高一生物基因表达调控

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1、基因表达调控第一节基因表达调控基本概念与原理一、基因表达的概念基因表达(geneexpression)--基因转录及翻译的过程。rRNAtRNA的合成属于基因表达基因组（genome）--一个细胞或病毒所携带的全部遗传信息或整套基因。二、基因表达的时间性及空间性（一）时间特异性(temoralspecificiti)某一基因的表达严格按特定的时间顺序发生Hbα2ε2→α2γ2→α2β2（二）空间特异性(spatialspecificiti)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

2、现三、基因表达的方式按对刺激的反应可分为：（一）组成性表达管家基因（housekeepinggene）--在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达的基因。此类基因只受启动子序列或启动子与RNA聚合酶相互作用的影响，不受其他机制的调节(二)诱导和阻遏表达诱导（induction）--可诱导基因在特定环境信号刺激下表达增强的过程。DNA损伤→修复酶基因激活乳糖→利用乳糖的三种酶表达阻遏（repression）--可阻遏基因表达产物水平降低的过程色氨酸—色氨酸合成酶系四、基因表达调控的生物学意义（一）适

3、应环境、维持生长和增殖（二）维持个体发育与分化五、基因表达调控的基本原理（一）基因表达的多级调控转录翻译（二）基因转录激活调节基本要素1.特异DNA序列调控序列原核生物:操纵子(operon)--结构基因连同其上游的调控序列(启动序列promotorP、操纵序列operatorO、其他调节序列)构成一个操纵子操纵子—原核生物转录单位启动序列决定转录活性大小操纵序列是阻遏蛋白的结合位点负性调节为主正性调节真核生物：顺式作用元件（cis-actingelement）--指可影响自身基因表达活性的DN

4、A序列。非编码序列启动子、增强子、沉默子2调节蛋白原核生物：特异因子--决定RNA聚合酶对启动子序列的特异识别和结合能力阻遏蛋白--结合操纵序列激活蛋白--结合启动序列邻近的DNA序列正性调节CAP真核生物：转录因子反式作用因子（trans-actingfactor）--通过与特异的顺式作用元件相互作用反式激活另一基因的转录的蛋白质因子.顺式作用自身基因顺式作用蛋白DNA-蛋白质蛋白质-蛋白质3DNA-蛋白质蛋白质-蛋白质相互作用DNA-蛋白质相互作用调节蛋白氨基酸残基侧链--DNA碱基非共价键

5、蛋白质-蛋白质相互作用二聚体二聚化同源二聚体异源二聚体多聚体4RNA聚合酶（1）启动序列/启动子与RNA聚合酶活性启动序列/启动子核苷酸序列会影响其与RNA聚合酶的亲和力影响转录启动频率强启动子弱启动子（2）调节蛋白与RNA聚合酶活性诱导剂、阻遏剂使调节分子构象改变，直接或间接地调节RNA聚合酶转录启动过程第二节原核基因转录调节一、原核基因转录调节特点(一)σ因子决定RNA聚合酶识别特异性(二)操纵子模型的普遍性操纵子—一个转录单位(三)阻遏蛋白与阻遏机制的普遍性二、乳糖操纵子调节机制（一）乳糖

6、操纵子的结构诱导型操纵子P--RNA酶结合的DNA序列-10区TATAAT和-35区TTGACA,强启动子O--结合阻遏物,是RNA酶能否通过的开关（二）、阻遏蛋白的负性调节无乳糖lac操纵子处于阻遏状态有乳糖lac操纵子即可被诱导诱导剂半乳糖IPTG（三）CAP的正性调节CAP—分解代谢基因激活蛋白同二聚体DNA结合区cAMP结合位点乳糖操纵子的调控方式（四）协调调节负性调节与正性调节协调合作阻遏蛋白封闭转录时，CAP不发挥作用如没有CAP加强转录，即使阻遏蛋白从P上解聚仍无转录活性☆葡萄糖/

7、乳糖共同存在时，细菌优先利用葡萄糖葡萄糖可降低cAMP浓度，阻碍其与CAP结合从而抑制转录结论：lac操纵子强的诱导作用既需要乳糖又需缺乏葡萄糖三、其他转录调节机制（一）转录衰减trp操纵子—阻遏型操纵子有trp时—trp结合阻遏蛋白Trp时阻断转录无色氨酸—操纵子基因开始转录，此后转录速率受转录衰减机制调节结构基因与P之间有一衰减子区域前导肽转录与翻译偶联衰减子—不依赖ρ因子的终止结构RNA聚合酶脱落，转录终止（二）基因重组（三）SOS反应刺激因子--DNA的损伤和复制受阻重组修复蛋白(Rec

8、A)参与,水解LexA(一系列操纵子的阻遏物)先激活RecA第三节真核基因转录调节一真核基因组结构特点真核基因组结构庞大染色体结构具有多个复制起点.单顺反子含有大量重复序列高、中、单拷贝序列基因不连续性内含子外显子非编码区较多多于编码序列(9:1)二、真核基因表达调控特点（一）RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、ⅢTBP-TATA盒结合蛋白TAF-TBP相关因子（二）活性染色体结构变化对核酸酶敏感DNaseⅠDNA拓扑结构变化天然DNA为负超螺旋→正超螺旋DNA碱基修饰变化5%C甲基化“CpG岛”负相关抑癌基因