基因表達(dá)調(diào)控專(zhuān)

基因表達(dá)調(diào)控專(zhuān)第一頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)基因表達(dá)調(diào)控的概念和原理、基因表達(dá)與調(diào)控的概念

基因表達(dá)是基因轉(zhuǎn)錄及翻譯的過(guò)程，即：生成具有生物學(xué)功能產(chǎn)物的過(guò)程（包括蛋白質(zhì)、rRNA、tRNA編碼基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生RNA的過(guò)程）

基因表達(dá)調(diào)控是控制基因表達(dá)的調(diào)節(jié)機(jī)制（一）基因表達(dá)與調(diào)控基因表達(dá)第二頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日時(shí)間特異性（階段特異性）空間特異性（組織特異性）基因表達(dá)按一定的時(shí)間順序發(fā)生（AFP基因的表達(dá)）多細(xì)胞生物個(gè)體在某一特定生長(zhǎng)發(fā)育階段，同一基因在不同的組織器官表達(dá)不同（胰島素基因的表達(dá)）（二）基因表達(dá)時(shí)間和空間特異性第三頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日基本表達(dá)例如：三羧酸循環(huán)是一中樞代謝途徑，催化該途徑各階段反應(yīng)的酶的編碼基因就屬管家基因（三）基因表達(dá)的方式有些基因產(chǎn)物對(duì)生命全過(guò)程都是必需的或必不可少的。這類(lèi)基因在一個(gè)生物個(gè)體的幾乎所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)，通常被稱(chēng)為管家基因第四頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日誘導(dǎo)表達(dá)阻遏表達(dá)乳糖操縱子是誘導(dǎo)，阻遏表達(dá)的典型模型適應(yīng)性表達(dá)是指環(huán)境的變化容易使其表達(dá)水平變動(dòng)的一類(lèi)基因表達(dá)。因環(huán)境條件變化使基因表達(dá)水平增高的現(xiàn)象隨環(huán)境條件變化使基因表達(dá)水平降低的現(xiàn)象第五頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日基因表達(dá)的多級(jí)調(diào)控

1、基因激活2、轉(zhuǎn)錄開(kāi)始

3、轉(zhuǎn)錄后加工4、mRNA降解

5、蛋白質(zhì)翻譯6、翻譯后加工修飾

7、蛋白質(zhì)降解其中轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控是最主要和重要的調(diào)控步驟。第六頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日二、原核生物基因表達(dá)調(diào)控操縱子：在原核生物中，若干結(jié)構(gòu)基因可串聯(lián)在一起，其表達(dá)受同一調(diào)控系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，這種基因組織形式稱(chēng)為操縱子——調(diào)節(jié)的主要環(huán)節(jié)在轉(zhuǎn)錄起始第七頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日大腸桿菌二階段生長(zhǎng)現(xiàn)象停頓乳糖操縱子——調(diào)節(jié)的主要環(huán)節(jié)在轉(zhuǎn)錄起始操縱子的提出第八頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日（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)序列操縱序列

結(jié)構(gòu)基因Z：β-半乳糖苷酶Y：透酶A：乙?；D(zhuǎn)移酶DNAZYAOPI調(diào)節(jié)基因第九頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日是RNA聚合酶結(jié)合并啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄的特異DNA序列。1)

啟動(dòng)序列RNA轉(zhuǎn)錄起始-35區(qū)-10區(qū)TTGACATTAACTTTTACATATGATTTTACATATGTTTTGATATATAATCTGACGTACTGTN17N16N17N16N16N7N7N6N7N6AAAAAtrptRNATyrlacrecAAraBADTTGACATATAAT共有序列第十頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日2操縱序列(操縱基因)

——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阻遏蛋白第十一頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日mRNA阻遏蛋白IDNAZYAOPpol沒(méi)有乳糖存在時(shí)結(jié)構(gòu)基因不表達(dá)

（二）阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)阻遏基因調(diào)節(jié)基因表達(dá)→阻遏蛋白+O區(qū)結(jié)合→阻礙P區(qū)RNA聚合酶結(jié)合通過(guò)O區(qū)→轉(zhuǎn)錄抑制

