基因表達(dá)調(diào)控課件

第十六章基因表達(dá)調(diào)控RegulationofGeneExpression第十六章基因表達(dá)調(diào)控RegulationofGen1第一節(jié)

基本概念與原理BasicConceptionsandPrinciple第一節(jié)

基本概念與原理BasicConception2一、基因表達(dá)的概念*基因(gene)負(fù)載特定遺傳信息的DNA片斷，通常包括DNA編碼序列、非編碼調(diào)節(jié)序列和內(nèi)含子?；蚪?jīng)過轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄和翻譯，產(chǎn)生具有特異生物學(xué)功能的RNA或蛋白質(zhì)分子的過程。*基因表達(dá)(geneexpression)基因表達(dá)是受調(diào)控的*基因組(genome)一個(gè)細(xì)胞或病毒所攜帶的全部遺傳信息。一、基因表達(dá)的概念*基因(gene)基因經(jīng)過轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄和翻3二、基因表達(dá)的時(shí)間性及空間性（一）時(shí)間特異性按功能需要，某些特定基因的表達(dá)嚴(yán)格按特定的時(shí)間順序發(fā)生，稱之為基因表達(dá)的時(shí)間特異性(temporalspecificity)。多細(xì)胞生物基因表達(dá)的時(shí)間特異性又稱階段特異性(stagespecificity)。二、基因表達(dá)的時(shí)間性及空間性（一）時(shí)間特異性按功能需要，某些4（二）空間特異性基因表達(dá)伴隨時(shí)間順序所表現(xiàn)出的這種分布差異，實(shí)際上是由細(xì)胞在器官的分布決定的，所以空間特異性又稱細(xì)胞或組織特異性(cellortissuespecificity)。在個(gè)體生長(zhǎng)全過程，某種基因產(chǎn)物在個(gè)體按不同組織空間順序出現(xiàn)，稱之為基因表達(dá)的空間特異性(spatialspecificity)。（二）空間特異性基因表達(dá)伴隨時(shí)間順序所表現(xiàn)出的這種分布差異，5三、基因表達(dá)的方式按對(duì)刺激的反應(yīng)性，基因表達(dá)的方式分為：（一）組成性表達(dá)（基本表達(dá)）基因在一個(gè)個(gè)體的不同發(fā)育階段的幾乎所有組織細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)，通常被稱為管（持）家基因(house-keepinggene)。三、基因表達(dá)的方式按對(duì)刺激的反應(yīng)性，基因表達(dá)的方式分為：（一6管家基因較少受環(huán)境因素影響，在個(gè)體各個(gè)生長(zhǎng)階段的大多數(shù)或幾乎全部組織中持續(xù)表達(dá)，表達(dá)量幾乎沒有變化。但兩種不同的管家基因表達(dá)水平并不一定一致。這類基因表達(dá)被視為組成性基因表達(dá)(constitutivegeneexpression)。管家基因較少受環(huán)境因素影響，在個(gè)體各個(gè)生長(zhǎng)階段的大多數(shù)或幾乎7（二）誘導(dǎo)和阻遏表達(dá)在特定環(huán)境信號(hào)刺激下，相應(yīng)的基因被激活，基因表達(dá)產(chǎn)物增加，這種基因稱為可誘導(dǎo)基因?？烧T導(dǎo)基因在特定環(huán)境中表達(dá)增強(qiáng)的過程，稱為誘導(dǎo)(induction)。

