医药健康原核生物基因表达的调控

医药健康原核生物基因表达的调控第1页/共175页29.1基因表达调控的基本概念9.2原核基因调控机制9.3乳糖操纵元9.4色氨酸操纵元9.5其他操纵元Chapter9ControllingoftheGeneExpression第2页/共175页39.1基因表达调控的基本概念一、基因表达的概念geneexpression:是指储存遗传信息的基因经过转录、翻译合成特定蛋白质,进而发挥其生物功能的整个过程。也即基因转录及翻译的过程。对这个过程的调节就称为generegulation

。rRNA、tRNA编码基因转录合成RNA的过程也属于基因表达。第3页/共175页4第4页/共175页5(一)组成性表达(constitutiveexpression)(二)适应性表达(adaptiveexpression)二、基因表达的方式第5页/共175页61、概念:又称组成性基因表达(constitutivegeneexpression)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需的或必不可少的,且较少受环境因素的影响。这类基因通常被称为管家基因(housekeepinggene)。

(一)组成性表达第6页/共175页72.特点

①不易受环境变化影响,表达产物是整个生命过程中都持续需要的,是细胞存活所必须的。②表达水平较恒定。3.意义

维持生命第7页/共175页8

1.概念

指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因表达。包括:(二)适应性表达第8页/共175页9

①诱导─随环境条件变化基因表达水平增高的现象称为诱导(induction),这类基因被称为可诱导的基因(induciblegene);

②阻遏--相反,随环境条件变化而基因表达水平降低的现象称为阻遏(repression),相应的基因被称为可阻遏的基因(repressiblegene)。第9页/共175页102.特点

易受环境变化影响3.意义

适应环境第10页/共175页11三、基因表达的时间性和空间性1、时间特异性(temporalspecificity)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。多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶段特异性(stagespecificity)。第11页/共175页12图9-1第12页/共175页13图9-2第13页/共175页14是指多细胞生物个体在某一特定生长发育阶段,同一基因的表达在不同的细胞或组织器官不同,从而导致特异性的蛋白质分布于不同的细胞或组织器官。故又称为细胞特异性或组织特异性(cellortissuespecificity)。

2、空间特异性(spatialspecificity)第14页/共175页15四、基因表达调控的生物学意义适应环境、维持生长和增殖(原核、真核)维持个体发育与分化(真核)第15页/共175页16五、基因表达调控的基本原理

(一)基因表达的多级调控基因表达调控可见于从基因激活到蛋白质生物合成的各个阶段,因此基因表达的调控可分为转录水平(基因激活及转录起始)转录后水平(加工及转运)翻译水平翻译后水平以转录水平的基因表达调控最重要。第16页/共175页17(二)基因转录激活调节基本要素

──顺式作用元件和反式作用因子在基因转录水平上的调控都是特定的蛋白质分子和特定的DNA序列两个因素相互作用的结果。起调控作用的DNA序列称为顺式作用元件或顺式调控元件。与这些DNA序列相互作用的蛋白质称为反式作用因子。第17页/共175页181．顺式作用元件(cis-actingelement):又称分子内作用元件,指存在于DNA分子上的一些与基因转录调控有关的特殊顺序。第18页/共175页19在原核生物中,大多数基因表达通过操纵元模型进行调控,其顺式作用元件主要由启动子、操纵子和调节基因组成。在真核生物中,与基因表达调控有关的顺式作用元件主要有启动子(promoter)、增强子(enhancer)和沉默子(silencer)第19页/共175页基因的组织结构及顺式作用元件TranscriptionregionE.coilExonIntronEnhancer-35region-10regionEukaryotepromoterTATAInr第20页/共175页212．反式作用因子(trans-actingfactor)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。反式作用因子与顺式作用元件之间的共同作用,才能够达到对特定基因进行调控的目的。第21页/共175页22原核生物中的反式作用因子主要分为特异因子、激活蛋白和阻遏蛋白;而真核生物中的反式作用因子通常称为转录因子。反式作用因子也是基因产物。第22页/共175页233．顺式作用元件与反式作用因子之间的相互作用大多数调节蛋白在与DNA结合之前,需先通过蛋白质-蛋白质相互作用,形成二聚体或多聚体,然后再通过识别特定的顺式作用元件,而与DNA分子结合。这种结合通常是非共价键结合。第23页/共175页24第24页/共175页25Contents9.1基因表达调控的基本概念9.2原核基因调控机制9.3乳糖操纵元9.4色氨酸操纵元9.5其他操纵元第25页/共175页269.2原核基因调控机制内容提要:原核基因表达调控环节操纵元学说原核基因调控机制的类型与特点转录水平上调控的其他形式

第26页/共175页27一、原核基因表达调控环节1、转录水平上的调控(transcriptionalregulation)2、转录后水平上的调控(post-transcriptionalregulation)①

mRNA加工成熟水平上的调控②

翻译水平上的调控第27页/共175页28第28页/共175页29二、操纵元学说1、操纵元模型的提出操纵子/元(operon)学说是关于原核生物基因结构及其表达调控的学说。1961年,由法国巴斯德研究所著名科学家Monod和Jacob首先提出。获1965年诺贝尔生理学和医学奖。第29页/共175页30JacobandMonod第30页/共175页31公元11年（4f肿瘤fbb癌症yuw3胃癌d65io肠癌.f2tr肺癌65ff）

