1、第十三章第十三章 基因表達(dá)調(diào)控基因表達(dá)調(diào)控思路：系列酶促反應(yīng)的調(diào)節(jié) 基因表達(dá)調(diào)控 基因表達(dá) 調(diào)控 定義 特點 方式 意義 調(diào)節(jié)點 基本要素 特點 機制共性原核（主）真核第一節(jié)第一節(jié) 基因表達(dá)調(diào)控基本概念與原理基因表達(dá)調(diào)控基本概念與原理 一、基因表達(dá)（一）.定義 基因表達(dá)：基因在各種調(diào)節(jié)機制下,經(jīng)過系列 步驟表現(xiàn)出其生物功能的過程。 即基因轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄與翻譯的過程。 轉(zhuǎn)錄+翻譯 蛋白質(zhì)(主) 轉(zhuǎn)錄 rRNA、tRNA 基因:載有特定遺傳信息的DNA片段. 基因組：一個細(xì)胞或病毒所攜帶的全部遺傳 信息或整套基因 (二)、特點 具有時空性 1時間特異性（階段特異性） 定義：指某一特定基因的表達(dá)嚴(yán)格按

2、特定時間順序發(fā)生。 e.g :不同時間、階段表達(dá)多少不同 感染、發(fā)育（早期表達(dá)多） 2空間特異性（細(xì)胞,組織特異性） 定義：指某一基因的表達(dá)按不同組織 空間順序發(fā)生。 e.g :不同組織、細(xì)胞表達(dá)產(chǎn)物多少不同（三）、（三）、方式方式 基本表達(dá)基本表達(dá) 對刺激反應(yīng)對刺激反應(yīng)小小 適應(yīng)性表達(dá)適應(yīng)性表達(dá)（誘導(dǎo)誘導(dǎo)或或阻遏阻遏） 對刺激反應(yīng)對刺激反應(yīng)大大 1基本表達(dá)（組成性基因表達(dá)）基本表達(dá)（組成性基因表達(dá)） a.定義：定義：不易受不易受環(huán)境變化環(huán)境變化影響影響的基因表達(dá)。的基因表達(dá)。 即即管家基因管家基因表達(dá)表達(dá) 管家基因：管家基因：在機體在機體所有所有細(xì)胞中細(xì)胞中持續(xù)持續(xù)表達(dá)的基因表達(dá)的基因; 表

3、達(dá)產(chǎn)物是整個生命過程中都表達(dá)產(chǎn)物是整個生命過程中都持續(xù)需要持續(xù)需要的。的。 即進行基本表達(dá)的基因。即進行基本表達(dá)的基因。 b. 影響因素：影響因素： 啟動序列啟動序列 啟動子與啟動子與RNA-pol相互作用相互作用 c.意義：意義：維持生命維持生命的基本途徑。的基本途徑。 2適應(yīng)性表達(dá)適應(yīng)性表達(dá) 定義：定義：易易受環(huán)境變化受環(huán)境變化影響影響的基因表達(dá)。的基因表達(dá)。 形式：形式： 誘導(dǎo)：受環(huán)境條件變化基因表達(dá)誘導(dǎo)：受環(huán)境條件變化基因表達(dá)增強增強的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 阻遏：受環(huán)境條件變化基因表達(dá)阻遏：受環(huán)境條件變化基因表達(dá)減弱減弱的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 影響因素：影響因素： 啟動序列啟動序列 啟動子與啟動子

4、與RNA-pol相互作用相互作用 其他機制其他機制(含對特定刺激的反應(yīng)元件含對特定刺激的反應(yīng)元件) 意義：意義：適應(yīng)環(huán)境適應(yīng)環(huán)境的基本途徑。的基本途徑。3.協(xié)調(diào)表達(dá)：在基本和適應(yīng)性表達(dá)中，協(xié)調(diào)表達(dá)：在基本和適應(yīng)性表達(dá)中，功能相關(guān)功能相關(guān)的的 基因表達(dá)基因表達(dá)協(xié)調(diào)一致協(xié)調(diào)一致。二、基因表達(dá)調(diào)控（共性）二、基因表達(dá)調(diào)控（共性）（一）、意義 1. 適應(yīng)環(huán)境、 維持生長和增殖(原核) 。 2適應(yīng)環(huán)境、維持個體發(fā)育與分化(真核)。 (二)、調(diào)控點 多級性(信息傳第的任何環(huán)節(jié))： 基因激活 轉(zhuǎn)錄起始（基本點） 轉(zhuǎn)錄 后 加工 翻譯 翻 譯后加工（三）、（三）、基本要素基本要素（e.g:轉(zhuǎn)錄激活）轉(zhuǎn)錄激活）

