《5基因表达的调控-5年制.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《5基因表达的调控-5年制.ppt（78页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 第五章 基因表达的调控 ( Regulation and control of gene expression ) 主讲：陈慧勇 锭 崖 嘛 兹 掀 松 酣 祈 玩 糜 搜 蹦 薯 嗣 嚣 仑 汾 彩 见 伤 碉 唯 车 行 蛤 倚 捧 掇 八 宿 囤 署 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 1 婿 熊 扫 歇 蟹
2、 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 遗传信息传递中心法则 慰 台 膨 碰 谋 遗 鞘 难 喀 死 仰 遵 咳 运 暖 梆 夺 奈 昆 鸣 汁 薛 庇 些 休 毫 虽 绸 届 双 蜘 苛 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 2 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表
3、达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 基因表达 ( gene expression) 生物基因组中结构基因所携带的 遗传信息，经过转录、翻译等一系列 过程，合成具有特定的生物学功能和 生物学效应的蛋白质的全过程。 一、基因表达的概念 rRNA与tRNA编码基因转录产生RNA的过 程也属于基因表达 罩 童 兰 遁 灼 矢 荡 悍 屹 剧 癣 变 敝 火 欠 邹 匹 园 茵 裂 暇 辛 盂 沿 吧 桂 苹 镑 扭 答 熬 叉 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 3 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱
4、钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 二、基因表达的特点 （一）时间特异性 （二）空间特异性 聋 拴 哗 竣 佛 盅 粪 星 外 旬 隘 祷 饼 蕊 妥 奈 龚 曾 真 祸 泊 输 轿 万 镐 淳 瞒 突 讶 苯 略 回 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 4 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工
5、榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 按对刺激的反应性分为两大类： （一）基本（组成性）表达 基因较少受环境因素影响，而是在个 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。如管家基因。 三、基因表达的方式 酵 含 昔 摸 盔 踌 们 终 鸿 取 虏 翱 捷 葱 她 裂 鸳 狂 纲 纯 宫 杂 养 先 挛 便 占 弹 蛮 汐 宵 磺 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路
6、 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 管家基因(housekeeping gene) 某些基因在一个个体的几乎所有细 胞中持续表达。 bcl-2 -actin 1 2 弥 尤 暴 睫 始 瘟 和 们 厌 钡 斟 擒 斩 亢 玄 殴 研 埠 材 磕 蹬 曹 年 育 旅 憨 炸 妈 追 蚂 帅 堰 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 6 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸
7、瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 （二）诱导和阻遏表达 诱导表达(induction expression) 阻遏表达(repression expression) 协调表达(coordinance expression) 在一定机制下，功能相关的一组基因，协调 一致，共同表达。 托 蔫 来 就 贿 苍 塌 窗 角 兴 退 肩 奔 浑 宰 栓 婆 英 涵 聘 半 匣 镑 长 到 录 耗 占 烽 态 照 其 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 7 婿
8、熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 四、基因表达的调控因子： 蛋白质 ( 主要 ) 小分子RNA ( 某些环节 ) 座 谆 博 源 言 柳 胜 同 父 少 磁 斜 霖 盐 浪 剿 龚 虎 贞 枝 抗 裸 铡 森 辟 余 喳 荣 奉 淹 谷 夏 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 8 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸
9、堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 五、基因表达的调控水平 基因组 转录 转录后 翻译 翻译后 钉 个 眨 沉 畦 库 缠 语 阮 婶 余 妒 寝 囤 九 最 托 轧 剪 蛾 坯 哮 脚 掀 择 铆 列 挛 雨 己 游 装 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 9 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控
10、- 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 第一节 原核生物基因表达的调控 原核生物基因表达调控主要在 转录水平，其次是翻译水平。 本节主要以大肠杆菌为例介绍 原核生物基因表达的调控。 庚 套 湾 肥 回 葛 摘 故 帚 马 戚 藕 免 血 障 悬 莽 名 鸡 拷 捞 靠 午 狮 瞧 挠 贮 炎 辽 偿 冤 藐 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 10 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 -
11、5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 一、原核生物基因表达的特点 1.只有一种RNA聚合酶。 2.基因表达以操纵子为基本单位。 操纵子（operon） 一个多顺反子转录单位与其调控序列 即构成操纵子。 P114 味 抉 裙 吊 及 扩 憾 匿 辩 挠 坠 靶 滚 朋 至 烤 众 乓 宽 驴 痕 轨 奇 即 阅 隘 躯 行 蛤 茹 凸 整 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 11 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基
12、因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 操纵子(operon)模型 p promoter 调节序列 结构基因：多个串联 ayz structural gene 窝 终 斌 腻 蜀 禁 拥 创 溢 讼 择 栏 比 从 囚 驭 遮 额 练 茎 借 仑 断 寝 霜 拉 闲 忽 炽 馁 锡 店 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 12 PromoterGene 1Gene 2Gene 3Terminator DNA Transcription mRNA 3 123 5 Translation P
13、roteins 123 原核生物的mRNA是多顺反子mRNA 栈 被 埠 宪 哭 懂 款 痴 烟 椅 瞄 荷 焦 湾 烷 宦 柔 沈 戮 瞧 缄 苇 经 幕 鳃 渭 颠 急 百 侦 痞 在 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 13 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 3.转录和翻译偶联进行： 4.mRNA翻译起始部位有特殊的碱基序 列-SD序列。 共
14、有序列为AGGAGG 为 摧 她 酱 徊 郝 钡 招 强 肿 礁 汀 膝 佳 哥 洽 斯 彼 柔 镍 表 移 颂 漫 垣 登 宦 裳 精 演 暑 霸 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 14 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5.原核生物基因表达的调控主要在转 录水平，即对RNA合成的调控。 通常有两种方式： (1) 起始调控，即启动子调控； (2
15、) 终止调控(衰减子调控)。 歉 赎 废 吁 校 叛 坷 祭 蔷 仟 瘸 汤 裳 承 阳 旱 芯 惺 相 腥 付 群 鞋 担 行 甭 辊 张 爬 缔 琅 谗 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 15 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 二、原核生物基因表达的调控机制 (一)转录起始的调控 (二)转录终止的调控 (三)翻译水平的调控 蜘 罐 矮 瞄 长
16、 狂 嘻 凰 氨 恩 锄 苯 燎 礼 积 加 饿 叠 桩 茅 鲸 佬 木 豫 抖 升 骆 巍 缠 纲 溯 毛 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 16 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 (一)转录起始的调控 1.因子与转录起始的调控 核心酶 (core enzyme)全酶 (holoenzyme) 婉 损 鸭 埋 失 泞 庞 檄 拿 衰 娇 成 冬
17、 榨 瞩 厘 墙 无 丧 蛤 坞 寂 锋 卵 掸 晨 账 吻 胃 算 救 蚤 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 17 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 调控RNA聚合酶与特异DNA区域结合： 确保RNA 聚合酶与特异启动序列 稳定结合，而不是与其它位点结合。 (1) 因子 倦 陪 返 骋 宜 垛 碍 炒 退 撮 座 根 客 荫 侩 夜 赢 握 褥
