基因表达和调控
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第29页/共157页
Basic concept of transcription
第30页/共157页
▪ 反义RNA：一种由两条ＤＮＡ互补链转录
成的两条完全互补的RNA链，结果形成复 合体，不能翻译出蛋白多肽。
第31页/共157页
Basic concept of transcription
第32页/共157页
第4页/共157页
基因和表达与调控
▪ 调节元件 ▪ 转录调控 ▪ 翻译调控
第5页/共157页
PROKARYOTES AND THEIR VIRUS
The Lactose Operon in E.coli
E.Coli 诱导型Lac操纵子结构模型
调节基因
操纵子
基 因
长
度
Lac 阻遏物
β－半乳糖苷酶
β－半乳糖苷 β－半乳糖苷
Basic concept of transcription
第26页/共157页
转录模版
转录时，一般以ＤＮＡ一条链为模版链， 但是也有一些基因以另一条链为模版。
第27页/共157页
Basic concept of transcription
第28页/共157页
BasiLeabharlann Baidu concept of transcription
调控类型
有阻遏物
无阻遏物
负调控
－
＋
正调控
＋
_
第15页/共157页
Lac 操纵子基因的组成型表达： 外源诱导物不存在时， 功能基因仍表达
第16页/共157页
复制与转录
▪ DNA复制：DNA多聚酶 ▪ ＲＮＡ转录：依赖于ＤＮＡ的RNA多聚酶 ▪ 反转录：依赖于RNA的DNA多聚酶
第17页/共157页
第33页/共157页
Basic concept of transcription
第34页/共157页
Basic concept of transcription
RNA SYNTHESIS
第35页/共157页
Basic concept of transcription
第36页/共157页
RNA多聚酶与启动子
▪ 当底物合成以后，调节基因产生的阻遏物与底物
的复合物结合到操纵基因上，使得RNA多聚酶不 能够与启动子结合，启动。停止转录合成底物的 结构基因。
第11页/共157页
阻遏系统正调控
调节基因产物结合到操作基因基因上，启 动结构基因能转录。
▪ 调节基因产生的活化物与操纵基因结合，
使得RNA多聚酶能够与启动子结合，启动。 转录了合成底物的结构基因。
THE CENTRAL DOGMA
第18页/共157页
基因表达过程
▪ DNA－SnRNA;
_tRNA _rRNA _mRNA
第19页/共157页
THE PROCESS OF GENE EXPRESSION
第20页/共157页
原核与真核生物基因转录
▪ 原核 — mRNA ▪ 真核 — pre-mRNA ---mRNA
▪ 当底物分解完以后，调节基因产生的阻遏物结合
到操纵基因上，使得RNA多聚酶不能够与启动子 结合，启动。停止转录分解底物的结构基因。
第8页/共157页
诱导系统正调控
调节基因产物结合到操作基因基因上，启动结构 基因转录。
▪ 在底物存在下，底物作为诱导物， 与调节基因产
生的活化物结合，改变了活化物结构，使得复合 物能够结合到操纵基因上，RNA多聚酶能够与启 动子结合，启动。转录了分解底物的结构基因。
▪ 当底物合成以后，调节基因产生的活化物
与底物的复合物不能结合到操纵基因上， 使得RNA多聚酶不能够与启动子结合，启 动。停止转录合成底物的结构基因。
第12页/共157页
第13页/共157页
诱导和阻遏系统主要区别
调控类型
诱导系统 阻遏系统
有底物
＋ ＋
无底物
－ －
第14页/共157页
正负调控区别
An example of genetic control of metabolism
第2页/共157页
The products of gene expression can be RNA or protein
第3页/共157页
Basic concept of transcription
A transcription unit：
透性酶
乙酰基转移酶
PI: i基因启动子 gene i：调节基因 P： 结构基因启动子 gene Z,Y,A：结构基因 O： 操纵单元
第6页/共157页
诱导系统负调控 －乳糖操纵子
▪ 在乳糖存在下，乳糖作为诱导物， 与调节
基因产生的阻遏物结合，改变了阻遏物结 构，不能再结合到操作基因上，使得RNA 多聚酶能够与启动子结合，启动。转录了 分解乳糖的三个结构基因。
▪ 解旋与启始 ▪ －10区：TATA box（Pribnow box），核
心酶结合区。
▪ －35区：sigma因子结合区。
第37页/共157页
Basic concept of transcription
A:T rich region Initiate unwinding RNA polymerase binding site
▪ 当乳糖分解完以后，调节基因产生的阻遏
物结合到操作基因上，使得RNA多聚酶不 能够与启动子结合，启动。停止转录分解 乳糖的结构基因。
第7页/共157页
诱导系统负调控
调节基因产物结合到操作基因基因上，启动结构 基因不能转录。
▪ 在底物存在下，底物作为诱导物， 与调节基因产
生的阻遏物结合，改变了阻遏物结构，不能再结 合到操纵基因上，使得RNA多聚酶能够与启动子 结合，启动。转录了分解底物的结构基因。
▪ 调节基因的产物在没有底物存在下，不能与结合
到操纵基因上，RNA多聚酶不能够与启动子结合， 启动。停止转录分解底物的结构基因。
第9页/共157页
第10页/共157页
阻遏系统负调控
调节基因产物结合到操作基因基因上，启动结构 基因不能转录。
▪ 在底物存在下，调节基因产生的阻遏物不能与操
纵基因结合，使得RNA多聚酶能够与启动子结合， 启动。转录了合成底物的结构基因。
第21页/共157页
The difference of gene expression between prokaryotes and eukaryotes
第22页/共157页
第23页/共157页
第24页/共157页
调节水平
