基因表达调控.ppt - 生物化学与分子生物学

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1、基因表达调控论述题试述基因表达调控的一般规律论述原核操纵子调控机制论述真核生物基因表达调控特点基因表达的调控: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第一节基本概念与原理一、基因表达的概念基因组来自一个遗传体系的一整套遗传信息基因转录及翻译的过程基因表达基因负载特定遗传信息的DNA片段，其结构包括由DNA编码序列、非编码调节序列和内含子组成的DNA区域。cDNA是人为地由mRNA通过反转录而得，即与mRNA互补的DNA，也称为“基因”二、基因表达的时间性及空间性（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的时间顺序发生，称之为基因表达的时间特异性多细

2、胞生物基因表达的时间特异性又称阶段特异性（二）空间特异性基因表达伴随空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：（一）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（二）诱导和阻遏表达在特定环境信号刺激下，

3、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，称为诱导如果基因对环境信号应答时被抑制，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（三）协调表达功能相关的一组基因协调一致、共同表达。四、基因表达调控的生物学意义（一）适应环境、维持生长和增殖（二）维持个体发育与分化第二节基因表达调控的基本原理（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序列原核生物操纵子：由功能相关的一组基因在染色体上串联，共同构成的一个转录单位；通常由

4、2个以上的编码序列与启动序列、操纵序列以及其他调节序列在基因组中成簇串联组成编码序列启动序列操纵序列其他调节序列(promoter)(operator)原核基因启动序列是RNA聚合酶结合并启动转录的特异DNA序列。通常在转录起始点上游－10及－35区域存在一些相似序列，称为共有序列。决定启动序列的转录活性大小。（2）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阻遏蛋白真核生物顺式作用元件——可影响自身基因表达活性的DNA序列BADNA编码序列转录起始点不同真核

5、生物的顺式作用元件中也会发现一些共有序列，如TATA盒、CAAT盒等根据顺式作用元件在基因中的位置、转录激活作用的性质及发挥作用的方式，分为启动子、增强子、沉默子2、调节蛋白原核生物特异因子：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阻遏蛋白：可以识别、结合特异DNA序列——操纵序列，抑制基因转录激活蛋白：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聚合酶活性真核基因的调节蛋白还有蛋白质因子可特异识别、结合自身基因的调节序列，调节自身基因的表达，称顺式作用由某一基因表达产生的蛋白质因子，通过与另一基因的特异的顺式作用元件相互作用，调节其表

6、达。反式作用因子这种调节作用称为反式作用cDNAaDNA反式调节C顺式调节mRNAC蛋白质CBAmRNA蛋白质AADNA-蛋白质相互作用指的是反式作用因子与顺式作用元件之间的特异识别及结合。绝大多数调节蛋白质结合DNA前，需通过蛋白质-蛋白质相互作用，形成二聚体或多聚体3.DNA-蛋白质蛋白质-蛋白质的相互作用4.RNA聚合酶⑴原核启动序列/真核启动子与RNA聚合酶活性RNA聚合酶与其的亲和力，影响转录⑵调节蛋白与RNA聚合酶活性一些特异调节蛋白在适当环境信号刺激下表达，然后通过DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用影响RNA聚合酶活性。7032σσHsp第三节原核基因转录调节——调节

7、的主要环节在转录起始一、原核基因转录调节特点（一）σ因子决定RNA聚合酶识别特异性（二）操纵子模型的普遍性（三）阻遏蛋白与阻遏机制的普遍性调控区CAP结合位点启动子操纵序列结构基因z：β-半乳糖苷酶y：通透酶a：乙酰基转移酶zyaOPDNAI基因二、乳糖操纵子调节机制（一）乳糖操纵子(lacoperon)的结构阻遏负调控:调控蛋白+DNA序列基因的表达(相应蛋白质降低)促进正调控:调控蛋白+DNA序列基因的表达(相应蛋白质增加)（二）阻遏蛋白的