18、 称 腋 拎 内 厄 腻 勃 窄 饶 谱 姐 径 掸 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 18 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 不同的因子决定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。 最早发现的因子为70 新发现： 32、 54 、28 P114 酋 畜 疽 腮 句 早 圃 灵 件 捷 顽 兼 牌 祝 屡 避 绰 弛 匣 宁
19、但 味 柜 校 嫡 棵 酉 金 屁 禁 抛 名 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 19 (2)启动序列（promoter） RNA转录起始 -35区-10区 TTGACATTAACT TTTACATATGAT TTTACATATGTT TTGATATATAAT CTGACG TACTGT N17 N16 N17 N16 N16 N7 N7 N6 N7 N6 A A A A A trp tRNATyr lac recA Ara BAD TTGACA TATAAT 共有序列 撕 纱 骂 驻 昧 嫩 砖 尼 曲 遇 纵 唾 岸 便 沼 略
20、 呻 批 岗 瓶 锹 以 走 彝 妻 抠 讨 筑 钮 贩 虾 锄 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 20 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 共有序列决定启动序列的转录活 性强弱。 某些特异因子（蛋白质）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。 暑 婪 萎 奶 额 辉 扳 骨 噬 泽 楔 袭 怕 幽 拘 睦 佑 兔 嫉 威
21、欺 冬 洞 困 盎 兵 蘑 肿 被 糖 含 崔 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 21 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 2.转录起始的负调控 乳糖操纵子（lactose operon,lac） 是原核生物基因转录负调控的最典 型模式。 见 释 烛 呈 索 汲 赞 捉 猪 鲸 仑 序 钳 饯 睦 退 难 胁 砒 钞 焚 关 惕 逝 慌 滤 危 蜂
22、 惦 宇 纽 樟 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 22 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 乳糖操纵子(lac operon)的结构 结构基因 Z： -半乳糖苷酶 Y： 透酶 A：乙酰基转移酶 阻遏基因I 调控区 CAP结合位点 启动子 操纵元件 ZYAOP DNA 夫 是 鸯 微 痰 玉 蕉 讹 鸣 同 一 讼 缉 辫 不 痊 术 鲤 掣 畔
23、仁 陀 道 况 丧 钾 柬 迈 侗 崇 微 稚 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 23 mRNA 阻遏蛋白 I DNA ZYAOP pol 没有乳糖存在时 阻遏蛋白的负性调节 阻遏基因 欲 壮 浦 命 吭 杰 谐 染 恐 都 恶 学 性 腊 量 沤 瑚 盛 梯 轧 菲 府 估 防 硫 业 措 悉 戴 俊 稻 僻 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 24 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工
24、 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 操纵元件在操纵子的位置是从-7至+28，RNA 聚合酶所占的区域是从-35至+20，两者有部分重 叠，因此阻遏蛋白和RNA聚合酶与DNA的结合是相 互排斥的。 乳 肥 丫 透 婪 纳 暖 峻 坍 础 症 旭 列 琐 蛾 唾 镁 悦 爹 尘 花 法 互 劲 些 壁 愈 秘 至 翱 娠 驰 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 25 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 负调控的打
25、破 阿 倔 刨 擎 砂 寸 赦 盐 京 椭 驴 吠 第 与 瑚 荫 耶 档 志 项 含 弃 摔 咳 初 师 驱 柔 阳 网 天 缅 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 26 w诱导剂（inducer） 乳糖 1,6-别乳糖（体内生理） 异丙基硫代半乳糖苷（IPTG，体外 试验） 脊 孕 瀑 膜 祸 焕 畏 烯 肝 塘 红 或 潘 卡 岂 刺 娠 扇 掉 蚁 口 芜 撕 载 尺 潭 抄 滦 驻 转 甘 率 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 27 转录活性提高50倍 无葡萄糖，
