真核细胞基因表达的调控Word版
第九章 真核基因表达调控
-COOH，每隔7个氨基酸出现一 个Leu，后所有Leu出现在同一 侧面，成直线排列，形成疏水面
碱性-亮氨酸拉链
（leucine zipper，ZIP）
-NH2,富含碱性氨基酸， 螺旋状，＋，碱性DNA 结合域， 与DNA双螺旋 链上带负电荷的磷酸基 团结合
依靠Leu的疏水作用,2个helix 相互缠绕，形成拉链结构
MyoD-DNA
缺乏碱性区的蛋白质，即使形成（同、异）二聚体， 也无法同DNA结合
zyj278
同源域（homeo domains）：是指编
码60个保守氨基酸序列的DNA片段， 它广泛存在于真核生物基因组内，由 于最早从果蝇中克隆得到，该遗传位 点的基因产物决定了躯体发育。
1．带负电荷的螺旋结构
增强子：是指能使与它连锁的基因转录频
率明显增加的DNA序列。100-200bp长度， 由若干组件构成，其基本核心组件常为812bp，可以单拷贝或多拷贝串连形式存在。
(1)增强效应十分明显
一般能使基 因转录频率增加10—200倍，有的 可以增加上千倍，如经人巨大细胞 病毒增强子增强后的珠蛋白基阅表 达频率比该基因正常转录高 600-1 000倍；
负性调控元件，它与转录抑制因子结合抑制转录。 最早在酵母中发现，以后在T淋巴细胞的T抗原受体 基因的转录和重排中证实其存在。 沉默子的作用特点： 不受序列方向的影响， 能远距离发挥作用， 并可对异源基因的表达起作用。
反式作用因子(trans—acting factor) ：能调节与
9.1真核生物的基因结构与转录活性
9.2真核基因的转录水平调控
9.3反式作用因子的调控作用
9.4真核基因转录调控的主要模式
真核生物基因表达的调控
⑥ 真核生物的RNA在细胞核中合成，只有经转运穿过核膜，到 达细胞质后，才能被翻译成蛋白质，原核生物中不存在这样 严格的空间间隔。
⑦ 许多真核生物的基因只有经过复杂的成熟和剪接过 程，才能顺利地翻译成蛋白质。
三、基本概念
（一）基因家族（gene family)
真核生物的基因组中有很多来源相同、结构相似、 功能相关的基因，将这些基因称为基因家族。
真核基因表达的调控 内容介绍
1 DNA水平的调控 2 染色质水平上的基因活化调节 3 转录水平的调控 4 转录后水平的调控 5 翻译水平调控 6 翻译后水平调控 7 原核与真核基因表达调控差异
真核生物的基因组
一、真核基因组结构特点
• 真核基因组结构庞大 3×109bp、染色质、核膜 • 单顺反子 • 基因不连续性 断裂基因（interrupted gene）、内含子(i
2、外界环境因素引起基因扩增
基因扩增与肿瘤形成及细胞衰老有关。在原发性的视 网膜细胞瘤中，含myc 原癌基因的DNA区段扩增10－2 00倍。许多致癌剂可诱导DNA扩增。
发育或系统发生中的倍性增加在植物中普遍存在
如：编码组蛋白、免疫球蛋白和血红蛋白的基因都 属于基因家族
同一家族中的成员有时紧密地排列在一起，成为 一个基因簇(gene cluster) 。
1、简单多基因家族 简单多基因家族中的基因一般以串联方式前后相连。
The eukaryotic ribosomal DNA repeating unit
5'GT——AG 3'
2、外显子与内含子的可变调控
• 组成型剪接：一个基因的转录产物通过剪接只能产生 一种成熟的mRNA。
• 选择性剪接：同一基因的转录产物由于不同的剪接方 式形成不同mRNA。
(完整word版)基因表达载体构建
一、简述原核生物和真核生物基因表达调控的异同点，并说明基因表达调控与基因工程表达载体构建的关系。
1．原核生物和真核生物基因表达调控的共同点：（1）结构基因均有调控序列；（2）表达过程都具有复杂性，表现为多环节。
2．不同点：原核生物：（1）RNA聚合酶只有一种，其σ因子决定RNA聚合酶识别特异性；（2）操纵子模型的普遍性；（3）阻遏蛋白与阻遏机制的普遍性（负性调节占主导）；（4）转录和翻译偶联进行；（5）转录后修饰、加工过程简单；（6）转录起始是基因表达调控的关键环节。
