第16章基因表达的调节ppt课件

蛋白质活性控制
操纵子转录调节的两种方式
阴性调控（negative control）—— 阻遏物蛋白（repressor ） 对基因开关（操纵基因,O基因）进行的调节。阻遏物蛋白结合在 操纵基因上则转录不能进行，它的活性受小分子诱导物影响。阻 遏物是由调节基因i表达的。
阳性调控（positive control）—— 激活物蛋白（activator）对 RNA聚合酶的转录进行的调节。激活物蛋白结合在启动基因(P基 因)上游的某个区域以增强RNA聚合酶的转录活性，它的活性也受 小分子的影响。
（基因调节蛋白）
RNA聚合酶和 通用转录因子
（调节区域）
真核基因调节区由启动子和基因调节序列组成 RNA 聚合酶II 和通用转录因子结合在启动子上 基因调节蛋白作用于基因调节序列，这些基因调节序列散布在基因的 上、下游，对其的调节是远距离的。
蛋白质与核酸的相互作用是调节基因表达的分子基础
大多数基因调节蛋白分子都有一套与DNA结合的特定基 序(motif)，如螺旋-转角-螺旋，亮氨酸拉练结构，锌指结构 和螺旋-环-螺旋等。
真核基因调节区=启动子+DNA调节序列
真核基因转录起始复合物是由RNApol II和通用转录因子等组成的 复合体。
调节序列 ( 称顺式作用元件，cis-acting element ) 间隔地分布在启 动子的上下游，如增强子、沉寂子等，对转录起始复合物实现远距离调 节。
基因调节蛋白 ( 称反式作用因子, trans-acting factors )在细胞中可 扩散，有通用的和特异的，有固有的和诱导的，有激活性的和抑制性的， 对基因开关有选择性。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
阴性调控
阳性调控
阻遏物 激活物
RNA聚合酶
大肠杆菌乳糖操纵子的结构
I
p
o
乳糖操纵子的结构基因
Z（半乳糖苷酶）、Y（透过酶）和A（乙酰化酶） 是功能相关的结构基因，为细菌利用乳糖所必需
乳糖操纵子的负调节
乳糖操纵子的双向调节
G和乳糖同时存在时，细菌优先利用G；缺乏G时，细胞中的cAMP水平 有升高，与cAMP受体蛋白结合使之激活，乳糖操纵子的表达受到阳性 调节。如果此时又有乳糖存在，则乳糖操纵子的表达既有阴性调节又有 阳性调节。
基因表达的调节可能在远距离进行
本章结束
基因表达控制的潜在环节
复制水平 前体mRNA的转录 mRNA前体转录后的修饰和加工 mRNA从核内转移到胞液 mRNA的稳定性调节 mRNA的翻译活性调节 肽链翻译后的加工 肽链的转运和细胞定位 蛋白质的稳定性
转运
转录控制
转录后加工
mRNA的降解控制 翻译控制
基因表达的各个调节部位 转录是基因表达控制的中心环节
具有特定生物遗传信息的DNA序列,在一定条件下能够得以表达,产 生特定的生理功能。
DNA
增强子
起始点
启动子
外显子
外显子
内含子
内含子
外显子
终止点 增强子
真核生物基因结构图
1.3 基因组(genome)
是细胞或生物体的全套遗传物质。
不同生物基因组大小和数目不同
真核基因组含有: 高度重复序列 中度重复序列 低度重复序列
基因调节蛋白通过DNA双螺旋大沟（Major groove）识别 其特定的序列(10至20个碱基)并且与之非共价结合。
基因调节序列
螺旋-转角-螺旋 Helix-Turn-Helix
锌指 Zinc finger motif
亮氨酸拉链 Leucine zipper
螺旋-圈-螺旋 Helix-loop-helix
第16章 基因表达的调节
Regulation of Gene Expression
本章主要内容
基因与基因组 原核生物基因表达的调节 真核生物基因表达的调节
1 基因与基因组
1.1基因表达（gene expression） 就是基因转录与翻译的过程。在某一特定时间，基因组只有一部分处
于表达状态。
1.2 基因
真核染色质结构
组蛋白
核小体
3.真核基因表达的调节
真核染色体DNA处于转录抑制状态，组蛋白乙酰化，磷酸化， CpG的脱甲基使其转录去阻抑。
真核基因表达的调节以利用激活物的阳性调节为主。
真核基因转录有包括RNA聚合酶II，通用转录因子（GTF’s） 等许多因子的参与。
真核基因的转录和翻译在时空上是分开进行的。