5、 特異特異DNA序列序列 調(diào)節(jié)蛋白調(diào)節(jié)蛋白 DNA與調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合方式與調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合方式 RNA聚合酶聚合酶 1.1.特異特異DNADNA序列（調(diào)節(jié)功能）序列（調(diào)節(jié)功能） （1 1）. .原核生物原核生物 操縱子操縱子 a. a.定義定義：原核原核基因的基因的轉(zhuǎn)錄單位轉(zhuǎn)錄單位，由功能相關(guān)的，由功能相關(guān)的 一組一組結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因及其上游的調(diào)節(jié)序列及其上游的調(diào)節(jié)序列( (啟動啟動 子子. .操縱操縱序列和序列和其它其它調(diào)節(jié)序列調(diào)節(jié)序列) )組成。組成。 b. b. 結(jié)構(gòu)、作用：結(jié)構(gòu)、作用： 編碼編碼序列序列 轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄的mRNAmRNA為為多順反子多順反子 （結(jié)構(gòu)基因）（結(jié)構(gòu)基因） 啟動啟動序列序

6、列 RNA-polRNA-pol識別、結(jié)合部位識別、結(jié)合部位 操縱操縱序列序列 阻遏蛋白阻遏蛋白結(jié)合部位，控制結(jié)合部位，控制 轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄的開關(guān)開關(guān), ,負(fù)負(fù)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) 其它其它調(diào)節(jié)序列調(diào)節(jié)序列 激活蛋白激活蛋白結(jié)合部位結(jié)合部位, ,正正 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) （2）、真核生物）、真核生物 順式作用元件順式作用元件 a.定義：是指定義：是指真核真核生物生物DNA分子中參與基因分子中參與基因轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 錄調(diào)控錄調(diào)控的特異的特異DNA序列序列。 b.成分和功能：成分和功能： 啟動子啟動子 RNA-pol識別、結(jié)合的部位識別、結(jié)合的部位 增強子增強子 決定決定基因表達(dá)基因表達(dá)時空性時空性，增強增強啟動啟動 子作用。子作用

7、。 正正調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) 沉默子沉默子 抑制抑制基因轉(zhuǎn)錄基因轉(zhuǎn)錄.負(fù)負(fù)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) 增強子增強子： 是指能是指能決定決定基因表達(dá)基因表達(dá)時空性時空性，增增 強強啟動子活性的特異啟動子活性的特異DNA序列。序列。 其作用方式與方向、距離無關(guān)。其作用方式與方向、距離無關(guān)。 沉默子沉默子： 是指能是指能抑制抑制基因基因轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄的特異的特異 DNA序列。序列。 2.調(diào)節(jié)蛋白調(diào)節(jié)蛋白 (1).原核生物原核生物 分類分類 特異因子特異因子 決定決定RNA-pol對對啟動子啟動子 （因子）因子） 的結(jié)合、識別能力。的結(jié)合、識別能力。 阻遏蛋白阻遏蛋白 結(jié)合結(jié)合操縱序列操縱序列， 阻遏阻遏轉(zhuǎn)錄（轉(zhuǎn)錄（負(fù)負(fù)性調(diào)節(jié)）。性調(diào)節(jié)