真核基因表达调控特点：（1）RNA聚合酶有三种，分别负责三种RNA转录，每种RNA聚合酶由约10个亚基组成；（2）活性染色质结构发生变化；（3）正性调节占主导；（4）转录和翻译分隔进行；（5）转录后修饰、加工过程较复杂；（6）转录起始是基因表达调控的关键环节。
3.由于基因的表达调控受到多种因子的影响，而构建基因工程表达载体时多是将真和生物的目的基因转入到原核生物载体上表达，所以应注意以下几点：（1）外源基因插入序列必须保持正确的方向和阅读框架。
其遗传密码不得缺失、遗漏、或错位及错码。
否则会导致编码错误的蛋白质分子，特别是目的基因序列内部应不含两端酶切位点的识别序列。
（2）插入的外源基因必须放在原核的启动子控制之下，也就是使原核的RNA 聚合酶能够识别插入的基因。
（3）外源基因必须能在大肠杆菌中进行有效转录（如无内含子），转录后的mRNA 在菌体必须相当稳定，并且能有效地进行翻译，转译的蛋白分子在菌体内不致于受菌体蛋白酶的降解。
二、目的基因功能和表达分析的意义是什么？目的基因功能与表达分析的主要环节有哪些？各有什么目的？这些环节与基因工程的主要环节有什么异同？1．意义：克隆的目的基因只有通过表达才能探索和研究基因的功能及基因表达调控的机理，明了其利用价值和途径。
2．主要环节：（1）目的基因的获得和加工：将得到的目的基因通过加工以期能连接到表达载体上并稳定表达；（2）载体的选择与加工：根据不同的实验目的和实验条件选择不同的载体，并对载体进行改造加工，使其满足高效连接的需要；（3）载体与目的基因的连接：即通过连接反应，将载体和目的基因连接形成重组DNA；（4）重组子导入受体细胞：通常将重组DNA导入大肠杆菌感受态进行扩增和筛选，以期得到大量的单一重组子，便于利用；（5）阳性克隆的筛选与鉴定：在连接产物中既有载体和目的基因的连接，也有载体自连、目的基因自连以及为发生连接的载体和目的基因，在转化过程中上述各种分子都会进入宿主细胞，所以需通过筛选鉴定出阳性克隆。
真核生物基因表达的调控
▪ X染色体失活中心（Xic） ▪ Xist（Xi-specific transcript）基因
转录产物：RNA—不编码蛋白质 （2）X染色体的失活的机制：
Xist RNA分子与Xic相互作用的结果 （3）Xist基因的调控：
DNA甲基化与去甲基化
第三节 转录水平的调控
点为 ATGACTCAT。
（四）绝缘子(Insulator)
阻止激活或失活效应的元件
举例：
1、当绝缘子位于增强子和启动子间时，能阻止 增强子激活启动子作用。
2、当绝缘子位于一个活化基因和异染色质之间 时，它保护基因免受由异染色质扩展造成的失 活效应影响。
（五）减弱子（dehancer） 在某些基因的上游远端或下游远端具有负调
将一个基因从远离启动子的地方移到距它很近 的位点从而启动转录的基因表达调控方式
基因重排与免疫球蛋白多样性 抗体结构： 四聚体, 重链和轻链；可变区和恒定区
基因组成
链家族
V基因数 人鼠
链 ~ 300 2
链
~300 ~1000
重链(H) ~300 1000~
C 基因数
人
鼠
6~ 4
1
1
9
8
轻链 重链
要点：
中和了其正电荷，增加了疏水性，削弱了DNA 与组蛋白的相互作用，有利于转录因子与DNA 的结合，促进转录
七、DNA 甲基化
(一）甲基化酶: 1、维持性甲基化酶(日常型甲基化酶)：
在DNA复制时, 可识别新合成的半甲基化双链,并 将甲基加到新链的非甲基化胞嘧啶上;
2、从头合成型甲基化酶： 不需要甲基化的DNA 模板作指导,可以直接使非 甲基化的DNA 甲基化
真核生物的基因表达调控
第一节 特点 一. 与原核生物的相同点 1. 有转录水平和转录后的调控 2. 在真核生物的结构基因的上游和下游也同样存 在相应的特异调控因子 二. 不同点 1. 细胞结构的不同造成调控系统的不同 2. 原核生物多为操纵子为单位进行调控 3. 真核生物有致密的染色体结构、庞大的基因组 4. 真核生物基因组DNA中有许多重复序列，基因内 部被内含子隔开，基因组之间分布着大段的非编 码序列
1.