(西汉王莽新朝三年)，是中国古老的实证医学萌芽。由于儒、释、道三教合流所形成的中国文化格局，“重道轻器”（45传染病q566丙肝964jo乙肝28jgsx甲肝gh）衍生出的务虚倾向，重体悟而疏实证，必然缺少逻辑推理，致使中国的实证医学成就在日后难以与西方医学同日而语。古埃及医师运用念咒、画符和草药治病，前二者就是巫医。（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）西医在古希腊时期就开始医巫分家，亚里士多德曾详细描述了动物的内脏和器官，古希腊医学最高成就的代表人物希波克拉底将唯物主义哲学运用于医学之中，在《论圣病》中说：“被人们称为‘神圣的’疾病(指癫痫和一些精神患者)，在我看来一点也不比其他病症更神、更圣，与其他任何疾病一样起源于自然的原因。只因这些病症状奇异，而人们对它们又一无所知，充满疑惑，故而将其原因和性质归之于神灵。”亚里士多德所创立的唯物主义医学体系，加快了医学科学化的进程；（df4肺炎88gdg青霉素d25f肝炎df6）（df肺25s血液f369血小板t5172红血球gdf55m白血球fd2）……非凡（45传染病q566丙肝964jo乙肝28jgsx甲肝gh）的事件都集中发生在这个时期。……并且是独立地发生在中国、印度和西方”。这一阶段，（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）是东、西方哲学、科学、文化发展的重要时期。此时诸子蜂起，儒家、墨家、道家、法家学派林立，形成了空前绝后的学术繁荣局面，对中华文化的发展起了奠基作用；处在古典希腊文明的开创时期，（df肺25s血液f369血小板t5172红血球gdf55m白血球fd2）出现了德谟克利特、费底亚斯、阿基米德、苏格拉底等哲人和智者。在东、西方科学和文化昌明的大背景下，（4f肿瘤fbb癌症yuw3胃癌d65io肠癌.f2tr肺癌65ff）《黄帝内经》和《希波克拉底全集》代表着中、西两座医学的峰巅之作便自然而然的诞生了。《内经》的问世，标志着中医学已从简单的临床经验积累，升华到系统的理论总结。关于《希波克拉底全集》，意大利著名医史学家卡斯蒂格略尼认为：“是自然科学几乎（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）没有萌芽的时代，在医术上具有先进性的最宝贵的代表文献。希波克拉底学派的医学虽然在解剖学、生理学、病理学的知识上有缺陷，虽然只是很少而粗略地研究过动物，但是它主要是建立在临床实验和哲学推理的基础上，终能使医学提高到难以超过的高度。这是历史上最有意义的现象之一，并可能是最重要的，因为（45传染病q566丙肝964jo乙肝28jgsx甲肝gh）它说明通过经验，（df肺25s血液f369血小板t5172红血球gdf55m白血球fd2）实际观察和正确的推理，可以得到极有价值的宝贵材料，……他的确解决了医学历史上具有决定性倾向的开端。”比较《黄帝内经》和《希波克拉底全集》，二者的理论建构有诸多相似之处：废巫存医、整体观念、调节平衡、哲学思辩、临床实践。（4f肿瘤fbb癌症yuw3胃癌d65io肠癌.f2tr肺癌65ff）其中《黄帝内经》（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）强调以五脏为中心的整体观，从外测内，可以不依赖解剖形态学而照样诊治疾病。其理论体系是自洽的，难以突破；《希波克拉底全集》虽然没有系统的解剖学和生理学等基础知识，但却强调具体的解剖结构，为医学的实证开了先河。这些差异为中、西医学的日后分向而行埋下了伏笔。（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）医学教材东、西方文化历史背景是中、西医学形成、发展的土壤。公元2世纪东、西方的两位医学巨匠张仲景和盖伦，（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）传承了不同的学术思想，创建了迥异的医学范式，发展和完善了不同的理论体系，使中、西医学各自走向了两条完全不同的发展道路。（df肺25s血液f369血小板t5172红血球gdf55m白血球fd2）在汉代医学家张仲景所著述的《伤寒杂病论》之前，就有《内经》、《难经》、《本草经》等古典医药典籍。张仲景总结了汉代以前的医学成就，继承了《内经》等基本理论和丰富的医药知识，结合自己的临床实践，写成了《伤寒杂病论》。其贡献在于确立了中医学辨证论治的理论体系，为后世中医临床医学的发展，奠定了坚实的基础。（df4肺炎88gdg青霉素d25f肝炎df6）在西方，盖伦的一生生活在罗马帝国时安东尼父子的执政期。彼时，罗马帝国的繁荣，为盖伦的医学成就、以及西方医学的（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）昌盛，提供了可靠的政治、经济（45传染病q566丙肝964jo乙肝28jgsx甲肝gh）、科技和文化保证。（4f肿瘤fbb癌症yuw3胃癌d65io肠癌.f2tr肺癌65ff）盖伦继承希波克拉底的学术思想，著述200余部著作，现存的83部著作中，内容涉及解剖、生理、病理、卫生、药物、《希波克拉底文集》研究、哲学、（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）语言学、逻辑学、数学、历史、法律等。倡导实证医学，他的科学方法论具有重视实验、（df肺25s血液f369血小板t5172红血球gdf55m白血球fd2）疾病局部定位思想、重视形式逻辑、强调演绎法等特点，对后世西医学的发展影响深远。（4f肿瘤fbb癌症yuw3胃癌d65io肠癌.f2tr肺癌65ff）中、西医学在张仲景和盖伦完全相悖的医学范式引导下，开始步入了分道扬镳的历史进程。在中华文化强调（45传染病q566丙肝964jo乙肝28jgsx甲肝gh）“中和”的大背景下，学术界便有了“海纳百川”的宽松气氛。出现了学术流派精彩分呈，如瘟病的寒温之争，经方时方之别等。中医学按张仲景的思维范式，（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）蓬蓬勃勃的发展起来了。随着科学的进步和社会的发展特别是医疗实践的发展，最初的中医学理论已无法诠释新的科学事实，因此，医学理论必须不断创新，才能适应社会需要，这就促使中医学进入汉代以后，呈现出全面发展的阶段，这个阶段共包括四个时期：（df4肺炎88gdg青霉素d25f肝炎df6）编辑本段魏晋隋唐时期由于重视总结临床经验，（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）并继承整理发挥（df肺25s血液f369血小板t5172红血球gdf55m白血球fd2）《黄帝内经》、《伤寒杂病论》等经典医著的理论，出现了众多名医名著。