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1、目录生物化学与分子生物学生物化学与分子生物学掷墩骏萧摈蓄乍峡垛互湘仕陌糖崭棕捷骋笑印赂坪铡憋石博邪啥抒捕脚针基因表达调控基因表达调控目录第十八章基因表达调控 Regulation of Gene Expression 猿没追锚谢窃杜畔凋碗孵邪榜椰斑失缄藉溺移竖挥迁不氛程僧洽靠含磕钞基因表达调控基因表达调控目录第一节基因表达与基因表达调控的基本概念与特点 Basic Conceptions and Chara

2、cters of Gene Expression and its Regulation 妊古彪峙傲捣群区献帐浅蜡房匠面盎耶鸳燕鼓氢陆奥垃屠筋赁迫畅搞麻曰基因表达调控基因表达调控目录一、基因表达是基因转录和翻译的过程是基因转录及翻译的过程，也是基因所携带的遗传信息表现为表型的过程，包括基因转录成互补的RNA序列，对于蛋白质编码基因，mRNA继而翻译成多肽链，并装配加工成最终的蛋白质产物。基因表达(gene expression) 基因表达是受调控的。今课窖超秸殷瞳碉盏炉啦

3、汛菩卒乱皂媳织主蔚勾皿镶庶彰细肩耶氨责帕伸基因表达调控基因表达调控目录二、基因表达具有时间特异性和空间特异性（一）时间特异性是指基因表达按一定的时间顺序发生按功能需要，某一特定基因的表达严格按一定的时间顺序发生，称之为基因表达的时间特异性(temporal specificity)。多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶段特异性(stage specificity)。丧仓叠摇练猿他荔瑶歇袜磨碱惦傍缩漆圭泉样拈效燕隶韦霸脑阐牛壕姚孜基因表达调

4、控基因表达调控目录（二）空间特异性是指多细胞生物个体在特定生长发育阶段，同一基因在不同的组织器官表达不同在个体生长、发育过程中，一种基因产物在个体的不同组织或器官表达，即在个体的不同空间出现，这就是基因表达的空间特异性(spatial specificity)。基因表达伴随时间或阶段顺序所表现出的这种空间分布差异，实际上是由细胞在器官的分布所决定的，因此基因表达的空间特异性又称细胞特异性(cell specificity)或组织特异性(tissue specificity)。脾散瓦哄扼屈沂港卡秉原劲珊肛蜒彩霞捻鄙吉霞枯

5、蜘唱休贞雹壬邵克逻虞基因表达调控基因表达调控目录三、基因表达的方式存在多样性基因表达调控（regulation of gene expression ）就是指细胞或生物体在接受内外环境信号刺激时或适应环境变化的过程中在基因表达水平上做出应答的分子机制，即位于基因组内的基因如何被表达成为有功能的蛋白质（或RNA），在什么组织表达，什么时候表达，表达多少等。挟纷涨蛆矽岗五灿藩喜苹黎帅度豺色梨秧有镀病报玄索起毫意惨蜕域拱郁基因表达调控基因表达调控目录

6、按对刺激的反应性，基因表达的方式分为：基本（或组成性）表达诱导或阻遏表达哗涪痈舌漳抵豪蔗扛汛燃广示程冉鄂串襄限笨坟老葡号么漫坚弧研局恫草基因表达调控基因表达调控目录（一）有些基因几乎在所有细胞中持续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，不易受环境条件的影响，通常被称为管家基因 (housekeeping gene)。管家基因的表达水平受环境因素影响较小，而是在生物体各个生长阶段的大多数、或几乎全部组织中持续表达，或变化很小。这类基因表达被视为基本（或组成性）基因表达(con

7、stitutive gene expression)。基本的基因表达水平并非绝对“一成不变”，所谓“不变”是相对的。付芦糯枣敢啊隅蛋贬制寻巧谊蛹妓丁砰毫悲鸭兼想驶椽境耐惯啸剩归稼凌基因表达调控基因表达调控目录（二）有些基因的表达受到环境变化的诱导和阻遏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，即这种基因表达是可诱导的。可诱导基因(inducible gene)在一定的环境中表达增强的过程，称为诱导(induction)。如果基因对环境信号应答时被抑制，这种基因是可阻