如果基因?qū)Νh(huán)境信號(hào)應(yīng)答是被抑制，這種基因是可阻遏基因?？勺瓒艋虮磉_(dá)產(chǎn)物水平降低的過程稱為阻遏(repression)。（二）誘導(dǎo)和阻遏表達(dá)在特定環(huán)境信號(hào)刺激下，相應(yīng)的基因被激活，8在一定機(jī)制控制下，功能上相關(guān)的一組基因，無論其為何種表達(dá)方式，均需協(xié)調(diào)一致、共同表達(dá)，稱為協(xié)調(diào)表達(dá)(coordinateexpression)，這種調(diào)節(jié)稱為協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)(coordinateregulation)。在一定機(jī)制控制下，功能上相關(guān)的一組基因，無論其為何種9四、基因表達(dá)調(diào)控的生物學(xué)意義（一）適應(yīng)環(huán)境、維持生長(zhǎng)和增殖（二）維持個(gè)體發(fā)育與分化四、基因表達(dá)調(diào)控的生物學(xué)意義（一）適應(yīng)環(huán)境、維持生長(zhǎng)和增殖（10五、基因表達(dá)調(diào)控的基本原理（一）基因表達(dá)的多級(jí)調(diào)控基因激活轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄后加工mRNA降解蛋白質(zhì)降解等翻譯翻譯后加工修飾轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄起始五、基因表達(dá)調(diào)控的基本原理（一）基因表達(dá)的多級(jí)調(diào)控基因激活轉(zhuǎn)11（二）基因轉(zhuǎn)錄激活調(diào)節(jié)基本要素基因表達(dá)的調(diào)節(jié)與基因的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)，生物個(gè)體或細(xì)胞所處的內(nèi)、外環(huán)境，以及細(xì)胞內(nèi)所存在的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白有關(guān)。（二）基因轉(zhuǎn)錄激活調(diào)節(jié)基本要素基因表達(dá)的調(diào)節(jié)與基因的結(jié)構(gòu)、性12原核生物蛋白質(zhì)因子——操縱子(operon)

機(jī)制特異DNA序列編碼序列啟動(dòng)子操縱序列其它調(diào)節(jié)序列(promoter)(operator)1.特異DNA序列和調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)原核生物蛋白質(zhì)因子——操縱子(operon)13是RNA聚合酶識(shí)別，結(jié)合并啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄的特異DNA序列。1)啟動(dòng)子RNA轉(zhuǎn)錄起始-35區(qū)-10區(qū)TTGACATTAACTTTTACATATGATTTTACATATGTTTTGATATATAATCTGACGTACTGTN17N16N17N16N16N7N7N6N7N6AAAAAtrptRNATyrlacrecAAraBADTTGACATATAAT共有序列是RNA聚合酶識(shí)別，結(jié)合并啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄的特異DNA序列。1)啟14共有序列(consensussequence)

決定啟動(dòng)序列的轉(zhuǎn)錄活性大小。共有序列(consensussequence)決定啟動(dòng)序152操縱序列

——阻遏蛋白(repressor)的結(jié)合位點(diǎn)當(dāng)操縱序列結(jié)合有阻遏蛋白時(shí)，會(huì)阻礙RNA聚合酶與啟動(dòng)序列的結(jié)合，或是RNA聚合酶不能沿DNA向前移動(dòng)，阻礙轉(zhuǎn)錄。啟動(dòng)序列編碼序列操縱序列pol阻遏蛋白2操縱序列當(dāng)操縱序列結(jié)合有阻遏蛋白時(shí)，會(huì)阻礙RNA聚合163)其他調(diào)節(jié)序列、調(diào)節(jié)蛋白例如激活蛋白(activator)可結(jié)合啟動(dòng)序列鄰近的DNA序列，促進(jìn)RNA聚合酶與啟動(dòng)序列的結(jié)合，增強(qiáng)RNA聚合酶的轉(zhuǎn)錄活性，如分解（代謝）物基因激活蛋白（catabolitegeneactivateprotein,CAP）。有些基因在沒有激活蛋白存在時(shí)，RNA聚合酶很少或完全不能結(jié)合啟動(dòng)序列。3)其他調(diào)節(jié)序列、調(diào)節(jié)蛋白例如激活蛋白(activator17真核生物1)順式作用元件(cis-actingelement)——可影響自身基因表達(dá)活性的DNA序列BADNA編碼序列轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)不同真核生物的順式作用元件中也會(huì)發(fā)現(xiàn)一些共有序列，如TATA盒、CAAT盒等，這些共有序列是RNA聚合酶或特異轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)。

真核生物1)順式作用元件(cis-actingeleme182)真核基因的調(diào)節(jié)蛋白有些基因產(chǎn)物（蛋白質(zhì)）可特異識(shí)別、結(jié)合自身基因的調(diào)節(jié)序列，調(diào)節(jié)自身基因的表達(dá)，稱順式作用。這種蛋白可稱為順式作用蛋白。由某一基因表達(dá)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)因子，通過與另一基因的特異的順式作用元件相互作用，調(diào)節(jié)其表達(dá)。反式作用因子(trans-actingfactor)