第十二頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日mRNA阻遏蛋白有乳糖存在時(shí)結(jié)構(gòu)基因表達(dá)

IDNAZYAOPpol啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄mRNA乳糖

異乳糖（誘導(dǎo)物）

β-半乳糖苷酶第十三頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日++++轉(zhuǎn)錄無(wú)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)ZYAOPDNACAPCAPCAPCAPCAPCAP分解代謝物基因激活蛋白

第十四頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日mRNA低乳糖時(shí)高乳糖時(shí)

葡萄糖低cAMP濃度高

葡萄糖高cAMP濃度低RNA-polOOOO第十五頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日

順式作用元件：與編碼基因位于同一DNA分子，可影響自身基因表達(dá)活性的DNA序列，包括:啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、負(fù)調(diào)控序列和可誘導(dǎo)元件等

反式作用因子：與順式作用元件結(jié)合的調(diào)節(jié)蛋白，可調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄三、真核生物基因表達(dá)調(diào)控順式作用元件反式作用因子第十六頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日真核生物順式作用元件CAAT盒TATA盒增強(qiáng)子GC盒結(jié)構(gòu)基因

轉(zhuǎn)錄起始啟動(dòng)子

+1-25bp

沉默子

順式作用元件：按功能特性，順式作用元件可分為啟動(dòng)子（promoter）、增強(qiáng)子（enhancer）和沉默子（silencer）。（一）順式作用元件的類(lèi)型與功能第十七頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日啟動(dòng)子TATA盒GC盒CAAT盒（TATAAAA）轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游25-30bp是基本轉(zhuǎn)錄因子TFⅡD結(jié)合位點(diǎn)（GGGCGG）轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游70-80bp（GCCAAT）轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游80-110bp轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游RNA-pol結(jié)合位點(diǎn)周?chē)囊唤M轉(zhuǎn)錄控制功能組件，控制轉(zhuǎn)錄起始的準(zhǔn)確性及頻率第十八頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日增強(qiáng)子遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)（1-30kb），決定基因時(shí)間，空間特異性表達(dá)，增強(qiáng)啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄活性的DNA序列轉(zhuǎn)錄起始啟動(dòng)子與增強(qiáng)子缺一不可沉默子負(fù)性調(diào)節(jié)元件，阻遏基因轉(zhuǎn)錄第十九頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日1.反式作用因子分類(lèi)1）基本轉(zhuǎn)錄因子2）特異轉(zhuǎn)錄因子RNA-pol結(jié)合啟動(dòng)子必需的一組蛋白因子，常見(jiàn)種類(lèi)為T(mén)FⅡD個(gè)別基因轉(zhuǎn)錄所必需的種類(lèi)轉(zhuǎn)錄激活蛋白轉(zhuǎn)錄抑制蛋白結(jié)合特點(diǎn)與增強(qiáng)子結(jié)合與沉默子結(jié)合功能轉(zhuǎn)錄激活轉(zhuǎn)錄抑制（二）反式作用因子的類(lèi)型與功能第二十頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日2.反式作用因子結(jié)構(gòu)1)DNA結(jié)合域2)

轉(zhuǎn)錄激活域3)

二聚化結(jié)構(gòu)域與順式作用元件結(jié)合部位介導(dǎo)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用結(jié)構(gòu)域①螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋②鋅指結(jié)構(gòu)：Cys-Cys鋅指；Cys-His鋅指③堿性亮氨酸拉鏈：形成二聚體結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白第二十一頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日①螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋模體

-螺旋-轉(zhuǎn)角螺旋螺旋轉(zhuǎn)角NC最常見(jiàn)的DNA結(jié)合域：第二十二頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日②鋅指模體組氨酸殘基-折疊-螺旋Zn半胱氨酸殘基-折疊第二十三頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日第二十四頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日③

