第 章 基因表达调控及表观遗传学
基因表达调控和表观遗传学
基因表达调控和表观遗传学基因是控制生物体发育、生长和功能的最基础的遗传单元。
但是，基因并不是静态地存在于细胞核中，而是被调控着表达，并实现每个细胞和整个生命体系的功能。
基因表达调控是指在基因转录和翻译的过程中，通过转录因子、核糖体等多种分子机制从外部环境和内源性信号中完成对基因表达的精确调节，以确保基因的正常表达，维持生命活动的平衡。
而表观遗传学，则是通过修饰染色体结构和DNA 本身的化学改变，来影响基因表达以及后代细胞和个体的遗传特征。
基因表达调控的分类基因表达调控有两种基本的模式：正向调控和负向调控。
正向调控是指蛋白质转录因子与DNA结合后，启动基因的转录和翻译过程，使其表达和合成；而负向调控则是指结合蛋白质转录抑制因子与DNA，阻止基因转录和翻译的进行。
这两种模式的调控因素可以是外源性信号、内源性因素、细胞周期等多种生物因素。
基因表达调控的分子机制基因表达调控的分子机制主要是通过转录因子、启动子、剪切体等多种分子复合物的结合和相互作用，来实现对基因表达的正常和精确调节。
在转录因子的调节下，基因启动子可被开放，RNA聚合酶能正常转录DNA，逐步形成RNA链，而后在核质中进行翻译，启动运行细胞分子的生产和代谢活动。
同时，剪切体的作用则能够取决于RNA的修饰方式，以及RNA的分子结构，进行后续的转译调控。
表观遗传学的种类表观遗传学是指不涉及DNA序列本身改变的基因遗传学领域，而是指基于DNA核苷酸和蛋白质之间的化学修饰，从而影响基因表达和功能。
表观遗传学的种类主要包括甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑、转录后修饰等。
甲基化是指DNA和某些蛋白质上添加甲基基团，从而影响基因或染色体结构可达到调控目的。
组蛋白修饰则是指调节或重塑染色体之间的相互作用，从影响基因包装和通路的方式来实现基因表达的控制。
而染色质重塑通过染色质突变、显微操作、某些细胞周期等手段，对染色质结构进行重塑，以更好地实现对基因的调控和功能调整。
表观遗传学与基因表达调控
表观遗传学与基因表达调控生物的遗传信息主要是存储在DNA中的，而基因表达则是一系列复杂的过程，包括转录、RNA加工、蛋白质合成等等，这些过程在不同的细胞和时期，针对不同的需要被精密地调控和协调。
其中，表观遗传学（epigenetics）作为一种新兴的生物学领域，正在引起越来越多的关注。
本文将从以下几个方面来介绍表观遗传学和基因表达的调控机制：一、表观遗传学的定义和历史表观遗传学的定义是指在不改变DNA序列的情况下，通过影响DNA结构和染色质的状态来调控基因表达的过程。
表观遗传学研究的内容包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA（ncRNA）等等。
它的出现可以追溯到上世纪50年代，但当时仅仅是由一些少数科学家所关注的领域，直到1980年代以后才逐渐被人们所认同。
在此之后，表观遗传学出现了爆发性的成长，有越来越多的科学家加入了这一领域的研究。
二、表观遗传学调控基因表达的机制表观遗传学会通过不同的机制，调控基因的表达。
其中，最为重要和常见的是DNA甲基化与组蛋白修饰。
DNA甲基化是指在DNA链上的C基团上加上一个甲基，而组蛋白修饰则是通过改变组蛋白的结构来调控基因表达的。
同时，还有其他的一些影响基因表达的非编码RNA，如microRNA（miRNA）和long non-coding RNA（lncRNA）等等。
三、表观遗传学和环境的关系人们长期以来都认为基因是决定生物特征的最重要的因素。
然而，随着表观遗传学的发展，我们意识到环境因素对基因表达的影响同样重要。
比如，这些因素包括化学物质、高温、低温、辐射等等。
这种对环境的敏感性，也可以被遗传给后代，从而产生一种类似于“记忆”的效应，被称为“表观遗传遗传传递”。
四、表观遗传学对疾病研究的意义表观遗传学与多种疾病存在着密切的联系。
比如，DNA甲基化异常与许多肿瘤的发生和发展密切相关。
组蛋白修饰也被研究证实是许多疾病的发展和治疗过程中的一项关键机制。
因为表观遗传学机制与疾病密切相关，所以表观遗传学也成为了疾病研究的重要领域之一。
基因调控与表观遗传学
基因调控与表观遗传学基因调控是指通过各种调控机制来控制基因的表达水平和时机，从而影响相关生物过程和特征的过程。
表观遗传学则研究了这些调控机制中的一种，即通过改变基因组序列之外的结构和化学修饰来影响基因表达的方式。
本文将探讨基因调控与表观遗传学的关系以及其在生物学和医学领域的应用。
一、基因调控的概念和机制基因调控是生物体在不同发育阶段和环境条件下，通过特定的信号传导和调控网络来调整基因表达的过程。
它包括转录调控、后转录调控以及蛋白质调控等多个层面。
（1）转录调控转录调控主要通过转录因子结合到DNA上的特定序列来激活或抑制基因的转录过程。
这些转录因子可以通过调控染色质结构和其他辅助因子来实现对基因的选择性调控。
（2）后转录调控后转录调控是指在基因转录后的RNA处理、修饰和降解过程中发生的调节。
这些调控包括转录后修饰（如RNA剪接、RNA甲基化等）、非编码RNA的作用以及RNA稳定性的调控等。
（3）蛋白质调控蛋白质调控包括对转录因子、转录辅助因子以及RNA调控因子等的翻译调控和修饰调控。
这些调控机制通过改变蛋白质的表达水平、空间分布和活性来实现对基因表达的调控。
二、表观遗传学的基本概念和机制表观遗传学是研究遗传物质以外的遗传信息传递方式的学科。
它关注的是通过改变DNA分子结构和化学修饰来调控基因表达的方式。
（1）DNA甲基化DNA甲基化是表观遗传学中最主要的一种修饰方式。
它通过在DNA分子的胞嘧啶环上加上甲基基团来改变DNA的结构和稳定性，从而影响基因的转录活性。
（2）组蛋白修饰组蛋白修饰是指通过改变组蛋白蛋白质上的修饰标记，如乙酰化、甲基化、磷酸化等来调控染色质的结构和可及性。