這種調(diào)節(jié)作用稱為反式作用。2)真核基因的調(diào)節(jié)蛋白有些基因產(chǎn)物（蛋白質(zhì)）可特異識(shí)別、結(jié)19cDNAaDNA反式作用C順式作用mRNAC蛋白質(zhì)CbAmRNA蛋白質(zhì)AAcDNAaDNA反式作用C順式作用mRNAC蛋白質(zhì)C20指的是反式作用因子與順式作用元件之間的特異識(shí)別及結(jié)合。通常是非共價(jià)結(jié)合，被識(shí)別的DNA結(jié)合位點(diǎn)通常呈對(duì)稱、或不完全對(duì)稱結(jié)構(gòu)。絕大多數(shù)調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)結(jié)合DNA前，需通過蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用，形成二聚體(dimer)或多聚體(polymer)。2.DNA-蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)的相互作用指的是反式作用因子與順式作用元件之間的特異識(shí)別及結(jié)合。通常是21第二節(jié)

原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)RegulationofProkaryoticGeneTranscription第二節(jié)

原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)Regulationof22——調(diào)節(jié)的主要環(huán)節(jié)在轉(zhuǎn)錄起始一、原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)特點(diǎn)（一）σ因子決定RNA聚合酶識(shí)別特異性（二）操縱子模型的普遍性（三）阻遏蛋白與阻遏機(jī)制的普遍性——調(diào)節(jié)的主要環(huán)節(jié)在轉(zhuǎn)錄起始一、原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)特點(diǎn)（一）σ23二、乳糖操縱子調(diào)節(jié)機(jī)制（一）乳糖操縱子(lacoperon)的結(jié)構(gòu)調(diào)控區(qū)CAP結(jié)合位點(diǎn)啟動(dòng)序列操作序列結(jié)構(gòu)基因Z：β-半乳糖苷酶Y：透酶A：乙?；D(zhuǎn)移酶ZYAOPDNAI調(diào)節(jié)基因二、乳糖操縱子調(diào)節(jié)機(jī)制（一）乳糖操縱子(lacoperon24mRNA阻遏蛋白IDNAZYAOPpol沒有乳糖存在時(shí)（二）阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)阻遏基因mRNA阻遏蛋白IDNAZYAOPpol沒有乳糖存在時(shí)（二）25mRNA阻遏蛋白有乳糖存在時(shí)IDNAZYAOPpol啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄mRNA乳糖半乳糖β-半乳糖苷酶mRNA阻遏蛋白有乳糖存在時(shí)IDNAZYAOPpol啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄26++++轉(zhuǎn)錄無葡萄糖，cAMP濃度高時(shí)有葡萄糖，cAMP濃度低時(shí)（三）CAP的正性調(diào)節(jié)ZYAOPDNACAPcAMPCAPpol++++轉(zhuǎn)錄無葡萄糖，cAMP濃度高時(shí)有葡萄糖，cA27（四）協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)※當(dāng)阻遏蛋白封閉轉(zhuǎn)錄時(shí)，CAP對(duì)該系統(tǒng)不能發(fā)揮作用；※當(dāng)無CAP存在時(shí)，即使沒有阻遏蛋白與操作序列結(jié)合，操縱子轉(zhuǎn)錄活性仍然很弱。若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在時(shí)，細(xì)菌首先利用葡萄糖。單純?nèi)樘谴嬖跁r(shí)，細(xì)菌才利用乳糖作碳源；葡萄糖對(duì)lac操縱子的阻遏作用稱分解代謝阻遏(catabolicrepression)。

（四）協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)※當(dāng)阻遏蛋白封閉轉(zhuǎn)錄時(shí)，CAP對(duì)該系統(tǒng)不能發(fā)揮28mRNA低半乳糖時(shí)高半乳糖時(shí)葡萄糖低cAMP濃度高葡萄糖高cAMP濃度低RNA-polOOOO低乳糖時(shí)高乳糖時(shí)mRNA低半乳糖時(shí)高半乳糖時(shí)葡萄糖低cAMP濃度29第三節(jié)

真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)

RegulationofEukaryoticGeneTranscription第三節(jié)

真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)

Regulation30一、真核基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（一）真核基因組結(jié)構(gòu)龐大哺乳類動(dòng)物基因組DNA約3×109堿基對(duì)編碼基因約有40000個(gè)，占總長(zhǎng)的6%rDNA等重復(fù)基因約占5%~10%一、真核基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（一）真核基因組結(jié)構(gòu)龐大哺乳類動(dòng)物基因31（二）單順反子單順反子(monocistron)

