第五章基因表达调控

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1、第六章基因表达的调控(ControlofGeneExpression)第一节概述(Introduction)基因表达(geneexpression)--基因转录及翻译的过程。rRNA、tRNA的合成属于基因表达中心法则(thecentraldogma)：通常情况下，真核生物细胞只有2-15%的基因处于有转录活性的状态。表达调控是研究不同的环境和条件以及各种因素如何令基因表达或不表达，而且按一定的时间、空间有次序高效地运作。调控水平：转录、转录后、翻译、翻译后调控：细胞代谢的调控（细胞生存、适应内环境）基因表达的调控（生命延续、适应大环境）多水平的调控、多途径

2、的调控调控特点：复杂、多变、灵敏、准确一、基因表达的时空特异性(temporalandspatialspecificity)时间特异性(temporalspecificity)某一基因的表达严格按特定的时间顺序发生。Hb(hemoglobin血红素)α珠蛋白基因簇：ζ（胚胎型）、αβ珠蛋白基因簇：ε（胚胎型）、γ（胎儿型）、β、δζ2ε2→α2γ2→α2β2空间特异性(spatialspecificity)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同形异位盒基因(homeobox):高度保守的一段核苷酸序列（180bp）,控制胚胎发育的基因同形

3、异位现象(homeosis):果蝇头部长触角部位长出脚来一、基因表达的时空特异性(temporalandspatialspecificity)二、基因表达的方式1、管家基因与奢侈基因管家基因（housekeepinggene）--在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达的基因。组成性基因表达(constitutivegeneexpression)指在个体发育的任一阶段都能在大多数细胞中持续进行的基因表达。其基因表达产物通常是对生命过程必需的或必不可少的，且较少受环境因素的影响。这类基因通常被称为持家基因（housekeeping gene）。奢侈基因（luxur

4、ygene）—只在特定的细胞类型中表达的基因二、基因表达的方式2、诱导和阻遏表达诱导（induction）：是指在特定环境因素刺激下，基因被激活，从而使基因的表达产物增加。这类基因称为可诱导基因。DNA损伤→修复酶基因激活乳糖→利用乳糖的三种酶表达阻遏（repression）：是指在特定环境因素刺激下，基因被抑制，从而使基因的表达产物减少。这类基因称为可阻遏基因。色氨酸—色氨酸合成酶系三、基因表达调控的环节——多级调控基因表达调控可见于从基因激活到蛋白质生物合成的各个阶段，因此基因表达的调控可分为转录水平（基因激活及转录起始），转录后水平（加工及转运），翻译水

5、平及翻译后水平，但以转录水平的基因表达调控最重要。适应环境、维持生长和增殖维持个体发育与分化四、基因表达调控的生物学意义基因表达的调控因素原核生物：营养状况，环境因子真核生物：激素水平，发育阶段第二节原核生物基因表达的调控(ControlofProkaryoticGeneExepression)一、转录水平的调控(controloftranscription)操纵元(operon)：由调控区（启动子和操纵子）与信息区（结构基因）组成二、翻译水平的调控(controloftranslation)一、转录水平的调控(controloftranscription)1

6、、启动子(promoter)：A、启动子决定转录方向及模板链B、启动子决定转录效率(一)、影响转录的因素2、σ因子：识别基因的启动子，控制转录时序σ70：识别大多数基因的启动子σ32：识别热休克诱导基因的启动子，控制热休克蛋白(heatshockprotein,Hsp)基因表达。(一)、影响转录的因素一、转录水平的调控(controloftranscription)激活蛋白(activatingprotein)：与操纵子结合后能增强或起动调控基因转录的调控蛋白称为激活蛋白，所介导的调控方式称为正性调控(positiveregulation)，促进转录。3、阻遏

7、蛋白与激活蛋白：调控转录阻遏蛋白(repressiveprotein)：与操纵子结合后能减弱或阻止其调控基因转录的调控蛋白称为阻遏蛋白,其介导的调控方式称为负性调控(negativeregulation)，抑制转录；一、转录水平的调控(controloftranscription)(一)、影响转录的因素它是一段位于结构基因上游前导区具有终止子结构的短序列，通过前导序列转录产生的mRNA形成类似于终止子的二级结构，达到终止转录的目的。一、转录水平的调控(controloftranscription)4、弱化子（attenuator）(一)、影响转录的因素乳糖操纵

8、元调控的机制色氨酸操纵元的调控机制（二