8、）。 激活蛋白激活蛋白 結(jié)合結(jié)合其他其他調(diào)節(jié)序列，調(diào)節(jié)序列， 促進促進轉(zhuǎn)錄（轉(zhuǎn)錄（正正性調(diào)節(jié)）。性調(diào)節(jié)）。 (2).真核生物真核生物 反式作用因子反式作用因子 （主）（主） 結(jié)合調(diào)節(jié)結(jié)合調(diào)節(jié)另一另一基因基因 順式作用因子順式作用因子 結(jié)合調(diào)節(jié)結(jié)合調(diào)節(jié)自身自身基因基因 反式作用因子反式作用因子 a. a. 定義定義：結(jié)合：結(jié)合另一另一基因的順式作用元件，基因的順式作用元件， 并并激活激活該基因轉(zhuǎn)錄的該基因轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)。 b.b.分類：分類： 基本轉(zhuǎn)錄因子基本轉(zhuǎn)錄因子：是作用于：是作用于啟動子啟動子， 維持基因維持基因基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄 （即轉(zhuǎn)錄成（即轉(zhuǎn)錄成 mRNA.tRNA.rRNA mR

9、NA.tRNA.rRNA） 包括：包括：TFITFI、TFIITFII、TFIIITFIII。 特異轉(zhuǎn)錄因子特異轉(zhuǎn)錄因子：作用于：作用于增強子增強子和和沉默子沉默子， 為為個別基因個別基因轉(zhuǎn)錄所必需，轉(zhuǎn)錄所必需， 決定該基因表達(dá)的決定該基因表達(dá)的時空性時空性 包括包括 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄激活激活因子因子 增強子增強子 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄抑制抑制因子因子 沉默子沉默子 c.c.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) DNA DNA結(jié)合域結(jié)合域 識別、識別、結(jié)合結(jié)合特特 鋅指鋅指結(jié)構(gòu)（主）結(jié)構(gòu)（主） 異異DNADNA順式元件順式元件 堿性堿性- -亮氨酸拉鏈亮氨酸拉鏈 堿性螺旋堿性螺旋- -環(huán)環(huán)- -螺旋螺旋 轉(zhuǎn)錄激活域轉(zhuǎn)錄激活域 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)基因基

10、因 酸性酸性-螺旋結(jié)構(gòu)域螺旋結(jié)構(gòu)域 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄效率效率 富含富含GlnGln結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域 富含富含ProPro結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域 二聚化結(jié)構(gòu)域二聚化結(jié)構(gòu)域 與與DNADNA結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)有關(guān)有關(guān) 3調(diào)節(jié)蛋白與調(diào)節(jié)蛋白與DNA結(jié)合方式結(jié)合方式 直接直接 （DNA-蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)相互作用相互作用, 多指反式作用）：多指反式作用）： 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)蛋白直接蛋白直接識識 別、別、 結(jié)合結(jié)合 特異特異DNA序列序列 。反式作用。反式作用 間接間接（主主） （蛋白蛋白-蛋白蛋白-DNA相互作用）：相互作用）： 調(diào)節(jié)蛋白調(diào)節(jié)蛋白 先形成蛋白聚體先形成蛋白聚體 （二聚（二聚 體為體為主主），蛋白聚體），蛋白聚體再結(jié)合

11、再結(jié)合特特 異異DNA序列。序列。 4RNA聚合酶聚合酶 RNA-pol活性活性最終體現(xiàn)最終體現(xiàn)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)情況。轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)情況。 影響因素：啟動子影響因素：啟動子 調(diào)節(jié)蛋白調(diào)節(jié)蛋白 a.啟動子：影響啟動子：影響DNA與與RNA-pol的的親和力親和力， 進而影響轉(zhuǎn)錄進而影響轉(zhuǎn)錄頻率頻率。 原核原核 RNA-pol()直接直接結(jié)合啟動子，結(jié)合啟動子， 共有序列共有序列與轉(zhuǎn)錄活性成與轉(zhuǎn)錄活性成正比正比。 真核真核 先先形成形成調(diào)節(jié)因子調(diào)節(jié)因子-RNA-pol復(fù)合物復(fù)合物， 后后才與啟動子結(jié)合。才與啟動子結(jié)合。 b.調(diào)節(jié)蛋白：調(diào)節(jié)蛋白與調(diào)節(jié)蛋白：調(diào)節(jié)蛋白與DNA序列結(jié)合，影響序列結(jié)合，影響 RNA-po

