染色体与DNA
▲基因:DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列,是遗传物质最小的功能单位。 ▲基因的分子生物学定义:产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核苷酸序列 ▲基因组:单倍体细胞中含有的整套染色体。
▲染色体:细胞在有丝分裂(或减数分裂)时遗传物质存在的特定形式,是间期细胞染色质结构紧密组装的结果。
▲染色体组成:DNA、组蛋白、非组蛋白、部分RNA ▲染色体的特征: 1、分子结构相对稳定
2、能够自我复制,使亲子代之间保持连续性 3、能够指导蛋白质的合成,掌握整个生命过程 4、可以产生可遗传的变异
▲组蛋白:与DNA结合但没有序列特异性的蛋白,是染色体的结构蛋白,与DNA共同组 成真核生物染色质的基本结构单位核小体 ▲组蛋白的特性:
1、进化上保守,不同生物组蛋白的氨基酸组成和相似 2、无组织特异性
3、肽链上氨基酸分布不对称 4、组蛋白有修饰作用
▲非组蛋白:与DNA结合但有序列特异性的蛋白 ▲非组蛋白的特性:
1、具有多样性和异质性,不同组织细胞中其种类和数量都不相同
2、具有识别、结合特异性,能够识别特异的DNA序列,在不同的基因组之间,这些非组 识别的DNA序列在进化上是保守的
3、具有功能的多样性,包括基因表达的调控和协助染色质高级结构的形成
★真核与原核生物基因组的区别: 原核生物基因组 结构简单,几乎所有基因都用来编码蛋白质 功能相关的RNA和蛋白质基因,往往集中在一起形成功能或转录单位,可以一起被转录为多个mRNA(多顺反子mRNA) 有重叠基因(完全重叠、部分重叠、只有一个碱基对的重叠) 基因分布在一个染色体上 几乎每一个基因都是完整的连续的DNA片段 基因转录和翻译是同步的 原核生物的基因组一般是一个复制子 真核生物基因组 结构庞大,存在大量重复序列和非编码序列 基因的转录产物为单顺反子 基因分布在多个染色体上 基因是不连续的,中间存在不被翻译的内含子序列 基因组转录后的绝大部分前体RNA必须经过剪接过程才能形成成熟的mRNA 基因组的复制起点多,缺少明显的操纵子结构 存在大量的顺式作用元件 有端粒结构(一段DNA和蛋白质组成的复合体,保护DNA完整复制,保护染色体,决定细胞寿命) ▲C值反常现象(C值谬误):C值和种系进化程度无关 ▲DNA到染色体的四级组装:
DNA 核小体 螺线管 超螺线管 染色单体 7*6*40*5 ▲DNA的结构:
DNA的一级结构:4种核苷酸的链接及排列顺序,表示了DNA分子的化学构成。
DNA的二级结构:两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构,二级结构和高级结 构各种构型之间是存在一个动力学的平衡关系。 双螺旋结构的基本特点:
1、DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘绕构成的右手螺旋结构
2、DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接在外侧,通过3’-5’磷酸二酯键连接,构成基本 骨架,碱基在内侧,碱基平面与纵轴垂直,糖环平面与纵轴平行 3、DNA分子两条链上的碱基通过氢键按碱基互补配对原则结合
4、双螺旋的平均直径为2nm,一圈上升10个核苷酸,螺距为3.4nm
DNA的高级结构:指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕形成的特定空间结构,正负超螺旋在拓 扑异构酶或溴乙啶的作用下可以相互转变。
负超螺旋:顺时针右手螺旋的DNA双螺旋以相反方向围绕它的轴扭曲而成,松解了扭 曲压力。
正超螺旋:朝与DNA双螺旋内部盘绕相同的方向扭转,使DNA的结构更加的紧密。
★DNA的复制: ▲DNA的半保留复制:DNA在复制时,双链解开,按单链DNA的核苷酸顺序,按碱基配 对原则合成新链,组成新的DNA分子,新形成的DNA分子与原来的DNA分子的碱基顺序 完全相同,每个子代DNA的一条链来自亲代,一条是重新合成的,这种复制方式称为半保留复制。
▲DNA的半不连续复制:DNA复制时,一条链按5’-3’的方向连续合成,另一条链的合是不连续的,先按5’-3’的方向合成若干的冈崎片段,在通过DNA连接酶的作用合成一条链,这种合成方式称为DNA的半不连续复制。
▲冈崎片段:DNA复制中,一条链是连续合成的,另一条链首先按照5’-3’方向合成一系列短的小片段,再由酶连接形成新链,这些首先合成的短片段称为冈崎片段。
▲前导链:DNA复制中,按5’-3’方向连续合成,复制方向和复制叉移动方向相同,连续合成的一条链。
▲后随链:DNA复制中,复制方向与复制叉方向相反,不连续合成的链
▲复制叉:DNA复制时在DNA链上通过解旋、解链和SSB蛋白的结合等过程形成的Y字型结构称为复制叉。在复制叉处作为模板的双链DNA解旋,同时合成新的DNA链,生物体的复制单位称为复制子。
★DNA复制所需要的酶(按复制过程的先后顺序): ◆拓扑异构酶:将DNA 双链中的1条或2条切断,松开超螺旋后再将DNA 链连接起来,从而避免出现链的缠绕。拓扑异构酶I(使DNA一条链发生断裂,解开负的超螺旋,同转录有关),拓扑异构酶II(切断双链,作用是将负超螺旋引入DNA分子,同复制有关)。 ◆解旋酶:是解开双链的酶蛋白,每解开1对碱基,需要消耗2分子ATP。
◆单链结合蛋白(SSB):是一些能够和单链DNA 结合的蛋白质因子,用于稳定DNA 单链,保护单链DNA ,避免核酸酶的降解。
◆引发酶:参与构成引发体,合成RNA引物,提供复制所需要的3’-OH端,引发体由引发酶和引发前体组成。
◆DNA 聚合酶:需dNDP为原料,Mg2+激活,需模板和3’-OH端引物。
◆DNA连接酶:催化两段DNA之间磷酸二酯键的形成,但不能将两条游离的单链连接起来 ◆DNA复制的过程:起始(DNA母链形成复制叉,DNA合成从复制起始点出沿着两个方向进行,和RNA引物形成的阶段)。延长(复制叉的移动和新生链的延长,包括前导链和后随链的延长)。终止(新生子链和母链形成新生的双链DNA) ▲原核生物DNA聚合酶:
◆DNA 聚合酶I:5’-3’的聚合酶活性,3’-5’,5’-3’外切酶活性,在切除因紫外线照射而形
成嘧啶二聚体中有重要作用,也可用来切除冈崎片段5’端的RNA引物,使冈崎片段间缺口消失,保障连接酶的连接。
◆DNA 聚合酶II:5’-3’的聚合酶活性,3’-5’外切酶活性,主要是起修复DNA的作用。 ◆DNA 聚合酶III:5’-3’的聚合酶活性,3’-5’外切酶活性提高复制的保真性,是DNA复制中链延长的主导聚合酶。 ▲真核生物DNA聚合酶:
◆DNA聚合酶α(分布在核内,主要作用是引物合成)
◆DNA聚合酶β(分布在核内,主要起对损伤的修复,属高忠实性修复酶) ◆DNA聚合酶γ(分布在线粒体内,对线粒体DNA的复制发挥作用)
◆DNA聚合酶δ(分布在核内,主要负责DNA复制的酶,参与前导和后随链的合成) ◆DNA聚合酶ε(分布在核内,与后随链的合成有关) ▲DNA的复制体系:
dNDP为原料,DNA的两条链为模板链,一段RNA引物,引物酶,聚合酶等多种酶。 ▲DNA的复制的几种方式:
◆线性DNA复制(主要是真核生物)
◆环状DNA复制(大肠杆菌:θ型,质粒:滚环型(不需要RNA引物,只有一个复制叉),线粒体:D-型)
★真核与原核生物DNA 复制的比较: 相同点:
1、都以dNTP为底物,需要Mg激活,需要能量
2、聚合时需要模板和引物,都为半保留、半不连续复制 3、方向为5’-3’不断延长的是3’-OH 4、复制为高保真、有多种机制 不同点:
真核生物 多复制子,多复制起点,双向为主也有单向 一个复制单元一个复制叉,复制叉移动慢 DNA聚合酶种类较多,有15种以上 DNA复制需要起始点识别复合物 ▲DNA的修复 DNA修复系统 错配修复 功能 恢复错配,将错配切除 原核生物 单个复制子,单个复制起点,双向 一个复制单元有多个复制叉,复制叉移动快 DNA聚合酶种类相对较少 不需要 切除修复(碱基、核苷酸) 重组修复 DNA直接修复 SOS系统 切除突变的碱基和核苷酸片段 复制后的修复,重新启动停滞的复制叉(错误在后代中稀释) 修复嘧啶二体或甲基化DNA DNA的修复,导致变异 ▲错配修复:
DNA子链中的错配几乎完全能被修复,充分反映了母链序列的重要性,识别母链的依据来 自Dam甲基化酶,母链被甲基化保护,子链被切开,修复系统保存母链,修复子链,找出错误碱基所在的DNA链,并在对应于母链甲基化腺苷酸上游鸟甘酸的5’位置切开子链,在根据错配碱基相对于DNA切口的方位启动修复途径,合成新的子链DNA片段 ▲切除修复:
一些碱基在自发货诱发的条件发生脱酰胺,然后改变配对性质,造成案件转换突变 鸟嘌呤变为黄嘌呤与胞嘧啶配对 胞嘧啶变为尿嘧啶与腺嘌呤配对 ①碱基切除修复
