基因表达调控课件.ppt

1、基因表达调控，基因表达调控，第十六章，第一节基因表达调控及其生物科学意义，一、基因表达调控，染色体组(genome )的一个细胞球或细小病毒所具有的全部遗传信息或全部基因。 基因(gene )是负载特定遗传信息的DNA片段(查询密码序列、非查询密码调节序列、内含子)，基因表达(gene expression )包括转录、翻译过程，其产物包括转录体(tRNA，rRNA )，基因表达被特罗尔， (特罗尔了遗传基因在原核生物和真核生物中的表达，染色体组DNA、特罗尔区、外显子、内含子、结构基因、RNA转录、mRNA前体(有内含子) 别！ 细胞核内、细胞球胞浆、二、基因表达的专一性、(一)根据时间专一

2、性、功能的需要，某些特定基因的表达严格按特定时间顺序发生，称为基因表达的时间专一性(temporal specificity )。 多细胞生物从受精卵发育为个体，每个发育阶段不同的基因严格按照自各儿的特定时间顺序开关，显示与分化、发育阶段一致的时间性。 多细胞生物基因表达的时间专一性也被称为阶段专一性(stage specificity )。果蝇的发育、(2)空间专一性、基因表达随时间序列出现的这种分布差异实际上是由细胞球器官中的分布决定的，所以空间专一性也称作细胞球或组织特异性(cell or tissue specificity )。 在个体成长的整个过程中，有一个基因产物在个体中按不同的

3、组织空间顺序出现，被称为基因表达的空间专一性(spatial specificity )。 三、基因表达方式根据对刺激的反应性、基因表达方式，(一)基本(组成性)表达，有些基因在一个个体的大部分细胞球中持续表达，通常被称为私人管家基因(housekeeping gene )。 三羧酸循环、糖酵解途径、表达产物是各组织细胞生存所必需的，表达水平受启动序列和RNA-pol相互作用的影响，无论表达水平高低，管家基因很少受环境要素的影响，能在个体各生长阶段的大多数或大部分组织持续表达吗与其他基因不同，这种基因表达被视为基本(组成性)基因表达(constitutive gene expression )

4、。 (1)基本(组成)表达，(2)诱导和抑制表达，特定的环境信号刺激激活对应的基因，增加基因表达产物，将该基因称为可诱导基因。 能够诱导基因在特定环境中表达增强的过程称为诱导(induction )。 如果基因对环境信号的响应受到抑制，则该基因是可抑制的基因。 抑制基因表达产物水平下降的过程称为抑制(repression )。 在特定反应历程调控下，一组功能性相关基因无论其如何表达方式都需要协调一致、协同表达(即协调表达)，而这种调节被称为协调调节(coordinate regulation )。 四、基因表达调控的生物科学意义，(一)适应环境，保持生长和增殖，(二)保持个体发育和分化，(五)

5、基因表达的多阶段调控，基因激活，转录起始转录后加工mRNA降解，转录起始，原核生物，真核生物，类(cis-acting element )，分类： 位于正共特罗尔元件、负共特罗尔元件、共特罗尔转录效果、共特罗尔转录功能、启动子、增强子、终止子、沉默、间隔物、一、启动子、基因查询密码区域开始点、TATA盒、核启动子、(UPE )、原核Prinbnow盒(-10 )、真核Hogness盒(-25 -30 )、接近顺式元件、真核生物、cis-acting element、顺式元件：影响转印具有增强子(enhancer )，定义了能够增强上游或下游基因转录的DNA序列6 .有一些属性和组织细胞专一性3

6、、位于基因启动子上游或下游的转录区内或区外5、位于远程启动子作用3、转录终止子、基因查询密码区下游的RNA 转录终止步骤：1，RNA链终止继续延伸，2，释放新合成的RNA链，3，RNA多聚酶与铸造模型解离，种类：依赖因子的转录终止子，依赖因子的转录终止子，rho因子的作用机制，1， 特征： 1、作用不受自身距离和方向的限制，2、同源和异源基因具有相同的效果，反式调节、顺式调节，相对不同的分子或染色体是反式的。 对同一分子或染色体称为顺式。 第三节反式作用因子，定义：与顺式作用元件相互作用、影响基因表达的调节蛋白(trans-acting factor ) .转录因子、转录激活/抑制因子、共激活

7、/抑制因子、RNA多聚酶，2 .转录因子与核心启动子特异性结合而启动转录的调节蛋白与真核RNA-pol I、II、III相对应，TF (通常转录因子)被分类为TFI、TFII、TFIII(PIC )。 3 .转录激活/抑制因子与上游激活序列、增强子或沉默子序列识别结合，通过特异的DNA蛋白质、蛋白质相互作用影响转录调节蛋白质。 能够加速PIC的形成。 4 .共活化/抑制因子并非直接与顺式作用元件结合，而是通过蛋白质-蛋白质相互作用影响转录因子或激活因子的构象，调节基因转录的调节蛋白。 (二)、二、RNA多聚酶(转移因子)、二、RNA-pol、启动子识别转录，催化3-5磷酸二酯类化合物键形成，选