这种修饰方式可以直接影响基因的转录调控因子与染色质的相互作用。
（3）非编码RNA调控非编码RNA是一类不编码蛋白质的RNA分子。
它们可以通过互作用蛋白质或RNA靶向调控基因的表达。
非编码RNA调控方式多样，包括miRNA、siRNA和lncRNA等。
表观遗传学与基因表达的调控研究
表观遗传学与基因表达的调控研究随着科技的发展，人们对基因的研究越来越深入，而表观遗传学领域的研究成为了近年来越来越热门的话题。
表观遗传学是研究基因表达调控的一门学科，通过对基因在细胞内的物理化学环境进行研究，探究基因表达的调控机制，以及这种调控机制在一系列生物学现象中的重要意义。
本文将进一步探讨表观遗传学与基因表达的调控研究。
DNA甲基化DNA甲基化是表观遗传学领域中最为常见的一种基因表达调控机制。
在生物体内，DNA上的甲基基团会使得基因失活或低活性状态。
通过DNA甲基化可以影响基因组的稳定性和可读性，是一种集成的生物学系统。
目前，科学家们对于DNA甲基化的机制已经有了初步的了解。
基因组上的DNA碱基序列可以被DNA甲基转移酶辨认并添加甲基基团。
这个复杂的过程涉及多种类型的DNA甲基转移酶，其中最常见的是DNA甲基转移酶1（DNMT1），它在DNA复制过程中负责将DNA甲基化模式传递给新合成的DNA分子。
表观遗传调节改变的影响DNA甲基化和其他表观遗传调节改变的作用在生物学范畴中被广泛研究。
这些过程在特定的时期和条件下帮助细胞稳定地执行各种生命活动以及适应环境变化。
在早期的设想中，表观遗传调整的改变可以对DNA的物理化学性质产生明显的影响，而更复杂的机制要求组蛋白修饰、ncRNA（非编码RNA）和其他作用于基因的元件一起发挥作用来实现医学领域有望利用这一机制来生成新的治疗策略。
对于表观遗传学与基因表达的调控研究，全球性的研究机构和实验室都在努力探索新的领域，一方面，用生物物理学的手段来解析基因组物理化学性质的定量描述和纲领，另一方面，通过单细胞合成方法获取与表观遗传学和调控有关的信息。
未来发展趋势随着科技的不断更新迭代，表观遗传学与基因表达调控研究也在不断发展壮大。
我们相信，未来的表观遗传学研究将进一步深入到基因的调控机制，通过新技术的不断创新，进一步探索表观遗传调节在生物学中的应用和价值，为生物领域研究提供更加深入的科学依据，为人类的发展做出更大的贡献。
表观遗传学中的基因表达调控
表观遗传学中的基因表达调控表观遗传学是研究生物个体遗传信息在个体发育及其它非遗传因素作用下的可塑性，以及这种可塑性对生理学、发育、疾病和环境反应等过程的影响的学科。
在表观遗传调控中,基因表达被调控的方式变得越来越清晰。
然而,表观遗传主要在个体发育初期发挥其功能,并且生命各个阶段的表观遗传现象并不相同,表观遗传调控在体内的作用与其与环境的关系密切相关。
本文旨在探讨表观遗传学中的基因表达调控。
DNA甲基化是表观遗传调控的基础和启动者之一。
DNA甲基化是在DNA脱氧核糖核酸分子上加上一个甲基基团的过程。
该过程可以被影响珠穆朗玛峰基因在近亲繁殖中发生过程的一人增强或抑制。
DNA甲基化的区域会影响一个特定基因区域的表达，而这些基因编码的蛋白质会对组织发育、生长和代谢造成影响。
除了DNA甲基化之外,组蛋白修饰是另一种常见的表观遗传调控机制。
组蛋白是一个能够将DNA缠绕在一起并组成染色体的蛋白质。
组蛋白修饰主要是一组化学修饰物，包括乙酰化、甲基化和泛素化。
这些修饰可以增强或抑制基因的表达，从而直接或间接地调控基因表达。
表观遗传调控还涉及到RNAs的发挥作用，包括miRNAs和lncRNAs。
许多研究都表明，miRNAs在人类分子调控中发挥着重要作用。
miRNAs是一种小分子RNA，可以降低同种基因的表达。
miRNAs通过结合到RNA上，并具有准确的序列互补性，从而抑制RNA的翻译。
不同于miRNAs, lncRNAs(MRNAs)理解为有300nt以上没有开放读取框的RNA，没有编码蛋白质。
较新的研究表明，lncRNAs在表观遗传调控中也起着关键作用。
在许多种生物中，lncRNAs被发现具有多种方面的调节机制，包括DNA甲基化、组蛋白修饰和RNA过程中的调节等等。
表观遗传调控对细胞谱系分化和组织发育非常重要。
在细胞分裂中,独立于传统遗传因素的表观遗传调控，可以提供细胞分裂所需的复杂且具备巨大表观遗传改变的物质基础。
大学生物遗传学：第十三章基因表达调控课件
转录起始和延伸的调控涉及多种因素，包括RNA 聚合酶的活性、转录因子的种类和数量、DNA序 列的特异性和环境因素等。
转录终止与剪接
转录终止
转录终止是指RNA聚合酶达到DNA链的末端并停止合成RNA的过程，这一过程需要特殊 的终止子序列和转录因子的参与。
转录后剪接
在某些情况下，RNA聚合酶在转录过程中会跳过一些内含子序列，这种过程称为转录后 剪接。
总结词
DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰方式，通过甲基基团对DNA进行修饰，影响基 因的表达。
详细描述
DNA甲基化是指在DNA序列中，特定的碱基被甲基基团修饰，导致基因表达受到抑制 或激活。这种修饰发生在基因的启动子区域，可以影响转录因子的结合，从而调控基因
的表达。DNA甲基化在发育、细胞分化、肿瘤发生等过程中具有重要作用。
境中表现出不同的适应性特征。
基因组印记与基因表达调控
基因组印记
基因组印记是指来自不同亲本的等位基因在表达上存在差异的现象。
基因组印记与基因表达调控的关系
基因组印记是基因表达调控的一种形式，通过印记机制可以使来自不同亲本的等位基因 表现出不同的表达模式。
基因组印记与生物进化的关系
基因组印记可以影响个体的发育和行为，从而影响生物的生存和繁衍，对生物进化产生 影响。
翻译延伸
核糖体沿着mRNA移动，氨基酸按照遗传密码的顺序依次加到多肽链上，需要 延长因子的参与。
翻译终止与多肽链释放
翻译终止
终止密码子被终止因子识别并结 合到核糖体上，释放因子参与， 多肽链从核糖体上释放出来。
多肽链释放
