原核细胞基因表达调控机制

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1、Severalstepsinthegeneexpressionprocessmaybemodulated,includingthetranscriptionstepandtranslationstepandthepost-translationalmodificationofaprotein.Generegulationgivesthecellcontroloverstructureandfunction,andisthebasisforcellulardifferentiation,morphogenesisandtheversatilityandadaptability

2、ofanyorganism.Generegulationmayalsoserveasasubstrateforevolutionarychange,sincecontrolofthetiming,location,andamountofgeneexpressioncanhaveaprofoundeffectonthefunctions(actions)ofthegeneintheorganism.原核细胞基因表达调控RegulationofProkaryoticGeneExpression一、基因表达调控概述BasicConceptionsandPrinciple（一）基因

3、表达的概念*基因*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(geneexpression)基因表达是受调控的（二）基因表达的时间性及空间性1、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，称之为基因表达的时间特异性(temporalspecificity)。多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶段特异性(stagespecificity)。2、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

4、特异性(cellortissuespecificity)。在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同组织空间顺序出现，称之为基因表达的空间特异性(spatialspecificity)。（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：1、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)。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基因表达(constitutivegeneexpression)。2

5、、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水平降低的过程称为阻遏(repression)。基因表达增强表达减弱诱导阻遏环境因素在一定机制控制下，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)。（四）基因表达调控的生物学意义1、适应环境、维

6、持生长和增殖2、维持个体发育与分化二、基因表达调控的基本原理BasicPrincipleofGeneExpressionRegulationa（一）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录起始（二）基因转录激活调节基本要素特异DNA序列和调节蛋白质调节蛋白DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用RNA聚合酶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)1.特异DNA序列和调节蛋白质是RNA聚合酶结合并启动转录的特异DNA序列。1)

7、启动序列RNA转录起始-35区-10区TTGACATTAACTTTTACATATGATTTTACATATGTTTTGATATATAATCTGACGTACTGTN17N16N17N16N16N7N7N6N7N6AAAAAtrptRNATyrlacrecAAraBADTTGACATATAAT共有序列Pribnowbox共有序列(consensussequence)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。2操纵序列——阻遏蛋白(repressor)的