8、择转录基因型。 (1)原核生物、(2)真核生物RNA-pol、RNA-pol、RNA-pol、RNA-pol、催化剂5.8S、18S 1、RNA-pol通过TF(A、b、c、d、e、f )与DNA结合，2、起始前复合体其中TFD先与TATA盒结合，rfd先与TATA盒结合，第三，普通转录因子普遍存在于各种细胞球中，是与核心启动元件特异性结合的转录因子。 RNApol至少需要TFA、b、d、e、f、h六种普通转录因子。 第四节DNA与蛋白质相互作用的结构特征是指反式作用因子与顺式作用元件之间的特异识别和结合。 通常是非共价键，所识别的DNA结合点通常呈现对称或不完全对称结构。 大多数调节蛋白在与

9、DNA结合之前，需要通过蛋白质-蛋白质相互作用形成同/异二聚体(dimer )或多聚体(polymer )。、顺式作用元件、反式作用元件依赖各自的结构域，与靶基因特异顺式元件和其他反式作用元件相互作用，严格控制基因表达的时空顺序，原核/真核细胞中可见的结构域：螺旋角-螺旋(HTH )化学基顺序、盐化学基性亮氨酸拉链“元素溴”域， 螺旋星空卫视螺旋(helix-turn-helix，HTH )化学基序列、降解产物基因激活蛋白(catabolite gene activator protein )、cctivatorprotein盐化学基性亮氨酸拉链(bLZ )的化学基序列在各亚单位的c末端螺旋上

10、每隔7个剩馀化学基规则地出现Leu剩馀化学基，加上Leu疏水作用，在该区域2条肽链形成拉链结构。 2个n末端部分富含碱性氨基酸，像生辰八字形筷子一样插入DNA的大沟，与其特异的盐化学基序列结合。 重复亮氨酸序列，每隔7个残馀化学基有一个亮氨酸特征：含有蛋白质同二聚体和异二聚体、盐化学基性区/螺旋-环-螺旋(bHLH )、亚金属铅指(zinc finger )、亚金属铅的金属蛋白，结构中Cys较多的含亚金属铅指基序列调节蛋白第五节原核基因的转录控制、一、原核基因的转录控制的基本概念、结构基因、调节序列、TTGACA TATAAT、-10、-35、操纵子、一致序列、概念、原核生物的转录段可以看作一

11、个转录单位的专一性因子、抑制因子、激活因子、 您可以选择、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者抑制蛋白的负调节、二、乳糖操纵子调节机制、葡萄糖无乳糖存在时、二、乳糖存在时，诱导lac操纵子；(三)抑制蛋白的正性调节、二、乳糖操纵子调节机制、IPTG、抑制蛋白的正性调节，诱导异半乳糖诱导cAMP浓度低时、(四) cap的正性调节、二； 乳糖操纵子调节机制、无葡萄糖cAMP浓度高时、低异半乳糖、高异半乳糖、葡萄糖低cAMP浓度高、葡萄糖高cAMP浓度低、(5)如果不存在协同CAP，则即使抑制蛋白与操

12、作序列不结合，操作子也没有转录活性。 二、存在乳糖操纵子调节机制、单纯乳糖时，细菌将乳糖用作碳源，与葡萄糖或葡萄糖/乳糖共存时，细菌优先使用葡萄糖。 (1)lac操纵子负控制在不存在乳糖的情况下，抑制因子与操纵子序列相互作用，阻止RNA-pol开始基因转录。 (二) lac操纵子导致乳糖浓度升高、葡萄糖浓度降低1，异半乳糖导致异半乳糖和抑制因子结合，引起构象变化，使抑制因子和操纵子序列分离，加速转录。 2.cAMPCAP活化Glc下降时，camp上升，与cap结合，campcap复合体和启动子结合，刺激RNA-pol的转录活性。 lac操纵子的负控制和正控制相互协调，使细菌生长符合最佳大姨妈需

13、求。摘要：第六节真核基因的转录控制，regulationofeukaryoticgenetranscription，一，真核细胞与原核细胞基因的转录调控比较，二，真核基因表达类型，组成表达constitutiveexpption三羧酸循环，糖酵解途径， 表达产物是各组织细胞生存所必需的，表达水平受核心启动子序列与正常转录因子(包括pol )相互作用的影响，重组蛋白质RecA的核酸内切酶活性增强，DNA损伤，修复酶催化剂基因表达增强， 受到可调型表达regulated expression上游多种调节因子和各种反式因子相互作用的调节，真核生物体内通过激活因子进行的正调节极为常见，三、真核染色体组的织构特点，(一)真核染色体组结构巨大，染色体组DNA约为3 109 bp。 有约35000个查询密码基因，占全长的6%。 (二)单顺反子，一个基因查询密码一个多肽链或RNA链，各基因转录各自的调节因子，一个查询密码基因转录生成一个mRNA分子，翻译生成一个多肽链。外显子、内含子、(3)断裂基因、外显子、内含子、查询密码序列、非查询密码序列、模具：模具：模具：相当保守，3、逆转录转印转印片短距离地分散在重复序列的SINEsAlu族中， DNA RNA DNA插入染色体组的新部位，重复序列的