亮氨酸拉鏈模體第二十五頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日

TFⅡH轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成真核RNA聚合酶Ⅱ在轉(zhuǎn)錄因子幫助下，形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物。（三）mRNA轉(zhuǎn)錄激活需要轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成第二十六頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日一、單項(xiàng)選擇題1、基因表達(dá)就是指遺傳信息或基因（）A、復(fù)制的過(guò)程 B、轉(zhuǎn)錄的過(guò)程 C、轉(zhuǎn)錄及翻譯的過(guò)程D、反轉(zhuǎn)錄的過(guò)程 E、翻譯的過(guò)程2、關(guān)于“基因表達(dá)”的概念敘述錯(cuò)誤的是（）A、其過(guò)程總是經(jīng)歷基因轉(zhuǎn)錄及翻譯的過(guò)程B、某些基因表達(dá)經(jīng)歷基因轉(zhuǎn)錄及翻譯等過(guò)程C、某些基因表達(dá)產(chǎn)物是蛋白質(zhì)分子D、某些基因表達(dá)產(chǎn)物不是蛋白質(zhì)分子E、某些基因表達(dá)產(chǎn)物是RNA分子3、下列敘述不屬于基因表達(dá)范疇的是（）A、tRNA轉(zhuǎn)錄 B、mRNA轉(zhuǎn)錄 C、mRNA翻譯為蛋白質(zhì)D、rRNA轉(zhuǎn)錄 E、蛋白質(zhì)亞基的聚合4、基因表達(dá)的空間特異性又稱(chēng)（）A、階段特異性 B、個(gè)體特異性 C、種屬特異性D、組織特異性 E、以上都不是5、從侵入細(xì)菌到溶菌不同感染階段噬菌體DNA的表達(dá)表現(xiàn)為（）A、細(xì)胞特異性 B、組織特異性 C、空間特異性D、階段特異性 E、器官特異性第二十七頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日6、下列不能確定屬于基因表達(dá)階段特異性的是一個(gè)基因在（）A、分化的骨骼肌細(xì)胞表達(dá)，在未分化的心肌細(xì)胞不表達(dá)B、分化的骨骼肌細(xì)胞不表達(dá)，在未分化的骨骼肌細(xì)胞表達(dá)C、分化的骨骼肌細(xì)胞表達(dá)，在未分化的骨骼肌細(xì)胞不表達(dá)D、胚胎發(fā)育過(guò)程表達(dá)，在出生后不表達(dá)E、胚胎發(fā)育過(guò)程不表達(dá)，出生后表達(dá)7、某基因在胚胎表達(dá)、出生后不表達(dá)，是（）A、空間特異性表達(dá) B、時(shí)間特異性表達(dá) C、器官特異性表達(dá)D、組織特異性表達(dá) E、細(xì)胞特異性表達(dá)8、基因的誘導(dǎo)表達(dá)是指在一定環(huán)境或條件下基因表達(dá)（）A、增強(qiáng)或減弱的過(guò)程 B、增強(qiáng)的過(guò)程 C、減弱的過(guò)程D、停止的過(guò)程 E、以上都不是9、基因的阻遏表達(dá)是指在一定環(huán)境或條件下基因表達(dá)（）A、增強(qiáng)或減弱的過(guò)程 B、增強(qiáng)的過(guò)程 C、減弱的過(guò)程D、停止的過(guò)程 E、減弱或停止的過(guò)程第二十八頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日10、結(jié)合乳糖操縱子的操縱序列的是（）A、CAP蛋白 B、激活蛋白 C、阻遏蛋白D、RNA聚合酶 E、DNA聚合酶11、一個(gè)操縱子通常含有（）A、一個(gè)啟動(dòng)序列和一個(gè)編碼基因 B、一個(gè)啟動(dòng)序列和數(shù)個(gè)編碼基因C、數(shù)個(gè)啟動(dòng)序列和一個(gè)編碼基因 D、數(shù)個(gè)啟動(dòng)序列和數(shù)個(gè)編碼基因E、兩個(gè)啟動(dòng)序列和數(shù)個(gè)編碼基因12、管家基因的表達(dá)過(guò)程（）A、變化很小 B、沒(méi)有變化 C、明顯變化D、變化較大 E、變化極大13、目前認(rèn)為基因表達(dá)調(diào)控的主要環(huán)節(jié)是（）A、基因活化 B、轉(zhuǎn)錄起始 C、轉(zhuǎn)錄后加工D、翻譯起始 E、翻譯后加工14、順式