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 第五章第五章 基因表达的调控基因表达的调控 ( (Regulation and control of gene expression )主讲：陈慧勇主讲：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基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制基因表达基因表达( gene expression) 生物基因组中结构基因所携带的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。生物学效应的蛋白质的全过程。一、基因表达的概念一、基因表达的概念rRNA与与tRNA编码基因转录产生编码基因转录产生RNA的过的过程也属于基因表达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、基因表达的特点二、基因表达的特点（一）时间特异性（一）时间特异性（二）空间特异性（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：按对刺激的反应性分为两大类：（一）基本（组成性）表达（一）基本（组成性）表达基基因因较较少少受受环环境境因因素素影影响响，而而是是在在个个体体各各个个生生长长阶阶段段的的大大多多数数或或几几乎乎全全部部组组织织中持续表达，或变化很小。中持续表达，或变化很小。如管家基因如管家基因。三、基因表达的方式三、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年制管家基因管家基因(housekeepinggene)某某些些基基因因在在一一个个个个体体的的几几乎乎所所有有细细胞中持续表达。胞中持续表达。bcl-2bcl-2-actin-actin1212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（二）诱导和阻遏表达诱导表达诱导表达(induction expression)阻遏表达阻遏表达(repression expression)协调表达协调表达(coordinance expression)在一定机制下，功能相关的一组基因，协调在一定机制下，功能相关的一组基因，协调一致，共同表达。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：四、基因表达的调控因子：蛋白质蛋白质(主要主要)小分子小分子RNA(某些环节某些环节)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五、基因表达的调控水平基因组基因组转录转录转录后转录后翻译翻译翻译后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-5年制5基因表达的调控-5年制 第一节第一节原核生物基因表达的调控原核生物基因表达的调控原核生物基因表达调控原核生物基因表达调控主要在主要在转录水平，其次是翻译水平。转录水平，其次是翻译水平。 本节主要以大肠杆菌为例介绍本节主要以大肠杆菌为例介绍原核生物基因表达的调控。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-5年制5基因表达的调控-5年制一、原核生物基因表达的一、原核生物基因表达的特点特点 1.1.只有一种只有一种RNARNA聚合酶。聚合酶。2.2.基因表达以操纵子为基本单位。基因表达以操纵子为基本单位。操纵子（操纵子（operonoperon） 一个多顺反子转录单位与其调控序列一个多顺反子转录单位与其调控序列 即构成即构成操纵子操纵子。 P114P114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基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制操纵子操纵子(operon)(operon)模型模型ppromoter调节序列调节序列结构基因：多个串联结构基因：多个串联ayzstructural 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12PromoterGene 1Gene 2Gene 3TerminatorDNATranscriptionmRNA31235TranslationProteins123原核生物的原核生物的mRNA是多顺反子是多顺反子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3.3.转录和翻译偶联进行：转录和翻译偶联进行：4.mRNA4.mRNA翻译起始部位有特殊的碱基序翻译起始部位有特殊的碱基序列列-SD-SD序列。序列。 共有序列为共有序列为AGGAGGAGGAGG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 5.5.原核生物基因表达的原核生物基因表达的调控主要在转调控主要在转录水平录水平，即对，即对RNARNA合成的调控。合成的调控。 