12、l活性活性。 阻遏阻遏蛋白蛋白 抑制抑制RNA-pol 正調(diào)節(jié)正調(diào)節(jié)蛋白蛋白 促進促進RNA-pol第二節(jié)第二節(jié) 原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié) 多級多級調(diào)控，最關(guān)鍵點是調(diào)控，最關(guān)鍵點是轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始 E.g :轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始 一、一、調(diào)節(jié)特點調(diào)節(jié)特點 1 1因子決定因子決定RNA-polRNA-pol識別識別特異性特異性 2 2操縱子模式操縱子模式具有具有普遍普遍性性 3 3阻遏調(diào)節(jié)阻遏調(diào)節(jié)具有具有普遍普遍性（性（負(fù)性負(fù)性調(diào)節(jié)占調(diào)節(jié)占主導(dǎo)主導(dǎo)） 二、二、調(diào)節(jié)機制調(diào)節(jié)機制 方式方式 底物對酶的誘導(dǎo)底物對酶的誘導(dǎo) 其它調(diào)節(jié)機制其它調(diào)節(jié)機制 （一）底物對酶的誘導(dǎo)（一）底物對酶的誘導(dǎo) (e.g

13、:乳糖操縱子乳糖操縱子 lac operon) 1乳糖操縱子結(jié)構(gòu)乳糖操縱子結(jié)構(gòu) 調(diào)節(jié)區(qū)調(diào)節(jié)區(qū) 啟動子（啟動子（P序列）序列） 結(jié)合結(jié)合RNA-pol 操縱基因（操縱基因（O序列）序列） 結(jié)合結(jié)合阻遏蛋白阻遏蛋白 調(diào)節(jié)序列（調(diào)節(jié)序列（R序列）序列） 結(jié)合結(jié)合CAP 信息區(qū)信息區(qū) lacZ 編碼半乳糖苷酶編碼半乳糖苷酶 (結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因) lacY 編碼半乳糖苷通透酶編碼半乳糖苷通透酶 lacA 編碼已酰基轉(zhuǎn)移酶編碼已酰基轉(zhuǎn)移酶 2調(diào)節(jié) 方式 負(fù)性調(diào)節(jié) 協(xié)調(diào)調(diào)節(jié) 正性調(diào)節(jié) （1）負(fù)性調(diào)節(jié) (阻遏蛋白控制） 圖 乳糖 無：阻遏蛋白結(jié)合操縱序列，抑制轉(zhuǎn)錄。 有：阻遏蛋白結(jié)合乳糖，不能結(jié)合 操縱序列，

14、 轉(zhuǎn)錄開啟。（去阻遏） （2）正性調(diào)節(jié) （CAP控制） 圖 葡萄糖 無：CAP活化（活化形式為CAP-cAMP）， 結(jié)合調(diào)節(jié)序列，促轉(zhuǎn)錄。 有 ：CAP失活（cAMP少）， 不能結(jié)合調(diào)節(jié)序列，抑制轉(zhuǎn)錄。 （3）協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)： 定義：負(fù)性調(diào)節(jié)和正性調(diào)節(jié)相互協(xié)調(diào)。 目的：適應(yīng)環(huán)境（根據(jù)環(huán)境碳源，進行 不同代謝）。 機制:一種調(diào)節(jié)方式有某種調(diào)節(jié)意向時， 另一 種方式即會作出相應(yīng)的支持。 E.g:分解代謝阻遏 圖 葡萄糖對lac操縱子的阻遏作用 a. 葡萄糖與半乳糖并成時， 細(xì)菌首選利用葡萄糖； cAMP ， 不能合成cAMP-CAP， CAP不能結(jié)合調(diào)節(jié)序 列 ， 抑制轉(zhuǎn)錄。 b. 此時、即使阻遏蛋白從

