最新分子遗传学.-药学医学精品资料.ppt

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1、最新分子遗传学.-药学医学精品资料基因表达(geneexpression)--基因转录及翻译的过程。rRNA、tRNA的合成属于基因表达中心法则(thecentraldogma)基因表达的时间性及空间性(temporalandspatialspecificity)时间特异性(temporalspecificity)某一基因的表达严格按特定的时间顺序发生基因表达的方式-2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。阻遏（repression）--可阻遏基因表达产物水平

2、降低的过程基因表达的调节基因表达调控的生物学意义适应环境、维持生长和增殖维持个体发育与分化基因表达调控的环节：基因活化、转录、转录后加工、翻译、翻译后加工真核和原核生物基因表达特性比较原核生物和真核生物基因表达调控的不同在原核生物中，基因表达的调控以转录水平调控为主，在调节基因的作用下，主要以操纵子为单位，转录出一条多顺反子mRNA，并指导蛋白质合成；而且转录和翻译是偶联的，很少发生mRNA的加工、修饰。但也存在转录后水平的调控，例如反义RNA的调控，翻译的调控，RNA开关等。在真核生物中，基因表达的调控十分复

3、杂，可发生在多个层次、多个水平，包括从染色体和染色质的表观遗传学控制，DNA的复制、RNA的转录、加工与拼接、蛋白质翻译及翻译后加工、修饰等等。对于真核生物基因的转录调控，主要是顺式作用元件（cis-actingelement）与反式作用因子(trans-actingfactor)的相互作用。另外，DNA的重排和RNA的交替剪接也是真核生物基因表达多样性的重要机制；近年发现的小分子RNA通过RNA干扰途径也可调节基因的表达，介导DNA的甲基化、mRNA的降解及翻译起始的抑制等。4.1.1乳糖操纵子——可诱导的负

4、调控和正调控模型1961年Jacob和Monod提出乳糖操纵子（operon）学说。大肠杆菌乳糖操纵子（lacOperon）包括4类基因：（1）结构基因（structuralgene）：是编码蛋白质或RNA的基因，能通过转录、翻译使细胞产生一定的酶系统和结构蛋白，这是与生物性状的发育和表型直接相关的基因。乳糖操纵子包含3个结构基因：lacZ、lacY、lacA，分别合成β—半乳糖苷酶、透过酶和乙酰基转移酶；（2）操纵区（operator）：操纵子中与一个或一组结构基因相邻并控制它们转录的区域。操纵区（O）控制结

5、构基因的转录速度，位于结构基因的附近，本身不转录；（3）启动子（promoter）：是决定RNA聚合酶转录起始位点的DNA序列。启动子（P）位于操纵区的附近，作用是提供RNA聚合酶特异识别和结合位点，发出信号mRNA合成开始，该序列也不能转录；（4）调节基因（regulatoygene）：通过产生阻遏物来调节操纵基因的活动，进而控制结构基因的功能。4.1.2半乳糖操纵子半乳糖操纵子（galOperon）有三个结构基因galETK（M），分别编码半乳糖差向异构酶、半乳糖转移酶和半乳糖激酶。4.1.3阿拉伯糖操纵子

6、阿拉伯糖操纵子（araOperon）有三个结构基因araA、araB和araD，一个调节基因C。4.1.4色氨酸操纵子色氨酸操纵子（trpOperon）是氨基酸合成操纵子之一，由五个结构基因trpE、trpD、trpC、trpB、trpA和一个调节基因trpR组成。原核生物基因表达的调控转录水平的调控(controloftranscription)操纵子(operon)：由调控区（启动子和操纵基因）与信息区（结构基因）组成翻译水平的调控(controloftranslation)不对称转录：DNA分子上一股可转

7、录,另一股不转录;模板链并非永远在同一单链上.3553′′′转录水平的调控影响转录的因素启动子(promoter)：决定转录方向及模板链启动子有三个功能区：启始部位（+1区）、结合部位（-10区）、识别部位（-35区）影响转录的因素启动子决定转录效率一致性序列：-35区：T82T80G78A65C54A95；-10区：T80A95T45A60A50T96强启动子与弱启动子；识别因子：σ70σ因子:σ70阻遏蛋白：转录水平负调控，抑制转录操纵子模型莫洛(Monod)和雅各布(Jacob)获1965年诺贝尔生理学和

8、医学奖1940年，Monod发现：细菌在含葡萄糖和乳糖的培养基上生长时，细菌先利用葡萄糖，葡萄糖用完后，才利用乳糖；在糖源转变期，细菌的生长会出现停顿。即产生“二次生长曲线”。文献：细胞中存在两种酶，即组成酶与适应酶（诱导酶）。1947年，报告：“酶的适应现象及其在细胞分化中的意义”。乳糖操纵子(lacoperon)的调控方式翻译水平的调控SD序列对翻译的影响SD序列(Shine-Da