AP位点:细胞中有不同类型、能识别受损核酸位点的核苷水解酶,它能特异性切除受损核 苷酸上的N-β-糖苷键,在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点,统称AP位点 ②核苷酸切除修复
当DNA链上相应位置的核苷酸发生损伤,导致双链之间无法形成氢键,特异的核苷酸内切酶识别损伤部位,核苷酸直接被切除,由核苷酸切除修系统负责修复 真核和原核核苷酸切除修复的不同:
原核生物切割12~13个核苷酸,真核生物切割27~29个核苷酸组成的小片段 原核由DNA聚合酶I合成新片段,真核由DNA聚合酶ε合成新片段 ▲DNA的直接修复
把损伤的碱基回复到原来的状态的一种修复,需要可见光的存在,需要光复活酶 ▲SOS反应
是细胞DNA损伤或复制系统收到抑制的紧急情况下,细胞为求生存而产生的一种应急措施,包括DNA修复和产生变异,是在没有模板指导下的复制修复,是一种应急反应 ▲DNA的转座
DNA的转座(移位):是由可移位因子介导的遗传物质重排现象 转座子(转座因子):存在于染色体DNA上可自主复制和移位的基本单位 ▲原核生物的转座子分为两类:插入序列(IS)和复合型转座子 ①插入序列(IS)
可以独立存在,有介导自身移动的蛋白质,也可以作为其他转座子的组成部分 ◆插入序列是最简单的转座子,不含任何宿主基因 ◆是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分
◆他们都是很小的DNA片段,末端具有倒置重复序列
◆转座时往往复制宿主靶点一小段DNA,形成位于IS序列两端的正向重复序列
◆已知的IS序列都只有一个可译框架,翻译起始位点挨着第一个倒置重复序列,终止点位 于第二个倒置重复区或附近 ②复合型转座子
是一类带有某些抗药性基因(或其他宿主基因)的转座子,两翼往往是两个相同或高度同源 的IS序列,IS序列插入到某个功能基因两端时就可能产生复合型转座子,一旦形成复合转 座子,IS序列就不能单独移动,只能做复合体移动。 ③TnA家族
没有IS序列,体积庞大的转座子,这类转座子带有三个基因,其中一个编码β-内酰胺酶, 另外两个是转座作用所必需的,所有的TnA转座子两翼都带有38个碱基的倒置重复序列。 ▲真核生物中的转座子
玉米中的控制因子(具有典型的IS序列,两翼有两个倒置重复区) 1、自主性因子:具有自主剪接和转座的功能
2、非自主性因子:单独存在时是稳定的,不能转座,当基因组中存在与非自主性因子同家族
的自主性因子时,才具备转座功能,成为与自主性因子相同的转座子 ▲转座作用的机制
受体分子中有一段很短的,被称为靶序列的DNA会被复制,使插入的转座子位于两个重复的靶序列之间
①复制型:整个转座子被复制,所移动和转位的仅仅是原转座子的拷贝 ②非复制型:原始转座子作为一个可移动的实体直接被移位 ▲转座的遗传效应 1、转座引起插入突变 2、转座产生新的基因 3、转座产生的染色体畸变 4、转座引起生物进化
★IS和复合型转座子的比较: 相同点:
都可以移动,都具有倒置重复序列 不同点 IS 结构简单,无宿主基因 IS序列可以单独存在 IS序列可以自主移动 不存在任何和插入功能无关的基因区域
复合型转座子 含有抗药或宿主基因 IS序列存在于功能基因的两端 IS只能做复合体移动 生物信息的传递(从DNA到RNA)
▲转录:指拷贝出一条与DNA链序列完全相同(除了T—U之外)的RNA单链的过程,是基因表达的核心步骤
▲翻译:是指以新生的mRNA为模板,把核苷酸三联遗传密码翻译成氨基酸序列、合成多肽链的过程,是基因表达的最终目的 基因的表达是由转录和翻译组成的
▲编码链与无义链:把与mRNA序列相同的那条DNA链称为编码链(有义链、crick链),把另一条根据碱基互补配对原则指导mRNA合成的DNA链称为模板链(无义链、反义链、watson链)
▲RNA的类别:
◆信使RNA(messenger RNA,mRNA):在蛋白质合成中起模板作用 ◆核糖体RNA(ribosoal RNA,rRNA):与蛋白质结合构成核糖体(ribosome) ◆转移RNA(transfor RNA,tRNA):在蛋白质合成时起着携带活化氨基酸的作用 ◆其他RNA
1、小分子细胞核RNA(snRNA):真核生物转录后加工过程中RNA剪接体(spilceosome)的主要成分,参与mRNA前体的加工过程
2、反义RNA:可与mRNA或有义DNA链互补导致正常翻译终止的RNA分子
3、细胞质小分子RNA(scRNA):与蛋白质的合成和运输, 如SRP颗粒就是一种由一个7SRNA和蛋白质组成的核糖核蛋白体颗粒,主要功能是识别信号肽, 并将核糖体引导到内质网 4、核仁小RNA(snoRNA): 与其它RNA的处理和修饰有关,如核糖体和剪接体核小RNA、gRNA等
▲RNA分子结构的特点: ①多以单链存在,有双链存在
②单链RNA分子局部回折,在某些区域形成短的双螺旋区 ③没有参与配对的区域形成突环 ▲mRNA的特点:
①含量在所有RNA中较少,只占到1~2% ②mRNA的代谢比较快
③原核生物的mRNA与相应的基因是共线的,并且是多顺反子(为两条以上的不同肽链编码的mRNA)。真核生物的mRNA与相应的基因不是共线的,是单顺反子(只为一条肽链编码的mRNA),转录产物是hnRNA,需要经过加工、修饰才能成为成熟的mRNA ▲tRNA的结构特点: ①一级结构分子量小
②在碱基的组成上游较多的稀有碱基 ③3’端多为CCAOH
④5’端多数为PG(磷酸化的G),也有PC
⑤呈三叶草型,四环四臂,氨基酸臂用来激活氨基酸,反密码臂和反密码环,与mRNA结合,在翻译中起重要作用,二氢尿嘧啶环、臂和假尿苷环、臂,用于识别核糖体,额外环,是tRNA分类的重要指标,tRNA的三级结构为倒L型。
◆不对称转录:在DNA分子双链某一区段,一股链用作模板指导转录,另一股链不转录,模板链并非永远在同一条单链上
◆转录所需要的原料:DNA模板、RNA聚合酶、NTPs、能量
◆转录单元:一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列,一个转录单位可以是一个基因, 也可用是多个基因
◆转录的特点:不对称性、连续性、单向性、有特定的起始点和终止点
★转录与复制的异同: 相同点:
①都以DNA为模板 ②原料都是核苷酸
③合成方向都为5’到3’ ④遵守碱基互补配对原则 ⑤产物为多聚核苷酸链 不同点: 复制 原料为dNTP DNA聚合酶 产物为子代双链DNA 转录 原料为NTP RNA聚合酶 产物为mRNA、tRNA、rRNA 两股链均复制,需要引物 模板链复制或不对称转录,不需要引物 A—T、C--G A—U、T—A、C--G ★RNA转录的基本过程: ①模板识别:
指RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程
◆启动子:基因转录起始所必须的一段DNA序列,是基因表达调控的上游顺式作用元件 ◆起始前复合物:真核生物RNA聚合酶不能直接识别基因的启动子区,需要一些被称为转录调控因子的辅助蛋白质按特定的顺序结合在启动子上,RNA聚合酶才能与之结合,形成复制的转录起始复合物(PIC) ②转录起始:
RNA链上第一个核苷酸键的产生,不需要引物
启动子附近DNA被解链,形成转录泡,促进NTPs和模板DNA的碱基配对,转录起始后直到形成9个核苷酸短链的过程是通过启动子阶段,新生的RNA链与DNA模
板链结合不够牢固就容易从DNA链上掉下来,导致转录重新开始,通过启动子的时间越短, 基因的转录起始频率也越高 ③转录的延伸:
RNA聚合酶释放σ因子(起始的终止反应)离开启动子之后,核心酶沿模板DNA链移动并使新生的RNA链不断伸长的过程,RNA3不断延长,合成后的DNA链又重新形成双链结构 ③转录的终止:
RNA链延伸到转录终止位点,RNA聚合酶不再形成新的磷酸二酯键,DNA恢复双链状态,RNA聚合酶和RNA链从模板上释放出来 ▲RNA聚合酶 ◆原核生物RNA聚合酶:
一种原核生物的RNA聚合酶几乎负责所有的mRNA、tRNA、rRNA的合成,大多数原核生物的RNA聚合酶组成相同,两个α亚基、一个β亚基、一个β’亚基、一个ω亚基组成核心酶,在加上一个σ亚基后则成为聚合酶全酶。σ因子辨认起始点,延长过程仅需要核心酶的催化。
β亚基和β’亚基组成聚合酶的催化中心
α亚基与核心酶的组装及启动子的识别有关,并参与RNA聚合酶和部分调节因子的相互作 用
σ因子的作用是负责模板链的选择和转录的起始,是酶的别构效应物,使酶专一性识别模板
上的启动子,σ因子不仅可以增加聚合酶对启动子的亲和力,还降低了它对非专一位点的亲 力
★真核和原核生物RNA聚合酶的异同点: 相同点:
①主要以DNA为模板,以4种核苷三磷酸作为活性前体 ②需要Mg2+或Mn2+为辅助因子
③不需要任何引物,但真核RNA聚合酶识别启动子需要起始复合物 ④以5’--3’方向合成RNA链,缺乏3’--5’外切酶活性 ⑤是一个含有多个亚单位的酶 不同点:
