生物化学基因表达的调控

1、 n基因表达是一个多步骤的过程。因此，基因表达基因表达是一个多步骤的过程。因此，基因表达 调控可以在多个层次上进行，包括染色质水平的调控可以在多个层次上进行，包括染色质水平的 调控，转录水平的调控，转录后水平的调控，翻调控，转录水平的调控，转录后水平的调控，翻 译水平的调控和翻译后水平的调控。译水平的调控和翻译后水平的调控。 n转录水平的调控是最主要和最重要的调控步骤。转录水平的调控是最主要和最重要的调控步骤。 n时间特异性（即阶段特异性）时间特异性（即阶段特异性）：在细胞的生长、：在细胞的生长、 发育过程中，相应的基因按一定的时间顺序开启发育过程中，相应的基因按一定的时间顺序开启 或关闭，决

2、定细胞向特定的方向分化和发育。或关闭，决定细胞向特定的方向分化和发育。 n空间特异性（即组织特异性）空间特异性（即组织特异性）：同一基因产物在同一基因产物在 不同的组织器官中的分布是不同的，某些基因在不同的组织器官中的分布是不同的，某些基因在 一种组织中暂不表达或永不表达。而另外一些基一种组织中暂不表达或永不表达。而另外一些基 因是相反的情况。因是相反的情况。 人血红蛋白珠蛋白人血红蛋白珠蛋白b b基因簇的阶段性表达基因簇的阶段性表达 n一个基因是否表达和表达多少与一个基因是否表达和表达多少与调节序列调节序列 （regulatory sequence）密切相关。调节序列位密切相关。调节序列位

3、于被调控的于被调控的结构基因（结构基因（structural gene）的上游，的上游， 具有特定的核苷酸序列。具有特定的核苷酸序列。 n根据调节序列与结构基因的相对位置关系，人们根据调节序列与结构基因的相对位置关系，人们 将这些将这些调节序列调节序列称为称为顺式作用元件（顺式作用元件（cis-acting element），），包括启动子（包括启动子（promoter）、增强子）、增强子 （enhancer）、沉默子（）、沉默子（silencer）等。）等。 n有一些蛋白分子可以有一些蛋白分子可以与靶基因的顺式作用元件结与靶基因的顺式作用元件结 合合，共同实现，共同实现调节基因表达的目的，它

4、们被调节基因表达的目的，它们被称为称为 反式作用因子（反式作用因子（trans-acting factor）。）。 和 和 n结构基因结构基因 lacZ、lacY、lacA: 分别编码分别编码 b-半乳糖苷酶，通透半乳糖苷酶，通透 酶和乙酰基转移酶。这些相连的基因呈多顺反子转录。酶和乙酰基转移酶。这些相连的基因呈多顺反子转录。 n操纵序列（操纵序列（operator，o）: 阻遏蛋白的结合位点。当阻遏阻遏蛋白的结合位点。当阻遏 蛋与操纵基因结合时，蛋与操纵基因结合时，lac 的转录将受到阻遏。的转录将受到阻遏。 n阻遏基因阻遏基因 lacI: 编码与操纵序列结合的阻遏蛋白。编码与操纵序列结合的

5、阻遏蛋白。 n启动子（启动子（promoter）: 位于位于 lacI 和和 lacO 之间。之间。 n能够被由能够被由s70组成的组成的RNA聚合酶全酶所识别的大肠聚合酶全酶所识别的大肠 杆菌启动子的保守序列杆菌启动子的保守序列 O OH OH OH CH2OH O OH OH OH CH2OH O O OH OH OH OH CH2OH O OH OH CH2OH O OH OH CH2 OH OH O OH 5 m7Gppp 增强子增强子衰减子 内含子1外显子1外显子n+1内含子n GC盒TATA盒CAAT盒 AAAAA3 转录起始点 。 5. 增强子的作用特点是：增强子的作用特点是：

6、A. 6. 反式作用因子是指：反式作用因子是指： A. DNA的某些片段的某些片段 B. RNA的某些序列的某些序列 C. mRNA的表达产物的表达产物 D. 组蛋白及非组蛋白组蛋白及非组蛋白 E. 调节转录的蛋白因子调节转录的蛋白因子 7. 亮氨酸拉链是指：亮氨酸拉链是指： A. 多个亮氨酸连续出现的结构多个亮氨酸连续出现的结构 B. 亮氨酸每隔亮氨酸每隔8个氨基酸出现一次个氨基酸出现一次 C. 两组平行、带亮氨酸的两组平行、带亮氨酸的螺旋形成的对称结构螺旋形成的对称结构 D. 一个亚基上带多个亮氨酸的一个亚基上带多个亮氨酸的螺旋螺旋 E. 两个亮氨酸的两个亮氨酸的R-基团形成的氢键基团形成

