基因的表达调控(上)真核基因表达调控一般规律.ppt

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1、PBL教学法？真核基因组的复杂性?真核基因表达调控的特点?真核基因表达调控的类型?PBL教学法？真核基因组的复杂性?大、非编码序列、重复序列、染色质、调控的层次和环节复杂、协调表达复杂即使现在国际人基因组研究计划（humangeneproject）测出了人基因组3×109bp的DNA序列。但是要搞清楚人全部基因的功能及其相互关系、特别是要明了基因表达调控的全部规律，还需要经历很长期艰巨的研究过程。真核生物和原核生物基因表达的对比1真核基因组的复杂性1真核基因组的复杂性真核基因组比原核基因组大得多大肠杆菌基因组约4×106bp，

2、哺乳类基因组在109bp数量级，比细菌大千倍；大肠杆菌约有4000个基因，人则约有3～5万个基因。原核基因组的大部分序列都为基因编码；而哺乳类基因组中仅约10%的序列是编码蛋白质或rRNA、tRNA等的基因，其余约90%是非编码序列。原核基因组中除rRNA、tRNA基因有多个拷贝外，重复序列不多。哺乳动物基因组中则存在大量重复序列(repetitivesequences)。1真核基因组的复杂性原核生物的基因为蛋白质编码的序列绝大多数是连续的，而真核生物为蛋白质编码的基因绝大多数是不连续的，增加了真核基因表达调控的环节。真核生物

3、主要的遗传物质与组蛋白等构成染色质，被包裹在核膜内，核外还有遗传成分（如线粒体DNA等），这就增加了基因表达调控的层次和复杂性。真核生物基因协调表达要比原核生物复杂得多。细菌多数基因按功能相关成串排列，组成操纵子的基因表达调控的单元，共同开启或关闭；真核生物结构基因的mRNA是单顺反子，且真核细胞的许多活性蛋白是由相同和不同的多肽链形成的亚基构成的，涉及到多个基因的协调表达。1真核基因组的复杂性从上述可见真核基因组比原核基因组复杂得多，至今人类对真核基因组的认识还很有限，即使现在国际上制订的人基因组研究计划（humangene

4、project）测出了人基因组3×109bp的DNA序列。但是要搞清楚人全部基因的功能及其相互关系、特别是要明了基因表达调控的全部规律，还需要经历很长期艰巨的研究过程。PBL教学法？真核基因表达调控的特点?？复杂性2真核基因表达调控的特点真核基因表达调控的环节更多真核基因的转录与染色质的结构变化相关真核生物基因组的非编码序列的存在与基因表达调控密切相关真核基因表达以正调控为主真核生物RNA聚合酶对启动子的亲和力很低，基本上不能独靠其自身来起始转录，而是需要依赖多种激活蛋白的协同作用。虽然在真核基因调控中也发现有负性调控元件，但

5、其存在并不普遍；真核基因转录表达的调控蛋白也有起阻遏和激活作用或兼有两种作用者，但总的是以激活蛋白的作用为主。即多数真核基因在没有调控蛋白作用时是不转录的，需要表达时就要有激活的蛋白质来促进转录。换言之：真核基因表达以正（性）调控为主导。2真核基因表达调控的特点2.4真核基因表达以正（性）调控为主2.1真核基因表达调控的环节更多如前所述：基因表达是基因经过转录、翻译、产生有生物活性的蛋白质的整个过程。同原核生物一样，转录依然是真核生物基因表达调控的主要环节。但真核基因转录发生在细胞核（线粒体基因的转录在线粒体内），翻译则多在胞

6、浆，两个过程是分开的，因此其调控增加了更多的环节和复杂性，转录后的调控占有了更多的分量。真核基因表达过程中还会涉及基因重排、基因扩增、基因消减等。2真核基因表达调控的特点2.2真核基因的转录与染色质的结构变化相关真核生物基因组DNA绝大多数都在细胞核内与组蛋白等构成染色质；染色质的结构、染色质中DNA与组蛋白的结合状态都影响其转录。2真核基因表达调控的特点真核生物基因组至少包括两类遗传信息：第一类是三联体密码所编码的蛋白质的基因信息，其遗传信息的传递包括基因转录和蛋白质合成过程，例如现在已经知道由于存在真核生物基因的不连续性，

7、转录后的剪接、特别是可变剪接、RNA编辑等，可导致DNA序列与蛋白质氨基酸序列的不完全对应关系；而第二类遗传信息则指非编码蛋白质序列能调节基因选择性表达的遗传信息。已经知道，蛋白质基因只占整个真核生物基因组序列的较少部分，因此基因组中大部分DNA是用来编码第二类遗传信息的。2真核基因表达调控的特点2.3真核生物基因组的非编码序列的存在与基因表达调控密切相关目前所知的真核生物基因表达调控的特点？1、RNA聚合酶不同；2、多层次，不存在超基因式操纵子结构；3、个体发育复杂：基因表达的时间性和空间性；时间性：个体发育的不同阶段，基因

8、表达的种类和数量是不同的；空间性：在不同组织和器官中，基因表达的种类和数量是不同的；4、活性染色体结构变化：对核酸酶敏感、DNA拓扑结构变化、DNA碱基修饰变化、组蛋白变化；5、正性调节占主导；6、转录与翻译间隔进行，转录和翻译分开进行；7、转录后修饰、加工，初级转录产物要经