生物化学第十四章 基因表达调控
生物化学第十四章物质代谢调节
难点：
酶的诱导和阻遏的调节机制
第一节 物质代谢的调节类型特点
一. 神经系统的调节作用
在中区神经的控制下，通过神经递质对效应器发生 直接影响；或者改变某些激素的分泌，再通过各种激 素的相互协调，对整个代谢进行综合调 节。
特点：
短而快 具整体性 直接调 节代谢的作用 多数通过激素发挥作用
二. 激素水平的调节
第五节细胞水平的诱导与阻遏调节机制
一、构成酶与适应酶
根据酶的合成对环境影响的反应不同:
1.构成酶/组成酶
2.适应酶 诱导酶 阻遏酶
二、酶合成的诱导机制---乳糖操纵子
(一）阻遏蛋白的负调控
1. 关闭(无乳糖)
调节基因 操纵 启动子 基因 lacZ lacY
lacA
mRNA
蛋白质 阻遏蛋白 (有活性) Z: -半乳糖苷酶 Y: -半乳糖苷透过酶
通过改变生物体细胞代谢物的浓度,也可以改变某些 酶的活性或含量从而影响代谢反应的速度。
具组织特异性和效应特异性 缓慢而持久 特点： 局部性调 节部分代谢 由神经系统控制分泌
三. 细胞水平的调节
通过代谢物的浓度的改变,来调 节某些酶促反应的速度。 又称酶水平的调节 酶的活性 特点： 酶的数量
细胞水平的调节类型：
3.沉寂子（silencer）
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 转录和重排中证实沉寂子的作用的存在。 作用特点： 负调控顺式元件 可不受序列方向的影响 距离发挥作用 并可对异源基因的表达起作用
如： UAS（upstream acticity sequence） CAATbox（－70～－80） GC BOX（－80～－110）
(放大效应)
激素与受体结合 激活腺苷酸环化酶
基因表达调控中的信号通路
基因表达调控中的信号通路每个生物体都由无数个细胞组成，而每个细胞内部又有无数个基因，这些基因掌控着细胞内发生的各种生物化学反应和分子互作。
基因转录和翻译的过程中，需要很多调节机制帮助维持基因表达的稳定和变化。
在这个过程中，信号通路就发挥着重要作用。
信号通路是指一组相互连接的分子，它们在细胞内传递信息，调节细胞的生理功能。
信号通路是非常复杂的，通常包括信号分子、受体、信号传导分子、效应器等多个部分。
在基因表达调控中，信号通路可以通过多种方式介导表达的调节，包括调节转录因子的活性、影响DNA的甲基化和组蛋白修饰状态等等。
一个典型的信号通路可以描述成以下几个步骤：第一步是外部信号的识别和递送，这个过程通常会涉及到一种或多种受体。
当受体受到信号刺激后，会引发一系列的反应，从而产生信号分子。
第二步是信号分子的传递和转导，信号分子凭借着其结构和化学性质，会与一系列信号传导分子进行互动。
这个过程通常会涉及到多个转导级别，而且这些级别可能会有不同的控制点，以调节信号的传递和转导。
最后一步是信号的终点反应，也是信号通路介导的基因表达调控的最终效应。
在基因表达调控中，信号通路可以通过多种方式作用于转录因子。
转录因子是一类可以结合到DNA上，调节基因表达的蛋白质分子。
信号通路可以直接活化或抑制转录因子的活性，从而对基因表达产生影响。
在这个过程中，不同的信号通路可能会介导不同的转录因子，这使得基因表达调节更加复杂和灵活。
DNA的甲基化和组蛋白修饰是基因表达调控中另外一个重要的调节机制。
甲基化是指将一个甲基基团添加到DNA的胞嘧啶环的过程。
组蛋白修饰是指通过添加化学基团到组蛋白侧链的方式来调节基因表达。
信号通路可以通过影响DNA的甲基化和组蛋白修饰状态间接地调节基因表达。
比如，信号通路可能影响组蛋白乙酰化修饰，从而对基因的表达产生影响。
另外，信号通路还可以介导转录因子的活性状态，从而影响DNA甲基化和组蛋白修饰状态。
总而言之，信号通路在基因表达调控中发挥着重要作用。
遗传学15第十四章基因表达的调控
赖
S
DNA
GTA CAT
mRNA密码子
GUA
氨基酸
缬
基因的微细结构
互补作用与互补测验(顺反测验)
假定有两个独立起源的隐性突变如a1与a2，它们具有类似的表型，如何判断它们是属于同一个基因的突变，还是分别属于两个基因的突变？即如何测知它们是等位基因？
需要建立一个双突变杂合二倍体，测定这两个突变间有无互补作用
PART 01
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基因的微细结构与性质
位置效应 遗传的最小结构单位 遗传的最小功能单位
(一)、位置效应
位置效应及意义： 基因在染色体上位置不同，对性状表现的作用(程度)也可能不同 染色体并非基因的简单容纳器，基因在染色体上的位置也对其功能具有重要影响 “念珠理论”的第一点(基因与染色体的关系)得到了发展 “念珠理论”的另一个内容是基因的结构不可分性(最小遗传结构单位)。不可分性最早遇到的挫折也是来自对果蝇的研究
根据基因的原初功能可以将基因分为：
(二)、基因的功能类型
根据基因的原初功能可以将基因分为： 1. 编码蛋白质的基因，即有翻译产物的基因 如结构蛋白、酶等结构基因和产生调节蛋白的调节基因 2. 没有翻译产物，不产生蛋白质的基因 转录产物RNA不翻译，如编码tRNA、rRNA 3. 不转录的DNA区段 如启动基因、操纵基因。启动基因是转录时RNA多聚酶与DNA结合的部位。操纵基因是阻遏蛋白、激活蛋白与DNA结合的部位
基因是遗传学中最基本的概念,然而基因的概念不是一成不变的,请概括地叙述对基因认识的演变过程,以及目前对基因本质的看法.
1866年,孟德尔在他的豌豆杂交试验中首次提出了遗传性状是由遗传因子控制.