▪ ＤＮＡ转录 ▪ mＲＮＡ加工 ▪ 翻译 ▪ 翻译后加工
第25页/共157页
Basic concept of transcription
第30页/共157页
▪ 反义RNA：一种由两条ＤＮＡ互补链转录
成的两条完全互补的RNA链，结果形成复 合体，不能翻译出蛋白多肽。
第31页/共157页
Basic concept of transcription
第32页/共157页
第4页/共157页
基因和表达与调控
▪ 调节元件 ▪ 转录调控 ▪ 翻译调控
第5页/共157页
PROKARYOTES AND THEIR VIRUS
The Lactose Operon in E.coli
E.Coli 诱导型Lac操纵子结构模型
调节基因
操纵子
基 因
长
度
Lac 阻遏物
β－半乳糖苷酶
β－半乳糖苷 β－半乳糖苷
Basic concept of transcription
第26页/共157页
转录模版
转录时，一般以ＤＮＡ一条链为模版链， 但是也有一些基因以另一条链为模版。
第27页/共157页
Basic concept of transcription
第28页/共157页
BasiLeabharlann Baidu concept of transcription
调控类型
有阻遏物
无阻遏物
负调控
－
＋
正调控
＋
_
第15页/共157页
Lac 操纵子基因的组成型表达： 外源诱导物不存在时， 功能基因仍表达
第16页/共157页
复制与转录
▪ DNA复制：DNA多聚酶 ▪ ＲＮＡ转录：依赖于ＤＮＡ的RNA多聚酶 ▪ 反转录：依赖于RNA的DNA多聚酶
第17页/共157页
第33页/共157页
Basic concept of transcription
第34页/共157页
Basic concept of transcription
RNA SYNTHESIS
第35页/共157页
Basic concept of transcription
第36页/共157页
RNA多聚酶与启动子
▪ 当底物合成以后，调节基因产生的阻遏物与底物
的复合物结合到操纵基因上，使得RNA多聚酶不 能够与启动子结合，启动。停止转录合成底物的 结构基因。
第11页/共157页
阻遏系统正调控
调节基因产物结合到操作基因基因上，启 动结构基因能转录。
▪ 调节基因产生的活化物与操纵基因结合，
使得RNA多聚酶能够与启动子结合，启动。 转录了合成底物的结构基因。
THE CENTRAL DOGMA
第18页/共157页
基因表达过程
▪ DNA－SnRNA;
_tRNA _rRNA _mRNA
第19页/共157页
THE PROCESS OF GENE EXPRESSION
第20页/共157页
原核与真核生物基因转录
▪ 原核 — mRNA ▪ 真核 — pre-mRNA ---mRNA
▪ 当底物分解完以后，调节基因产生的阻遏物结合
到操纵基因上，使得RNA多聚酶不能够与启动子 结合，启动。停止转录分解底物的结构基因。
第8页/共157页
诱导系统正调控
调节基因产物结合到操作基因基因上，启动结构 基因转录。
▪ 在底物存在下，底物作为诱导物， 与调节基因产
生的活化物结合，改变了活化物结构，使得复合 物能够结合到操纵基因上，RNA多聚酶能够与启 动子结合，启动。转录了分解底物的结构基因。
▪ 当底物合成以后，调节基因产生的活化物
与底物的复合物不能结合到操纵基因上， 使得RNA多聚酶不能够与启动子结合，启 动。停止转录合成底物的结构基因。
第12页/共157页
第13页/共157页
诱导和阻遏系统主要区别
调控类型
诱导系统 阻遏系统
有底物
＋ ＋
无底物
－ －
第14页/共157页
正负调控区别
An example of genetic control of metabolism
第2页/共157页
The products of gene expression can be RNA or protein
第3页/共157页
Basic concept of transcription
A transcription unit：
透性酶
乙酰基转移酶
PI: i基因启动子 gene i：调节基因 P： 结构基因启动子 gene Z,Y,A：结构基因 O： 操纵单元
第6页/共157页
诱导系统负调控 －乳糖操纵子
▪ 在乳糖存在下，乳糖作为诱导物， 与调节
基因产生的阻遏物结合，改变了阻遏物结 构，不能再结合到操作基因上，使得RNA 多聚酶能够与启动子结合，启动。转录了 分解乳糖的三个结构基因。
▪ 解旋与启始 ▪ －10区：TATA box（Pribnow box），核
心酶结合区。
▪ －35区：sigma因子结合区。
第37页/共157页
Basic concept of transcription
A:T rich region Initiate unwinding RNA polymerase binding site
▪ 当乳糖分解完以后，调节基因产生的阻遏
物结合到操作基因上，使得RNA多聚酶不 能够与启动子结合，启动。停止转录分解 乳糖的结构基因。
第7页/共157页
诱导系统负调控
调节基因产物结合到操作基因基因上，启动结构 基因不能转录。
▪ 在底物存在下，底物作为诱导物， 与调节基因产
生的阻遏物结合，改变了阻遏物结构，不能再结 合到操纵基因上，使得RNA多聚酶能够与启动子 结合，启动。转录了分解底物的结构基因。
▪ 调节基因的产物在没有底物存在下，不能与结合
到操纵基因上，RNA多聚酶不能够与启动子结合， 启动。停止转录分解底物的结构基因。
第9页/共157页
第10页/共157页
阻遏系统负调控
调节基因产物结合到操作基因基因上，启动结构 基因不能转录。
▪ 在底物存在下，调节基因产生的阻遏物不能与操
纵基因结合，使得RNA多聚酶能够与启动子结合， 启动。转录了合成底物的结构基因。
第21页/共157页
The difference of gene expression between prokaryotes and eukaryotes
第22页/共157页
第23页/共157页
第24页/共157页
调节水平
▪ ＤＮＡ转录 ▪ mＲＮＡ加工 ▪ 翻译 ▪ 翻译后加工
第25页/共157页