如晋代王叔和的《脉经》和皇甫谧的《针灸甲乙经》、隋代巢元方的《诸病源候论》、唐代孙思邈的《千金要方》和《千金翼方》。（4f肿瘤fbb癌症yuw3胃癌d65io肠癌.f2tr肺癌65ff）编辑本段宋金元时期我国经济和科学技术日益发展，学术文化领域百家争鸣，（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）特别是思想家的革新精神，为中医学理论的创新和突破性进展，提供了有利的文化背景。宋代陈无择著《三因极一病证方论》一书，（45传染病q566丙肝964jo乙肝28jgsx甲肝gh）提出三因学说；并产生了最具盛名四大学派，刘完素倡导火热论；张从正力倡“攻邪论”；李杲提出“内伤脾胃，百病由生”的理论；朱震亨创造性地阐明了相火的演变规律。编辑本段明清时期（df肺25s血液f369血小板t5172红血球gdf55m白血球fd2）是中医学理论综合汇编、深化发展，临床各科辨证体系丰富、提高阶段。如明代楼英的《医学纲目》和王肯堂的《证治准绳》，清代吴谦等编著的《医宗金鉴》和陈梦雷主编的《古今图书集成·医部全录》等。王清任著《医林改错》，注重实证研究，（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）纠正了古医籍中关于解剖知识的某些错误，肯定了“脑主思维”，发展了瘀血理论。温病学说的形成和发展，标志着中医理论的创新与突破，吴有性著《温疫论》，叶天士著《温热病篇》，吴鞠通著《温病条辨》等，在药物学研究方面，（45传染病q566丙肝964jo乙肝28jgsx甲肝gh）李时珍著的《本草纲目》，总结了16世纪以前我国药物学研究的成就。而西方医学随着西罗马帝国的灭亡，逐渐进入了中世纪的千年黑暗，科学变成了神学的奴婢，牧师取代医师。（4f肿瘤fbb癌症yuw3胃癌d65io肠癌.f2tr肺癌65ff）从13世纪开始，始渐复明，直到15世纪，冲破封建宗教藩篱，才得以迅速发展。达·芬奇（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）开创现代解剖学，维萨里创立解剖生理学；1731年意大利摩尔干尼创立了病理解剖学；1855年德国魏尔啸创建了细胞病理学；与此同时西方科学方法论对医学发展具有指导作用。以实验为主的实证方法(观察实验和比较分析)、（df肺25s血液f369血小板t5172红血球gdf55m白血球fd2）及对医学研究中的“经院哲学”的彻底决裂、依靠各门自然科学所提供的技术手段和方法，（df4肺炎88gdg青霉素d25f肝炎df6）培养了医学家们的科学意识，赋予了医学的自然科学属性，使其摆脱了思辩推理的玄想而成就了生物医学模式下的实验科学。至此中医学在实证医学领域已无法于西医同日而语。但中医学相对于西医学的（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）优势是从宏观入手，注重整体，强调局部与局部、局部与整体之间的联系，重视辨证，主张“三因治宜”的个体化诊疗方略等。编辑本段东西方医学差异中、西医学运用不同的思维模式诊治疾病，其基本理论各成体系并有根本差异。（45传染病q566丙肝964jo乙肝28jgsx甲肝gh）中西医学的差异不仅仅是有否实证的科学理念，最主要的是两种文化体系的差别。从理论上讲，中西医学是两种不可能统一的医学体系。“中体西用”曾成为中西医汇通派的指导思想，但由于两种医学的根基不同，硬在中医之体上套上西医之用，近一个世纪的事实证明，“汇通医学的体用判断脱离了中西医学的事实认识，（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）以价值认识代替了事实认识，决定最终结果劳而无功”，因此，中、西医学应并存共荣而不必强求统一。（df4肺炎88gdg青霉素d25f肝炎df6）尽管目前中、西医学还不可能融合成为一种统一的医学模式，但可以独立发展，并存共荣，整合互补。（45传染病q566丙肝964jo乙肝28jgsx甲肝gh）缘于现代信息论、（df肺25s血液f369血小板t5172红血球gdf55m白血球fd2）系统论和控制论的影响，西医学的发展趋势若仅仅是单纯地重视分析而忽略了整体结构和整体功能，无疑将渐行渐窄。而中医讲究“感悟”，（4f肿瘤fbb癌症yuw3胃癌d65io肠癌.f2tr肺癌65ff）未免夹带有很多主观因素，难以客观地定量，定性。若中医的诊察疾病能参考现代医学的微观分析，将辨证与辨病相结合，实现宏观与微观的统一，使中医诊断客观化，即把分析与综合相结合的方法引入中医理、法、方、药的研究，使二者有机结合，互相借鉴、补充，避免各自的片面性、局限性，这将有利于中西医学的优势互补，（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）“和而不同”，多元发展。近年来，中医药在防治非典、禽流感和艾滋病方面发挥的独特作用也证实了二者的有机结合，具有肯定的临床疗效。编辑本段东西方医学交融（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）不管是中医学还是西医学，从二者现有的思维方式的发展趋势来看，均是走向现代系统论思维，中医药学理论与现代科学体系（45传染病q566丙肝964jo乙肝28jgsx甲肝gh）之间具有系统同型性，属于本质相同而描述表达方式不同的两种科学形式。可望在现代系统论思维上实现交融或统一，成为中西医在新的发展水平上实现交融或统一的支撑点，希冀籍此能给（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）中医学以至生命科学带来良好的发展机遇，进而对医学理论带来新的革命。编辑本段现代中医史（df4肺炎88gdg青霉素d25f肝炎df6）④轴心时代中、西医学的峰巅之作。雅斯贝而斯曾说：“如果历史有一个轴心，那么我们就必须将这轴心作为一系列对全部人类都有意义的事件，……发生于公元前800至200年间的这种精神历程似乎构成了这样一个轴心。医学健康系列精品课件本文档下载后可以修改编辑，欢迎下载收藏。第31页/共175页32lacZβ─半乳糖苷酶,将乳糖分解成半乳糖和葡萄糖lacY半乳糖渗透酶,帮助细菌从培养基中摄取乳糖;lacA半乳糖苷转乙酰酶乳糖操纵元第32页/共175页332、操纵元(operon