15、操縱序列上脫落， 也不能轉(zhuǎn)錄。 阻遏蛋白 (脫落）負(fù)調(diào)節(jié) 支持 CAP負(fù)調(diào)節(jié) 負(fù)性調(diào)節(jié)占主導(dǎo) （二）其它調(diào)節(jié)機制 1轉(zhuǎn)錄衰減 產(chǎn)物對酶的抑制。 機制：e.g: E.coli Trp 操縱子 Trp 多，Trp阻遏蛋白復(fù)合 物結(jié)合O序列，阻斷轉(zhuǎn)錄。 圖 轉(zhuǎn)錄衰減 前導(dǎo)肽誘導(dǎo)形成衰減子（發(fā) 夾結(jié)構(gòu)）阻斷轉(zhuǎn)錄。 圖 2基因重組 引起變異， 逃避宿主免疫監(jiān)視。 3SOS反應(yīng) 產(chǎn)生修復(fù)蛋白， 急救修復(fù)損傷DNA。第三節(jié)第三節(jié) 真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié) 多級多級性（較原核性（較原核復(fù)雜復(fù)雜），）， 核心途徑：核心途徑： 環(huán)境信號傳導(dǎo)環(huán)境信號傳導(dǎo) 染色體活化染色體活化 基因轉(zhuǎn)錄激活基因轉(zhuǎn)錄激活 本節(jié)

16、講本節(jié)講mRNA轉(zhuǎn)錄激活（轉(zhuǎn)錄起始）轉(zhuǎn)錄激活（轉(zhuǎn)錄起始）一、一、真核基因組特點真核基因組特點 1基因組龐大，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 基因組：一個細(xì)胞所攜帶的全部遺傳信 息或整套基因。 人:3109bp 編碼基因6、 重復(fù)基因510、 無遺傳學(xué)功能基因無遺傳學(xué)功能基因80-90。 2單順反子 3重復(fù)序列多 多拷貝序列 高度重復(fù)序列（106次） tRNA. 中度重復(fù)序列（103104次） rRNA 單拷貝序列 重復(fù)一次或幾次 結(jié)構(gòu)基因 4是斷裂基因二、二、調(diào)節(jié)特點調(diào)節(jié)特點 ( (區(qū)別原核區(qū)別原核) ) 1 1所需所需RNA-polRNA-pol多多，TFTF不同。不同。 2 2活性染色體活性染色體結(jié)構(gòu)變化結(jié)

17、構(gòu)變化, , 利于轉(zhuǎn)錄。利于轉(zhuǎn)錄。 活化后結(jié)構(gòu)性質(zhì)變化：活化后結(jié)構(gòu)性質(zhì)變化： 對核酸酶極度對核酸酶極度敏感敏感。 DNA DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)改變（負(fù)性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)改變（負(fù)性 正正性超螺旋）性超螺旋） DNADNA堿基修飾變化（堿基修飾變化（55側(cè)翼側(cè)翼甲基化甲基化） 組蛋白變化（量與穩(wěn)定性組蛋白變化（量與穩(wěn)定性下降下降、巰基暴露）、巰基暴露） 3 3正正性調(diào)節(jié)占性調(diào)節(jié)占主主導(dǎo)。導(dǎo)。 4 4轉(zhuǎn)錄與翻譯轉(zhuǎn)錄與翻譯分隔分隔進行。進行。 5 5轉(zhuǎn)錄后加工修飾轉(zhuǎn)錄后加工修飾復(fù)雜復(fù)雜。 6. 6. 調(diào)節(jié)目的主要是維持個體調(diào)節(jié)目的主要是維持個體發(fā)育發(fā)育與與分化分化。（三）調(diào)節(jié)機制 （不清） 復(fù)雜、多樣。 DNA元件

18、和TF不同，調(diào)節(jié)方式與效果不同。 基本轉(zhuǎn)錄因子 協(xié)助RNA-pol與啟動子 結(jié)合,形成PIC。 特異轉(zhuǎn)錄因子(TAF,EBP) 決定組織特 異性轉(zhuǎn)錄。 轉(zhuǎn)錄起始過程： 轉(zhuǎn)錄起始激活過程：轉(zhuǎn)錄起始激活過程： TFIID(含含TBP)識別識別TATA盒盒 TAF TFIID-啟動子復(fù)合物啟動子復(fù)合物 RNA-pol TFIIA-F PIC(不穩(wěn)定，不能有效啟動不穩(wěn)定，不能有效啟動mRNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄) EBP(增強子結(jié)合因子增強子結(jié)合因子) 轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物（穩(wěn)定，此時轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物（穩(wěn)定，此時RNA-pol II才有才有 活性，啟動轉(zhuǎn)錄。但其組織活性，啟動轉(zhuǎn)錄。但其組織 特異性由特異性由TAF和和EB