7、的氢键 1. 在操纵子上，在操纵子上，DNA可与蛋白质或酶结合的区域有可与蛋白质或酶结合的区域有 2.乳糖操纵子的调控区有乳糖操纵子的调控区有 3. 真核生物的启动子特征序列有真核生物的启动子特征序列有 4. 乳糖操纵子转录过程起作用的诸多因素中，哪些乳糖操纵子转录过程起作用的诸多因素中，哪些 属于蛋白质类化合物属于蛋白质类化合物 5. 真核生物调控转录的顺式作用元件包括真核生物调控转录的顺式作用元件包括 E E C 科学家的故事科学家的故事 Francois JacobFrancois Jacob 方斯华方斯华贾克贾克 Francois Jacob 于于1920年出生于法国。他是年出生于法国

8、。他是 一位犹太裔生物学家。一位犹太裔生物学家。 19501950年开始细胞基因年开始细胞基因 学的研究，主要致力于细菌和噬菌体的基因学的研究，主要致力于细菌和噬菌体的基因 机制的研究。他首先研究了溶源菌的特性，机制的研究。他首先研究了溶源菌的特性， 表明细菌内存在抑制基因表达活性的机制。表明细菌内存在抑制基因表达活性的机制。 19581958年他与年他与Jacques MonodJacques Monod合作，研究基因信合作，研究基因信 息的转移及调节途径，他们提出了信使息的转移及调节途径，他们提出了信使RNARNA、 调节基因、操纵子及可变蛋等一系列新的概调节基因、操纵子及可变蛋等一系列新

9、的概 念。后来他与念。后来他与Sydney BrennerSydney Brenner提出提出“复制子复制子” ” 假说，表明细胞分裂的机制。假说，表明细胞分裂的机制。 Francois Jacob 他与贾克他与贾克莫诺（莫诺（Jacques Monod）发现了酶在原核）发现了酶在原核 生物转录作用调控中的作用，即操纵子。两人与安德生物转录作用调控中的作用，即操纵子。两人与安德 列列利沃夫（利沃夫（Andr Lwoff）共同获得了）共同获得了1965年的诺贝尔生年的诺贝尔生 理医学奖。理医学奖。1996年，贾克柏成为法兰西学院院士。年，贾克柏成为法兰西学院院士。 贾克柏后来又与悉尼贾克柏后来又

10、与悉尼布伦纳（布伦纳（2002年因线虫研究而年因线虫研究而 获得诺贝尔奖）提出了核糖体进行翻译时的作用方式假获得诺贝尔奖）提出了核糖体进行翻译时的作用方式假 说，并由后来的实验证实。说，并由后来的实验证实。 贾克贾克莫诺，莫诺，19101910年出生于法国。他与方年出生于法国。他与方 斯华斯华贾克柏共同发现了蛋白质在转录作用中贾克柏共同发现了蛋白质在转录作用中 所扮演的调节角色，即著名的乳糖操纵子。两所扮演的调节角色，即著名的乳糖操纵子。两 人因此与安德列人因此与安德列利沃夫共同获得了利沃夫共同获得了19651965年的年的 诺贝尔生理医学奖。此外，他曾预测在基因信诺贝尔生理医学奖。此外，他曾

11、预测在基因信 息与蛋白质产物之间，具有息与蛋白质产物之间，具有mRNAmRNA分子作为中分子作为中 介者，此理论后来获得证实。介者，此理论后来获得证实。 莫诺同时也是一位科学哲学作家与音乐家。莫诺同时也是一位科学哲学作家与音乐家。 Jacques MonodJacques Monod 贾克贾克莫诺莫诺 Jacques Monod n时间特异性（即阶段特异性）时间特异性（即阶段特异性）：在细胞的生长、：在细胞的生长、 发育过程中，相应的基因按一定的时间顺序开启发育过程中，相应的基因按一定的时间顺序开启 或关闭，决定细胞向特定的方向分化和发育。或关闭，决定细胞向特定的方向分化和发育。 n空间特异性（即组织特异性）空间特异性（即组织特异性）：同一基因产物在同一基因产物在 不同的组织器官中的分布是不同的，某些基因在不同的组织器官中的分布是不同的，某些基因在 一种组织中暂不表达或永不表达。而另外一些基一种组织中暂不表达或永不表达。而另外一些基 因是相反的情况。因是相反的情况。 n时间特异性（即阶段特异性）时间特异性（即阶段特异性）：在细胞的生长、：在细胞的生长、 发育过程中，相应的基因按一定的时间顺序开启发育过程中，相应的基因按一定的时间顺序开启 或关