动物遗传学-遗传信息的传递分析.ppt

从DNA到蛋白质的过程，叫做基因表达(gene expression)，对这个过程的调节就称为基因表达调控(gene regulation或gene control)。 概述 基因表达调控在两个水平上体现 (1)转录水平上的调控(transcriptional regulation); (2)转录后水平上的调控(post-transcriptional regulation) ; ①mRNA加工水平上的调控(differential processing of RNA transcript); ②翻译水平上的调控(differential translation of mRNA)。 原核生物所处的环境条件通常是多变的，在长期的进化过程中，生物体通过改变基因活性来适应新的环境，从而正常生长和繁衍后代。 真核生物多为多细胞生物，尤其是高等真核生物有着精细的复杂的个体生长、发育和分化过程，因而其基因表达严格、精密地按照既定的时间、空间和程序进行。 操纵子（operon）:是由调节基因（regulatory gene）、操纵基因（operator gene）和若干有相关生物活性的结构基因组成，结构基因（structure gene）排列成簇，3种基因协同履行精巧的生命活动。 结 构 基 因 调节基因 操纵基因 操纵子是原核生物基因转录调控的主要形式，通过调节基因编码的调节蛋白，开启或关闭操纵基因，进而调控结构基因的表达，一开俱开，一闭全闭，对环境条件的改变作出相应的反应。 一、原核生物基因表达调控 1 操纵子 结构基因（structure gene）：是编码蛋白质的任何基因。结构基因编码着大量功能各异的蛋白质，所编码的蛋白质有组成细胞和组织基本成分的结构蛋白、有催化活性的酶和调节蛋白等。 操纵基因（operator gene ）：是一个顺式作用元件，与启动子相邻，是阻抑蛋白的靶位点。 调节基因（regulator gene ）：是参与其他基因表达调控的RNA或蛋白质的编码基因。 结 构 基 因 调节基因 操纵基因 正调控和负调控 负调控(negative control) ：当调节蛋白缺乏时，基因是表达的，而加入调节蛋白后基因表达活性被关闭，这种调控系统称为负调控系统，其蛋白称为阻遏蛋白（repressor）。 正调控(positive control)：当调节蛋白存在时，基因是表达的，而缺乏调节蛋白后基因表达活性被关闭，这种调控系统称为正调控系统。 诱导物(inducer) : 如果某种小分子物质能够促使细菌产生酶将其自身分解，该过程称为诱导，这种小分子物质就叫做诱导物。 注：诱导物的调控机制并不是直接与其调控的目标酶分子相互作用来完成，而是通过调节蛋白来完成。 诱导与阻遏 某些小分子物质可作用于调节蛋白，使操纵子有着不同的应答反应，根据小分子对操纵子的应答情况，可分为可诱导操纵子（inducible operon）和可阻抑操纵子(repressible operon)。 辅阻抑物(corepressor):某些小分子物质能够作用于调节蛋白，使操纵子有着不同的应答反应，若能关闭基因的转录，该过程称为阻遏，该小分子物质称为辅阻抑物。 义务诱导物(gratutious inducer):这种能诱导酶合成，但不能被酶分解的分子称为义务诱导物。 IPTG能诱导乳糖操纵子，但不能被β-半乳糖苷酶分解，能持续发挥诱导作用。 乳糖操纵子 CAP 乳糖操纵子的负调控机制 未诱导：结构基因被阻遏 阻遏物 四聚体 LacI P O lacZ lacY lacA 图 16- 当无诱导物时阻遏物结合在操纵基因上 转录 ( transcription)： 是指以DNA为模板，在依赖于DNA的RNA聚合酶的催化下，以ATP、GTP、CTP和UTP 4种核苷三磷酸为原料合成RNA的过程。 一、概念 DNA转录与复制的区别 1 转录只发生在基因组的部分区域。 2 转录只以DNA的一条链为模板。 3 转录起始，不需要有引物的参与。 4 转录底物为核糖核苷三磷酸。 5 RNA合成依赖于RNA聚合酶。 6 转录时DNA-RNA杂合