大学生物遗传学第十三章基因表达调控

（三）、方式 基本表达 对刺激反应小 适应性表达（诱导或阻遏） 对刺激反应大 1．基本表达（组成性基因表达） a.定义：不易受环境变化影响的基因表达。 即管家基因表达 • 管家基因：在机体所有细胞中持续表达的基因; • 表达产物是整个生命过程中都持续需要的。 • 即进行基本表达的基因。 • b. 影响因素： • 启动序列 • 启动子与RNA-pol相互作用 c.意义：维持生命的基本途径。
• 2.调节蛋白 • (1).原核生物 • • 分类 • 特异因子 决定RNA-pol对启动子 • （σ因子） 的结合、识别能力。 • 阻遏蛋白 结合操纵序列， • 阻遏转录（负性调节）。 • 激活蛋白 结合其他调节序列， • 促进转录（正性调节）。 • (2).真核生物 • 反式作用因子 （主） 结合调节另一基因 • 顺式作用因子 结合调节自身基因
二、基因表达调控（共性） （一）、意义 1. 适应环境、 维持生长和增殖(原核) 。 • 2．适应环境、维持个体发育与分化(真核)。 (二)、调控点 多级性(信息传第的任何环节)： 基因激活 转录起始（基本点） 转录 后 加工 翻译 翻 译后加工 （三）、基本要素（e.g:转录激活） 特异DNA序列 调节蛋白 DNA与调节蛋白结合方式 RNA聚合酶
第二节 原核基因转录调节
• 多级调控，最关键点是转录起始 • E.g :转录起始
• 一、调节特点 • 1．σ因子决定RNA-pol识别特异性 • 2．操纵子模式具有普遍性 • 3．阻遏调节具有普遍性（负性调节占主导）
• 二、调节机制 • 方式 底物对酶的诱导 • 其它调节机制 • （一）底物对酶的诱导 (e.g:乳糖操纵子 lac operon) • 1．乳糖操纵子结构 • 调节区 启动子（P序列） 结合RNA-pol • 操纵基因（O序列） 结合阻遏蛋白 • 调节序列（R序列） 结合CAP
• 2．适应性表达 定义：易受环境变化影响的基因表达。 • 形式： • 诱导：受环境条件变化基因表达增强的现象。 阻遏：受环境条件变化基因表达减弱的现象。 影响因素： • 启动序列 • 启动子与RNA-pol相互作用 • 其他机制(含对特定刺激的反应元件) • 意义：适应环境的基本途径。 • 3.协调表达：在基本和适应性表达中，功能相关的 基因表达协调一致。
• （2）、真核生物 • 顺式作用元件 • a.定义：是指真核生物DNA分子中参与基因转 • 录调控的特异DNA序列。 • b.成分和功能： • 启动子 RNA-pol识别、结合的部位 • 增强子 决定基因表达时空性，增强启动 • 子作用。 正调节 • 沉默子 抑制基因转录.负调节 • 增强子： 是指能决定基因表达时空性，增 • 强启动子活性的特异DNA序列。 • 其作用方式与方向、距离无关。 • 沉默子： 是指能抑制基因转录的特异 • DNA序列。
• • • • •
c.结构
DNA结合域 识别、结合特 异DNA顺式元件 锌指结构（主） 碱性-亮氨酸拉链 碱性螺旋-环-螺旋 酸性α-螺旋结构域 富含Gln结构域 富含Pro结构域
Leabharlann Baidu
转录激活域
调节基因 转录效率
二聚化结构域
与DNA结构域 结构有关
• 3．调节蛋白与DNA结合方式 • • • • • • • • • 直接 （DNA-蛋白质相互作用, 多指反式作用）： 调节蛋白直接识 别、 结合 特异DNA序列 。反式作用 间接（主） （蛋白-蛋白-DNA相互作用）： 调节蛋白 先形成蛋白聚体 （二聚 体为主），蛋白聚体再结合特 异DNA序列。
• • • • • • •
反式作用因子 a. 定义：结合另一基因的顺式作用元件， 并激活该基因转录的蛋白质。 b.分类： 基本转录因子：是作用于启动子， 维持基因基础转录 （即转录成 mRNA.tRNA.rRNA） 包括：TFI、TFII、TFIII。 特异转录因子：作用于增强子和沉默子， 为个别基因转录所必需， 决定该基因表达的时空性 包括 转录激活因子 增强子 转录抑制因子 沉默子
• (二)、特点 • 具有时空性 • 1．时间特异性（阶段特异性） • 定义：指某一特定基因的表达严格按 • 特定时间顺序发生。 • e.g :不同时间、阶段表达多少不同 • 感染、发育（早期表达多） • 2．空间特异性（细胞,组织特异性） • 定义：指某一基因的表达按不同组织 • 空间顺序发生。 • e.g :不同组织、细胞表达产物多少不同
第十三章
基因表达调控
思路：系列酶促反应的调节 基因表达调控 基因表达 调控 定义 特点 方式 意义 调节点 基本要素 特点 机制
共性 原核（主） 真核
第一节 基因表达调控基本概念与原理
• 一、基因表达 （一）.定义 • 基因表达：基因在各种调节机制下,经过系列 • 步骤表现出其生物功能的过程。 • 即基因转录或转录与翻译的过程。 • 转录+翻译 蛋白质(主) • 转录 rRNA、tRNA • 基因:载有特定遗传信息的DNA片段. • 基因组：一个细胞或病毒所携带的全部遗传 • 信息或整套基因
• 4．RNA聚合酶 • RNA-pol活性最终体现转录调节情况。 • 影响因素：启动子 • 调节蛋白 • a.启动子：影响DNA与RNA-pol的亲和力， • 进而影响转录频率。 • 原核 RNA-pol(σ)直接结合启动子， • 共有序列与转录活性成正比。 • 真核 先形成调节因子-RNA-pol复合物， • 后才与启动子结合。 • b.调节蛋白：调节蛋白与DNA序列结合，影响 • RNA-pol活性。 • 阻遏蛋白 抑制RNA-pol • 正调节蛋白 促进RNA-pol
• 1.特异DNA序列（调节功能） • （1）.原核生物 • 操纵子 • a.定义：原核基因的转录单位，由功能相关的 • 一组结构基因及其上游的调节序列(启动 • 子.操纵序列和其它调节序列)组成。 • b. 结构、作用： • 编码序列 转录的mRNA为多顺反子 • （结构基因） • 启动序列 RNA-pol识别、结合部位 • 操纵序列 阻遏蛋白结合部位，控制 • 转录的开关,负调节 • 其它调节序列 激活蛋白结合部位,正 • 调节