)的基本组成乳糖操纵元模型被以后的许多研究实验所证实,对其有了更深入的认识,并且发现其他原核生物基因调控也有类似的操纵元组织。操纵元是原核基因表达调控的一种重要的组织形式,大肠杆菌的基因多数以操纵元的形式组成基因表达调控的单元。第33页/共175页34

R

P

O

ST1ST2T

启动操纵调节基因基因基因结构基因控制区

操纵元信息区操纵元模型的一般结构启动子操纵子终止子第34页/共175页35(1)结构基因群操纵元中被调控的编码蛋白质的基因可称为结构基因(structuralgene,SG)。一个操纵元中含有2个以上的结构基因,多的可达十几个。每个结构基因是一个连续的开放读框(openreadingframe),5’端有翻译起始码(DNA存储链上是ATG,转录成mRNA就是AUG),3’端有翻译终止码(DNA存储链上是TAA、TGA或TAG,转录成mRNA就是UAA、UGA或UAG)。第35页/共175页36第36页/共175页37(2)启动子启动子(promoter,P)是指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列。操纵元至少有一个启动子,一般在第一个结构基因5′侧上游,控制整个结构基因群的转录。比较已经研究过的上百种原核生物的启动子的序列,发现有一些共同的规律,它们一般长40－60bp,含AT碱基对较多,某些段落是很相似的,这些相似的保守性段落称为共有性序列(consensus

sequences),如-10,-35序列。第37页/共175页38SextamaBoxPribnowBox第38页/共175页39(3)操纵子(operator)操纵子(operator)是指能与调控蛋白特异性结合的一段DNA序列,常与启动子邻近或与启动子序列重叠,当调控蛋白结合在操纵子序列上,会影响其下游基因转录的强弱。操纵子也称为操纵基因(operator

gene)。正如启动序列称为启动子一样,操纵序列可称为操纵子。以前将operon译为操纵子则可改译为操纵元,即基因表达操纵的单元之意。第39页/共175页40Operator第40页/共175页41(4)调控基因调控基因(regulatory

gene)是编码能与操纵序列结合的调控蛋白的基因。分为:阻遏蛋白:与操纵子结合后能减弱或阻止所调控基因转录的调节蛋白称为阻遏蛋白(repressive

protein)。激活蛋白:与操纵子结合后能增强或起动调控基因转录的调节蛋白称为激活蛋白(activating

pro-tein)。第41页/共175页42(5)终止子终止子(terminator,T)是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA/RNA序列。在一个操纵元中至少在结构基因群最后一个基因的后面有一个终止子。第42页/共175页431、根据操纵子对调节蛋白(阻遏蛋白或激活蛋白)的应答,可分为:正转录调控:由激活蛋白所介导的调控方式称为正性调控(positive

regulation)。负转录调控:由阻遏蛋白所介导的调控方式称为负性调控(negative

regulation)。三、原核基因调控机制的类型与特点第43页/共175页44调控基因操纵子结构基因阻遏蛋白激活蛋白正转录调控负转录调控第44页/共175页452、根据操纵子对效应物的应答,分为可诱导调控和可阻遏调控两大类:效应物:是通过调控蛋白而促使操纵子达到诱导状态或阻遏状态的小分子物质(代谢途径的底物或产物)。诱导物辅阻遏物第45页/共175页46可诱导调控:指一些基因在特殊的代谢物或化合物的作用下,由原来关闭的状态转变为工作状态,即在某些物质的诱导下使基因活化。例:大肠杆菌的乳糖操纵元结构基因编码分解代谢蛋白第46页/共175页47诱导物如果某种物质能够促使细菌产生酶来分解它,这种物质就是诱导物。调节基因操纵基因结构基因调节蛋白诱导物mRNA酶蛋白调节基因操纵基因结构基因调节蛋白酶合成的诱导操纵元模型第47页/共175页48可阻遏调节:基因平时是开启的,处在产生蛋白质或酶的工作过程中,由于一些特殊代谢物或化合物的积累而将其关闭,阻遏了基因的表达。即在某些物质的阻遏下使基因关闭。例:色氨酸操纵元结构基因编码合成代谢蛋白第48页/共175页49酶合成的阻遏操纵元模型调节基因操纵基因结构基因mRNA酶蛋白调节基因操纵基因结构基因辅阻遏物辅阻遏物如果某种物质能够阻止细菌产生合成该物质的酶,这种物质就是辅阻遏物。第49页/共175页503、在负转录调控系统中,调节基因的产物是阻遏蛋白(repressor),起着阻止结构基因转录的作用。根据其作用特征又可分为负控诱导和负控阻遏:在负控诱导系统中,阻遏蛋白与诱导物结合时,结构基因转录;在负控阻遏系统中,阻遏蛋白辅阻遏物结合时,结构基因不转录。第50页/共175页51负控诱导在负控诱导系统中,阻遏蛋白与诱导物结合时,结构基因转录;第51页/共175页52负控诱导第52页/共175页53在负控阻遏系统中,阻遏蛋白与辅阻遏物结合时,结构基因不转录。负控阻遏第53页/共175页54负控阻遏第54页/共175页554、在正转录调控系统中,调节基因的产物是激活蛋白(activator)。根据激活蛋白的作用性质分为正控诱导和正控阻遏:在正控诱导系统中,诱导物的存在使激活蛋白处于活性状态;在正控阻遏系统中,辅阻遏物的存在使激活蛋白处于非活性状态。第55页/共175页56在正控诱导系统中,效应物分子(诱导物)的存在使激活蛋白处于活性状态;正控诱导第56页/共175页57正控诱导第57页/共175页58在正控阻遏系统中,辅阻遏物的存在使激活蛋白处于非活性状态。正控阻遏第58页/共175页59正控阻遏第59页/共175页60负转录调控系统正转录调控系统阻遏阻遏阻遏阻遏第60页/共175页61四、转录水平上调控的其他形式1、σ因子的更换2、降解物对基因活性的调节3、弱化子对基因活性的影响4、细菌的应急反应第61页/共175页621、σ因子的更换