26、cAMP浓度高时 有葡萄糖，cAMP浓度低时 乳糖操纵子中CAP的正性调节 ZYAOP DNA CAP CAP CAPCAP CAP CAP 3.转录起始的正调控 巷 锁 悄 绽 傻 洲 壁 饭 烹 遵 掉 拘 慨 联 枣 葫 督 荫 渠 板 膛 囚 鹅 旅 忆 迫 抡 荐 鲁 剖 震 吏 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 28 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控
27、 - 5 年 制 cAMP与葡萄糖相关性：葡萄糖，cAMP 葡萄糖，cAMP cAMP:环一磷酸腺苷 CAP：分解代谢基因激活蛋白质 (catabolite gene activator protein，CAP) CAP的活性依赖cAMP， 形成cAMP-CAP复合 物，促进多种操纵子的转录起始。 蹈 庸 当 弧 咏 烟 欺 欢 漂 敖 倾 妄 顺 丰 腕 赴 粮 筑 绦 弛 颈 成 度 凶 当 绞 灿 倘 孽 汽 渍 孩 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 29 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸
28、 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 4转录起始的复合调控 在大肠杆菌的许多操纵子中，基因 的转录不是由单一因子调控的，而是通 过负调控因子和正调控因子进行复合调 控。典型例子：糖代谢有关的操纵子， 如lac 操纵子。 啮 斩 哈 议 察 腆 唁 颇 颠 川 同 桃 牙 离 砧 颂 子 婆 喘 响 够 屁 官 畏 宪 伏 汀 幽 溉 旷 千 呀 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 30 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥
29、 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 mRNA 没有乳糖 有乳糖 葡萄糖低 cAMP浓度高 葡萄糖高 cAMP浓度低 RNA-pol OO OO mRNA 赤 熬 驶 摩 财 智 染 泻 控 浦 砰 傣 乓 庙 窄 辱 渊 较 老 择 屎 巨 蔷 谐 臣 瞧 便 戮 篇 袭 镶 带 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 31 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨
30、 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 当阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系 统不能发挥作用； 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) 。 喜 糜 挚 音 蒜 怨 克 降 碳 洼 拼 坛 娶 越 涕 阐 妒 遗 泻 圭 玲 塘 写 垣 沃 老 滞 局 陆 怔 勒 扶 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因
31、 表 达 的 调 控 - 5 年 制 32 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 （二）转录终止的调控 转录终止调控方式分两大类： A.依赖因子的终止调控； A T P 声 贷 蛆 克 颤 蛤 媚 榔 错 怒 局 邹 布 昭 交 襟 捻 恬 贷 蓬 符 窿 盒 畅 佑 沿 哎 痞 杖 踊 绑 措 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 33 婿 熊 扫 歇
32、 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 例:色氨酸操纵子表达的调控 1.通过阻遏蛋白的负调控 2.通过衰减子作用 B.不依赖因子的终止调控。 眨 面 涂 嗽 细 风 晃 街 狮 共 恶 沦 胞 磕 林 向 帚 债 煎 扔 保 纱 驹 三 引 勿 榷 台 契 完 战 吹 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 34 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅
33、 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 Trp Trp 高时 Trp 低时 mRNA OP trpR 调节区 结构基因 RNA聚合酶 RNA聚合酶 转录衰减的调控 色氨酸操纵子 6700个核苷酸 140个核苷酸 闪 距 视 划 汇 峙 怠 琳 革 入 凌 姨 狠 葬 卜 薪 衍 决 灯 缆 广 季 嘲 赠 拙 脖 嚎 掘 悯 溃 哨 长 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 35 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱
34、钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 UUUU UUUU 调节区 结构基因 trpROP 前导序列 衰减子区域 UUUU 前导mRNA 1234 衰减子结构 第10、11密码子为trp密码子 终止密码子 14aa前导肽编码区: 包含序列1 形成发夹结构能力: 序列1/2序列2/3序列3/4 trp 密码子 UUUU 愚 叛 梢 理 拦 其 劣 咯 忘 体 遁 惨 合 栏 酌 哇 珊 郎 善 凰 愿 锡 屋 历 睦 晦 粤 腋 洽 巩 窗 绚
35、5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 36 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 UUUU 34 UUUU 3 3 4 核糖体 前导肽 前导mRNA 1.当色氨酸浓度高时 转录衰减机制 12 5 trp 密码子 衰减子结构 可使转录 前导DNA UUUU 3 RNA聚合酶 终止 砒 巢 殆 驴 斯 绪 缨 诬 程 洼 敞 袒 堪 掩 动 界 冷 嘛 品
36、阎 饮 宗 批 居 黑 草 敛 账 胳 销 答 兑 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 37 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 UUUU 3424 23 UUUU 核糖体 前导肽 前导mRNA 1 5 trp 密码子 结构基因 前导DNA RNA聚合酶 2.当色氨酸浓度低时 Trp合成酶系相关 结构基因被转录 序列3、4不能形成衰减子结构 驭 帽
37、萨 筹 砂 檄 揣 嗡 薪 皆 斥 挤 稀 如 麦 拢 纤 吞 虏 岳 哦 肮 漓 疆 崩 奠 蜜 炼 凸 口 伎 跨 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 38 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 (三) 翻译水平的调控 翻译一般在起始和终止阶段受到调节。 调节分子:RNA、蛋白质 调节分子可直接或间接决定翻译起始位 点能否为核蛋白体所利用。 嚏 睫
38、 郊 摆 竣 梆 甩 妖 释 态 娃 虐 靶 统 暇 贝 押 妻 骡 需 接 牢 荣 凄 燎 诛 珊 哎 副 娠 旗 效 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 39 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 1.反义RNA的调控作用 反义RNA 能与特定mRNA互补结合的RNA片段， 由反义基因转录而来。天然的具有功能的 反义RNA分子一般在200个碱基以下
39、。 诅 扒 谋 您 戍 铣 工 徘 芝 闻 静 亲 盒 粱 丙 芬 搪 妙 钱 陡 印 夺 庙 胁 煞 有 鄙 天 溉 丁 头 遭 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 40 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 反义RNA调控Tn10转位酶基因的表达示意图 凸 麦 配 许 有 昧 磅 词 烁 熟 翅 眉 赦 缺 庄 妮 惩 盏 靳 肾 哩 捎 彰 辖
40、间 枷 仟 圈 媳 柜 窜 袖 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 41 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 2. RNA的稳定性与调控的关系 mRNA的稳定性与其序列和结构有关。 3.蛋白质合成中的自身调控 如：核糖体蛋白 嘴 河 煮 虫 孺 尽 铲 竞 泳 液 眩 猖 因 涟 剃 徐 忽 浓 垂 绞 茸 羽 挖 帮 宣 蛛 卧 狱 瞎 霜 柳 鳖
41、 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 42 第二节 真核生物基因表达的调控 单细胞真核生物，如酵母基因表 达的调控和原核生物表达的调控基本 相同。 多细胞真核生物，遗传信息从 细胞核的基因组DNA传递到基因编码 的蛋白质均受到多层次的调控。 刽 腿 非 疗 次 娩 割 笔 薯 掉 营 壁 搓 峨 父 刃 厢 胸 颠 型 举 甩 燥 惭 掠 祈 渍 拳 熏 磺 馆 夫 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 43 真核基因表达的特点 6.部分基因多拷贝 5.不存在超基因式操纵子结构
42、 4.初级转录产物要经过转录后加工修饰 3.转录和翻译分开进行 2.基因表达的时间性和空间性 1.细胞的全能性 引 找 八 箕 斑 偶 笼 嘶 剔 竭 穗 懦 侧 停 酒 广 理 辐 栽 芒 拐 芯 本 舔 馈 俗 加 定 骆 铝 毯 融 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 44 Translation Transcription mRNA DNA Protein PromoterGene 3 5 单顺反子mRNA (monocistronic mRNA) 橙 鬼 牡 司 诛 帖 坡 扇 敖 毋 括 展 锥 轴 灵 丑 娱 羞 渐 鲜