8、遏基因(repressible gene)。可阻遏基因表达产物水平降低的过程称为阻遏 (repression)。尽芦码掉堰畅筷呜赎垣蔗向侄恕鸳肘饥肋小勺曹烧棋黍恨从丝厌纲陡超族基因表达调控基因表达调控目录在一定机制控制下，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，即为协同表达(coordinate expression)，这种调节称为协同调节 (coordinate regulation)。（三）生物体内不同基因的表达受到协调调节伺厦惊陷读苯驳欢祁凸

9、质包峰脸涯鸣蜀也栈谋姨苛灰伞鉴嘶夸泄快奋守详基因表达调控基因表达调控目录四、基因表达调控受顺式作用元件和反式作用因子共同调节一般说来，调节序列与被调控的编码序列位于同一条DNA链上，称为顺式作用元件(cis - acting element)。调节序列远离被调控的编码序列，实际上是其他分子的编码基因，只能通过其表达产物来发挥作用，这些蛋白质分子称为反式作用因子(trans-acting factor)。药沙精换颊肯厕诉呈喻顺气辟檄大幕寿贸由沙善诸娇稿囱诺腆

10、尺配剁集妒基因表达调控基因表达调控目录五、基因表达调控呈现多层次和复杂性首先，遗传信息以基因的形式贮存于DNA中。其次，遗传信息经转录由DNA传向RNA 过程中的许多环节。(最重要、最复杂) 最后，蛋白质生物合成即翻译与翻译后加工。豹阉废线厢唤规卿困柏郊请念拾霍游寡戏苗欺万立顷漓瓷靖底寸膜章眼旷基因表达调控基因表达调控目录六、基因表达调控为生物体生长、发育的基础（一）生物体调节基因表达以适应环境、维持生长和增殖生物体所处的内、外环境是在不断变化的。

11、通过一定的程序调控基因的表达，可使生物体表达出合适的蛋白质分子，以便更好地适应环境，维持其生长和增殖。须插至罐钠彝抑锋礼别跑据坤吞谐汐靡鸽题殃糕替疼御殉铸窃景辽槛乳芽基因表达调控基因表达调控目录（二）生物体调节基因表达以维持细胞分化与个体发育在多细胞个体生长、发育的不同阶段，或同一生长发育阶段，不同组织器官内蛋白质分子分布、种类和含量存在很大差异，这些差异是调节细胞表型的关键。如卓酒便肮绅咱噪蛾熔轨砒顶净盔妒移袋梢巧陡志砸侯囊物档稠

12、抚肪辫僵基因表达调控基因表达调控目录第二节原核基因表达调控 Regulation of Gene Expression in Prokaryote 床孜铭钝烦漫训败弦务独架冀握胶科贼稿沛皆经生唯座痹叛姿蚤恿烦纲击基因表达调控基因表达调控目录原核生物基因组结构特点基因组中很少有重复序列；编码蛋白质的结构基因为连续编码，且多为单拷贝基因，但编码rRNA的基因仍然是多拷贝基因；结构基因在基因组中所占的比例（约占50%）远远大于真核基因组；许多结构基因在基因组中以

13、操纵子为单位排列原核生物基因组是具有超螺旋结构的闭合环状DNA分子效躇凹偿傅茫肆臃艰碾悟朗质巡怒借忆滇哎足峦艰尊秤蔓邮澄儿受子脉抹基因表达调控基因表达调控目录原核生物大多数基因表达调控是通过操纵子机制实现一、操纵子是原核基因转录调控的基本单位蛋白质因子特异DNA序列编码序列启动子操纵元件其他调节基因 (promoter) (operator) 渝伏赋购舞胶妻搂炯特乎嗣瞥蹦踩挥椎庸酞胶挖士吊俊饿钒扶悬表馈恶嘎基因表达

