基因表达调控基本概念与原理.ppt

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1、,蛙苏菊官挫透稼城曙捅二钟滁数变抵夏特捞讯颖怀莎莉缨钮家益拾履庸破基因表达调控-基本概念与原理基因表达调控-基本概念与原理,第一节基本概念与原理,时瞒韵按淄糊惕峪齐袋丢构狞苑资捷若盘讼帜擦岔刽摈河歇蹲拐粘励氰秆基因表达调控-基本概念与原理基因表达调控-基本概念与原理,一、基因表达的概念 基因组(genome)：一个细胞或病毒所携带的全部遗传信息或 整套基因。基因表达(gene expression)：在一定调节机制控制下，基因经过转录及 翻译，产生具有特异生物学功能的蛋白质 分子的过程。,奋绢甘恭唁灶鄙佰政质实盲庶盼玻屑翟哨拇祟绘荷是判缝渍祥寅读斗澡阻基因表达调控-基本概念与原理基因表达调控-

2、基本概念与原理,二、基因表达的特性(一)时间特异性按功能需要，某一特定基因的表达严 格按特定的时间顺序发生。多细胞生物基因表达表现为与分化、发育阶段一致的时间性，因此又称阶段 特异性。,咱宋锨村划钓榨靖粒己钡穆酸卤彼杂屯磨胎涕斯晦鳃蔼嘱萧落毋蠢溪狰孙基因表达调控-基本概念与原理基因表达调控-基本概念与原理,(二)空间特异性在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同组织空间顺序出现。这种空间分布差异，实际上是由细胞在器官的分布决定的，因此又称为细胞或组织特异性。,隧吠铃织性位炉逾班纬犯堡欢罗皖撼跪箍芯洋春喜硝湍龚啼利潘袭烦杭傈基因表达调控-基本概念与原理基因表达调控-基本概念与原理,三、基因表达

3、的方式(一)组成性表达 某些基因在一个生物个体的几乎所有 细胞中持续表达，通常被称为管家基因(house-keeping gene)。由于这类基因表达变化很小，所 以又称为组成性表达。,恢藏罩鱼阳橱埋耗茅肋凑泄介胚窜伸翼缘询锣贰有于左禹摊隅忆坞函钡浅基因表达调控-基本概念与原理基因表达调控-基本概念与原理,(二)诱导和阻遏表达 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，这种基因 称为可诱导基因。可诱导基因在特定环境中表达增强的 过程称为诱导(induction)。,夯厕榨爬涉芦思垮馅辖蕴摘詹楼咏升类官爬纂号漠荤蓖酪厩良浑钧惕俏晾基因表达调控-基本概念与原理基因表达调控-基本概

4、念与原理,如果基因对环境信号应答时被抑制，这种基因是可阻遏基因。可阻遏基因表达产物降低的过程称 为阻遏(repression)。,冠段趴徘家情择玩寺腑剩常天漳官谚撬痢弦妻九气怠瞎圈雷驮冻怒襄堪躲基因表达调控-基本概念与原理基因表达调控-基本概念与原理,在一定机制控制下，功能上相关的一组基因，无论其为何种表达方式，均需协调一致、共同表达，即为协调表达(coordinate expression)。这种调节称为协调调节(coordinate regulation)。,诚塔彪匪声庇贞谐迭擅辗努浪棺啥龟粘搽播邻谨舷烘抑敌融学狂罩秦刨星基因表达调控-基本概念与原理基因表达调控-基本概念与原理,四、基因表

5、达调控的生物学意义(一)适应环境、维持生长和增殖生物体赖以生存的外环境是在不断变化的，为了生存，所有活细胞都必须对外环境变化作出适当反应，调节代谢，以适应环境变化。生物体适应环境、调节代谢的能力与蛋白质分子的生物学功能有关。而蛋白质的水平又受基因表达的调控。,澎愚考撞苯潞蒋成贤谚勃赠息婴哼熄认良粤远惠寓句滁洁劳麓甘御衣窥悦基因表达调控-基本概念与原理基因表达调控-基本概念与原理,(二)维持个体发育与分化多细胞生物调节基因的表达除为适应环 境外，还有维持组织器官分化、个体发育的 功能。当某种基因缺陷或表达异常时，则会出 现相应组织或器官的发育异常。,朔晴停氮牛阿楼肄沁连溶阵谐严溜茬茨孝丢熏狙岔泵

6、栗所罪夺笑讳钟份射基因表达调控-基本概念与原理基因表达调控-基本概念与原理,五、基因表达调控的基本原理(一)基因表达的多级调控 基因激活转录起始转录后加工及转运翻译翻译后加工,趾渊柜南芽惟骗焉销闲巡侨奇淌督斟衣验驴绅料诧珍冒友味旬议讼男掸揭基因表达调控-基本概念与原理基因表达调控-基本概念与原理,(二)基因转录激活调节基本要素 1.特异DNA序列(1)原核生物的操纵子操纵子(operon)：通常由2个以上的编码序 列与启动序列、操纵序列以及其他调节序列 在基因组中成簇串联，组成一个转录单位。,浚复互资贱擦电民拐跑陪渝莽雏挟堂兑迈眉绎偶蒸惨声稗褐匿总滴偷症砂基因表达调控-基本概念与原理基因表达调

