第一講基因的表達與調控詳解演示文稿

第一講基因的表達與調控詳解演示文稿當前1頁，總共67頁。優(yōu)選第一講基因的表達與調控當前2頁，總共67頁。Disease3疾病和基因的關系當前3頁，總共67頁?；蚝偷鞍椎年P系當前4頁，總共67頁。????5一致的遺傳信息一致的表型？？？當前5頁，總共67頁。相同的基因型

不同的表現型基因表達模式6表觀遺傳學6當前6頁，總共67頁。表觀遺傳學的研究內容基因轉錄后的調控基因組中非編碼RNA微小RNA（miRNA）反義RNA內含子、核糖開關等基因選擇性轉錄表達的調控DNA甲基化基因印記組蛋白共價修飾染色質重塑7*當前7頁，總共67頁。

基因表達產物（蛋白質）的“質”和“量”的改變導致疾病的發(fā)生。當前8頁，總共67頁。第一講基因表達調控的機制

基因表達是基因經過轉錄、翻譯、產生有生物活性的蛋白質的整個過程。當前9頁，總共67頁。

基因的調控是一個蛋白質和DNA相互作用的過程。特異的DNA序列作為相應的基因的開關，一些調控蛋白結合上去打開或關閉這些開關。當前10頁，總共67頁。原核細胞與真核細胞的比較當前11頁，總共67頁。原核基因的表達調控操縱子（operon）：原核生物基因表達和調控的一個完整單元，包括調節(jié)基因、啟動子、操作子、一個或幾個結構基因和終止子。當前12頁，總共67頁。乳糖操縱子結構

當前13頁，總共67頁。(一)結構基因群(二)啟動子(promoter，P)是指能被RNA聚合酶識別、結合并啟動基因轉錄的一段DNA序列。操縱子至少有一個啟動子，一般在第一個結構基因5′側上游，控制整個結構基因群的轉錄。

原核生物基因轉錄起始區(qū)操縱子(operon)的基本組成當前14頁，總共67頁。(三)操作子操作子(operator)是指能被調控蛋白特異性結合的一段DNA序列，常與啟動子鄰近或與啟動子序列重疊，當調控蛋白結合在操作子序列上，會影響其下游基因轉錄的強弱。當前15頁，總共67頁。(四)調節(jié)基因調節(jié)基因(regulatorygene)是編碼能與操作子結合的調控蛋白的基因。某些特定的物質能與調控蛋白結合，使調控蛋白的空間構像發(fā)生變化，從而改變其對基因轉錄的影響，這些特定物質可稱為效應物(effector)，其中凡能引起誘導發(fā)生的分子稱為誘導劑(inducer)，能導致阻遏發(fā)生的分子稱為阻遏劑或輔助阻遏劑(corepressor)。當前16頁，總共67頁。（五)終止子

終止子(terminatorT)是給予RNA聚合酶轉錄終止信號的DNA序列。在一個操縱子中至少在結構基因群最后一個基因的后面有一個終止子。當前17頁，總共67頁。當前18頁，總共67頁。一、染色質水平的調控二、轉錄水平的調控三、轉錄后水平的調控四、翻譯水平的調控五、翻譯后水平的調控真核基因的表達調控當前19頁，總共67頁。一、染色質水平的調控基因突變、易位、重排基因擴增、染色質削減DNA的甲基化、染色質的異染色質化轉錄前染色質結構發(fā)生的一系列重要變化是轉錄的前提。因此染色質的活化也稱為轉錄前的基因調整。

當前20頁，總共67頁。間期細胞核中期細胞當前21頁，總共67頁。當前22頁，總共67頁。核小體的修飾組蛋白乙?；殡S著轉錄活性的增強，ＤＮＡ甲基化伴隨轉錄活性的減弱。當前23頁，總共67頁。當前24頁，總共67頁。當前25頁，總共67頁。當前26頁，總共67頁。染色質削減

在細胞分化過程中，可以通過丟掉某些基因而去除這些基因的活性（體細胞丟失，生殖細胞保存完整）。

馬蛔蟲受精卵，線蟲當前27頁，總共67頁。DNA的甲基化DNA分子的化學修飾主要是甲基化哺乳動物基因組中80-90%CpG的C發(fā)生甲基化基因的甲基化程度與基因表達呈反平行的關系基因組的甲基化模式可影響表型并且是可以遺傳的，但不改變細胞的基因型當前28頁，總共67頁。當前29頁，總共67頁。染色質的異染色質化真核細胞可以通過常染色質的異染色質化在更廣泛的遺傳范圍內調控基因的表達。如：雌性哺乳動物細胞中X染色質異染色質化在性