普通遗传学第十四章 基因表达的调控
第一节 原核生物的基因调控
一、转录水平的调控
→原核生物基因表达的调控主要发生在 转录水平。
→当需要某一特定基因产物时，合成这 种mRNA。当不需要这种产物时， mRNA转录受到抑制。
1、乳糖操纵元模型
大肠杆菌的乳糖降解代谢途径： Monod等发现，当大肠杆菌生长在含有乳 糖的培养基上时，乳糖代谢酶浓度急剧增 加；当培养基中没有乳糖时，乳糖代谢酶 基因不表达，乳糖代谢酶合成停止。 为此，Jacob和Monod（1961）提出了乳糖 操纵元模型，用来阐述乳糖代谢中基因表 达的调控机制
转录效率更高
→在有葡萄糖存在时，不能形成cAmp， 也就没有操纵元的正调控因子cAmp-CAP 复合物，因此基因不表达。
乳糖操纵元的正调控
2、色氨酸操纵元
大肠杆菌色氨酸操纵元是合成代谢途径中 基因调控的典型例子。
◆trp操纵元由5个结构基因trpE、trpD、trpC、
trpB和trpA组成一个多顺反子的基因簇。 5′端是启动子、操纵子、前导顺序（trpL）和 衰减子（attenuator）。
❖ 负调控：存在细胞中的阻遏物阻止转录过程的 调控。
❖ 正调控：调节蛋白和DNA以及RNA聚合酶相 互作用来帮助起始。诱导物通常与另一蛋白质结 合形成一种激活子复合物，与基因启动子DNA序 列结合，激活基因起始转录。
原核生物中基因表达以负调控为主, 真核生物中 则主要是正调控机制。
图 14-1 正调控和负调控
2、反义RNA调控
反义RNA可与目的基因的5’UTR（ untranslated region ）互补配对，配对的区域 通常也包括启动子的SD序列，使mRNA不能与 核糖体有效结合，从而阻止蛋白质的合成。
反义RNA基因已被导入真核细胞，控制真核生 物基因表达。例如，将乙烯形成酶基因的反义 RNA导入蕃茄，大大延长了蕃茄常温贮藏期。
生物化学中的基因表达调控
生物化学中的基因表达调控生物体内的基因表达调控是一项关键的生物化学过程，它决定了基因的表达水平和基因产物的功能。
这个调控系统以多种复杂的方式调节基因的表达，以适应细胞内和细胞外环境的变化。
本文将介绍基因表达调控的机制和其在生物化学中的重要性。
一、基因表达调控的概述基因表达调控是指细胞如何决定在何时、何地和何种程度上表达特定基因的过程。
这种调控是细胞内复杂网络的结果，涉及到DNA序列、蛋白质因子和其他细胞组分的相互作用。
二、转录调控在基因表达的第一步中，DNA序列被转录成RNA，这一过程称为转录。
转录调控是一种主要的基因表达调控机制，通过控制转录的起始和终止来调节基因的表达水平。
这种调控包括DNA序列中的启动子区域和转录因子的相互作用。
三、转录后调控转录后调控是指在转录结束后，通过调节RNA的处理、稳定性和翻译效率来调控基因表达。
这种调控包括RNA修饰、剪接和降解等过程。
转录后调控对于基因调控的精确性和适应性具有重要作用。
四、表观遗传调控表观遗传调控是指通过改变染色质结构和DNA甲基化状态来调控基因表达。
这种调控是长期稳定的，可以由环境因素和遗传变异所影响。
表观遗传调控在细胞分化、发育和疾病发生中起着重要的作用。
五、信号传导调控细胞内外的信号分子可以通过信号传导通路直接或间接地调节基因的表达。
这种调控机制可以迅速地响应环境变化，调节基因表达以满足细胞的需要。
信号传导调控在细胞生命活动中起着非常关键的作用。
六、miRNA调控miRNA是一类小分子RNA，通过与靶基因的mRNA结合来抑制其翻译或降解，从而调节基因表达。
miRNA调控是一种重要的基因表达调控机制，参与细胞增殖、分化和生理病理过程。
七、基因表达调控的重要性基因表达调控在生物化学中具有重要的意义。
它使细胞能够对环境变化做出适应性反应，并在细胞生命周期的不同阶段保持基因表达的稳定性和精确性。
基因表达调控的异常可能导致疾病的发生和发展。
总结：基因表达调控在生物化学中是一个复杂而重要的过程。
生物化学 5-基因表达调控
个基因或一些功能相近的基因表达（生物体内基因表达）的开启、
关闭和表达强度的直接调节。
它是生物在长期进化过程中逐渐形成的精确而灵敏的生存 能力和应变能力，是生物赖以生存的根本之一。
二、基因表达的方式
（一）组成性表达(constitutive gene expression)
指不大受环境变动而变化的一类基因表达。其中某些基因表 达产物是细胞或生物体整个生命过程中都持续需要而必不可少的， 这类基因可称为管家基因(housekeeping gene)，这些基因中不少
性。
• 当有葡萄糖存在时， cAMP浓度较低， cAMP与CAP 结合受阻，lac操纵子表达下降。
（4）协调调节
Lac阻遏蛋白负性调节与cAMP正性调节两种机制协调合作 • 无乳糖，无诱导物时，转录作用被I表达的阻遏蛋白所阻断。 • 有诱导物时，诱导物与阻遏蛋白结合，使其变构，从操纵基
因上解离出来。
调节基因
β －半乳糖苷酶
2、阻遏蛋白 的负性调节
没有乳糖存在时，lac操纵子处于阻
遏状态。I序列表达的lac阻遏蛋白与
O序列结合，阻碍RNA聚合酶与P序 列结合，抑制转录启动。
有乳糖存在时，lac 操纵子可被诱导。
别乳糖作为诱导剂分子结合阻遏 蛋白，使蛋白构象变化，导致阻 遏蛋白与O序列解离，发生转录
基因产物特异识别、结 合其它基因的调节序列， 调节其它基因的开启或
关闭称为反式调节
基因产物特异识别、 结合自身基因的调 节序列，调节自身 基因的开启或关闭 称为顺式调节
DNA
a
A A
反式调节
b
mRNA
蛋白质A
C
c
DNA
mRNA
顺式调节
生物化学》ppt课件14
(一)病毒癌基因(virus oncogene,v-onc)
1. 病毒癌基因是存在于病毒基因组中的癌基因，它 不编码病毒的结构成分，对病毒复制也没有作用， 但可以使细胞持续增殖。
2.病毒基因组结构
长末端 重复序列
正常的病毒基因
癌基因
LTR gag
pol
env src LTR
调节和 产生病毒 产生逆转录 产生病毒 产生酪氨酸 启动转录 核心蛋白 酶和整合酶 外膜蛋白 激酶
白 因 子 ， 决 定 三 种 RNA(mRNA 、 tRNA 及 rRNA)转录的类别。
2.特异转录因子(special transcription factors) 为个别基因转录所必需，决定该基因的时
间、空间特异性表达。
转录激活因子
分为
转录抑制因子
(三)反式作用因子的结构
TF
DNA结合域 酸性激活域
(三) 癌基因的分类与功能
根据表达产物在细胞中的定位和功能分为：
1.蛋白激酶类 2.信息传递蛋白类 3.生长因子类 4.核内转录因子类
