基因表达调控

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1、生物化学与分子生物学第十八章基因表达调控RegulationofGeneExpression第一节基因表达与基因表达调控的基本概念与特点BasicConceptionsandCharactersofGeneExpressionandit’sRegulation一、基因表达是基因转录和翻译的过程是基因转录及翻译的过程，也是基因所携带的遗传信息表现为表型的过程，包括基因转录成互补的RNA序列，对于蛋白质编码基因，mRNA继而翻译成多肽链，并装配加工成最终的蛋白质产物。基因表达(geneexpression)基因表达是受调控的。二、基因表达具有时间特异

2、性和空间特异性（一）时间特异性是指基因表达按一定的时间顺序发生按功能需要，某一特定基因的表达严格按一定的时间顺序发生，称之为基因表达的时间特异性(temporalspecificity)。多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶段特异性(stagespecificity)。（二）空间特异性是指多细胞生物个体在特定生长发育阶段，同一基因在不同的组织器官表达不同在个体生长、发育过程中，一种基因产物在个体的不同组织或器官表达，即在个体的不同空间出现，这就是基因表达的空间特异性(spatialspecificity)。基因表达伴随时间或阶段顺序所表现出的这种空间

3、分布差异，实际上是由细胞在器官的分布所决定的，因此基因表达的空间特异性又称细胞特异性(cellspecificity)或组织特异性(tissuespecificity)。三、基因表达的方式存在多样性基因表达调控（regulationofgeneexpression）就是指细胞或生物体在接受内外环境信号刺激时或适应环境变化的过程中在基因表达水平上做出应答的分子机制，即位于基因组内的基因如何被表达成为有功能的蛋白质（或RNA），在什么组织表达，什么时候表达，表达多少等。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）有些基因

4、几乎在所有细胞中持续表达某些基因在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达，不易受环境条件的影响，通常被称为管家基因(housekeepinggene)。管家基因的表达水平受环境因素影响较小，而是在生物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。这类基因表达被视为基本（或组成性）基因表达(constitutivegeneexpression)。基本的基因表达水平并非绝对“一成不变”，所谓“不变”是相对的。（二）有些基因的表达受到环境变化的诱导和阻遏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，即这种基因表达是可诱导的。可诱导

5、基因(induciblegene)在一定的环境中表达增强的过程，称为诱导(induction)。如果基因对环境信号应答时被抑制，这种基因是可阻遏基因(repressiblegene)。可阻遏基因表达产物水平降低的过程称为阻遏(repression)。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，即为协同表达(coordinateexpression)，这种调节称为协同调节(coordinateregulation)。（三）生物体内不同基因的表达受到协调调节四、基因表达调控受顺式作用元件和反式作用因子共同调节一般

6、说来，调节序列与被调控的编码序列位于同一条DNA链上，称为顺式作用元件(cis-actingelement)。调节序列远离被调控的编码序列，实际上是其他分子的编码基因，只能通过其表达产物来发挥作用，这些蛋白质分子称为反式作用因子(trans-actingfactor)。五、基因表达调控呈现多层次和复杂性首先，遗传信息以基因的形式贮存于DNA中。其次，遗传信息经转录由DNA传向RNA过程中的许多环节。(最重要、最复杂)最后，蛋白质生物合成即翻译与翻译后加工。六、基因表达调控为生物体生长、发育的基础（一）生物体调节基因表达以适应环境、维持生长和增殖生物体

7、所处的内、外环境是在不断变化的。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）生物体调节基因表达以维持细胞分化与个体发育在多细胞个体生长、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。第二节原核基因表达调控RegulationofGeneExpressioninProkaryote原核生物基因组结构特点①基因组中很少有重复序列；②编码蛋白质的结构基因为连续编码，且多为单拷贝基因，但编码rRNA的基因仍然是多拷贝基因；

8、③结构基因在基因组中所占的比例（约占50%）远远大于真核基因组；④许多结构基因在基因组中以操纵子为单位排列原