編碼基因轉(zhuǎn)錄生成的一個(gè)mRNA分子，經(jīng)翻譯只能生成一條多肽鏈。（二）單順反子單順反子(monocistron)32（三）重復(fù)序列單拷貝序列（一次或數(shù)次）高度重復(fù)序列（106次）中度重復(fù)序列（103~104次）多拷貝序列（三）重復(fù)序列單拷貝序列（一次或數(shù)次）高度重復(fù)序列（10633（四）基因不連續(xù)性（四）基因不連續(xù)性34三、真核基因轉(zhuǎn)錄激活調(diào)節(jié)（一）順式作用元件1.啟動(dòng)子真核基因啟動(dòng)子是RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)周圍的一組轉(zhuǎn)錄控制組件，至少包括一個(gè)轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)以及一個(gè)以上的功能組件。TATA盒-20~-30bp結(jié)合位點(diǎn)GC盒CAAT盒〉-70bp反式作用因子結(jié)合位點(diǎn)三、真核基因轉(zhuǎn)錄激活調(diào)節(jié)（一）順式作用元件1.啟動(dòng)子真核基35+1-30~-25-110+1-30~-25-110362.增強(qiáng)子(enhancer)指遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)(1~30kb)、決定基因的時(shí)間、空間特異性、增強(qiáng)啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄活性的DNA序列。3.沉默子(silencer)某些基因的負(fù)性調(diào)節(jié)元件，當(dāng)其結(jié)合特異蛋白因子時(shí)，對(duì)基因轉(zhuǎn)錄起阻遏作用。2.增強(qiáng)子(enhancer)指遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)(1~30k37（二）反式作用因子

1.轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子分類（按功能特性）*基本轉(zhuǎn)錄因子(generaltranscriptionfactors)是RNA聚合酶結(jié)合啟動(dòng)子所必需的一組蛋白因子，決定三種RNA(mRNA、tRNA及rRNA)轉(zhuǎn)錄的類別。（二）反式作用因子1.轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子分類（按功能特性）*38*特異轉(zhuǎn)錄因子(specialtranscriptionfactors)為個(gè)別基因轉(zhuǎn)錄所必需，決定該基因的時(shí)間、空間特異性表達(dá)。轉(zhuǎn)錄激活因子---增強(qiáng)子轉(zhuǎn)錄抑制因子---沉默子*特異轉(zhuǎn)錄因子(specialtranscription392.轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子結(jié)構(gòu)DNA結(jié)合域轉(zhuǎn)錄激活域TF蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)結(jié)合域（二聚化結(jié)構(gòu)域）谷氨酰胺富含域酸性激活域脯氨酸富含域2.轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子結(jié)構(gòu)DNA結(jié)合域轉(zhuǎn)錄激活域TF蛋白質(zhì)-蛋白40最常見的DNA結(jié)合域鋅指(zincfinger)常結(jié)合GC盒最常見的DNA結(jié)合域鋅指(zincfinger)常結(jié)合GC41ZnCysHisZnCysHis42亮氨酸拉鏈(Leucinetagger)亮氨酸拉鏈43(Helix-Turn-Helix)(Helix-Turn-Helix)44HLH形成二聚體與DNA結(jié)合(Helix-Loop-Helix)HLH形成二聚體與DNA結(jié)合(Helix-Loop-Hel451、基因、基因組，基因表達(dá)、基因表達(dá)調(diào)控。2、操縱子概念和原核生物乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)及調(diào)控機(jī)理。

3、順式作用元件與反式作用因子的概念。復(fù)習(xí)要點(diǎn)1、基因、基因組，基因表達(dá)、基因表達(dá)調(diào)控。復(fù)習(xí)要點(diǎn)46第十六章基因表達(dá)調(diào)控RegulationofGeneExpression第十六章基因表達(dá)調(diào)控RegulationofGen47第一節(jié)

基本概念與原理BasicConceptionsandPrinciple第一節(jié)

