基因表达调控、重组DNA技术和基因组学ppt课件.ppt

《基因表达调控、重组DNA技术和基因组学ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、Regulationofgeneexpression,techniqueofrecombinantDNA,andgenomics基因表达调控、重组DNA技术和基因组学张玉江06-16-2007CentralDogmaReplicationReversetranscriptionTranscriptionTranslationDNAmRNAProtein复制转录翻译反转录DNAreplicationTranscription基因的概念经典遗传学中关于基因的概念分子遗传学中关于基因的概念不同类型的基因结构基因、调控基因、重叠基因、隔裂基因、跳跃基因

2、、假基因基因结构启动子基因I基因II基因III原核生物真核生物调控基因Regulationofgeneexpression基因的表达调控基因表达调控概念基因表达调控的基本要素原核生物基因转录调控真核生物基因表达调控基因表达调控概念一、基因表达的概念基因表达是指生物基因组中结构基因所携带的遗传信息经过转录及翻译等一系列过程，合成特定的蛋白质或者RNA，进而发挥其特定的生物学功能的全过程。包括：转录和翻译基因表达产物包括：各种RNA(tRNA、mRNA和rRNA)和蛋白质二、基因表达的特点在某一特定时期，细胞内只有少数的基因处于转录激活状态，其余大多数

3、基因则处于静息状态。一般来说，在大部分情况下，处于转录激活状态的基因仅占5-15%。（一）时间特异性某一特定基因的表达往往随细胞受生长环境的变化而开启或关闭，呈现时间特异性；对于多细胞生物又与组织器官生长、发育阶段相适应，又称阶段特异性。（二）空间特异性对于多细胞生物，即使处在同一生长发育阶段，不同组织细胞内的基因表达水平也是不一致的，称此为空间特异性（又称细胞特异性或组织特异性）。三、基因表达的方式（一）组成性表达组成性基因表达较少受环境因素的影响，在个体发育的任一阶段都能在大多数细胞中持续表达。管家基因：有些基因在生命全过程都是必需的，如果缺少、

4、细胞不能正常生存，这类基因被称为管家基因。（二）诱导和阻遏表达诱导表达有些基因在特定环境信号刺激下，表达增强，称为诱导表达。阻遏表达另有一些基因在特定环境信号刺激下，表达水平下降，称为阻遏表达。（三）协调表达在一定机制控制下，使功能相关联的一组基因协调一致、共同表达，称此为协调表达。四、基因表达调控的生物学意义通过基因表达以合成特异性蛋白质，从而赋予细胞以特定的生理功能或形态。基因选择性表达是细胞特异性基础。使细胞能适应环境变化，以维持其增殖、分化促进个体生长、发育基因转录激活调节基本要素特异DNA序列RNA聚合酶调节蛋白一、特异DNA序列原核生物的

5、特异DNA序列原核生物基因表达与调控是通过操纵子机制来实现的。操纵子：是由功能上相关联的多个编码序列（结构基因）及其上游的调控序列成簇串联在一起构成的一个转录协调单位。调控序列：操纵序列(O)、启动序列(P)和调节基因(I/R)等组件。启动子操纵序列结构基因……调节基因调节蛋白RNA聚合酶结合部位调节蛋白结合部位，决定转录与否操纵子mRNAmRNA2.真核生物的特异DNA序列真核生物基因组中含有可以调控自身基因表达的特异DNA序列，称为顺式作用元件。顺式作用元件能够被各种转录调节蛋白特异识别和结合，从而影响基因表达活性。启动子顺式作用元件又分增强子沉

6、默子（1）启动子是RNA聚合酶结合位点及其周围的一组转录调控组件。包括：转录起始点、共有序列——TATA盒（核心序列）以及GC盒或CAAT盒等共有序列－110bp-30-25bpCAAT盒GC盒TATA盒（2）增强子是增强启动子转录活性的特异DNA序列。（远离转录起始点，位置灵活，其作用与启动子相互依存）（3）沉默子对基因转录起阻遏作用的特异DNA序列，属于负性调控元件。RNAPolⅡ结合位点二、RNA聚合酶(1)启动子碱基序列变化影响RNA聚合酶活性（尤其－10区和－35区的共有碱基序列变化）(2)调节蛋白构象变化影响RNA聚合酶活性三、调节蛋白

7、原核生物基因转录调控一、乳糖操纵子调节机制控制区：调节基因、启动子、操纵序列信息区（结构基因）：β-半乳糖苷酶基因（lacZ），通透酶基因（lacY）和乙酰化酶基因（lacA）。控制区信息区结构基因(S)操纵序列（O）启动序列（P）调节基因（I）CPA乳糖操纵子结构基因表达产物启动子操纵序列结构基因lacZlacAlacY……调节基因……阻遏蛋白mRNA基因关闭不转录基因打开转录mRNAb-半乳糖苷酶b-半乳糖苷透性酶b-半乳糖苷乙酰基转移酶阻遏蛋白mRNA(有)(无)诱导物(乳糖等)乳糖操纵子模型的建立(JacobandMonod,1961)Fra

8、ncoisJacob(1920-)JacqucesMonod(1910-67)获1965年诺奖2.色氨酸操纵