多肽链经过加工修饰后成为成熟 的蛋白质，从内质网、高尔基体 等细胞器释放出来，参与细胞的 各种活动。
基因调控与表观遗传学
基因调控与表观遗传学基因调控和表观遗传学是生物学领域中两个关键的研究方向，它们对于理解生物发展、进化和疾病的发生具有重要的意义。
本文将介绍基因调控和表观遗传学的概念、研究方法和应用。
一、基因调控的概念和机制基因调控是指细胞内外环境信号对基因表达的控制过程。
通过调控基因的转录和翻译活动，细胞可以适应环境的变化并执行相应的功能。
基因调控具有复杂的机制，包括转录因子结合DNA的识别和调控，染色质结构的重塑以及RNA后转录修饰等过程。
这些机制相互作用，共同调控基因表达，从而实现细胞内信号的响应和基因功能的执行。
二、表观遗传学的概念和研究方法表观遗传学研究的是遗传信息的可塑性和可遗传性，即表观基因组的调控。
与传统的遗传学不同，表观遗传学关注的是基因表达状态的变化以及这些变化的遗传性。
表观遗传学的主要研究对象包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA以及染色质结构等。
在表观遗传学研究中，研究人员采用了多种方法来研究表观遗传信息的调控。
其中，高通量测序技术是最常用的方法之一。
通过对DNA甲基化和组蛋白修饰等的测序分析，可以了解基因组中不同区域的表观遗传状态。
此外，染色质免疫沉淀、原位杂交和CpG岛甲基化特异性PCR等技术也得到广泛应用。
三、基因调控与表观遗传学的关系基因调控和表观遗传学是相互关联的研究领域。
一方面，基因调控参与了表观遗传信息的形成。
转录因子的结合和启动子区域的甲基化等调控机制可以决定基因的表达模式和水平。
另一方面，表观遗传信息也可以影响基因的调控。
DNA甲基化和组蛋白修饰等可以改变染色质的结构，从而影响基因的可及性和表达模式。
通过研究基因调控和表观遗传学的关系，科学家们发现，基因调控和表观遗传信息的异常与多种疾病的发生有密切的关联。
例如，癌症和心血管疾病等疾病的发生与表观遗传信息的改变密切相关。
基于对基因调控和表观遗传学的深入研究，科学家们可以进一步揭示疾病的发生机制，并开发相应的治疗策略。
总结：基因调控和表观遗传学是生物学领域中的两个重要研究方向。
表观遗传学对基因表达调控的研究
表观遗传学对基因表达调控的研究表观遗传学是研究生物个体在发育和运转过程中遗传物质表达状态的学科，与经典遗传学相对。
表观遗传学的研究对象是不涉及DNA 序列本身的遗传信息，而是与染色体层面的化学修饰有关。
然而，由于表观遗传学的研究对象大量涉及到染色体上的基因，所以表观遗传学也具有深入了解基因的表达调控的功效。
基因表达调控是生物体在生长发育和代谢过程中不可或缺的调节性作用，它能够影响细胞控制基因表达进而维持组织和生物体的正常稳态。
这使得表观遗传学的研究利于解释开发疾病原理和治疗相关疾病。
表观遗传学和基因表达调控表观遗传学是揭示遗传信息传递方式，辅助解释如何形成和变化生物个体的分子基础。
应用表观遗传学对基因表达调控的研究可以让我们了解基因表达调控的机制，从而揭示出不同细胞类型和分布的基因表达和调控差异性和同质性，对植物学、人类学、人类遗传学的研究产生着很重要的指导作用，发展表观遗传修饰育种策略、改良新药制品研究、防治检疫病等具有特殊重要意义。
表观遗传学调控基因表达的主要方式有三种：染色体可塑性调节、碱基修饰和组蛋白修饰。
其中，组蛋白修饰是调节表观遗传变异重要的方式之一。
组蛋白是染色体上的核小体块组成物质。
与DNA 遵从螺旋双螺旋结构不同的是，组蛋白是呈环状的，可以紧密缠绕DNA。
组蛋白修饰是指能够甲基化、乙酰化、磷酸化等多种化学修饰方式的改变组蛋白对DNA 的紧密缠绕程度，从而改变染色体上DNA的可用程度和染色体的物理结构，进而影响到基因表达。
采用表观遗传学方法揭示组蛋白修饰调节解析和基因表达调控机制可以使我们更加了解基因在不同环境下的表达机制和变异规律。
表观遗传学调控基因表达的实验方法表观遗传学利用研究者对不同种类生物的基因表达数据进行分析，通过比较和剖析掌握到基因表达时空差异化的关联模型和作用规律。
其中DNA 甲基化检测法、RNA 和蛋白质组学等是表观遗传学研究体系的重要实验方法。
此外，在对生物组织和生长形成规律的研究中，表观遗传学的应用还有很多的空间，具备相当的发展前景。
基因表达调控的表观遗传学调控机制及其在疾病爆发中的作用
基因表达调控的表观遗传学调控机制及其在疾病爆发中的作用表观遗传学是指不涉及DNA序列的遗传信息的传递方式，主要指基因的表达调控。
表观遗传学调控机制包括DNA甲基化、组蛋白修饰等多种方式。
这些机制相互作用，组成了复杂的调控网络，对基因表达起着至关重要的作用。
在疾病爆发中，表观遗传学的异常也是一个不可忽视的因素。
一、基因表达调控的表观遗传学调控机制1. DNA甲基化DNA甲基化是指在DNA中加入一个甲基分子，使基因表达受到调控。
在DNA甲基化方面，诸如DNA甲基转移酶（DNMT）等分子参与其中，将甲基转移至DNA序列中特定的胞嘧啶碱基处。
对于DNA甲基化的背后机制，研究表明DNA甲基化可能通过阻碍转录因子的结合，致使基因表达受到调控。
2. 组蛋白修饰组蛋白修饰也是表观遗传学调控机制之一。
它通过化学修饰（如甲基化、乙酰化、泛素化等）等方式改变组蛋白的结构，最终影响基因表达。
研究认为组蛋白修饰的影响紧密联系于基因表观遗传。
3. 非编码RNA此外，非编码RNA也被认为是表观遗传学调控机制之一。
非编码RNA在近年来的研究中被认为与某些基因表达的缺陷、异常有关。
二、表观遗传学在疾病中的作用表观遗传学的异常与多个疾病的发生发展有关。
研究表明，表观遗传学在乳腺癌、艾滋病、糖尿病等多种疾病中发挥重要作用。
1. 乳腺癌乳腺癌是女性中最常见的恶性肿瘤之一。
研究表明，DNA甲基化和组蛋白修饰对乳腺癌的发生发展发挥着关键性的作用。
近期的研究还表明，与乳腺癌的发生发展相关的非编码RNA与表观遗传学调控相应密切。
