基因表达调控(3)

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1、天津医科大学生化教研室解用虹基因表达调控教学要点1.掌握基因和基因表达的概念，熟悉基因表达调控是在多级水平上进行的复杂事件以及转录起始是基因表达调控的关键环节。2.熟悉基因表达的方式，原理和重要的生物学意义。3.掌握操纵子是原核生物基因表达的基本方式和特点。掌握乳糖操纵子的组成，负性与正性调节机制，理解基因调控对环境的适应。了解乳糖操纵子在基因工程中的可能应用和机理。4.熟悉真核生物基因转录调节的特点，熟悉顺式作用元件和反式作用因子的概念，相互作用的机理与复杂性。一.基因和基因组一基因1.基因的概念2.基因的结构3.真核细胞基因的特点二基因组1.基因组2.人类基因组计划1.基因的概念1.遗传学

2、的基因是遗传的基本单位或单元,是编码一个功能分子(RNA或多肽)的信息单位。2.分子生物学的基因是负载特定遗传信息的DNA片段。遗传学基因概念的提出1865年孟德尔（GregorMendel，1822~1884)通过豌豆杂交实验发现生物体的遗传性状是由“遗传因子”决定的。1909年Johnson将Mendel提出的遗传因子命名为基因遗传学基因概念的提出20世纪20年代摩尔根（ThomasHuntMorgen）通过果蝇实验，确定基因存在于染色体2.基因的结构1.结构基因（可转录序列）5’非编码序列前导序列外显子-内含子2.调节基因（调节序列）启动子增强子沉默子3.真核细胞基因结构特点1.核基因组

3、结构庞大哺乳类动物（人）基因组DNA3×109bp2.重复序列普遍3.基因的不连续性基因间不连续基因内不连续(外显子-内含子交替排列)4.单顺反子4.基因组基因组就是来自一个遗传体系的全部遗传信息。对于原核细胞，基因组就是单个环状染色体所含的全部基因；对于真核生物，基因组就是一个生物染色体所包含的全部的DNA。5.人类基因组计划人类基因组计划(Humangenomeproject,HGP)与曼哈顿原子弹计划，阿波罗登月计划共称为二十世纪最伟大的三个科研计划人类基因组计划（1993~2002）的最终目的是确定人类24条染色体的全部核苷酸序列。人类基因组的框架已由美、英、法、日、德和中六国在200

4、2年完成并在和发布。二.基因表达调控的概念及原理1.基因表达调控的概念2.基因表达的时间性和空间性3.基因表达的基本方式4.基因表达调控的基本原理5.基因表达调控的生物学意义1.基因表达调控的概念1.基因表达是指储存遗传信息的基因经过一系列步骤表现出其生物学功能的整个过程，典型的基因表达是指基因组上结构基因所携带的遗传信息经过转录和翻译转变为生物活性蛋白质的过程。2.基因表达调控是指生物体内控制基因表达的机制，生物体通过各种基因表达调控元件在基因表达的各个环节调控基因的开关或表达强度使基因有序表达以适应机体生存环境的机制。2.基因表达的时间性和空间性1.携带遗

5、传信息的基因并不是在任何细胞和任何时间均平衡表达，这种现象称为基因表达的时间和空间的特异性。2.按照功能需要,某一特定基因的表达严格按一定的时间顺序发生，这就是基因表达的时间特异性。3.在多细胞生物，同一基因不仅可以表现出时间的特异性，而且在同一时间在不同的组织器官的表达并非一致和同步，这种按一定组织和器官分布的基因表达称之为基因表达的空间特异性。1.时间特异性（temporalspecificity）依功能的需要，某一个特定基因的表达严格按一定的时间顺序发生，这就是基因表达的时间特异性。2.空间特异性（spatialspecificity）在机体的生长发育过程中，基因在个体的不同组织或器官表

6、达，这就是基因表达的空间特异性。3.基因表达的基本方式1.基因表达的产物功能不同，其随环境变化而改变表达水平的必要性也就不同。据此可分为组成性表达和适应性表达。2.组成性表达是指一般不受或很少受环境变化影响的一类基因表达。这类基因的表达产物通常是生物体生命活动中必不可少的，通常被称之为”管家基因”。3.适应性表达是指容易受环境变化影响的一类基因表达，因环境变化而增强的基因表达称之为诱导性表达，反之称之为阻遏性表达。基本表达（constitutiveexpression）一些基因的表达产物对机体的全过程都是必需的，这些基因在所有空间（几乎全部细胞）和时间（持续）表达。这些基因称为管家基因（hou

7、sekeepinggene），这种表达称为基本表达或组成性表达。调节表达（regulativeexpression）一些基因仅在一定的环境信号刺激下表达，这些基因称为调节基因(regulativegene)，这种表达称为调节表达。受环境刺激表达增强的称为诱导（induction），受环境刺激表达降低的称为阻遏（repression）。4.基因表达调控的基本原理1.基因表达的调控是多级的:至少包括基