基本概念與原理BasicConception48一、基因表達(dá)的概念*基因(gene)負(fù)載特定遺傳信息的DNA片斷，通常包括DNA編碼序列、非編碼調(diào)節(jié)序列和內(nèi)含子。基因經(jīng)過轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄和翻譯，產(chǎn)生具有特異生物學(xué)功能的RNA或蛋白質(zhì)分子的過程。*基因表達(dá)(geneexpression)基因表達(dá)是受調(diào)控的*基因組(genome)一個(gè)細(xì)胞或病毒所攜帶的全部遺傳信息。一、基因表達(dá)的概念*基因(gene)基因經(jīng)過轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄和翻49二、基因表達(dá)的時(shí)間性及空間性（一）時(shí)間特異性按功能需要，某些特定基因的表達(dá)嚴(yán)格按特定的時(shí)間順序發(fā)生，稱之為基因表達(dá)的時(shí)間特異性(temporalspecificity)。多細(xì)胞生物基因表達(dá)的時(shí)間特異性又稱階段特異性(stagespecificity)。二、基因表達(dá)的時(shí)間性及空間性（一）時(shí)間特異性按功能需要，某些50（二）空間特異性基因表達(dá)伴隨時(shí)間順序所表現(xiàn)出的這種分布差異，實(shí)際上是由細(xì)胞在器官的分布決定的，所以空間特異性又稱細(xì)胞或組織特異性(cellortissuespecificity)。在個(gè)體生長(zhǎng)全過程，某種基因產(chǎn)物在個(gè)體按不同組織空間順序出現(xiàn)，稱之為基因表達(dá)的空間特異性(spatialspecificity)。（二）空間特異性基因表達(dá)伴隨時(shí)間順序所表現(xiàn)出的這種分布差異，51三、基因表達(dá)的方式按對(duì)刺激的反應(yīng)性，基因表達(dá)的方式分為：（一）組成性表達(dá)（基本表達(dá)）基因在一個(gè)個(gè)體的不同發(fā)育階段的幾乎所有組織細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)，通常被稱為管（持）家基因(house-keepinggene)。三、基因表達(dá)的方式按對(duì)刺激的反應(yīng)性，基因表達(dá)的方式分為：（一52管家基因較少受環(huán)境因素影響，在個(gè)體各個(gè)生長(zhǎng)階段的大多數(shù)或幾乎全部組織中持續(xù)表達(dá)，表達(dá)量幾乎沒有變化。但兩種不同的管家基因表達(dá)水平并不一定一致。這類基因表達(dá)被視為組成性基因表達(dá)(constitutivegeneexpression)。管家基因較少受環(huán)境因素影響，在個(gè)體各個(gè)生長(zhǎng)階段的大多數(shù)或幾乎53（二）誘導(dǎo)和阻遏表達(dá)在特定環(huán)境信號(hào)刺激下，相應(yīng)的基因被激活，基因表達(dá)產(chǎn)物增加，這種基因稱為可誘導(dǎo)基因。可誘導(dǎo)基因在特定環(huán)境中表達(dá)增強(qiáng)的過程，稱為誘導(dǎo)(induction)。

如果基因?qū)Νh(huán)境信號(hào)應(yīng)答是被抑制，這種基因是可阻遏基因。可阻遏基因表達(dá)產(chǎn)物水平降低的過程稱為阻遏(repression)。（二）誘導(dǎo)和阻遏表達(dá)在特定環(huán)境信號(hào)刺激下，相應(yīng)的基因被激活，54在一定機(jī)制控制下，功能上相關(guān)的一組基因，無論其為何種表達(dá)方式，均需協(xié)調(diào)一致、共同表達(dá)，稱為協(xié)調(diào)表達(dá)(coordinateexpression)，這種調(diào)節(jié)稱為協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)(coordinateregulation)。在一定機(jī)制控制下，功能上相關(guān)的一組基因，無論其為何種55四、基因表達(dá)調(diào)控的生物學(xué)意義（一）適應(yīng)環(huán)境、維持生長(zhǎng)和增殖（二）維持個(gè)體發(fā)育與分化四、基因表達(dá)調(diào)控的生物學(xué)意義（一）適應(yīng)環(huán)境、維持生長(zhǎng)和增殖（56五、基因表達(dá)調(diào)控的基本原理（一）基因表達(dá)的多級(jí)調(diào)控基因激活轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄后加工mRNA降解蛋白質(zhì)降解等翻譯翻譯后加工修飾轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄起始五、基因表達(dá)調(diào)控的基本原理（一）基因表達(dá)的多級(jí)調(diào)控基因激活轉(zhuǎn)57（二）基因轉(zhuǎn)錄激活調(diào)節(jié)基本要素基因表達(dá)的調(diào)節(jié)與基因的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)，生物個(gè)體或細(xì)胞所處的內(nèi)、外環(huán)境，以及細(xì)胞內(nèi)所存在的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白有關(guān)。（二）基因轉(zhuǎn)錄激活調(diào)節(jié)基本要素基因表達(dá)的調(diào)節(jié)與基因的結(jié)構(gòu)、性58原核生物蛋白質(zhì)因子——操縱子(operon)

