真核基因表达调控ppt课件
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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－－转 录水平调控－－转录 后水平调控－－翻译 水平调控－－蛋白质 加工水平的调控
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2.真核基因转录水平表达调控
一、真核基因转录 （一）真核基因结构
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Leabharlann Baidu
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基因表达的时空特异性 ppt课件
1、时间特异性（temporal specificity）
按功能需要，某一特定基因的表达严 格按特定的时间顺序发生，称之为基因表 达的时间特异性。
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2、空间特异性(spatial specificity)
在个体生长全过程，某种基因产物在 个体按不同组织空间顺序出现，称之为基 因表达的空间特异性，又称细胞或组织特 异性(cell or tissue specificity)。
eg:DNA聚合酶、RNA聚合酶、肌动蛋白 意义：维持生命
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适应性表达(adaptive expression）
指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因 表达。 • 可诱导的基因(inducible gene)：表达水平增高 • 可阻遏的基因(repressible gene) ：表达水平降低 • eg: β-半乳糖苷酶 • 意义：适应环境
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假基因
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• 假基因(pseudogene)具有与功能基因相似的序列 ，但由于有许多突变以致失去了原有的功能，所 以假基因是没有功能的基因，常用ψ表示。
• 是基因组中因突变而失活的基因，无蛋白质产物。 一般是启动子出现问题。
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真核基因的表达调控的特点：
原核细胞——环境因素对调控起决定性的作用。群体 中每一个细胞对环境变化的反应是直接的和一致的。
真核细胞——基因表达调控最明显的特征是在特定时 间，特定的细胞中特定的基因被激活，实现“预定” 的、有序的、不可逆转的分化、发育，并使生物的组 织和器官保持正常功能。这是生命活动规律决定的， 环境因素在其中作用不大。
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图 18-57 小鼠淀粉酶(amy) 基因利用不同启动子产生两个不同的 mRNA
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基因家族（gene family）
基因家族（gene family）：真核细胞中许 多相关的基因常按功能成套组合，被称 为基因家族。
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沉默子(silencer)
• 沉默子是可降低基因启动子转录活性的一 段DNA顺式元件。与增强子作用相反。 沉 默子的DNA序列被调控蛋白结合后阻断了转 录起始复合物的形成或活化，使基因表达 活性关闭
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真核基因表达方式
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• 组成性表达
（管家基因）
• 选择性表达
(可诱导基因 可阻遏基因）
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组成型表达(constitutive expression)
基因表达不受时期、部位、环境影响，没有时空特 异性。
某些基因在一个个体的几乎所有细胞中持续表达， 通常被称为管家基因(housekeeping gene)。
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（2）增强子：指能提高转录起始频率的DNA序列。
SV40的转录单元上发现，转录起始位点上游约200 bp处有两段长72 bp的正向重复序列。
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增强子特点：（P89）
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增强子对转录的影响
• 增强子的功能受DNA双螺旋空间构象的影响。增强子可能有 如下3种作用机制: ▫ 影响模板附近DNA双螺旋结构，导致DNA双螺旋弯折或在 反式因子的参与下，以蛋白质之间的相互作用为媒介形成 增强子与启动子之间“成环”连接，活化基因转录。 ▫ 将模板固定在细胞核内特定位置，如连接在核基质上，有 利于DNA拓扑异构酶改变DNA双螺旋结构的张力，促进 RNA聚合酶在DNA链上的结合和滑动。 ▫ 增强子区可以作为反式作用因子或RNA聚合酶进入染色质 结构的 “入口”。
“基因”的分子生物学定义：产生一条多肽链或 功能RNA所必需的全部核苷酸序列。
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真核基因调控主要在转录水平上进行，受大量 特定的顺式作用元件（cis-acting element）和反式 作用因子（transacting factor）调控。真核生物的 转录调控大多数是通过顺式作用元件和反式作用因 子复杂的相互作用来实现的。
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真核生物基因调控可分为两大类：
• 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，或细胞周期不同阶段酶活 性的调节；
• 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，决定了真核细胞生长、分化、 发育的进程。
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第八章 真核基因的表达与调控
基因
基因表达 (mRNA)
基因表达调控 (蛋白)
2
多
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层
次
调
控
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1.真核生物基因组
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断裂基因
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1.外显子与内含子的连接区
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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。（变位剪接）
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PS
DNA
初始转录本： 在唾腺中转录
外显子 S
PL 外显子 L
外显子 2 外显子 3
50b 2800bp
161bp 4500bp 205bp 327bp
初始转录本： 在肝中转录
成熟 mRNA： 成熟 mRNA：
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假基因的产生有两种方式
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• 1.复制（duplication）即复制后基因发生序列变化 而失去功能，这样产生的假基因带有内含子，称为 non-processed或duplicatedpseudogenes
• 2.返座（retrotransposition），即mRNA转录本经过 反转录为cDNA,再插入基因组，由于插入位点不合 适或序列发生变化而导致失去功能。这种类型的假 基因不含内含子，被称为processedpseudogenes，或 retropseudogene。