跨膜生长因子受体 膜结合的酪氨酸蛋白激酶 可溶性酪氨酸蛋白激酶 胞浆丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶 非蛋白激酶受体
二、抑癌基因
(一)什么是抑癌基因？
抑癌基因又称肿瘤抑制基因(tumor suppressor gene)或抗癌基因(anti-oncogene)，是指存在于正常细 胞内的一大类可抑制细胞生长并具有潜在抑癌作用的 基因。
第一节 基因表达调控的 概念和原理
(Concept and principle： Regulation of Gene Expression)
一、基因表达调控的概念
(一)基因表达(gene expression) 是指基因经过
《原核生物基因表达调控》练习题及答案
《原核生物基因表达调控》练习题及答案一、名词解释1.基因表达调控答案：所有生物的信息，都是以基因的形式储存在细胞内的DNA（或RNA）分子中，随着个体的发育，DNA分子能有序地将其所承载的遗传信息，通过密码子-反密码子系统，转变成蛋白质或功能RNA分子，执行各种生理生物化学功能。
这个从DNA到蛋白质或功能RNA的过程被称之为基因表达，对这个过程的调节称之为基因表达调控。
2.组成性基因表达答案：是指在个体发育的任一阶段都能在大多数细胞中持续进行的基因表达。
其基因表达产物通常是对生命过程必须的或必不可少的，一般只受启动序列或启动子与RNA聚合酶相互作用的影响，且较少受环境因素的影响及其他机制调节，也称为基本的基因表达。
3.管家基因答案：某些基因产物对生命全过程都是必须的获必不可少的。
这类基因在一个生物个体的几乎所有细胞中均表达，被称为管家基因。
4.诱导表达答案：是指在特定环境因素刺激下，基因被激活，从而使基因的表达产物增加。
5.阻遏表达答案：是指在特定环境因素刺激下，基因被抑制，从而使基因的表达产物减少。
6.反式作用因子答案：又称为分子间作用因子，指一些与基因表达调控有关的蛋白质因子。
它们由某一基因表达后通过与特异的顺式作用元件相互作用，反式激活另一基因的转录。
7.操纵子答案：是指原核生物中由一个或多个相关基因以及转录翻译调控元件组成的基因表达单元。
8.SD序列答案：存在于原核生物起始密码子AUG上游7~12个核苷酸处的一种4~7个核苷酸的保守片段，它与16S rRNA 3’端反向互补，所以可将mRNA的AUG起始密码子置于核糖体的适当位置以便起始翻译作用。
根据首次识别其功能意义的科学家命名。
9.阻遏蛋白答案：是一类在转录水平对基因表达产生负控作用的蛋白质，在一定条件下与DNA结合，一般具有诱导和阻遏两种类型。
在诱导类型中，信号分子（诱导物）使阻遏蛋白从DNA释放下来；在阻遏类型中，信号分子使阻遏蛋白结合DNA，不管是哪一种情况，只要阻遏蛋白与DNA结合，基因的转录均将被抑制。
基因表达调控的机制
基因表达调控的机制基因表达调控是指在生物体内有效地控制基因的表达，以确保基因的正常功能。
基因表达调控的机制非常复杂，它涉及到众多的调控因子、调控信号和调控途径等。
在这篇文章中，我们将深入探讨基因表达调控的机制，以及它的重要性。
基因表达的四个层次基因表达是指基因编码的蛋白质在细胞中被合成并发挥作用的过程。
在这个过程中，基因被转录成RNA，然后RNA被翻译成蛋白质。
基因表达可以分为四个层次：转录前控制、转录调控、RNA后转录调控和翻译调控。
转录前控制：转录前控制是指在转录过程之前对基因表达进行调控的过程。
这里所说的转录包括了示范DNA通过转录过程生成的前体RNA（即RNA聚合酶生产的RNA）。
转录前控制的机制包括DNA甲基化、染色质重塑和DNA结合蛋白的变化等。
转录调控：转录调控是指在转录过程中对基因表达进行调控的过程。
它可以分为启动子、增强子和抑制子等三种类型。
启动子是控制RNA聚合酶和转录开始的区域；增强子则是一个局部结构，可以增强启动子的活性；而抑制子是一个局部结构，可以抑制启动子的活性。
RNA后转录调控：RNA后转录调控是指在RNA合成之后对基因表达进行调控的过程。
这个过程涉及到RNA的剪接、RNA稳定性、RNA催化、RNA二级结构以及RNA复合物的形成等。
翻译调控：翻译调控是指在翻译过程中对基因表达进行调控的过程。
它涉及到蛋白质结构、翻译起始复合物以及蛋白酶、转录因子和调控RNA等的参与。
调控因素基因表达调控的机制涉及到多种调控因素，包括转录因子、表观遗传学调控、RNA干扰、微小RNA、长链非编码RNA等。
下面对这些调控因素进行简要介绍。
转录因子：转录因子是指具有能够结合DNA的转录激活区的蛋白质。
转录因子可以直接结合DNA调节基因表达，也可以通过与其他蛋白质相互作用调节基因表达。
表观遗传学调控：表观遗传学调控是指通过某些生物化学机制在不改变DNA序列的情况下调节基因表达的过程。
主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰、转录因子的取代和组装等。
基因表达调控课堂练习 参考答案
《基因表达调控》部分课堂练习题学号：姓名：一、填空题。
1.不同的生物使用不同的信号来指挥基因调控。
在原核生物中，__营养状况__和__环境因素__对基因表达起着举足轻重的影响；在高等真核生物中，__激素水平__和__发育阶段__是基因表达调控的最主要手段。
2.操纵子学说是关于原核生物基因结构和表达调控的学说，由法国巴斯德研究所科学家__Jacob__和__Monod__在1961年首先提出，后经许多学者补充修正得以逐步完善。
3.大肠杆菌乳糖操纵子包括三个结构基因：__lacZ__、__lacY__和__lacA__，以及__启动子__、操纵基因和__阻遏子__。
4.在葡萄糖存在时，即使在细菌培养基中加入乳糖、半乳糖、阿拉伯糖等诱导物，与其对应的操纵子也不会启动而产生出代谢这些糖的酶，这种现象称为__葡萄糖抑制效应__。
由于葡萄糖对乳糖操纵子表达的抑制是间接的，是葡萄糖的降解产物抑制了lac mRNA的合成，所以又称为__降解物抑制作用__或__代谢物阻遏效应__。
5.对于大肠杆菌乳糖操纵子而言，乳糖并不与阻遏物相结合，真正的诱导物是乳糖的异构体__异构乳糖__，它是在β-半乳糖苷酶的催化下由乳糖形成的。
6.能够诱导操纵子但不是代谢底物的化合物，如异丙基巯基半乳糖苷（IPTG）和巯甲基半乳糖苷（TMG），称为___义务（安慰性）___诱导物。
色氨酸是一种调节分子，被称为__辅阻遏物___。
7.大肠杆菌中，色氨酸操纵子的转录调控除了阻遏系统外，还有__弱化系统__。
8.色氨酸操纵子的弱化机制主要涉及__茎-环__的结构，它是一段可以通过自我配对形成__弱化子__的mRNA区域，具有典型的终止子特点。