通常有两种方式：通常有两种方式： (1) (1) 起始调控，即启动子调控；起始调控，即启动子调控； (2) (2) 终止调控终止调控( (衰减子调控衰减子调控) )。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二、原核生物基因表达的调控机制 ( (一一) )转录起始的调控转录起始的调控 ( (二二) )转录终止的调控转录终止的调控 ( (三三) )翻译水平的调控翻译水平的调控 蜘罐矮瞄长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( (一一) )转录起始的调控转录起始的调控 1.1.因子与转录起始的调控因子与转录起始的调控 核心酶核心酶(coreenzyme)全酶全酶(holoenzyme) 婉损鸭埋失泞庞檄拿衰娇成冬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年制调控调控RNARNA聚合酶与特异聚合酶与特异DNADNA区域结合：区域结合： 确保确保RNA RNA 聚合酶与特异启动序列聚合酶与特异启动序列稳定结合，而不是与其它位点结合。稳定结合，而不是与其它位点结合。(1) (1) 因子因子倦陪返骋宜垛碍炒退撮座根客荫侩夜赢握褥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 不不同同的的因因子子决决定定RNARNA聚聚合合酶酶对对一一个个或或一一套套启启动动序序列列的的特特异异性性识识别别和结合能力。和结合能力。最早发现的最早发现的因子为因子为70新发现：新发现：32、54、28P114酋畜疽腮句早圃灵件捷顽兼牌祝屡避绰弛匣宁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)(2)启动序列启动序列（promoter）RNA转录起始转录起始-35区区-10区区TTGACATTAACTTTTACATATGATTTTACATATGTTTTGATATATAATCTGACGTACTGTN17N16N17N16N16N7N7N6N7N6AAAAAtrptRNATyrlacrecAAra BADTTGACATATAAT共有序列共有序列撕纱骂驻昧嫩砖尼曲遇纵唾岸便沼略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 共共有有序序列列决决定定启启动动序序列列的的转转录录活活性强弱。性强弱。某某些些特特异异因因子子（蛋蛋白白质质）决决定定RNARNA聚聚合合酶酶对对一一个个或或一一套套启启动动序序列列的的特异性识别和结合能力。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 2.2.转录起始的负调控转录起始的负调控 乳糖操纵子乳糖操纵子（lactose operon,lactose operon,laclac）是原核生物基因转录负调控的最典是原核生物基因转录负调控的最典型模式。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 乳糖操纵子乳糖操纵子(lacoperon)的结构的结构结构基因结构基因Z：-半乳糖苷酶半乳糖苷酶Y：透酶透酶A：乙酰基转移酶：乙酰基转移酶阻遏基因阻遏基因阻遏基因阻遏基因I I调控区调控区CAP结合位点结合位点启动子启动子操纵元件操纵元件ZYAOPDNA夫是鸯微痰玉蕉讹鸣同一讼缉辫不痊术鲤掣畔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23mRNA阻遏蛋白阻遏蛋白IDNAZYAOPpol没有乳糖存在时没有乳糖存在时阻遏蛋白的负性调节阻遏蛋白的负性调节阻遏基因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操纵元件在操纵子的位置是从-7-7至至+28+28，RNARNA聚合酶所占的区域是从聚合酶所占的区域是从-35-35至至+20+20，两者有部分重，两者有部分重叠，因此阻遏蛋白和叠，因此阻遏蛋白和RNARNA聚合酶与聚合酶与DNADNA的结合是相的结合是相互排斥的。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25mRNA阻遏蛋白阻遏蛋白有乳糖存在时有乳糖存在时IDNAZYAOPpol启动转录启动转录mRNA乳糖乳糖别乳糖别乳糖负调控的打破负调控的打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26w诱导剂（诱导剂（inducerinducer） 乳糖乳糖 1,6- 1,6-别乳糖（体内生理）别乳糖（体内生理） 异丙基硫代半乳糖苷（异丙基硫代半乳糖苷（IPTGIPTG，体外，体外试验）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转录活性提高转录活性提高5050倍倍无葡萄糖，无葡萄糖，cAMP浓度高时浓度高时有葡萄糖，有葡萄糖，cAMP浓度低时浓度低时乳糖操纵子中乳糖操纵子中CAP的正性调节的正性调节ZYAOPDNACAPCAPCAPCAPCAPCAP3.3.