《表达调控》PPT课件

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1、第十三章基因表达调控1基因表达调控基本概念与原理第一节2一、基因表达的概念基因（gene）是负载特定遗传信息的DNA功能片段。其结构包括：DNA编码序列、非编码调控序列和内含子组成的DNA区域。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。即来自一个遗传体系的一套遗传信息。3基因表达（geneexpresion）是指基因转录和翻译的过程。在各种调节机制的控制下，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。并非所有基因表达过程都产生蛋白质，编码tRNA、rRNA的基因转录产生

2、RNA的过程也属于基因表达调控。4二、基因表达的特性所有生物的基因表达都表现为严格的规律性，即时间特异性和空间特异性。（一）时间特异性在特定生物的不同时期或不同发育阶段，按功能需要，某一特定基因的表达（开启或关闭）严格按特定的时间顺序发生。5多细胞生物在发育的各个阶段，都会有不同的基因严格按照自己特定的时间顺序表达（开启或关闭），表现为与发育阶段一致的时间性。多细胞生物基因表达的时间特异性又称为阶段特异性。6（二）空间特异性基因表达伴随时间顺序所表现出的这种空间分布差异，实质上是由细胞在器官的分布决定的，所以空间特

3、异性又称细胞或组织特异性。在个体生长发育的全过程，某种基因产物在个体不同组织和器官表达，即按不同组织空间顺序出现。7三、基因表达的方式按对环境刺激的反应性，基因表达的方式分为：（一）组成性表达（二）诱导和阻遏表达（三）协调表达8（一）组成性表达某些基因产物对生命过程都是必需的或必不可少的。这些基因在个体的几乎所有细胞中持续表达,通常被称为管家基因(housekeepinggene)。9管家基因表达水平受环境因素影响较小，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，这种基因表达方式称为组成性表达或基

4、本表达。特点：1、不受环境影响2、生命各个阶段表达10（二）诱导和阻遏表达与管家基因不同，另有一些基因表达极易受环境变化影响，随外环境的变化可以升高或降低。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）。11如果基因对环境信号应答是被抑制，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）。12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,均需协调一之致、共同表达，

5、即为协调表达(coordinateexpression)。（三）协调表达13四、基因表达调控的基本原理（一）基因表达的多级调控从基因激活开始到蛋白质的生物合成，对于蛋白质来说，以下几个环节均可以调节蛋白质在细胞内的浓度。14基因表达的基本调控点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录起始15（二）基因转录激活调节基本要素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。16主要指具有调节功能的DNA序列。原核生物——操纵子真核

6、生物——顺式作用元件1、特异DNA序列17通常由两个以上编码序列与启动序列、操纵序列以及其他调控序列在基因组中成簇串联而成。原核生物——操纵子18原核生物------操纵子(operon)机制编码序列启动序列操纵序列其他调节序列是RNA聚合酶结合并启动转录的特异DNA序列。1)启动序列19RNA转录起始-35区-10区TTGACATTAACTTTTACATATGATTTTACATATGTTTTGATATATAATCTGACGTACTGTN17N16N17N16N16N7N7N6N7N6AAAAAtrptRNATyr

7、lacrecAaraBADTTGACATATAAT共有序列共有序列（DNA）决定启动序列的转录活性大小。202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213)其他调节序列、调节蛋白原核生物基因调节蛋白分为三类：①、特异因子②、阻遏蛋白③、激活蛋白22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。①、特异因子23阻遏蛋白可以识别和结合特异DNA序

8、列——操纵序列，抑制基因转录，介导负性调节。②、阻遏蛋白阻遏蛋白介导的负性调节在原核生物中普遍存在。24激活蛋白可结合启动序列邻近的DNA序列，促进RNA聚合酶与启动序列的结合，增强RNA聚合酶转录活性。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。③、激活蛋白25真核生物1)顺式作用元件----可影响自身基因表达活性的DNA序列主要