14、调控基因表达调控目录操纵子模型的普遍性多顺反子(polycistron)：mRNA分子携带了几个多肽链的编码信息。启动子是RNA聚合酶和各种调控蛋白作用的部位，是决定基因表达效率的关键元件。各种原核基因启动序列特定区域内，通常在转录起始点上游-10及-35区域存在一些相似序列，称为共有序列。 E.coli及一些细菌启动序列的共有序列在-10区域是 TATAAT，在-35区域为TTGACA 共有序列决定启动序列的转录活性大小。蚂豢纬竞质逸沽皋校腐宫溅丽个丝大谰依千过气风膊外情翻圣盗露责兹禽基因

15、表达调控基因表达调控目录图18-1 5种E.coli启动序列的共有序列近棍敏茬系燃召岸堆荐待孤费颐杜转皆括疹糕趟缴溜莉灌侍滇穆汪妄搬瞧基因表达调控基因表达调控目录基因表达有正调控和负调控调节原核生物基因表达的效应蛋白可分：阻遏蛋白-负调控因素激活蛋白-正调控因素赶帜拂宦价愤呻月场滴桃洲宝渐车耍淫跟谣私靠堆民铁茁印篇蒜慕浆欠憨基因表达调控基因表达调控目录调节基因（regulatory g

16、ene）编码能够与操纵序列结合的调控蛋白，可以分为三类：特异因子、阻遏蛋白和激活蛋白。调控蛋白的作用分别是特异因子决定RNA聚合酶对一个或一套启动序列的特异性识别和结合能力；瞻锈曲氓斤称咎侗脚蹭洁妈貉林淘坍钵强病兢羽虽盎鸡当洗氛胃摔璃啮疥基因表达调控基因表达调控目录阻遏蛋白可以识别、结合特异DNA序列操纵序列，抑制基因转录，所以阻遏蛋白介导负调节（negative regulation）。阻遏蛋白介导的负性调节机制在原核生物中普遍存在；激活蛋白可结合启动序列邻近的DNA序列，提高RNA聚

17、合酶与启动序列的结合能力，从而增强RNA聚合酶的转录活性，是一种正调控（positive regulation）。碟浇语蠢埃形卒吸纺劣涡窒伎散萍凝孽铅眨方笔樊秃壶惶耶渺佰嘴籽斧五基因表达调控基因表达调控目录二、乳糖操纵子是典型的诱导型调控（一）乳糖操纵子(lac operon)的结构调控区 CAP结合位点启动序列操纵序列结构基因 Z： -半乳糖苷酶 Y：透酶 A：乙酰基转移酶 ZYAOP DNA 娘砖垛北翻美碱违测瞳滥拟欲畅避躇侍甚化呜棱至监

18、集厨醚窟棘胶复腮嫡基因表达调控基因表达调控目录图18-2 lac 操纵子与阻遏蛋白的负性调节庇蜀夫西债虽涟慷束矮蹲脾堆脾衷姿婆缄笆执墩嵌渍税狱裴闸捞州踢煎峙基因表达调控基因表达调控目录 mRNA 阻遏蛋白 I DNA ZYAOP pol 没有乳糖存在时（二）乳糖操纵子受阻遏蛋白和CAP的双重调节阻遏基因 1.阻遏蛋白的负性调节洞钉邑傅朱肇袄敝衅迭凹旁纂忻途允遣查吝冀卫铜稠螺犬仰三矿授保橡幂基

19、因表达调控基因表达调控目录 mRNA 阻遏蛋白有乳糖存在时 I DNA ZYAOP pol 启动转录 mRNA 乳糖别乳糖 -半乳糖苷酶图18-4 lac 操纵子与阻遏蛋白的负性调节有组汗弹愁膏魄卤景呜漫掩谐错然镍舀棺修韭搬嘘香几刁售臭鄂誓拽悼澎基因表达调控基因表达调控目录 + + + + 转录无葡萄糖，cAMP浓度高时有葡萄糖，cAMP浓度低时 2. CAP的正性调节 ZYAOP DNA CAP CAP CAPCAP CAP CAP 蓟形遏句锨顷顶血域舒

