[医学]基因表达调控

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1、基因表达调控RegulationofGeneExpression授课教师石如玲E-mail：shrl1970@163.comTel：3029127监督电话：3029945生物化学与分子生物学教研室1主要内容第一节基因表达调控的基本概念第二节基因表达调控的基本原理第三节原核基因表达调控第四节真核基因表达调控2第一节基因表达调控的基本概念BasicConceptionsofGeneExpressionRegulation3一、基因表达的基本概念*基因组(genome)某物种单倍体细胞中的全部遗传物质。*结构基因(structuralgene)能转录出RNA的DNA区段。*基因(gene)有遗传

2、效应的核苷酸序列（DNA或RNA）。4指生物基因组中结构基因所携带的遗传信息经过转录及翻译，产生具有生物学功能的产物（蛋白质、RNA），这一过程称为基因表达。*基因表达(geneexpression)5二、基因表达的基本特征（一）时间特异性按功能需要，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)。6（二）空间特异性基因表达伴随时间顺序所表现出的空间分布差异，是由细胞在器官的分布决定的，故空间特异性又称细胞或组织特异性(cellortissuesp

3、ecificity)。多细胞生物个体在生长发育过程中，同一基因产物在不同组织器官的表达水平不同，称为基因表达的空间特异性(spatialspecificity)。7三、基因表达的方式按对刺激的反应性，基因表达的方式分为：（一）基本（或组成性）表达某些基因在个体的几乎所有细胞中持续表达，这种表达方式称为基本表达；这类基因通常被称为管家基因(housekeepinggene)。bcl-2β-actin8常用的管家基因中文名称英文缩写Beta－肌动蛋白β-actin甘油醛3-磷酸脱氢酶GAPDHTATABox结合蛋白TBP18s核糖体核糖核酸18srRNA微管蛋白αα-Tubulin9管家基因在个体

4、各个生长阶段的大多数或几乎全部组织持续表达；无论表达水平高低，都较少受环境因素影响。这类基因表达被视为组成性基因表达(constitutivegeneexpression)。只受启动子与RNApol相互作用的影响。10（二）诱导和阻遏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(induciblegene)。可诱导基因在特定环境中表达增强的过程，称为诱导(induction)。11如果基因对环境信号应答是被抑制，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)。诱导或阻遏除与启动子、

5、RNApol之间相互作用有关外，还与相关的反应元件有关。12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，即为协调表达(coordinateexpression)，这种调节称为协调调节(coordinateregulation)。（三）协调调节13四、基因表达调控的生物学意义1、适应环境、维持生长和增殖2、维持细胞分化与个体发育14第二节基因表达调控的基本原理15一、基因表达的多级调控基因激活转录起始转录后加工mRNA降解蛋白质翻译翻译后加工修饰蛋白质降解等16二、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，

6、以及细胞内所存在的转录调节蛋白有关。1.特异DNA序列原核生物、真核生物都存在17原核生物——操纵子(operon)机制编码序列启动序列操纵序列其他调节序列(promoter)(operator)pol操纵子：原核生物的一组结构基因与其调控序列构成操纵子。Monod,JandJacob,F181)启动序列RNA转录起始-35区-10区TTGACATTAACTTTTACATATGATTTTACATATGTTTTGATATATAATCTGACGTACTGTN17N16N17N16N16N7N7N6N7N6AAAAAtrptRNATyrlacrecAAraBADTTGACATATAAT共有序列共有序

7、列突变会影响RNA聚合酶与启动序列结合。共有序列决定启动序列的转录活性大小。192操纵序列——阻遏蛋白(repressor)的结合位点当操纵序列结合有阻遏蛋白时，会阻碍RNA聚合酶与启动序列的结合，或是RNA聚合酶不能沿DNA向前移动，阻碍转录（负性调节）。启动序列编码序列操纵序列pol阻遏蛋白203)调节序列在调节序列中有一种特异的DNA序列，可结合激活蛋白(activator)，结合后促进R