第七章基因表达与调控下真核基因表达调控一般规律
7 真核基因表达调控的一般规律
2800bp
161bp
4500bp
205bp 327bp
初始转录本： 在唾液腺中转录 成熟 mRNA： 1663nt 初始转录本： 在肝中转录 成熟 mRNA： 1773nt 图 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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三、真核生物DNA水平上的基因表达调控
ε 图
Gγ Aγ
ψβ
δ β
人 类 血 红 蛋 白 的 α 和β 基 因 簇
人α珠蛋白基因簇位于16号染色体短臂上，约占 30kb左右，其中δ为胚胎期基因。 β珠蛋白基因簇位于11号染色体短臂上，约占 50-60kb，其中ε为胚胎期基因，Gγ和Aγ为胎儿型 基因，δ和β为成人期基因。
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一、基因家族（gene family）
基因家族：真核生物的基因组中有很多来源相同、南 结构相似、功能相关的基因。 如：编码组蛋白、免疫球蛋白和血红蛋白的基因 都属于基因家族 。
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基因簇（gene cluster）：同一家族中的成 员有时紧密地排列在一起。 更多的时候，它们却分散在同一染色体的 不同部位，甚至位于不同的染色体上，具有 各自不同的表达调控模式。
“泡”状或“环”状结构，有时还能看到RNP沿着这些
突起结构移动，表明这些DNA正在被RNA聚合酶所转录。
2、基因丢失：
在细胞分化过程中，可以通过丢失掉某些基因而
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去除这些基因的活性。某些原生动物、线虫、昆虫
和甲壳类动物在个体发育中，许多体细胞常常丢失
掉整条或部分的染色体，只有将来分化产生生殖细
第七章原核生物的基因调控
第七讲原核生物的基因调控科学家把这个从DNA到蛋白质的过程称为基因表达(gene expression)，对这个过程的调节就称为基因表达调控(gene regulation或gene control)。
要了解动、植物发展发育的规律、形态布局特征和生物学功能，就必需弄清楚基因表达调控的时间和空间概念，掌握了基因表达调控的奥秘，我们手中就有了一把揭示生物学微妙的金钥匙。
基因表达调控主要暗示在以下几个方面：①转录程度上的调控(transcriptional regulation)；②mRNA加工成熟程度上的调控(differential processing of RNAtranscript)；③翻译程度上的调控(differential translation of mRNA).原核生物中，营养状况(nutritionalstatus)和环境因素(environmental factor)对基因表达起着举足轻重的影响。
在真核生物尤其是高等真核生物中，激素程度(hormone level)和发育阶段(developmental stage)是基因表达调控的最主要手段，营养和环境因素的影响力大为下降。
二、基因表达调控的底子道理〔一〕基因表达的多级调控基因的布局活化、转录起始、转录后加工及转运、mRNA降解、翻译及翻译后加工及蛋白质降解等均为基因表达调控的控制点。
可见，基因表达调控是在多级程度长进行的复杂事件。
此中转录起始是基因表达的底子控制点。
四个底子的调控点：〔1〕基因布局的活化。
DNA表露碱基后RNA聚合酶才能有效结合。
活化状态的基因暗示为：1.对核酸酶敏感；2.结合有非组蛋白及修饰的组蛋白；3.低甲基化。
〔2〕转录起始。
最有效的调节环节，通过DNA元件与调控蛋白彼此作用来调控基因表达。
〔3〕转录后加工及转运。
RNA编纂、剪接、转运。
〔4〕翻译及翻译后加工。
