基因表达调控专家讲座.pptx

第十三章

基因表达调控

Regulationofgeneexpression王晓华基因表达调控第1页

基因表示结构基因mRNA蛋白质转录翻译多肽链在DNA编码区（生命蓝图）生物体结构与功效（生命现象）调整基因mRNA调整蛋白转录翻译tRNArRNA基因表达调控第2页

主要内容掌握基因表示调控基本概念、原理掌握原核基因转录调整熟悉真核基因转录调整基因表达调控第3页

第一节

基因表示调控基本概念BasicConceptionsofGeneExpressionRegulation基因表达调控第4页

一、基因表示概念基因组：一个细胞或病毒所携带全部遗传信息或整套基因（细菌约含4000,人含3~4万个结构基因）。基因表示：指基因转录及翻译过程。rRNA、tRNA编码基因转录产生RNA过程也属此范围。基因表达调控第5页

真核生物在一定时间内只有2%~15%基因进行表示，基因表示受严格调控。假如一个细胞在同一时间内全部基因进行表示，将出现蛋白质合成巨大浪费，细胞也无法适应环境而生存。假如生物体每个细胞都有相同基因表示，这种生物体将不可能有器官和组织功效分工，从而不能进行正常生命活动。基因表达调控第6页

二、基因表示时间性及空间性

指不一样发育阶段、不一样生理状态下有不一样基因表示。如AFP（胎儿低分化肝细胞表示，成人高分化肝细胞基本不表示，肝细胞癌变又表示）、胎儿Hb等。多细胞生物基因表示时间特异性又称阶段特异性(stagespecificity)。（一）时间特异性基因表达调控第7页

指不一样细胞有不一样基因表示，由细胞在器官分布决定，又称细胞或组织特异性。如红细胞合成Hb，肝细胞合成白蛋白、HMG-CoA裂解酶，胰岛?细胞合成胰岛素，前列腺细胞合成酸性磷酸酶，肝细胞合成碱性磷酸酶等。（二）空间特异性基因表达调控第8页

三、基因表示方式（一）组成性表示管家基因：一个生物个体几乎全部细胞中连续表示基因。不论表示水平高低，管家基因较少受环境原因影响，而是在个体各个生长阶段大多数或几乎全部组织中连续表示，或改变很小。区分于其它基因，这类基因表示被视为组成性基因表示(constitutivegeneexpression)。特点：受开启子及RAN聚合酶作用影响基因表达调控第9页

（二）诱导和阻遏表示在特定环境信号刺激下，对应基因被激活，基因表示产物增加，这种基因称为可诱导基因。可诱导基因在特定环境中表示增强过程，称为诱导(induction)。假如基因对环境信号应答是被抑制，这种基因是可阻遏基因。可阻遏基因表示产物水平降低过程称为阻遏(repression)。特点：除受开启子及RAN聚合酶作用影响外，还受其它机制调整（含特异刺激反应元件）基因表达调控第10页

四、基因表示调控生物学意义适应环境，维持生长和增殖血G↓→糖异生相关酶编码基因表示↑糖原分解酶编码基因表示↑→血G恢复↑；当G耗尽有乳糖，乳糖代谢相关酶编码基因表示。维持个体发育与分化多细胞个体中发育阶段不一样，组织器官不一样，蛋白质分布也不一样，这是调整细胞表型关键。基因表达调控第11页

基因表示多级调控基因转录激活调整基本要素特异DNA序列调整蛋白DNA-蛋白质，蛋白质-蛋白质相互作用RNA聚合酶第二节基因表示调控基本原理基因表达调控第12页

转录前调控（基因激活）转录水平调控转录后加工调控翻译水平调控翻译后加工调控mRNA降解调控基因表示多级调控蛋白质降解基因表达调控第13页

操纵子：由2个以上功效相关编码序列与开启序列（promoter)、操纵序列(oprator)、以及其它调整序列在原核生物基因组中成簇地串联，密集于染色体上，共同组成一个转录单位。（一）特异DNA序列基因表达调控第14页

操纵子开启序列操纵序列结构基因1结构基因2结构基因3（信息区）（控制区）PromoterOperatorStructuralgene多顺反子mRNA基因表达调控第15页

开启序列基因表达调控第16页

※共有序列决定开启序列转录活性大小

※当阻遏蛋白结合在操纵序列时，会阻遏RNA聚合酶与开启序列结合

※激活蛋白结合在开启序列邻近，促进RNA聚合酶与开启序列结合

结构基因1结构基因2结构基因3开启序列操纵序列阻遏蛋白RNA聚合酶有些基因在没有激活蛋白存在时，RNA聚合酶极少或完全不能结合开启序列。基因表达调控第17页

操纵序列——阻遏蛋白(repressor)结合位点当操纵序列结合有阻遏蛋白时，会妨碍RNA聚合酶与开启序列结合，或是RNA聚合酶不能沿DNA向前移动