原核基因表达调控ppt课件.ppt

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1、一基因表达调控总论二转录水平的调控三转录后水平的调控原核生物基因表达的调控基因表达(geneexpression)是指储存遗传信息的基因经过一系列步骤表现出其生物功能的整个过程。典型的基因表达是基因经过转录、翻译，产生有生物活性的蛋白质的过程。rRNA或tRNA的基因经转录和转录后加工产生成熟的rRNA或tRNA，也是rRNA或tRNA的基因表达，因为rRNA或tRNA就具有在蛋白质翻译方面的功能。一、基因表达调控总论每一种生物的基因组都含有一定数目的基因，但这些基因在一个细胞里并不都会表达，那些表达的基因表达的强度也不一定相同。例如

2、：E.Coli，人细胞内的基因表达受到严格的调控一个体系在需要时被打开，不需要时被关闭。这种"开-关"（on-off）活性是通过调节转录来建立的，也就是说mRNA的合成是可以被调节的。当我们说一个系统处于"off"状态时，也有本底水平的基因表达，常常是每世代每个细胞只合成1或2个mRNA分子。所谓"关"实际的意思是基因表达量特别低，很难甚至无法检测。基因表达调控就是对基因产物的合成进行控制的机制.一个细胞可能仅含有20个拷贝乳糖操纵子阻遏蛋白，但是它可能会需要超过100000个拷贝的EF-Tu参与蛋白质的合成。在另外一些情况下，单细胞

3、有机体调控基因表达是为了应答环境条件（例如，温度，渗透压或者是否存在某种营养物质）的改变或者细胞内部的生理状况（例如为细胞分裂做准备）的变化。与细胞适应过程有关的酶或者蛋白质通常是不存在的，只有在需要的时候才被合成。原核生物和单细胞真核生物是单细胞生物，一般生活在多变的环境中，需要随时根据环境条件的变化调整自身基因的表达，以使代谢过程能够适应环境的变化，从而更好地生存和繁衍。自然选择倾向于保留高效率的生命过程。在一个每30min增殖一倍的109细菌群体中，若有一个细菌变成了29.5min增殖一倍，大约经过80天的连续生长后，这个群体中

4、的99.9%都将具有29.5min增殖一倍的生长速度。实际上，生物体内的基因根据表达的状况可分为两类，一类是看家基因（house-keepinggene)，另一类是奢侈基因(luxurygene)。看家基因始终表达，表达的量也相对恒定，因此又称为组成型基因，奢侈基因只是在特定的时段里或者在需要的时候才表达，也称为组织特异型基因。不管是管家基因还是奢侈基因，表达都受到调控，只是调控的方式不一样。细胞中有些蛋白质的数量几乎不受环境变化影响，称为组成性蛋白；如，组蛋白、糖酵解中的酶蛋白、线粒体蛋白等。有些蛋白质的数量随环境变化而变化，这些蛋

5、白称为适应性蛋白；这是由基因表达调控的。组成型合成蛋白质适应型或调节型蛋白质基因表达的方式指在个体发育的任一阶段都能在大多数细胞中持续进行的基因表达。其基因表达产物通常是对生命过程必需的或必不可少的，且较少受环境因素的影响。持家基因（house-keeping gene）。组成型基因表达也不是一成不变的，其表达强弱也是受一定机制调控的。1、组成型表达（constitutive gene expression）2、适应性表达(adaptiveexpression)指环境的变化容易使其表达水平改变的一类基因表达。诱导（induction）

6、：是指在特定环境因素刺激下，基因被激活，从而使基因的表达产物增加。这类基因称为可诱导基因。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）：是指在特定环境因素刺激下，基因被抑制，从而使基因的表达产物减少。这类基因称为可阻遏基因。色氨酸—色氨酸合成酶系在原核和单细胞真核生物中，通过改变基因表达适应环境，对于细胞的生存非常重要。如有充足的葡萄糖，细菌就可利用葡萄糖作能源和碳源；当没有葡萄糖时，细菌就要适应环境中存在的其它糖类(如乳糖、半乳糖、阿拉伯糖等)，开放能利用这些糖类的酶的基因，以满足生长的需要。即使

7、室内环境保持稳定的高等哺乳类，也经常要变动基因的表达来适应环境。例如与适宜温度下生活相比较，在冷或热环境下适应生活的动物，其肝脏合成的蛋白质图谱就有明显的不同。长期摄取不同的食物，体内合成代谢酶类的情况也会有所不同。基因表达调控是生物适应环境生存所必需的。基因表达调控主要表现在以下几个方面：①转录水平上的调控(transcriptionalregulation)；②mRNA加工成熟水平上的调控(differentialprocessingofRNAtranscript)；③翻译水平上的调控(differentialtranslatio

8、nofmRNA).原核生物中，营养状况(nutritionalstatus)和环境因素(environmentalfactor)对基因表达起着举足轻重的影响。在真核生物尤其是高等真核生物中，激素水平(hormonelev