《生物基因表达调》PPT课件

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1、第五章:生物基因表达调控主要内容一、基因表达调控的基本概念:二、基因表达调控的理论与模式;三、真核生物基因调控表达的特异性;一、基因表达调控的基本概念:1、基因表达调控的意义:原核生物对环境的适应、对营养条件改变适应的相关应答,都是基因表达的结果;真核生物的细胞分化,组织特化,个体发育以及环境对个体表型的影响都是通过基因表达实现的。2、基因表达的调控的方式:transcriptionallevel;post—transcriptionallevel;translationallevel;post—translationallevel。3、遗传信息表达的方式组成型表达(

2、constitutiveexpression)Housekeepinggene适应性表达(adaptiveexpression)Luxurygene指其表达几乎不随环境变动而变化的一类基因表达。该类型基因通常被称为管家基因(housekeepinggene)。2)、适应性表达:指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因表达。应环境条件变化,基因表达水平增高的现象称为诱导(induction),这类基因被称为可诱导的基因(induciblegene)。如果某种物质能够促使细菌产生某种酶来分解它,这种物质就是诱导物。(分解代谢)1)、组成性表达:随环境条件变化而基因表达水

3、平降低的现象称为阻遏(repression),相应的基因被称为可阻遏的基因(repressiblegene)。如果某种物质能够阻止细菌产生与该物质合成相关的酶,这种物质就是辅阻遏物。(合成代谢)安慰诱导物:如果某种物质能够诱导细菌产生某种酶而本身又不被分解,这种物质被称为安慰诱导物,如IPTG(异丙基-β–D-硫代半乳糖苷)。4、顺式作用(cis-acting)元件:指在原位发挥调控作用,仅影响与其相连的基因表达的一段DNA序列。经常与启动子相邻的一个顺式作用元件称为操纵基因(Operator),它是调控蛋白:阻遏蛋白或激活蛋白的结合位点。当阻遏蛋白(或激活蛋白)和操

4、纵基因结合时,就会阻止(或激活)RNA聚合酶启动转录,操纵基因下游的结构基因表达会因此被关闭(或开放)。5、结构基因(Structuralgene)和调控基因(Regulatorgene)的概念。结构基因:编码蛋白质或RNA的任何基因。包括结构蛋白、具有催化活性的酶等。调控基因:是编码调控蛋白的基因,该蛋白可以调控其它基因的表达。6、调控的关键是调控蛋白质与顺式作用元件的结合来调控靶基因的转录。这种相互作用可以通过两种方式进行:正(Positive)转录调控:如果在没有调节蛋白质存在时基因是关闭的,加入这种调节蛋白质后基因被转录表达,这样的调控是正转录调控。该调节蛋白

5、称为激活蛋白。负(Negative)转录调控:在没有调节蛋白质存在时基因是表达的,加入这种调节蛋白质后基因表达活性便被关闭,这样的调控称为负转录调控。该调节蛋白称为阻遏蛋白。一)、transcriptionallevelcontrolProk.operonstringentresponse应急反应attenuator衰减子1、Operoncontrol(1961Jacob.&Monod.)二、基因表达调控的理论与模式●各结构基因按一定比例协调翻译(Z:Y:A=5:2:1)●P&O基因(cis)紧密连锁或彼此重叠●I基因(trans)位点不固定,编码一种反式作用因子,可

6、以调控Z、Y、A结构基因的表达。含自己的启动子和终止子。1)、operonconcept●定义:是基因表达的协调单位,由启动子、操纵基因及其所控制的一组功能上相关的结构基因所组成。操纵基因受调节基因产物的控制。LacoperonIpoZYA例如:特点:2)、operoncontroltypeNegative&PositiveIgeneNeg.Pos.不加入I基因产物operonon加入I基因产物operonoff不加入I基因产物operonoff加入I基因产物operononrepressorNegativePositiveexpressor(apoinducer)无

7、辅基诱导物(激活蛋白)(阻遏蛋白)(阻遏蛋白)(激活蛋白)●Negativecontrol一般是原核生物利用的调控方式,使原核生物更好的适应外界营养条件的变化。●Positivecontrol一般是真核生物喜欢利用的调控方式。是一种灵活,严格,经济的调控机制●RepressorbindingonOsiteExpressorbindingfrontpsite阻止转录启动激活转录启动阻遏蛋白激活蛋白3)、Model●SignalmolecularbeneededforbothtypesAddsignalmol.OperononAddsignalmol.

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