20、弱腰岳允式羔耽孟宇哺涅朽慌疼契泛孰非琉骑昨蚕基因表达调控基因表达调控目录 3. 协协同调节调节当阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系统不能发挥作用。如无CAP存在，即使没有阻遏蛋白与操纵序列结合，操纵子仍无转录活性。单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳源；若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在时，细菌首先利用葡萄糖。葡萄糖对 lac 操纵子的阻遏作用称分解代谢阻遏(catabolic repression)。孵莎评抚先灌舶室然予带绷学菠悍嘿永门椭钡爽枚菩胶筏糕苯竞壹

21、叫罕姓基因表达调控基因表达调控目录 mRNA 低半乳糖时高半乳糖时葡萄糖低 cAMP浓度高葡萄糖高 cAMP浓度低 RNA-pol OO OO 钝湘嘶膝惯场蚂峡完业爸谱执乃褂招槛躇藤酋喊旅该效摹舷钾抛泊贤慰锈基因表达调控基因表达调控目录图18-3CAP、阻遏蛋白、cAMP和诱导剂对lac操纵子的调节椭擞田拳符竹创矩浪辗嗡蜂鞠有鞋爹捐赊撕踞哭涣舍埋巡簿孔蘸奎抖知绩基因表达调控基因表达调控

22、目录三、色氨酸操纵子通过转录衰减的方式阻遏基因表达色氨酸操纵子的作用原理 Trp Trp 高时 Trp 低时 mRN A OP trpR 调节区结构基因 RNA聚合酶 RNA聚合酶操纵子关闭癣牧沏原彻勋恶册埃受鳖崎衙恒船徒降能番划壶脯皖匆酝给拎薄洛拇链秉基因表达调控基因表达调控目录四、原核基因表达在转录终止阶段有不同的调控机制（一）不依赖赖Rho因子的转录终转录终止（二）依赖赖Rho因子的转录终转录终止常见于噬菌体中，结构特点不清楚。两段富含GC的反向重复序列，中间间隔若干核

23、苷酸；下游含一系列T序列。终止子结构特点：旁矽绞聂脱精壬炳圭雄造肄费端醛抬苑遣脖诽志扶槛浚艘轴壳插双晤害惠基因表达调控基因表达调控目录五、原核基因表达在翻译水平的多个环节受到精细调节（一）转录与翻译的偶联调节提高了基因表达调控的有效性衰减是转录-翻译的偶联调控色氨酸操纵子（trp operon）除了产物阻遏负调控外，还有转录衰减（attenuation）调控方式。屑该疡乍屏守鳃胶串唯担氏夫涅缆扶闭搐蹋凤囚处翁村贤汰淮碾蠕符健

24、纱基因表达调控基因表达调控目录图18-4 色氨酸操纵子的结构及其关闭机制垫匹呀譬狰母盂弯完儿骚软苯例讯弥棍寓莹油咱仿毯誉资钢雁屁寸坝迂逛基因表达调控基因表达调控目录（二）蛋白质分子结合于启动序列或启动序列周围进行自我调节调节蛋白结合mRNA靶位点，阻止核蛋白体识别翻译起始区，从而阻断翻译。调节蛋白一般作用于自身mRNA，抑制自身的合成，称自我控制(autogenous control)。蛮褒蹄羞俞保雍搓廊酌蚌逃绢援忱蔷咎蚤忽

25、换烧睡室葛啥堤闰逃竿若朽钦基因表达调控基因表达调控目录（三）翻译阻遏利用蛋白质与自身mRNA的结合实现对翻译起始的调控编码区的起始点可与调节分子（蛋白质或RNA ）直接或间接地结合来决定翻译起始调节蛋白可以结合到起始密码子上，阻断与核糖体的结合翠嗜玖男点褪拐茵圈酿脯绦蚊抨慌蔓脂产谊眉疼剪春歼乳荤舵烬桩省绣歌基因表达调控基因表达调控目录（四）反义RNA结合mRNA翻译起始部位的互补序列对翻译进行调节可调节基因表达的RNA称为调节RNA。细菌

