生物化学 第十八章基因表达调控.pptx

第十八章;第一节

基因表达与基因表达调控的基本概念与特点;一、基因表达是基因转录和翻译的过程;（二）空间特异性是指多细胞生物个体在特定生长发育阶段，同一基因在不同的组织器官表达不同;二、基因表达具有时间特异性和空间特异性;三、基因表达的方式存在多样性;按对刺激的反应性，基因表达的方式分为：;（一）有些基因几乎在所有细胞中持续表达;（二）有些基因的表达受到环境变化的诱导和阻遏;在一定机制控制下，功能上相关的一组基因，无论其为何种表达方式，均需协调一致、共同表达，即为协同表达(coordinateexpression)，这种调节称为协同调节(coordinateregulation)。;四、基因表达调控受顺式作用元件和反式作用因子共同调节;五、基因表达调控呈现多层次和复杂性;六、基因表达调控为生物体生长、发育的基础;第二节

原核基因表达调控;原核生物基因组结构特点;操纵子（operon）：在原核生物中，若干功能相关的结构基因串联在一起，这些基因的表达受到同一调控系统的调控，共同组成一个转录单位，这种基因的组织形式称为操纵子。;基因表达有正调控和负调控;调节基因（regulatorygene）编码能够与操纵序列结合的调控蛋白，可以分为三类：特异因子、阻遏蛋白和激活蛋白。;②阻遏蛋白可以识别、结合特异DNA序列──操纵序列，抑制基因转录，所以阻遏蛋白介导负调节（negativeregulation）。阻遏蛋白介导的负性调节机制在原核生物中普遍存在；

③激活蛋白可结合启动序列邻近的DNA序列，提高RNA聚合酶与启动序列的结合能力，从而增强RNA聚合酶的转录活性，是一种正调控（positiveregulation）。;二、乳糖操纵子是典型的诱导型调控;;;分解代谢基因激活蛋白（catabolitegeneactivatorprotein,CAP）;++++转录;3.协同调节;;阻遏蛋白与cAMP-CAP对乳糖操纵子转录的调控示意图;无葡萄糖有乳糖时，阻遏蛋白不与操纵基因结合，cAMP处于高水平，形成cAMP-CAP复合物并与CAP位点结合，结构基因大量表达。;三、色氨酸操纵子通过转录衰减的方式阻遏基因表达;四、原核基因表达在转录终止阶段有不同的调控机制;五、原核基因表达在翻译水平的多个环节受到精细调节;图18-4色氨酸操纵子的结构及其关闭机制;（二）蛋白质分子结合于启动序列或启动序列周围进行自我调节;（三）翻译阻遏利用蛋白质与自身mRNA的结合实现对翻译起始的调控;（四）反义RNA结合mRNA翻译起始部位的互补序列对翻译进行调节;（五）mRNA密码子的编码频率影响翻译速度;第三节

真核基因表达调控;基因组（genome）：一个生物体内所有遗传信息的总和。;真核基因组结构特点;DNA序列相似，但功能不一定相关的若干个单拷贝基因或若干组基因家族总称。;线粒体DNA结构;人的线粒体基因组;除了某些以RNA为基因组的RNA病毒外，基因通常是指染色体或基因组的一段DNA序列。

基因包括编码序列（外显子）、调控序列和间隔序列（内含子）。;真核基因结构不连续，为断裂基因（splitgene）。;一、真核细胞基因表达的特点;⑤真核生物DNA在细胞核内与多种蛋白质结合构成染色质，这种复杂的结构直接影响着基因表达；

⑥真核生物的遗传信息不仅存在于核DNA上，还存在线粒体DNA上，核内基因与线粒体基因的表达调控既相互独立而又需要协调。;图18-5真核生物基因表达的多层次复杂调控;

原核生物主要是通过操纵子模型进行调控；

真核生物主要是通过顺式作用元件进行调控。;启动子

上游调控元件

增强子

加尾信号

细胞信号反应元件;增强子增强基因的转录;增强子的功能及其作用特征如下：;;;;最常见的DNA结合域：;碱性螺旋-环-螺旋（basichelix-loop-helix,bHLH)

;常结合CAAT盒;;;;;;这些成熟的miRNA与其他蛋白质一起组成RNA诱导的沉默复合体（RNA-inducedsilencingcomplex,RISC），通过与其靶mRNA分子的3端非翻译区域（3UTR）互补匹配，再以目前尚不清楚的机制抑制该mRNA分子的翻译。 ;其长度一般为20~25个碱基；

在不同生物体中普遍存在；

其序列在不同生物中具有一定的保守性；

具有明显的表达阶段特异性和组织特异性；

miRNA基因以单拷贝、多拷贝或基因簇等多种形式存在于基因组中，大多位于基因间隔区。;是细胞内一类双链RNA(double-strandedRNA，dsRNA)在特定情况下通过一定酶切机制，转变为具有特定长度