前导区的碱基序列以不同的方式进行碱基配对，在前导肽基因中有2个相邻的__色氨酸__密码子，所以前导肽的翻译对__色氨酸-tRNA Trp_的浓度敏感，弱化子对RNA聚合酶的影响依赖于前导肽中__核糖体__所处的位置，实现对转录过程的调节。
13-生物化学习题与解析--基因表达调控
基因表达调控一、选择题〔一〕 A 型选择题1 ．基因表达调控的最基本环节是A ．染色质活化B ．基因转录起始C ．转录后的加工D ．翻译E ．翻译后的加工2 ．将大肠杆菌的碳源由葡萄糖转变为乳糖时，细菌细胞内不发生A ．乳糖→ 半乳糖B ． cAMP 浓度升高C ．半乳糖与阻遏蛋白结合D ． RNA 聚合酶与启动序列结合E ．阻遏蛋白与操纵序列结合3 ．增强子的特点是A ．增强子单独存在可以启动转录B ．增强子的方向对其发挥功能有较大的影响C ．增强子不能远离转录起始点D ．增强子增加启动子的转录活性E ．增强子不能位于启动子内4 ．下列那个不属于顺式作用元件A ． UASB ． TATA 盒C ． CAAT 盒D ． Pribnow 盒E ． GC 盒5 ．关于铁反应元件〔 IRE 〕错误的是A ．位于运铁蛋白受体 (TfR) 的 mRNA 上B ． IRE 构成重复序列C ．铁浓度高时 IRE 促进 TfR mRNA 降解D ．每个 IRE 可形成柄环节构E ． IRE 结合蛋白与 IRE 结合促进 TfR mRNA 降解6 ．启动子是指A ． DNA 分子中能转录的序列B ．转录启动时 RNA 聚合酶识别与结合的 DNA 序列C ．与阻遏蛋白结合的 DNA 序列D ．含有转录终止信号的 DNA 序列E ．与反式作用因子结合的 RNA 序列7 ．关于管家基因叙述错误的是A ．在同种生物所有个体的全生命过程中几乎所有组织细胞都表达B ．在同种生物所有个体的几乎所有细胞中持续表达C ．在同种生物几乎所有个体中持续表达D ．在同种生物所有个体中持续表达、表达量一成不变E ．在同种生物所有个体的各个生长阶段持续表达8 ．转录调节因子是A ．大肠杆菌的操纵子B ． mRNA 的特殊序列C ．一类特殊的蛋白质D ．成群的操纵子组成的凋控网络E ．产生阻遏蛋白的调节基因9 ．对大多数基因来说， CpG 序列高度甲基化A ．抑制基因转录B ．促进基因转录C ．与基因转录无关D ．对基因转录影响不大E ．既可抑制也可促进基因转录10 ． HIV 的 Tat 蛋白的功能是A ．促进 RNA po l Ⅱ 与 DNA 结合B ．提高转录的频率C ．使RNA pol Ⅱ 通过转录终止点D ．提前终止转录E ．抑制RNA pol Ⅱ 参与组成前起始复合物11 ．活性基因染色质结构的变化不包括A ． RNA 聚合酶前方出现正性超螺旋B ． CpG 岛去甲基化C ．组蛋白乙酰化D ．形成茎 - 环结构E ．对核酸酶敏感12 ．真核基因组的结构特点不包括A ．真核基因是不连续的B ．重复序列丰富C ．编码基因占基因组的 1%D ．一个基因编码一条多肽链E ．几个功能相关基因成簇地串连13 ．功能性前起始复合物中不包括A ．TF Ⅱ AB ． TBPC ．σ 因子D ． initiator 〔 Inr 〕E ． RNA pol Ⅱ14 ． tRNA 基因的启动子和转录的启动正确的是A ．启动子位于转录起始点的 5 ' 端B ．TF ⅢC 是必需的转录因子，TF Ⅲ B 是帮助TF Ⅲ C 结合的辅助因子C ．转录起始需三种转录因子TF Ⅲ A 、TF Ⅲ B 和TF Ⅲ CD ．转录起始首先由TF Ⅲ B 结合 A 盒和 B 盒E ．一旦TF Ⅲ B 结合， RNA 聚合酶即可与转录起始点结合并开始转录15 ．基因转录激活调节的基本要素错误的是A ．特异 DNA 序列B ．转录调节蛋白C ． DNA- 蛋白质相互作用或蛋白质 - 蛋白质相互作用D ． RNA 聚合酶活性E ． DNA 聚合酶活性16 ．关于“基因表达〞叙述错误的是A ．基因表达并无严格的规律性B ．基因表达具有组织特异性C ．基因表达具有阶段特异性D ．基因表达包括转录与翻译E ．有的基因表达受环境影响水平升高或降低17 ．关于基因诱导和阻遏表达错误的是A ．这类基因表达受环境信号影响升或降B ．可诱导基因指在特定条件下可被激活C ．可阻遏基因指应答环境信号时被抑制D ．乳糖操纵子机制是诱导和阻遏表达典型例子E ．此类基因表达只受启动序列与 RNA 聚合酶相互作用的影响18 ．操纵子不包括A ．编码序列B ．启动序列C ．操纵序列D ．调节序列E ． RNA 聚合酶19 ．顺式作用元件是指A ．编码基因 5 ' 端侧翼的非编码序列B ．编码基因 3 ' 端侧翼的非编码序列C ．编码基因以外可影响编码基因表达活性的序列D ．启动子不属顺式作用元件E ．特异的调节蛋白20 ．关于反式作用因子不正确的是A ．绝大多数转录因子属反式作用因子B ．大多数的反式作用因子是 DNA 结合蛋白质C ．指具有激活功能的调节蛋白D ．与顺式作用元件通常是非共价结合E ．反式作用因子即反式作用蛋白21 ．乳糖操纵子的直接诱导剂是A ．乳糖B ．半乳糖C ．葡萄糖D ．透酶E ．β- 半乳糖苷酶22 ．关于乳糖操纵子不正确的是A ．当乳糖存在时可被阻遏B ．含三个结构基因C ． CAP 是正性调节因素D ．阻遏蛋白是负性调节因素E ．半乳糖是直接诱导剂23 ．活化基因一个明显特征是对核酸酶A ．高度敏感B ．中度敏感C ．低度敏感D ．不度敏感E ．不一定24 ．lac 阻遏蛋白与lac 操纵子结合的位置是A ． I 基因B ． P 序列C ． O 序列D ． CAP 序列E ． Z 基因25 ． CAP 介导lac 操纵子正性调节发生在A ．无葡萄糖与 cAMP 浓度较高时B ．有葡萄糖与 cAMP 浓度较高时C ．有葡萄糖与 cAMP 浓度较低时D ．无葡萄糖与 cAMP 浓度较低时E ．葡萄糖与 cAMP 浓度均较低时26 ．功能性的前起始复合物〔 PIC 〕形成稳定的转录起始复合物需通过 TBP 接近A ．结合了沉默子的转录抑制因子B ．结合了增强子的转录抑制因子C ．结合了沉默子的转录激活因子D ．结合了增强子的转录激活因子E ．结合了增强子的基本转录因子〔二〕 B 型选择题A ．操纵子B ．启动子C ．增强子D ．沉默子E ．转座子1 ．真核基因转录激活必不可少2 ．真核基因转录调节中起正性调节作用3 ．真核基因转录调节中起负性调节作用4 ．原核生物的基因调控机制是A ．顺式作用元件B ．反式作用因子C ．顺式作用蛋白D ．操纵序列E ．特异因子5 ．