生物化学第十六章 基因表达调控.pptx

第十六章基因表达调控;本章内容;第一节基本概念;;概念;染色体基因组，一般的定义是单倍体细胞中的全套染色体为一个基因组，或是单倍体细胞中的全部基因为一个基因组。

线粒体基因组

叶绿体基因组;每种真核生物的单倍体基因组中的全部DNA量称为C值(C-Value)。

;8;C值矛盾;N值矛盾：基因组中的基因数目与生物进化程度或复杂程度的不对称性。

例：人类基因总数：3万水稻基因总数：5万

生物体结构与功能的复杂程度不仅取决于一定的基因数量，更重要的是在于基因功能及其相互作用网络的复杂性和精确性。;基因表达(geneexpression)

基因转录及翻译的过程。

并非所有基因表达过程都产生蛋白质。

如基因转录生成rRNA，tRNA;基因表达是受调控的

在某一特定时期或生长阶段，基因组中只有一小部分基因处于表达状态。

个体某种功能的基因产物在细胞中的数量随着时间、环境而变化。;二、基因表达的特异性;14;人珠蛋白基因表达的时间特异性;（二）空间特异性(spatialspecificity);17;三、基因表达的方式;（二）诱导和阻遏表达;如果基因对环境信号应答是被抑制，这种基因是可阻遏基因。

可阻遏基因表达产物水平降低的过程称为阻遏(repression)。;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，即为协调表达(coordinateexpression)，这种调节称为协调调节(coordinateregulation)。;四、基因表达调控的生物学意义;果蝇发育

母亲效应基因

分节基因

;

基因表达调控的基本原理

;;二、基因转录激活调节基本要素;通常由2个以上的编码序列与启动序列、操纵序列以及其他调节序列在基因组中成簇串联组成。;是RNA聚合酶结合并启动转录的特异DNA序列。;

——阻遏蛋白(repressor)的结合位点;真核生物的特异DNA序列;顺式作用元件;2.转录调节蛋白影响转录活性;真核基因的调节蛋白：转录因子;;DNA-蛋白质相互作用指反式作用因子与顺式作用元件之间的特异识别及结合。

非共价结合;3.RNA聚合酶;⑵调节蛋白与RNA聚合酶活性

特异调节蛋白在适当环境信号刺激下表达，然后通过DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用??响RNA聚合酶活性，从而使基础转录频率发生改变，出现表达水平变化。;原核基因转录调节;调节的主要环节在转录起始;二、原核生物转录起始调节;;（二）阻遏蛋白的负性调节;FIGURE12.6AdditionofinducerresultsinrapidinductionoflacmRNA,andisfollowedafterashortlagbysynthesisoftheenzymes;++++转录;（四）协调调节;问题;;;异丙基硫代半乳糖苷;三、原核生物转录终止调节;调节蛋白结合mRNA靶位点，阻止核蛋白体识别翻译起始区，从而阻断翻译。调节蛋白一般作用于自身mRNA，抑制自身的合成，称为自我控制（autogenouscontrol)。;（二）反义RNA对翻译的调节作用;小结;

真核基因表达调节;基本内容;一、真核基因组结构特点;（三）重复序列众多;真核基因组原核基因组;二、真核基因表达调控更复杂;2.DNA拓扑结构变化;3.甲基修饰变化;基因组印迹;基因组印迹的分子机理;;65;AcetylationofH3andH4isassociatedwithactivechromatin,whereasmethylationisassociatedwithinactivechromatin.;采用正性调节机制更精准

采用负性调节不经济;（一）RNApolⅠ转录体系的控制;69;tRNA和5SrRNA基因的转录启动子位于转录起始点下游即转录区内，称内部控制区（internalcontrolregions,ICR);71;72;四、RNApolⅡ转录起始的调节;典型的真核启动子通常含有TATA盒、CAAT盒、GC盒等多种顺式反应原件的不同组合。;2.增强子(enhancer);3.沉默子(silencer);（二）反式作用因子;参与RNA-polⅡ转录的TFⅡ;特异转录因子(specialtranscriptionfactors);2.转录调节因子结构;常见DNA结合域;锌指结构(zincfinger);83;C2H2型锌指结构;锌指结构与DNA的结合;螺