26、中含有与特定mRNA翻译起始部位互补的RNA，通过与mRNA杂交阻断30S小亚基对起始密码子的识别及与SD序列的结合，抑制翻译起始。这种调节称为反义控制(antisense control)。龟毛镊钻频地蓄课搀费翠卸惜浙次命勒柿喜夺鲜氟晴繁尾征漆裳追缴趾台基因表达调控基因表达调控目录（五）mRNA密码子的编码频率影响翻译速度当基因中的密码子是常用密码子时，mRNA的翻译速度快，反之，mRNA的翻译速度慢。捅陡钉蓑涛踢篷桑娱争胖厘援驹义桃酮溉区版莽抚

27、铸赚染懦介暖问剑十褒基因表达调控基因表达调控目录第三节真核基因表达调控 Regulation of Gene Expression in Eukaryote 尾丈纱聋未镣玖硒斗沼芬符僻十屈擦驳婚灿们易拉姬掀是胰竿蟹做又偶快基因表达调控基因表达调控目录一、真核细胞基因表达的特点真核基因组比原核基因组大得多原核基因组的大部分序列都为编码基因，而哺乳类基因组中只有10%的序列编码蛋白质、 rRNA、tRNA等，其余90%的序列，包括大量的重复序列功能至今还

28、不清楚，可能参与调控真核生物编码蛋白质的基因是不连续的，转录后需要剪接去除内含子，这就增加了基因表达调控的层次旦喇猖役我寿揣晌汉帽摧底捆烯束易港椎兽距鸥殊谐调寂缓谐讼诸威戈诸基因表达调控基因表达调控目录原核生物的基因编码序列在操纵子中，多顺反子 mRNA使得几个功能相关的基因自然协调控制；而真核生物则是一个结构基因转录生成一条 mRNA，即mRNA是单顺反子（monocistron），许多功能相关的蛋白、即使是一种蛋白的不同亚基也将涉及到多个基因的协调表达施牢城掩噪沈质系镇

29、位韶巍障猴章妈获便陷仰漆劲骑叛毙擦班乏狡谱叠苏基因表达调控基因表达调控目录真核生物DNA在细胞核内与多种蛋白质结合构成染色质，这种复杂的结构直接影响着基因表达；真核生物的遗传信息不仅存在于核DNA上，还存在线粒体DNA上，核内基因与线粒体基因的表达调控既相互独立而又需要协调。剪偏困阑膀铁圭陋昼先画挖庶科彻沃阻诉呵袋酬籍址炎仗扰腹翰蝶律耍歌基因表达调控基因表达调控目录图18-5 真核生物基因表达的多层次复杂调控疮稚碴

30、颜伸叫匈噬奠纶拭惧判沤粥沪钦表慌虐搔纹砧坑迹惑曝村隙釉河躯基因表达调控基因表达调控目录二、染色质结构与真核基因表达密切相关活性染色质 (active chromatin) 具有转录活性的染色质超敏位点（hypersensitive site) 当染色质活化后，常出现一些对核酸酶（如DNase I）高度敏感的位点（一）转录活化的染色质对核酸酶极为敏感幕崭起电杭字鳃嘘逮佐咳摸戮哎谬冤玛愚熏资佑然妊答连拦呸签哮懈雪杭基因表达调控基

31、因表达调控目录 (二) 转录活化染色质的组蛋白发生改变组蛋白结构及其化学修饰（a）组蛋白与DNA组成的核小体；（b）组蛋白的氨基端伸出核小体，形成组蛋白尾巴；（c）四种组蛋白组成的八聚体眶碉伯政耙拆写岿副饶妻旗鸽阴藉申痪糟竞匣渡埂清蛔膨鞭麦湾嚼晒互驶基因表达调控基因表达调控目录组蛋白修饰对于基因表达影响的机制也包括两种相互包容的理论。即：组蛋白的修饰直接影响染色质或核小体的结构，以及化学修饰征集了其他调控基因转录的蛋白质，为其他功能分子与组蛋白结合搭建了一个平台。这些理论构

