《基因表达调控》ppt课件

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1、基因表达调控李凌基本概念基因、基因组、基因表达管家（看家）基因、奢侈基因诱导、阻遏顺式作用元件、反式作用因子操纵子基因——genegenetics：遗传学基因组——genome基因组学——genomics编码生物活性产物所必需的全部核苷酸序列。产物:蛋白质或各种RNA核苷酸序列：一般是DNA序列（或RNA病毒中的RNA）基因(gene)基因组（genome）指一个细胞或病毒所携带的全部遗传信息或整套基因。基因组的大小用全部核苷酸序列的碱基对总数表示。人的23对染色体基因表达就是基因转录和翻译的过程。产物：产生具有特异生物学功能的蛋白质分子转

2、录合成rRNA、tRNA基因表达的特性（时空性）时间特异性：是指特定基因的表达严格按照特定的时间顺序发生，以适应细胞或个体特定分化、发育阶段的需要。故又称为阶段特异性。空间特异性：是指多细胞生物个体在某一特定生长发育阶段，同一基因的表达在不同的细胞或组织器官不同，从而导致特异性的蛋白质分布于不同的细胞或组织器官。故又称为细胞特异性或组织特异性。*基因表达谱Geneexpressionprofile基因表达mRNA的水平反应了在一定环境、一定细胞类型、一定细胞生长阶段和一定细胞状态下的基因功能信息。所谓基因表达谱就是对上述特定状态下哪些基因表

3、达，表达水平如何，转录产物的结构形式如何等等信息的完整表述，包括每种组织细胞中的基因表达谱、细胞不同发育阶段的基因表达谱、正常和病理状态下的基因表达谱，治疗条件下的基因表达谱等等。基因表达的方式人类基因组DNA中约含3万个基因；在某一特定时期，只有少数的基因处于转录激活状态，其余大多数基因则处于静息状态。一般来说，在大部分情况下，处于转录激活状态的基因仅占5%。基因表达的方式看家基因（housekeepinggene)编码生命全过程所必需的产物，几乎在所有的细胞中表达的一类基因。奢侈基因（luxurygene）编码具有特殊功能的蛋白产物、仅

4、在特定的细胞或特定的条件下表达的某些基因。基因表达的方式组成性表达诱导与阻遏基因表达的多级调控基因激活转录起始mRNA水平蛋白质水平基因转录激活调节基本要素1.特异DNA序列2.调节蛋白：3.DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用4.RNA聚合酶原核生物操纵子调控模式原核生物几个功能相关的结构基因往往会排列在一起，转录出一段mRNA，然后分别翻译出几种蛋白质.这些蛋白质可能是催化某代谢途径的酶系统，或执行其他相关功能。在基因组中由2个以上的编码序列与启动序列、操纵序列以及其它调控序列成簇串联组成的一个转录单位称为操纵子（Operon）。原核

5、基因：操纵子结构ipo操纵子调控序列结构基因启动子p操纵区o阻遏基因iCAP结合位点TATA盒TTGACA16原核基因转录调节要素1.特异DNA序列操纵子调控序列：P、O、CAP结合位点、I启动序列：-10——TATAAT，Pribnowbox-35——TTGACA2.调节蛋白：特异因子：决定RNA聚合酶的识别、结合能力阻遏蛋白：调节基因I编码，与操纵序列O结合激活蛋白：CAP真核基因①编码序列：外显子(exon)②插入外显子之间的非编码序列：内合子(intron)③5'-端和3'-端非翻译区(UTR)④调控序列(可位于上述三种序列中)真核

6、基因调控元件顺式作用元件：cis-actingelement）又称分子内作用元件指可影响自身基因表达活性的DNA序列（存在于DNA分子上的一些与基因转录调控有关的特殊顺序）。通常是非编码序列分为：启动子、增强子、沉默子顺式作用元件沉默子真核基因顺式作用元件反式作用因子trans-actingfactor，又称为分子间作用因子真核基因调节蛋白（转录因子）与特异的顺式作用元件相互作用反式激活另一基因的转录。反式作用蛋白与顺式作用蛋白基因转录激活调节基本要素1.特异DNA序列原核生物：操纵子(编码区、启动区、操纵区等)真核生物：顺式作用元件(启动

7、子、增强子等)2.调节蛋白：原核(特异因子、阻遏蛋白、激活蛋白)真核(转录因子，又称之为反式作用因子)3.DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用：二聚体化4.RNA聚合酶启动序列/启动子与RNA聚合酶活性调节蛋白与RNA聚合酶活性基因表达调控的基本原理以转录起始调节为中心环节通过启动子、RNA聚合酶和调节蛋白之间的相互作用以实现基因的开启和关闭.调节的实质是DNA与蛋白质之间的相互作用和蛋白质与蛋白质之间的相互作用.cAMP对转录的调控无葡萄糖：cAMP(促进转录）有葡萄糖：cAMP(不促进转录）cAMPcAMPCAP蛋白cAMP-CAP复

8、合物正调控乳糖操纵子的认识1.包括三个结构基因z、y、a，呈多顺反子结构2.操纵基因o是阻遏蛋白的结合位点，当阻遏蛋白与操纵基因结合时，lacmRNA的转录受阻3.调节基因i编码