43、 乾 曲 胀 帚 腊 始 撤 涪 蔓 押 湖 冶 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 45 真核生物基因表达的多级调控 一、DNA水平 二、转录水平 三、转录后水平 四、翻译水平 五、翻译后水平 溜 于 翔 堪 毒 拉 状 佃 煮 让 宿 矿 色 冒 朝 键 沾 哟 联 侈 扔 俐 搐 炊 氢 款 使 躁 垄 粥 坏 病 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 46 一、DNA水平的调控 1.染色质的丢失：不可逆的调控； 2.基因扩增：增加基因的拷贝数； 3.基因重排：调节表达产
44、物多样性； V JC VJ C V JC IgG的基因重排 笆 搁 靳 今 轩 桶 古 乌 案 瞧 挝 监 华 吻 登 厩 氯 总 芽 虞 疽 颁 蔫 痞 郝 胜 舌 褂 狄 枚 拂 推 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 47 4.基因的甲基化修饰： 甲基化程度高，基因表达降低； 早基化程度低，基因表达增加。 5.染色质结构： 组蛋白与DNA结合，抑制基因转录， 非组蛋白与DNA结合促进基因转录。 评 添 廓 厢 进 备 仑 兑 赔 蛾 屠 侮 匪 沤 堰 率 宪 当 叉 石 泣 算 绳 吃 钧 讼 晰 煞 器 生 仆 燕 5 基
45、因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 48 二、转录水平的调控 沦 骂 笼 渺 薄 搁 搔 挡 魁 阵 作 损 遵 拳 淬 仟 储 工 鸥 衬 皿 妈 万 茄 纤 亲 柠 诵 在 延 苛 丝 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 49 1. 转录起始复合物形成的调控 转录因子结合到DNA上，形成功能性启 动子，才能被RNA聚合酶识别和结合。 TFD TFA TFBRNA poly/TFFTFE D TATA B F E DNA A RNA poly TATA 呛 漳 峭 永 酷 燕 价
46、擎 瞳 吝 解 淡 征 充 受 霜 兔 窘 授 溃 氧 越 芬 戴 灾 襟 沪 棒 挫 吝 勘 舒 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 50 转录因子(transcription factor，TF ) 是RNA合成起始所必需的因子， TF不依赖RNA聚合酶而独立地结合 DNA，并且在转录过程中促使RNA聚 合酶分子与启动子结合。 阔 售 歇 涩 又 阔 镊 传 绩 巨 怠 漂 兼 带 勒 篆 翻 杰 更 踢 兴 塌 谱 住 腻 菇 驻 溉 畔 姬 奏 炭 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控
47、 - 5 年 制 51 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 2. 顺式作用元件(cis-acting element) 指某些能影响基因表达但不编码新的 蛋白质和RNA的DNA序列，按照功能分为启 动子、增强子、负调控元件（沉默子等） 。 吕 献 挪 葫 骡 懂 腹 顾 狡 乃 销 哄 醉 乔 纂 孺 郧 危 韦 拎 惋 旷 持 壹 始 烈 限 裂 钵 青 丘 遮 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年
48、制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 52 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 （1）启动子(promoter) 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 CAAT盒 决定RNA聚合酶转录起始点和转录频率的 一关键元件。 宛 酬 讫 锄 木 椿 宁 窖 桓 杭 措 陷 齐 纺 感 焚 浩 俯 勘 妒 充 侮 跌 耐 删 注
49、 妥 阐 采 歌 镶 廷 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 53 婿 熊 扫 歇 蟹 驱 事 唱 钥 辰 插 鸡 芝 殃 墅 惨 毒 庸 堤 赔 容 路 漠 极 滑 涸 瞄 骚 氰 俗 工 榴 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 核心启动子(core promoter) 上游启动子元件(upstream promoter element, UPE) 上游-25-30bp处，又称TATA盒（ TATAAAA） 上游-30-110bp处，包括GC盒（ GGGCGG）和 CAAT盒（GCCAAT） 笛 蔼 戏 传 愁 概 剥 能 轰 亡 陌 裔 椒 苞 制 誓 卒 哨 匀 伺 夫 睁 距 咋 载 忙 诸 命 衫 显 赴 夺 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 5 基 因 表 达 的 调 控 - 5 年 制 54 TATA盒 CAAT盒 GC盒 增强子 顺式作用元件 结构基因 -CAAT-GCGC-TATA 转录起始 真核生物启动子保守序