第四节基因的表达调控及癌基因.ppt

第四节 基因的表达调控与癌基因 基因表达=基因转录+翻译 基因表达的调控: 生物体随时调整不同基因的表达状态,以适应环境、维持生长和发育需要 基因的表达调控包括 基因水平的调控 转录水平的调控 转录产物加工的调控 mRNA从细胞核向胞质转运过程的调控 翻译水平的调控以及翻译后的加工等 一个操纵子 =编码序列（2-6） +启动序列+操纵序列+(其他调节序列) 操纵子：原核生物中几个功能相关的结构基因成簇串联排列组成的一个基因表达的协同单位 二 真核生物基因表达的调控 （一） 转录前基因水平的调控 （二） 转录水平的调控 （三） 转录后水平的调控 （四） 翻译水平的调控 （五） 翻译后蛋白质的加工 （一） 转录前基因水平的调控 1 对核酸酶敏感，活化基因区易被DNase I降解 2 DNA拓扑结构发生变化 3 DNA碱基修饰呈低甲基化状态 4 组蛋白的变化 三. 癌基因与抑癌基因 （一）癌基因的发现与分类 癌基因：是一类普遍存在于正常细胞内调控细胞增殖和分化的重要基因 当它受到物理、化学或病毒等因素的作用，被“活化”而失去正常功能时才会导致正常细胞的恶性转化 原癌基因：在正常细胞中以非激活形式存在的 癌基因 二、基因诊断 基因诊断： 用分子生物学的技术对遗传病肿瘤以及传染性疾病等在基因水平上进行病原学以及细胞遗传基因的检测和分析 （一）限制性片段长度分析 依据：限制性内切酶能识别DNA上特定碱基序列。当基因发生突变时，可能会改变内 切酶的识别位点。因而，用适当的限制性内切酶水解DNA时，所得到的片段长度会发生改变 应用：遗传病、肿瘤等疾病的诊断 应用：遗传病、肿瘤等疾病的诊断 正常 病变 SNP诊断疾病示意图 （二）分子杂交技术 依据：核酸的变性和复性 应用：遗传病、肿瘤和传染性疾病的诊断 探针 探针 DNA 应用：遗传病、肿瘤和传染性疾病的诊断 正常 病变 分子杂交诊断疾病示意图 （三）聚合酶链式反应 依据：可对特定基因进行体外扩增。 应用：遗传病的诊断、肿瘤和传染性疾病 的检测等。 原理： （三）聚合酶链式反应 依据：可对特定基因进行体外扩增 应用：遗传病的诊断、肿瘤和传染性疾病 的检测等 原理： * 基因表达的调控方式 阻遏 负调控:调控蛋白+DNA序列 基因的表达 (相应蛋白质降低) 促进 正调控:调控蛋白+DNA序列 基因的表达 (相应蛋白质增加) 一 原核生物基因表达的调控 方式 特点 调控机制 --操纵子 正调控 负调控 转录翻译偶联 快速 乳糖操纵子 --负、正调控 转录起始的调控 色氨酸操纵子--负调控 　 转录终止的调控 启动子 操纵序列 多个结构基因 终止子 5’ 3’ 调控区 结合RNA聚合 酶和调节蛋白 编码功能相关的蛋白质 介导转录终止 转录出多顺反子mRNA， 翻译后得到多种蛋白质 操纵子的基本结构 启动子P 操纵序列O 终止子 5’ 3’ CAP结合位点 三个结构基因 Z Y A β半乳糖苷酶 乳糖通透酶 乙酰化酶 乳糖操纵子转录调控机制 （一）乳糖操纵子的结构 5’ P I P 操纵序列O 终止子 3’ CAP结合位点 Z Y A 阻遏蛋白 I × 别乳糖（或IPTG） 乳糖 mRNA 转变 5’ P I P 操纵序列O 终止子 3’ CAP结合位点 Z Y A 阻遏蛋白 × I （二）阻遏蛋白的负性调节 1.阻遏 2.去阻遏 启动子P 操纵序列O 终止子 Z Y A cAMP CAP cAMP CAP RNA聚合酶 CAP结合位点 mRNA 5‘ 3‘ 2. 高葡萄糖浓度 5’ 启动子P 操纵序列O 终止子 3’ CAP结合位点 Z Y A × cAMP × 1. 低葡萄糖浓度 （三）CAP-cAMP的正性调节 （二）转录水平的调控 启动子 沉默子 增强子 a. 启动子：RNA聚合酶和基本转录因子识别和结合的部位， 它们在启动子上组装成转录起始复合物 b. 增强子：长度为100-200bp的含有特异的重复的DNA短片 段，是一些特异的转录活