翻译程度可通过特异的蛋白因子阻断mRNA 翻译翻译后对蛋白的加工、修饰也是底子调控环节。
分子生物学8 基因的表达与调控(下)——真核基因表达调控的一般规律
第七章基因的表达与调控（下）——真核基因表达调控的一般规律重点：1. 真核生物的基因结构与转录活性2. 真核基因的转录3. 真核基因转录调控的主要模式难点：1. 真核生物的基因结构与转录活性2. 真核基因的转录3. 反式作用因子4. 真核基因转录调控的主要模式课时分配：8学时真核生物和原核生物在基因表达调控的巨大差别是有两者基本生活方式不同所决定的。
原核生物一般为自由生活的单细胞，只要条件合适，养料供应充分，它们就能无限生长、分裂。
因此，它们的调控系统就是要在一个特定的环境中为细胞创造高速生长的基础，或使细胞在受到损伤时，尽快得到修复。
它们主要通过转录调控，以开启或关闭某些基因的表达来适应环境条件。
环境因子往往是调控的诱导物，群体中每个细胞对环境的反应都是直接和基本一致的。
真核生物主要由多细胞组成，每个真核细胞所携带的基因数量及总基因组中蕴藏的遗传信息量都大大高于原核生物。
真核生物基因组DNA中有许多重复序列，基因内部还常插入不翻译成蛋白质的序列，都影响了真核基因的表达。
真核生物的DNA还常与蛋白质（包括组蛋白和非组蛋白）结合，形成十分复杂的染色质结构。
染色质构象的变化，染色质中蛋白质的变化及染色质对DNA酶敏感程度的变化等都会对基因表达产生重要影响。
此外，真核生物染色质被包裹在细胞核内，基因的转录和翻译被核膜所隔开，核内RNA的合成与转运，细胞质中RNA的剪接和加工等无不扩大了真核生物基因调控的范围，使真核生物基因调控达到了原核生物所不可能拥有的深度和广度。
对大多数真核生物来说，基因表达调控最明显特征是能在特定的时间和特定的细胞中激活特定的基因，从而实现“预定”的、有序的、不可逆转的分化、发育过程，并使生物的组织和器官保持正常功能。
1. 真核生物基因表达调控与原核不同点在于：（1）转录激活与染色体转录区特定结构相适应（2）正性调节占主导（3）转录与翻译在空间上的分离（4）更多、更复杂的调控蛋白真核生物基因表达调控可分为两大类，第一类是瞬时调控或称为可逆性调控，它相当于原核细胞对环境条件的变化所作出的反应，包括某种底物或激素水平升降时，或细胞周期不同阶段中酶活性的调节；第二类是发育调控或称为不可逆性调控，是真核基因调控的精髓部分他决定了真核细胞生长、分化、发育的全部进程。
基因表达与调控(下)真核基因表达调控一般规律
真核生物基因调控，根据其性质可分为两大类：
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 平升降及细胞周期不同阶段中酶活性和浓度的调节。
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，它决定了真核细胞生长、分化、发育的全部 进程。
根据基因调控在同一事件中发 生的先后次序又可分为：
7. 真核生物大都为多细胞生物，在个体发育过程中逐步 分化形成各种组织和细胞类型。分化是不同基因表达的结 果。不同类型的细胞，功能不同，基因表达的情况也不一 样。某些基因仅特异地在某种细胞中表达，称为细胞特异 性或组织特异性表达，因而具有调控这种特异性表达的机 制。
8. 真核生物对外界环境条件变化的反应和原核生物十分不 同。同一群原核生物细胞处在相同的环境条件中，对环境 条件的变化会作出基本一致的反应；而真核生物常常只有 少部分细胞基因的表达直接受到环境条件变化的影响和调 控，其他大部分间接或不受影响。
组蛋白的作用
• 组蛋白是带正电荷的碱性蛋白质，可与DNA链上 带负电荷的磷酸基相结合，从而封闭了DNA分子， 妨碍基因转录。活跃转录的染色质区段中H1水平 降低。
• 转录活跃的区域也 常缺乏核小体的结 构，并且对核酸酶 敏感度增加。
8 基因表达与调控（下）
——真核基因表达调控一般规律
• 真核生物（除酵母、藻类和原生动物等单细胞类 之外）主要由多细胞组成，每个细胞基因组中蕴 藏的遗传信息量及基因数量都大大高于原核生物。