19、P共同決共同決 定。）定。） 操縱子操縱子(operon)：通常由通常由2個以上的個以上的編碼序編碼序 列與啟動序列、操縱序列以及其他調(diào)節(jié)列與啟動序列、操縱序列以及其他調(diào)節(jié)序列序列 在基因組中成簇串聯(lián)，組成一個轉(zhuǎn)錄單位。在基因組中成簇串聯(lián)，組成一個轉(zhuǎn)錄單位。操縱序列啟動序列其他調(diào)節(jié)序列編碼序列 1) 啟動序列（啟動子）：啟動序列（啟動子）：是是RNA聚合聚合 酶結(jié)合并啟動轉(zhuǎn)錄的特異酶結(jié)合并啟動轉(zhuǎn)錄的特異DNA序列。序列。TTGACAN17TTAACTN7AN16TATGATN7AN17TATGTTN6ATTGATAN16TATAATN7ACTGACGN16TACTGTN6ATTTACATTTA

20、CAtrptRNATyrlacrec Aara BAD區(qū)區(qū)3510轉(zhuǎn)錄起始共有序列TTGACATATAAT決定轉(zhuǎn)錄活性 2) 操縱序列（操縱序列（operator）：）：是是阻遏蛋白阻遏蛋白的結(jié)合位點的結(jié)合位點 當(dāng)操縱序列結(jié)合有阻遏蛋白時，會阻礙當(dāng)操縱序列結(jié)合有阻遏蛋白時，會阻礙RNA聚合酶與啟動序列的結(jié)合，或使聚合酶與啟動序列的結(jié)合，或使RNA聚聚 合酶不能沿合酶不能沿DNA向前移動，阻礙轉(zhuǎn)錄。向前移動，阻礙轉(zhuǎn)錄。啟動序列 操縱序列編碼序列阻遏蛋白RNA pol aADNAmRNA蛋白質(zhì)AbA反反式式調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)CcCDNAmRNA蛋白質(zhì)C順順式式調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)TF （一）乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)（一）乳糖操

21、縱子的結(jié)構(gòu)AYZOPI結(jié)構(gòu)基因透酶 半乳糖苷酶調(diào)控區(qū)操縱序列啟動序列CAP結(jié)合位點調(diào)節(jié)基因乙酰轉(zhuǎn)移酶R （二）阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)（二）阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)沒有乳糖存在時沒有乳糖存在時AYZOPImRNA阻遏蛋白RNA pol 有乳糖存在時有乳糖存在時AYZOPI阻遏蛋白mRNA 半乳糖苷酶乳糖半乳糖RNA pol （三）（三）CAPCAP的正性調(diào)節(jié)的正性調(diào)節(jié)AYZOPI無葡萄糖，cAMP濃度高時CAPcAMPRNA pol 有葡萄糖，cAMP濃度低時AYZOPIRNA polCAP （四）協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)（四）協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)OOOORNA pol無葡萄糖cAMP濃度高有葡萄糖cAMP濃度低有乳糖無乳糖RNA

22、polRNA polRNA pol ABCDEOPR調(diào)節(jié)區(qū)結(jié)構(gòu)基因TrpTrp的RNA衰減的RNA色氨酸操縱子trp L衰減子（）（）.轉(zhuǎn)錄衰減轉(zhuǎn)錄衰減 轉(zhuǎn)錄衰減轉(zhuǎn)錄衰減（attenuation）：）： 是指轉(zhuǎn)錄可正常起動，但在轉(zhuǎn)錄進入是指轉(zhuǎn)錄可正常起動，但在轉(zhuǎn)錄進入第一個結(jié)構(gòu)基因前第一個結(jié)構(gòu)基因前即突然停止的過程。即突然停止的過程。由于這一終止作用并由于這一終止作用并不不能使正在進行的能使正在進行的結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄中途停止，而僅是結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄中途停止，而僅是部分部分中中途停止轉(zhuǎn)錄，所以稱為途停止轉(zhuǎn)錄，所以稱為轉(zhuǎn)錄衰減轉(zhuǎn)錄衰減。 衰減子衰減子（attenuator）：）： 操縱子操縱子前導(dǎo)區(qū)前導(dǎo)區(qū)