2.
通过甲基化的DNA上结合特异性转录阻遏物， 即甲基化CpG结合蛋白，该蛋白能与转录调控 因子竞争甲基化DNA结合位点而起作用 甲基化影响DNA与蛋白质的相互作用 C上加5-甲基能增强或减弱DNA与蛋白质之 间的相互作用 能使基团拥挤在DNA大沟内，导致DNA构象偏 离标准的B型 综上所述，DNA构象的变化能极大程度地改 变阻遏蛋白或激活蛋白的结合能力
第五节 真核基因转录水平的调控 一. 真核与原核生物转录调控的异同 1. 基因组结构的不同 2. 调节元件与数量的不同 3. 转录都受反式调节因子的调节 ① 通过调节因子的生物合成 ② 通过它们进行构象转变或共价修饰 4. 染色质改型
二. 基因基础转录调节
概述: 由核心启动子与通用转录因子结合后 起始的转录过程 作用: 由它所控制的基因呈组成型表达，用以 合成细胞所必需的各种成分，又称持家基因 机理: 依赖各种通用转录因子间的相互作用， 按照特定的时空次序组建转录起始复合物， 其中TBP与TATA框的结合是这一过程的开始
（二） II型基因转录调控
（三）增强子的作用机能
1.
2.
3.
概述: 能使与它连锁的基因转录效率明显增加 的DNA序列 机能 作用效率明显，能使基因转录频率增加10-200 倍 无基因专一性，对于同源或异源基因以及不同 的基因组合上都有促进转录作用，而且可以位 于基因的不同区域 不具有方向性
真核生物基因表达的调控
真核生物基因表达的调控真核生物基因表达的调控一、生物基因表达的调控的共性首先，我们来看看在生物基因表达调控这一过程中体现的共性和一些基本模式。
1、作用范围。
生物体内的基因分为管家基因和奢侈基因。
管家基因始终表达，奢侈基因只在需要的时候表达，但二者的表达都受到调控。
可见，调控是普遍存在的现象。
2、调控方式。
基因表达有两种调控方式，即正调控与负调控，原核生物和真核生物都离不开这两种模式。
3、调控水平。
一种基因表达的调控可以在多种层面上展开，包括DNA水平、转录水平、转录后加工水平、翻译后加工水平等。
然为节省能量起见，转录的起始阶段往往作为最佳调控位点。
二、真核生物基因表达调控的特点真核生物与原核细胞在结构上就有着诸多不同，这决定了二者在运行方面的迥异途径。
真核生物比原核生物复杂，转录与翻译不同时也不同地，基因组与染色体结构复杂，因而有着更为复杂的调控机制。
1、多层次。
真核生物的基因表达可发生在染色质水平、转录起始水平、转录后水平、翻译水平以及翻译后水平。
2、无操纵子和衰减子。
3、大多数原核生物以负调控为主，而真核生物启动子以正调控为主。
4、个体发育复杂，而受环境影响较小。
真核生物多为多细胞生物，在生长发育过程中，不仅要随细胞内外环境的变化调节基因表达，还要随发育的不同阶段表达不同基因。
前者为短期调控，后者属长期调控。
从整体上看，不可逆的长期调控影响更深远。
三、真核生物基因表达调控的机制介于真核生物表达以多层次性为最主要特点，我们可以分别从它的几个水平着眼，剖析它的调控机制。
1、染色质水平。
真核生物基因组DNA以致密的染色质形式存在，发生在染色质水平的调控也称作转录前水平的调控，产生永久性DNA序列和染色质结构的变化，往往伴随细胞分化。
染色质水平的调控包括染色质丢失、基因扩增、基因重排、染色体DNA的修饰，等等。
a.基因丢失：丢失一段DNA或整条染色体的现象。
在细胞分化过程中，可以通过丢失掉某些基因而去除这些基因的活性。
13十三真核基因表达的调控1-文档资料
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1 DNA水平的调控
14
DNA水平的调控：是真核生物发育调控的一种形式,它包括： 基因丢失、扩增、重排等方式。 1.1 基因丢失 在细胞分化过程中，通过丢掉某些基因而去除其活性。 例如某些原生动物，线虫、昆虫、甲壳类动物，体细胞常丢掉 部分或整条染色体，只保留将来分化产生生殖细胞的那套染色 体。 例如在蛔虫胚胎发育过程中，有27％DNA丢失。在高等动植 物中，尚未发现类似现象。