转录起始的正调控转录起始的正调控 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-5年制 cAMPcAMP与葡萄糖相关性：与葡萄糖相关性：葡萄糖葡萄糖，cAMPcAMP 葡萄糖葡萄糖，cAMPcAMPcAMP:cAMP:环一磷酸腺苷环一磷酸腺苷 CAPCAP：分解代谢基因激活蛋白质分解代谢基因激活蛋白质(catabolitegeneactivatorprotein，CAP)CAPCAP的活性依赖的活性依赖cAMPcAMP， 形成形成cAMP-CAPcAMP-CAP复合复合物，促进多种操纵子的转录起始物，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 4转录起始的复合调控转录起始的复合调控在在大大肠肠杆杆菌菌的的许许多多操操纵纵子子中中，基基因因的的转转录录不不是是由由单单一一因因子子调调控控的的，而而是是通通过过负负调调控控因因子子和和正正调调控控因因子子进进行行复复合合调调控控。典典型型例例子子：糖糖代代谢谢有有关关的的操操纵纵子子，如如lac lac 操纵子。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没有乳糖没有乳糖有乳糖有乳糖葡萄糖低葡萄糖低cAMP浓度高浓度高葡萄糖高葡萄糖高cAMP浓度低浓度低RNA-polOOOOmRNA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 当当阻阻遏遏蛋蛋白白封封闭闭转转录录时时，CAP对对该该系系统不能发挥作用；统不能发挥作用；单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳源；若有葡萄糖或葡萄糖源；若有葡萄糖或葡萄糖/ /乳糖共同乳糖共同存在时，细菌首先利用葡萄糖。存在时，细菌首先利用葡萄糖。葡葡萄萄糖糖对对 lac lac 操操纵纵子子的的阻阻遏遏作作用用称称分分解代谢阻遏解代谢阻遏(catabolic repression)(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（二）转录终止的调控转录终止调控方式分两大类：转录终止调控方式分两大类：A.A.依赖依赖因子的终止调控；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 例例:色氨酸操纵子表达的调控色氨酸操纵子表达的调控 1. 1.通过阻遏蛋白的负调控通过阻遏蛋白的负调控 2. 2.通过衰减子作用通过衰减子作用 B.不依赖不依赖因子的终止调控。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TrpTrp高时高时Trp低时低时mRNA OPtrpR调节区调节区 结构基因结构基因 RNARNA聚合酶聚合酶 RNARNA聚合酶聚合酶 转录衰减的调控转录衰减的调控色氨酸操纵子色氨酸操纵子67006700个核苷酸个核苷酸个核苷酸个核苷酸140140个核苷酸个核苷酸个核苷酸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UUUUUUUU调节区调节区 结构基因结构基因 trpROP前导序列前导序列 衰减子区域衰减子区域 UUUU前导前导mRNA1234衰减子结构衰减子结构第第1010、1111密码子为密码子为trptrp密码子密码子 终止密码子终止密码子 14aa14aa前导肽编码区前导肽编码区: 包含序列包含序列1 1 形成发夹结构能力形成发夹结构能力: : 序列序列1/21/2 序列序列2/32/3序列序列3/4 3/4 trp 密码子密码子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UUUU34UUUU334 核糖体核糖体前导肽前导肽 前导前导mRNA1.1.当色氨酸浓度高时当色氨酸浓度高时 转录衰减机制转录衰减机制 125 trp 密码子密码子 衰减子结构衰减子结构可使转录可使转录前导前导DNAUUUU3 RNARNA聚合酶聚合酶 终止终止砒巢殆驴斯绪缨诬程洼敞袒堪掩动界冷嘛品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UUUU342423UUUU核糖体核糖体 前导肽前导肽 前导前导mRNA15 trp 密码子密码子结构基因结构基因前导前导DNA RNARNA聚合酶聚合酶 2.2.当色氨酸浓度低时当色氨酸浓度低时 Trp合成酶系相关合成酶系相关结构基因被转录结构基因被转录序列序列3 3、4 4不能形成衰减子结构不能形成衰减子结构 驭帽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 ( (三三) ) 翻译水平的调控翻译水平的调控 翻译一般在翻译一般在起始起始和和终止终止阶段受到调节。阶段受到调节。 调节分子调节分子: :RNARNA、蛋白质蛋白质 调节分子可直接或间接决定翻译起始位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。点能否为核蛋白体所利用。 嚏睫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1.1.反义反义RNARNA的调控作用的调控作用 反义反义RNARNA能与特定能与特定mRNAmRNA互补结合的互补结合的RNARNA片段，片段，由反义基因转录而来。