①原核生物一种RNA聚合酶负责所有各种RNA的合成,真核生物RNA聚合酶根据其在体内不同的位置作用不同
②原核生物的RNA聚合酶组成相同,两个α亚基、一个β亚基、一个β’亚基、一个ω亚基组成核心酶,在加上一个σ亚基后则成为聚合酶全酶,真核生物RNA聚合酶一般由8~16个亚基组成
★RNA聚合酶的功能: ①识别DNA双链上的起始子
②使DNA变性在启动子处解旋成单链
③通过阅读启动子序列,RNApol确定其转录方向和模板链 ④最后当它达到终止子时,通过识别停止转录 ◆真核生物RNA聚合酶: 酶 RNA聚合酶I RNA聚合酶II 细胞内定位 转录产物 相对活性 对α-鹅膏蕈碱的敏感程度 核仁 核质 rRNA hnRNA tRNA 50%~70% 20%~40% 约10% 不敏感 敏感 存在物质特异性 RNA聚合酶III 核质 在动物细胞中高浓度的α-鹅膏蕈碱可抑制转录,在昆虫中则没有抑制作用。 真核生物的RNA聚合酶比原核生物的RNA聚合酶复杂,但有相似性,3类聚合酶中有两个 相对分子质量超过1*105的大亚基,同种生物3类聚合酶有共享小亚基的倾向。
真核生物线粒体和叶绿体中还存在着不同的RNA聚合酶,线粒体的RNA聚合酶只有一条 多肽链,相对分子质量小,是已知的最小的RNA聚合酶之一,与T7噬菌体的RNA聚合酶 有同源性。叶绿体RNA聚合酶较大,结构上与细菌中的RNA聚合酶相似,由多亚基组成, 部分亚基由叶绿体基因编码(半自主性)。
叶绿体和线粒体RNA聚合酶的活性不受α-鹅膏蕈碱所抑制
★RNA聚合酶和DNA聚合酶的区别 大小 引物 产物 作用方式 外切酶活性 修复能力 RNA聚合酶 大 无 较短、游离 无 无 DNA聚合酶 小 有 较长、与模板以氢键相连 5’-3’ 3’-5’ 有 有 一条链的某段 两条链同时进行 校对合成能力 无
▲转录复合物 模板的识别阶段:
①RNA聚合酶全酶对启动子识别
②RNA聚合酶与启动子可逆性结合形成封闭复合物(DNA仍处于双链状态)
③DNA构象开始发生变化,封闭复合物转变为开放复合物,结合在-10区(RNA聚合酶全酶结合的DNA序列一小段双链被解开)
④开放复合物与最初的两个NTP结合,在两个NTP之间形成磷酸二酯键形成RNA聚合酶、 DNA和新生RNA的三元复合物
合成释放2~9个核苷酸的短RNA转录物,所谓的流产式起始 ⑤三元复合物 释放σ亚基形成转录延伸复合物(核心酶、DNA和新生RNA组成)
聚合酶全酶的作用是启动子的选择和转录起始,核心酶的作用是链的延伸,只有带σ因子的
全酶才能专一的与DNA上的启动子结合,选择其中一条链作为模板合成RNA链,σ因子在于帮助转录起始,一旦转录开始,它就脱离了起始复合物,由核心酶负责RNA链的延伸。延伸复合物稳定只有在遇到转录终止信号时,RNA聚合酶才停止加入新的核苷酸,RNA-DNA复合物解离,释放转录产物并导致聚合酶本身从模板DNA上解离下来。 ▲反式作用因子:能直接、间接辨认和结合转录上游区段的DNA并参与调解转录效率的蛋白质
▲顺式作用元件:存在于基因旁侧序列中能够影响基因表达的序列,他们的作用是参与基因表达的调控,本身不编码任何蛋白质,仅仅提供一个作用位点,要与反式作用因子相互作用而起作用
▲转录因子:反式作用因子直接或间接结合RNA聚合酶的,则称为转录因子 ▲启动子与转录起始
◆转录起点:指与新生RNA链的第一个核苷酸相对应DNA链上的碱基,通常为嘌呤,通常把5’端得序列称为上游序列,而把后面即3’端序列称为下游序列 ◆启动子:一段位于结构基因5’端上游区的DNA序列,能活化RNA聚合酶,使之与模板DNA准确的结合并具有转录起始的特异性。转录取决于酶与启动子能否有效的形成二元复合物 ◆转录单元:一段从启动子开始到终止子结束的DNA序列
★原核生物启动子的异同点: 相同点:
①都有识别、结合、起始三个位点
②序列保守,如原核的-35,-10序列,真核的TATA、CG、CAAT、OCT ③位置和距离都比较恒定 ④直接和多聚酶相结合 ⑤常和操纵子相邻
⑥都在其控制基因的5’端
⑦决定转录的启动、方向以及效率 不同点
①原核操纵子比较近、相邻
真核具有一些远距离的调控元件,如增强子 ②原核生物启动子位置比较恒定
真核生物启动子的位置、序列、方向等不完全相同,存在变化 ③原核启动子区范围小 真核启动子区范围大
④原核启动子直接和RNA聚合酶相结合
真核启动子需要转录因子参与形成起始复合物才能和多聚酶相结合 ▲原核生物的TATA区和-35区
位于起点上游10bp处,又称-10区,-10位的TATA区和-35位的TTGACA区是RNA聚合酶与启动子的结合位点,能与σ因子相互识别具有很高的亲和力
◆TATA区:又称-10区,RNA聚合酶与模板DNA相结合后,DNA中有一段被RNA聚合酶保护的序列,在保护区内有一个RNA聚合酶紧密结合的位点,约位于起始点上游的10bp处,称为-10区,有共同序列TATA TATA区功能: ①RNApol紧密结合 ②形成开放启动复合体 ③使RNApol定向转录
◆-35区:保护区以外的,启动子-35bp处,共同序列TTGACA,也是RNA聚合酶的结合位点 -35区的功能:
①为RNApol的识别位点
②RNApol的核心酶只能起到和模板结合和催化的功能,并不能识别-35序列,只有σ亚基才能识别-35序列,为转录选择模板链 ③可以控制转录起始的频率
◆下降突变:将TATAAT区变成AATAAT就会大大降低其结构基因的转录水平
◆上升突变:例如在乳糖操纵子中,将TATGTT区变成TATATT就会提高启动子效力,提高乳糖操纵子转录水平
▲真核生物的TATA区和CAAT区
真核生物位于转录起始点上游-30~-25bp处的共同序列TATAAA,也称TATA区,使转录精确起始,在起始位点上游-78~-70bp处还有一段共同序列CCAAT,和原核生物中-35bp序列相对应,称为CAAT区,控制转录起始频率 ▲-10区和-35区的最佳距离为16~19bp ▲增强子及其功能(远端调控区)
在转录起始点上游约200bp处有两段72bp长的重复序列,他们不是启动子的一部分,但能增强或促进转录的起始,除去这两段序列会大大降低这些基因的转录水平,若保留其中一段或将之取出插至DNA分子的任何部位,就能保持基因的正常转录,称这种能强化转录起始的序列为增强子或强化子
▲增强子的作用机制:通过影响染色质DNA-蛋白质结构或改变超螺旋的密度而改变模板的整体结构,从而使得RNA聚合酶更容易与模板DNA相结合,起始基因转录
★增强子的特点: ①远距离效应,一般位于上游-200bp处
②无方向性,无论在靶基因的任何位置都可以发挥增强转录的作用 因为DNA分子有一定的柔性,可以弯曲,结合在增强子上的反式激活因子能够与转录复合物相互作用
③顺式调节,只调节位于同一染色体上的靶基因,对其他染色体上的基因没有作用 ④无物种和基因的特异性
⑤具有组织特异性,增强子需要特定的蛋白质因子参与 ⑥有相位性,作用和DNA的构象有关 ⑦有的增强子可以对外部信号产生反应 ▲真核生物启动子对转录的影响
◆启动子:确保转录精确而有效的起始的DNA序列
真核生物位于转录起始点上游-35~-25bp处含有TATA序列,在-80~-70bp处还含有CCAAT,称为CAAT区,在-110~-80含有GCCACACCC或GGGCGGG,TATA区上游的保守序列称为上游启动子元件或上游激活序列,TATA区使转录精确的起始,如果除去TATA区或进行碱基突变,转录产物下降的相对值不如CAAT区或GC区突变后明显,但发现所获得的RNA产物起始点不固定,CAAT区和GC区主要控制转录的起始频率,CAAT区影响较大。
★真核生物启动子的特点: ①有多种元件:TATA框、GC框、CAAT框、OCT框等 ②结构不稳定
③他们的位置、序列、距离、方向都不完全相同 ④有的有远距离调控元件存在,如增强子
⑤这些元件常常起到控制转录效率和选择起始位点的作用
⑥不直接和RNApol结合,转录时先和其他转录激活因子相结合再和聚合酶结合 ▲启动子存在很多顺式元件 ①核心启动子成分TATA框
②上游启动子成分,CAAT框,GC框 ③远上游元件,增强子,沉默子 ④特殊的启动子成分
★真核和原核转录起始位点的差异 ①原核生物无帽子结构,嘌呤和嘧啶都能起始转录,真核生物的转录起始位点不但有帽子结构而且要求有腺嘌呤才能起始转录
②原核生物启动区间范围比较小,真核生物比较大
③原核生物中除了TATA之外,在启动子上游只有TTGACA区是RNA聚合酶的主要结合位点,而真核生物中相应的调节框则比较多,除了TATA外,还有CAAT,GC等和增强子 ▲转录的抑制
