基因表达的调控

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1、第六章基因表达的调控本章，我们讨论4个问题：1.什么是基因表达的调控？2.原核生物基因表达调控是如何进行的？3.真核生物基因表达调控是如何进行的？4.基因表达调控与医学研究概述一、基因（gene)(一)概念从化学上来说指的是一段DNA或RNA（病毒）顺序，该顺序可以产生或影响某种表型，可以由于突变生成等位基因变异体。从遗传学上来说代表一个遗传单位、1个功能单位，1个交换单位和1个突变单位。基因是核酸分子中贮存遗传信息的遗传单位，是指贮存有功能的蛋白质多肽链或RNA序列信息及表达这些信息所必需的全部核苷酸序列（

2、7分P27）1.表型和基因型某一机体可以观察的特征，称为表现型（Phenotype，简称表型）。与表型相应的基因组成称为基因型（genetype）。如细菌Leu+、Leu-和Leu+、Leu-。2.等位基因（allele）（1）二倍体细胞有2套基因，一套来自父本，另一套来自母本，每个细胞的全套基因由2套基因组成，每一对基因称做等位基因。（2）由于突变作用引起DNA结构变异，所以某一基因可具有若干种不同的形式，这种同一基因不同的形式互称等位基因。3.遗传基本功能单位基因是遗传的功能单位，它负责有一定的遗传信息，

3、在特定的条件下表达这种信息，产生特定的生理功能。4.交换单位基因是结构单位，交换只能发生在基因之间。5.作用单位基因能产生一种特定的表型，即基因决定蛋白质氨基酸排列顺序。6.突变单位基因可作为一个整体变为另一个等位基因。（二）分类基因可以分为结构基因和调节基因。结构基因（structuralgene）指能转录成为mRNA、rRNA或tRNA的DNA顺序。二、基因组（genome）1个配子（精子或卵子，1个单倍体细胞，1个病毒所包含的全套基因。（1个哺乳动物体细胞含2套基因组，1个原核细胞、1个病毒颗粒含1套基

4、因组）细胞或生物体中，一套完整单倍体的遗传物质的总和称为基因组。原核、真核、病毒3大基因组比较。三、基因表达（geneexpression）（里→外）（一）概念基因产生功能的过程，称基因表达，也称编码（code）。DNARNAprotein基因表达的过程是信息分子（DNA或RNA）转变成功能分子（protein）的过程。mRNAtRNArRNAtranslationtranslationreplicationreversetranscription1.转录RNApol合成RNA的过程，产生单链RNA互补于DN

5、A，在某些病毒中则是互补于RNA模板。2.翻译这是由核糖体实现的protein的合成过程，核糖体和tRNA解释mRNA含有的信息密码。蛋白质是大而复杂的功能分子，每1类生物各有其1套特有的蛋白质，不同的生物体内罕见完全相同的蛋白分子，人的蛋白质分子不下10万种。四、基因表达的调控基因表达主要包括（基因）转录和（蛋白质）翻译使信息分子DNA转变成功分子protein的过程，这一过程在体内受到精密的调控，以保证功能的有序性。这一调控称为基因表达的调控，简称基因调控。五、基因表达调控的要点(一)调控的细胞学基础原核

6、生物真核生物prokaryote无真核结构的单细胞生物。包括细菌、蓝绿藻等。其DNA、protein、组成1个相当致密的类核，但无核膜与胞质分开。因为无核膜，基因受环境影响大。eukaryote单或多细胞生物，有核膜将染色体等有关物质包围在内与胞质分开，细胞有有丝分裂和减数分裂2种形式，具有这些特征的生物称真核生物。其细胞称为真核细胞。（二）调控最大特点调控直接受环境及营养状况的影响。调控是为了适应环境获取营养达到生存即分裂繁殖的最优化（原核既无充足的能源贮备，又无高等植物制造有机物的本领）。所以调控体现1个

7、“快”字，快速适应环境，获取营养，合成必需蛋白质、降解不必要成分。这是长期进化，获得的适应应变能力。（适应环境获取营养、解决“温饱”问题。）遗传程序调控、按“既定方针办”如动物1个受精卵，按遗传程序开开关关基因，发育成成熟个体，该遗传程序是构成胚胎发育和组织分化的基础。仅极少基因间接或直接受环境因素的影响。这一特点使真核在千变万化的环境下，主要组织或器官仍能维持正常功能（“处世不惊”）。（三）调控主要水平真原核调控的主要水平（主调）都在转录水平。因为：1.任何连锁反应控制第一步是最经济和最有效的（既不需要，何

8、必转录）。2.RNApol没有纠错功能（DNApol有）微调DNA水平转录后水平原核调控余步不大，因其转录翻译同一个compt进行。翻译水平是原核次要调控水平。翻译后水平（四）调控的基本方式真原核调控的基本方式都是通过调控因子：1.蛋白质（主）2.核酸和3.小分子化合物之间的识别和相互作用对基因表达实现正控制或负控制（也称正调控和负调控）。（五）调控物质的化学本质蛋白质、核酸、小分子化合物。（六）调