• 人类细胞单倍体基因组有3×109bp，为大肠杆菌 总DNA的800倍，噬菌体的10万倍左右！
真核基因表达调控的最显著特征是能在特定 时间和特定的细胞中激活特定的基因，从而实现 “预定”的、有序的、不可逆转的分化、发育过 程，并使生物的组织和器官在一定的环境条件范 围内保持正常功能。
最新大学生物遗传学第七章基因的表达与调控(下)—真核基因表达调控的一般规律PPT课件
2.活性染色质的结构特点
活性染色质上具有DNaseI超敏感位点。每个活 跃表达的基因都有一个或几个超敏感位点，大 部分位于基因5´端启动子区域。
活性染色质上具有核基质结合区（ matrix attachment region，MAR），MAR一般位于DNA 放射环或活性转录基因的两端。在外源基因两端 接上MAR，可增加基因表达水平10倍以上，说明 MAR在基因表达调控中有作用，是一种新的基因 调控元件。
五、染色质的结构与基因表达调控
1.活性染色质
按功能状态的不同可将染色质分为活性染色质和 非活性染色质。活性染色质是指具有转录活性的染 色质；非活性染色质是指没有转录活性的染色质。
活性染色质由于核小体发生构象的改变，往往具 有疏松的染色质结构。
“灯刷型”染色 体
真核细胞中基因转录的模板是染色质而不是裸 露的DNA，因此染色质呈疏松或紧密结构，即是 否处于活化状态是决定RNA聚合酶能否有效行使 转录功能的关键。
一、真核基因转录 （一）真核基因结构
“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。
（二）顺式作用元件 定义：影响自身基因表达活性的非编码DNA序列。 例： 启动子、增强子、沉默子等
（1）启动子：在DNA分子中，RNA聚合酶能够识别、 结合并导致转录起始的序列。
核心启动子和上游启动子元件
转录因子SP1 （GC 盒） 、连续的3个锌 指重复结构。
碱性-亮氨酸拉链
•二聚体 •亮氨酸之间相互作用形成 二聚体，形成“拉链” 。 •肽链氨基端有一个含20～ 30个碱性氨基酸的结构域， 能与DNA结合。
分子生物学考试大纲
第一部分课程性质与目标一、课程性质和特点《分子生物学》课程是我省高等教育自学考试生物工程专业（独立本科段）的一门重要的专业必修课程，通过本课程的学习要求学生熟知核酸（尤其是DNA）的基本生物化学特性，生物信息的储存、传递与表达过程，特别是基因的一般结构与生物功能，基因表达的调控原理。
掌握分子克隆与DNA重组的基本技术与原理，了解现代分子生物学基本研究方法，了解基因治疗与人类基因组计划、克隆技术的新成果和新进展。
激发学生对生命本质探索的热情，培养具备生命科学的基本知识和较系统的生物技术及其产业化的科学原理和工艺技术过程的基本理论和基本技能，能在生物产业领域的公司、工厂等企业单位从事生物工程及其高新技术产品生产、开发研究和企业经营管理工作的高级应用人才。
本课程在内容上共分十章，第一章介绍了分子生物学研究的主要内容及发展简况。
第二章是染色质、染色体、基因和基因组，重点介绍了遗传物质的分子结构、性质和功能，重点介绍了核酸的结构、功能、变性、复性和杂交等基本概念，也介绍了病毒核酸的相关知识和反义技术特点。
染色质和染色体的形态、组成和功能，基因的概念、功能和基本特征，基因组的概念、结构特点及有关基因组研究中基本理论和内容。
DNA的复制、突变、损伤和修复，主要介绍了DNA复制的过程、基因突变损伤和修复功能转座子结构特征和转座机制、以及遗传重组的机制。
第三、四章主要从动态角度探讨了遗传物质的运动的基本规律。
第三章是转录，重点介绍了转录的基本原理、转录过程及转录后加工过程和机制。
第四章是蛋白质的翻译，内容包括遗传密码、蛋白质合成、蛋白质的运转及蛋白质合成后的折叠和修饰加工，最后从应用的角度介绍了功能蛋白质研究的最新进展。
第五章介绍了分子生物学目前常用的基本研究方法。
第六、七章是基因表达的调控，分别从原核生物和真核生物两方面介绍了基因表达在转录和翻译水平上调控的机制。