天然的具有功能的由反义基因转录而来。天然的具有功能的反义反义RNARNA分子一般在分子一般在200200个碱基以下。个碱基以下。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年制反义反义RNA调控调控Tn10转位酶基因的表达示意图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. RNA2. RNA的稳定性与调控的关系的稳定性与调控的关系mRNAmRNA的稳定性与其的稳定性与其序列序列和和结构结构有关。有关。 3. 3.蛋白质合成中的自身调控蛋白质合成中的自身调控 如：核糖体蛋白如：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第二节第二节 真核生物基因表达的调控真核生物基因表达的调控单细胞真核生物，如酵母基因表单细胞真核生物，如酵母基因表达的调控和原核生物表达的调控基本达的调控和原核生物表达的调控基本相同。相同。 多细胞真核生物，遗传信息从多细胞真核生物，遗传信息从细胞核的基因组细胞核的基因组DNADNA传递到基因编码传递到基因编码的蛋白质均受到多层次的调控。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真核基因表达的特点 6.部分基因多拷贝部分基因多拷贝5.不存在超基因式操纵子结构不存在超基因式操纵子结构4.初级转录产物要经过转录后加工修饰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转录和翻译分开进行2.基因表达的时间性和空间性基因表达的时间性和空间性1.细胞的全能性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44TranslationTranscriptionmRNADNAProteinPromoterGene35单顺反子单顺反子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真核生物基因表达的多级调控一、一、DNADNA水平水平二、转录水平二、转录水平三、转录后水平三、转录后水平四、翻译水平四、翻译水平五、翻译后水平五、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、一、DNADNA水平的调控水平的调控1.1.染色质的丢失：不可逆的调控；染色质的丢失：不可逆的调控；2.2.基因扩增：增加基因的拷贝数；基因扩增：增加基因的拷贝数；3.3.基因重排：调节表达产物多样性；基因重排：调节表达产物多样性；VJCVJCVJCIgGIgG的基因重排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474.4.基因的甲基化修饰：基因的甲基化修饰： 甲基化程度高，基因表达降低；甲基化程度高，基因表达降低； 早基化程度低，基因表达增加早基化程度低，基因表达增加。5.5.染色质结构：染色质结构： 组蛋白与组蛋白与DNADNA结合，抑制基因转录，结合，抑制基因转录，非组蛋白与非组蛋白与DNADNA结合促进基因转录。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491. 1. 转录起始复合物形成的调控转录起始复合物形成的调控 转录因子结合到转录因子结合到DNADNA上，形成功能性启上，形成功能性启动子，才能被动子，才能被RNARNA聚合酶识别和结合。聚合酶识别和结合。TFD TFA TFBRNApoly/TFFTFEDTATABFEDNAARNA polyTATA呛漳峭永酷燕价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转录因子转录因子(transcription factor，TF ) 是是RNARNA合成起始所必需的因子，合成起始所必需的因子，TFTF不依赖不依赖RNARNA聚合酶而独立地结合聚合酶而独立地结合DNADNA，并且在转录过程中促使，并且在转录过程中促使RNARNA聚聚合酶分子与启动子结合。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-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.顺式作用元件顺式作用元件(cis-actingelement) 指某些能影响基因表达但不编码新的指某些能影响基因表达但不编码新的蛋白质和蛋白质和RNARNA的的DNADNA序列序列，按照功能分为启，按照功能分为启动子、增强子、负调控元件（沉默子等）。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 1）启动子）启动子(promoter)(promoter) RNA RNA聚合酶结合位点周围的一组转录控制组聚合酶结合位点周围的一组转录控制组件，至少包括一个件，至少包括一个转录起始点转录起始点以及一个以以及一个以上的上的功能组件功能组件。 TATA盒盒GC盒盒CAAT盒盒决定决定RNARNA聚合酶聚合酶转录起始点转录起始点和和转录频率转录频率的的一关键元件。