由特定基因编码，对另一基因转录具有调控作用的转录因子6 ．影响自身基因表达活性的 DNA 序列7 ．由特定基因编码，对自身基因转录具有调控作用的转录因子8 ．属于原核生物基因转录调节蛋白的是A ．lac 阻遏蛋白B ． RNA 聚合酶C ． c AMPD ． CAPE ．转录因子9 ．与 CAP 结合10 ．与启动序列结合11 ．与操纵序列结合A ．多顺反子B ．单顺反子C ．内含子D ．外显子E ．操纵子12 ．真核基因转录产物13 ．原核基因转录产物14 ．真核基因编码序列A ． UBF1B ． SL 1C ． ICRD ．TF Ⅲ BE ． UCE15 ．RNA polⅠ 所需转录因子，并能与 UCE 和核心元件结合16 ． tRNA 和 5S rRNA 基因的启动子17 ．人 rRNA 前体基因的启动子元件18 ． tRNA 和 5S rRNA 基因转录起始所需转录因子〔三〕 X 型选择题1 ．基因表达的方式有A ．诱导表达B ．阻遏表达C ．组成性表达D ．协调表达E ．随意表达2 ．基因表达终产物可以是A ．核酸B ． DNAC ． RNAD ．多肽链E ．蛋白质3 ．在遗传信息水平上影响基因的表达包括A ．基因拷贝数B ．基因扩增C ． DNA 的甲基化D ． DNA 重排E ．转录后加工修饰4 ．操纵子包括A ．编码序列B ．启动序列C ．操纵序列D ．调节序列E ．顺式作用元件5 ．下列哪些是转录调节蛋白A ．特异因子B ．阻遏蛋白C ．激活蛋白D ．组蛋白E ．反式作用因子6 ．基因转录激活调节的基本要素有A ．特异 DNA 序列B ．转录调节蛋白C ． DNA-RNA 相互作用D ． DNA- 蛋白质相互作用E ．蛋白质 - 蛋白质相互作用7 ．通常组成最简单的启动子的组件有A ． TATA 盒B ． GC 盒 C ． CAAT 盒D ．转录起始点E ．上游激活序列8 ．关于启动子的叙述哪些是错误的A ．开始转录生成 m RNA 的 DNA 序列B ． m RNA 开始被翻译的序列C ． RNA 聚合酶开始结合的 DNA 序列D ．阻遏蛋白结合 DNA 的部位E ．产生阻遏物的基因9 ．基因表达过程中仅在原核生物中出现而真核生物没有的是A ． AUG 用作起始密码子B ．σ 因子C ．电镜下的“ 羽毛状〞现象D ．多顺反子 m RNAE ．多聚核糖体现象二、是非题1 ．管家基因在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达，且表达水平是一成不变的。
生物化学：基因表达调控(名词解释)
1. 顺式作用元件（cis-acting element）是指可以影响自身基因表达活性的真核DNA序列。
2. 反式作用因子（trans-acting factor）.指调控转录的蛋白质因子。
它们由某一基因表达后通过与特异的顺式作用元件相互作用，反式激活另一基因的转录。
3. 管家基因（housekeeping gene）.某些基因产物对生命全过程都是必需的或必不可少的。
这类基因在一个生物个体的几乎所有细胞中均表达，被称为管家基因。
4. 基因表达的时空性.即基因表达的时间、空间特异性。
时间特异性：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。
在多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶段特异性。
空间特异性：在个体生长全过程，某种基因产物在个体在不同组织或器官表达，即按空间顺序出现。
5. 启动子（promoter）启动子指RNA聚合酶结合位点周围的一组转录调控组件，包括至少一个转录起始点以及一个以上的功能组件。
6. 增强子（enhancer）指远离转录起始点（1~30kb），决定基因的时间，空间特异性表达，增强启动子转录活性的DNA序列，其发挥作用的方式通常与方向，距离无关。
7. 沉默子（silencer）是某些基因含有负性调节元件，当其结合特异蛋白质因子时，对基因转录起阻遏作用。
8. 基本转录因子基本转录因子（general transcription factor）为RNA 聚合酶结合启动子所必需的一组蛋白质因子，决定三种RNA（tRNA、mRNA及rRNA）转录的类别。
9. 特异转录因子特异转录因子（special transcription factor）：为个别基因转录所必需，决定该基因的时间、空间特异性表达，故称特异转录因子10.基因组基因组（genome）：指一个细胞或病毒所携带的全部遗传信息或整套基因。
11.基因表达基因表达：指储存遗传信息的基因转录及翻译合成蛋白质，或者经转录合成RNA的过程。
原核与真核生物基因表达的特点乳糖操纵子的结构`调节机制
（二）诱导和阻遏表达
某些基因的表达水平随外环境信号变化 呈现升高或降低的现象。表达升高的为诱导 ，表达降低的为阻遏。
环境信号 诱导 阻遏
表达增强
协调表达
表达减弱
四、基因表达调控的生物学意义
（一）适应环境、维持生长和增殖 外环境不断变化 机体相应的适应性应答 生物体适应变化着的环境、维持正常生长 （二）维持个体发育与分化
3 DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用
4 RNA聚合酶
1 特异的DNA序列
原核生物：启动序列、操纵序列、调节序列
-35区
TTGACA
-10区
TATAAT
转录起始
真核生物：
B A
RNA聚合酶 转录起始
顺式作用元件（在编码基因的一侧） （可影响自身基因表达活性的DNA序列）
转录起始 A
顺式作用元件（在编码基因的两侧） B
2 调节蛋白
原核生物：
特异因子
CAP 启动序列
RNA聚合酶
操纵区
转录起始
激活蛋白
阻遏蛋白
特异因子 决定RNA聚合酶对启动区的识别和结合力 阻遏蛋白 与操纵区结合，阻遏基因转录 激活蛋白 促进RNA聚合酶与启动区结合，增强酶活性
真核生物：转录因子
反式作用
转录起始点
P
顺式作用
3 DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用
O
Z
高半乳糖、低葡萄糖
Y A
RNA聚合酶
I
P
O
高葡萄糖、低半乳糖
Z Y A
阻遏蛋白 I P O 高葡萄糖、高半乳糖
Z Y A
（一）转录衰减
三、其他转录调节机制
(色氨酸水平低时)
生物化学代谢调控基因表达的调控
一、原核生物：主要是转录水平调控（一）操纵子模型：包括结构基因和控制部位。
大肠杆菌的乳糖操纵子包括三个结构基因：b半乳糖苷酶、半乳糖苷透性酶和b半乳糖苷转乙酰酶。