23、內(nèi)類似于終止子結(jié)構(gòu)內(nèi)類似于終止子結(jié)構(gòu) 的一段的一段DNA序列序列，稱為衰減子。其作用，稱為衰減子。其作用 是是減弱減弱操縱子的轉(zhuǎn)錄。操縱子的轉(zhuǎn)錄。 轉(zhuǎn)錄衰減機制：轉(zhuǎn)錄衰減機制： 實質(zhì)上是實質(zhì)上是轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄與一個前導(dǎo)肽與一個前導(dǎo)肽翻譯翻譯過程的過程的偶聯(lián)偶聯(lián)。當(dāng)色氨酸濃度高時：當(dāng)色氨酸濃度高時： 當(dāng)色氨酸濃度低時：當(dāng)色氨酸濃度低時： （二）基因重組（二）基因重組沙門菌鞭毛素基因的調(diào)節(jié)沙門菌鞭毛素基因的調(diào)節(jié)P1H1P2hinH2阻遏基因DNAH2鞭毛素Hin重組酶P1H1P2hinH2阻遏基因H1鞭毛素轉(zhuǎn)位片段 （三）（三）SOSSOS反應(yīng)反應(yīng) 2. 2. 轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子結(jié)構(gòu) DNAD

24、NA結(jié)合域結(jié)合域 轉(zhuǎn)錄激活域轉(zhuǎn)錄激活域 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)結(jié)合域（二聚化結(jié)構(gòu)域）蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)結(jié)合域（二聚化結(jié)構(gòu)域）酸性激活域谷氨酰胺富含域脯氨酸富含域 常見的常見的DNA結(jié)合域：結(jié)合域： 鋅指（鋅指（zinc finger） 亮氨酸拉鏈（亮氨酸拉鏈（leucine zipper） 螺旋環(huán)螺旋（螺旋環(huán)螺旋（helix-loop-helix）總結(jié)： 基因表達(dá)調(diào)控 基因表達(dá) ：定義 特點 方式 調(diào)控的共性：意義 調(diào)節(jié)點 基本要素 原核的調(diào)控（主）：特點 機制（乳糖操縱子學(xué)說） 真核的調(diào)控：基因組特點 調(diào)控特點 第十三章第十三章 基因表達(dá)調(diào)控基因表達(dá)調(diào)控 第一節(jié)第一節(jié) 基因表達(dá)調(diào)控基本概念與原理基因表達(dá)調(diào)控

25、基本概念與原理 一、基因表達(dá)定義一、基因表達(dá)定義 基因轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄與翻譯的過程。基因轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄與翻譯的過程。 基因組：一個細(xì)胞或病毒所攜帶的全部遺傳基因組：一個細(xì)胞或病毒所攜帶的全部遺傳 信息或整套基因信息或整套基因 二、基因表達(dá)二、基因表達(dá)特點特點 具有時間特異性和空間特異性具有時間特異性和空間特異性 三、基因表達(dá)三、基因表達(dá) 方式方式 基本表達(dá)基本表達(dá) 和適應(yīng)性表達(dá)（誘導(dǎo)和適應(yīng)性表達(dá)（誘導(dǎo)或阻遏）或阻遏） 四、基因表達(dá)調(diào)控意義四、基因表達(dá)調(diào)控意義 適應(yīng)環(huán)境、適應(yīng)環(huán)境、 維持生長和增維持生長和增殖殖 、 維持個體發(fā)育與分化維持個體發(fā)育與分化第二節(jié)第二節(jié) 基因表達(dá)調(diào)控基本原理基因表達(dá)調(diào)控基本原理

26、一、調(diào)控點多、轉(zhuǎn)錄起始為基本點二、二、基因表達(dá)調(diào)控基因表達(dá)調(diào)控轉(zhuǎn)錄激活基本要素：轉(zhuǎn)錄激活基本要素： 特異特異DNA序列、調(diào)節(jié)蛋白、序列、調(diào)節(jié)蛋白、RNA聚合酶聚合酶 、即其間的作、即其間的作用方式用方式第三節(jié)第三節(jié) 原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)一、特點一、特點 因子決定因子決定RNA-polRNA-pol識別特異性、識別特異性、操縱子模式具有普遍性操縱子模式具有普遍性 、負(fù)性調(diào)節(jié)占主導(dǎo)。、負(fù)性調(diào)節(jié)占主導(dǎo)。二、乳糖操縱子二、乳糖操縱子 調(diào)節(jié)序列（調(diào)節(jié)序列（ R序列序列+O序列序列+P序列）序列）+結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因+終止子終止子 三、乳糖操縱子三、乳糖操縱子調(diào)節(jié)機制調(diào)節(jié)機制 阻遏蛋白結(jié)合操縱序