機(jī)制特異DNA序列編碼序列啟動(dòng)子操縱序列其它調(diào)節(jié)序列(promoter)(operator)1.特異DNA序列和調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)原核生物蛋白質(zhì)因子——操縱子(operon)59是RNA聚合酶識(shí)別，結(jié)合并啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄的特異DNA序列。1)啟動(dòng)子RNA轉(zhuǎn)錄起始-35區(qū)-10區(qū)TTGACATTAACTTTTACATATGATTTTACATATGTTTTGATATATAATCTGACGTACTGTN17N16N17N16N16N7N7N6N7N6AAAAAtrptRNATyrlacrecAAraBADTTGACATATAAT共有序列是RNA聚合酶識(shí)別，結(jié)合并啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄的特異DNA序列。1)啟60共有序列(consensussequence)

決定啟動(dòng)序列的轉(zhuǎn)錄活性大小。共有序列(consensussequence)決定啟動(dòng)序612操縱序列

——阻遏蛋白(repressor)的結(jié)合位點(diǎn)當(dāng)操縱序列結(jié)合有阻遏蛋白時(shí)，會(huì)阻礙RNA聚合酶與啟動(dòng)序列的結(jié)合，或是RNA聚合酶不能沿DNA向前移動(dòng)，阻礙轉(zhuǎn)錄。啟動(dòng)序列編碼序列操縱序列pol阻遏蛋白2操縱序列當(dāng)操縱序列結(jié)合有阻遏蛋白時(shí)，會(huì)阻礙RNA聚合623)其他調(diào)節(jié)序列、調(diào)節(jié)蛋白例如激活蛋白(activator)可結(jié)合啟動(dòng)序列鄰近的DNA序列，促進(jìn)RNA聚合酶與啟動(dòng)序列的結(jié)合，增強(qiáng)RNA聚合酶的轉(zhuǎn)錄活性，如分解（代謝）物基因激活蛋白（catabolitegeneactivateprotein,CAP）。有些基因在沒有激活蛋白存在時(shí)，RNA聚合酶很少或完全不能結(jié)合啟動(dòng)序列。3)其他調(diào)節(jié)序列、調(diào)節(jié)蛋白例如激活蛋白(activator63真核生物1)順式作用元件(cis-actingelement)——可影響自身基因表達(dá)活性的DNA序列BADNA編碼序列轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)不同真核生物的順式作用元件中也會(huì)發(fā)現(xiàn)一些共有序列，如TATA盒、CAAT盒等，這些共有序列是RNA聚合酶或特異轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)。

真核生物1)順式作用元件(cis-actingeleme642)真核基因的調(diào)節(jié)蛋白有些基因產(chǎn)物（蛋白質(zhì)）可特異識(shí)別、結(jié)合自身基因的調(diào)節(jié)序列，調(diào)節(jié)自身基因的表達(dá)，稱順式作用。這種蛋白可稱為順式作用蛋白。由某一基因表達(dá)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)因子，通過與另一基因的特異的順式作用元件相互作用，調(diào)節(jié)其表達(dá)。反式作用因子(trans-actingfactor)

這種調(diào)節(jié)作用稱為反式作用。2)真核基因的調(diào)節(jié)蛋白有些基因產(chǎn)物（蛋白質(zhì)）可特異識(shí)別、結(jié)65cDNAaDNA反式作用C順式作用mRNAC蛋白質(zhì)CbAmRNA蛋白質(zhì)AAcDNAaDNA反式作用C順式作用mRNAC蛋白質(zhì)C66指的是反式作用因子與順式作用元件之間的特異識(shí)別及結(jié)合。通常是非共價(jià)結(jié)合，被識(shí)別的DNA結(jié)合位點(diǎn)通常呈對(duì)稱、或不完全對(duì)稱結(jié)構(gòu)。絕大多數(shù)調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)結(jié)合DNA前，需通過蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用，形成二聚體(dimer)或多聚體(polymer)。2.DNA-蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)的相互作用指的是反式作用因子與順式作用元件之間的特異識(shí)別及結(jié)合。通常是67第二節(jié)