操纵基因可与调节基因编码的阻遏蛋白结合，抑制转录。
乳糖等诱导物可使阻遏蛋白变构，解除抑制。
（二）降解物阻遏：有些调节基因起正调节作用，如腺苷酸受体蛋白，可被环腺苷酸活化，作用于启动子，促进转录。
分解葡萄糖的酶是组成酶，葡萄糖的降解物对乳糖、阿拉伯糖等操纵子有阻遏作用，称为降解物阻遏。
降解物可抑制腺苷酸环化酶，活化磷酸二酯酶，降低环腺苷酸浓度，抑制转录。
（三）衰减子：可终止和减弱转录。
色氨酸操纵子的转录需要使核糖体结合在转录产物的特定部位，才能产生合适的构象以继续转录。
前导RNA可合成前导肽，当只缺少色氨酸时，核糖体停留在色氨酸密码子处，破坏衰减子的终止作用，转录可继续。
（四）生长速度的调节：生长速度由蛋白质合成速度控制，快速生长时核糖体数量增加。
缺乏氨基酸时核糖体RNA和转运RNA的合成显著下降，关闭大部分代谢活性，称为严紧控制。
未负载转运RNA与核糖体结合后引起鸟苷四磷酸和鸟苷五磷酸的合成，抑制核糖体RNA的转录起始，并增加RNA聚合酶在转录中的暂停，减缓转录。
（五）基因表达的时序控制：λ噬菌体的发育阶段由几个调节蛋白作用于不同的启动子和终止子而调控，早期基因的表达可打开后期基因，在后期又可关闭早期基因，使遗传信息按时序表达。
（六）翻译水平的调控：1.翻译能力的差异：由5’端的核糖体结合部位(SD序列)决定，而且用常见密码子的信使RNA翻译较快。
多顺反子RNA各个编码区的翻译频率和速度可以不同。
2.翻译阻遏：核糖体游离蛋白对自身的翻译有阻遏作用，可以使其蛋白与RNA相适应。
3.反义RNA：与信使RNA序列互补，结合后抑制其翻译。
可用于抑制有害基因的表达。
二、真核生物多级调节，特有长期调控。
（一）转录前调节：通过改变DNA序列和染色质结构而影响基因表达。
生物化学试题及答案-基因表达调控
基因表达调控一、单项选择题1.基因表达产物是A.RNAB.DNAC.蛋白质D.DNA和蛋白质E.RNA和蛋白质2. 基因表达调控可在多级水平上进行，但其基本控制点是：A．基因活化， B．转录起始 C．转录后加工D．翻译 E．翻译后加工3. 关于管家基因叙述错误的是A. 在生物个体的几乎各生长阶段持续表达B. 在生物个体的几乎所有细胞中持续表达C. 在生物个体全生命过程的几乎所有细胞中表达D. 在生物个体的某一生长阶段持续表达E. 在一个物种的几乎所有个体中持续表达4. 下列情况不属于基因表达阶段特异性的是，一个基因在A. 胚胎发育过程不表达，出生后表达B. 胚胎发育过程表达，在出生后不表达C.分化的骨骼肌细胞表达，在未分化的心肌细胞不表达D. 分化的心肌细胞表达，在未分化的心肌细胞不表达E. 分化的心肌细胞不表达，在未分化的心肌细胞表达5. 一个操纵子通常含有A. 数个启动序列和一个编码基因B. 一个启动序列和数个编码基因C. 一个启动序列和一个编码基因D. 两个启动序列和数个编码基因E. 数个启动序列和数个编码基因6. 操纵子的基因表达调节系统属于：A. 复制水平调节B. 转录水平调节C. 逆转录水平调节D. 翻译水平调节E. 翻译后水平调节7.在乳糖操纵子的基因表达中，乳糖的作用是：A.作为阻遏物结合于操纵基因B.作为辅阻遏物结合于阻遏物C.使阻遏物变构而失去结合DNA的能力D.抑制阻遏基因的转录E.使RNA聚合酶变构而活性增加8. Lac操纵子的阻遏蛋白由A. Z基因编码B. Y基因编码C. A基因编码D. I基因编码E. 以上都不是9. 阻遏蛋白识别操纵子的A 启动基因B 结构基因C 操纵基因D 内含子E 外显子10. 分解代谢物基因激活蛋白（CAP）对乳糖操纵子表达的影响是：A 正性调控B 负性调控C 正/负调控D 无控制作用E 可有可无11.cAMP与CAP结合、CAP介导正性调节发生在A 葡萄糖及cAMP浓度极高时B 没有葡萄糖及cAMP较低时C 没有葡萄糖及cAMP较高时D 有葡萄糖及cAMP较低时E 有葡萄糖及CAMP较高时12.与DNA结合并阻止转录进行的蛋白质是A.正调控蛋白B.反式作用因子C.诱导物D.分解代谢基因活化蛋白E.阻遏物13. 色氨酸操纵子调节过程涉及A. 转录水平调节B. 转录延长调节C. 转录激活调节D. 翻译水平调节E. 阻遏蛋白和“衰减子”调节14.当培养基中色氨酸浓度较大时，色氨酸操纵子处于：A.诱导表达B.阻遏表达C.基本表达D.组成表达E.协调表达15.顺式作用元件是指A. 非编码序列B. TATA盒C. GC盒D.具有调节功能的特异DNA序列E. 具有调节功能的蛋白质16. 反式作用因子是指A. 对自身基因具有激活功能的调节蛋白B. 对另一基因具有激活功能的调节蛋白C. 具有激活功能的调节蛋白D. 具有抑制功能的调节蛋白E. 对特异基因转录具有调控作用的一类调节蛋白17.关于启动子的叙述下列哪一项是正确的？A.开始被翻译的DNA序列B.开始转录成mRNA的DNA序列C.开始结合RNA聚合酶的DNA序列D.产生阻遏物的基因E.阻遏蛋白结合的DNA序列18. 大多数处于活化状态的真核基因对Dnase IA. 高度敏感B. 低度敏感C. 中度敏感D. 不敏感E. 不一定19. 构成最简单的启动子的常见功能组件是A. TATA盒B. GC盒C. CAAT盒D. 上游调控序列（UAS）E. 以上都不是20. 基本转录因子中直接识别、结合TATA盒的是A. TFII AB. TFII BC. TFII CD. TFII DE. TFII E二、多项选择题1.基因表达调控可以发生在A.转录水平B.复制水平C.转录起始D.翻译水平E.翻译后水平2.参与原核基因表达调控的有A.阻遏蛋白B.激活蛋白C.基本转录因子D.σ特异因子E.某些小分子化合物3.真核基因表达调控特点是：A.正性调控占主导B.负性调控占主导C.转录与翻译分隔进行D. 转录与翻译偶联进行E.伴有染色体结构变化4.下述蛋白质基因表达具有组织特异性的是A.磷酸甘油醛脱氢酶B.胰岛素C.血红蛋白D.HMG CoA裂解酶E.丙酮酸脱氢酶5.顺式作用元件必须与下列因子特异结合才能发挥转录调节活性A.启动子B.增强子C.沉默子D.蛋白因子E.反式作用因子6.一个操纵子必含有A.一个编码基因B.数个编码基因C.一个启动序列D.一个操纵序列E.数个启动序列7.在lac操纵子中起调控作用的是A.I基因B.P序列C.Y基因D.O序列E.Z基因8.通常组成启动子的元件有A.TATA盒B.UAS序列C.CAAT盒D.转录起始点E.GC盒9.在乳糖操纵子机制中起正性调节的因素是A.阻遏蛋白去阻遏B.cAMP水平升高C.葡萄糖水平升高D.cAMP水平降低E.葡萄糖水平降低10.基因表达产物可以是A.tRNAB.mRNAC.rRNAD.多肽链E.蛋白质11.乳糖操纵子的诱导剂是A.葡萄糖B. IPTGC.β-半乳糖苷酶D.透酶E.乳糖12.下面关于启动子的描述正确的是：A 作为模板转录成RNAB 属于顺式作用元件部分的特异碱基序列C 具有多聚U尾巴和回文结构D 作为RNA聚合酶结合并启动转录的碱基序列E. 是RNA上的特异碱基序列三、填空题1 ．基因表达的终产物可以是 _________ ，也可以是 _________ 。