组蛋白的乙酰化和去乙酰化控制染色活性
组蛋白的乙酰化和基因表达的状态相关。 组蛋白H4的去乙酰化是雌性哺乳动物一条X染 色体失活的原因之一。 HATs (histone acetytransferases)组蛋白乙 酰化酶 HDACs (histone deacetylases) HATs有两组，一组为A组，和转录有关； 另一组是B组，和核小体装配有关。
2
3
4
原核生物——操纵子，真核生物——？ 真核生物基因表达与调控的复杂性：
（ 1 ）真核生物具有由核膜包被的细胞核，其基因的 转录发生在细胞核中，而翻译则发生在细胞质中 （ 2 ）真核生物基因数目比原核生物多，大多数基因 除了不指导蛋白质合成的内含子，另外还有更多调 节基因表达的非编码序列，真核生物所转录的前体 mRNA必须经过加工成熟后才进入表达阶段。
组蛋白修饰主要是氨基端的甲基化修饰和(或) 乙酰化修饰，特定组蛋白的氨基酸残基被甲基 化和(或)乙酰化可以最终激活基因的表达，反 之则抑制基因的表达。 特定组蛋白羧基端的泛素化同样影响蛋白质的 降解过程，从而也可调节基因的表达。 目前研究还发现组蛋白修饰与CpG岛的甲基化 密切相关。
组成核小体的组蛋白可以被多种化合物所修 饰，如磷酸化、乙酰化和甲基化等，组蛋白 的这类结构修饰可使染色质的构型发生改变 ，称为染色质构型重塑。
真核生物基因表达的调控
• 特异转录因子( special transcription factors)—个别基 因转录所必需的转录因子. – OCT-2：在淋巴细胞中特异性表达，识别Ig基因的 启动子和增强子。
• mRNA的选择剪接(alternative splicing)对基因 表达的调控
– 外显子选择(optional exon)、内含子选择(optional intron)、互斥外显子、内部剪接位点
• mRNA 运输的控制
• G蛋白
受体与配体结合后即与膜上的偶联蛋白结合，使 其释放活性因子，再与效应器发生反应。由于这些偶 联蛋白的结构和功能极为类似，且都能结合并水解 GTP，所以通常称G蛋白，即鸟苷酸调节蛋白 （guanine nucleotide regulatory protein）。
cAMP response element
• 反式作用因子的组合式调控作用 (conbinatorial gene regulation)
– 使有限的反式作用因子可以调控不同基因的 表达
成环
反式作用因子与顺式作用元件的结合
组合式调控作用
7.3 转录后水平的调控
• 5′端加帽(cap)和3′端多聚腺苷酸化(polyA)的调 控意义
– 使mRNA稳定，在转录过程中不被降解
反式作用因子特点
• 三个功能结构域：DNA识别结合域(DNAbinding domain)；转录活性域(transcriptional activation domain)；结合其他蛋白的结合域。
基因表达与调控下真核基因表达调控一般规律文稿演示
真核基因表达调控的最显著特征是能在特定 时间和特定的细胞中激活特定的基因，从而实现 “预定”的、有序的、不可逆转的分化、发育过 程，并使生物的组织和器官在一定的环境条件范 围内保持正常功能。
真核生物基因调控，根据其性质可分为两大类：
第一类是瞬时调控或称可逆性调控，它相当于原核细 胞对环境条件变化所做出的反应，包括某种底物或激素水 平升降及细胞周期不同阶段中酶活性和浓度的调节。
基因表达与调控下真核基因表达调控一般规律文稿演示
基因表达与调控下真核基因表 达调控一般规律
• 真核生物（除酵母、藻类和原生动物等单细胞类 之外）主要由多细胞组成，每个细胞基因组中蕴 藏的遗传信息量及基因数量都大大高于原核生物。
• 人类细胞单倍体基因组有3×109bp，为大肠杆菌 总DNA的800倍，噬菌体的10万倍左右！
