基因表达调控1PPT课件

一、基因表达是基因转录和翻译的过程
➢ 基因表达(gene expression)
是基因转录及翻译的过程，也是基因所 携带的遗传信息表现为表型的过程，包括基 因转录成互补的RNA序列，对于蛋白质编码 基因，mRNA继而翻译成多肽链，并装配加 工成最终的蛋白质产物。
➢ 基因表达是受调控的。
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二、基因表达具有时间特异性和空间特异性
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分子生物学的主要研究内容
生物大分子的结构、功能，生物大 分子之间的相互作用及其与疾病发生、 发展的关系。
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第一章
基因表达调控
Regulation of Gene Expression
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第一节 概述
Basic Conceptions and Characters
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平上进行有目的的定向诱变。 生物技术进入了分子水平，基因（或DNA）也
进入了社会生产和人们生活的方方面面。
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按照自己的意愿和社会需求改造基因，制备各 种具有生物活性的大分子。
DNA、RNA 和蛋白质成为人类治病、防病的 一类新型的生物制品或药物。
生物技术在农业上用于快速育种，改良品种， 提高农作物的产量、质量以及抗病虫害，抗干旱 等能力。
的每一分支领域，全面推动了生命科学和医 学的各个方面的发展，如疾病的发病机理研 究、疾病的诊断和治疗，使医学进入了一个 崭新的时代。
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遗传性状改变或治疗疾病 可能从某一生物体的基因组中分离出某一特定
功能基因，导入到另一种生物的基因组。
基因工程和蛋白质工程 外源DNA与载体在体外进行连接，或在基因水
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分子生物学技术：
由生物化学、生物物理学、细胞生物学、遗 传学、应用微生物学及免疫学等各专业技术的 渗透、综合而成，并在此基础上发明和创造了 一系列新的技术。
例如：DNA及RNA的印迹转移、核酸分子 杂交、基因克隆、基因体外扩增、DNA 测序等， 形成了独特的重组DNA技术及其相关技术。
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按对刺激的反应性，基因表达的方式分为： ➢ 组成性表达 ➢ 诱导或阻遏表达
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（一）有些基因几乎在所有细胞中持续表达
➢ 某些基因在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表 达，不易受环境条件的影响，通常被称为管家基因 (housekeeping gene)。
➢来自百度文库管家基因的表达水平受环境因素影响较小，而是在 生物体各个生长阶段的大多数、或几乎全部组织中 持续表达，或变化很小。这类基因表达被视为组成 性基因表达(constitutive gene expression)。
（一）时间特异性是指基因表达按一定的时间 顺序发生
➢ 按功能需要，某一特定基因的表达严格按一 定的时间顺序发生，称之为基因表达的时间 特异性(temporal specificity)。
➢ 多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶段 特异性(stage specificity)。
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（二）空间特异性是指多细胞生物个体在特 定生长发育阶段，同一基因在不同的 组织器官表达不同
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重组DNA (recombinant DNA)技术是近 代分子生物学技术的核心。
基因操作 (gene manipulation) 分子克隆 (molecular cloning) 基因克隆 (gene cloning)
基因工程 (gene engineering)
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分子医学（molecular medicine）： 由于分子生物学渗透进入生物学和医学
基本的基因表达水平并非绝对“一成不变”， 所谓
“不变”是相对的。
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（二）有些基因的表达受到环境变化的诱导 和阻遏
➢ 在特定环境信号刺激下，相应的基因被激活， 基因表达产物增加，即这种基因表达是可诱 导的。
➢ 可诱导基因(inducible gene)在一定的环境中 表达增强的过程，称为诱导(induction)。
生命科学的发展过程：
整体水平
细胞水平
分子水平
从整体水平到分子水平示意图
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生命科学是研究生命现象和生命活动规 律的一门综合性学科。
生命科学的研究内容： 生命物质的结构与功能，生物与生
物之间及生物与环境之间相互关系。
生命科学的前沿领域：
分子生物学、分子遗传学、细胞生物学、 发育生物学和神经生物学，而分子生物学是 生命科学的核心前沿。
➢ 在个体生长、发育过程中，一种基因产物在个体的 不同组织或器官表达，即在个体的不同空间出现， 这就是基因表达的空间特异性(spatial specificity)。
➢ 基因表达伴随时间或阶段顺序所表现出的这种空间 分布差异，实际上是由细胞在器官的分布所决定的， 因 此 基因表 达 的空间特 异性 又称 细胞 特异 性 (cell specificity)或组织特异性(tissue specificity)。
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三、基因表达的方式存在多样性
➢基因表达调控（regulation of gene expression）
就是指细胞或生物体在接受内外环境信号刺激 时或适应环境变化的过程中在基因表达水平上做出 应答的分子机制，即位于基因组内的基因如何被表 达成为有功能的蛋白质（或RNA），在什么组织表 达，什么时候表达，表达多少等。
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分子生物学——从分子水平研 究生命现象及其规律的一门新兴 学科。
它是生命科学中发展最快并且 与其他学科广泛交叉和渗透的前 沿领域。
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由于分子生物学以其崭新的观点 和技术对其他学科的全面渗透， 推动了细胞生物学、遗传学、发 育生物学和神经生物学向分子水 平的方向发展，使这些学科已不 再是原来的经典学科，而成为生 命科学的前沿。
➢ 如果基因对环境信号应答时被抑制，这种基
因是可阻遏基因(repressible gene)。可阻遏基
因表达产物水平降低的过程称为阻遏
(repression)。
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（三）生物体内不同基因的表达受到协调调节
➢ 在一定机制控制下，功能上相关的一组基 因，无论其为何种表达方式，均需协调一 致 、 共 同 表 达 ， 即 为 协 同 表 达 (coordinate expression) ， 这 种 调 节 称 为 协 同 调 节 (coordinate regulation)。