第十三章基因表达调控ppt课件.ppt

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1、第13章基因表达调控RegulationofGeneExpression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组(genome)来自一个生物体的一整套遗传物质。即生成具有生物学功能产物的过程。基因表达基因表达是受调控的基因(gene)转录翻译=+二、基因表达的时间特异性和空间特异性（一）时间特异性时间特异性: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）空间特异性又称细

2、胞或组织特异性空间特异性：多细胞生物个体在某一特定生长发育阶段，同一基因的表达在不同的细胞或组织器官不同，从而导致特异性的蛋白质分布于不同的细胞或组织器官。三、基因表达的方式按对刺激的反应性，基因表达的方式分为：基本（或组成性）表达诱导或阻遏表达（一）基本（或组成性）表达管家基因(housekeepinggene):某些基因在一个个体的几乎所有细胞中持续表达。组成性基因表达:无论表达水平高低，管家基因较少受环境因素影响，而是在个体各个生长阶段的大多数或几乎全部组织中持续表达，或变化很小。（二）基因的表达的诱导和阻遏可诱导基因:

3、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。诱导(induction)：可诱导基因在特定环境中表达增强的过程。阻遏(repression)：可阻遏基因在特定环境中表达降低的过程。可阻遏基因:对环境信号应答是被抑制的基因。协调表达：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。四、基因表达调控的生物学意义（一）以适应环境、维持生长和增殖通过一定的程序调控基因的表达，可使生物体表达出合适的蛋白质分子，以便更好地适应环境，维持其生长和增殖。（二）以维持细胞分化与个体发育在多细胞个

4、体生长、发育的不同阶段，或同一生长发育阶段，不同组织器官内蛋白质分子分布、种类和含量存在很大差异，这些差异是调节细胞表型的关键。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基因表达的多级调控基因激活拷贝数重排甲基化程度转录起始转录后加工mRNA降解蛋白质翻译翻译后加工修饰蛋白质降解等转录起始二、基因转录激活调节的基本要素基因的结构、性质生物个体或细胞所处的内、外环境细胞内所存在的转录调节蛋白（一）特异DNA序列决定基因的转录活性（二）转

5、录调节蛋白可以增强或抑制转录活性原核生物蛋白质因子——操纵子(operon)机制特异DNA序列编码序列启动序列操纵序列其他调节序列(promoter)(operator)是RNA聚合酶结合并启动转录的特异DNA序列。1、启动序列RNA转录起始-35区-10区TTGACATTAACTTTTACATATGATTTTACATATGTTTTGATATATAATCTGACGTACTGTN17N16N17N16N16N7N7N6N7N6AAAAAtrptRNATyrlacrecAAraBADTTGACATATAAT共有序列图13-1五种E

6、.coli启动序列的共有序列共有序列(consensussequence)决定启动序列的转录活性大小。某些特异因子（蛋白质）决定RNA聚合酶对一个或一套启动序列的特异性识别和结合能力。2、操纵序列——阻遏蛋白(repressor)的结合位点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，阻碍转录。启动序列编码序列操纵序列pol阻遏蛋白3、其他调节序列、调节蛋白例如：激活蛋白(activator)可结合启动序列邻近的DNA序列，促进RNA聚合酶与启动序列的结合，增强RNA聚合

7、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。真核生物1、顺式作用元件(cis-actingelement)——可影响自身基因表达活性的DNA序列RNA聚合酶ⅡBADNA编码序列转录起始点mRNARNA聚合酶ⅡBADNA转录起始点mRNA图13-2顺式作用元件不同真核生物的顺式作用元件中：一些共有序列，如TATA盒、CAAT盒等，这些共有序列是RNA聚合酶或特异转录因子的结合位点。2、真核基因的调节蛋白还有蛋白质因子可特异识别、结合自身基因的调节序列，调节自身基因的表达，称顺式作用。由某一基因表

8、达产生的蛋白质因子，通过与另一基因的特异的顺式作用元件相互作用，调节其表达。这种调节作用称为反式作用。反式作用因子(trans-actingfactor)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第三节原核基因表