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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－－转 录水平调控－－转录 后水平调控－－翻译 水平调控－－蛋白质 加工水平的调控
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2.真核基因转录水平表达调控
一、真核基因转录 （一）真核基因结构
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基因表达的时空特异性 ppt课件
1、时间特异性（temporal specificity）
按功能需要，某一特定基因的表达严 格按特定的时间顺序发生，称之为基因表 达的时间特异性。
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2、空间特异性(spatial specificity)
在个体生长全过程，某种基因产物在 个体按不同组织空间顺序出现，称之为基 因表达的空间特异性，又称细胞或组织特 异性(cell or tissue specificity)。
eg:DNA聚合酶、RNA聚合酶、肌动蛋白 意义：维持生命
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适应性表达(adaptive expression）
指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因 表达。 • 可诱导的基因(inducible gene)：表达水平增高 • 可阻遏的基因(repressible gene) ：表达水平降低 • eg: β-半乳糖苷酶 • 意义：适应环境
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假基因
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• 假基因(pseudogene)具有与功能基因相似的序列 ，但由于有许多突变以致失去了原有的功能，所 以假基因是没有功能的基因，常用ψ表示。
• 是基因组中因突变而失活的基因，无蛋白质产物。 一般是启动子出现问题。
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真核基因的表达调控的特点：
原核细胞——环境因素对调控起决定性的作用。群体 中每一个细胞对环境变化的反应是直接的和一致的。
真核细胞——基因表达调控最明显的特征是在特定时 间，特定的细胞中特定的基因被激活，实现“预定” 的、有序的、不可逆转的分化、发育，并使生物的组 织和器官保持正常功能。这是生命活动规律决定的， 环境因素在其中作用不大。
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图 18-57 小鼠淀粉酶(amy) 基因利用不同启动子产生两个不同的 mRNA
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基因家族（gene family）
基因家族（gene family）：真核细胞中许 多相关的基因常按功能成套组合，被称 为基因家族。
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沉默子(silencer)
• 沉默子是可降低基因启动子转录活性的一 段DNA顺式元件。与增强子作用相反。 沉 默子的DNA序列被调控蛋白结合后阻断了转 录起始复合物的形成或活化，使基因表达 活性关闭
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真核基因表达方式
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• 组成性表达
（管家基因）
• 选择性表达
(可诱导基因 可阻遏基因）
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组成型表达(constitutive expression)
基因表达不受时期、部位、环境影响，没有时空特 异性。
某些基因在一个个体的几乎所有细胞中持续表达， 通常被称为管家基因(housekeeping gene)。
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（2）增强子：指能提高转录起始频率的DNA序列。
SV40的转录单元上发现，转录起始位点上游约200 bp处有两段长72 bp的正向重复序列。
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增强子特点：（P89）
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增强子对转录的影响
• 增强子的功能受DNA双螺旋空间构象的影响。增强子可能有 如下3种作用机制: ▫ 影响模板附近DNA双螺旋结构，导致DNA双螺旋弯折或在 反式因子的参与下，以蛋白质之间的相互作用为媒介形成 增强子与启动子之间“成环”连接，活化基因转录。 ▫ 将模板固定在细胞核内特定位置，如连接在核基质上，有 利于DNA拓扑异构酶改变DNA双螺旋结构的张力，促进 RNA聚合酶在DNA链上的结合和滑动。 ▫ 增强子区可以作为反式作用因子或RNA聚合酶进入染色质 结构的 “入口”。
“基因”的分子生物学定义：产生一条多肽链或 功能RNA所必需的全部核苷酸序列。
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真核基因调控主要在转录水平上进行，受大量 特定的顺式作用元件（cis-acting element）和反式 作用因子（transacting factor）调控。真核生物的 转录调控大多数是通过顺式作用元件和反式作用因 子复杂的相互作用来实现的。
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真核生物基因调控可分为两大类：
• 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，或细胞周期不同阶段酶活 性的调节；
• 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，决定了真核细胞生长、分化、 发育的进程。
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第八章 真核基因的表达与调控
基因
基因表达 (mRNA)
基因表达调控 (蛋白)
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层
次
调
控
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1.真核生物基因组
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断裂基因
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1.外显子与内含子的连接区
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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。（变位剪接）
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PS
DNA
初始转录本： 在唾腺中转录
外显子 S
PL 外显子 L
外显子 2 外显子 3
50b 2800bp
161bp 4500bp 205bp 327bp
初始转录本： 在肝中转录
成熟 mRNA： 成熟 mRNA：
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假基因的产生有两种方式
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• 1.复制（duplication）即复制后基因发生序列变化 而失去功能，这样产生的假基因带有内含子，称为 non-processed或duplicatedpseudogenes
• 2.返座（retrotransposition），即mRNA转录本经过 反转录为cDNA,再插入基因组，由于插入位点不合 适或序列发生变化而导致失去功能。这种类型的假 基因不含内含子，被称为processedpseudogenes，或 retropseudogene。