13 基因表达调控课件.pptVIP

Fran?ois Jacob Jacques Monod (1920 ~ ) (1910 ~ 1976) 荣获1965年诺贝尔生理或医学奖 第 一 节基本概念与原理 一、基因表达的概念 从遗传学角度讲，就是编码一种RNA、一种多肽的信息单位；从分子生物学角度看，是负载特定遗传信息DNA片段。 ? 编码序列 ? 非编码调节序列 ? 内含子 *基因组 (genome) 一个细胞或生物所携带的整套遗传信息或全部基因。 原核细胞：单个环状染色体 真核生物：染色体基因组 (染色体DNA) 注:不同于 线粒体基因组 (线粒体DNA) 叶绿体基因组 (叶绿体DNA) *基因表达 (gene expression) 在一定调节机制控制下，基因经历基因激活、转录及翻译等过程，产生具有特异生物学功能的蛋白质分子，赋予细胞或个体一定的功能或形态表型。 （二）维持个体发育与分化 多细胞生物调节基因的表达除为适应环 境外，还有维持组织器官分化、个体发育的 功能。 当某种基因缺陷或表达异常时，则会出 现相应组织或器官的发育异常。 ? 特异DNA序列 ? 调节蛋白 ? DNA－蛋白质相互作用 蛋白质－蛋白质相互作用 ? RNA聚合酶 (一)、 特异DNA序列 1、 原核生物的操纵子 操纵子(operon)：通常由2个以上的编码序 列与启动序列、操纵序列以及其他调节序列 在基因组中成簇串联，组成一个基因表达调 控单位。 不同真核生物的顺式作用元件中也会发现一些共有序列 ，如TATA盒、CAAT盒等，这些共有序列是RNA聚合酶或特异转录因子的结合位点。 ? 是非编码序列 ? 并非都位于转录起始点上游 *激活蛋白(activator): 可结合启动序列邻近的DNA序列，促进RNA聚合酶与启动序列的结合，增强RNA聚合酶活性。 有些基因在没有激活蛋白存在时，RNA聚合酶很少或完全不能结合启动序列。 有些真核调节蛋白可特异识别、结 合自身基因的调节序列，调节自身基因 的开启或关闭，称为顺式作用蛋白。 2、调节蛋白与RNA聚合酶活性 一些特异调节蛋白在适当环境信号刺激下在细胞内表达，随后通过DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用影响RNA聚合酶活性，从而改变基础转录频率。 第 三 节  原核基因转录调节 二、原核生物转录起始调节 ? 阻遏蛋白是负性调节因素。 ? 半乳糖或别乳糖是诱导剂 。 异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)是实验室广泛应用的一种作用极强的诱导剂。 ? CAP是同二聚体，含有DNA结合区和 cAMP结合位点。 ? CAP是正性调节因素。 三、原核生物转录终止调节 依赖Rho因子的转录终止 不依赖Rho因子的转录终止 E.coli存在两种转录终止调节方式： ? 衰减 RNA链过早终止 ? 抗终止 阻止终止的发生，使下游基因表达 四、原核生物翻译水平调节 调节主要在起始阶段 主要依靠调节分子(蛋白质、RNA) （一）蛋白质分子的自我调节 调节蛋白结合mRNA 的靶位点，阻止核蛋白体识别翻译起始区，从而阻断翻译。 调节蛋白作用于自身mRNA ，抑制自身的合成，这种调节方式称为自我控制。 （二）反义RNA对翻译的调节作用 反义RNA是原核生物的一种调节RNA ，含有与特定mRNA 翻译起始部位互补的序列，通过与mRNA杂交阻断30s小亚基对起始密码子的识别及与SD序列的结合，抑制翻译起始。这种调节成为反义控制。 第 四 节  真核基因转录调节 (一) RNA聚合酶 (二) 活性染色体结构变化 (三) 正性调节占主导 (四) 转录与翻译分隔进行 (五) 转录后修饰、加工 三、RNA-pol Ⅰ和pol Ⅲ的转录调节 （一）RNA-pol Ⅰ转录体