在E.coli中,当细胞从基本的转录机制转入各种特定基因表达时,需要不同的因子指导RNA聚合酶与各种启动子结合。第62页/共175页63大肠杆菌中的各种σ因子比较σ因子编码基因主要功能σ70rpoD参与对数生长期和大多数碳代谢过程基因的调控σ54rpoN参与多数氮源利用基因的调控σ38rpoH分裂间期特异基因的表达调控σ32rpoS热休克基因的表达调控σ28rpoF鞭毛趋化相关基因的表达调控σ24rpoE过度热休克基因的表达调控第63页/共175页64温度较高,诱导产生各种热休克蛋白由σ32参与构成的RNA聚合酶与热休克应答基因启动子结合,诱导产生大量的热休克蛋白,适应环境需要枯草芽孢杆菌芽孢形成有序的σ因子的替换,RNA聚合酶识别不同基因的启动子,使芽孢形成有关的基因有序地表达第64页/共175页652、降解物对基因活性的调节通过正调控以提高基因转录水平,使它由原来的低水平表达变成高水平表达。如:乳糖操纵元除负控诱导机制外,还存在一种正控调节机制,它受到分解代谢产物的阻抑作用,又称作降解物抑制作用或葡萄糖效应。降解物抑制作用是通过提高转录强度来调节基因表达的,是一种积极的调节方式。第65页/共175页66降解物抑制作用产生的原因如下:细胞内存在一种降解物激活蛋白CAP。它与cAMP结合后才能与启动基因结合,从而促进RNA聚合酶与启动基因的结合与转录。第66页/共175页673、弱化子对基因活性的影响弱化子:位于结构基因前导区的终止子,它能使转录终止。在这种调节方式中,起调节作用的信号分子的是细胞中某一氨基酸或嘧啶的浓度。弱化作用是更为精细的调节机制。第67页/共175页68属于这种调节方式的有大肠杆菌的色氨酸操纵元、丙氨酸操纵元、苏氨酸操纵元、异亮氨酸操纵元、缬氨酸操纵元以及沙门氏菌的组氨酸操纵元和亮氨酸操纵元、嘧啶合成操纵元等等。第68页/共175页694.细菌的应急反应在细菌面临紧急状况时,如氨基酸饥饿时,不是缺少一二种氨基酸,而是氨基酸的全面匮乏,细菌将会产生一个应急反应,此时生产各种RNA、糖、脂肪和蛋白质在内的几乎全部生物化学反应过程均被停止。第69页/共175页70实施这一应急反应的信号是鸟苷四磷酸(ppGpp)和鸟苷五磷酸(pppGpp)。产生这两种物质的诱导物是空载tRNA。空载tRNA会激活焦磷酸转移酶,使ppGpp大量合成。第70页/共175页719.1基因表达调控的基本概念9.2原核基因调控机制9.3乳糖操纵元9.4色氨酸操纵元9.5其他操纵元Chapter9ControllingoftheGeneExpression(PartOne)第71页/共175页729.3乳糖操纵元(lacoperon)内容提要:乳糖操纵元的结构酶的诱导──lac体系受调控的证据乳糖操纵元调控模型影响因子第72页/共175页73一、乳糖操纵元的结构i基因POlacZlacYlacA阻遏基因CAP启动子操纵基因结构基因代谢激活蛋白结合位点第73页/共175页74乳糖操纵元的结构LacZLacILacALacY1040351078082582repressorβ-galactosidasepermeasetransacetylase第74页/共175页75图Lac操纵元及各组分详图第75页/共175页76乳糖操纵元的结构1)结构基因:

分解乳糖的三种酶,使乳糖分解,产生能量。2)操纵基因3)

启动子4)

CAP5)

i基因:上游,产生阻遏物。第76页/共175页77结构基因lacZ编码β-半乳糖苷酶:将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖lacY编码β-半乳糖苷透过酶:使外界的β-半乳糖苷(如乳糖)能透过大肠杆菌细胞壁和原生质膜进入细胞内。lacA编码β-半乳糖苷乙酰基转移酶:乙酰辅酶A上的乙酰基转到β-半乳糖苷上,形成乙酰半乳糖。第77页/共175页Twophysiologicallyimportantreactionscatalyzedbyβ-galactosidase©2003JohnWileyandSonsPublishers异乳糖第78页/共175页乳糖别乳糖IPTG结合lac阻遏物—去阻遏第79页/共175页80一些化学合成的乳糖类似物,不受β-半乳糖苷酶的催化分解,却也能与R特异性结合,使R构象变化,诱导lac操纵元的开放。例如异丙基硫代半乳糖苷(isopropylthiogalactoside,

IPTG)就是很强的诱导剂,不被细胞代谢而十分稳定。X-gal(5-溴-4-氯-3-吲哚-β-半乳糖苷)也是一种人工化学合成的半乳糖苷,可被β-半乳糖苷酶水解产生兰色化合物,因此可以用作β-半乳糖苷酶活性的指示剂。IPTG和X-gal(分子式见图)都被广泛应用在分子生物学和基因工程的工作中。第80页/共175页81

如果某种物质能够促使细菌产生酶而本身又不被分解,这种物质被称为义务诱导物,如IPTG(异丙基-β–D-硫代半乳糖苷)。义务诱导物(gratuitousinducer):CH2OHCH3HOOS－C－CH3HCH3OHHHHHOHIPTG第81页/共175页82二、酶的诱导─lac体系受调控的证据第82页/共175页83乳糖操纵元的双调控系统:(1)受乳糖与阻遏蛋白调控的、可诱导的负调控系统;(2)受cAMP与CAP调节的、可诱导的正调控系统。葡萄糖通过调节cAMP的合成间接监控这一过程。以此保证大肠杆菌灵活、经济、有效地适应外界环境,只有在必需的时候(只有乳糖,没有葡萄糖)才启动乳糖操纵子的表达。三、乳糖操纵元调控模型第83页/共175页84(一)阻遏蛋白的负性调节:

(分解代谢)──可诱导调控(二)CAP的正性调节

(三)协调调节第84页/共175页85(一)阻遏蛋白的负性调节

(分解代谢)──可诱导调控1、乳糖操纵元调控模型主要内容2、阻遏蛋白的负性调节:

