《基因表达调控》课件

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1、RegulationofGeneExpression第七章基因表达调控生物化学护理学专业本科教材染色体贮存着决定生物性状的全部基因染色体染色纤维核小体组蛋白DNA生物化学护理学专业本科教材生物体内基因表达的开启、关闭以及表达的强度受特定机制的调控，基因表达的调控是生物在长期进化过程中逐渐形成的精确而灵敏的生存能力和应变能力，在机体适应环境、维持自身的生长和增殖、维持个体发育与分化等方面均具有重要的生物学意义。生物化学护理学专业本科教材第一节基因表达调控的基本原理生物化学护理学专业本科教材*基因（gene）负责编码RNA或一条多肽链的DNA片段，包括编码序列、编码序列外的侧翼序列及插

2、入序列。（一）基因表达的概念一、概述生物化学护理学专业本科教材*基因组（genome）一个细胞或病毒所携带的全部遗传信息或整套基因。基因经过转录、翻译，产生具有特异生物学功能的蛋白质分子的过程。*基因表达（geneexpresion）基因表达是受调控的生物化学护理学专业本科教材（二）基因表达的特性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发生。多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶段特异性。生物化学护理学专业本科教材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，所以空间特异性又称细胞或组织特异性。在个体生长全过程，某种基因产物在

3、个体按不同组织空间顺序出现。生物化学护理学专业本科教材（三）基因表达的方式按对刺激的反应性，基因表达的方式分为：组成性表达无论表达水平高低，管家基因较少受环境因素影响，而是在个体各个生长阶段的大多数或几乎全部组织中持续表达，或变化很小。区别于其他基因，这类基因表达被视为组成性表达。某些基因在一个个体的几乎所有细胞中持续表达,通常被称为管家基因（housekeepinggene)生物化学护理学专业本科教材诱导和阻遏表达在特定环境信号刺激下，相应的基因被激活，基因表达产物增加，这种基因称为可诱导基因。可诱导基因在特定环境中表达增强的过程，称为诱导（induction）。如果基因表达对环境信

4、号应答是被抑制，这种基因是可阻遏基因。可阻遏基因表达产物降低的过程称为阻遏（repression）。生物化学护理学专业本科教材在一定机制控制下，功能上相关的一组基因，无论其为何种表达方式，均需协调一致、共同表达，即为协调表达（coordinateexpression）。这种调节称为协调调节（coordinateregulation）生物化学护理学专业本科教材（四）基因表达调控的生物学意义1.适应环境、维持生长和增殖2.维持个体发育与分化生物化学护理学专业本科教材二、基因表达调控的多层次和复杂性基因表达的多级调控基因激活转录起始转录后加工mRNA降解蛋白质降解等蛋白质翻译翻译后加工修饰转

5、录起始生物化学护理学专业本科教材基因表达的调节与基因的结构、性质，生物个体或细胞所处的内、外环境，以及细胞内所存在的转录调节蛋白有关。生物化学护理学专业本科教材三、基因转录起始调节的因素原核生物蛋白质因子------操纵子(operon)机制特异DNA序列编码序列启动序列操纵序列其他调节序列(promoter)(operator)生物化学护理学专业本科教材（一）特异DNA序列RNA转录起始-35区-10区TTGACATTAACTTTTACATATGATTTTACATATGTTTTGATATATAATCTGACGTACTGTN17N16N17N16N16N7N7N6N7N6AAAAAtr

6、ptRNATyrlacrecAaraBADTTGACATATAAT共有序列：RNA聚合酶结合并启动转录的特异DNA序列启动序列生物化学护理学专业本科教材共有序列（DNA）决定启动序列的转录活性大小。某些特异因子（蛋白质）决定RNA聚合酶对一个或一套启动序列的特异性识别和结合能力。生物化学护理学专业本科教材操纵序列——阻遏蛋白的结合位点当操纵序列结合有阻遏蛋白时，会阻碍RNA聚合酶与启动序列的结合，或是RNA聚合酶不能沿DNA向前移动，阻碍转录。启动序列编码序列操纵序列pol阻遏蛋白生物化学护理学专业本科教材其他调节序列、调节蛋白激活蛋白（activator）可结合启动序列邻近的DNA序

7、列，促进RNA聚合酶与启动序列的结合，增强RNA聚合酶活性。有些基因在没有激活蛋白存在时,RNA聚合酶很少或完全不能结合启动序列。生物化学护理学专业本科教材真核生物顺式作用元件(cis-actingelement)----可影响自身基因表达活性的DNA序列BADNA编码序列转录起始点不同真核生物的顺式作用元件中也会发现一些共有序列，如TATA盒、CAAT盒等，这些共有序列是RNA聚合酶或特异转录因子的结合位点。生物化学护理学专业本科教材真核基因