基因组学 课件 7.1.基因的表达调控.ppt

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1、基因的转录调控中英联合实验室原核生物与真核生物基因表达方式的主要区别原核生物：基因的转录与mRNA的翻译偶联，转录与翻译同步进行，不存在mRNA的加工问题；真核生物：转录与翻译在空间上是隔离的，转录在细胞核中进行，转录的产物加工后输出到细胞质，由游离在细胞质中或定位于内质网上的核糖体将mRNA译成蛋白质转录初级产物要经过许多加工与修饰才能成为成熟的mRNA，未成熟的mRNA不能输出细胞核。中英联合实验室一.原核基因的转录调控转录起始调控组成型调控，主要依赖于启动子的结构；调节型控制，主要依赖于调控蛋白的活性。转录延伸与终

2、止调控中英联合实验室组成型调控：启动子决定基因转录起始的基准水平RNA聚合酶：核心酶与σ因子-35盒框主要影响σ因子的识别以及聚合酶附着的速率-10盒框与转录起始复合物从封闭状态转向开放状态有关下游50bp内的核苷酸顺序中英联合实验室一.原核基因的转录调控调节型控制负调控：阻遏物与DNA分子结合阻碍RNA聚合酶转录使基因处于关闭状态；正调控：诱导物通常与蛋白质结合形成一种激活子复合物与基因启动子DNA序列结合激活基因起始转录使基因处于表达状态。中英联合实验室一.原核基因的转录调控大肠杆菌乳糖操纵子模型----结构基因(s

3、tructuralgene,SG)：操纵元中被调控的编码蛋白质的基因----启动子(promoter，P)：是指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列。----操纵基因(operator，O)：是指能被调控蛋白特异性结合的一段DNA序列。中英联合实验室转录延伸转录延伸时RNA聚合酶沿模板链滑行，始终保持着一个向前移动的转录泡，12-20bpRNA聚合酶一边在前面解开双螺旋，同时又在后面将双螺旋回复合成速率：RNA40bp/s，氨基酸12个/s转录终止：热力学最佳状态内终止子：大肠杆菌中促使转录终止的DN

4、A位置有一段反向回文顺序，其后紧接一串腺嘌呤核苷酸（A-U配对，稳定性较差）。内终止子指导合成的RNA产物与模板结合不稳定Rho依赖型：Rho--解旋酶，使DNA与RNA之间的配对碱基分开。形成发夹结构，但不太稳定，其后也缺少一串腺嘌呤，借助Rho中英联合实验室中英联合实验室转录延伸与终止调控抗终止antitermination：RNA聚合酶遇到终止信号时可无视其存在继续前进，直至第二个终止信号出现。同一启动子下数个基因。RNA聚合酶是否停止，需要借助一个抗终止子蛋白。衰减（attenuation），主要涉及与氨基酸合成

5、有关的操纵基因。色氨酸操纵基因启动子下游有一段引导顺序（50-60bp有2个色氨酸密码子），终止信号位于100-140bp之间，可形成发夹结构，但取决于聚合酶与核糖体之间的相对位置。中英联合实验室中英联合实验室中英联合实验室二.真核基因的转录调控RNA聚合酶依赖于DNA的RNA聚合酶依赖于RNA的RNA聚合酶：与某些病毒基因组的复制与表达有关独立于模板的RNA聚合酶：poly（A）聚合酶RNA聚合酶Ⅰ、RNA聚合酶Ⅱ、RNA聚合酶Ⅲ中英联合实验室二.真核基因的转录调控转录因子真核RNA聚合酶不能直接接触启动子，必须依赖转

6、录因子在启动子区构筑“平台”后，才可进入启动子区，参与转录起始复合物的组装原核RNA聚合酶与启动子亲和力强，几乎所有启动子的转录起始基准水平都相对较高；真核转录起始基准水平都很低普遍性转录因子：将RNA聚合酶定位在核心启动子，是转录起始复合物的组成成员激活转录因子：影响转录起始复合物的组装及转录速率，决定某一基因是否表达。中英联合实验室中英联合实验室每一个真核生物基因组由成千上万个基因构成看家基因始终处于活化状态大多数基因在时间上和空间上选择性表达，生物体才能够有条不紊生长发育时间：发育阶段空间：组织、器官二.真核基因的

7、转录调控中英联合实验室二.真核基因的转录调控真核基因表达调控的层次①DNA和染色体水平的调控基因扩增、基因丢失、基因重排、基因修饰、基因封闭等。②转录水平的调控转录的起始、延伸和终止等。③转录后RNA前体加工及转运的调控基因在核中转录而在胞浆中翻译，转录后需经剪切、拼接、编辑、修饰和转运等过程。④翻译水平的调控。⑤翻译后水平的调控。翻译产物剪切、修饰、构象形成、转运和装配等。⑥mRNA降解的调控细胞内有控制mRNA寿命的机制。中英联合实验室中英联合实验室二.真核基因的转录调控1.DNA和染色体水平的调控DNA水平规律性变

8、化也参与了生物体发育的调节。染色质结构与基因活化（基因封闭）核基质附着区与基因表达基因丢失基因扩增基因重排基因修饰中英联合实验室二.真核基因的转录调控染色质结构与基因活化染色质：间期细胞内遗传物质的存在形式，由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性结构染色质结构的变化与基因能否表达紧密联系，基因要得以表达，就