(分解代谢)──负控诱导第85页/共175页861、乳糖操纵元调控模型主要内容①Z、Y、A基因的产物由同一条多顺反子的mRNA分子所编码。②该mNA分子的启动区(P)位于阻遏基因(I)与操纵区(O)之间,不能单独起始半乳糖苷酶和透过酶基因的高效表达;③操纵子(operater)是DNA上的一小段序列(仅为26bp),是阻遏物的结合位点。④当阻遏物与操纵基因结合时,lacmRNA的转录起始受到抑制。第86页/共175页87⑤诱导物通过与阻遏物结合,改变它的三维构象,使之不能与操纵基因结合,从而激发lacmRNA的合成。当有诱导物存在时,操纵基因区没有被阻遏物占据,所以启动子能够顺利起始mRNA的合成。乳糖操纵元调控模型主要内容:第87页/共175页88第88页/共175页89RNA聚合酶结合部位阻遏物结合部位StartpointofthelacoperonRepressorandRNApolymasebindatsitethatoverlaparoudthestartpointofthelacoperon第89页/共175页90GC操纵位点的回文序列Centerofsymmetry第90页/共175页91未诱导：结构基因被阻遏阻遏物四聚体LacIPOlacZlacYlacA图当无诱导物时阻遏物结合在操纵基因上第91页/共175页92诱导：基因被打开β-半乳糖苷酶透性酶

乙酰转移酶图诱导物和阻遏物成为调节操纵元的开关第92页/共175页932、阻遏蛋白的负性调节:

(分解代谢)──负控诱导1)无乳糖存在时,阻遏物可以结合在操纵基因上─→阻止转录过程─→基因关闭2)

有乳糖存在时,乳糖与阻遏物结合─→阻遏物变构─→阻遏物不能结合操纵基因─→转录进行─→基因开放第93页/共175页第94页/共175页95可诱导调控的操纵元,其基因表达产物都是利用某种营养物的酶体系(分解代谢)

有营养物──相应基因开放

无营养物──细胞就没必要产生相应的酶第95页/共175页961．调控机理:CAP:Cataboliteactivatorprotein,分解代谢活化剂蛋白,由活化剂基因(A)编码。也叫环腺苷酸受体蛋白(cAMP

receptor

protein,

CRP)。(二)CAP的正性调节第96页/共175页97cAMP:CyclicAMPATP在腺苷酸环化酶的作用下转变成环腺苷酸(cyclicadenosinemonophosphate,cAMP)。第97页/共175页98Theadenylcyclase-catalyzedsynthesisofcyclicAMP(cAMP)fromATP©2003JohnWileyandSonsPublishers第98页/共175页99CAP有2种状态:无活性态:CAP未与cAMP结合时是没有活性的,不能与特定的DNA序列结合。活性态:

CAP与cAMP结合后,发生空间构象的变化而活化,能以二聚体的方式与特定的DNA序列结合,从而增强RNA聚合酶的转录活性,可使转录提高50倍。第99页/共175页100ZYAOPDNA调控区CAP结合位点启动序列操纵序列结构基因Z：

β-半乳糖苷酶Y：透酶A：乙酰基转移酶在lac操纵元的启动子Plac上游端有一段与Plac部分重叠的序列,能与CAP特异结合,称为CAP结合位点(CAP

binding

site)。第100页/共175页101(二)CAP的正性调节第101页/共175页102在什么条件下cAMP能够与CAP结合呢?第102页/共175页103当葡萄糖浓度高时,cAMP浓度降低,CAP不能被活化,lac操纵元的结构基因表达下降(如下图)。当葡萄糖浓度低时,cAMP浓度升高,CAP被活化,lac操纵元的结构基因表达上升(如下图)。第103页/共175页104第104页/共175页1052、CAP正调控的意义葡萄糖、乳糖同时存在时,葡萄糖先利用1)有葡萄糖存在时,cAMP↓─→cAMP-CAP↓,不能结合CAP位点上,─→正调控作用↓─→乳糖操纵元不能表达。(虽然有乳糖存在,乳糖操纵元不开放基因)第105页/共175页1062)无葡萄糖存在时,cAMP↑─→cAMP-CAP↑─→正调控作用↑─→基因表达。CAP正调控的意义在于保证经济有效地利用碳源。对lac操纵元来说CAP是正性调节因素,lac阻遏蛋白是负性调节因素。两种调节机制之间是何种关系呢?第106页/共175页107CAP和lac阻遏蛋白两种调节机制根据存在的碳源性质及水平协调调节lac操纵元的表达。当阻遏蛋白封闭转录时,CAP对该系统不能发挥作用如无CAP存在,即使没有阻遏蛋白与操纵序列结合,操纵元仍无转录活性。cAMP─CAP复合物与启动子区的结合是转录起始所必需的。(三)协调调节第107页/共175页108单纯乳糖存在时,细菌利用乳糖作碳源;若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在时,细菌首先利用葡萄糖。葡萄糖对lac操纵元的阻遏作用称为分解代谢阻遏(catabolicrepression)。第108页/共175页109第109页/共175页110第110页/共175页111TheLacOperon:

WhenGlucoseIsPresentButNotLactoseRepressorPromoterLacYLacALacZOperatorCAPBindingRNAPol.RepressorRepressorRepressormRNAHeyman,I’mconstitutiveComeon,letmethroughNowayJose!CAP第111页/共175页112TheLacOperon:

WhenLactoseIsPresentButNotGlucoseRepressorPromoterLacYLacALacZOperatorCAPBindingRepressorRepressormRNAHeyman,I’mconstitutiveCAPcAMPLacRepressorRepressorXThislactosehasbentmeoutofshapeCAPcAMPCAPcAMPRNAPol.RNAPol.Yipe…!BindtomePolymerase第112页/共175页113TheLacOperon:

WhenNeitherLactoseNorGlucoseIsPresentRepressorPromoterLacYLacALacZOperatorCAPBindingCAPcAMPCAPcAMPCAPcAMPBindtomePolymeraseRNAPol.RepressorRepressormRNAHeyman,I’mconstitutiveRepressorSTOPRighttherePolymeraseAlright,I’mofftotheraces...Comeon,letmethrough!第113页/共175页114四、影响因子1、lac操纵元的本底水平表达2、大肠杆菌对乳糖的反应3、阻遏物lacI基因产物及功能4、葡萄糖对lac操纵元的影响5、cAMP与代谢物激活蛋白(P239)第114页/共175页1151、lac操纵元的本底水平表达有两个矛盾是操纵元理论所不能解释的:①诱导物需要穿过细胞膜才能与阻遏物结合,而转运诱导物需要透过酶,后者的合成又需要诱导物诱导。解释:一些诱导物可以在透过酶不存在时进入细胞?一些透过酶可以在没有诱导物的情况下合成?√第115页/共175页116②真正的诱导物是异构乳糖而非乳糖,前者是在β-半乳糖甘酶的催化下由乳糖形成的,因此,需要有β-半乳糖甘酶的预先存在。解释:本底水平的组成型合成:非诱导状态下有少量的lacmRNA合成。第116页/共175页1172、大肠杆菌对乳糖的反应培养基:甘油按照lac操纵元本底水平的表达,每个细胞内有几个分子的β-半乳糖苷酶和β-半乳糖苷透过酶;培养基:加入乳糖:透过酶进入细胞β-半乳糖苷酶异构乳糖诱导lacmRNA的生物合成大量乳糖进入细胞多数被降解为葡萄糖和半乳糖(碳源和能源)异构乳糖少量乳糖透过酶第117页/共175页118乳糖HOHHOOHHHCH2OHHOOHHOOHOCH2CH2OHHOHOHHHOOH

别乳糖HOOHHHHOHOHHH＋H2OHHHOOHCH2OHCH2OHHOHCH2OHHOOHHOOOHH

HOHH＋OHHOHHHHHOHHOH葡萄糖半乳糖H图乳糖分解的不同产物第118页/共175页119BasallevelBasallevelBasallevelInducedlevel诱导物的加入和去除对lacmRNA的影响InducedlevelAddInducerRemoveInducer第119页/共175页1203、阻遏物lacI基因产物及功能Lac操纵元阻遏物mRNA是由弱启动子控制下组成型合成的,每个细胞中有5-10个阻遏物分子。当I基因由弱启动子突变成强启动子,细胞内就不可能产生足够的诱导物来克服阻遏状态,整个lac操纵元在这些突变体中就不可诱导。第120页/共175页121强启动子区第121页/共175页1224、葡萄糖对lac操纵元的影响

如果将葡萄糖和乳糖同时加入培养基中,lac操纵元处于阻遏状态,不能被诱导;一旦耗尽外源葡萄糖,乳糖就会诱导lac操纵元表达分解乳糖所需的三种酶。──代谢物阻遏效应第122页/共175页1235、cAMP与代谢物激活蛋白(P239)细菌中的cAMP含量与葡萄糖的分解代谢有关:当细菌利用葡萄糖分解供给能量时,cAMP生成少而分解多,cAMP含量低;相反,当环境中无葡萄糖可供利用时,cAMP含量就升高。第123页/共175页124ATP腺甘酸环化酶cAMP(环腺苷酸)大肠杆菌中:无葡萄糖,cAMP浓度高;

有葡萄糖,cAMP浓度低第124页/共175页125++++转录无葡萄糖,cAMP浓度高时促进转录有葡萄糖,cAMP浓度低时不促进转录ZYAOPDNACAPCAPCAPCAPCAPCAPCAP的正调控第125页/共175页1269.1基因表达调控的基本概念9.2原核基因调控机制9.3乳糖操纵元9.4色氨酸操纵元9.5其他操纵元Chapter9ControllingoftheGeneExpression(PartOne)第126页/共175页1279.4色氨酸操纵元(trpoperon)

内容提要:色氨酸操纵元的结构色氨酸操纵元的阻遏系统色氨酸操纵元的弱化机制第127页/共175页128一、色氨酸操纵元的结构色氨酸是构成蛋白质的组分。一般的环境难以给细菌提供足够的色氨酸,细菌要生存繁殖通常需要自己经过许多步骤合成色氨酸。但是一旦环境能够提供色氨酸时,细菌就会充分利用外界的色氨酸、减少或停止合成色氨酸,以减轻自己的负担。细菌所以能做到这点是因为有色氨酸操纵元(trp

operon)的调控。

第128页/共175页129调控基因结构基因

催化分枝酸转变为色氨酸

的酶

一、色氨酸操纵元的结构trpRtrpRPLeader前导序列第129页/共175页130第130页/共175页131(1)trpR和trpABCDE不连锁;(2)操纵基因在启动子内

(3)有衰减子(attenuator)/弱化子

(4)启动子和结构基因不直接相连,二者被前导序列(Leader)所隔开色氨酸操纵元的特点第131页/共175页132二、trp操纵元的阻遏系统低Trp时:阻遏物不结合操纵基因;高Trp时:阻遏物+Trp结合操纵基因

trpRtrpPtrpOtrpEtrpDtrpCtrpBtrpA

蛋白

TrpR(无活性)

活化的

阻遏蛋白

阻遏物

(Trp)

图16-27TrpR被Trp激活后可阻遏trp

操纵元的转录

(仿B.Lewin:《GENES》Ⅳ，1990,Fig.13.16)

第132页/共175页133trp操纵元的阻遏系统trpRtrptrpRP调控基因结构基因

催化分枝酸转变为色氨酸

的酶

第133页/共175页134三、trp操纵元的弱化机制衰减子(attenuator)/弱化子前导序列(leadersequence)第134页/共175页135现象:实验观察表明:当色氨酸达到一定浓度,但还没有高到能够活化R使其起阻遏作用的程度时,产生色氨酸合成酶类的量已经明显降低,而且产生的酶量与色氨酸浓度呈负相关。机制:仔细研究发现这种调控现象与色氨酸操纵元特殊的结构有关。第135页/共175页1361、弱化子:DNA中可导致转录过早终止的一段核苷酸序列(123-150区)。123~150Attenuatorsequence第136页/共175页137

研究引起终止的mRNA碱基序列,发现该区mRNA通过自我配对可以形成茎-环结构,有典型的终止子特点。图trp弱化子mRNA的终止区第137页/共175页1382、前导序列:在trpmRNA5'端trpE基因的起始密码前一个长162bp的mRNA片段。第138页/共175页139第139页/共175页1403、弱化机制(P244)第140页/共175页141第141页/共175页142a)如果当其他氨基酸短缺(注意:短开放读框编码的14肽中多数氨基酸能由环境充分供应的机会是不多的)或所有的氨基酸都不足时,核糖体翻译移动的速度就更慢,甚至不能占据1的序列,结果有利于1和2、3和4发夹结构的形成,于是RNA聚合酶停止转录,等于告诉细菌:“整个氨基酸都不足,即使合成色氨酸也不能合成蛋白质,不如不合成以节省能量

