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《基因表達(dá)的調(diào)節(jié)基因表達(dá)調(diào)節(jié)的基本概念及原理原核》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第十三章基因表達(dá)的調(diào)節(jié)基因表達(dá)調(diào)節(jié)的基本概念及原理原核生物基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)真核生物基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)第一節(jié) 基本概念與原理一、基本概念基因（gene）一段編碼蛋白質(zhì)多肽鏈和功能RNA的DNA片段?；蚪M(genome)一個(gè)細(xì)胞或病毒所攜帶的全部遺傳信息或整套基因。典型的基因表達(dá)是儲(chǔ)存遺傳信息的基因，在一定調(diào)節(jié)機(jī)制控制下，經(jīng)過轉(zhuǎn)錄、翻譯，產(chǎn)生有生物活性的蛋白質(zhì)或成熟的rRNA和tRNA的過程?；虮磉_(dá)基因表達(dá)＝轉(zhuǎn)錄＋翻譯大腸桿菌基因組（約4000個(gè)基因)，一般情況下只有5－10%在高水平轉(zhuǎn)錄狀態(tài)，其它基因有的處于較低水平的表達(dá)，或者暫時(shí)不表達(dá)。人的基
2、因組約含有10萬個(gè)基因，但在一個(gè)組織細(xì)胞中通常只有一部分基因表達(dá)，多數(shù)基因處在沉靜狀態(tài)，典型的哺乳類細(xì)胞中開放轉(zhuǎn)錄的基因約在1萬個(gè)上下，即使蛋白質(zhì)合成量比較多、基因開放比例較高的肝細(xì)胞，一般也只有不超過20%的基因處于表達(dá)狀態(tài)。生物基因組的遺傳信息并不是同時(shí)全部都表達(dá)出來的二、基因表達(dá)的規(guī)律--時(shí)間性及空間性（1）時(shí)間特異性按功能需要，某一特定基因的表達(dá)嚴(yán)格按特定的時(shí)間順序發(fā)生，稱之為基因表達(dá)的時(shí)間特異性。多細(xì)胞生物基因表達(dá)的時(shí)間特異性又稱階段特異性。（2）空間特異性基因表達(dá)伴隨時(shí)間順序所表現(xiàn)出的這種分布差異，實(shí)際上是由細(xì)胞在器官的分布決
3、定的，所以空間特異性又稱細(xì)胞或組織特異性。在個(gè)體生長全過程，某種基因產(chǎn)物在個(gè)體按不同組織空間順序出現(xiàn)，稱之為基因表達(dá)的空間特異性。三、基因表達(dá)的方式按對(duì)刺激的反應(yīng)性，基因表達(dá)的方式分為：（1）組成性表達(dá)某些基因在一個(gè)個(gè)體的幾乎所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)，通常被稱為管家基因。管家基因無論表達(dá)水平高低，管家基因較少受環(huán)境因素影響，而是在個(gè)體各個(gè)生長階段的大多數(shù)或幾乎全部組織中持續(xù)表達(dá)，或變化很小。區(qū)別于其他基因，這類基因表達(dá)被視為組成性基因表達(dá)。組成性基因表達(dá)只受到啟動(dòng)序列或者啟動(dòng)子與RNA聚合酶相互作用的影響。組成性基因表達(dá)也是相對(duì)的，而不是一成不
4、變的，其表達(dá)強(qiáng)弱也是受一定機(jī)制調(diào)控的。（2）誘導(dǎo)和阻遏表達(dá)適應(yīng)性表達(dá)指環(huán)境的變化容易使其表達(dá)水平變動(dòng)的一類基因表達(dá)。改變基因表達(dá)的情況以適應(yīng)環(huán)境，例如與適宜溫度下生活相比較，在冷或熱環(huán)境下適應(yīng)生活的動(dòng)物，其肝臟合成的蛋白質(zhì)圖譜就有明顯的不同；長期攝取不同的食物，體內(nèi)合成代謝酶類的情況也會(huì)有所不同。所以，基因表達(dá)調(diào)控是生物適應(yīng)環(huán)境生存的必需。是指在特定環(huán)境因素刺激下，可誘導(dǎo)基因被激活，從而使基因的表達(dá)產(chǎn)物增加。如:DNA發(fā)生損傷時(shí)，修復(fù)酶的基因被誘導(dǎo)激活。誘導(dǎo)表達(dá)在特定環(huán)境信號(hào)刺激下，相應(yīng)的基因被激活，基因表達(dá)產(chǎn)物增加，這種基因稱為可誘導(dǎo)