①DNA模板功能抑制剂,通过与DNA结合而改变模板功能(放线菌素D) ②RNA聚合酶的抑制物,与RNA聚合酶结合而抑制其活力 抑制剂 利福霉素 利迪链霉素 放线菌素D 靶酶 细菌全酶 细菌核心酶 真核RNA聚合酶I 抑制作用 和β亚基结合,抑制起始 和β亚基结合,抑制起始 与DNA结合,阻止延伸 α-鹅膏蕈碱 真核RNA聚合酶II 与RNA聚合酶II结合 ★真核生物和原核生物mRNA的区别 真核生物mRNA 主要以单顺反子形式存在 mRNA的前体进行修饰,转录和翻译不是同时进行 mRNA寿命比较长 5’端有甲基化的帽子,3’端由ployA的尾巴 几乎永远以AUG作为起始密码 原核生物mRNA 主要以多顺反子形式存在 转录和翻译同时进行 mRNA寿命比较短 5’3’端都有不编码序列,中间是蛋白质编码区 常以AUG有时以GUG、UUG作为起始密码 ▲真核生物5’端帽子结构
mRNA的5’端是在转录后加上一个甲基化的鸟嘌呤,由腺苷酸转移酶完成,一般认为帽子结构是GTP和原mRNA的5’三磷酸腺苷或鸟苷缩合反应的产物,新加上的G与mRNA链上所有其他核苷酸方向正好相反,类似于一顶帽子倒扣在mRNA链 帽子结构的功能:
①有助于mRNA越过核膜,进入胞质 ②保护5’端不被核酶降解
③翻译时供起始因子和核糖体识别,是翻译所必需的 ▲真核生物3’端多聚A尾巴
除组蛋白基因外,真核生物mRNA的3’端都有polyA序列,基因长度因mRNA种类不同而变化,polyA序列是在转录后加上去的,可能在细胞核中的核不均一核RNA阶段就已经加上了,几乎所有真核基因的3’端转录终止位点上游的保守序列AAUAAA对于初级转录产物的准确切割及加polyA是必需的 3’端多聚A尾巴的功能:
①是mRNA由细胞核进入细胞质所必需的形式
②提高了mRNA在细胞质中的稳定性 ③可以促进核糖体的有效循环 ▲终止
合成RNA链,直到碰上终止信号时才与模板DNA相脱离并释放新生RNA链,终止发生时,所有参与形成RNA-DNA杂合体的氢键都必须被破坏,模板DNA链才能与有意链重新组合成DNA双链。大肠杆菌的终止子可以分为不依赖ρ因子和依赖ρ因子两大类 ◆不依赖ρ因子的终止:
这类终止反应中,没有任何其他因子的参与,核心酶在某些位点终止转录,模板DNA上存在终止转录的特殊信号—终止子,又称内在终止子,每个基因或操纵子都有一个启动子和终止子
内在终止子的特点:
①终止位点上游一般存在一个富含GC碱基的二重对称区,由这段DNA转录产生的RNA容易形成发卡式结构
②终止子位点前有一段4~8个A组成的序列,所转录产生的3’端为寡聚U,这种结构特征的存在决定了转录的终止
终止效率与二重对称序列和寡聚U的长短有关,随着发卡式结构和寡聚U序列长度增加,终止效率逐步提高
◆依赖ρ因子的终止:
ρ因子结合在新生的RNA链上,是一个由6个相同亚基组成的六聚体,具有NTP酶和解旋酶活性,通过催化各种核苷酸三磷酸,使新生RNA链从三元复合物中解离出来,从而终止转录
▲RNA中的内含子
◆外显子:在断裂基因及其初级转录产物上出现,并表达成为成熟RNA的核酸序列 ◆内含子:隔断基因的线性表达而在剪接过程中被除去的核酸序列
◆断裂基因:真核生物的结构基因,由若干个编码区和非编码区相互间隔开,但又连续镶嵌而成,去除非编码区再连接后,可翻译出由连续氨基酸组成的完整的蛋白质,这些基因称为断裂基因 ▲GU-AG法则
内含子的两个末端并不存在同源或互补的序列,但连接点具有很短的保守序列,也成为边界序列,mRNA前体中内含子的5’边界序列为GU,3’边界序列为AG,GU表示供体衔接点的5’端,AG代表接纳体衔接点的3’端,这种保守序列模式称为GU-AG法则(Chambon法则),但GU-AG法则不适用于线粒体、叶绿体的内含子,也不适用酵母的tRNA ▲核mRNA内含子特点:
①其边界序列是完全符合GU-AG法则的
②许多发生分叉剪接的核mRNA内含子3’端上游18~50个核苷酸处,存在一个序列为Py80Npy87Pu75Apy95的保守区,A为百分之百的保守,且具有2’-OH,是参与形成分叉剪接中间物的特定腺嘌呤
③内含子5’端有一保守序列5’GUAAGUA3’可以和U1SnRNA的5’端得保守序列3’CAUUCAU5’互补 ▲mRNA的剪接
◆剪接体:SnRNA(细胞核小RNA)参与,并于其他蛋白质一起构成一个大的颗粒复合体,进行mRNA的剪接过程,这个颗粒复合体称为剪接体
mRNA前体上的SnRNA是从5向下游进行移动,选择在分支点富嘧啶区3下游的第一个AG作为剪接的3位的,AG前一位核苷酸可以影响剪接效率,CAG=UAG>AAG>GAG
◆变位剪接:在个体发育或细胞分化时可以有选择性的越过某些外显子或某些剪接点进行变位剪接,产生出组织或发育阶段特异性mRNA,称为内含子的变位剪接,大大的拓展了基因所携带的遗传信息 ▲I类内含子
存在于低等真核生物的细胞器中,I类内含子的剪接发生两次磷酸二酯键的转移,第一个转酯由游离的鸟苷或鸟苷酸介导,以鸟苷或鸟苷酸的3’-OH为亲核基团,进攻内含子5’端的磷酸二酯键,从上游切开RNA链,第二个转酯以上游外显子的自由3’-OH作为亲核基团攻击内含子3’位置上的磷酸二酯键,从而完全切开 ▲II内含子
存在于真核生物的线粒体和叶绿体rRNA基因中,无需鸟苷或鸟苷酸的参与但需要Mg2+参与,由内含子本身的靠近3’端的腺苷酸2’-OH为亲核基团攻击内含子5’端得磷酸二酯键,上游切开RNA链后,形成套索结构,再由上游外显子的自由3’-OH作为亲核基团攻击内含子3’位置上的磷酸二酯键,从而完全切开 ▲RNA的编辑、再编码、化学修饰
◆RNA的编辑:转录后的RNA在编码区发生的碱基的加入、丢失或转换等,导致DNA所编码的遗传信息的改变的现象。有两种机制: ①位点特异性脱氨
②引导RNA指导的尿嘧啶插入或删除 ◆RNA编码的生物学意义:
①校正作用,基因在突变过程中丢失的遗传信息可能通过RNA编辑恢复 ②调控作用,通过编辑可以构建或除去起始或终止密码,调控基因的表达 ③扩充遗传信息,可以使基因产物获得新的结构和功能,有利于生物进化
◆RNA的再编码:RNA在某些情况下不是以固定方式被翻译,而可以改变原来的编码信息,以不同的方式进行翻译,把RNA编码和读码方式的改变成为RNA的再编码
★比较真核生物与原核生物转录过程中的异同点
相同点:
①都以DNA双链中的反义链为模板 ②原料都是核苷酸
③合成方向都为5’到3’ ④遵守碱基互补配对原则 ⑤产物为多聚核苷酸链 ⑥都需要能量
⑦核苷酸都以35磷酸二酯键相连 ⑧都不需要引物
不同点:
真核生物mRNA合成 RNA聚合酶识别启动子需要辅助蛋白 有三种RNA聚合酶 启动子结构元件多、位置不稳定、有远距离 调控元件,范围较大 很多转录因子介入 转录后要经过加帽、加尾、选择性剪接等加工 原核生物mRNA合成 RNA聚合酶直接识别启动子并结合 只有一种RNA聚合酶 启动子结构相对比较简单、位置稳定、与操纵子相邻,范围较小 转录因子相对较少 转录和翻译同时发生
生物信息的传递(从mRNA到蛋白质)
◆翻译:指将mRNA链上的核苷酸从一个特定的起始位点开始,按每3个核苷酸代表一个氨基酸的原则,依次合成一条多肽链的过程 ▲翻译的过程:
①翻译的起始:核糖体与mRNA结合并与氨基酰-tRNA生成起始复合物
②肽链的延伸:核糖体沿mRNA5向3端移动,开始了从N端向C端多肽链合成,是蛋白质合成中最快的阶段
③肽链的终止及释放,核糖体从mRNA上解离,准备新一轮的合成反应 ▲翻译的特点:
①蛋白质合成是一个需能反应,需有各种高能化合物参与,细胞用来进行合成代谢的总能力90%消耗在蛋白质合成过程中
②在真核生物细胞核内合成的mRNA需运送到细胞质,才能翻译成蛋白质 ③蛋白质合成速度快、效率高 ★mRNA前体(hnRNA) 5加帽,3加多聚腺苷酸尾 RNA剪接 连续可译框(ORF)
蛋白质合成的
◆三联子密码:mRNA上每3个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸,这3个核苷酸就称为三联子密码 ◆可译框架(ORF):由起始密码开始到终止密码结束的核苷酸序列称为一个可译框架 ▲遗传密码的性质 ①密码的连续性
从RNA的5开始,一个密码子一个密码子的阅读下去,之间没有间断 ②密码的简并性
由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象称为简并,对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子。除甲硫氨酸和色氨酸只有一个密码子,其他氨基酸都有一个以上密码子,一般来说编码一个氨基酸的密码子越多,该氨基酸在蛋白质中出现的频率也就越高,但精氨酸除外 ③密码的变偶性
在密码子与反密码子的配对中,前两对严格遵守碱基配对原则,第三对碱基有一定的自由度,可以摆动,使某些tRNA可以识别1个以上的密码子,反密码子的第一位A-U、C-G、G-UC、U-AG、I-UCA
④密码的通用性和偏爱性 各种生物共用一套遗传密码,少数有特殊,不同生物对编码同一氨基酸的密码子的使用有偏好
⑤密码子与反密码子的相互作用 在密码子与反密码子的配对中,前两对严格遵守碱基配对原则,第三对碱基有一定的自由度,可以摆动,使某些tRNA可以识别1个以上的密码子 ▲tRNA(第二遗传密码)