生化生物化学名词解释 (3)重点知识总结
1．模体：是蛋白质分子中具有特定空间构象和特定功能的结构成分。
其中一类就是具有特殊功能的超二级结构，一个模体总有其特征性的氨基酸序列，并发挥特殊的功能。
2．等电点：在某一溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，呈电中性，此时该溶液的pH值即为该氨基酸的等电点。
.3．蛋白质的一级结构就是蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序。
主要化学键是肽键，有的还包含二硫键。
4．蛋白质二级结构是指多肽链的主链骨架中若干肽单元，各自沿一定的轴盘旋或折叠，并以氢键为主要次级键而形成的有规则或无规则的构象，如α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规卷曲等。
蛋白质二级结构一般不涉及氨基酸残基侧链的构象。
5．蛋白质的三级结构是指多肽链在二级结构的基础上,由于氨基酸残基侧链R基的相互作用进一步盘曲或折迭而形成的特定构象。
也就是整条多肽链中所有原子或基团在三维空间的排布位置。
稳定主要靠次级键，包括氢键、盐键、疏水键以及范德华力等。
此外，某些蛋白质中二硫键也起着重要的作用。
6．蛋白质的四级结构是指由两个或两个以上亚基之间彼此以非共价键相互作用形成的更为复杂的空间构象。
主要稳定因素：氢键、离子键。
7．分子病：蛋白质分子发生变异导致的疾病。
8．蛋白质变性：天然蛋白质在某些物理或化学因素作用下，其特定的空间结构被破坏，从而导致理化性质改变和生物学活性的丧失，称为蛋白质的变性作用9．变构效应：蛋白质的空间结构的改变伴随其功能的变化。
10．DNA变性：在某些理化因素（温度、pH值、有机溶剂和尿素等）的作用下，维持DNA 双螺旋结构的作用力氢键和碱基堆积力被破坏，形成无规线团状分子，从而引起核酸理化性质和生物学功能的改变。
11.Tm值：通常将紫外吸收的增加量达最大量一半时的温度称熔解温度，用Tm表示12.Km值：米氏常数Km值。
等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度，单位是mol/L13.同工酶：是指催化相同的化学反应，但酶蛋白的分子结构，理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶（一同三不同）14.酶的别构调节：体内一些代谢物可与某些酶的活性中心外的某个部位非共价可逆结合，引起酶的构象改变，从而改变酶的活性。
基础生物化学 第十四章 代谢的调控综述
结构基因 D C B A
一、通过控制酶的生物合成调节代谢6
色氨酸操纵子可阻遏调控系统1
调节 基因
R 启 动 操纵 子 基因 P O E 结构基因 D C B A
转录
阻遏mRNA翻译Leabharlann 无活性阻 遏蛋白酶蛋白
一、通过控制酶的生物合成调节代谢7
控制mRNA，从而控制蛋白质生物合成的机制。 此学说认为DNA上有结构基因、操纵基因、启动 子和调节基因。各基因在染色体上顺次连接成 一个连锁群。通常抑制物对操纵基因进行控制， 从而控制结构基因。操纵子上的每个结构基因 都可合成mRNA，而mRNA又去控制多肽链的形成。
一、通过控制酶的生物合成调节代谢2
第二节 激素的调节
一、通过控制激素生物合成的调节代谢
二、通过激素对酶活性影响的调节代谢
三、通过激素对酶合成诱导作用的调节代谢
四、参与代谢调控的激素
一、通过控制激素的生物合成调节代谢
激素主要有腺体激素和垂体激素。
腺体激素的合成和分泌是受脑垂体激素的控
制,而垂体激素的分泌是受下丘脑的神经激素 的控制，丘脑还要受大脑皮质协调中枢的控制。
第十四章 代谢调节综述1（调节机构）
代谢的调节机构有以下四种
1.酶的调节
2.激素的调节
3.反义核酸的调节 4.神经的调节
第十四章 代谢调节综述2（图示）
糖类、脂类、蛋白质及核酸代谢的相
互联系
南大P475（14-1）
第十四章 代谢调节综述3（总）
第一节 酶的调节
第二节 激素的调节
第三节 反义核酸的调节
三、相反单向反应对代谢的调节1
第十四章细胞分化与基因表达调控
第⼗四章细胞分化与基因表达调控第⼗四章细胞分化与基因表达调控⼀、填空题：1、癌细胞内染⾊质，染⾊体的和发⽣改变，细胞核，核仁，核质，癌细胞群分裂相，细胞形态是呈和形。
细胞膜表⾯出现和。
2、在个体发育过程中，通常是通过来增加细胞的数⽬，通过来增加细胞的类型。
3、细胞分化的关键在于特异性的合成，实质是在时间和空间上的差异表达。
4、从⼀种类型的分化细胞转变成另⼀种类型的分化细胞，往往要经历和的过程。
5、根据分化阶段的不同，⼲细胞分为和；按分化潜能的⼤⼩，可将⼲细胞分为、和三种。
6、Dolly⽺的诞⽣，说明⾼度分化的哺乳动物的也具有发育全能性，它不仅显⽰⾼等动物细胞的分化复杂性，⽽且也说明卵细胞的对细胞分化的重要作⽤。
7、基因与基因的突变，使细胞增殖失控，形成肿瘤细胞。
8、细胞分化是基因的结果，细胞内与分化有关的基因按其功能分为和两类。
9、编码免疫球蛋⽩的基因是基因，编码rRNA的基因是基因。
10、癌症与遗传病不同之处在于，癌症主要是的DNA的突变，不是的DNA的突变。
⼆、选择题：1、同源细胞逐渐变为结构和功能及⽣化特征上相异细胞的过程是（）A.增殖B.分裂C.分化D.发育E.衰⽼2、从分⼦⽔平看，细胞分化的实质是（）A.特异性蛋⽩质的合成B.基本蛋⽩质的合成C.结构蛋⽩质的合成D.酶蛋⽩质的合成E.以上都不是3、维持细胞最低限度的基因是（）A.奢侈基因B.结构基因C.调节基因D.管家基因E.以上都不是4、⽣物体的细胞中，全能性最⾼的细胞是（）A.体细胞B.⽣殖细胞C.⼲细胞D.受精卵E.上⽪细胞5、关于细胞分化的叙述,错误的是（）A.分化是因为遗传物质丢失B.分化是因为基因扩增C.分化是因为基因重组D.分化是转录⽔平的控制E.分化是翻译⽔平的控制6、细胞分化过程中，不能激活基因进⾏选择性表达的因素是（）A.DNAB.RNAC.组蛋⽩D.酶蛋⽩E.⾮组蛋⽩7、细胞分化的实质是（）A、基因选择性表达B、基因选择性丢失C、基因突变D、基因扩增8、关于肿瘤细胞的增殖特征，下列说法不正确的是（）。
