基因表达调控-基因表达调控的概念与基本原理（生物化学）

基因表达调控生物化学基因表达调控的概念与基本原理生物化学1961年，法国科学家F.Jacob和J.Monod通过研究大肠杆菌乳糖代谢的调节机制，提出了著名的操纵子学说，从而开创了基因表达调控研究的新纪元。对基因表达调控的研究是目前分子生物学领域最重要的研究内容之一。一、基因表达调控的概念

(一)基因表达及其特点

基因表达有关的概念何谓基因？基因是携带特定遗传信息的DNA片段。基因是生物体的遗传信息单位，经过DNA复制，将遗传信息准确的传递到子代，通过转录、翻译进行表达。基因组：来自一个生物体的一整套遗传物质。对所有原核细胞而言，它们的基因组就是单个的环状染色体所含的全部基因。对真核生物而言，基因组就是指一个生物体的染色体所包含的全部DNA，通常又称为染色体基因组。不同生物的基因组含有不同数量的基因。细菌的基因组约含4000个基因。人类基因组含约2万-3万个基因。1.基因表达：是指基因转录及翻译的过程，即：生成具有特异生物功能产物的过程。（蛋白质、各种RNA）。2.基因表达的时间性及空间性（1）时间特异性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。（2）空间特异性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。空间特异性是由细胞在器官的分布决定的，故又称细胞或组织特异性。（二）基因表达调控的基本概念基因表达调控是细胞通过多种机制增加或降低特定基因产物的过程，也称为基因调节。基因表达调控可以从基因的激活到蛋白质的合成的各个阶段包括：基因激活、转录起始、转录后加工、蛋白质翻译、翻译后加工等。

尽管基因表达调空可以发生在遗传信息的任何环节，但发生在转录水平，尤其是转录起始水平的调节，对基因表达起着至关重要的作用，即转录起始是基因表达的基本控制点。也就是说转录起始的基因表达调控为最重要的，研究的也是最清楚的。二、基因表达调控的基本原理在某一特定时期或生长阶段，基因组中只有小部分基因处于表达状态。例如，大肠杆菌通常只有约有5%的基因处于高水平转录活性状态，其余大多数基因不表达，或表达水平极低。随着组织细胞及个体发育阶段的不同，或内环境的变化的不同，处于转录激活状态的基因的种类和数目以及基因表达的模式也会发生相应的改变。（一）基本表达某些基因产物对生命全过程都是必需的，这类基因在一个生物个体中几乎在所有细胞中持续表达，通常称为管家基因。

管家基因表达水平受环境因素影响较小，而是在个体各个生长阶段的大多数几乎在全部组织中持续表达，或变化很小。分子遗传学将这类表达称为基本表达。可阻遏的基因：基因对环境信号应答时被抑制。

奢侈基因：基因表达极易受环境的影响可诱导基因：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。（二）差别基因表达指细胞分化过程中，奢侈基因按一定顺序表达。本质是开放某些基因、关闭另一些基因能被表达的基因约占基因总数的5%～10%（三）基因表达调控的意义1.有利于物种适应环境。2.维持生长和繁殖。3.维持个体发育和分化。真、原核生物表达调控的差异

转录调控往往涉及许多转录因子间的、蛋白因子与DNA间的相互作用，存在着复杂的机制调