基因表达调控.ppt

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1、基因表达调控RegulationofGeneExpression神经元淋巴细胞第一节基因表达调控基本概念与特点基因(gene)基因（gene）：编码蛋白质或RNA等具有特定功能产物的、负载遗传信息的基本单位。一、基因表达是基因转录和翻译的过程除了某些以RNA为基因组的RNA病毒外，基因通常是指染色体或基因组的一段DNA序列。基因包括编码序列（外显子）、调控序列和间隔序列（内含子）。基因组（genome）指细胞或生物体的一套单倍体遗传物质基础的总和。人类基因组包含了细胞核染色体DNA（常染色体和性染色体）及线粒体DNA所携带的所有遗传物质。基因表达（geneexpression

2、）是基因转录及翻译的过程rRNA、tRNA编码基因转录过程也属基因表达。生物基因组中只有部分基因表达，其表达水平会随时间、环境而变化。DNARNA转录蛋白质翻译逆转录复制（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。多细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的时间、空间特异性由特异的基因启动子和（或）增强子与调节蛋白相互作用决定。二、基因表达的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。又称细胞特异性或组织特异性。（一）基本表达(constitutivegeneexpresstion)指在个体发育的任

3、一阶段都能在大多数细胞中持续进行的基因表达。区别于其它基因,这类表达称为基本表达(或组成性)基因表达，这些基因通常被称为管家基因(housekeepinggene)。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。这类基因表达只受启动序列或启动子与RNA聚合酶相互作用的影响，不受其它机制调节。三、基因表达的方式（二）适应性表达(adaptive expression)诱导(induction)：指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。如：DNA损伤→修复酶基因激活阻遏(repression)：指在特定环境信

4、号刺激下，相应的基因被抑制，基因表达产物减少。这种基因称为可阻遏基因。如：大肠杆菌的色氨酸合成酶系有些基因的表达受到环境变化的诱导和阻遏。三、基因表达的方式在一定机制控制下，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)。（三）生物体内不同基因的表达受到协调调节三、基因表达的调节四、基因表达调控的意义（一）生物体调节基因表达以适应环境、维持生长和增殖（二）生物体调节基因表达以维持细胞分化个体发育突变第二节基因表达调控的基本原理一、基因

5、表达调控呈现多层次性和复杂性基因表达调控是在多级水平上进行的复杂事件，转录起始是基因表达的基本控制点。细胞核核孔DNA初级RNA转录物mRNAmRNA蛋白质失活蛋白质1转录控制2RNA加工控制翻译控制34蛋白质活性控制细胞质二、基因转录激活的基本要素（一）特异DNA序列决定基因的转录活性原核生物——操纵子(operon)机制编码序列启动序列操纵序列其他调节序列(promoter)(operator)RNA-pol(2)操纵子通常由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。基因转录激活受到转录调节蛋白与启动子相互作用的调节。RNA转

6、录起始-35区-10区TTGACATTAACTTTTACATATGATTTTACATATGTTTTGATATATAATCTGACGTACTGTN17N16N17N16N16N7N7N6N7N6AAAAAtrptRNATyrlacrecAAraBADTTGACATATAAT是RNA聚合酶结合并启动转录的特异DNA序列。启动序列共有序列图13-1五种E.coli启动序列的共有序列操纵序列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，阻遏转录。——阻遏蛋白(repressor)的结合位点编码序列启动序列操纵序列其他调节序列(p

7、romoter)(operator)RNA-pol阻遏蛋白负性调节原核操纵子调节序列是还有一种特异DNA序列可结合激活蛋白(activator)，促进RNA聚合酶与启动序列的结合，增强RNA聚合酶活性。有些基因在没有激活蛋白存在时，RNA聚合酶很少或完全不能结合启动序列。特异DNA序列正性调节编码序列启动序列操纵序列其他调节序列(promoter)(operator)CAPRNA-pol(2)CAP：分解（代谢）物基因激活蛋白转录编码序列ABDNA转录起始点RNA-pol真核生物的特异DNA序