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原核基因转录的调节
Regulation of Prokaryotic Gene Transcription
一、乳糖操纵子调节机制
（一）乳糖操纵子(lac operon)的结构
调控区
结构基因
DNA
P OZ YA
操纵序列 启动序列 CAP结合位点
Z： β-半乳糖苷酶 Y： 透性酶 A：乙酰基转移酶
（二）阻遏蛋白的负性调节
阻遏基因
DNA
I
pPol O Z Y A
mRNA 阻遏蛋白
没有乳糖存在时
DNA
这种调节作用称为反式作用。
还有蛋白质因子可特异识别、结合自 身基因的调节序列，调节自身基因的表达， 称顺式作用。
DNA
mRNA 蛋白质A
C
a
A c
顺式调节
C
反式调节
A
B
DNA mRNA 蛋白质C
2. DNA - 蛋白质 的相互作用 蛋白质-蛋白质
指的是反式作用因子与顺式作用元件之 间的特异识别及结合。通常是非共价结合， 被识别的DNA结合位点通常呈对称、或不完 全对称结构。
DNA B
转录起始点
A
编码序列
不同真核生物的顺式作用元件中也会发现 一些共有序列 ，如TATA盒、CAAT盒等，这 些共有序列是RNA聚合酶或特异转录因子的 结合位点。
2) 真核基因的调节蛋白
反式作用因子(trans-acting factor)
由某一基因表达产生的蛋白质因子， 通过与另一基因的特异的顺式作用元件相 互作用，调节其表达。
A
tRNATyr TTTACA N16 TATGAT N7
A
lac
TTTACA N17 TATGTT N6
A
recA TTGATA N16 TATAAT N7
A
Ara BAD CTGACG N16 TACTGT N6
A
TTGACA
TATAAT 共有序列
共有序列(consensus sequence) 决定启动 序列的转录活性大小。
四、基因表达调控的生物学意义
（一）适应环境、维持生长和增殖 （二）维持个体发育与分化
五、基因表达调控的基本原理
（一）基因表达的多级调控
基因 激活
转录起始 转录后加工 mRNA降解
蛋白质翻译 翻译后加工修饰 蛋白质降解等
（二）基因转录激活调节
基因表达的调节与基因的结构、性 质，生物个体或细胞所处的内、外环境， 以及细胞内所存在的转录调节蛋白有关。
（一）时间特异性
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(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)。
目录
（二）空间特异性
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(spatial specificity)。
绝大多数调节蛋白质结合DNA前，需通 过蛋白质-蛋白质相互作用，形成二聚体 (dimer)或多聚体(polymer)。
3. RNA聚合酶
⑴ 原核启动序列/真核启动子与RNA聚合酶 活性
RNA聚合酶与其的亲和力，影响转录。
⑵ 调节蛋白与RNA聚合酶活性
一些特异调节蛋白在适当环境信号刺激下表 达，然后通过DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互 作用影响RNA聚合酶活性。
基因表达伴随时间顺序所表现出的这种分 布差异，实际上是由细胞在器官的分布决定的， 所以空间特异性又称细胞或组织特异性(cell or tissue specificity)。
目录
三、基因表达的方式
按对刺激的反应性，基因表达的方式分为：
（一）组成性表达
某些基因在一个个体的几乎所有细胞中持 续表达。通常该基因被称为管家基因 (housekeeping gene)。
可诱导基因在特定环境中表达增强的过程， 称为诱导(induction)。
如果基因对环境信号应答是被抑制，这种 基因是可阻遏基因。可阻遏基因表达产物水平 降低的过程称为阻遏(repression)。
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，即为协调表达(coordinate expression)，这种 调节称为协调调节(coordinate regulation)。
1. 特异DNA序列和调节蛋白质
原核生物
—— 操纵子(operon)
启动序列 (promoter)
编码序列
其他调节序列
蛋白质因子
操纵序列 (operator)
特异DNA序列
1) 启动序列
-35区
trp
TTGACA
是RNA聚合酶结合并启动转录 的特异DNA序列。
-10区
RNA转录起始
N17 TTAACT N7
3) 其他调节序列、调节蛋白
例如： 激活蛋白(activator)可结合启动序列邻近 的DNA序列，促进RNA聚合酶与启动序列的 结合，增强RNA聚合酶活性。
有些基因在没有激活蛋白存在时，RNA 聚合酶很少或完全不能结合启动序列。
真核生物
1) 顺式作用元件(cis-acting element) ——可影响自身基因表达活性的DNA序列。
无论表达水平高低，管家基因较少受环境 因素影响，而是在个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。区 别于其他基因，这类基因表达被视为组成性基 因表达(constitutive gene expression)。
（二）诱导和阻遏表达
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，这种基因称为可诱导 基因。
第十四章 基因表达调控
（Regulation of Gene Expression）
目录
一、基因表达的概念
* 基因组(genome)
一个细胞或病毒所携带的全部遗传信息或 整套基因。
* 基因表达(gene expression)
基因经过转录、翻译，产生具有特异生物学 功能的蛋白质分子的过程。
目录
二、基因表达的特异性
某些特异因子（蛋白质）决定RNA聚合 酶对一个或一套启动序列的特异性识别和结 合能力。
2 操纵序列 ——阻遏蛋白Fra bibliotekrepressor)的结合位点。
当操纵序列结合有阻遏蛋白时，会阻碍 RNA 聚 合 酶 与 启 动 序 列 的 结 合 ， 或 是 RNA 聚 合酶不能沿DNA向前移动 ，阻碍转录。
启动po序l 列 操阻纵遏序蛋白列 编码序列