27、列、阻遏蛋白結(jié)合操縱序列、負(fù)性調(diào)節(jié)負(fù)性調(diào)節(jié) 、抑制轉(zhuǎn)錄；、抑制轉(zhuǎn)錄； CAP結(jié)合結(jié)合R序列、正性調(diào)節(jié)序列、正性調(diào)節(jié) 、誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄；正性調(diào)節(jié)與負(fù)性調(diào)節(jié)誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄；正性調(diào)節(jié)與負(fù)性調(diào)節(jié) 相互協(xié)調(diào)、負(fù)性調(diào)節(jié)相互協(xié)調(diào)、負(fù)性調(diào)節(jié)占主導(dǎo)。占主導(dǎo)。 四、其它調(diào)節(jié)機制四、其它調(diào)節(jié)機制 轉(zhuǎn)錄衰減、基因重組轉(zhuǎn)錄衰減、基因重組 、SOS反反應(yīng)應(yīng) 第四節(jié)第四節(jié) 真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié) 一、真核基因組結(jié)構(gòu)特點一、真核基因組結(jié)構(gòu)特點 基因組結(jié)構(gòu)基因組結(jié)構(gòu)龐大、單龐大、單順順反子、重復(fù)序列多、是斷裂基因。反子、重復(fù)序列多、是斷裂基因。 二、二、真核基因表達(dá)調(diào)控特點真核基因表達(dá)調(diào)控特點 TFTF 協(xié)助協(xié)助RNA-polR

28、NA-pol識識別別 D N AD N A 序 列序 列 、 活 性 染 色 體、 活 性 染 色 體 結(jié) 構(gòu) 發(fā) 生 變 化結(jié) 構(gòu) 發(fā) 生 變 化 、正正性調(diào)節(jié)占性調(diào)節(jié)占主主導(dǎo)、轉(zhuǎn)錄與翻譯導(dǎo)、轉(zhuǎn)錄與翻譯分隔分隔進行、轉(zhuǎn)錄后加工進行、轉(zhuǎn)錄后加工修飾修飾復(fù)雜復(fù)雜。 三、基本概念三、基本概念順式作用元件：真核生物順式作用元件：真核生物DNA分子中參與基因轉(zhuǎn)分子中參與基因轉(zhuǎn) 錄調(diào)控的特異錄調(diào)控的特異DNA序列。序列。啟動子啟動子 ： RNA-pol識別、結(jié)合的識別、結(jié)合的DNA序列序列增強子：增強子： 是指能決定基因表達(dá)時空性，增是指能決定基因表達(dá)時空性，增 強強啟動子活性的特異啟動子活性的特異DN

29、A序列。其作用方式與方向、距序列。其作用方式與方向、距離無關(guān)。離無關(guān)。沉默子：沉默子： 是指能抑制基因轉(zhuǎn)錄的特異是指能抑制基因轉(zhuǎn)錄的特異DNA序列。序列。反式作用因子反式作用因子 ：結(jié)合另一基因的順式作用元件、并激活：結(jié)合另一基因的順式作用元件、并激活該基因轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)。該基因轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)。基本轉(zhuǎn)錄因子：是作用于啟動子，維持基因基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄。基本轉(zhuǎn)錄因子：是作用于啟動子，維持基因基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄。特異轉(zhuǎn)錄因子：作用于增強子和沉默子，特異轉(zhuǎn)錄因子：作用于增強子和沉默子， 為個別基因轉(zhuǎn)錄所必需，決定該基因表達(dá)的時空性。為個別基因轉(zhuǎn)錄所必需，決定該基因表達(dá)的時空性。 第十四章第十四章 基因重組與基因工程基因重組與基因工程 第一節(jié)第一節(jié) 自然界的基因