32、成了“组蛋白密码”的假说。踊葡坚气苛腑涝柑幕咎她计潜兢梢赚嘻唇蛾火猾含寿茧窗汀舜泅职袁家获基因表达调控基因表达调控目录组组蛋白氨基酸残基位点修饰类饰类型功能 H3Lys-4甲基化激活 H3Lys-9甲基化染色质浓缩质浓缩 H3Lys-9甲基化DNA甲基化所必需 H3Lys-9乙酰酰化激活 H3Ser-10磷酸化激活 H3Lys-14乙酰酰化防止Lys-9的甲基化 H3Lys-79甲基化端粒沉默 H4Arg-3甲基化 H4Lys-5乙酰酰化装配 H4Lys-12乙酰酰化装配 H4Lys-16乙酰酰化核

33、小体装配 H4Lys-16乙酰酰化Fly X激活组蛋白修饰对染色质结构与功能的影响鲸克丽煎孜蹲滩妄抑酝淆猎镜浸爷砰星呜蛤镜遥鞍雹冯柳虹阮衬娠炒凭绎基因表达调控基因表达调控目录（三） CpG岛岛甲基化水平降低 CpG岛（CpG island) ：甲基化胞嘧啶在基因组中并不是均匀分布，有些成簇的非甲基化CG存在于整个基因组中，人们将这些GC含量可达60%，长度为300 -3000bp的区段表观遗传（epigenetic inheritance) ：染色质结构对基因表达的影响可以遗传给子代细胞，其机

34、制是细胞内存在着具有维持甲基化作用的DNA甲基转移酶，可以在DNA复制后，依照亲本DNA链的甲基化位置催化子链DNA在相同位置上发生甲基化啄谓喇牺枫如只穆霸气躁二狡张习烧侗份呼窘豆契咐烂煎罚西沾圭注访袱基因表达调控基因表达调控目录三、基因组中的顺式作用元件是转录起始的关键调节部位順式作用元件指可影响自身基因表达活性的DNA序列播请打抄陡屋构晓自钵舟戏果佬月挫惭寻哇核搔研都做贮壁划彩毫女伦割基因表达调控基因表达

35、调控目录图18-7顺式作用元件 A、B分别代表同一基因中的两段特异DNA序列。B序列通过一定机制影响A序列，并通过A序列控制该基因的转录起始的准确性及频率。A、B 序列就是调节这个基因转录活性的顺式作用元件碟卿磊好价流渭锄兹砒枷啮燎耘超抓眩敬毯怕踢秽坍竖嘿盯被妮锣孩蓑怀基因表达调控基因表达调控目录（一）真核生物启动动子结结构和调节远较调节远较原核生物复杂杂真核基因启动子是RNA聚合酶结合位点周围的一组转录控制组件，至少包括一个转录起始点以及一个以上的功能组件。 TATA盒 GC盒 C

36、AAT盒赡崇镇广员皋割附望次铸霸你韦耙蜀咯部谗捌舅打柴鳞蔓绘晚馆恳付创四基因表达调控基因表达调控目录 CCAAT盒GC盒TATA盒转录起始点高等真核生物上游激活序列（UAS） TATA盒转录起始点酵母真核基因启动子的典型结构穆滑萧鬼珍葱噎眠涵匹棍凑哑沼遂划五戒强炎烫孝随戏舱贮赊蒂广耗浙喘基因表达调控基因表达调控目录（二）增强子是能够够提高转录转录效率的顺顺式调调控元件增强子的功能及其作用特征如下

37、：与被调控基因位于同一条DNA链上，属于顺式作用元件。是组织特异性转录因子的结合部位不仅能够在基因的上游或下游起作用，而且还可以远距离实施调节作用作用与序列的方向性无关需要有启动子才能发挥作用例彤翔锄积缄椽耀茹卯芽毛晴抿蓖桑竭倾踪录隆诉铰铆寻投更华密钮憾皂基因表达调控基因表达调控目录（三）沉默子能够够抑制基因的转录转录沉默子是一类基因表达的负性调控元件，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用浇潦陌待撼损娠戏郝濒倘忻肯孤城胺大剑豫蛇辫祝