第八章主要介绍了一些人类疾病的分子机制，以及基因治疗的概念。
第七章基因的表达与调控下——真核基因表达调控的一般规律ppt课件
第二节 真核基因的转录
一.真核生物基因转录的特点： 1. 转录启动子构造复杂，不同类型的RNA有不同的启动序列； 2. 多种RNA聚合酶转录不同的RNA产物； 3. 多个调理因子参与转录调理； 4. 转录和翻译在时间和空间上分隔，转录后存在广泛的加工。
1. 顺式调控元件cis acting elements：
位于基因周围能与特异转录因子结合而影响 转录的DNA序列，包括启动子、加强子等。
2. 反式调控因子trans acting factors：
与ＤＮＡ上特异序列结合的蛋白因子，对转 录起调控作用。如ＲＮＡ聚合酶等。
3. 转录复合物包括3个部分
基因簇——多顺反子构造
2. 分类： 〔1〕 串联反复多基因家族 组蛋白、tRNA rRNA 〔2〕 分散反复多基因家族 Alu 家族 〔3〕 不同组织、细胞类型、发育时期表
达的多基因家族 同工酶〔珠蛋白〕
3. 简单多基因家族 研讨发现，不同真核生物的rRNA转录起始位点临近
的序列完全不同——RNA聚合酶 I 启动子区有较大变异。 rRNA基因具有转录的种属特异性。 rRNA基因的特点： 以基因家族、基因簇的方式串联陈列，外显子较
二. 转录活化构造域 特征性构造： 1. 带负电荷的螺旋构造 2. 富含谷氨酰胺的构造 3.富含脯氨酸的构造
第四节 真核基因转录调控的主要方式
一. 蛋白质磷酸化、信号转导及基因表达 1.蛋白质磷酸化 2. 信号转导 二. 受cAMP 程度调控的A激酶 1. cAMP调控的A激酶活性 2. cAMP介导的蛋白质磷酸化过程
2. 基因扩增：指某些基因的拷贝数专注性大量添加的景象， 它使细胞在短期内产生大量的基因产物以满足生长发育的需求， 是基因活性调控的一种方式。
基因的表达调控上真核基因表达调控一般规律ppt文档
目前所知的真核生物基因表达调控的特点？
• 1、RNA聚合酶不同； • 2、多层次，不存在超基因式操纵子结构； • 3、个体发育复杂：基因表达的时间性和空间性；时间
性：个体发育的不同阶段，基因表达的种类和数量是 不同的；空间性：在不同组织和器官中，基因表达的 种类和数量是不同的； • 4、活性染色体结构变化：对核酸酶敏感 、DNA拓扑 结构变化 、DNA碱基修饰变化 、组蛋白变化； • 5、正性调节占主导； • 6、转录与翻译间隔进行，转录和翻译分开进行； • 7、转录后修饰、加工，初级转录产物要经过转录后加 工修饰。
• 但是要搞清楚人全部基因的功能及其相互关系、特别是 要明了基因表达调控的全部规律，还需要经历很长期艰巨 的研究过程。
PBL教学法？
• 真核基因表达调控的特点? ？复杂性
2 真核基因表达调控的特点
• 真核基因表达调控的环节更多 • 真核基因的转录与染色质的结构变化相关 • 真核生物基因组的非编码序列的存在与基因表达
基因的表达调控上真核基因表达调控一般规律
PBL教学法？
• 真核基因பைடு நூலகம்的复杂性?
• 真核基因表达调控的特点? • 真核基因表达调控的类型?
PBL教学法？
• 真核基因组的复杂性?
• 大、非编码序列、重复序列、染色质、调控的层 次和环节复杂、协调表达复杂
• 即使现在国际人基因组研究计划（human gene project）测出了人基因组3×109bp的DNA序列。
• 即多数真核基因在没有调控蛋白作用时是不转录的，需要表 达时就要有激活的蛋白质来促进转录。
• 换言之：真核基因表达以正（性）调控为主导。
2 真核基因表达调控的特点 2.1 真核基因表达调控的环节更多
真核基因表达调控的一般规律
(5) mRNA5 ′端非编码区长度对翻译的影响
铁结合调节蛋白
3′
3′
翻译起始因子(eIF2)的调控
2. mRNA稳定性调节
3′端非编码区结构影响其稳定性：重复 AUUUA序列，引起mRNA 不稳定;
蛋白因子的结合可改变mRNA的半衰期.