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年制核心启动子核心启动子(core promoter)(core promoter)上上游游启启动动子子元元件件(upstream (upstream promoter promoter element, UPE)element, UPE)上游上游-25-30bp处，又称处，又称TATA盒盒（TATAAAA）上游上游-30-110bp处，包括处，包括GC盒盒（GGGCGG）和）和CAAT盒盒（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54TATA盒盒CAAT盒盒GC盒盒增强子增强子顺式作用元件顺式作用元件结构基因结构基因-CAAT-GCGC-TATA转录起始转录起始真核生物启动子保守序列真核生物启动子保守序列讹栏觉恬甭剔果驾畸甭载腊秽肿森叮谭陀衡挞臆百达歪碍构奠献栏纵债铬5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制553. 3. 反式作用因子反式作用因子 2 2）具有三个功能结构域：具有三个功能结构域：DNADNA结合结构域、转录活化域、蛋白结合结构域、转录活化域、蛋白结合域结合域1 1）指能直接或间接地识别或结合指能直接或间接地识别或结合在各顺式作用元件在各顺式作用元件812bp核心核心序列上，参与调控靶基因转录效序列上，参与调控靶基因转录效率的率的一组蛋白质一组蛋白质。扮争辜抄饲焉勿掌斜些检朽疚佛剁蛇贡凰潜授贸厄怪春谣掖咀脸栈畦捶助5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制563.3.反式作用因子结构域的结构模式反式作用因子结构域的结构模式（1 1）DNADNA结合域的结构模式结合域的结构模式1 1）锌指结构）锌指结构2 2）同源结构域）同源结构域3 3）碱性亮氨酸拉链）碱性亮氨酸拉链5 5）碱性）碱性- -螺旋螺旋结构结构4 4）螺旋）螺旋- -环环- -螺旋结构螺旋结构伟坟莆衍拇泉生岭况赚邮嫁桐募撒母苟揣垦棠傅水拙泣殃砍猴部言姨忠辟5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制571 1）锌指结构）锌指结构塘仪涯莉汾脏捅是脑骂沤扒蛾割矢泪珐淋掳邓狙拜漳沁邮杖泊财教功敦根5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制582 2）同源结构域：螺旋）同源结构域：螺旋- -转角转角- -螺旋结构螺旋结构返幂亭章愧垄悸秒吩盏件赛挨弧乍婚鸡裸御震淖抓挺待兹亿升沙且摄网谅5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制593 3）亮氨酸拉链结构：）亮氨酸拉链结构： 两个单体结合形成两个单体结合形成DNADNA结合域结合域题朔蚤怨泉体爸耕站拔丰道粮绰级粗递渐抉驳炮籽忽筏歼稳扎钉坡修收掌5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制604 4）螺旋）螺旋- -环环- -螺旋结构：螺旋结构：篆锹贡千轨肇素惭波陛箩食媒谩鼻泣守努斤协斥丢爸烬患秦木站媚银俗憋5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制61（2 2）转录活化结构域：转录激活区）转录活化结构域：转录激活区1 1）酸性）酸性- -螺旋螺旋结构域结构域2 2）富含谷氨酰胺结构域）富含谷氨酰胺结构域3 3）富含脯氨酰胺结构域）富含脯氨酰胺结构域狐摘冰范忽畦恼拂中嚏悬铝识声煮料世遥啥章疵假捅续幅植一盎淖马桓浩5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制624. 4. 转录水平的调控机制转录水平的调控机制1 1）反式作用因子的激活）反式作用因子的激活1 1）表达式调节：反式因子合）表达式调节：反式因子合 成出来就具有活性成出来就具有活性2 2）共价修饰调节：）共价修饰调节： 磷酸化磷酸化- -去磷酸化，糖基化去磷酸化，糖基化3 3）配体结合）配体结合4 4）蛋白质与蛋白质相互作用）蛋白质与蛋白质相互作用娄潮瘫诲坡伤蜀韧龄危怨膳贾磨犀柴戴滇耻耿史妊芍赊坐孔梅么菱噎史帐5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制632 2）反式作用因子作用方式）反式作用因子作用方式连锁反应：转录因子与连锁反应：转录因子与DNADNA结合后促结合后促 进另一转录因子的结合进另一转录因子的结合DNADNA扭曲：改变扭曲：改变DNADNA构型构型滑滑 动：沿动：沿DNADNA滑动到另一特异滑动到另一特异 序列发挥作用序列发挥作用葵克喻钮浴府口佰均拎栽巩们犁钱蕾倾觉连溃钱影罩李锣龄评吗谭治年玛5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制64PromoterEnhancerGENEDNADNA成环：成环：使相应位点接近而发挥作用使相应位点接近而发挥作用琴漆邯犯那撮失各自瑚提备寡凡跌碾霜评板颇帽樊光忿宝鸣挠谗平骆浴池5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制65Upstream enhancerTranscription