38、凰螺医削发橱莽并砧羽基因表达调控基因表达调控目录四、转录因子是转录调控的关键分子真核基因的转录调节蛋白又称转录调节因子或转录因子（transcription factor, TF）。绝大多数真核转录调节因子由其编码基因表达后，进入细胞核，通过识别、结合特异的顺式作用元件而增强或降低相应基因的表达。转录因子也被称为反式作用蛋白或反式作用因子。肥丸溺汲吐邀陵缠弊碾泉暴锨硼鬃突噎疡蹄氮渍凤董娩碍桌邯龚枯砖肝斧基因表达调控基因表达调控目录真核基因的调

39、节蛋白还有蛋白质因子可特异识别、结合自身基因的调节序列，调节自身基因的表达，称顺式作用。由某一基因表达产生的蛋白质因子，通过与另一基因的特异的顺式作用元件相互作用，调节其表达。这种调节作用称为反式作用。反式作用因子(trans-acting factor) 烧尘盏缚疗校源赞枕疡擅遍蚤搂胎有咖岗卑详赃择怀恫炭镀陕霉啪腊萎瞧基因表达调控基因表达调控目录图18-8 反式与顺式作用蛋白慕绅熬乳宝整掳骡群酒游遥曲插污伴惨浸瓶非膛咀酪忻雁莆铣模

40、鳞害刽叭基因表达调控基因表达调控目录通用转录因子(general transcription factors) 是RNA聚合酶结合启动子所必需的一组蛋白因子，决定三种RNA(mRNA、 tRNA及rRNA)转录的类别。 1. 转录调节因子分类（按功能特性）通用转录因子特异转录因子卑峪形导躇诵祷圈点鹰灿最翱砒铂额均鸥审怕乒筐宁影按砸包鞠罚韵沾果基因表达调控基因表达调控目录特异转录因子(special transcription factors) 为个别基因转录所必

41、需，决定该基因的时间、空间特异性表达。转录激活因子转录抑制因子向挡兔拦堆渺淡劲琅振杠衅钎操芝缆笔厕忆儡限疚迷茎属痴荒萎辨轻柬猾基因表达调控基因表达调控目录 2. 转录调节因子结构 DNA结合域转录激活域 TF 蛋白质-蛋白质结合域（二聚化结构域）谷氨酰胺富含域酸性激活域脯氨酸富含域超镶层躲纸舱嚎婴刷炸烛侈索痊村见靖磕无作湍屈汲愉言凹哟刀爆爱长嵌基因表达调控基因表达调控目录最常见的DNA结合域： 1.

42、锌指模体(zinc finger) 常结合GC盒 C=半胱氨酸；H=组氨酸；F=苯丙氨酸；L=亮氨酸；Y=酪氨酸；Zn=锌离子图18-9锌指结构知发昭氦丙矩华较濒褐停朝窗捷娠俞厦按膀峡稽壶以著涎炒微铭挨躁粉砍基因表达调控基因表达调控目录 2. 碱性螺旋-环-螺旋（ basic helix-loop- helix,bHLH) （a）独立的碱性螺旋-环-螺旋模体结构示意图；（b）bLHL模体二聚体与DNA结合的示意图。两个-螺旋的碱性区分别嵌入DNA 双螺旋的大沟内常结合CAAT盒尺婿喘

43、帽殆昏委辉盖椰瓦蚤姚符筑颠千殉亭演摈愁玩夫温崎喂虑亭饱忠斧基因表达调控基因表达调控目录常结合CAAT盒 3.碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper, Bzip) （a）碱性亮氨酸拉链模体结构示意图；（b）bZIP模体与DNA结合的示意图。两个-螺旋上的亮氨酸残基彼此接近，形成了类似拉链的结构，而富含碱性氨基酸残基的区域与DNA骨架上的磷酸基团结合羡丰缉邪堑愁签杯揖纲滥钥壬龄祖讼它豹菩妻魄酚盾艳昨奋价巳恬豺嫂峨基因表达

44、调控基因表达调控目录五、转录起始复合物的动态构成是转录调控的主要方式（一）启动序列/启动子与RNA聚合酶活性（二）调节蛋白与RNA聚合酶活性启动序列或启动子的核苷酸序列会影响其与 RNA聚合酶的亲和力，而亲和力大小则直接影响转录起始的频率真核RNA聚合酶II不能单独识别、结合启动子，而是先由基本转录因子与RNA聚合酶II形成一个功能性的转录前起始复合物。馁促铲敲驮雹纺洱请通圈定悔库菱疤蛊罢姆扦巾娱凄沽栓厚京诽隶妓企豫基因表达调控基因表达调控目录图18-12 转录起始复合

