域中包含了啟動子、終止子、增強子等調(diào)控元件

• 上游側(cè)翼(第一個外顯子以外的序列)：包含啟動子區(qū)域（promoter）

• 啟動子的作用是與RNA聚合酶特異性結(jié)合

• 第一個外顯子的5'轉(zhuǎn)錄起始位點(TSS)上游大約20-30個堿基的位置，是TATA box ，包含的堿基位置是TATAATAAT，保證RNA聚合酶可以準確識別轉(zhuǎn)錄起始位點并開始轉(zhuǎn)錄過程?？偠灾?strong>影響轉(zhuǎn)錄起始

• 第一個外顯子的5'轉(zhuǎn)錄起始位點上游大約70-80個堿基的位置，是CAAT box ，包含的堿基位置是GGCTCAATCT ，它是另一個RNA聚合酶的結(jié)合位點，它不影響轉(zhuǎn)錄起始，但可以控制轉(zhuǎn)錄起始頻率 。另外CAAT box兩側(cè)是GC box ，包含的堿基是GGCGGG ，起到轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)、激活轉(zhuǎn)錄的功能

• 增強子：一般位于TSS上游大約100個堿基以外，具有增強轉(zhuǎn)錄的作用，但是不用于啟動基因轉(zhuǎn)錄

• 沉默子：抑制DNA的轉(zhuǎn)錄過程，從而抑制翻譯，最常見是位于啟動子上游。有時也會出現(xiàn)在啟動子下游、基因本身內(nèi)含子或外顯子上；另外在下游側(cè)翼的3'非翻譯區(qū)也發(fā)現(xiàn)了沉默子

  參考：http://www./Bogari/Principle_files/4-genomes.pdf

• 下游側(cè)翼(最后一個外顯子以外的序列)：包含終止子序列

• 首先在最后一個外顯子的終止密碼子下游有一個AATAAA序列，這個序列主要參與mRNA 的多聚腺苷酸化過程。多聚腺苷酸化就是得到polyA尾巴之前，mRNA的3'端會水解掉10-15個堿基。這個序列的作用就是作為RNA裂解的信號，指導核酸內(nèi)切酶在此信號下游10～15堿基處裂解 mRNA。之后就是聚合酶作用使得3'端加上polyA變成成熟mRNA

• AATAAA序列再往下到轉(zhuǎn)錄終止位點（TTS）之前，是一個反向重復序列(7-20個堿基對)，轉(zhuǎn)錄后形成一個發(fā)卡結(jié)構(gòu)，可以阻礙RNA聚合酶移動，終止轉(zhuǎn)錄

注意：起始密碼子和終止密碼子都在外顯子上，位于編碼區(qū)；但是，轉(zhuǎn)錄起始位點TSS和轉(zhuǎn)錄終止位點TTS都在非編碼區(qū)，TSS在啟動子區(qū)下游&起始密碼子上游，TTS在終止子區(qū)下游&終止密碼子下游

pre-mRNA=》mature mRNA

pre-mRNA就是從轉(zhuǎn)錄起始位點TSS到終止位點TTS，還需要進行內(nèi)含子剪切，5'加帽子結(jié)構(gòu)，3'加PolyA修飾，才可以形成成熟mRNA

mature mRNA

包括編碼區(qū)、5'UTR、3'UTR、5'帽子結(jié)構(gòu)、3'polyA尾

• 編碼區(qū)：起始密碼子AUG開始，到終止密碼子(UAG、UAA、UGA)的堿基序列

• UTR：mRNA兩端的非編碼序列

• 5'UTR：上游非編碼區(qū)，位于5'帽子與起始密碼子（AUG）之間

• 3'UTR：下游非編碼區(qū)，位于編碼區(qū)末端的終止密碼子到3’尾巴之間

• 5'帽子：作用就是幫助mRNA跨過核膜，進入胞質(zhì)，并且此過程中保護5‘不被降解；翻譯時保證IFiii和核糖體識別

• 3’poly-A尾巴：作用也是幫助mRNA跨過核膜，進入胞質(zhì)，并且增加了mRNA在胞質(zhì)中存在的穩(wěn)定性。因為mRNA的降解過程是隨著時間延長，A尾逐漸變短；

疑難雜癥

• promoter雖然感覺和起始相關(guān)，但是它既不屬于外顯子也不屬于內(nèi)含子，它是非編碼區(qū)序列

• UTR其實是mRNA中的概念，但是在往上溯源，在DNA序列中算是外顯子exon的部分

• CDS序列以ATG開始，起始密碼子只有這一個，并且在外顯子中

• 一個基因中有外顯子和內(nèi)含子，但是基因和基因也不是連續(xù)的，它們之間的區(qū)域就不是intron內(nèi)含子了，而是叫做'基因間區(qū)'，同樣屬于非編碼序列

• 單順反子mRNA：只編碼一個蛋白的mRNA;多順反子mRNA：編碼多個蛋白

圖1

圖2