第九篇原核基因表达的调控.ppt

第九章 原核基因表达的调控 一、操纵子 二、乳糖操纵子的表达调控 三、色氨酸操纵子的表达调控 四、翻译水平的调控 五、翻译后调控 六、原核生物基因表达其他调控方式 一、操纵子(operon) 1.操纵子的提出 2. 操纵子的基本组成 (1) 结构基因群 (2) 启动子 (3) 操纵区 （4） 调控基因 （5） 终止子 二、乳糖操纵子的表达调控 1. 阻遏蛋白的负调控 2. CAP的正调控 三、色氨酸操纵子的表达调控 1. 色氨酸操纵子的结构 2. 阻遏蛋白的负调控 3. 衰减子及其作用 小结： 第十章 真核基因表达的调控 一、真核基因组的复杂性 二、真核基因表达调控的特点 三、真核基因转录水平的调控 四、真核基因转录前的调控 五、翻译水平的调控 六、翻译后水平的调控 一、真核基因组的复杂性 二、真核基因表达调控的特点 真核基因表达调控的环节更多 2.真核基因的转录与染色质的结构变化相关 3. 真核生物基因组的非编码序列的存在与基因表达调控密切相关 4.真核基因表达以正调控为主 三、真核基因转录水平的调控 1. 顺式作用元件(cis-acting elements) 1).启动子(promoter) 2). 增强子(enhancer) 3). 沉默子(silencer) 2.反式作用因子（trans-acting factors） 四、真核基因转录前的调控 １、基因削减 ２、基因扩增 ３、基因重排 ４、基因封闭 ５、基因修饰 五、翻译水平的调控 １、mRNA的稳定性 ２、mRNA翻译起始的调控 六、翻译后水平的调控 思考题 使人患上Burkit淋巴癌。又如，c－abl基因在正常情况下位于9号染色体上，生产P150蛋白，当它转座到22号染色体时，就活化产生P210蛋白，这种蛋白质有激酶活性，使细胞癌变。 基因重排也是细胞分化的机制之一。哺乳动物在受到外源蛋白侵染时，淋巴细胞会发生分化，变成浆细胞，每一个浆细胞只能产生一种或几种抗体（免疫球蛋白），无数的浆细胞就能产生无数种类的抗体。 抗体分子由两条轻链（L）和两条重链（H）所组成，它们分别由三个独立的基因族所编码，分别位于不同染色体上。轻链包括可变区、恒定区以及二者之间的连接区。每个区域都由位于同一染色体不同位置的DNA片段编码，在形成活性基因前，一个可变区基因和一个恒定区基因及其上游的某一个连接区通过染色体内重组而连到一起。 　　对于重链，除上述三区外，还包括一个介于可变区和连接区之间的歧化区，歧化区由同一染色体上另一DNA片段中几个患联的D编码，重链活性基因的形成涉及到将这些区通过染色体内重组而连接起来。除可变区外，歧化区和连接区也是增加特异性抗体数目的因素，因此淋巴细胞可根据抗原的不同情况，连接不同的可变区、歧化区和连接区使细胞产生各种不同的特异抗体，也使淋巴细胞发生了分化。 　　真核生物的DNA是与蛋白质结合形成染色质，染色质会进一步压缩成为染色体。染色体就是储存基因与调节基因表达的细胞器。 研究表明，致密状态染色体中的基因是不表达的。因此生物可以通过形成致密状染色体以封闭基因。当然，生物体也一定有一些机制使染色体上面的基因可以表达。起调节作用的目前认为是非组蛋白，其可使染色质由致密状态变为松驰状态。在松散的染色质中核小体上面的DNA才可以被有关的酶与蛋白质结合而开放基因的表达。 　　研究表明，活跃表达的基因的甲基化程度是很弱的，而不表达的基因都有很高的甲基化。DNA的甲基化主要是DNA上面的胞嘧啶第四或第五碳的甲基化。生物体内有两类甲基化的酶：一类为中甲基化的母链指导下使对应部位发生甲基化的甲基转移酶；另一类不需要母链指导的甲基转移酶。 　　例如雌性哺乳动物细胞中有两个X染色体，一个是活化的，另一个是不活化的。这个不活化的X染色体是高度甲基化的。如果用5－氮杂胞嘧啶处理使DNA去甲基化，就可以活化这个X染色体，所以有人认为甲基化是基因表达的开关。DNA甲基化能关闭某些基因的活性，去甲基化能诱导基因的重新活化。DNA甲基化作用可能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性以及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制着基因的表达。 　　真核生物的mRNA稳定性，也就是mRNA的寿命，除了决定于内在因素（如mRNA的二级结构）外，还决定于转录后修饰（戴帽子作用及帽子的种类，多聚腺苷酸化及polyA尾巴的长短等），以及与一组细胞质蛋白质形成的mRNP中蛋白质组分的种类。此外，某些mRNA寿命还受到其他因素的影响。 　　真核生物mRNA的寿命比原核生物要长得多，细胞必需的mRNA一般是长寿命的。在高度分化的细胞中，许多mRNA极其稳定。寿命长，在蛋白质合成中就可重复使用，合成出大量的蛋白质。mRNA寿命的延长以及转录