2. 艾滋病艾滋病是一种由人类免疫缺陷病毒（HIV）引起的病毒性感染，目前全球范围内，艾滋病已成为严重的公共卫生问题。
研究表明，HIV-1在侵袭宿主细胞后能够调节DNA甲基化和组蛋白修饰，从而进一步调整病毒的基因表达。
这些机制促进HIV-1在宿主细胞中的复制。
3. 糖尿病糖尿病是一类代谢性疾病，以高血糖、高胰岛素和胰岛细胞受损为特征。
遗传学中的基因调控和表观遗传学
遗传学中的基因调控和表观遗传学随着科学技术的不断发展，人们对生命的理解也越来越深入。
其中，遗传学是探究生命本质的重要学科之一。
而基因调控和表观遗传学则是遗传学中的两个重要方向。
本文将从这两个方面分别探讨。
一、基因调控在生物学中，基因调控（Gene regulation）指的是细胞对基因表达进行控制的过程。
它在生命中扮演着至关重要的角色，不仅仅是对于生命的发展和进化而言，而且在许多常见的疾病的治疗中也发挥着重要的作用。
基因调控可以分为三个级别。
第一级别是转录前调控，这个级别是指影响基因表达的能力，包括DNA的可达性和特异性结合蛋白的可达性等。
第二级别是转录后调控，这个级别是指细胞内机制调节某些mRNA的数量和活性。
最后一个级别是翻译和后转录，这个级别是指决定翻译和后转录调控方式的信号传递机制。
在生物进化的历程中，重要的基因调控机制一直存在。
例如，寒冷条件下的保护群体适应性和具有高生存潜力的酵母菌等等。
基因调控的过程中有很多重要的分子参与。
例如，转录因子在基因表达中发挥非常重要的作用。
一个转录因子能够在基因区域中结合，从而影响一个或多个基因的表达。
此外，还有另外一些蛋白质和RNA分子参与了基因调控的过程。
例如为了表达一些特定的蛋白质，需要通过microRNA的干预，来降低这些蛋白质的表达水平。
基因调控的不同方式可以对生命体产生重要的影响。
例如基因缺失将导致或者增加罕见遗传病的风险。
此外，一些遗传变异和环境因素也会影响基因表达的水平和调控方式。
因此，对于基因调控的研究能够让我们更好地探究生命的本质，开发新的医疗技术，从而改善人类的生活和健康。
二、表观遗传学表观遗传学是研究基因表达和相应分子遗传修饰的一种学科。
相对于传统遗传学，它关注的是环境和基因控制细胞发展过程及状态。
表观遗传学包括研究DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA、染色体构象等多个方面，这些因子有可能调节基因表达并导致细胞特异性的转录和功能。
基因表达调控和表观遗传学研究的新进展
基因表达调控和表观遗传学研究的新进展近年来，随着科技的不断进步和研究的不断深入，基因表达调控和表观遗传学方面的研究取得了一系列新的进展。
本文将从基因表达调控和表观遗传学两个方面进行探讨。
基因表达调控基因表达调控是指细胞调节基因表达的机制，这些机制包括染色质的构象变化、DNA甲基化和非编码RNA等。
在基因表达调控中，转录调节因子起到了非常重要的作用。
转录调节因子可以与DNA结合，并帮助RNA聚合酶指导RNA的合成。
然而，我们对这些转录调节因子的了解还远不够。
近期的研究表明，转录调节因子与DNA之间的相互作用是非常复杂的。
一方面转录调节因子与核心启动子中的核苷酸结合，另一方面它们还与启动子附近的DNA序列上结合。
这个复杂的结合模式意味着，转录调节因子可以非常灵活地调节基因表达。
此外，在基因表达调控方面，通过利用调控RNA的技术，调控基因的表达成为了现实。
这种技术可以精确地干扰基因表达的过程，这为研究疾病提供了新途径。
例如，利用调控RNA技术可以研究癌症的起源、肥胖症等常见疾病的治疗等。
表观遗传学表观遗传学是研究细胞或生物体在发育和进化过程中表现出来的遗传变化，但并不改变DNA序列本身的遗传学。
表观遗传学的研究主要集中在三个领域：染色质修饰、DNA甲基化和非编码RNA。
这些调控机制之间密切关联，互相作用。
染色质修饰近年来，对许多染色质修饰机制的研究使得我们对这些机制更加深入地了解。
通过利用高通量测序技术，我们现在可以更加精确地研究染色质修饰。
例如，对组蛋白赖氨酸的乙酰化（H3K27Ac）进行研究发现这种乙酰化能够促进胚胎干细胞的增殖和分化，这为深入研究细胞增殖和分化的机制提供了解释。
DNA甲基化DNA甲基化是一种调控基因表达的机制。
通过甲基化DNA，一些细胞可以控制它们的基因表达，并在发育和疾病过程中起到关键的作用。
然而，这个过程是多样化的，不仅在不同细胞类型中存在差异，同一细胞类型中也存在时空上的变化。
表观遗传学
DNMT2: 较特殊，缺乏N端的调节结构域(结构上与原核生物的DNMT更
相似)。早期的研究表明 DNMT2的 DNA甲基化能力很弱，并且没有序列 特异性。在人和小鼠的很多组织中都有 DNMT2的低表达， DNMT2 缺陷 的胚胎干细胞没有甲基化模式的改变，DNMT2敲除动物基本没有缺陷， 仍然能够成活和繁殖。
enzyme, E2I). See fig2-4 ligand for the others’ notes
三、甲基化结合蛋白家族（MBD proteins）
甲基化的CpG位点如同给DNA特异地贴上了许多“标签”， 用来标记哪些基因是被抑制表达的。但是许多抑制性转录因子 并不直接与DNA序列结合，因此，需要DNA甲基化结合蛋白 特异性的解读这些甲基化的标签。 甲基化DNA结合蛋白的最小结构单位称为甲基CpG结合域 (Methyl-CpG-binding domain, MBD), 甲基化结合蛋白家族 据其结构域不同, 分为三大类(见图2-9）： 第一类：蛋白质仅含有MBD结构域 (有的还有转录抑制结构 域),包括MeCP2、MBD1、MBD2、MBD3、和 MBD4，共5种; 第二类：蛋白质除了MBD结构域外，其C端还有DDT、PHD、 bromodomain三种蛋白质结构，包括人类BA22a 和BA22b以及鼠TIP5等； 第三类：蛋白质在MBD的C端有Pre-SET和SET的结构域， 如人类的SETDB1和CLLD8。
第一节 DNA甲基化（DNA methylation)