tRNA的特征:存在经过特殊修饰的碱基,tRNA的3’端都以CCA-OH结束,该位点是tRNA与相应氨基酸结合的位点,5端多为磷酸化的G、磷酸化的C tRNA的功能:解读mRNA的遗传信息,运载氨基酸的运输工具 ▲tRNA的二级结构(三叶草形) ①受体臂,其3’端的最后3个碱基序列永远都是CCA,最后一个碱基的3’或2’自由羟基可以被氨酰化
②TψC环、臂,ψ表示拟尿嘧啶,是tRNA拥有的不常见的核苷酸,负责和核糖体上的rRNA识别结合
③反密码子臂,结合反密码子,负责对密码子的识别和配对
④DHC环、臂,含有二氢尿嘧啶,负责和核糖体上的rRNA识别结合 ⑤多余臂,在TψC臂与反密码子臂之间 ▲tRNA的三级结构(倒L形)
tRNA的三级结构与AA-tRNA合酶对tRNA的识别有关 ▲tRNA的种类
◆起始tRNA和延伸tRNA:识别mRNA模板上起始密码子的tRNA叫起始tRNA,其他tRNA统称为延伸tRNA
◆同工tRNA:多个tRNA可以代表一种氨基酸,将代表相同氨基酸的tRNA成为同工tRNA ◆校正tRNA:校正tRNA校正的主要是无义突变和错义突变 ◆无义突变:一个氨基酸的改变可以使代表某个氨基酸的密码子变成终止密码,使蛋白质合成提前终止,合成无意义无功能的多肽,这种突变称为无义突变 ◆错义突变:由于结构基因中每个核苷酸的变化使一种氨基酸的密码变成另一种氨基酸的密码
▲氨酰-tRNA合成酶
具有识别tRNA和氨基酸的双重高度专一性,催化下列反应: AA+tRNA+ATP AA-tRNA+AMP+PPi 实际上分两步:第一步是氨基酸活化生成酶-氨酰腺苷酸复合物
第二步是氨酰基转移到tRNA3’端腺苷酸残基的2’或3’-羟基上 ▲核糖体
结构:核糖体是一个致密的核糖核蛋白颗粒,可以解离为两个亚基,每个亚基都含有一个相对分子质量较大的rRNA和许多不同的蛋白质分子
★真核和原核核糖体的不同: 原核细胞70s核糖体:
沉降系数(S) 蛋白质种类 rRNA 沉降系数(S) 蛋白质种类 rRNA 小亚基 大亚基 30 21 16S 小亚基 40 33 18S 50 34 23S、5S 大亚基 60 49 28S、5.8S、5S 真核细胞80s核糖体: ▲核糖体的3个tRNA结合位点
A位点是新到来的氨酰-tRNA的结合位点 P位点是肽酰-tRNA的结合位点
E位点是延伸过程中的多肽链转移到氨酰-tRNA上释放tRNA的位点,去氨酰-tRNA通过E位点脱出,被释放到核糖体外的细胞质中去 tRNA的移动顺序为从A到P再到E,通过密码子与反密码子之间的相互作用保证反应正向进行,tRNA的氨酰末端被定位到大亚基上,另一端的反密码子与结合小亚基的mRNA相互识别,每个tRNA结合位点都横跨核糖体的两个亚基,位于大、小亚基的交界面 ▲核糖体的功能
核糖体的多个活性中心:
◆mRNA结合部位、结合或接受AA-tRNA的A位、结合或接受肽酰-tRNA的P位、肽基转移的E位、形成肽键的部位(转肽酶中心)
◆核糖体小亚基负责对模板mRNA进行序列特异性识别,mRNA的结合位点也位于小亚基 ◆核糖体大亚基负责携带氨基酸及tRNA的功能,包括肽键的形成、AA-tRNA、肽酰-tRNA结合等,核糖体在体内及体外都可解离为亚基或结合成70S/80S的颗粒
★蛋白质合成的生物学机制 蛋白质的生物合成包括氨基酸的活化、肽链的起始、伸长、终止及新合成多肽链的折叠和加工
◆氨基酸的活化
氨基酸必须在氨酰-tRNA合成酶的作用下生成活化氨基酸AA-tRNA,氨基酸的羧基与tRNA3’端腺苷酸核糖基上3’-OH缩水形成二酯键,同一氨酰-tRNA合成酶具有把相同氨基酸加到两个或多个带有不同反密码子tRNA分子上的功能
Met
原核中起始氨基酸是甲酰甲硫氨酸,与核糖体小亚基结合的是N-甲酰甲硫氨酰-tRNAf
MetMet
真核生物中任何一个多肽合成从甲硫氨酰-tRNAi开始,真核生物体内存在两种tRNA,只
Met
有甲硫氨酰-tRNAi才能与40S小亚基结合,普通的tRNAMet携带的甲硫氨酸只能加入延伸
MetMet
的肽链中,因为起始因子只能识别tRNAi,延伸因子只能识别tRNA ◆翻译的起始
翻译的起始阶段需要游离的核糖体亚基,随后才结合成70/80s颗粒,体外反应核糖体的解离取决于离子浓度 原核生物翻译的起始
fMet
需要的成分:30S小亚基、模板mRNA、fMet-tRNA、三个翻译起始因子,IF-1、IF-2、IF-3,GTP,50S大亚基,Mg2+
第一步:30S小亚基与IF-1、IF-3结合,通过SD序列与mRNA模板结合 第二步:在IF-2和GTP的帮助下,、fMet-tRNAiMet进入小亚基的P位,tRNA上的反密码子与mRNA上的起始密码配对
第三步:带tRNA、mRNA、三个翻译起始因子的小亚基复合物与50S大亚基结合,GTP水解,释放翻译起始因子
SD序列:几乎所有原核生物mRNA上都有一个5’-AGGAGGU-3’序列,这个富含嘌呤的区域被称为SD序列,与30S小亚基上的16SrRNA3’端得富嘧啶区序列5’-GAUCACCUCCUUA-3’相互补,SD序列稳固了mRNA与小亚基的结合,也称为核蛋白体结合位点(RBS)
★真核生物翻译的起始与原核的差异 与原核的主要差异,核糖体较大,有较多的起始因子参与,其mRNA具有m7GpppNp帽子结构,Met-tRNAMet不甲酰化,mtRNA分子的5’端帽子和3’端多聚A尾巴参与形成翻译起始复合物
◆肽链的延伸
肽链的延伸由许多循环组成,每加一个氨基酸就是一个循环,每个循环包括AA-tRNA与核糖体结合、肽键的生成和移位。
①后续AA-tRNA与核糖体的结合(需要延伸因子EF-Tu、GTP、EF-Ts的参与) EF-Tu只能与fMet-tRNA以外的其他AA-tRNA起反应,所以起始tRNA不会被结合到A位上,所以mRNA内部的AUG不会被起始tRNA识别,肽链中不会出现甲酰甲硫氨酸 ②肽键的形成
Met
肽键在肽基转移酶(23srRNA)的作用下形成,A位上的AA-tRNA转移到P位,与Met-tRNAi
fMet
或fMet-tRNA上的AA生成肽键,tRNA在完成使命后离开核糖体P位点,A位点空出,准
备接受新的AA-tRNA ③移位
核糖体向mRNA的3端方向移动一个密码子,去氨酰-tRNA被挤入E位,EF-G是移位所必需的蛋白质因子,移位的能量来自一分子GTP
★原核和真核生物延长因子的比较 原核延长因子 EF-Tu EF-Ts EF-G 功能 促进氨基酰-tRNA进入A位,结合分解GTP 调节亚基 有转移酶活性,促进mRNA-肽酰-tRNA由A位移至P 位,促进卸载tRNA释放 真核延长因子 EF-1-α EF-1-β、γ EF-α ◆肽链的终止 释放因子(RF)识别终止密码子(UAA、UAG、UGA)并与之结合,水解P位上的多肽链与tRNA之间的二酯键,新生肽链和tRNA从核糖体上释放,核糖体上大、小亚基解体,蛋白质合成结束。RF有GTP酶活性,催化GTP水解,肽链与核糖体解离
★原核和真核生物释放因子的比较 原核生物 RF1(I类) RF2(I类) RF3(II类) 真核生物 RF 功能 识别UAG、UAA,真核RF识别UAA、UAG、UGA 识别UGA、UAA 刺激RF1、RF2活性,协助肽链的释放 I类释放因子:识别终止密码,催化新合成的多肽链从P位的tRNA中水解释放出来 II类释放因子:多肽链释放后刺激I类释放因子从核糖体中解离出来 ◆蛋白质前体的加工
①N端fMet或Met的切除
N端得甲硫氨酸往往在多肽链合成完成前就被切除 ②二硫键的形成 ③特定氨基酸的修饰 磷酸化(核糖体蛋白质)、糖基化(糖蛋白)、甲基化(组蛋白、肌肉蛋白)、乙基化(组蛋白)、羟基化(胶原蛋白)、羧基化等 ④切除新生肽链中的非功能片段 ◆蛋白质的折叠 核糖体合成的新生肽链必须通过正确的折叠才能形成动力学和热力学稳定的三维构象,从而表现出生物学活性。 ◆分子伴侣:能够在细胞内辅助新生肽链正确折叠的蛋白质,是一类序列上没有相关性但有共同功能的保守性蛋白,帮助多肽进行正确的折叠、组装、运转和降解,本身并不参与最终产物的形成。目前有热休克蛋白和伴侣素两类。热休克蛋白促使某些自发折叠的蛋白质正确折叠,伴侣素为非自发性折叠蛋白提供折叠形成天然结构的微环境。 ▲蛋白质合成的抑制剂
主要是一些抗生素对蛋白质的合成有抑制作用 氯霉素:阻止mRNA与核糖体结合 四环素:阻止AA-tRNA与核糖体结合
链霉素、新霉素、卡那霉素:干扰AA-tRNA与核糖体结合而产生错读 嘌呤霉素:AA-tRNA结构类似物竞争抑制蛋白质的合成
青霉素、四环素、红霉素只与原核细胞核糖体发生作用,遏制原核蛋白质的合成。氯霉素、嘌呤霉素能与原核和真核生物的核糖体结合,妨碍细胞内蛋白质合成。
▲蛋白质的转运机制
◆翻译-转运同步机制:蛋白质的合成和转运是同时发生的,大多的分泌蛋白是这种机制运输的
