生物化学 教学课件 作者 刘群良 主编第十四章.ppt

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1、第十四章基因表达调控第一节概述一、基因表达的基本概念二、基因表达的时间特异性和空间特异性三、基因表达的方式四、基因表达调控的生物学意义五、基因表达的多级调控一、基因表达的基本概念1．基因2．基因组3．基因表达1．基因2．基因组3．基因表达二、基因表达的时间特异性和空间特异性1．基因表达的时间特异性2．基因表达的空间特异性1．基因表达的时间特异性1．基因表达的时间特异性2．基因表达的空间特异性三、基因表达的方式1．组成性表达2．诱导表达和阻遏表达3．协调表达1．组成性表达2．诱导表达和阻遏表达3．协调表达四、基因表达调控的生物学

2、意义1．适应环境、维持生长和增殖2．维持细胞分化与个体发育1．适应环境、维持生长和增殖2．维持细胞分化与个体发育五、基因表达的多级调控第二节原核生物基因转录调控一、原核生物的特异DNA序列二、原核生物的调节蛋白三、RNA聚合酶四、原核生物的基因转录调控五、原核生物的基因表达调控的特点一、原核生物的特异DNA序列二、原核生物的调节蛋白三、RNA聚合酶四、原核生物的基因转录调控(一)转录起始的调控(二)转录终止的调控(三)翻译水平的调控(一)转录起始的调控1.σ因子与转录起始的调控2.转录起始的负调控3.转录起始的正调控4.协调调

3、节1.σ因子与转录起始的调控2.转录起始的负调控（1）乳糖操纵子的结构（2）乳糖操纵子的负性调控图14-1多顺反子mRNA（1）乳糖操纵子的结构图14-2乳糖操纵子与阻遏蛋白的负性调节（2）乳糖操纵子的负性调控3．转录起始的正调控图14-4CAP结合位点及其对lac操纵子的正性调节4．协调调节图14-5CAP、阻遏蛋白、cAMP和诱导剂对lac操纵子的调节（二）转录终止的调控1．色氨酸操纵子的结构2．色氨酸操纵子的转录调控1．色氨酸操纵子的结构图14-6色氨酸操纵子的结构及其阻遏蛋白的调控2．色氨酸操纵子的转录调控（1）阻遏蛋

4、白对色氨酸操纵子的调控（2）衰减子对色氨酸操纵子的调控（1）阻遏蛋白对色氨酸操纵子的调控（2）衰减子对色氨酸操纵子的调控图14-7色氨酸操纵子的转录衰减调控（2）衰减子对色氨酸操纵子的调控表14-1一些具有衰减调节作用的操纵子前导肽部分序列(三)翻译水平的调控1．反义RNA的调控作用2．RNA的稳定性3．蛋白质合成中的自身调控1．反义RNA的调控作用2．RNA的稳定性3．蛋白质合成中的自身调控五、原核生物的基因表达调控的特点第三节真核生物基因表达调控一、真核生物的特异DNA序列二、真核生物的转录调节蛋白三、RNA聚合酶活性四、

5、真核生物基因表达调控一、真核生物的特异DNA序列1．启动子2．增强子3．沉默子1．启动子1．启动子图14-8真核基因启动子的典型结构2．增强子3．沉默子二、真核生物的转录调节蛋白图14-9反式与顺式作用因子二、真核生物的转录调节蛋白三、RNA聚合酶活性四、真核生物基因表达调控（一）真核基因组具有独特的结构特点（二）真核生物基因表达调控特点（三）真核生物基因转录调控（四）真核生物翻译水平的调控（五）小分子RNA对基因表达的调控（一）真核基因组具有独特的结构特点1.真核基因组结构庞大2.真核基因转录产物为单顺反子3.真核基因组含有

6、大量的重复序列4.真核基因是断裂基因1.真核基因组结构庞大2.真核基因转录产物为单顺反子3.真核基因组含有大量的重复序列4.真核基因是断裂基因（二）真核生物基因表达调控特点1.含多种RNA聚合酶2.处于转录激活状态的染色质结构发生明显变化3.转录调控以正性调节占主导4.转录与翻译分隔进行，具有时空差异5.初级转录产物需经转录后加工修饰6.有瞬时调控又有发育调控1.含多种RNA聚合酶2.处于转录激活状态的染色质结构发生明显变化3.转录调控以正性调节占主导4.转录与翻译分隔进行，具有时空差异5.初级转录产物需经转录后加工修饰6.有

7、瞬时调控又有发育调控（三）真核生物基因转录调控1.基因组DNA水平的调控2.转录水平的调控1.基因组DNA水平的调控（1）基因扩增（2）基因重排(generearrangement)（3）染色质丢失（4）基因的甲基化修饰（1）基因扩增（2）基因重排(generearrangement)（3）染色质丢失（4）基因的甲基化修饰2.转录水平的调控（1）转录起始复合物的形成及其调控（2）转录水平的调控（3）转录后加工的调控（1）转录起始复合物的形成及其调控（2）转录水平的调控（3）转录后加工的调控（四）真核生物翻译水平的调控1．翻译起

8、始因子的调控2．mRNA5′端非编码区长度对翻译的影响3．mRNA稳定性对翻译的影响4．翻译后调控1．翻译起始因子的调控2．mRNA5′端非编码区长度对翻译的影响3．mRNA稳定性对翻译的影响4．翻译后调控（五）小分子RNA对基因表达的调控1．微小RNA2．小干扰RNA1．微