第13章基因表达调控

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1、第第第第13131313章章章章基因表达调控基因表达调控基因表达调控基因表达调控RegulationofGeneExpression目录第一节基因表达调控的基本概念BasicConceptionsofGeneExpressionRegulation目录一、基因表达是指基因转录及翻译的过程�基因组(genome)来自一个生物体的一整套遗传物质。�基因表达(geneexpression)是基因转录及翻译的过程，即：生成具有生物学功能产物的过程。�基因表达是受调控的。目录二、基因表达具有时间特异性和空间特异性（一）时间特异性�按功能需要，某一特定基因的表达严格按特定

2、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)。目录（二）空间特异性�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)。�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(cellortissuespecificity)。目录三、基因表达的方式及调节存在很大差异按对刺激的反应性，基因表达的方式分为：�

3、基本（或组成性）表达�诱导或阻遏表达目录（一）基本（或组成性）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)。目录（二）有些基因的表达受到环境变化的诱导和阻遏�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(induciblegene)。�可诱导基因在

4、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(repressiblegene)。可阻遏基因表达产物水平降低的过程称为阻遏(repression)。目录�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)。目录四、基因表达调控为生物体生长、发育所必需（一）以适应环境、维持生长和增殖生物体所处的内、外环境是在不断变化的。通过一定的程序调控基因

5、的表达，可使生物体表达出合适的蛋白质分子，以便更好地适应环境，维持其生长和增殖。目录（二）以维持细胞分化与个体发育在多细胞个体生长、发育的不同阶段，或同一生长发育阶段，不同组织器官内蛋白质分子分布、种类和含量存在很大差异，这些差异是调节细胞表型的关键。目录第二节基因表达调控的基本原理BasicPrinciplesofGeneExpressionRegulation目录一、基因表达调控呈现多层次和复杂性基因表达的多级调控基因激活拷贝数重排转录起始转录起始转录起始转录起始转录起始转录起始甲基化程度转录后加工mRNA降解蛋白质翻译翻译后加工修饰蛋白质降解等目录二、基

6、因转录激活受到转录调节蛋白与启动子相互作用的调节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。（一）特异DNA序列决定基因的转录活性（二）转录调节蛋白可以增强或抑制转录活性目录原核生物——操纵子(operon)机制启动序列(promoter)编码序列其他调节序列操纵序列(operator)蛋白质因子特异DNA序列目录1、启动序列是RNA聚合酶结合并启动转录的特异DNA序列。-35区-10区RNA转录起始trpTTGACAN17TTAACTN7AtRNATyrTTTACAN16TATGATN7AlacTTT

7、ACAN17TATGTTN6ArecATTGATAN16TATAATN7AAraBADCTGACGN16TACTGTN6A共有序列TTGACATATAAT图13-1五种E.coli启动序列的共有序列目录�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。目录2、操纵序列——阻遏蛋白(repressor)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pol操纵序列阻遏蛋白编

8、码序列目录3、其他调节序列、调节蛋白例