基础知识——基因结构

基因（遗传因子） 是产生一条多肽链或功能RNA所需的全部核苷酸序列。带有遗传信息的DNA片段称为基因。(百度百科)

我们都知道，不论真核生物还是原核生物都离不开基因，它储存着生长、发育、凋亡等几乎全部生命过程的信息。

一、基因结构

基因包含编码区和非编码区

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• 编码区：真核生物基因的编码区是不连续的，分为外显子和内含子，它们交替出现。在原核生物中，基因是连续的，也就是说无外显子和内含子之分。
• 非编码区：不能编码蛋白质的区段叫做非编码区。非编码区位于编码区前后，同属于一个基因，控制基因的表达和强弱 。

二、编码区(Coding region)

编码区

• 外显子 Exon

外显子(expressed region)是真核生物基因的一部分。外显子是最后出现在成熟RNA中的基因序列，又称表达序列。 编码区中不连续的具有蛋白编码功能的DNA序列

• 内含子 Intron

内含子（Intron）又称间隔顺序，指一个基因或mRNA分子中无编码作用的片段。就是编码区中外显子之间间隔的非编码序列。

• 外显子的尾部与下一个内含子的头部大多是GT
• 内含子的尾部与下一个外显子的头部大多是AG
• 记做GT-AG法则，作为RNA剪切的识别信号。
• 起始密码子(ATG),终止密码子(TAA、TGA、TAG)
• 开放阅读框(ORF)：从起始密码子到终止密码子的碱基序列，且不包含终止密码子

三、非编码区(Non-Coding region)

非编码区

• 增强子 Enhancer

增强子是DNA上一小段可与蛋白质结合的区域，与蛋白质结合之后，基因的转录作用将会加强。增强子可能位于基因上游，也可能位于下游。一般位于转录起始位点上游大约100个碱基以外。

• 启动子 Promoter

启动子是特定基因转录的DNA区域，启动子一般位于基因的转录起始位点5‘端上游，启动子长约100-1000bp。与RNA聚合酶特异性结合。

CAAT box

第一个外显子的5'转录起始位点(TSS)上游大约70-80个碱基的位置，具有GGCCAATCT 共有序列的核苷酸序列。是RNA聚合酶的结合位点，其作用是控制转录起始频率。

GC box

位于CAAT box两侧，包含的碱基是GGCGGG ，它有转录调节、激活转录的功能。

TATA box

第一个外显子的5'转录起始位点(TSS)上游大约20-30个碱基的位置。包含的碱基信息是TATAATAAT，其作用保证RNA聚合酶可以准确识别转录起始位点并开始转录过程。它影响转录的起始。

• 终止子 Terminator

终止子处于基因或操纵子的末端，给RNA聚合酶提供转录终止信号的DNA序列。

ATAAA

ATAAA 是 preRNA 在通过修剪后形成成熟mRNA 时在3'UTR产生ployA 是的加尾信号。这段序列再往下到转录终止位点（TTS）之前，是一个反向重复序列(7-20个碱基对)，转录后形成一个发卡结构，可以阻碍RNA聚合酶移动，终止转录

回文序列 palindrome sequence

回文序列是双链DNA中的一段倒置重复序列，这段序列有个特点，它的碱基序列与其互补链之间正读和反读都相同。当该序列的双链被打开后，如果这段序列较短，有可能是限制性内切酶的识别序列，如果比较长，有可能形成发卡结构，这种结构的形成有助于DNA与特异性DNA与蛋白质的结合。

三、preRNA

• 转录起始位点 Transcription start sites (TSS)

TSS在启动子区下游和起始密码子上游

• 转录终止位点 Transcription termination sites (TTS)

TTS在终止子区下游&终止密码子下游

四、mRNA

• UTR：mRNA两端的非编码序列
• 5'UTR：上游非编码区，位于5'帽子与起始密码子（AUG）之间
• 3'UTR：下游非编码区，位于编码区末端的终止密码子到3’尾巴之间
• 5'帽子：作用就是帮助mRNA跨过核膜，进入胞质，并且此过程中保护5‘不被降解；翻译时保证IFiii和核糖体识别
• 3’poly-A尾巴：作用也是帮助mRNA跨过核膜，进入胞质，并且增加了mRNA在胞质中存在的稳定性。因为mRNA的降解过程是随着时间延长，A尾逐渐变短；

参考链接

(基因结构基础知识)

(基因结构)