7. 真核生物大都为多细胞生物，在个体发育过程中逐步 分化形成各种组织和细胞类型。分化是不同基因表达的结 果。不同类型的细胞，功能不同，基因表达的情况也不一 样。某些基因仅特异地在某种细胞中表达，称为细胞特异 性或组织特异性表达，因而具有调控这种特异性表达的机 制。
8. 真核生物对外界环境条件变化的反应和原核生物十分不 同。同一群原核生物细胞处在相同的环境条件中，对环境 条件的变化会作出基本一致的反应；而真核生物常常只有 少部分细胞基因的表达直接受到环境条件变化的影响和调 控，其他大部分间接或不受影响。
第二类是发育调控或称不可逆调控，是真核基因调控 的精髓部分，它决定了真核细胞生长、分化、发育的全部 进程。
根据基因调控在同一事件中发 生的先后次序又可分为：
DNA水平调控（DNA regulation）; 转录水平调控 （transcriptional regulation）； 转录后水平调控 （post transcriptional regulation）； 翻译水平调控 （translational regulation）； 蛋白质加工水平的调控 （regulation of protein maturation）等。
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MCB课程真核细胞的基因表达和调控一，生物体内遗传物质的基本结构和功能单位是基因上个世纪70年代在细胞生物学，细胞遗传学和生物化学的基础上，经过一系列重大发现而奠定基础，逐步发展形成了分子生物学(molecular biology)这一现代生命学科。
分子生物学认为生物体内存在着决定生物体性状的遗传物质，其基本的结构和功能单位是基因(gene)。
基因的本质是一段携带着能合成功能蛋白质所需的全部信息的DNA，其中包括着蛋白质的编码序列，也包括非编码的调控序列。
基因主要具有两大功能。
一是指导合成蛋白质，通过蛋白质发挥的功能将遗传信息转换成具体的细胞性状和功能；二是通过细胞有丝分裂过程中的DNA复制(replication)，将遗传信息传递给子代细胞，从而保持子代细胞与母代细胞性状的一致性。
基因在双螺旋结构的DNA长链组成的染色体上呈线性排列。
在哺乳动物的真核细胞中线性排列的基因以核小体 (nucleosome) 的形式被紧密包绕存在于细胞核中，组成核染质(chromatin)。
核小体的核心是由H2a,H2b,H3和H4四组组蛋白形成的八聚体，核心外包绕着1又3/4圈的DNA长链。
因此在电镜下核染质呈“串珠样“结构。
由于基因的本质是呈双螺旋结构的方向相反的两条脱氧核糖核酸（DNA）分子，因此基因的排列具有方向性，其DNA分子的5’端为基因的上游，3’端为基因的下游。
构成基因DNA分子序列的有腺嘌呤（A）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）和鸟嘌呤（G）4种碱基。
在双链DNA分子中一条DNA分子上的A总是以两条氢键与另一条DNA分子上的T相结合，而C总是以三条氢键与G相结合。
A与T，C与G之间称为互补关系(complementary)。
双链DNA分子中A,T,C,G的不同组合排列形成了三联密码，每一个三联密码都代表着一种相应的氨基酸。
然而，基因中的编码序列往往并不连续，其中间隔着非编码的序列。
这些编码的序列称为基因结构中的外显子，而非编码序列称为内含子。
在基因的上游端具有启动基因表达作用的特殊序列称为启动子，它们的序列中富含A,T,C, 在基因的上游，下游较远处，乃至基因内部还有某些序列对基因的表达有明显的促进作用，称为增强子。
基因的下游端往往还有基因表达的终止信号。
上述基因本身的主要结构统称为基因的顺式元件，而参与基因表达过程的基因外的蛋白质因子称为基因的反式元件（见下节）。
上述排列着基因的DNA成为基因组DNA，真核细胞中除了基因组DNA携带遗传信息外，线粒体中能独立复制的DNA也携带着遗传信息。