一、DNA甲基化的概况
二、DNMT 家族
三、甲基化结合蛋白家族 四、DNA甲基化模式的建立与维持 五、DNA甲基化的作用机制 六、DNA甲基化的生物效应
七、DNA甲基化的生物应用
八、DNA甲基化的检结构域 主要介导其细胞核定 位以及调节与其他蛋 白的相互作用；
基因表达的调控机制和表观遗传学
基因表达的调控机制和表观遗传学基因表达是生物学中一个重要的过程，它对于生物的发育、功能和适应环境都有着至关重要的作用。
而基因表达的调控机制则是影响基因表达的重要因素之一，表观遗传学作为一个新兴的生物学领域则在研究基因表达调控中扮演了重要的角色。
一、基因表达的调控机制基因表达的调控机制主要包括转录水平和转录后水平的调控。
（一）转录水平的调控转录水平的调控主要是指在基因表达的转录阶段中，通过激活或抑制转录因子的作用来控制基因表达。
例如，在细胞中，一些特定的蛋白质分子可以激活某个基因的表达，从而使该基因在转录时被更加频繁地复制和表达。
这就是基因表达调控的一种方式。
（二）转录后水平的调控转录后水平的调控与转录之后的RNA后修饰密切相关。
事实上，RNA后修饰是基因表达调控的一个重要方面。
在RNA后修饰的过程中，可以通过RNA剪切、RNA退火和RNA稳定等机制来对基因表达进行调控。
例如，通过退火的方式，可以使一些长RNA产生结构性变化，从而影响其对于RNA编辑酶的识别。
二、表观遗传学表观遗传学是研究基因在表达过程中的调控机制的一个新兴领域。
它致力于解决基因表达的特异性问题，即为什么同样的基因，在不同的生物体内会表达出不同的作用。
此外，表观遗传学也提供了更具体的方法和技术，可以用来识别疾病和预测个体的发展趋势。
（一）基因剪接基因剪接是表观遗传学中一个重要的领域，它主要探究基因中可能存在的多种剪接形式，以及这些剪接形式对于基因表达的影响。
在基因剪接中，可以通过删除或保留“内含子”序列来控制基因表达。
这种方法具有调节基因表达的能力，可以有效地控制基因在不同生物体中的表达差异。
（二）DNA甲基化与组蛋白修饰基因表达调控与DNA甲基化和组蛋白修饰密切相关。
在这种调控机制中，可以通过改变DNA中的甲基化程度和组蛋白修饰状态来调节基因表达。
例如，在DNA甲基化过程中，可以通过改变一些氨基酸残基的化学性质来改变基因结构和功能。
表观遗传学与基因表达调控之间的关系
表观遗传学与基因表达调控之间的关系表观遗传学是研究基因组中可遗传但不涉及DNA序列改变的遗传变化的学科，它研究的是基因表达的调控机制以及其在细胞分化、发育、疾病发生中的作用。
基因表达调控是指细胞对基因的转录和翻译进行调控，以控制蛋白质的合成和功能。
表观遗传学与基因表达调控之间存在密切的关系，通过调控基因的表达来实现机体的生理和适应需求。
表观遗传学研究了一系列可以改变基因表达的机制和现象，包括DNA甲基化、染色质重塑、非编码RNA、修饰性组蛋白以及长程基因组相互作用等。
这些因素可以通过改变染色质的结构和状态，影响基因的可及性和开启度，从而对基因的表达进行调控。
例如，DNA甲基化是最常见的表观遗传修饰，它通过在基因组DNA序列中加上甲基基团，阻碍转录因子与基因启动子的结合，从而抑制基因表达。
另外，染色质重塑可以通过改变DNA的包装方式，使得某些基因区域变得更加可及，从而促进或抑制基因表达。
基因表达调控主要包括转录调控和翻译调控两个层面。
转录调控主要通过转录因子与启动子、增强子以及转录调控因子的相互作用，调控基因的转录过程。
这些调控因子可以促进或抑制转录复合物的形成，从而影响基因的表达水平。
翻译调控则是通过调控转录后mRNA的翻译过程来控制蛋白质的合成量。
这种调控方式主要通过调控翻译起始子、转运蛋白和翻译因子等来实现。
表观遗传学与基因表达调控之间的关系在细胞分化、发育和疾病发生中发挥着重要作用。
在细胞分化过程中，不同的细胞通过表观遗传学调控基因表达，使得不同细胞产生特定的表型和功能。
在发育过程中，表观遗传学可以由外界环境和内部信号激活，调控特定基因表达进而促进器官和组织的形成。
而在疾病发生中，表观遗传学异常调控会导致基因异常表达，进而引发多种疾病，如肿瘤、心血管疾病和神经系统疾病等。
表观遗传学与基因表达调控之间还存在相互作用与调控的复杂网络。
表观遗传学可以直接或间接地调控基因的表达，而基因表达也可以影响表观遗传修饰。
表观遗传调控与基因表达
表观遗传调控与基因表达表观遗传调控和基因表达是生物体内复杂分子网络的重要组成部分。
通过表观遗传调控，细胞在特定环境和发育阶段中能够调整基因表达模式，从而适应环境变化并发挥正常的生理功能。
本文将介绍表观遗传调控的概念、机制和在基因表达调控中的作用。
表观遗传调控是指细胞在不改变DNA序列的情况下，通过改变染色质的结构和化学修饰来调控基因的表达。
染色质是由DNA、蛋白质和其他非编码RNA组成的复杂分子复合物，是基因序列的载体。
细胞利用染色质上的特定修饰和结构变化，调节基因启动子区域的可及性，从而决定是否会发生转录，进而影响蛋白质的合成。
表观遗传调控主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA等多种方式。
DNA甲基化是指通过在DNA分子上添加甲基基团来影响基因的表达。
在DNA甲基化中，甲基转移酶酶将甲基基团转移到DNA分子上特定的胞嘧啶位点，从而沉默或激活相关基因的表达。
组蛋白修饰则是指染色体上的蛋白质（组蛋白）通过改变其结构和修饰状态，影响基因的转录和转录后调控。
这些修饰可以包括甲基化、酰化、磷酸化等化学修饰。
非编码RNA则是一类不能编码蛋白质的RNA分子，在调控基因表达过程中发挥重要作用。
表观遗传调控在基因表达调控过程中发挥关键作用。
细胞中的基因表达调控是一个复杂的过程，包括转录、剪接、RNA修饰和翻译等多个阶段。
表观遗传调控通过改变染色质状态和调节基因表达的可及性，影响这些调控阶段的进行。
通过表观遗传调控，细胞可以对内外环境的信号做出快速响应，并保持基因表达的稳定性。