別決定中呈劑量平衡效應。說明：異染色質化是功能性的，具有調控基因表達的功能。當前30頁，總共67頁。染色質的種類異染色質常染色質間期細胞核中的染色質可分為兩類：當前31頁，總共67頁。二、轉錄水平的調控順式作用元件：與結構基因串聯的特定的DNA順序（啟動子，增強子，沉默子）。反式作用因子：直接或間接識別或結合在各順式作用元件的核心序列上，參與調控靶基因表達的一組蛋白質。當前32頁，總共67頁。當前33頁，總共67頁。當前34頁，總共67頁。當前35頁，總共67頁。當前36頁，總共67頁。當前37頁，總共67頁。當前38頁，總共67頁。反式作用因子的結構特征螺旋-轉折-螺旋鋅指結構亮氨基酸拉鏈螺旋-環(huán)-螺旋當前39頁，總共67頁。蛋白質的分子結構由相同或不同的各個氨基酸，按照一定的排列順序，以特定的化學鍵方式連接，從而組成蛋白質的基本結構。肽鍵肽鍵許多氨基酸分子通過肽鍵，依次縮合而形成多肽鏈。側鏈側鏈側鏈側鏈主鏈當前40頁，總共67頁?！锏鞍踪|的四級結構模型當前41頁，總共67頁。1.蛋白質的一級結構多肽鏈中氨基酸的種類，數目和排列順序。（主鍵：肽鍵；副鍵：二硫鍵）當前42頁，總共67頁。2.蛋白質的二級結構在一級結構的基礎上，借氫鍵在氨基酸殘基之間連接，使多肽鏈成為螺旋或折疊的結構。（氫鍵）a-螺旋：肽鏈以右手螺旋盤繞而成的空心筒狀構象。?-折疊片層：一條肽鏈回折而成的平行排列構象?？煞譃槿停寒斍?3頁，總共67頁。當前44頁，總共67頁。a-螺旋?-折疊片層當前45頁，總共67頁。a-螺旋當前46頁，總共67頁。?-折疊片層當前47頁，總共67頁。當前48頁，總共67頁。3.蛋白質的三級結構在二級結構的基礎上再行折疊。（氫鍵，酯鍵，離子鍵，疏水鍵）當前49頁，總共67頁?！锏鞍踪|的一、二、三級結構都是單條多肽鏈的變化。只有一條多肽鏈的蛋白質，須在三級結構的水平才表現出生物活性，但由兩條或多條肽鏈構成的蛋白質，必須構成四級結構，方能表現出生物活性。當前50頁，總共67頁。4.蛋白質的四級結構四級結構中每個獨立的三級結構的多肽鏈亞基亞基氫鍵蛋白質的四級結構當前51頁，總共67頁。當前52頁，總共67頁。當前53頁，總共67頁。螺旋-轉折-螺旋當前54頁，總共67頁。鋅指結構當前55頁，總共67頁。亮氨基酸拉鏈當前56頁，總共67頁。螺旋-環(huán)-螺旋當前57頁，總共67頁。

三、轉錄后水平調控1、戴帽、加尾2、RNA剪接3、mRNA的選擇性運輸當前58頁，總共67頁。1、hnRNA的戴帽、加尾(1)5′末端“戴帽”：即在5′末端的鳥嘌呤的N-7位上產生甲基化，變成7-甲基鳥苷（M7G），使5′末端成為5′-M7G-PPP。

生物學意義：可能阻止5′末端繼續(xù)添加核苷酸，不受磷酸酶和核酸酶降解，起穩(wěn)定mRNA的作用，并利于同核糖體小亞基結合，形成起始復合物。當前59頁，總共67頁。(2)3′-末端加“尾”：即在3′末端加上多個（200-250個）腺苷酸，形成PolyA“尾”。

生物學意義：促使3′末端與內質網結合，從而使3′末端穩(wěn)定，另外可能有延長mRNA壽命的作用。利于從核孔中輸出。(3)部分核苷酸甲基化：某些腺苷酸的第6位碳被甲基化形成m6A，功能不清。當前60頁，總共67頁。2、RNA剪接拼接方式有兩種：一是切除內含子后，將外顯子規(guī)范地拼接成成熟的mRNA，稱為組成型拼接。這樣一個基因只產生一種成熟的mRNA，也只產生一種蛋白質產物。另一種拼接方式，是可調控的選擇性拼接，因而產生不同的成熟mRNA，翻擇產生不同的蛋白質。指切去內含子，將外顯子連接的過程。當前61頁，總共67頁。細胞可以在不同情況下選擇性地將不同的hnRNA加工成mRNA，并把它們運至細胞質，這便是mRNA的選擇性加工運輸。這種運輸是一種通過核孔的主動運輸方式。3、mRNA的選擇性運輸當前62頁，總共67頁。四、翻譯水平調控1、mRNA的穩(wěn)定性2、mRNA翻譯起始調控當前63頁，總共67頁。真核細胞的mRNA相對來說穩(wěn)定的多，影響mRNA的穩(wěn)定性除mRNA分子3’端特殊信號序列外，某些mRNA的穩(wěn)定性還受細胞外信號的影響，如激素。

在3’端非翻譯區(qū)含有一長段含A和U的核苷酸序列（ARE元件），與其不穩(wěn)定性有關。1、mRNA的穩(wěn)定性當前64頁，總共67頁。2、mRNA翻譯起始的調控在ATG起始密碼子周圍要有5’-CCACCATGG-3’保守序列，以利mRNA翻譯起始，若發(fā)生突變，其翻譯水平可下降10倍。在起始AUG上游若有比較多的二級結構序列，也會影響翻譯，建議外源基因的5’端AUG上游序列不宜過長。當前65頁，總共67頁。若將第一個ATG中的堿基A，T，G分別標為1、2、3位，則Kozak規(guī)則可描述如下：(1