( 图1: 分子生物学的中心法则------基因的表达 )二，生物个体的基因型决定了表现型—分子生物学的中心法则生物体内基因所携带的遗传信息是通过分子生物学中心法则(central dogma)所表述的过程转变成生物体的性状的。
中心法则表明，一方面基因作为DNA可以通过复制使遗传信息传递给新生的DNA分子，从而传给子代细胞。
另一方面，携带遗传信息的DNA分子可以作为模版，通过转录(transcription)而传递给转录产物RNA（核糖核酸）分子, RNA又能通过翻译(translation)将其携带的遗传信息再转换成多肽/蛋白质，从而使基因所携带的遗传信息最终转换成功能蛋白质而赋予生物体细胞特定的性状。
基因的遗传信息从DNA 的形式最终转换成功能蛋白质的整个过程称为基因的表达。
生物体内基因的结构和功能形式称为基因型(genotype)，而生物体表现的外部形状称为表现型(phenotype)。
所以，理论上生物体有怎样的基因就会产生怎样的性状。
生物体的基因型决定了表现型。
但在实际的具体生物个体上，基因型与表现型的关系不一定很明确。
特别是在真核细胞生物中，一方面其细胞中含有比原核细胞复杂得多的遗传物质，其基因的数目成千上万，基因结构更精细更复杂。
而这些遗传物质以一定的方式被紧紧包裹压缩在细胞核内的极小的空间里。
另一方面，真核细胞生物大多数为多细胞生物，生物体内往往已进化出多种组织细胞，它们具有完全相同的基因型，却在生物体生长发育的不同阶段表现出不同的表型和功能。
所以，作为多细胞组成总体的真核细胞生物来说，许多基因的功能不一定能在外部明确表现出来，许多基因的功能之间可以重叠和互补，因而掩盖了某一单个基因的功能。
同时，具有某一种功能的基因都是以等位基因的形式成对地分别排列在一对染色体的相应位点上的。
如果等位基因中的一个基因发生缺损，另一基因仍正常发挥功能，生物体的性状并不发生改变，必须两个基因都失去功能，生物体的性状才会发生改变。
这样的基因称为隐性基因。
如果等位基因中的一个基因发生缺损生物体的性状即发生改变。
这样的基因称为显性基因。
此外在形成生殖细胞的减数分裂过程中，线性排列在一对染色体上的几个基因有可能由于一段染色体的同源交叉(crossover)而变换位置，发生重组。
如果不同基因之间距离很近，往往同时变换位置，因而重组体的子代细胞中，它们决定的几种性状也往往同时出现或改变。
这些基因之间称为具有连锁关系(linkage). 位于性染色体X上的基因为性连锁基因，它们所决定的性状与一定的性别同时出现，称为伴性遗传。
总之，真核细胞生物的基因型和表现型之间的相互关系日趋复杂和精细，而两者之间的关系，即细胞的基因型如何转换成表现型，就取决于基因如何表达的过程和被调控的机理。
Staudt LM. N Engl J Med. 2003;348:1777-1785三，真核细胞内基因的表达过程和调控机理真核细胞内的基因表达是一个多步骤的，连续的，精细复杂的过程。
主要可分为转录，转录后加工，翻译和翻译后修饰三个大阶段。
转录是基因表达的第一步，是在细胞核内由单链的基因组DNA为模版，以RNA聚合酶和一系列酶为工具进行的合成反应，其产物是单链的RNA分子。
转录从基因上游5’端的启动子开始，RNA聚合酶II为主的转录复合物（主要是通用转录因子GTFs与其他因子构成的全酶 holoenzyme）.结合到启动子上后不断沿着DNA模版向基因的3’端移动，转录也即开始从基因的5’端向3’端进行。
直到RNA 聚合酶II为主的转录复合物达到模版上基因的终止信号后，转录复合物即与模版分离，使转录停止。
转录过程中RNA聚合酶II根据与DNA模版序列的互补原则，将带有四种碱基的核苷酸聚合成RNA分子，不过RNA中不存在T，由与A互补的U代替。
为了使RNA聚合酶和其他蛋白质因子易于结合到基因的启动子上，首先必须使基因所在的核染质的空间构型松解开放，双链DNA必须解聚为单链，这些都需要一系列酶的参与，如拓扑酶，解旋酶等，也涉及核染质构型的重塑机制 (chromatin remodeling). 这一过程主要是由构成核小体中的组蛋白在核内酶的作用下发生周期性的乙酰化和去乙酰化，从而使核染质的构型不断发生紧缩闭合和松解开放的交替变化。