举例来说，DNA甲基化在哺乳动物中广泛存在，具有重要的调控作用。
甲基化的DNA序列往往与基因不活跃或沉默相关。
甲基化位点的改变可以导致基因的激活或抑制，从而影响细胞功能和疾病的发生。
一些疾病，如癌症和遗传性疾病，与DNA甲基化的异常紧密相关。
因此，对于表观遗传调控的研究不仅可以深化我们对基因表达调控机制的理解，还具有重要的临床应用价值。
表观遗传学对基因表达的调控及其机制
表观遗传学对基因表达的调控及其机制遗传学对基因表达的调控及其机制2009-03-12 20:38⽣物遗传信息表达正确与否，既受控于DNA 序列，⼜受制于表观遗传学信息。
表观遗传学主要通过DNA 修饰、蛋⽩质修饰与⾮编码RNA 调控3 个层⾯上调控基因表达。
1 DNA 甲基化（DNA methylation）甲基化是指⽣物分⼦在特定的酶系统催化下加上甲基（-CH3）的⽣物化学反应，是普遍存在原核⽣物和真核⽣物中的DNA 修饰作⽤。
甲基化没有改变基因序列，但对基因表达起调控作⽤。
在哺乳动物DNA 分⼦中，甲基化⼀般发⽣在胞嘧啶（C）碱基上。
在DNA 甲基转移酶（DNA methyltransferases,DNMTs）催化下，甲基从S-腺苷甲硫氨酸（S-adenosylmethione）转移⾄胞嘧啶5 位上，形成5- 甲基胞嘧啶（m 5C）。
在发⽣甲基化的胞嘧啶后通常紧跟着⼀个鸟嘌呤（G）碱基。
因此，通常称胞嘧啶- 磷酸- 鸟嘌呤或CpG 的甲基化。
在基因组中富含CpG 位点的区域称为CpG 岛（CpG islands），⼈基因组序列约有29,000 CpG岛，约60%的⼈基因与CpG 岛关联。
CpG 岛通常与基因表达的启动序列区域（promoter regions）相关，CpG是否甲基化在基因表达中起重要作⽤。
⼀般说来，DNA 甲基化能关闭某些基因的活性，去甲基化则可诱导基因的重新活化和表达。
脊椎动物基因的甲基化状态有三种：（1）⾼度甲基化状态, 如⼥性两条X 染⾊体中的⼀条处于失活状态；（2）持续的低甲基化状态, 如细胞存活所需的⼀直处于活性转录状态的管家基因；（3）去甲基化状态, 如⽣物发育的某⼀阶段或细胞分化的某种状态下，原先处于甲基化状态的基因，也可以被诱导去除甲基化，⽽出现转录活性。
健康⼈基因组中，CpG岛中的CpG位点通常是处于⾮甲基化状态，⽽在CpG岛外的CpG 位点则通常是甲基化的。
基因调控和表观遗传学
组蛋白修饰的研究方法：包 括免疫沉淀、质谱分析、基
因编辑等
miRNA对基因表达的调控
miRNA的作用：通过与mRNA结合，抑制基因表达
miRNA的种类：根据来源和功能不同，分为多种类型
miRNA的调控机制：通过与mRNA的互补配对，影响mRNA的稳定性和翻 译效率 miRNA在疾病中的作用：与多种疾病的发生和发展密切相关，如癌症、心 血管疾病等
单击此处添加副标题
基因调控和表观遗传学
汇报人：XXX
目录
01 02 03 04 05 06
添加目录项标题 基因调控
表观遗传学 表观遗传学与疾病 表观遗传学的研究方法 表观遗传学的应用前景
1
添加目录项标题
2
基因调控
基因表达的调控机制
转录调控：通过调控基因的转录过程，影响基因的表达 翻译调控：通过调控基因的翻译过程，影响基因的表达 转录后调控：通过调控基因的转录后修饰，影响基因的表达 表观遗传调控：通过调控基因的表观遗传修饰，影响基因的表达
甲基化：DNA甲基化，是 一种表观遗传修饰，影响基 因表达
实例：某些疾病的发生与发 展与基因甲基化有关，如癌
症、心血管疾病等
组蛋白修饰
组蛋白修饰的类型：包括甲 基化、乙酰化、磷酸化、泛 素化等
组蛋白修饰的定义：在组蛋 白上添加或去除化学基团， 改变组蛋白的活性和功能
组蛋白修饰的作用：影响基 因表达、细胞分化、发育和
制
单细胞测序技术：通过单细胞 测序技术，研究细胞间表观遗
传差异和基因表达调控机制
动物模型和临床试验
动物模型：使用 动物模型来研究 表观遗传学，如 小鼠、果蝇等
临床试验：在临 床试验中，研究 表观遗传学在疾 病治疗中的应用
基因表达调控的机制转录因子与表观遗传学
基因表达调控的机制转录因子与表观遗传学基因表达调控的机制：转录因子与表观遗传学基因表达的调控是生命体内复杂而精确的过程，通过控制基因的转录和翻译过程来决定细胞的功能和特征。
在这个调控过程中，转录因子和表观遗传学起到了重要的作用。
本文将介绍基因表达调控的机制，并重点探讨转录因子和表观遗传学在其中所扮演的角色。
一、基因表达调控的机制基因表达调控是一种精细调控的过程，它可以被分为转录前调控和转录后调控两个阶段。
1. 转录前调控转录前调控是指在基因转录之前通过调控DNA可及性和转录起始复合物的形成来控制基因的表达。
这个调控过程主要由转录因子和表观遗传学机制来完成。
2. 转录后调控转录后调控是指在基因转录结束后通过调控mRNA的翻译、剪接和稳定性来控制基因的表达。
这个调控过程主要由非编码RNA和RNA修饰所调控。
二、转录因子对基因表达的调控转录因子是一类可以结合到DNA上的蛋白质，它们可以通过结合到基因启动子区域，调控基因的转录过程。
转录因子通常包含一个DNA结合结构域和一个转录激活或抑制结构域。
1. DNA结合结构域DNA结合结构域是转录因子中用于与DNA序列结合的部分，通常是通过氨基酸残基和DNA序列之间的相互作用来实现。
转录因子的DNA结合结构域可以识别和结合到特定的DNA序列上，并在这些序列上招募其他转录调控因子。
2. 转录调控结构域转录调控结构域是转录因子中负责激活或抑制转录的部分。
这些结构域可以通过与共激活因子或共抑制因子的相互作用来调节基因的表达。
转录调控结构域的功能通常通过改变染色质的状态，影响转录因子与基因启动子的相互作用来实现。
三、表观遗传学对基因表达的调控除了转录因子，表观遗传学也在基因表达调控中发挥着重要的作用。
表观遗传学是指通过改变基因组DNA的化学修饰或染色质结构来影响基因的表达。
1. DNA甲基化DNA甲基化是一种常见的DNA修饰方式，通过在DNA分子上附加甲基基团来实现。
