基因的表達調控與癌基因

第四節(jié)基因的表達調控與癌基因基因表達=基因轉錄+翻譯基因表達的調控:生物體隨時調整不同基因的表達狀態(tài),以適應環(huán)境、維持生長和發(fā)育需要基因的表達調控包括基因水平的調控轉錄水平的調控轉錄產物加工的調控mRNA從細胞核向胞質轉運過程的調控翻譯水平的調控以及翻譯后的加工等基因表達的調控方式阻遏負調控:調控蛋白+DNA序列基因的表達(相應蛋白質降低)促進正調控:調控蛋白+DNA序列基因的表達

(相應蛋白質增加)一原核生物基因表達的調控方式特點調控機制--操縱子正調控負調控轉錄翻譯偶聯(lián)快速乳糖操縱子--負、正調控

轉錄起始的調控

色氨酸操縱子--負調控

轉錄終止的調控

一個操縱子

=編碼序列（2-6）

+啟動序列+操縱序列+(其他調節(jié)序列)操縱子：原核生物中幾個功能相關的結構基因成簇串聯(lián)排列組成的一個基因表達的協(xié)同單位啟動子操縱序列多個結構基因終止子5’3’調控區(qū)結合RNA聚合酶和調節(jié)蛋白編碼功能相關的蛋白質介導轉錄終止轉錄出多順反子mRNA，翻譯后得到多種蛋白質操縱子的基本結構啟動子P操縱序列O終止子5’3’CAP結合位點三個結構基因ZYAβ半乳糖苷酶乳糖通透酶乙酰化酶乳糖操縱子轉錄調控機制（一）乳糖操縱子的結構5’PIP操縱序列O終止子3’CAP結合位點ZYA阻遏蛋白I×別乳糖（或IPTG）乳糖mRNA轉變5’PIP操縱序列O終止子3’CAP結合位點ZYA阻遏蛋白×I（二）阻遏蛋白的負性調節(jié)1.阻遏2.去阻遏啟動子P操縱序列O終止子ZYAcAMPCAPcAMPCAPRNA聚合酶CAP結合位點mRNA5‘3‘2.高葡萄糖濃度5’啟動子P操縱序列O終止子3’CAP結合位點ZYA×cAMP×1.低葡萄糖濃度（三）CAP-cAMP的正性調節(jié)二真核生物基因表達的調控（一）轉錄前基因水平的調控（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）翻譯后蛋白質的加工（一）轉錄前基因水平的調控1對核酸酶敏感，活化基因區(qū)易被DNaseI降解2DNA拓撲結構發(fā)生變化3DNA堿基修飾呈低甲基化狀態(tài)4組蛋白的變化（二）轉錄水平的調控啟動子沉默子增強子a.啟動子：RNA聚合酶和基本轉錄因子識別和結合的部位，它們在啟動子上組裝成轉錄起始復合物b.增強子：長度為100-200bp的含有特異的重復的DNA短片段，是一些特異的轉錄活化因子結合部位，可增強相關基因的轉錄活性。c.沉默子：為負性調控元件。特異的蛋白質因子與沉默子結合后可抑制基因轉錄起始。順式作用元件:DNA上的一段特定序列，可以和轉錄因子特異性結合。2.反式作用因子：

與順式作用元件特異結合的蛋白質，可調節(jié)基因轉錄活性轉錄因子啟動子結構基因增強子沉默子轉錄因子RNA聚合酶IImRNA三.癌基因與抑癌基因（一）癌基因的發(fā)現(xiàn)與分類癌基因：是一類普遍存在于正常細胞內調控細胞增殖和分化的重要基因當它受到物理、化學或病毒等因素的作用，被“活化”而失去正常功能時才會導致正常細胞的惡性轉化原癌基因：在正常細胞中以非激活形式存在的癌基因癌基因產物在細胞內的定位sis胞漿功能PDGFerb-B質膜EGF受體ras胞漿具有G蛋白功能fosjun細胞核轉錄因子部分癌基因的定位與功能（二）原癌基因的激活1.基因突變：各種理化因素造成的DNA損傷與突變2.基因重排：基因易位3.基因擴增：4.基因插入：（三）抑癌基因1.視網膜母細胞瘤（Rb）基因Rb基因P105Rb蛋白去磷酸化形式磷酸化形式促進細胞分裂抑制細胞分裂2.P53基因P53基因P53蛋白分子量為53Kd調節(jié)細胞周期抑癌基因染色體定位RB113q1相關腫瘤視網膜母細胞瘤，肺癌等p5317p肺癌，肝癌等BRCA117q21乳腺癌p169q21黑色素瘤部分抑癌基因第五節(jié)基因重組、基因診斷與基因治療一、重組DNA（基因工程）在體外按照一定的目的和方案對DNA分子進行人工操作，將同一來源或異源的基因進行重組，然后把他們引入適當?shù)氖荏w細胞中，隨著細胞的繁殖，DNA重組體得到擴增，并同時得到表達（一）重組DNA常用的工具酶1.限制性內切酶限制性內切酶專一性來源BamHIHindIIIEcoRI5’???GGATTC???3’5’???GAATTC???3’5’???AAGCTT???3’3’???CCTAGG???5’5’???CTTAAG???3’5’???TTCGAA???3’液化芽孢桿菌大腸桿菌Ry13流感嗜血桿菌Rd分子克?。簩我换蛞脒m當?shù)氖荏w細胞基因組DNA中，使其進行復制，從而重組DNA的大量拷貝?；蚧蚪MDNA復制重組DNA（二）重組DNA中常用的載體1.質粒：細菌染色體外能自主復制的小分子DNA，多為環(huán)狀雙鏈結構克隆載體：能攜帶外源基因進入受體細胞，并能在受體細胞內復制和表達的DNA分子自主復制2.噬菌體DNA：可在細菌內復制3.病毒：可在宿主細胞內復制4.酵母人工染色體載體：為酵母基因和質粒pBR322人工拼接的載體，可在大腸桿菌中復制.2.DNA連接酶:3.逆轉錄酶:4.其它酶類:mRNAcDNA逆轉錄酶（三）基因工程的基本過程目的基因的制備載體DNA的選擇與制備目的基因與載體DNA的體外重組重組DNA分子導入受體細胞篩選及鑒定含重組分子的受體細胞擴增重組分子以表達目的基因目的基因擴增與表達目的基因質粒載體positiveGAPDH陽性對照500bp12M電泳圖：1：SHEE細胞2：SHEEC細胞3：DNAladderpGEM-Teasy載體圖重組質粒的酶切鑒定圖1,3,5,7：重組質粒；2,4,6,8：EcoRI酶切后的重組質粒；M1：λDNA/EcoRI+HindIIImarkers；M2：DNAladder

2027bp5148bp500bpM112345678M2（四）基因工程的意義1.制藥2.農業(yè)基因工程3.植物基因工程4.基因治療5.其它二、基因診斷基因診斷：