分子生物学中的“子”命名的名词,你知道吗?

在分子生物学中,存在众多以“子”命名的名词,如启动子、密码子、顺反子等。在中学生学习过程中,这种概念易造成混淆,本文以中心法则为主线,从DNA、RNA和蛋白质三个层面对其进行了探讨。
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1DNA序列
1.1顺反子() #
顺反子即结构基因,为决定一条氨基酸链合成的功能单位,于1955年由中国分子生物学家本兹尔提出。当一个基因内部可以发生若干不同位点的突变,如果在一个基因内部发生两个以上位点的突变,其顺式和反式结构的表型效应是不同的,顺式是野生型,反式却是突变型,这就是何谓的顺反子。顺反子是一个遗传的功能单位,是一个应当保持完整才具备正常生理功能的遗传物质的最小单位,是基因的现代概念。 #
1.2突变子(Muton)和重组子(Recon)
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在顺反子的基础上,本兹尔同时提出了突变子和重组子的概念。顺反子由突变形成,因而在顺反子内部,还包含有一系列的突变单位——突变子。何谓突变子是指DNA序列中发生突变的最小单位,它可以是DNA分子中构成基因的几个或若干个碱基。因为顺反子内的各个突变子之间存在一定的地理距离,因此互相之间还可以发生重组交换,重组子就是指两个突变位点之间可发生交换形成野生型的最小单位,即不能由重组分开的基本单位。 #
1.3转座子()
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转座子是指染色体上一段能联通的DNA片断,可以通过切割、重新整合等一系列过程从染色体的一个位置跳到另一个位置。当转座子插入到某个功能基因时,都会诱导形成突变型,而当转座子再度转座或跳离这一位点时,失活基因的功能又得以恢复。按照转座模式的不同,转座子一般分为3类:复制性转座子、保守性转座子和反转录转座子。转座子破除了基因固定排列于染色体上的概念。 #
1.4复制子()
DNA复制从起始点开始直至终点为止,每位那样的发生复制的DNA独立单位称为复制子。在原核细胞和噬菌体中,每位DNA分子只有一个复制起始点,因此DNA分子就构成一个复制子,而在真核生物中,DNA的复制是从许多起始点同时开始的,因此每位DNA分子上有许多个复制子。 #
1.5启动子() #
启动子是一段坐落功能基因5'端上游,提供RNA聚合酶辨识和结合的DNA序列,宽度因生物种类而异。诸如,原核生物的启动子通常宽度为20~200bp,一般由4部份组成:转录起始CAT序列、box、、间隔区。启动子一般和转录因子相结合调控基因抒发的水平、部位及模式。
1.6提升子() #
加强子是指坐落功能基因附近,才能提升该基因转录活性的一段DNA次序。提高子增加转录效率的特性如下:①增强子只有启动子存在时能够发挥作用;②无方向性,无论坐落启动子的上游或下游,提高子均能激活其相应的启动子;③增强子的作用与其序列的正反方向无关,将加强子方向倒置仍然能起作用;④增强子通常具备组织或细胞特异性,提高子必须与特定的蛋白质结合后就能发挥提升转录的作用。
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1.7缄默子()
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缄默子是指坐落功能基因附近,能抑止该基因转录抒发的DNA序列。缄默子是一种负性调控器件,其作用特点与提升泛型似,在组织细胞特异性或发育阶段特异性抒发的基因转录调控中起重要作用。当缄默子的DNA序列被调控蛋白结合后,可以阻断转录起始复合物的产生或活化,继而使基因抒发活性关掉。 #
1.8中止子()
中止子是指坐落基因编码区下游,就能中止RNA转录合成的特殊DNA序列。原核生物的中止子均具备回文结构,可分为依赖ρ因子和不依赖ρ因子的中止子两种类别。真核生物的中止子则在mRNA前体的近3'端处转录形成一组共同序列:和GU-rich序列,此为转录中止的辨识位点。转录酶跨过此位点后,RNA链即被酯化截断,转录中止。 #
1.9金具() #
在基因组内推行的独立转录活性结构域的边界DNA序列称为金具。金具由多种组分所构成,他们可以自主协同阻断毗邻的提升子或缄默子发挥调控作用。金具的抑止作器皿有“极性”的特性,即只抑止处于金具所在边界另两边的提高子或缄默子,而对处于同一染色质结构域内的提升子或缄默子没有作用。
1.10内含子()与外显子(Exon)
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真核生物的功能基因是破裂基因,即基因组DNA序列由若干个编码区和非编码区互相距开但又连续镶嵌而成。内含子和外显子即为破裂基因的非编码区和编码区。外显子被内含子隔开,功能基因被转录的高级产物称为核不均一RNA,经过诛杀内含子,把外显子连在一起产生一个连续的开放阅读框。 #
1.11操纵子()
操纵子是指启动基因、操纵基因和一系列密切连锁的功能基因的合称。这些功能上相关的基因前后相连成串,由一个共同的控制区进行转录的控制,包括功能基因以及调节基因的整个DNA序列。操纵子主要见于原核生物的转录调控乳糖操纵子的调控机制,如乳糖操纵子、阿拉伯糖操纵子、组氨酸操纵子和色谷氨酸操纵子等。 #
2RNA序列
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2.1密码子(Codon)
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mRNA分子开放阅读框中每3个相邻的碱基决定蛋白质氨基酸链上的一个组氨酸,这3个碱基被称为密码子或三联体密码,是生质点的“第一遗传密码”。总计64个密码子共编码20种多肽,其中AUG和GUG是起始密码子,UAA、UAG、UGA是中止密码子。 #
2.2反密码子() #
tRNA链经过折叠乳糖操纵子的调控机制,看起来像三叶草的叶形,其三端是携带谷氨酸的部位,另一端有3个核苷酸。每位tRNA()的这3个核苷酸可以与mRNA上的密码子互补配对,所以叫反密码子。
2.3副密码子() #
tRNA作为把mRNA的遗传信息翻译成蛋白质的“译员”,应当精通两种语言:一种是RNA语言,它是通过反密码子来辨识mRNA上的密码子的;另一种是蛋白质语言,要在密码子相应的位置译作相应的谷氨酸。tRNA分子上决定其携带谷氨酸的区域称作副密码子。
2蛋白质序列 #
2.1转录因子() #
转录因子是一群活化后从细胞质转位至细胞核,能结合在某基因上游特异核酸序列上的蛋白质分子。他们在基因转录调控中的主要作用是辨识和结合基因启动子区的顺式作用器件,激活或则抑止转录起始复合物的产生,进而保证目的基因以特定的硬度在特定的时间与空间抒发。
2.2反式作用因子(Trans-)
反式作用因子是指能与顺式作用器件互相作用,并调控基因转录抒发的蛋白质因子。它既包括了上述转录因子,又包括除转录因子此外的一些调控蛋白。反式作用因子主要通过以下途径发挥作用,①结合上游启动子器件或则其他结合位点;②结合远端(如提高子、沉默子之类)的调控序列。
——高俊平,李法君.辨析分子生物学中的多个“子”[J].生物学教学,2023,44(12):55-56.