◆翻译后转运机制:蛋白质从核糖体上释放后才发生转运,细胞器发育过程中,细胞质进入细胞器的蛋白质大多以这种方式转运 ▲翻译-转运同步机制
信号肽假说:蛋白质跨膜转运信号由mRNA编码,在起始密码子后有一段编码疏水性氨基酸序列的RNA区域,称为信号序列,信号序列在结合核糖体上合成后便与膜上特定受体相互作用,产生通道,允许这段多肽在延长的同时穿过膜结构。
◆信号肽:常指新合成多肽链中用于指导蛋白质跨膜转移(定位)的N-末端的氨基酸序列(有时不一定在N端),至少含有一个带正电荷的氨基酸,中部有一高度疏水区以通过细胞膜。
信号肽的特点:
①一般有10~15个疏水氨基酸
②在靠近该序列的N端往往有1个或数个带正电的氨基酸 ③在C端靠近蛋白酶切割位点常常有数个极性氨基酸,离切割位点最近的那个氨基酸往往带有很短的侧链(丙氨酸或甘氨酸) ◆信号肽在蛋白质运输过程中的作用
①完整的信号多肽是保证蛋白质转运的必要条件 ②仅有信号肽还不足以保证蛋白质转运的发生 ③信号序列的切除并不是转运所必需的
④并非所有的转运蛋白质都有可降解的信号肽 ▲翻译后转运机制
◆线粒体蛋白质的跨膜转运特征
①通过线粒体膜的蛋白质在转运之前大多数以前体形式存在,它由成熟蛋白质和位于N端的一段前导肽共同组成
②蛋白质通过线粒体内膜转运是一种需要能量的过程
◆前导肽:信号肽的一种,位于成熟蛋白的N端,引导蛋白穿膜,并且在后来被剪切掉。 前导肽的特性:
①带正电的碱性氨基酸(特别是精氨酸)含量比较高,分散在不带电的氨基酸序列之间 ②缺少带负电的氨基酸
③羟基氨基酸(特别是丝氨酸)含量较高
④有形成既有亲水又有疏水部分α螺旋结构的能力 ◆叶绿体蛋白质的跨膜转运特征
①活性蛋白水解酶位于叶绿体基质内,是鉴别翻译后转运的指标之一 ②叶绿体膜能够特异地与叶绿体蛋白的前体结合
③叶绿体蛋白质前体可降解序列因植物和蛋白质种类不同而表现出明显的差异 ◆核定位蛋白的转运机制 核定位序列(NLS):核定位信号是另一种形式的信号肽, 可位于多肽序列的任何部分。一般含有 4~8个氨基酸, 且没有专一性, 作用是帮助亲核蛋白进入细胞核
蛋白质向核内运输的过程需要:转运因子、和一个低相对分子质量GTP酶参与
①α和β组成异源二聚体是核定位蛋白的可溶性受体,与核定位序列相结合的是α亚基 ②上述三个蛋白组成的复合物在核孔处,靠GTP提供能量进入细胞核
③α和β亚基解离,核蛋白与α亚基解离,α和β分别通过核孔复合体回到细胞质中,
起始新一轮蛋白质转运
基因的表达与调控(原核基因表达调控模式)
◆永久型(组成型)合成蛋白质:合成速率不受环境变化或代谢状态的影响的蛋白(DNA聚合酶、RNA聚合酶等)
◆适应型(调节型)合成蛋白质:蛋白质的合成速率明显地受环境的影响
◆管家基因:某些基因在一个个体的几乎所有细胞中持续表达,这些基因称为管家基因 ▲原核基因表达调控总论 基因表达调控:
1.转录水平上的调控 mRNA加工水平上的调控 2.转录后水平上的调控
翻译水平上的调控
原核生物中,营养状况和环境因素对基因的表达起着重要作用 真核生物中,激素和发育阶段对基因的表达调控起主要作用
◆可诱导基因:应环境条件的变化基因表达水平增高的现象,称为诱导,这类基因称为可诱导基因
◆可阻遏基因:随环境条件变化而基因表达水平降低的现象称为阻遏,这类基因称为可阻遏基因
▲基因表达的规律 ①时间特异性
按功能需要,某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序,称为时间特异性,多细胞生物基因表达的时间特异性又称为阶段特异性 ②空间特异性
某种基因产物在个体按不同组织空间顺序出现,称为基因表达的空间特异性 基因表达伴随时间顺序所表现出的这种分布差异,实际上是由细胞在器官的分布决定的,所有空间特异性又称为细胞或组织特异性 ▲基因表达调控的意义: ①适应环境,维持生长和增殖 ②维持个体发育和分化 ▲原核基因调控分类 ◆负转录调控
在负转录调控系统中,调节基因的产物是阻遏蛋白,起着阻止结构基因转录的作用,又可分为负控诱导和负控阻遏,负控诱导是指阻遏蛋白不与效应物(诱导物)结合时,结构基因不转录,阻遏蛋白与效应物结合时,结构基因转录。负控阻遏是指阻遏蛋白不与效应物结合时,基因转录,效应物与阻遏蛋白结合时,基因不转录 ◆正转录调控
在正转录调控系统中,调节基因的产物是激活蛋白,根据激活蛋白的作用性质分为正控诱导系统和正控阻遏系统,正控诱导系统中,效应物的存在使激活蛋白处于活性状态,正控阻遏系统中,效应物分子的存在使激活蛋白处于非活性状态 ▲原核基因调控的主要特点: ①可诱导调节
指一些基因在特殊的代谢物或化合物的作用下,由原来关闭的状态转变为工作状态,即在某些物质的诱导下使基因活化 ②可阻遏调节
这类基因平时都是开启的,处在产生蛋白质或酶的工作过程中,由于一些特殊代谢物或化合物的积累而将其关闭,阻遏了基因的表达。某一代谢途径最终产物合成酶的基因可以被这个产物本身所关闭,这种基因被称为可阻遏基因
◆弱化子:当操纵子被阻遏,RNA合成被终止时,起终止转录信号作用的那一段核苷酸被称为弱化子
★乳糖操纵子与负控诱导系统: ◆操纵子:原核生物基因表达和调控的单元
◆结构基因:除调节基因以外的所有基因,编码那些在某一特定的生物合成途径中起作用,其表达被协同调控的酶
◆调控元件:如操纵序列,是调节结构基因转录的一段DNA序列
◆调节基因:其产物能够识别调控元件,例如阻遏物,可以结合并调控操纵基因序列
▲大肠杆菌乳糖操纵子包括:结构基因Z、Y、A分别编码β-半乳糖苷酶、β-半乳糖苷透过酶、β-半乳糖苷乙酰基转移酶,以及启动子、控制子和阻遏等,转录时RNA聚合酶先和启动区P结合,通过操作区O向下转录,转录从O区中间开始,按Z、Y、A依次进行。 ★主要内容:
①Z、Y、A基因的产物由同一条多顺反子的mRNA分子所编码
②该mRNA分子的启动区P位于阻遏基因I与操纵区O之间,不能单独起始半乳糖苷酶和透过酶基因的高效表达
③操纵区是DNA上的一小段序列,是阻遏物的结合位点
④当阻遏物与操纵区相结合时,lac mRNA的转录起始受到抑制
⑤当诱导物通过与阻遏物结合,改变它的三维构象,使之不能与操作区结合,从而激发lacmRNA的合成
⑥乳糖操纵子只有在环境不存在葡萄糖,而存在乳糖时才开放,有葡萄糖时,细菌优先利用葡萄糖,葡萄糖的利用会降低cAMP的浓度,降低cAMP一类性的CAP活性
▲cAMP、CRP都是合成lac mRNA所必需的cAMP-CRP复合物与启动子区的结合是lac mRNA合成所必需的,因为这个复合物位于启动子上游,只要无葡萄糖,cAMP就发挥作用,CRP为正调节物,在细菌生长系统中缺少葡萄糖时,使cAMP含量增加才能有足够的cAMP与CRP结合形成cAMP-CRP复合物,促使RNA聚合酶结合于启动子上游,使DNA双螺旋弯曲,彼此加强作用,促使转录可以有效进行,但存在葡萄糖时,葡萄糖抑制腺苷酸环化酶活性使cAMP的产量下降,同时激活磷酸二酯酶促使cAMP分解,不能有效合成cAMP-CRP复合物,无法正常起始转录
▲lac基因产物数量上的比较:
结构基因Z、Y、A分别编码的β-半乳糖苷酶、β-半乳糖苷透过酶、β-半乳糖苷乙酰基转移酶德拷贝数比例为1:0.5:0.2
①lac mRNA可能与翻译过程中的核糖体相脱离,从而终止蛋白质链的翻译 ②lac mRNA分子内部,A基因比Z基因更易受到内切酶的作用而发生降解,因此Z基因完整的拷贝数比A基因多。对于某个活跃表达的多顺反子操纵子,该mRNA所编码的各种蛋白质的相对浓度由每一个顺反子的翻译频率所决定
★lac操纵子小结: ①通常情况下阻遏蛋白与操纵子序列结合,基因不转录
②细胞外的乳糖通过透过性酶吸收到细胞内,细胞内的β-半乳糖苷酶将乳糖转变为异乳糖,异乳糖结合到乳糖阻遏物上,使之从操纵序列上脱离,聚合酶迅速使ZYA基因转录 ③细菌生长系统中缺少葡萄糖时,使cAMP含量增加才能有足够的cAMP与CRP结合形成cAMP-CRP复合物结合于启动子上游,使DNA双螺旋弯曲,转录才可以有效进行
★色氨酸操纵子与负控阻遏系统 trpR基因的突变会引起trp mRNA的永久型合成,该基因的产物被称为辅阻遏蛋白,辅阻遏蛋白与色氨酸相结合形成有活性的阻遏物,与操纵区结合关闭trp mRNA的转录。色氨酸是由trp操纵子所编码的生物合成途径的末端终产物,色氨酸含量较高时,与游离的辅阻遏蛋白相结合,并使之与操作区DNA紧密结合,当色氨酸供应不足时,辅阻遏物失去色氨酸并从操纵区上解离,trp操纵子去阻遏 ◆前导区trpL:trp mRNA5’端trpE基因的起始密码前有一个长162bp的mRNA片段,称为前导去区
◆弱化子:DNA中可导致转录过早终止的一段核苷酸序列(123~150区序列),该区mRNA可以通过自我配对形成茎-环结构,有典型终止子的特点
◆前导肽:前导序列包括起始密码子AUG和终止密码子UGA,如果翻译起始于AUG,就应该产生一个含有14个氨基酸的多肽,这个假设的多肽被称为前导肽 ▲在前导肽的第10和第11位上游有相邻的两个色氨酸密码子,trp前导区碱基序列有1、2、3、4四个片段区,可以1-2、2-3、3-4配对形成抗终止的发卡结构,只有3-4配对时形成的环终止转录