DNA甲基化通常发生在CpG二核苷酸上，并且在哺乳动物的基因组中非常普遍。
基因表达调控和基因表观遗传学研究
基因表达调控和基因表观遗传学研究在过去的几十年里，人们对于有关基因的科学研究开展了各种各样的探索，使得我们对于基因、基因调控、基因表观遗传学等方面的认识变得更加深入。
本文将会从基因表达调控和基因表观遗传学两个方面来探讨相关的研究进展。
基因表达调控基因表达是指基因转录成为RNA（核糖核酸）和蛋白质的过程。
然而，每个细胞都有上千个基因，它们在不同的时刻和不同的状态下都可能被表达出来。
因此，基因表达调控的研究就显得十分重要。
基因表达调控是指机体通过各种调节机制使基因表达水平得到控制的过程。
其中，经典的调节机制主要有三种：启动子、转录因子和表观遗传学。
启动子是指位于基因上游区的一段序列，它能够被一些转录因子所结合并激活或者抑制基因的转录。
而转录因子是一类能够识别和结合启动子上的DNA序列元件，直接或间接影响基因转录而从而调节基因表达的蛋白质。
表观遗传学是指细胞在开展生命活动的过程中，通过添加或去除一些化学标记来改变基因组DNA上的某些部分，从而影响基因表达的过程。
在近几年的研究中，研究人员发现，有许多在人类健康和疾病中所涉及的众多基因都是由多个启动子和/或是多个转录因子所共同调节的。
这也说明了，启动子、转录因子和表观遗传学在基因表达调控中都非常重要。
例如，在肿瘤中，有些基因的表达水平会因为启动子区域的甲基化而变得异常。
与此同时，在胚胎发育的过程中，许多关键的转录因子也会发挥作用，以控制基因表达水平。
因此，基因表达调控的研究对于人类健康和疾病的预测、诊断和治疗都有着非常重要的意义。
基因表观遗传学研究基因表观遗传学是研究在基因表达中对于DNA修饰的遗传变化及其在生命过程和疾病发生中的作用的科学。
基因表观遗传学不同于基因和基因调控的传统遗传学，它强调生物体的表观遗传编码被影响，而非DNA序列本身。
在人体的生命发育、环境适应、疾病发生和进化中，表观遗传编码在调节基因表达、维护基因稳定性、调控DNA复制和细胞分化等方面发挥着非常重要的作用。
第9章 基因表达调控及表观遗传学
• An operon
– Is a cluster of genes with related functions, including the control sequences.
9.2.1 乳糖操纵子(lactose operon)
理解基因表达调控的先驱工作－－乳糖 操纵子。E. coli对乳糖代谢的调控，由 F. Jacob和J. Monod于1961年提出。 E. coli β-半乳糖苷酶合成受葡萄糖调节的过程 当培养基中葡萄糖用尽而存在半乳糖时，大量合 成β-半乳糖苷酶；当再次加回葡萄糖时，停止β-半 乳糖苷酶的合成。可以看出，E. coli能够对环境的 变化作出反应，打开或者关闭某一特定的基因。
由调节基因i产生的阻碍蛋白属于什么调控？
阻碍蛋白与操纵基因的结合是如何阻止操纵子转 录的呢？
序列分析表明，操纵基因位于-5~+21 bp间，RNA聚合 酶保护区域在-48~+5 bp间，也就是说，RNA聚合酶和 阻遏蛋白的结合位点是重叠的。阻遏蛋白与操纵基因 结合即会阻止RNA聚合酶与启动子的结合，从而抑制 操纵子基因的表达。 阻碍蛋白
RNA聚合酶 操纵基因 RNA聚合酶与阻 启动子碍蛋白的结合位 RNA聚合酶结合位点 点重叠产生竞争
诱导(induction)、诱导物(inductor)、 阻遏(repression)、阻遏物(repressor)
E. coli为什么优先利用葡萄糖呢？RNA聚合酶在lac起动 子起始RNA合成时需要cAMP受体蛋白(CRP)的协助。
无葡萄 ATP 腺苷酸 cAMP 环化酶 糖时
腺苷酸环 化酶失活 葡萄糖 ATP cAMP 存在时
综上所述，乳糖操纵子的调节作用归纳如下：
- 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)。
原来色氨酸操纵子存在第二水平上的调控。这是由 色氨酸操纵子中一段叫弱化子（attenuator）的序 列的作用所造成的。
2014/12/1
第九章 基因表达调控及表观遗传学
贺竹梅
基因表达(gene expression)是指基因通过转录 和转译而产生蛋白质产物或转录后直接产生其RNA 终产物如rRNA，tRNA等的过程。在这一过程中，基 因的启动和关闭、活性的增加与减弱等都是受到严 格的调控的。
不同类型的细胞在不同的发育阶段和不同的 环境需求而需要表达不同的信息，这就需要
操纵子（operon） 原核生物中由启动子、操纵基因和结构基 因组成的一个转录功能单位。
需注意的是，操纵基因是蛋白结合位点，它并不 编码产物，从这个意义上说它并不是一个顺反子。
lacI
问题：lacI－中，为什么无论有否乳糖 分子存在，3个结构基因均大量表达？
4
2014/12/1
正调控：是指当有调节蛋白分子时，基因活 性开启；没有调节蛋白存在时，基因关闭， 不能进行转录。
乳糖操纵子中，基因表达水平由操纵基因和阻 遏物控制。然而在色氨酸操纵子中，弱化机制 的加入使基因表达调控达到更高一级的水平。
细菌通过弱化作用辅助了阻遏作用 的不足，因为阻遏作用只能使转录 不起始，对于已经起始了的转录， 则只能通过弱化作用使它中途停顿 下来。阻遏作用的信号是细胞内色 氨酸的多少，而弱化作用的信号则 是细胞内载有色氨酸的tRNA。
9.2.2 色氨酸操纵子(tryptophan operon)
负控制阻遏体系是指代谢产物与阻遏物结合，
导致阻遏物的激活并与操纵基因结合，使基因关 闭，酶不能合成。这种类型的操纵子常见于与合 成代谢有关的操纵子。 负控制阻遏体系研究得较多的是大肠杆菌的色 氨酸（trp）操纵子。
色
氨
酸
操
调节基因
纵
子
• Specialized human cells shows distinct patterns of gene expression.
