第15章基因表達調控

1、教案首頁第_次課 授課時間：2010.12.1312.14 課程名稱生物化學與分子生物學年級2008級專業(yè)、層次檢驗本科授課教師李莉萍職稱講師課 型(大)理論課學時3授課題目（章、節(jié)）第15章 基因表達調控基本教材或主要參考書生物化學（科學出版社），劉新光、羅德生 主編，第1版 2009.12教學目的與要求：一、掌握基因、基因組、基因表達的概念；共有序列、阻遏蛋白、激活蛋白和CAP的概念；基因轉錄激活調節(jié)的基本要素；原核基因操縱子的概念、結構和功能，乳糖操縱子的負性、正性、協(xié)調調節(jié)；真核基因調控順式作用元件和反式作用因子的概念、種類；真核轉錄因子結構特點和PIC的裝配過程。二、熟悉基因時間、空

2、間性，基因表達方式；RNA聚合酶活性的調節(jié)；阻遏蛋白的負調控，cAMP介導的CAP正調控；真核基因組結構特點和真核基因表達調控特點。三、了解基因表達調控的生物學意義；DNA-蛋白質、蛋白質-蛋白質相互作用；轉錄終止調節(jié)；RNA pol和RNA pol轉錄的調節(jié)；RNA pol轉錄終止調節(jié)、轉錄后水平的調節(jié)和翻譯后水平的調節(jié)。大體內容與時間安排，教學方法：一、概述（15 min）二、基因表達調控基本原理（30 min）三、原核基因表達調節(jié)（40 min）四、真核基因表達調控（35 min ）教學方法：講授式啟發(fā)式提問式教學重點、難點：重點： 1乳糖操縱子基本結構及其在原核生物轉錄水平調控中的作用

3、2真核生物基因組結構特點、參與轉錄水平調控的重要成分及其作用難點： 1原核生物阻遏蛋白的負性調節(jié)與CAP的正性調節(jié)及其相互協(xié)調2真核生物順式作用元件與反式作用因子的相互識別與作用教研室審閱意見：教研室主任簽名：年 月 日基 本 內 容輔助手段 第1節(jié) 概述一、基因表達及其調控的概念（一）基因與基因組（二）基因表達與調控二、基因表達的時空特異性（一）時間特異性（二）空間特異性三、基因表達的方式一）組成性表達 （二）誘導性和阻遏性表達（三）協(xié)調表達四、基因表達調控的生物學意義第2節(jié) 基因表達調控基本原理一、基因表達可在多層次上受到調節(jié)（二）基因轉錄激活的基本要素1. 特異的調節(jié)序列 （1）原核生物

4、1.啟動序列2.操縱序列3. 激活蛋白(activator)的結合位點（2）真核生物順式作用元件（二）調節(jié)蛋白（1） 原核生物的轉錄調節(jié)蛋白（2）真核基因的轉錄調節(jié)蛋白（三）RNA聚合酶第3節(jié) 原核基因表達調控一、原核基因表達調節(jié)的特點1.因子決定聚合酶識別特異性 2. 轉錄調節(jié)普遍采用操縱子模式 3. 阻遏蛋白對轉錄的抑制作用是普遍存在的共性調節(jié)。多媒體課件演示講授，小量板書40 min從基因組開始，主要是一些有關基因表達調控的基本概念，要講清楚?；虮磉_的兩種表達方式相對是重點。分層次講述在基因、轉錄、轉錄后加工、翻譯和翻譯后加工等水平上進行調節(jié)。但最主要的是轉錄水平的調節(jié)，本章討論的內容

5、是原核基因和真核基因轉錄水平的調節(jié)。圖示流程圖中各環(huán)節(jié)所處位置強調原核基因和真核基因轉錄水平的調節(jié),是最重要的調節(jié)。圖解原核、真核可能的DNA調節(jié)序列對反式和是順式的的概念要強調（圖說明）。調節(jié)元件和調節(jié)蛋白可以通過影響RNA聚合酶的活性來調接基因轉錄激活。圖示各種順式作用元件在基因結構的位置和概念以70與32識別作為例子阻遏蛋白對轉錄的抑制作用是普遍存在的共性調節(jié)二、原核生物轉錄的起始調控操縱子(operon)的結構與功能（一）乳糖操縱子(lac operon)的結構（二）乳糖操縱子的轉錄調控機制1.阻遏蛋白的負性調節(jié)2. CAP的正性調節(jié)3. 協(xié)調調節(jié)三、原核生物翻譯水平上的調節(jié) （一）S

6、D序列對翻譯的影響 （二）小分子RNA 的調控（三）釋放因子RF-2對自身翻譯的調節(jié)第4節(jié) 真核基因表達調控一、真核生物基因組的結構特點二、真核基因表達調控特點（一）順式作用元件是決定真核基因轉錄活性的關鍵內在因素啟動子（promoter）增強子(enhancer)沉默子(silencer)反應元件（二）反式作用因子與順式作用蛋白是真核基因的重要的轉錄調控蛋白轉錄調節(jié)蛋白（TF)分類轉錄調節(jié)因子結構（三）活性染色質結構的變化對核酸酶敏感提高DNA拓撲結構變化DNA堿基修飾變化組蛋白修飾變化（四）正性調節(jié)占主導（更精確、更經濟有效）（五）RNA聚合酶(起始調控是關鍵環(huán)節(jié)）（六）轉錄與翻譯分隔進行

7、（七）轉錄后修飾、加工（八）tRNA和rRNA轉錄調控（九）平衡mRNA的降解與合成（十）翻譯水平調控 40min以乳糖操縱子為例，分別說明阻遏蛋白的負性調節(jié)，CAP的正性調節(jié)。最后以協(xié)調調節(jié)綜合講解。英文小電影講解乳糖操縱子負性調節(jié)說明乳糖和葡萄糖同時存在時，細菌優(yōu)先利用葡萄糖作為能源的例子列表小結比較負性調節(jié)、正性調節(jié)簡單介紹40min順式作用元件和反式作用因子是本章的重點用對照多張圖解釋順式作用元件和反式作用因子在RNA pol轉錄啟始的調節(jié)中的作用圖解多種轉錄因子的結構以及其與DNA結合的部位圖示解釋說明為什么對真核生物來說正性調節(jié)比負性調節(jié)要經濟和節(jié)約資源強調真核基因表達以轉錄水平調節(jié)最為重要其余內容作相對簡單介紹小 結一、重要名詞和概念：基因表達、管家基因、乳糖操縱子、阻遏蛋白、負性調節(jié)、正性調節(jié)、啟動子、增強子、沉默子、管家基因、P蛋白、順式作用元件、反式作用因子、基本轉錄因子、特異轉錄因子、微小RNA（miRNA）、小干擾RNA（siRNA）和RNA組學。二、重要內容1. 原核基因轉錄調控的操縱子模式、特點。2