当核染质松解开放时，外来的转录因子等蛋白质容易接近而与DNA上基因的转录启始点结合而启动基因的转录；反之，当核染质变得紧缩闭合时，外来的转录因子等蛋白质难以接近DNA上基因的转录启始点，AcetylationDeacetylation（图2: 核小体组成的核染质的重塑）新生的转录产物RNA称为核内不均一RNA，很不稳定，容易降解。
必须经过RNA的转录后加工(post-transcriptional processing)才能成为稳定的mRNA. 大约只有15-20%的核内不均一RNA被加工成mRNA.，通过细胞核核膜上的核孔输出到细胞质中，到核糖体上进一步翻译。
RNA的转录后加工主要包括在5’端加上M-7Gppp 帽，在3’端加上约20个多聚腺苷酸 (poly A)的尾,以及RNA分子的剪切(splicing). 剪切是复杂精细的过程，由核内剪切子(spliceosome)或称snRNPs介导进行，它可识别RNA中内含子5’端和3’端的GU和AG，将前后两个外显子的两端拉近，中间内含子部分形成的攀被RNA酶切除后，各外显子就连接成完整的mRNA.。
由于剪切过程中可以发生不同的剪切方式，即选择性剪切(alternative splicing), 形成的mRNA.中可能含有同一基因的多段不同的外显子成分，因而可翻译成几种结构和功能不完全相同的蛋白质异构体。
使单一的基因可以编码几种蛋白质。
mRNA在细胞质内翻译的场所是核糖体(ribosome),它由60S 和40S的两个亚单位组成，其中分别含有28S 和18S两种核糖体RNA（rRNA）。
mRNA分子遭遇附着核糖体后，其戴帽的5’端就从两个亚单位之间穿过并前行。
也即核糖体沿着作为模版的mRNA从5’端向3’端移动。
随着移动核糖体就能读出mRNA分子序列中的三联密码，每种三联密码都编码一种氨基酸，但每种氨基酸可以有几种相应的三联密码，其中AUG不编码氨基酸，而代表翻译的起始密码，UAA，UGA和 UAG代表翻译终止的密码。
基因的翻译还需要转运RNA （tRNA）的参加。
tRNA分子呈三叶草状，一条臂可与rRNA相连合，一条臂携带一个氨基酸，另一条臂为反密码臂。
当核糖体读到某三联密码时，具有与此密码互补的反密码臂的tRNA就会结合到核糖体上，从而将相应的氨基酸带来并整合到氨基酸链上。
随着氨基酸的增加，合成的肽链不断延长。
直到核糖体读到终止密码，mRNA分子与核糖体分离，翻译即告终止。
从AUG开始，三联密码必须遵循一定的开放阅读框架 (open reading frame ORF) 阅读，直到终止密码，才能合成正确的氨基酸肽链，如果ORF改变，合成的氨基酸肽链也就变了。
例如当mRNA模版发生突变或缺失时ORF发生改变。
此时，合成的肽链中某些氨基酸可能发生改变，使其功能受到一定影响，这种突变成为误义突变。
也可能所发生突变或缺失使终止密码提早出现，从而使肽链不能合成或仅仅能合成很短，并导致丧失功能，这种突变成为无义突变。
一条mRNA模版可以同时穿过多个核糖体，也即多个核糖体可同时按序从mRNA分子的5’端向3’端移动，所以一条mRNA模版可以同时翻译合成多条肽链。
翻译合成的肽链尚不是最终产物功能蛋白质，还必须经过翻译后加工，包括肽链间的连接裁剪，形成蛋白质后分子的折叠，以及糖基化，磷酸化，乙酰化等修饰，才能最后成为具有功能的蛋白质。
（图3: 真核细胞基因转录调控的模式图）处于某一时刻的真核细胞内并非所有的基因都在同时有同样水平的表达。
对于一个细胞体内每时每刻都在进行的如此精细复杂的多步骤的连续过程，显然需要有一套精密灵敏的调控机制加以掌握，才能保证所有基因在质，量和时空各方面的准确高效表达，以敷细胞各种生理功能行为之需。
如果表达调控机制出了差错，必然使细胞遭受危害，甚至是致命的打击。