《基因表达的调控》PPT课件.ppt

第六章 基因表达的调控 一些事实 基因表达的调控在原核和真核生物各有不同 原核生物：能量需要和供给不足的矛盾 真核生物：重要的是不同器官、组织和细胞间的分 工协调，相互依赖和信息通连。 管家基因（housekeeping gene） 属于一类组成 性表达基因（constitutive gene expression); 在真 核生物相对较少。 可调节基因（inducible gene）包括诱导表达（ induction expression)和阻遏表达(repression expression)两种方式。 原核生物染色质裸露，并且仅有少量基 因需调节。转录调节比重很大，其次是 翻译水平。 真核生物存在更多环节： 基因活化 转录 转录后加工 翻译译和翻译后加工 其中前两个是最重要的阶段 第一节 原核生物基因表达调控 一、转录调控 反式因子（trans-factor）和顺式元件（cis-element） 启动子（promoter）和sigma因子 阻遏蛋白（repressor） 正调控蛋白（positive control protein) CAP(catabolic gene activator protein) 氮调节蛋白（NTRC） 衰减子（attenuator) 严谨反应（stringent response) 一、乳糖操纵子（Lac Operon，Monad general TF, GTF), TATA盒被 称为基本启动子元件(basal promoter element), 或最小启 动子元件(minimum promoter element) (二) 反式作用因子（trans-acting element） 是能和特异性的的DNA调控序列结合的一类蛋白质,其 功能是调节转录的效率, 在有些文献中称为调控性转录 因子(regulatory TF,RTF),一般所指的转录因子研究即指 此类因子 基本转录起始复合物的促转录水平很低,只有有了RTF, 才能提高效率 这些因子对转录的调节是通过直接或间接的影响GTF 来实现的 反式因子在细胞中的浓度非常低，种类很多 这些反式因子在转录起始点的集中,是因为在启动子的 上游有这些因子的结合位点,可以有效的募集反式因子 大多因子可和其他因子结合,因而一般有DNA结合（ DNA binding）、转录激活（transcription activator）和 蛋白质（protein binding）结合三个结构域（domain） （三）顺式反应元件（cis-action element ） 指mRNA基因上调节转录起始的DNA序列 包括启动子、增强子（enhancer）、沉寂子（silencer） 和绝缘子（insulator） 启动子位于转录起始点上游不超过200bp的范围， TATA是基本启动子元件，另外一些元件可特异性的结 合相应的反式因子，可提高转录速度，称调控性启动子 元件（regulatory promoter element） 增强子和沉寂子距离起始点较远，并可以在上、下游 或内含子中 绝缘子位于两个基因之间，起到对上游和下游基因表 达的隔绝作用 （四）组合式调控作用（combinatorial regulation of transcription） 每个基因的调控都有多数元件和因子参与，之间大多 都是相互协调，提高基因表达效率 同一元件可能由于结合因子的不同或配合不同产生不 同的调节效果 反式因子由基因编码，因此由上一级调控产生，组成 一个调控网络 最终的细胞内因子的差异由发育过程中基因在不同细 胞内是否关闭所决定 可诱导或阻遏基因的表达，是由胞内信号转导决定的 几个例子 三、转录后水平的调控 In eucaryotic cells, the initial RNA molecule produced by transcription (the primary transcript) contains both intron and exon sequences. Its two ends are modified, and the introns are removed by an enzymatically catalyzed RNA splicing reaction. The resulting mRNA is then transported from the nucleus to the cytoplasm, where it is translated into protein. （一）加帽和加尾-防止降解 （二）mRNA的选择剪接 选择性剪接（alternative splicing） 在不增加基因数目的条件下，增加基因 组的遗传多样性 在同一基因编码的前体mRNA，翻译出不 同的蛋白质 选择性剪接可发生于发育不同时期和不 同组织类型 可能导致动物和人类疾病 四、翻译水平的调控 翻译起始的调控在表达调控中较为广泛 ，并且其调控方式变化较大 1 阻遏