★色氨酸操纵子的特点:
①trpR(阻遏基因)与trpABCDE不连锁 ②操纵区在启动子内 ③有弱化子(衰减子)
④启动子和结构基因不直接相连,二者被前导序列隔开
trpR P O L弱化子 结构基因 ▲转录后调控: ①mRNA自身结构元件对翻译起始的调节 SD序列的微小变化导致表达效率的变化,因为核苷酸的变化改变了形成mRNA5端二级结构的自由能,影响了核糖体30S亚基与mRNA的结合,从而造成了蛋白质合成效率上的差异 ②mRNA稳定性对转录水平的影响
所有细胞都有一系列核酸酶,用来清除无用的mRNA,mRNA分子被降解的可能性取决于它们的二级结构
③调节蛋白的调控作用
mRNA特异性抑制蛋白通过与核糖体竞争性结合mRNA分子来抑制翻译的起始 ④反义RNA的调节作用
◆反义RNA:是指与mRNA互补的RNA分子也包括与其它RNA互补的RNA分子,由于核糖体不能翻译双链的RNA,所以反义RNA与mRNA特异性的互补结合,即抑制了该mRNA的翻译 ⑤稀有密码子对翻译的影响
由于细胞内对应于稀有密码子的tRNA较少,高频率使用这些密码子的基因翻译过程容易受阻,影响了蛋白质合成的总量 ⑥重叠基因对翻译的影响 ⑦翻译的阻遏
⑧魔斑核苷酸水平对翻译的影响 ◆魔斑核苷酸:受严紧控制的细菌生长过程中一旦缺乏氨基酸供应,细菌会产生一个应急反应,使蛋白质和RNA的合成速率迅速降下来。魔斑核苷酸指的就是此过程中由大量GTP合成的鸟苷四磷酸和鸟苷五磷酸,它们的主要作用可能是影响RNA聚合酶与启动子结合的专一性,诱发应急反应,帮助细菌渡过难关
基因的表达与调控(真核基因表达与调控的一般规律)
★真核生物中基因表达调控的特点:
最明显的特征是能在特定的时间和特定的细胞中激活特定的基因,以正调控为主 ①多层次
②无操纵子和弱化子 ③个体发育复杂 ④受到环境的影响
▲真核生物基因调控的分类: ①瞬时调控(可逆性调控):相当于原核细胞对环境变化所做出的反应,包括某种底物或激素水平升降时,或细胞周期不同阶段中酶活性的调节 ②发育调控(不可逆调控):真核基因调控的精髓部分,它决定了真核细胞生长、分化、发育的全部进程
根据基因调控在同一事件中发生的先后次序分为:
DNA水平调控—转录水平调控—转录后水平调控—翻译水平调控—蛋白质加工水平调控
★真核细胞与原核细胞在基因转录、翻译及DNA的空间结构方面存在的差异: ①真核细胞中,一条成熟的mRNA链只能翻译出一条多肽链,类似原核生物中常见的多基因操纵子形式不多
②真核细胞DNA与组蛋白和大量非组蛋白结合,只有一小部分DNA是裸露的 ③高等真核细胞DNA中很大一部分是不转录的,,大部分真核细胞的基因中还存在不被翻译的内含子
④真核生物能够有序的根据生长发育阶段的需要进行DNA片段重排,还能在需要时增加细胞内某些基因的拷贝数
⑤原核生物中,转录的调节区很小,大部分位于转录起始位点上游不远处,调控蛋白结合到调节位点上可直接促进或抑制RNA聚合酶对它的结合。真核生物基因转录的调节区大、多,远离启动子较远,不直接影响启动子区对于RNA聚合酶的接受程度,而是通过改变整个所控制基因5’上游区DNA构型来影响它与RNA聚合酶的结合能力
⑥真核生物的RNA在细胞核中合成,只有经转运穿过核膜,到达细胞质后,才能被翻译成蛋白质
⑦许多真核生物的基因只有经过复杂的成熟和剪接过程,才能被顺利地翻译成蛋白质
◆基因家族:生物基因组中有很多来源相同,结构相似,功能相关的基因,这些基因成套组合,被称为基因家族。同一个家族中的成员有时紧密地排列在一起,成为一个基因簇 ◆简单多基因家族:简单多基因家族中,基因一般以串联方式前后相连
◆复杂多基因家族:由几个相关的基因家族构成,基因家族之间由间隔序列隔开,并作为独立的转录单位
▲真核基因的断裂结构:
大多数真核基因都是由蛋白质编码序列和非编码序列两部分组成,编码序列称为外显子,非编码序列称为内含子。在一个结构基因中,编码某一蛋白质不同区域的各个外显子并不连续排列在一起,而是常常被长度不等的内含子所隔开,形成镶嵌排列的断裂方式,所有真核基因又被称为断裂基因
▲外显子与内含子的连接区:
外显子与内含子的连接区是指外显子和内含子的交界或边界序列,有两个特征:①内含子两端序列之间没有广泛的同源性。②外显子与内含子的连接区序列虽然很短,但高度保守,是RNA剪接的信号序列,5’GT-----AG3’
◆组成型剪接:通过剪接一个基因的转录产物只能产生一种成熟的mRNA,编码一个多肽 ◆选择性剪接:同一基因的转录产物由于不同的剪接方式形成不同mRNA的过程 ◆假基因:基因组中因突变而失活的基因,无蛋白质产物,一般是启动子出现问题 ▲真核生物DNA水平上的基因表达调控 ◆基因丢失
在细胞分化过程中,可以通过丢失掉某些基因而去除这些基因的活性。某些原生动物、线虫、昆虫和甲壳类动物在个体发育中,许多体细胞常常丢失掉整条或部分的染色体,只有将来分化产生生殖细胞的那些细胞一直保留着整套的染色体。目前,在高等真核生物(包括动物、植物)中尚未发现类似的基因丢失现象。 ◆基因扩增
基因扩增是指某些基因的拷贝数专一性增大的现象,它使得细胞在短期内产生大量的基因产物以满足生长发育的需要,是基因活性调控的一种方式。如非洲爪蟾体细胞中rDNA的基因扩增是因发育需要而出现的基因扩增现象。未减数分裂前500→双线期200万发育或系统发生中的倍性增加在植物中普遍存在
基因组拷贝数增加,即多倍性,在植物中是非常普遍的现象。基因组拷贝数增加使可供遗传重组的物质增多,这可能构成了加速基因进化、基因组重组和最终物种形成的一种方式。 ◆基因重排
将一个基因从远离启动子的地方移到距它很近的位点从而启动转录,这种方式被称为基因重排。
通过基因重排调节基因活性的典型例子是免疫球蛋白结构基因的表达。 ◆DNA的甲基化与基因调控 ①DNA的甲基化
在真核生物中,5-甲基胞嘧啶主要出现在CpG序列、CpXpG、CCA/TGG和GATC中 CpG二核苷酸通常成串出现在DNA上,称为CpG岛 ②DNA甲基化抑制基因转录的机理
DNA甲基化导致某些区域DNA构象变化,从而影响了蛋白质与DNA的相互作用,抑制了转录因子与启动区DNA的结合效率。 对于弱启动子来说,稀少的甲基化就能使其完全失去转录活性。当这一类启动子被增强时(带有增强子),即使不去甲基化也可以恢复其转录活性。若进一步提高甲基化密度,即使增强后的启动子仍无转录活性。 ◆染色质结构与基因表达调控
按功能状态的不同可将染色质分为活性染色质和非活性染色质,所谓活性染色质是指具有转录活性的染色质;非活性染色质是指没有转录活性的染色质。 活性染色质由于核小体构型发生构象的改变,往往具有疏松的染色质结构从而便于转录调控因子与顺式调控元件结合和RNA聚合酶在转录模板上滑动。
真核细胞中基因转录的模板是染色质而不是裸露的DNA,因此染色质呈疏松或紧密结构,即是否处于活化状态是决定RNA聚合酶能否有效行使转录功能的关键。 ▲真核生物转录水平上的基因表达调控
“基因”的分子生物学定义:产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核苷酸序列。 ◆顺式作用元件
定义:影响自身基因表达活性的非编码DNA序列。 例: 启动子、增强子、沉默子等
(1)启动子:在DNA分子中,RNA聚合酶能够识别、结合并导致转录起始的序列。
真核基因启动子由核心启动子和上游启动子两个部分组成,是在基因转录起始位点(+1)及
其5’上游大约100~200bp以内的一组具有独立功能的DNA序列,每个元件长度约为7~20bp,是决定RNA聚合酶II转录起始点和转录频率的关键元件。
◆核心启动子:是指保证RNA聚合酶II转录正常起始所必需的、最少的DNA序列,包括转录起始位点及转录起始位点上游-25∼-30bp处的TATA盒。核心启动子确定转录起始位点并产生基础水平的转录。
◆上游启动子元件包括通常位于-70bp附近的CAAT盒(CCAAT)和GC盒(GGGCGG)等,能通过TFIID复合物调节转录起始的频率,提高转录效率。
(2)增强子:指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列。 最早在SV40的转录单元上发现,转录起始位点上游约200 bp处有两段长72 bp的正向重复序列。
★增强子特点: ① 增强效应十分明显(10-200倍) ② 增强效应与其位置和取向无关
不论增强子以什么方向排列(5‘→3’或3‘→5’),甚至和靶基因相距3 kb,或在靶基因下游,均表现出增强效应;
③大多为重复序列,一般长约50bp,其内部常含有一个核心序列:(G)TGGA/TA/TA/T(G)④ 增强效应有严密的组织和细胞特异性,说明增强子只有与特定的蛋白质(转录因子)相互作用才能发挥其功能;
⑤ 没有基因专一性,可以在不同的基因组合上表现增强效应; ⑥ 许多增强子还受外部信号的调控
