第七章+原核基因表达调控modified.pptVIP

主要内容 第一节 概述 第二节 原核生物的基因表达调控 第三节 真核生物的基因表达调控 基本要求 掌握基因表达与调控的相关概念 熟悉原核生物和真核生物基因调控的策略 掌握原核生物和真核生物在转录、翻译等水平上对基因表达的调节手段； 了解原核生物和真核生物在其他水平上的一些调节策略。 第一节 概 述 一、基因表达调控的元件和作用方式 二、原核生物和真核生物基因调控策略 第一节 概 述 基因：负载特定遗传信息的DNA片段，包括由编码序列、非编码序列和内含子组成的DNA区域。 基因组：指来自一个遗传体系的一整套遗传信息。在真核生物体，基因组是指一套完整的单倍体的染色体DNA和线粒体DNA的全部序列。 第一节 概 述 (3) 基因表达:指基因翻译产生蛋白质或转录产生RNA的过程. (4) 基因表达调控:在不同时期和不同条件下,基因表达的开启或关闭以及基因活性的增加或减弱是受到调节控制的,这种控制被称为基因表达调控. 第一节 概 述 (1) 顺式作用元件:指与相关基因处在同一DNA分子上,能起调控作用的DNA序列.它们一般不转录任何产物,位于基因的上游、下游或内部。包括启动子、终止子、增强子、衰减子、沉默子和各种应答元件等。 第一节 概 述 (2) 反式作用因子：一个基因的产物（蛋白质或RNA），如果对另一个基因的表达具有调控作用，则将其称之为反式作用因子。如转录因子。 第一节 概 述 （1）正调控：在没有调节蛋白存在时基因是关闭的，加入调节蛋白后基因活性就被开启，这种调控系统就叫做正调控。 第一节 概 述 （2）负调控：在没有调节蛋白存在时基因是表达的，加入调节蛋白后基因活性就被关闭，这种调控系统就叫做负调控。 第一节 概 述 （3）组成性表达 某些基因在一个个体的几乎所有细胞中持续表达，通常被称为管家基因(housekeeping gene)。无论表达水平高低，管家基因较少受环境因素影响，而是在个体各个生长阶段的大多数或几乎全部组织中持续表达，或变化很小。区别于其他基因，这类基因表达被视为组成性基因表达(constitutive gene expression)。 第一节 概 述 （1）原核生物基因调控的特点：单细胞，直接生活在复杂多变的环境中，为了维持自身的生存和繁衍，必须不断的通过对自身基因的表达进行调节以适应环境中的营养条件和应付各种不利的理化因素。 第一节 概 述 （2）原核生物基因调控的层次：在DNA、转录和翻译三个不同的层次上进行。转录水平的调控是最主要的，尤其是对转录起始的调控，这是最经济最有效的方式。 第一节 概 述 （3）原核生物基因调控的主要形式：原核生物的基因一般成簇排列构成一个操纵子，操纵子中的每个基因都受同一启动子调控。操纵子是一个转录单位，通常每个操纵子中包括功能上相关的几个基因，可转录成一个多顺反子。 第一节 概 述 （1）真核生物基因调控的特点：真核生物基因组DNA有许多重复序列，基因内部有内含子，基因间有非编码序列。 DNA以染色质的形式存在于细胞核内，转录和翻译存在时间和空间上的差异，大大扩大了真核生物基因调控的范围。 第一节 概 述 （2）真核生物基因调控的层次：真核基因表达调控贯穿于从DNA到有功能蛋白质的全过程,涉及基因结构的活化、转录的其始、RNA的加工和运输以及mRNA的翻译等多个调控点。 第一节 概 述 （3）真核生物基因调控的主要形式：在真核生物中至今尚未发现操纵子的存在。真核生物靠顺式作用元件和反式作用因子的相互识别来进行基因表达调控。 其它形式：甲基化 mRNA加工等 原核生物的基因表达调控 主要内容 原核基因表达调控机制概述 一 DNA水平的调控 二 转录水平调控 1. 乳糖操纵子 2. 色氨酸操纵子 3.通过?亚基替换的调控 4.转录终止的调控 三. 翻译水平调控 四. 链霉菌的基因表达调控系统 由于原核生物的转录与翻译的过程是偶联的，而且这种过程所经历的时间很短，只需数分钟，同时由于大多数原核生物的mRNA在几分钟内就受到酶的影响而降解，因此就消除了外环境突然变化后所造成的不必要的蛋白质的合成。与真核生物相比，原核生物基因表达的一个特点是快速。 操纵子是原核生物转录调控的主要形式  1、根据操纵子对调节蛋白（阻遏蛋白或激活蛋白） 的应答，可分为： 正转录调控 负转录调控 可诱导调节：指一些基因在特殊的代谢物或化合物的作用下，由原来关闭的状态转变为工作状态，即在某些物质的诱导下使基因活化。 例：大肠杆菌的乳糖操纵子 可阻遏调节：基因平时是开启的，处在产生蛋白质或酶的工作过程中，由于一些特殊