基因表達(dá)調(diào)控-基因表達(dá)調(diào)控的概念與基本原理（生物化學(xué)）

基因表達(dá)調(diào)控生物化學(xué)基因表達(dá)調(diào)控的概念與基本原理生物化學(xué)1961年，法國科學(xué)家F.Jacob和J.Monod通過研究大腸桿菌乳糖代謝的調(diào)節(jié)機(jī)制，提出了著名的操縱子學(xué)說，從而開創(chuàng)了基因表達(dá)調(diào)控研究的新紀(jì)元。對基因表達(dá)調(diào)控的研究是目前分子生物學(xué)領(lǐng)域最重要的研究內(nèi)容之一。一、基因表達(dá)調(diào)控的概念

(一)基因表達(dá)及其特點(diǎn)

基因表達(dá)有關(guān)的概念何謂基因？基因是攜帶特定遺傳信息的DNA片段?；蚴巧矬w的遺傳信息單位，經(jīng)過DNA復(fù)制，將遺傳信息準(zhǔn)確的傳遞到子代，通過轉(zhuǎn)錄、翻譯進(jìn)行表達(dá)?；蚪M：來自一個生物體的一整套遺傳物質(zhì)。對所有原核細(xì)胞而言，它們的基因組就是單個的環(huán)狀染色體所含的全部基因。對真核生物而言，基因組就是指一個生物體的染色體所包含的全部DNA，通常又稱為染色體基因組。不同生物的基因組含有不同數(shù)量的基因。細(xì)菌的基因組約含4000個基因。人類基因組含約2萬-3萬個基因。1.基因表達(dá)：是指基因轉(zhuǎn)錄及翻譯的過程，即：生成具有特異生物功能產(chǎn)物的過程。（蛋白質(zhì)、各種RNA）。2.基因表達(dá)的時間性及空間性（1）時間特異性某一特定基因的表達(dá)嚴(yán)格按特定的時間順序發(fā)生，稱之為基因表達(dá)的時間特異性。多細(xì)胞生物基因表達(dá)的時間特異性又稱階段特異性。（2）空間特異性某種基因產(chǎn)物在個體按不同組織空間順序出現(xiàn)，稱之為基因表達(dá)的空間特異性。空間特異性是由細(xì)胞在器官的分布決定的，故又稱細(xì)胞或組織特異性。（二）基因表達(dá)調(diào)控的基本概念基因表達(dá)調(diào)控是細(xì)胞通過多種機(jī)制增加或降低特定基因產(chǎn)物的過程，也稱為基因調(diào)節(jié)?；虮磉_(dá)調(diào)控可以從基因的激活到蛋白質(zhì)的合成的各個階段包括：基因激活、轉(zhuǎn)錄起始、轉(zhuǎn)錄后加工、蛋白質(zhì)翻譯、翻譯后加工等。

盡管基因表達(dá)調(diào)空可以發(fā)生在遺傳信息的任何環(huán)節(jié)，但發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平，尤其是轉(zhuǎn)錄起始水平的調(diào)節(jié)，對基因表達(dá)起著至關(guān)重要的作用，即轉(zhuǎn)錄起始是基因表達(dá)的基本控制點(diǎn)。也就是說轉(zhuǎn)錄起始的基因表達(dá)調(diào)控為最重要的，研究的也是最清楚的。二、基因表達(dá)調(diào)控的基本原理在某一特定時期或生長階段，基因組中只有小部分基因處于表達(dá)狀態(tài)。例如，大腸桿菌通常只有約有5%的基因處于高水平轉(zhuǎn)錄活性狀態(tài)，其余大多數(shù)基因不表達(dá)，或表達(dá)水平極低。隨著組織細(xì)胞及個體發(fā)育階段的不同，或內(nèi)環(huán)境的變化的不同，處于轉(zhuǎn)錄激活狀態(tài)的基因的種類和數(shù)目以及基因表達(dá)的模式也會發(fā)生相應(yīng)的改變。（一）基本表達(dá)某些基因產(chǎn)物對生命全過程都是必需的，這類基因在一個生物個體中幾乎在所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)，通常稱為管家基因。

管家基因表達(dá)水平受環(huán)境因素影響較小，而是在個體各個生長階段的大多數(shù)幾乎在全部組織中持續(xù)表達(dá)，或變化很小。分子遺傳學(xué)將這類表達(dá)稱為基本表達(dá)。可阻遏的基因：基因?qū)Νh(huán)境信號應(yīng)答時被抑制。

奢侈基因：基因表達(dá)極易受環(huán)境的影響可誘導(dǎo)基因：在特定環(huán)境信號刺激下，相應(yīng)的基因被激活，基因表達(dá)、產(chǎn)物增加。（二）差別基因表達(dá)指細(xì)胞分化過程中，奢侈基因按一定順序表達(dá)。本質(zhì)是開放某些基因、關(guān)閉另一些基因能被表達(dá)的基因約占基因總數(shù)的5%～10%（三）基因表達(dá)調(diào)控的意義1.有利于物種適應(yīng)環(huán)境。2.維持生長和繁殖。3.維持個體發(fā)育和分化。真、原核生物表達(dá)調(diào)控的差異

轉(zhuǎn)錄調(diào)控往往涉及許多轉(zhuǎn)錄因子間的、蛋白因子與DNA間的相互作用，存在著復(fù)雜的機(jī)制調(diào)