真核生物的基因表达及其调控G

《真核生物的基因表达及其调控G》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第十五章真核生物基因的表达调控Inmulticellulareukaryotes,differentialregulationofgeneexpressionisattheheartofcellulardifferentiationandfunction.Thecentralquestionishowanorganismexpressedasubsetofgenesinonecelltypeandadifferentsubsetofgenesinanothercelltype.原核生物真核生物操纵元调控。多样化调控，更为复杂。基因组小，大肠杆菌：总长4.6×106bp

2、,编码4288个基因,每个基因约1100bp。基因组大，人类基因组全长3×109bp，编码10万个基因，其余为重复序列。基因分布在同一染色体上，操纵元控制。DNA与组蛋白结合成染色质，染色质的变化调控基因表达；基因分布在不同的染色体上，存在不同染色体间基因的调控问题。适应外界环境，操纵元调控表达。基因差别表达是细胞分化和功能的核心。转录和翻译同时进行，大部分为转录水平调控。转录和翻译在时间和空间上均不同，从DNA到蛋白质的各层次上都有调控，但多数为转录水平调控真核生物与原核生物的调控差异真核生物基因的表达调控系统远比原核生物复杂。真核基因组的复杂性与原核生物比较，真

3、核生物的基因组更为复杂，可列举如下:1、真核基因组比原核基因组大得多，大肠杆菌基因组约4×106bp，哺乳类基因组在109bp数量级，比细菌大千倍；大肠杆菌约有4000个基因，人则约有10万个基因。2、真核生物主要的遗传物质与组蛋白等构成染色质，被包裹在核膜内，核外还有遗传成分(如线粒体DNA等)，这就增加了基因表达调控的层次和复杂性。细菌多数基因按功能相关成串排列，组成操纵元的基因表达调控的单元，共同开启或关闭，转录出多顺反子(polycistron)的mRNA；真核生物则是一个结构基因转录生成一条mRNA，即mRNA是单顺反子(monocistron)，基本上没

4、有操纵元的结构，而真核细胞的许多活性蛋白是由相同和不同的多肽形成的亚基构成的，这就涉及到多个基因协调表达的问题，真核生物基因协调表达要比原核生物复杂得多。原核生物的基因组基本上是单倍体，而真核基因组是二倍体；原核基因组中除rRNA、tRNA基因有多个拷贝外，重复序列不多。哺乳动物基因组中则存在大量重复序列(repetitivesequences)。用复性动力学等实验表明有三类重复序列：①高度重复序列(highrepetitivesequences),这类序列一般较短，长10-300bp，在哺乳类基因组中重复106次左右，占基因组DNA序列总量的10-60%，人的基因组

5、中这类序列约占20%，功能还不明了。②中度重复序列(moderaterepetitivesequences)，这类序列序列多数长100-500bp，重复101-105次，占基因组10-40%。例如哺乳类中含量最多的一种称为Alu的序列，长约300bp，在哺乳类不同种属间相似，在基因组中重复3-5×105次，在人的基因组中约占7%，功能也还不很清楚。在人的基因组中18S/28SrRNA基因重复280次，5SrRNA基因重复2000次，tRNA基因重复1300次，5种组蛋白的基因串连成族重复30-40次，这些基因都可归入中度重复序列范围。③单拷贝序列(singlecopy

6、sequences)。这类序列基本上不重复，占哺乳类基因组的50-80%，在人基因组中约占65%。绝大多数真核生物生物为蛋白质编码的基因在单倍体基因组中都不重复，是单拷贝的基因。原核生物的基因为蛋白质编码的序列绝大多数是连续的，而真核生物为蛋白质编码的基因绝大多数是不连续的，即有外显子(exon)和内含子(intron)，转录后需经剪接(splicing)去除内含子，才能翻译获得完整的蛋白质，这就增加了基因表达调控的环节。从上述可见：真核基因组比原核基因组复杂得多，至今人类对真核基因组的认识还很有限，现在国际上制订的人基因组研究计划(humangeneproject)

7、完成，绘出人全部基因的染色体定位图，测出人基因组109bp全部DNA序列后，搞清楚人全部基因的功能及其相互关系，特别是对了解基因表达调控的全部规律是有帮助的。基因表达=基因转录+翻译基因表达的调控:生物体随时调整不同基因的表达状态,以适应环境、维持生长和发育需要。主要是转录水平的调控基因转录的调节：1.DNA序列2.调控蛋白RNA聚合酶3.DNA-蛋白质相互作用活性的影响第一节真核生物中基因表达水平的分析一、真核生物基因表达水平分析的方法1、主要通过RNA驱动的动力学杂交实验来分析待测RNA复杂度待测RNA的Rot1/2球蛋白mRNA复杂度球蛋白RN