原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)RegulationofProkaryoticGeneTranscription第二節(jié)

原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)Regulationof68——調(diào)節(jié)的主要環(huán)節(jié)在轉(zhuǎn)錄起始一、原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)特點(diǎn)（一）σ因子決定RNA聚合酶識(shí)別特異性（二）操縱子模型的普遍性（三）阻遏蛋白與阻遏機(jī)制的普遍性——調(diào)節(jié)的主要環(huán)節(jié)在轉(zhuǎn)錄起始一、原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)特點(diǎn)（一）σ69二、乳糖操縱子調(diào)節(jié)機(jī)制（一）乳糖操縱子(lacoperon)的結(jié)構(gòu)調(diào)控區(qū)CAP結(jié)合位點(diǎn)啟動(dòng)序列操作序列結(jié)構(gòu)基因Z：β-半乳糖苷酶Y：透酶A：乙?；D(zhuǎn)移酶ZYAOPDNAI調(diào)節(jié)基因二、乳糖操縱子調(diào)節(jié)機(jī)制（一）乳糖操縱子(lacoperon70mRNA阻遏蛋白IDNAZYAOPpol沒有乳糖存在時(shí)（二）阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)阻遏基因mRNA阻遏蛋白IDNAZYAOPpol沒有乳糖存在時(shí)（二）71mRNA阻遏蛋白有乳糖存在時(shí)IDNAZYAOPpol啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄mRNA乳糖半乳糖β-半乳糖苷酶mRNA阻遏蛋白有乳糖存在時(shí)IDNAZYAOPpol啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄72++++轉(zhuǎn)錄無葡萄糖，cAMP濃度高時(shí)有葡萄糖，cAMP濃度低時(shí)（三）CAP的正性調(diào)節(jié)ZYAOPDNACAPcAMPCAPpol++++轉(zhuǎn)錄無葡萄糖，cAMP濃度高時(shí)有葡萄糖，cA73（四）協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)※當(dāng)阻遏蛋白封閉轉(zhuǎn)錄時(shí)，CAP對(duì)該系統(tǒng)不能發(fā)揮作用；※當(dāng)無CAP存在時(shí)，即使沒有阻遏蛋白與操作序列結(jié)合，操縱子轉(zhuǎn)錄活性仍然很弱。若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在時(shí)，細(xì)菌首先利用葡萄糖。單純?nèi)樘谴嬖跁r(shí)，細(xì)菌才利用乳糖作碳源；葡萄糖對(duì)lac操縱子的阻遏作用稱分解代謝阻遏(catabolicrepression)。

（四）協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)※當(dāng)阻遏蛋白封閉轉(zhuǎn)錄時(shí)，CAP對(duì)該系統(tǒng)不能發(fā)揮74mRNA低半乳糖時(shí)高半乳糖時(shí)葡萄糖低cAMP濃度高葡萄糖高cAMP濃度低RNA-polOOOO低乳糖時(shí)高乳糖時(shí)mRNA低半乳糖時(shí)高半乳糖時(shí)葡萄糖低cAMP濃度75第三節(jié)

真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)

RegulationofEukaryoticGeneTranscription第三節(jié)

真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)

Regulation76一、真核基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（一）真核基因組結(jié)構(gòu)龐大哺乳類動(dòng)物基因組DNA約3×109堿基對(duì)編碼基因約有40000個(gè)，占總長(zhǎng)的6%rDNA等重復(fù)基因約占5%~10%一、真核基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（一）真核基因組結(jié)構(gòu)龐大哺乳類動(dòng)物基因77（二）單順反子單順反子(monocistron)

編碼基因轉(zhuǎn)錄生成的一個(gè)mRNA分子，經(jīng)翻譯只能生成一條多肽鏈。（二）單順反子單順反子(monocistron)78（三）重復(fù)序列單拷貝序列（一次或數(shù)次）高度重復(fù)序列（106次）中度重復(fù)序列（103~104次）多拷貝序列（三）重復(fù)序列單拷貝序列