3.小分子RNA对翻译水平的影响(反义RNA)
真核生物基因多层次表达调控
一. DNA水平的调控* 二. 转录水平的调控----最重要 三. 转录后水平的调控* 四. 翻译水平的调控 五. 翻译后水平的调控*
一. DNA水平的调控
(1) 染色质的丢失 (2) 基因扩增 (3) 基因重排 (4) DNA甲基化 (表达降低, X染色体失活中心) (5) 染色体结构 (常染色质 和 异染色质)
3. 转录后的基因沉默（RNA干涉）
Posttranscriptional gene silencing (PTGS) = RNA interference(RNAi)
1. mRNA的选择性剪接
(1)内含子和外选子的选择
1. mRNA的选择性剪接
(2) 转录终止信号的选择
RNAi （RNA干扰）
去甲基化，转录 失活 甲基化，失活
•常染色质:结构松散， 基因表达
•异染色质:结构紧密， 基因不表达
•有基因表达活性的染 色质DNA对 DNaseⅠ 更敏感，即DnaseⅠ的 敏感性可作为该基因 的转录活性的标志。
二. 转录水平的调控---最重要
转录起始--反式作用因子活性调节 顺式作用元件 和 反式作用因子的相互作用; 以正调控为主
1.线虫、昆虫、哺乳动物、植物和真菌
3.生物学功能：细胞内免疫，阻止外源病毒 和核酸的入侵，阻断逆转作子的作用。
【教学】第七章 真核生物基因的表达调控
一、基因丢失（Gene loss）
在细胞分化过程中，可以通过丢失掉某些基因 而去除这些基因的活性。某些原生动物、线虫、昆 虫和甲壳类动物在个体发育中，许多体细胞常常丢 失掉整条或部分的染色体，只有将来分化产生生殖 细胞的那些细胞一直保留着整套的染色体。 例如：在蛔虫胚胎发育过程中，有27％DNA丢失。在高
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2、组蛋白和核小体对基因转录的影响
组蛋白扮演了非特异性阻遏蛋白的作用。组蛋 白与DNA结合阻止DNA上基因的转录，去除组 蛋白基因又能够恢复转录;
核小体结构影响基因转录，转录活跃的区域也 常缺乏核小体的结构。
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第三节 转录水平的基因表达调控
（ Transcriptional Regulation ）
翻译水平的调控 Translational Regulation
蛋白质加工水平的调控 Protein maturation and Processing
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第二节 DNA水平的基因表达调控
（Gene Regulation at DNA level）
❖基因丢失 ❖基因扩增 ❖基因重排 ❖DNA甲基化状态与调控 ❖染色体结构与调控
⑥ 许多增强子还受外部信号的调控， 如：金属硫蛋白的基因启动区上游所带的增强 子，就可以对环境中的锌、镉浓度做出反应。
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增强子的作用原理是什么呢？
增强子可能有如下3种作用 机制：
① 影响模板附近的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
1、根据基因表达调控的性质可分为两大类：
第一类是瞬时调控或称为可逆调控，它相当于原 核细胞对环境条件变化所做出的反应。瞬时调控 包括某种底物或激素水平升降，及细胞周期不同 阶段中酶活性和浓度的调节。
分子生物学基础第七章真核基因表达的调控第三节真核基因表达转录水平的调控
第七章 真核基因表达的调控
第三节 真核基因表达转录水平的调控
一、真核基因转录与染色质结构变化的关系 DNA绝大部分都在细胞核内与组蛋白等结合成染色质， 染色质的结构影响转录，至少有以下现象： 1．染色质结构影响基因转录 在真核细胞中以核小体为基本单位的染色质是真核基 因组DNA的主要存在方式。DNA盘绕组蛋白核心形成核小体， 妨碍了与转录因子及RNA聚合酶的靠近和结合，使基因的 活性受到抑制。 2．组蛋白的作用 组蛋白H1及核心组蛋白共同参与核小体的组装与凝聚。 在特殊氨基酸残基上的乙酰化、甲基化或磷酸化等修饰， 可改变蛋白质分子表面的电荷，影响核小体的结构，从而 调节基因的活性。
第三节 真核基因表达转录水平的调控
图7-6 碱性螺旋-环-螺旋结构图
第三节 真核基因表达转录水平的调控
