基因表达调控的意义及其展望.doc

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1、基因表达调控意义及其展望生物体内编码基因要执行其功能，需要经历DNA的复制、转录和翻译过程，即基因表达过程，对这个过程的调节即为基因表达调控。基因调控是现代分子生物学研究的中心课题之一。因为要了解动植物生长发育规律。形态结构特征及生物学功能,就必须搞清楚基因表达调控的时间和空间概念，掌握了基因调控机制，就等于掌握了一把揭示生物学奥秘的钥匙。基因表达调控主要表现在以下儿个方面：①转录水平上的调控；②mRNA加工、成熟水平上的调控；③翻译水平上的调控；基因表达调控的指挥系统也是多样的，不同生物使用不同的信号来指

2、挥基因调控。原核生物和真核生物之间存在着相当大差异。原核生物中，营养状况和环境因素对基因表达起着举足轻重的影响；而真核生物尤其是高等真核生物中，激素水平和发育阶段等是基因表达调控的最主要手段，营养和环境因素的影响力大为下降。真核生物基因表达调控与原核生物有很大的差异。原核生物同一群体的每个细胞都和外界环境直接接触，它们主耍通过转录调控，以开启或关闭某些基因的表达来适应环境条件（主要是营养水平的变化），故环境因子往往是调控的诱导物。而大多数真核生物，基因表达调控最明显的特征时能在特定时间和特定的细胞中激活特定

3、的基因，从而实现“预定，'的，有序的，不可逆的分化和发育过程，并使生物的组织和器官在一定的环境条件范围内保持正常的生理功能。从1961年Jacob和Monod通过研究E.coli基因表达调控提出了著名的操纵子学说起，基因的表达调控研究精彩纷呈，并在多个方向取得突破性进展。尤其随着人类基因组测序工作的基本完成，大量的基因被发现和定位，功能基因组学的研究显得尤为重要。例如说随着拟南芥和水稻等模式基因组测序的完成，高等植物转录因子的研究进展迅速，特别是对转录因子结构与功能研究取得了快速的发展。对植物基因的转录过程

4、进行调节是最经济有效的环节，转录因子在这一过程中扮演着重要的角色。所以，近年来，基因分子生物学研究领域的重点已经逐渐从功能基因转到启动子的顺式作用元件和转录因子及其调控机理上。对转录因子的结构与功能的分析鉴定,是阐明在各种条件下基因表达调控机理的重要内容之一。基因表达调控在基因治疗中也有很多应用。基因治疗中导入基因表达时间和水平的调控极其重要。哺乳动物细胞中用到的诱导型载体主要与启动子有关，但这些系统均存在着诱导表达不具备特异性、系统处于关闭状态时表达有遗漏以及诱导剂本身具有毒性会对细胞造成损伤等缺陷。19

5、92年，Gossen和Bujard首次成功地利用原核基因调控元件构建了真核细胞基因表达调控系统——四环素基因表达调控系统（Tet系统），该系统能通过在培养基中加入或者去除四环素或其衍生物（如强力霉素）诱导或抑制所感兴趣基因的表达，故被广泛应用于基因表达调控、蛋白质功能和基因功能研究以及基因治疗研究中。另外基因表达调控在农作物上也已经开始开始应用了。比如说植物苯丙氨酸解氨酶（简称PLA）基因表达调控的研究，由于生产和保健的需要，植物抗病育种,生物活性成分成为现代生物技术的焦点之-、一方面，提高植物抗性，既可减

6、少生产上经济损失，又可减少农药等对人类健康以及生态环境的损害；另一方面,还可富集特定目的次生代谢产物，经过苯丙烷代谢途径的许多次生代谢产物是天然的对许多重大疾病有独特疗效的活性成分，在医疗具有不可替代的作用。而导入次生代谢关键酶基因是首先想到的方法，队L就是这类基因之一。另外，PAL可调控酚类物质代谢及色泽发育，参与红色果实着色，对提高果实外观品质，促进果树事业的发展具有重大意义。已有人从分子生物学的深度研究了烟草和牵牛花等植物中花青昔的形成和积累，通过调节PAL基因的表达，有效地改变了矮牵牛、烟草和菊花的

7、花色。因此有理由相信，利用分子生物学技术也能改变苹果等果实的色泽。除此之外基因表达调控在环境保护、食品工艺学、养殖等很多行业当中有非常重要的应用。对基因表达调控的研究还在继续,还有很多的机理是我们所不知道的,而在研究的进程中,我们述会陆续的解开更多的生命奥义,同时也能够更多的解决现在所存在的威胁。