《基因表达调控 》ppt课件

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1、第十三章基因表达调控RegulationofGeneExpressionP321第一节基本概念与原理BasicConceptionsandPrinciple主要内容基因表达的概念基因表达的特异性基因表达的方式基因表达调控的生物学意义一、基因表达的概念基因组(genome)：一个细胞或病毒所携带的全部遗传信息或整套基因。基因表达(geneexpression)：基因转录与翻译的过程。基因表达调控(controlofgeneexpression)：生物体内基因表达的开启、关闭和表达强度的直接调节。二、基因表达的时间性及空间性（一）时间特

2、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，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）空间特异性在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同组织空间顺序出现，称之为基因表达的空间特异性(spatialspecificity)。基因表达伴随时间顺序所表现出的这种分布差异，实际上是由细胞在器官的分布决定的，所以空间特异性又称细胞或组织特异性(cellortissuespecificity)。目录三、基因表达的方式

3、（一）组成性表达(constitutivegeneexpression)指较少受环境因素影响的一类基因表达。管家基因(housekeepinggene)：某些基因表达产物对整个生命过程都是必需的，这类基因在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达，称为管家基因。（二）诱导和阻遏表达适应性表达(adaptiveexpression)：指容易受环境变化影响的一类基因表达。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，这种基因称为可诱导基因。可诱导基因在特定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是

4、被抑制，这种基因是可阻遏基因。可阻遏基因表达产物水平降低的过程称为阻遏(repression)。四、基因表达调控的生物学意义（一）适应环境、维持生长和增殖（二）维持个体发育与分化基因激活转录起始蛋白质翻译翻译后加工修饰转录起始转录后加工第二节、基因表达调控的基本原理（一）基因表达的多级调控（二）基因转录激活调节基本要素基因表达的调节与基因的结构、性质，生物个体或细胞所处的内、外环境，以及细胞内所存在的转录调节蛋白有关。1.特异DNA序列2.调节蛋白3.DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用4.RNA聚合酶regulationprotei

5、nRNApolymerasespecificDNAsequence（一）.特异DNA序列*特异DNA序列：主要指具有调节功能的DNA序列。*原核生物的基因表达调控是通过操纵子机制实现的。*真核基因调控机制普遍涉及编码基因两侧的DNA序列——顺式作用元件。原核生物蛋白质因子——操纵子(operon)机制(P325)特异DNA序列编码序列启动子操纵序列其他调节序列(promoter)(operator)结构基因1)顺式作用元件(cis-actingelement)真核生物真核生物编码基因两侧的DNA序列可影响自身基因的表达活性通常是非编码序

6、列包括启动子、增强子、沉默子（二）.调节蛋白1）原核生物基因调节蛋白分为三类：特异因子：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。阻遏蛋白（repressor）：可识别结合特异性的DNA序列——操纵序列，阻遏基因转录。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聚合酶活性。原核生物蛋白质因子——操纵子(operon)机制(P325)特异DNA序列编码序列启动子操纵序列其他调节序列(promoter)(operator)结构基因RNApol阻遏蛋白CAP还有

7、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。2)真核基因的调节蛋白反式作用因子(trans-actingfactor)cDNAaDNA反式调节C顺式调节mRNAC蛋白质CbAmRNA蛋白质AA基因产物特异识别、结合其它基因的调节序列，从而导致该基因的开启或关闭称调节为反式调节基因产物特异识别、结合自身基因的调节序列，调节自身基因的开启或关闭称为顺式调节指的是反式作用因子与顺式作用元件之间的特

8、异识别及结合。通常是非共价结合，被识别的DNA结合位点通常呈对称、或不完全对称结构。绝大多数调节蛋白质结合DNA前，需通过蛋白质-蛋白质相互作用，形成二聚体(dimer)或多聚体(polymer)。（三）D