2十二原核基因表达调控.pdf

分子生物学 第十二章 原核基因表达调控 (Control of Prokaryotic Gene Exepression ) 1 Copyright © 2012 by REN LINZHU. All rights reserved. 中心法则阐明了DNA与蛋白质合成的关系，揭示了基 因型与表型、遗传与代谢的关系。人们从分子水平上了解到 遗传对代谢的控制；了解到一切生理、病理现象都是直接或 间接地受到遗传基因的控制。Watson和Crick伟大理论的重 要性无论怎样评估也不过分，但它仅仅是揭开了生命现象的 一部分本质而不是全部。 2 揭开生命现象另一部分本质的是Monod和Jacob，他们 于60年代提出了操纵子学说。操纵子学说的提出，扩大了基 因的概念，人们开始认识除了有能编码蛋白质一级结构的这 么一类基因外，还有具备其他功能的基因，因此在认识生命 基本现象的实质方面才有了调节与控制的概念，有了调控的 思想。 3 绪论：基因表达调控的现象和概念 1.基因表达的概念 基因(gene) : 4 • 基因组(genome) • 大肠杆菌基因组含有约4000个基因，一般情况下只有5 －10%在高水平转录状态，其它基因有的处于较低水平 的表达，有的就暂时不表达。 • 哺乳类基因组更复杂，人的基因组约含有10万个基因， 但在一个组织细胞中通常只有一部分基因表达，多数基因 处在沉静状态，典型的哺乳类细胞中开放转录的基因约在 1万个上下，即使蛋白质合成量比较多、基因开放比例较 高的肝细胞，一般也只有不超过20%的基因处于表达状 态。 • 不同组织细胞中不仅表达的基因数量不相同，而且基因表 达的强度和种类也各不相同，这就是基因表达的组织特异 性 . 5 基因表达(gene expression)： 在一定调节机制控制下，基因经过转录及 翻译，产生具有特异生物学功能的蛋白质或 RNA分子的过程。 简单地说，基因表达就是基因的 转录和翻译过程。 6 2. 基因表达的特性 2.1 时间特异性或阶段特异性 2.2 空间特异性或组织细胞特异性 7 时间特异性（temporal specificity ） •时间特异性：是指特定基因的表达严格 按照特定的时间顺序发生，以适应细胞 或个体特定分化、发育阶段的需要。 如噬菌体、病毒、细菌、侵入缩主后， 呈现一定的感染阶段。 8 阶段特异性（stage specificity ）  多细胞生物基因表达表现为与分化、发育 阶段一致的时间性,因此又称阶段特异性。  如在多细胞生物从受精卵到组织，器官形 成的各个不同发育阶段，相应基因严格按一定 时间顺序开启或关闭，表现为与分化、发育阶 段一致的时间性。 9 • 细胞分化发育的不同时期，基因表达的情况 是不相同的，这就是基因表达的阶段特异性。一个 受精卵含有发育成一个成熟个体的全部遗传信息，在个体 发育分化的各个阶段，各种基因极为有序地表达，一般在 胚胎时期基因开放的数量最多，随着分化发展，细胞中某 些基因关闭、某些基因转向开放，胚胎发育不同阶段、不 同部位的细胞中开放的