醣酵解 晶状体蛋白
胰岛素 血红蛋白
胰腺细胞 眼晶状体细胞 神经细胞
DIFFERENT GENE CATEGORIES
Genes turned “on” in all cells at
E. coli为什么优先利用葡萄糖呢？RNA聚合酶在lac起动
子起始RNA合成时需要cAMP受体蛋白(CRP)的协助。
无葡萄 糖时
ATP
腺苷酸 环化酶
cAMP
CRP-cAMP
激活转录
腺苷酸环
葡萄糖 存在时
ATP化酶失活 cAMP G
CRP-cAMP 不能转录
思考：
如果CRP基 因发生突变， lac操纵子的 活性怎样？
Copyright © 2007 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
1
2014/12/1
How and Why Genes Are Regulated
Four of the many different types of human cells: They all share the same genome. What makes them different?
E. coli β-半乳糖苷酶合成受葡萄糖调节的过程 当培养基中葡萄糖用尽而存在半乳糖时，大量合 成β-半乳糖苷酶；当再次加回葡萄糖时，停止β-半 乳糖苷酶的合成。可以看出，E. coli能够对环境的 变化作出反应，打开或者关闭某一特定的基因。
3
2014/12/1
E. coli细胞代谢乳糖需要两种酶： β-半乳糖苷酶和β-半乳糖苷透膜酶
只有当培养基中以乳糖作为唯一碳源消耗时才合成这些 酶，在不需要利用乳糖时就不合成，以节省能量。
概念：诱导基因 组成型基因
在有诱导物如 乳糖存在时， 能刺激其表达 的基因
总是能表达，且 其合成速率不受 环境变化或代谢 状态影响的基因
结构基因—编码蛋白质的基因，包括酶，
机体组织成分等。
调节基因—控制结构基因转录起始和产物
即如果有较高水平的Trp存在，前导肽就容易生成，这 时长的Trp操纵子mRNA就不能完成，如果缺乏Trp ， 前导肽就不容易生成，这时Trp操纵子mRNA就能合成， 从而转录出Trp合成相关的酶。
b.翻译调控：确立哪些mRNA转译成蛋白及何时转译
c.mRNA降解调控：影响某些mRNA种类的稳定性
d.蛋白质活性调控：选择性地使 某些特异蛋白分子激活/失活 /修改/区域化，从而影响蛋 白怎样或何时起作用
9.2 原核基因表达的调控
原核生物基因表达调控的特点: 调控主要是在转录水平上。 原核细胞基因组的一个显著特点是： 多数基因都按功能的相关性，将有关的基 因成群连锁在一起，组成转录单元，协调 地控制其转录，生成单个的多顺反子mRNA， 最后转译成各个相应的蛋白质。
问题：如果调节基因
调
trpR突变，会怎样？
节
基
因
表 通过这种调控方式，细 达 胞只在需要Trp时才制
造Trp，这是Trp操纵子
在第一水平上的调控。
5
2014/12/1
在缺乏色氨酸的状态下，色氨酸操纵子的转录速率 是在有色氨酸存在的状态下的70倍。 由此可见， 色氨酸操纵子在第一水平上调控的重要性。
综上所述，乳糖操纵子的调节作用归纳如下：
无诱导物时，转录作用被调节基因所产生的阻遏 蛋白阻断。加入诱导物后，诱导物与阻遏蛋白形成复 合物使阻遏蛋白失活，基因开放，转录出多顺反子 mRNA，翻译出3种相关酶。
CRP-cAMP复合物与CRP位点的结合创造了RNA 聚合酶与启动子结合的条件，促进基因的表达和转录 的起始。 CRP-cAMP是一个正调节因子，它与作为负 调节因子的阻遏蛋白表现相反的调节作用。
Genes not normally expressed but can be in response to external stimuli (e.g. hormone).
9.1 基因表达调控的多水平性
调控点： 1)转录前调控 2)转录调控 3)转录后调控
2
2014/12/1
转录后调控
a.RNA加工调控：控制初级转录物如何及何时进行剪接 形成可用的mRNA
In cellular differentiation, Certain genes are turned on and off. Cells become specialized in structure and function.
Patterns of Gene Expression in Differentiated Cells
序列分析表明，操纵基因位于-5~+21 bp间，RNA聚合
酶保护区域在-48~+5 bp间，也就是说，RNA聚合酶和
阻遏蛋白的结合位点是重叠的。阻遏蛋白与操纵基因
结合即会阻止RNA聚合酶与启动子的结合，从而抑制
操纵子基因的表达。
阻碍蛋白
RNA聚合酶
操纵基因
启动子RNA聚合酶结合位点
RNA聚合酶与阻 碍蛋白的结合位 点重叠产生竞争
对多顺反子trp操纵子的mRNA测序后发现，在第一个 结构基因（trpE）5′端有一个长162 bp的前导序列。
当前导序列发生部分缺失或突变时，所产生的mRNA 总是最高水平，对操纵子的阻遏不起作用。Yanofsky 称控制这种现象的序列为弱化子。
前导区转录物中存在一起始密码子和终止密码子，意味 着这一段RNA能转译出一个14肽—前导肽。在这14肽中 竟然有两个相邻的Trp（在E. coli中属稀有氨基酸，约 1/100），这两个相邻的Trp密码子对于mRNA的折叠有 关键作用，由它们决定了下游的结构基因是否转录。
Gene Regulation in Bacteria
Bacteria can alter gene expression based on environmental factors.
• Control sequences
– Are stretches of DNA that coordinate gene expression.
all times (e.g. transcription Housekeeping genes machinery, translation machinery,
energy conversion, etic genes
Developmental regulatory genes
• An operon
– Is a cluster of genes with related functions, including the control sequences.
A promoter Is a control sequence. Is the site where the transcription enzyme initiates transcription.
Inducible genes
Genes that are turned “on” in each cell that give a cell its special properties and function.
Genes specific to certain stages during growth & development of a person.
基因表达调控(gene regulation) ：
细胞用来控制各基因产物的量及产出的