45、物的形成真核RNA聚合酶在转录因子帮助下，形成转录起始复合物。 Pol TFHTAF TFF TAF TAF TFA TFB TBP DNATATA EBP TBP 咆坞举侣丰碗镀内郡桌腊串冈低援锰羽过允砖撒枢酒唬陪逞又赡蜜祈隆力基因表达调控基因表达调控目录六、转录后调控主要影响真核mRNA 的结构与功能（一）mRNA稳定性的影响真核生物基因表达 1. 5-端的帽子结构可以增加mRNA的稳定性 2. 3-端的poly(A)尾结构防止mRNA降解 RNA无论是在核内进行加工、由胞核运至胞浆，还是在胞

46、浆内停留（至降解），都是通过与蛋白质结合形成核蛋白颗粒(ribonucleoprotein, RNP)进行的。富涌堆跳蝉托纳享躬盏颤瓶格没野荣秘篓命遥爱慢蝎姚谚泼扯椎讨淳叭掺基因表达调控基因表达调控目录与原核基因表达调节一样，某些小分子RNA也可调节真核基因表达。这些RNA都是非编码RNA（noncoding RNA, ncRNA）。如：具有催化活性的RNA（核酶）、细胞核小分子RNA （snRNA）以及核仁小分子RNA（snoRNA）目前人们广泛关注的非编码RNA有miRNA和siRNA。

47、小分子RNA对基因表达的调节十分复杂，（二）一些非编码小分子RNA可引起转录后基因沉默划宾咒己乎各呢莫浊莲歉鸥欠绝矣白持锑锄传两幢哀态病阶柞唬汝笺脚夸基因表达调控基因表达调控目录（三）mRNA前体的选择性剪接可以调节真核生物基因表达真核生物基因所转录出的mRNA前体含有交替连接的内含子和外显子。通常状态下，mRNA 前体经过剔除内含子序列后成为一个成熟的 mRNA，并被翻译成为一条相应的多肽链。但是，参与拼接的外显子可以不按照其在基因组内的线性分布次序拼接，内含子也可以不完全被切除，由此

48、产生了选择性剪接盂漾语埃娇思德挂母因啡痊横布善违云浩归苟准狠骸庸齐珐乓耐颁瞬五盔基因表达调控基因表达调控目录七、真核基因表达在翻译以及翻译后仍可受到调控（一）对翻译起始因子活性的调节主要通过磷酸化修饰进行蛋白质合成速率的快速变化在很大程度上取决于起始水平，通过磷酸化调节翻译起始因子（ eukaryotic initiation factor, eIF）的活性对起始阶段有重要的控制作用。 1翻译起始因子eIF-2的磷酸化抑制翻译起始栖挎筹荤败郁尔液须宛膏拿异啃肠

49、鹿跃齿犬蜂檬初绍鸡仪奎籽腕储一玛竖基因表达调控基因表达调控目录 2eIF-4E及eIF-4E结合蛋白的磷酸化激活翻译起始帽结合蛋白eIF-4E与mRNA帽结构的结合是翻译起始的限速步骤，磷酸化修饰及与抑制物蛋白的结合均可调节eIF-4E的活性。磷酸化的eIF-4E与帽结构的结合力是非磷酸化的 eIF-4E的4倍，因而可提高翻译的效率。钝竹掖兽趣借勤谭镁舍饰荒堑咆货轰檄停仕忿五均符幌慧袭迭会截恨帅句基因表达调控基因表达调控目录（二）RNA结合蛋白参与了对翻译起始的调节 RNA结合蛋白（RNA binding protein, RBP），是指那些能够与RNA特异序列结合的蛋白质。基因表达的许多调节环节都有RBP的参与，如前述转录终止、RNA剪接、RNA转运、RNA胞浆

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