螺旋-转角-螺旋结构域是最早发现于原核生物中的一个关键因子， 该结构域长约20个aa，主要是两个α-螺旋区和将其隔开的β转角。 其中的一个被称为识别螺旋区，因为它常常带有数个直接与DNA序列 相识别的氨基酸。其结构如图7-3所示。
图7-3 螺旋-转角-螺旋结构及其与 DNA的结合
第三节 真核基因表达转录水平的调控
2．增强子 增强子是指能使基因转录频率明显增加的DNA序列。增强子的作 用有以下特点。 ①增强效应十分明显。一般能使基因转录频率增加10~200倍，有 的可以增加上千倍， ②增强效应与其位置和取向无关。 ③大多为重复序列。 ④增强效应有严密的组织和细胞特异性。说明只有特定的蛋白质 （转录因子）参与才能发挥其功能。 ⑤没有基因专一性，可以在不同的基因组合上表现增强效应。 ⑥许多增强子还受外部信号的调控，如金属硫蛋白的基因启动区 上游所带的增强子，就可以对环境中的锌、镉浓度做出反应。 ⑦增强子要有启动子才能控
真核基因表达调控一般规律共101页
真核基因表达调控一般 规律
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
第七讲真核基因表达调控
动子区的高亲和力，而能与腺病毒相结合。族蛋 白主要以异源多聚体的形式存在。
除了和族蛋白能与区结合外，科学家还从小鼠肝 细胞里发现两个区结合蛋白。对序列有较强的亲 和力，而则对卵清蛋白基因启动子区的有高亲和 力。因此，在启动区发现某个保守序列，并不等 于同一个蛋白因子参与了该基因的调控。
Ⅱ.真核基因启动子
真核生物有类聚合酶，负责转录类不同的启动子。
由聚合酶负责转录的基因，启动子（类）比较单一，
由转录起始位点附近的两部分序列构成。第一部分是核心 启动子（ ），由—位核苷酸组成，单独存在时就足以起 始转录。另一部分由—位序列组成，称为上游调控元件， 能有效地增强转录效率。
由聚合酶Ⅲ负责转录的是、和某些核内小分子（），
原核生物的半衰期很短，平均大约。高等真核生物迅速生长的细 胞中的半衰期平均。在高度分化的终端细胞中许多极其稳定， 有的寿命长达数天。
转运铁蛋白受体（）和铁蛋白负责铁吸收和铁解毒。这两个上 存在相似的顺式作用元件，称为铁应答元件（ ，）。与结合 蛋白（）相互作用控制了这两个的翻译效率。当细胞缺铁时， 与具有高亲和力，两者的结合有效地阻止了铁蛋白的翻译，与 此同时， 上'非翻译区中的也与特异结合，有效地阻止了 的降 解，促进蛋白的合成。
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（ ）等。
研究基因调控主要应回答个问题： ① 什么是诱发基因转录的信号？ ② 基因调控主要是在哪一步（模板的转录、 的成熟或蛋白质合成）实现的？ ③ 不同水平基因调控的分子机制是什么？
一、 真核基因组的一般构造特点
白的基因启动区上游所带的增强子，就可以对环 境中的锌、镉浓度做出反应。
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第七章基因表达与调控下真核基因 表达调控一般规律
1. “开放”型活性染色质结构对转录的影响
核小体结构的消除或改变、DNA分子从右旋型 变为左旋型等，使结构基因暴露，促进转录因子与启 动子结合，诱发基因钻录。
2. 基因扩增：指某些基因的拷贝数专一性大量增 加的现象，它使细胞在短期内产生大量的基因产物以 满足生长发育的需要，是基因活性调控的一种方式。
（4）翻译水平的调控
① 翻译水平的调控主要是控制mRNA的稳 定性和mRNA翻译的起始频率，是一种迅速控 制基因表达的方式，是各种高等生物广泛采 用的调控方式。
② 翻译水平上的调控机制大致可以分为 两种类型：
固定装置式调控
非固定装置式调控
第七章基因表达与调控下真核基因 表达调控一般规律
（5） 翻译后水平的调控 mRNA翻译的产物－－新生多肽链大多 是没有生物学活性的，必须经过加工、修饰 才能成为有活性的蛋白质
二. 基因家族 gene family 1. 概念 基因组中来源相同、结构相似、功能相
关的一组基因成为基因家族（gene family）。 一些基因彼此靠近，成串地排列在一起，这 种基因排列结构叫基因簇（gene cluster）。 在基因家族结构中经常会看到基因簇结构。
基因簇——多顺反子结构
第七章基因表达与调控下真核基因 表达调控一般规律
2. 分类：
（1） 串联重复多基因家族
组蛋白、tRNA rRNA
（2） 分散重复多基因家族
Alu 家族
（3） 不同组织、细胞类型、发育时期表 达的多基因家族
同工酶（珠蛋白）
第七章基因表达与调控下真核基因 表达调控一般规律
3. 简单多基因家族