5、基因。如果基因?qū)Νh(huán)境信號(hào)應(yīng)答是被抑制，這種基因是可阻遏基因。可阻遏基因表達(dá)產(chǎn)物水平降低的過程稱為阻遏。阻遏如：周圍有充足的葡萄糖，細(xì)菌就可以利用葡萄糖作能源和碳源，不必更多去合成利用其它糖類的酶類，如乳糖操縱子被阻遏、關(guān)閉。在一定機(jī)制控制下，功能上相關(guān)的一組基因，無論其為何種表達(dá)方式，均需協(xié)調(diào)一致、共同表達(dá)，即為協(xié)調(diào)表達(dá)(coordinateexpression)，這種調(diào)節(jié)稱為協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)(coordinateregulation)。1、基因表達(dá)的多級(jí)調(diào)控四、基因表達(dá)調(diào)控的基本原理基因激活轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄后加工mRNA降解蛋白質(zhì)降解等蛋白質(zhì)翻譯翻
6、譯后加工修飾轉(zhuǎn)錄水平的基因表達(dá)調(diào)控最重要2、特異DNA序列對(duì)基因轉(zhuǎn)錄激活的調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄激活調(diào)節(jié)基本要素基因表達(dá)的調(diào)節(jié)與基因的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)，生物個(gè)體或細(xì)胞所處的內(nèi)、外環(huán)境，以及細(xì)胞內(nèi)所存在的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白有關(guān)。原核生物——操縱子(operon)機(jī)制編碼序列啟動(dòng)序列操縱序列其他調(diào)節(jié)序列共有序列決定啟動(dòng)序列的轉(zhuǎn)錄活性大小。RNA聚合酶結(jié)合并啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄的特異DNA序列。啟動(dòng)序列RNA轉(zhuǎn)錄起始-35區(qū)-10區(qū)TTGACATTAACTTTTACATATGATTTTACATATGTTTTGATATATAATCTGACGTACTGTN17N16N17N16N1
7、6N7N7N6N7N6AAAAAtrptRNATyrlacrecAAraBADTTGACATATAAT共有序列真核生物順式作用元件——可影響自身基因表達(dá)活性的DNA序列順式作用元件并非都位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的上游(5’端)啟動(dòng)子增強(qiáng)子沉默子轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)增強(qiáng)子DNA編碼序列啟動(dòng)子順式作用元件通常是基因的非編碼序列。不同真核生物的順式作用元件中也會(huì)發(fā)現(xiàn)一些共有序列，如TATA盒、CAAT盒等，這些共有序列是RNA聚合酶或特異轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)。3、調(diào)節(jié)蛋白對(duì)轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)節(jié)原核生物基因的調(diào)節(jié)蛋白---DNA結(jié)合蛋白特異因子、阻遏蛋白、激活蛋白真核生物基
8、因的調(diào)節(jié)蛋白---反式作用因子與DNA結(jié)合的調(diào)節(jié)蛋白與蛋白質(zhì)結(jié)合的調(diào)節(jié)蛋白熱休克反應(yīng)細(xì)菌的RNA聚合酶?70（啟動(dòng)常規(guī)基因表達(dá)）被?32取代，從而啟動(dòng)另一套基因的表達(dá)。啟動(dòng)序列編碼序列操縱序列