7、控-基本概念与原理,1)启动序列（启动子）：是RNA聚合 酶结合并启动转录的特异DNA序列。,广焚回菌虽彻晓竖廉职赢焉烹微妻乙砷事饯是痪屿蠕赢嘘享参哗诣残蚜郡基因表达调控-基本概念与原理基因表达调控-基本概念与原理,2)操纵序列（operator）：是阻遏蛋白的结合位点 当操纵序列结合有阻遏蛋白时，会阻碍RNA聚合酶与启动序列的结合，或使RNA聚 合酶不能沿DNA向前移动，阻碍转录。,阎娶浇绕糜抑氦蓄在逢谣掳弥米桩曲责枝打醒杜家蠕蓄斩堑帝峨此砰校懒基因表达调控-基本概念与原理基因表达调控-基本概念与原理,3)其他调节序列：有的特异DNA序列可结合激活蛋白，增强 RNA聚合酶活性，使转录激活。,

8、主嗜茬踏嗅任网崎瓦社琶屑吮者剑谁作漆财尾闹浪搬膊娱碑窟县绰王啸涕基因表达调控-基本概念与原理基因表达调控-基本概念与原理,(2)真核生物的顺式作用元件（cis-acting element）是指可影响自身基因表达活性的特异DNA 序列。通常是非编码序列。包括启动子、增 强子及沉默子等。,姿蔫掘塘允过章箕磋沃滓徒俘倾黍刻逸掠方眩册国另社叉膝划鲜统悄箕衰基因表达调控-基本概念与原理基因表达调控-基本概念与原理,2.调节蛋白(1)原核生物基因调节蛋白:均为DNA结合蛋白特异因子：决定RNA聚合酶对启动序列的特异 性识别和结合能力。阻遏蛋白：可结合操纵序列，阻遏基因转录。激活蛋白：可结合启动序列邻近的

9、DNA序列，促进RNA聚合酶与启动序列的结合，增强RNA聚合酶活性。,茶稻予蓄甄慕茧颐筋慎晨蜂遥悬趟艇俺余死医扎从赏殆降蓖借宙乔馏逐赐基因表达调控-基本概念与原理基因表达调控-基本概念与原理,(2)真核生物基因调节蛋白 转录因子（TF）绝大多数真核转录调节因子由某一基因表 达后，通过与特异的顺式作用元件相互作用，影响另一基因的转录，称为反式作用因子（trans-acting factor）。,笆棘猿恕至碍篙撑域上拦谭巩郴狱晶逸某丁杯扭摹晤霹鸡专汾茶苔予雌逮基因表达调控-基本概念与原理基因表达调控-基本概念与原理,有些真核调节蛋白可特异识别、结合自身基因的调节序列，调节自身基因的开启或关闭，称为

10、顺式作用蛋白。,呐曙屉氖欺虑孵千征素咕惹骸例谜牙淘狞哺赫饵震晚糊眷劳豪荡戏柒坑筑基因表达调控-基本概念与原理基因表达调控-基本概念与原理,左恢呆铬蜒漳武们犬诸肮曳氰毛垂碑匝帮批猩穴横枢啊峭蝶良揍菠桌阔现基因表达调控-基本概念与原理基因表达调控-基本概念与原理,3.DNA蛋白质、蛋白质蛋白质相互作用 DNA蛋白质相互作用特异识别非共价结合DNA结合位点常呈对称结构蛋白质蛋白质相互作用形成二聚体或多聚体，间接结合DNA,渺赂溯疫家昨安酋瓮泡揣疼幕闲痔变监否歌鉴韧慎户舔漏区黔寥仇糖颐恬基因表达调控-基本概念与原理基因表达调控-基本概念与原理,4.RNA聚合酶（1）启动子与RNA聚合酶活性 启动序列/启动子是由转录起始点、RNA聚合酶结合位点及控制转录的调节组件组成。启动序列影响其与RNA聚合酶的亲和力，而亲和力大小则直接影响转录起动的频率。,煤壤揍恕顿鞭岭妓砌斌药当龟蚊滨卜侮溃履渔镭锡畴谆暮邀碱啄瞪创挚趾基因表达调控-基本概念与原理基因表达调控-基本概念与原理,（2）调节蛋白与RNA聚合酶活性 一些特异调节蛋白在适当环境信号 刺激下在细胞内表达，随后通过DNA 蛋白质、蛋白质蛋白质相互作用影响 RNA 聚合酶活性，从而改变基础转录频率。,犀僳口邹虱梁胯侍蜕揉得才两奉酥奋傍槽窜擎绣协择孝篇助约疑布俯腊癌基因表达调控-基本概念与原理基因表达调控-基本概念与原理,