研究发现，不同真核生物的rRNA转录起始位点邻近 的序列完全不同——RNA聚合酶 I 启动子区有较大变异。
第七章基因表达与调控下真核基因 表达调控一般规律
（6）真核生物的RNA在细胞核中合成，只 有经转运穿过核膜，到达细胞质后，才能被翻 译成蛋白质。原核生物中不存在严格的空间间 隔，转录和翻译是相偶联的。
（7）许多真核生物的基因只有经过复杂的 成熟和剪接过程，才能顺利地翻译成蛋白质。
第七章基因表达与调控下真核基因 表达调控一般规律
的调控作用 ② 基因修饰对基因表达的调控作用 ③ 基因丢失 ④ 基因扩增 ⑤ 基因重排
第七章基因表达与调控下真核基因 表达调控一般规律
（2） 转录水平的调控
① 转录水平的调控是真核基因表达调控中 最重要的环节，大多数生物基因在转录水平的 调控是决定细胞质中mRNA水平的一个最重要方 式，调控主要通过反式作用因子和RNA聚合酶 的相互作用来实现。
2. 外显子与内含子的连接区 大多数内含子都有特异的保守序列，其5ˊ端为
GT，，3ˊ端为AG。
第七章基因表达与调控下真核基因 表达调控一般规律
3. 外显子与内含子的可变调控 （1）组成型剪接 （2）选择性剪接
第七章基因表达与调控下真核基因 表达调控一般规律
三. 真核生物DNA水平上的基因表达调控 是真核生物发育调控的一种形式，包括基
（2）真核细胞DNA与组蛋白和大量非组蛋 白相结合，只有一小部分DNA是裸露的。
第七章基因表达与调控下真核基因 表达调控一般规律
（3）高等真核细胞DNA中很大部分是不转 录的，有由几个或几十个碱基组成的DNA重 复序列，基因中还有不翻译的内含子。
（4）真核生物能够有序地根据生长发育阶 段的需要进行DNA片段重排，还能在需要时增 加细胞内某些基因的拷贝数，原核生物没有这 种能力。
1. 真核生物基因表达调控与原核不同点在于：
（1）转录激活与染色体转录区特定结构相 适应 （2）正性调节占主导 （3）转录与翻译在空间上的分离 （4）更多、更复杂的调控蛋白 2. 真核基因表达调控的主要步骤
第七章基因表达与调控下真核基因 表达调控一般规律
（1） DNA水平的调控 ① 染色质（chromatin）结构对基因表达
第七章基因表达与调控下真核基因 表达调控一般规律
（5）在原核生物中，转录的调节区都很小， 大都位于转录起始位点上游不远处，调控蛋白 结合到调节位点可直接促进或抑制RNA聚合酶 对它的结合。在真核生物中，基因转录的调节 区则大得多，它们可能远离核心启动子几百甚 至上千个碱基对。调节区可与调节位点结合， 但并不直接影响启动子区对于RNA聚合酶的接 受程度，而是通过整个所控制基因5’上游区 DNA构型来影响它与RNA聚合酶的结合能力。
第七章基因表达与调控下真核基因 表达调（1.）珠蛋白基因的基本结构 （2.）人不同发育期珠蛋白基因的表达
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二. 真核基因的断裂结构 1. 断裂基因interrupted gene：在一个结构基因中，
编码一个蛋白质不同区域的各个外显子并不连续排列 在一起，而被长度不等的内含子所隔开。
② 真核生物基因转录调控的三大要素：
DNA调控单元
调控蛋白
RNA合成酶
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（3） 转录后水平的调控 转录后水平的调控一般是指基因转录后对转
录产物进行一系列修饰、加工过程，主要包括 mRNA选择性剪切、胞内定位以及mRNA稳定性调 节
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rRNA基因具有转录的种属特异性。 rRNA基因的特点：
以基因家族、基因簇的形式串联排列，外显子较为 保守，内含子的长度和序列有较大差异。
（1.）细菌的rRNA基因家族
（2.）脊椎动物的rRNA基因家族
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4. 复杂多基因家族 特点： （1）由几个相关基因家族构成 （2）基因家族之间由间隔序列隔开 （3）独立转录
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第一节 真核生物的基因结构与转录活性
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一.真核细胞与原核细胞在基因转录、翻译 及DNA空间结构等方面存在的差异
（1）在真核细胞中，一条成熟的mRNA链 只能翻译出一条多肽链 ，很少存在原核生物 中常见的多基因操纵子形式。