第6章 基因表达调控

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1、第6章基因表达调控(ControllingoftheGeneExpression)6.1.概述6.2.基因表达调控的理论与模式6.1.概述（Introduction）a)原核生物对环境的适应，相关的应答真核生物的细胞分化,组织特化,个体发育以及环境对个体表型的影响都是基因表达的结果基因表达的调控涉及RNA转录的开/关，数量，选择性加工蛋白质翻译速率，数量，加工与降解和分泌…原核生物与真核生物基因表达调控机制具有惊人的相似性共同的起源与共同的分子基础调控机理上调控层次上核酸分子间的互作核酸与蛋白质分子间的互作蛋白质分子间的互作transcriptio

2、nallevelpost—transcriptionalleveltranslationallevelpost—translationallevel转录水平上的调控是最为经济,灵活，又是最为重要，复杂的调控●在复杂的基因组内，确定需要基因转录的起始位点●精细调节基因表达的水平,以保证生物体对环境的适应●cisfactor&transfactor间严格而又灵活的互作●保证RNApolymerase的进行式转录（不中断，准确终止）e)生物遗传信息的概念C>cGenomeDNA10%;结构基因的编码序列tripletcodon90%;重复，间隔，调节序列

3、…基因选择性表达指令重要的遗传信息遗传信息的两大类别II类；特定DNAseq.+特定蛋白质/核酸结合基因表达的指令geneon/offI类；DNAseq.RNAseq.(codon)aaseq.proteinphenotype(centraldogma)f)遗传信息表达的方式组成型表达（constitutiveexpression）持家基因Housekeepinggene诱导型表达（inducibleexpressionbysignalingmolecular）奢侈基因Luxurygene顺、反因子间互作方式的基因表达调控上位显性Epistasis

4、effect6.2基因表达调控的理论与模式转录水平的调控（transcriptionallevelcontrol）Prok.操纵子operon逆境应答stringentresponse衰减子attenuator转座子transposon…6.2.1.操纵子调控（Operoncontrol）(1961Jacob.&Monod.)a)operonconcept●控制某一代谢途径的相关基因,紧密连锁地排列在一起,受同一操纵子控制●各结构基因按一定比例协调翻译(Z:Y:A=5:2:1)●具有极性突变效应●P&O基因(cis)紧密连锁或彼此重叠I基因(tra

5、ns)位点不固定LacoperonIpoZYAb)operoncontroltype负调控Negative&正调控PositiveIgeneNeg.Pos.i-or不加入I基因产物operononI+or加入I基因产物operonoffi-or不加入I基因产物operonoffI+or加入I基因产物operononrepressorNegativePositiveexpressor(apoinducer)无辅基诱导物●RepressorbindingonOsite●Operonoff●Negativecontrl是广泛保险的机制（自然选择使Prok

6、.获得选择优势）Positivecontrol是灵活，严格，经济的调控机制Expressorbindingfrontpsite意味转录效率极低阻止转录启动激活转录启动c)Model●信号分子（Signalmolecular）beneededforbothtypesAddsignalmol.OperononAddsignalmol.Operonoff辅阻遏物Co-repressor诱导物Inducer(inducibleoperon)(repressibleoperon)OperoncontrolmodelnegativepositiveInd.

7、Rep.activeactiveinactiveinactivecAMPcontrol(universalcontrollingsystem)LacoperonopenbutnotranscriptsGlucoseWhy?LactoseE.coli6.2.2.乳糖操纵子的基因表达调控ATPpppcAcAMPpcA5’-AMPpcAI(crpgene)(cAMPrecceptprotein)(orcatabilitegeneactivatorprotein)cAMPase(-)phosphodiesterase(+)+GlucoseLac.Opero

8、nIPOcAMP—CAP具有广泛生理效应的正控制系统存在于多种基因表达调控体系中LacoperonexpressioncA