第13章基因表达调控.ppt

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1、第13章基因表达调控RegulationofGeneExpression主要内容基因表达调控的基本概念基因表达调控的基本原理原核基因表达调节真核基因表达调节第一节基因表达调控的基本概念BasicConceptionsofGeneExpressionRegulation一、基因表达的概念基因(gene)：编码生物活性产物(RNA和蛋白质)的DNA片段。基因组(genome)：生物体的全套基因。基因表达(geneexpression)：基因转录和翻译基因表达不一定产生蛋白质tDNA→tRNA,rDNA→rRNA基因表达是受调控的二

2、、基因表达的时间性和空间性时间特异性(temporalspecificity)：某一特定基因的表达严格按一定的时间顺序发生。Hb:α2ε2→α2γ2→α2β2AFP:胎儿、肝癌多细胞生物：又称为阶段特异性。空间特异性(spatialspecificity)：又称为细胞特异性或组织特异性。指多细胞生物在某一特定生长发育阶段，同一基因在不同的组织器官表达不同。三、基因表达的方式基本/组成性表达诱导和阻遏表达协调表达（一）基本/组成性表达管家基因(housekeepinggene):在生物体几乎所有细胞中持续表达的基因，其表达产物对

3、生命的全过程都是必不可少的。基本/组成性表达(constitutivegeneexpression):管家基因的表达。表达水平受环境因素的影响较小（二）诱导和阻遏表达可诱导基因(induciblegene):在特定环境信号刺激下，表达被激活，表达产物增加的基因。诱导(induction)：可诱导基因在特定环境中表达增强的过程。可阻遏基因(repressiblegene)：在特定环境信号刺激下，表达被抑制，表达产物减少的基因。阻遏(repression)：阻遏基因表达降低的过程。（三）协调表达(coordinateexpress

4、ion)功能相关的一组基因，协调一致地表达，共同完成某种调节。如：代谢途径的调节四、基因表达调控的生物学意义适应环境、维持生长和增殖维持细胞分化与个体发育第二节基因表达调控的基本原理BasicPrinciplesofGeneExpressionRegulation一、基因表达的多级调控多水平/多层次调控基因转录（转录起始、转录后加工）**转录起始是基因表达的基本控制点。翻译（翻译、翻译后修饰）二、基因转录起始/激活调节的基本要素特异DNA序列转录调节蛋白DNA-蛋白质，蛋白质-蛋白质相互作用RNA聚合酶（一）特异DNA序列原核

5、启动序列的共有序列：-35区：TTGACA-10区：TATAAT(Pribnowbox)真核顺式作用元件(cis-actingelement):调节自身基因转录活性的DNA序列。启动子的共有序列:TATA盒，CCAAT盒，GC盒非编码序列，并非都位于转录起始点上游决定基因的转录活性RNA转录起始-35区-10区TTGACATTAACTTTTACATATGATTTTACATATGTTTTGATATATAATCTGACGTACTGTN17N16N17N16N16N7N7N6N7N6AAAAAtrptRNATyrlacrecAAra

6、BADTTGACATATAAT共有序列图13-1五种E.coli启动序列的共有序列图13-2顺式作用元件RNA聚合酶ⅡBADNA编码序列转录起始点mRNARNA聚合酶ⅡBADNA转录起始点mRNAE1E2（二）转录调节蛋白原核生物的转录调节蛋白特异因子：RNA-pol的σ亚基(σ因子)决定RNA-pol识别、结合启动序列的特异性σ70，σ32（热休克基因）阻遏蛋白(repressor)：抑制基因转录激活蛋白(activator)：增强基因转录(与启动序列邻近的DNA序列结合，促进RNA-pol与启动序列的结合)核心酶(core

7、enzyme)全酶(holoenzyme)转录起始阶段转录延长阶段阻遏蛋白与操纵序列结合时，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阻遏蛋白阻遏蛋白的作用机制真核生物的转录调节蛋白：又称为转录因子(transcriptionfactor)或反式作用因子/蛋白(trans-actingfactor)：与顺式作用元件相互作用，调节另一基因转录的蛋白质(反式调节)。顺式调节：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。真核生物

8、的转录调节蛋白顺式作用蛋白反式作用蛋白cDNAaDNA反式调节C顺式调节mRNAC蛋白质CbAmRNA蛋白质AA图13-3反式与顺式作用蛋白（三）DNA-蛋白质或蛋白质-蛋白质相互作用DNA-蛋白质相互作用原核：RNA-pol-启动序列真核：顺式作用元件-反式作用因子蛋白质-