如金属硫蛋白的基因启动区上游所带的增强子,就可以对环境中的锌、镉浓度做出反应。增强子的功能受DNA双螺旋空间构象的影响。 ▲增强子可能有如下3种作用机制: 影响模板附近DNA双螺旋结构,导致DNA双螺旋弯折或在反式因子的参与下,以蛋白质之间①的相互作用为媒介形成增强子与启动子之间“成环”连接,活化基因转录。
②将模板固定在细胞核内特定位置,如连接在核基质上,有利于DNA拓扑异构酶改变DNA双螺旋结构的张力,促进RNA聚合酶在DNA链上的结合和滑动。
③增强子区可以作为反式作用因子或RNA聚合酶且进入染色质结构的 “入口”。
(3)沉默子:某些基因含有负性调节元件——沉默子,当其结合特异蛋白因子时,对基因转录起阻遏作用。
真核基因的表达调控主要以正调控为主 ◆反式作用因子
能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上,参与调控靶基因转录效率的蛋白质,具有DNA结合域、转录激活结构域
转录复合物中,根据各个蛋白质成分在转录中的作用,能将整个复合物分为3部分: ①参与所有或某些转录阶段的RNA聚合酶亚基,不具有基因特异性。 ②与转录的起始或终止有关的辅助因子,不具基因特异性。 ③与特异调控序列结合的转录因子。
◆DNA结合域(DNA binding domain)结合DNA元件部分,多由60-100个氨基酸残基组成的几个亚区组成;
◆转录激活域(activating domain)与其它蛋白质相互作用区域,具有激活转录作用,常由30-100氨基酸残基组成,这结构域有富含酸性氨基酸、富含谷氨酰胺、富含脯氨酸等不同种类;
◆DNA结合结构域
1、螺旋-转折-螺旋
有两个α螺旋其间由短肽段形成的转角,两个这样的motif结构以二聚体形式相连,距离正好相当于DNA一个螺距(3.4nm),两个α螺旋刚好分别嵌入DNA的深沟。 2、锌指结构
是一种常出现在DNA结合蛋白中的结构基元。是由一个含有大约30个氨基酸的环和一个与环上的4个Cys或2个Cys和2个His配位的Zn构成,形成的结构像手指状。 3、碱性-亮氨酸拉链(basic-lducine zipper,Bzip),二聚体亮氨酸之间相互作用形成二聚体,形成“拉链”。肽链氨基端20~30个富含碱性氨基酸结构域与DNA结合。 4、碱性-螺旋-环-螺旋(bHLH)
两个双性α螺旋被非螺旋的环状结构隔开,N端富含碱性氨基酸,bHLH类蛋白只有形成同源或异源二聚体时才具有足够的DNA结合力,当异源二聚体中一方不含碱性区时,该二聚体明显缺乏对靶DNA的亲和力。 ◆转录激活域
在真核生物中,反式作用因子的功能由于受蛋白质-蛋白质之间相互作用的调节变得精密、复杂,完整的转录调控功能通常以复合物的方式来完成,因此,是否具有转录活化域就成为反式作用因子中唯一的结构基础。
反式作用因子功能具有多样性,其转录活化域也有多种,通常依赖于DNA结构域以外的30-100个氨基酸残基。
在不同的转录活化域有下列特征性结构:
带负电荷的螺旋结构。哺乳动物细胞中糖皮质激素受体的两个转录活化域,AP1家族的Jun及GAL4都有酸性的螺旋结构,它们可能与TFIID复合物中某个通用因子或RNA聚合酶II本身结合,具有稳定转录起始复合物的作用。
富含谷氨酰胺的结构。SP1是启动子GC盒的结合蛋白,共有4个参与转录活化的区域,其中最强的转录活化域含25%左右的谷氨酰胺
富含脯氨酸的结构。CTF-NF1因子羧基端富含脯氨酸(达20%~30%),很难形成α螺旋。在Oct2、Jun、AP2、SRF等哺乳动物因子中也有富含脯氨酸的结构域。 ▲转录后水平调控
加帽、加尾、甲基化修饰、剪接、编辑,再编码 ▲翻译水平的调控
可溶性蛋白因子的修饰、mRNA稳定性的调节、mRNA的运输、mRNA有选择性的进行翻译、mRNA翻译能力的调节、mRNA翻译的阻遏,反义RNA的调控 ▲翻译后水平的调控
多肽链的切割、化学修饰、连接、加工折叠
美文欣赏
1、 走过春的田野,趟过夏的激流,来到秋天就是安静祥和的世界。秋天,虽没有玫瑰的芳香,却有秋菊的淡雅,没有繁花似锦,却有硕果累累。秋天,没有夏日的激情,却有浪漫的温情,没有春的奔放,却有收获的喜悦。清风落叶舞秋韵,枝头硕果醉秋容。秋天是甘美的酒,秋天是壮丽的诗,秋天是动人的歌。 2、 人的一生就是一个储蓄的过程,在奋斗的时候储存了希望;在耕耘的时候储存了一粒种子;在旅行的时候储存了风景;在微笑的时候储存了快乐。聪明的
人善于储蓄,在漫长而短暂的人生旅途中,学会储蓄每一个闪光的瞬间,然后用它们酿成一杯美好的回忆,在四季的变幻与交替之间,散发浓香,珍藏一生! 3、 春天来了,我要把心灵放回萦绕柔肠的远方。让心灵长出北归大雁的翅膀,乘着吹动彩云的熏风,捧着湿润江南的霡霂,唱着荡漾晨舟的渔歌,沾着充盈夜窗的芬芳,回到久别的家乡。我翻开解冻的泥土,挖出埋藏在这里的梦,让她沐浴灿烂的阳光,期待她慢慢长出枝蔓,结下向往已久的真爱的果实。 4、 好好享受生活吧,每个人都是幸福的。人生山一程,水一程,轻握一份懂得,将牵挂折叠,将幸福尽收,带着明媚,温暖前行,只要心是温润的,再遥远的路也会走的安然,回眸处,愿阳光时时明媚,愿生活处处晴好。
5、 漂然月色,时光随风远逝,悄然又到雨季,花,依旧美;心,依旧静。月的柔情,夜懂;心的清澈,雨懂;你的深情,我懂。人生没有绝美,曾经习惯漂浮的你我,曾几何时,向往一种平实的安定,风雨共度,淡然在心,凡尘远路,彼此守护着心的旅程。沧桑不是自然,而是经历;幸福不是状态,而是感受。 6、 疏疏篱落,酒意消,惆怅多。阑珊灯火,映照旧阁。红粉朱唇,腔板欲与谁歌?画脸粉色,凝眸着世间因果;未央歌舞,轮回着缘起缘落。舞袖舒广青衣薄,何似院落寂寞。风起,谁人轻叩我柴扉小门,执我之手,听我戏说? 7、 经年,未染流殇漠漠清殇。流年为祭。琴瑟曲中倦红妆,霓裳舞中残娇靥。冗长红尘中,一曲浅吟轻诵描绘半世薄凉寂寞,清殇如水。寂寞琉璃,荒城繁心。流逝的痕迹深深印骨。如烟流年中,一抹曼妙娇羞舞尽半世清冷傲然,花祭唯美。邂逅的情劫,淡淡刻心。那些碎时光,用来祭奠流年,可好?
8、 缘分不是擦肩而过,而是彼此拥抱。你踮起脚尖,彼此的心就会贴得更近。生活总不完美,总有辛酸的泪,总有失足的悔,总有幽深的怨,总有抱憾的恨。生活亦很完美,总让我们泪中带笑,悔中顿悟,怨中藏喜,恨中生爱。 9、 海浪在沙滩上一层一层地漫涌上来,又一层一层地徐徐退去。我与你一起在海水中尽情的戏嬉,海浪翻滚,碧海蓝天,一同感受海的胸怀,一同去领略海的温情。这无边的海,就如同我们俩无尽的爱,重重的将我们包裹。
10、 寂寞的严冬里,到处是单调的枯黄色。四处一片萧瑟,连往日明净的小河也失去了光彩,黯然无神地躲在冰面下恹恹欲睡。有母女俩,在散发着丝丝暖意的阳光下,母亲在为女儿梳头。她温和的把头发理顺。又轻柔的一缕缕编织着麻花辫。她脸上写满笑意,似乎满心的慈爱永远装不下,溢到嘴边。流到眼角,纺织进长长的。麻花辫。阳光亲吻着长发,像散上了金粉,闪着飘忽的光辉。女儿乖巧地依偎在母亲怀里,不停地说着什么,不时把母亲逗出会心的微笑,甜美的亲情融化了冬的寒冷,使萧索的冬景旋转出春天的美丽。
11、 太阳终于伸出纤纤玉指,将青山的柔纱轻轻褪去。青山那坚实的肌胸,挺拔的脊梁坦露在人们的面前,沉静而坚毅。不时有云雾从它的怀中涌起,散开,成为最美丽的语言。那阳光下显得凝重的松柏,那苍茫中显现出的点点殷红,那散落在群山峰顶神秘的吻痕,却又增添了青山另外的神秘。
12、 原野里那郁郁葱葱的植物,叫我们丝毫感受不到秋天的萧索,勃勃生机与活力仍在田间高山涌动。谷子的叶是墨绿的,长而大的谷穗沉甸甸地压弯了昨日挺拔的脊梁;高粱仍旧那么苗条,满头漂亮的红缨挥洒出秋的风韵;那纵横原野的林带,编织着深绿浅黄的锦绣,抒写出比之春夏更加丰富的生命色彩。 13、 终于,心痛,心碎,心成灰。终于选择,在月光下,被遗忘。百转千回,早已物是人非;欲说还休,终于咫尺天涯;此去经年,你我终成陌路。爱你,终是一朵花开至荼糜的悲伤,一只娥飞奔扑火的悲哀。
14、 世界这么大,能遇见,不容易。心若向阳,何惧忧伤。人只要生活在这个世界上,就有很多烦恼,痛苦或是快乐,取决于你的内心。人不是战胜痛苦的强者,便是屈服于痛苦的弱者。再重的担子,笑着也是挑,哭着也是挑。再不顺的生活,微笑着撑过去了,就是胜利。
15、 孤独与喧嚣无关,摩肩接踵的人群,演绎着身外的花开花谢,没谁陪你挥别走远的流年。孤独与忙碌迥异,滚滚红尘湮没了心境,可少了终点的奔波,人生终究一样的苍白。当一个人成长以后,在他已经了解了世界不是由鲜花和掌声构成之后,还能坚持自己的梦想,多么可贵。
16、 生活除却一份过往和爱情外,还是需要几多的遐思。人生并不是单单的由过往和爱情符号所组成的,过往是人生对所有走过岁月的见证;因为简单,才深悟生命之轻,轻若飞花,轻似落霞,轻如雨丝;因为简单,才洞悉心灵之静,静若夜空,静似幽谷,静如小溪。
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