”。第142页/共175页143b)Lowtryptophanlevels当色氨酸浓度低时,生成的tRNAtrp就少,核糖体在序列1的trp密码子处暂停,序列2和3之间形成配对结构,阻止了衰减,因为序列3不再与序列4之间形成衰减结构,RNA聚合酶得以沿DNA前进,继续去转录其后trpE等基因,trp操纵元就处于开放状态。第143页/共175页144当色氨酸浓度增高时,tRNAtrp浓度随之升高,核糖体快速翻译序列1(前导肽阅读框),占据到2的机会增加,1和2生成发夹结构的机会减少,3和4形成类似终止子的衰减子结构的机会增多,导致RNA聚合酶终止转录。c)Hightryptophanlevels第144页/共175页145

前导肽转录终止结构第145页/共175页146细菌通过弱化作用弥补阻遏作用的不足,因为阻遏作用只能使转录不起始,对于已经起始的转录,只能通过弱化作用使之中途停下来。阻遏作用的信号是细胞内色氨酸的多少;弱化作用的信号则是细胞内载有色氨酸的tRNA的多少,它通过前导肽的翻译来控制转录的进行。在细菌细胞内这两种作用相辅相成,体现着生物体内周密的调控作用。第146页/共175页147在trp操纵元中,对结构基因的转录,阻遏蛋白的负调控起到粗调的作用,而衰减子起到细调的作用。细菌其他氨基酸合成系统的许多操纵元(如组氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸等操纵元)中也有类似的衰减子存在。第147页/共175页1489.1基因表达调控的基本概念9.2原核基因调控机制9.3乳糖操纵元9.4色氨酸操纵元9.5其他操纵元Chapter9ControllingoftheGeneExpression(PartOne)第148页/共175页149上个世纪末,本世纪初，1996年,清华学界对中医气本质，经络实质，阴阳，五行，藏象，中医哲学观等都有了新的全面整体创造性的认识和解说。如，邓宇等发现的:气是流动着的‘信息－能量－物质’的混合统一体；分形分维的经络解剖结构；数理阴阳；中医分形集：分形阴阳集－阴阳集的分形分维数，五行分形集－五行集的（45传染病q566丙肝964jo乙肝28jgsx甲肝gh）分维数；（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）分形藏象五系统－暨心系统、肝系统、脾系统、肺系统、肾系统；中医三个哲学观－新提出的第三哲学观：相似观－分形论等。（4f肿瘤fbb癌症yuw3胃癌d65io肠癌.f2tr肺癌65ff）还包括近代针灸经络的发展史,近代中医气的进展简史,中西医结合史,（df肺25s血液f369血小板t5172红血球gdf55m白血球fd2）中医中药史等.古代(经典)中医史中国的中医学起源于三皇五帝时期，相传伏羲发明了针灸并尝试草药。在公元前（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）3000多年，中国的轩辕黄帝写下了人类第一部医学著作——《祝由科》，后世人在这部医药著作的基础上不断增补删改，逐渐形成了后来的《黄帝内经》和《黄帝外经》，并由祝由科里将纯粹的医药分离了出来（4f肿瘤fbb癌症yuw3胃癌d65io肠癌.f2tr肺癌65ff），形成了后来的中医学。（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）而其中的（4f肿瘤fbb癌症yuw3胃癌d65io肠癌.f2tr肺癌65ff）《黄帝内经》则在世界上第一个提出了“不治已病治未病”这一防病养生保健康的预防医学观点。轩辕黄帝早在周代(公元前1046年－公元前771年)就建立了世界上第一个医院和医疗制度，周代的医疗机构设有医师、（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）上士、下士、府（管药库）、史（管记录）、徒若干人。下面又分食医（管饮食卫库）、疾医（内科）、疡医（外科）、兽医四种，这是世界上最早的医学分科。医师总管医药行政，并在年终对医生进行考核；（4f肿瘤fbb癌症yuw3胃癌d65io肠癌.f2tr肺癌65ff）（df肺25s血液f369血小板t5172红血球gdf55m白血球fd2）《周礼》记载“岁冬则稽其事，以制其食”，（df4肺炎88gdg青霉素d25f肝炎df6）就是说，医生每年都要通过年终考核增减俸禄。当时的患者已经分科治疗，而且建立病历。“死终则各书其所以，而入于医师”，规定在死者病历上要写明死因，然后送交医师存档，以便总结医疗经验，提高医疗技术。这也是世界上最早的病历制度。（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）在春秋战国（公元前770年－前221年）时期名医辈出，秦国有名医医缓，齐国有长桑和他的徒弟扁鹊。扁鹊发明了中医独特的辨证论治，并总结为“四诊”方法，即“望、（45传染病q566丙肝964jo乙肝28jgsx甲肝gh）闻、问、切”。扁鹊看病行医有“六不治”原则：一是依仗权势，骄横跋扈的人不治；二是贪图钱财，不顾性命者不治；三是暴饮暴食，饮食无常者不治（df4肺炎88gdg青霉素d25f肝炎df6）；四是病深不早求医者不治；五是身体虚弱不能服药者不治；六是相信巫术不相信医道者不治。后世则尊称他为神医扁鹊。春秋战国时流行的主要医学著作有《黄帝内经》、《黄帝外经》（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr）、《扁鹊内经》、《扁鹊外经》（4f肿瘤fbb癌症yuw3胃癌d65io肠癌.f2tr肺癌65ff）、《白氏内经》、《白氏外经》和《旁篇》这七本，合成“七经”。在秦朝（公元前221年—公元前207年）出现了世界上最早的专门法医——"令史"。秦律规定，死因不明的案件原则上都要进行尸体检验，（df肺25s血液f369血小板t5172红血球gdf55m白血球fd2）司法官如果违法不进行检验，将受到处罚。秦代的《封诊式》（45传染病q566丙肝964jo乙肝28jgsx甲肝gh）对法医鉴定的方法、程序等有较为详细的记载。在人命案件中，鉴定检验的主要内容有尸体的位置、