initiation siteUpstream promoter element3 3）反式作用因子的组合式调控）反式作用因子的组合式调控浑芥迢侩面距涩午振察臀掘柳号溪厩徊革隔乍琴崇翼凭摘缝懂天镣茧漱芭5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制66三、转录后水平的调控三、转录后水平的调控（一）（一）55端加帽和端加帽和33端多聚腺苷酸化端多聚腺苷酸化保护保护mRNAmRNA在转录过程中不被降解在转录过程中不被降解（二）（二）mRNAmRNA的选择性剪接的选择性剪接越持捏院磅劣闽坝揭订林划鞭毋侯峦弛锅融弹档召从赁击琅摇道谤篷闯撞5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制67选择性剪接：不同的剪接方式可以在同一选择性剪接：不同的剪接方式可以在同一 段段DNADNA中形成不同的基因中形成不同的基因果蝇的性别决定基因的选择性剪接果蝇的性别决定基因的选择性剪接（二）（二）mRNAmRNA的选择性剪接的选择性剪接聋麦霜凿俊斩舍毕脯谅捆权迈赃臣产稿动痴植邹梆谗丝预升屋吓侥狸饭嫂5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制68复习题复习题一、名词解释：一、名词解释： 基因表达基因表达 多顺反子多顺反子 反式作用因子反式作用因子 顺式作用元件顺式作用元件二、简答题：二、简答题： 1.乳糖操纵子的结构有哪些？乳糖操纵子的结构有哪些？ 2.乳糖操纵子在有乳糖没有葡萄糖时如何进行调控？乳糖操纵子在有乳糖没有葡萄糖时如何进行调控？三、判断题：三、判断题： (对的打对的打“”，错的打，错的打“X”) 所有基因的表达产物都是蛋白质。所有基因的表达产物都是蛋白质。 （ ） 四、选择题：四、选择题： 大多数原核基因转录单位为：大多数原核基因转录单位为： （ ） A.多顺反子多顺反子 B.单顺反子单顺反子 C.操纵基因操纵基因 D.反式作用因子反式作用因子 政蚌鹏肋陡句查坝肛韦失纷臻秀党足馋鸳躁希牲研户秸爵曝馁馏猩骤测批5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制691基因表达的产物可以是基因表达的产物可以是ADNABtRNACmRNADrRNAE蛋白质蛋白质FhnRNA丰政龟口耿煤祈彩占菩遇遇炉耽踏冲垃廊隅露洼矮佳百酚蛙沏昂悉脓事拥5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制702基因表达调控可以发生在基因表达调控可以发生在A转录起始水平转录起始水平B转录水平转录水平C转录后加工水平转录后加工水平D翻译起始水平翻译起始水平E翻译水平翻译水平F翻译后加工水平翻译后加工水平G复制水平复制水平蚊末去嘿几稿树瘟屋控滤谣忆沼耕呛抢米杭科究谢贸锈俊昧计熬乃隔村棵5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制713反式作用因子是反式作用因子是A转录调节蛋白转录调节蛋白B转录调节因子转录调节因子CRNA聚合酶聚合酶DDNA聚合酶聚合酶戍犊帘惩骸弓手培苑恫梅植桨察残很帐日参捍铡辰厄竖栽煮拼邮作坠春跨5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制724顺式作用元件的最确切定义是顺式作用元件的最确切定义是（只有一个正确答案）（只有一个正确答案）ATATA盒和盒和CCAAT盒盒B具有调节功能的各种具有调节功能的各种DNA序列序列C具有调节功能的具有调节功能的5侧翼序列侧翼序列D具有调节功能的具有调节功能的3侧翼序列侧翼序列E所有非编码序列所有非编码序列奄译餐笑袋叁蒙伟叶迭斧绘捣鞍洗门囚狭男和啼移旱熏涛圆傈绣籍曙幂瑚5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制735直接参与乳糖操纵子调控的因素是直接参与乳糖操纵子调控的因素是AI基因编码蛋白基因编码蛋白BZ基因编码蛋白基因编码蛋白CCAPDY基因编码蛋白基因编码蛋白E乳糖乳糖澡阉扣撇牙胃与区兑胁惶躲串绅改桥挽吩试钢滓戏骤傀邻袁陪仗拳痉奏咨5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制746乳糖操纵子乳糖操纵子A在没有半乳糖存在时处于阻遏状态在没有半乳糖存在时处于阻遏状态B在半乳糖存在时可能处于表达状态在半乳糖存在时可能处于表达状态C有高浓度半乳糖、低浓度葡萄糖存在时处于有高浓度半乳糖、低浓度葡萄糖存在时处于表达状态表达状态D有半乳糖存在时处于阻遏状态有半乳糖存在时处于阻遏状态E没有半乳糖存在时处于表达状态没有半乳糖存在时处于表达状态挖复筑壬佐何缔巴墨右排蹭票屁命崔攘窃仕昨杂榆掌焕昭牺框咐畔赎烙闸5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制757对乳糖操纵子来说对乳糖操纵子来说（只有一个正确答案）（只有一个正确答案）ACAP是正性调节因素，阻遏蛋白是负性调节因素是正性调节因素，阻遏蛋白是负性调节因素BCAP是负性调节因素，阻遏蛋白是正性调节因素是负性调节因素，阻遏蛋白是正性调节因素CCAP和阻遏蛋白都是正性调节因素和阻遏蛋白都是正性调节因素DCAP和阻遏蛋白都是负性调节因素和阻遏蛋白都是负性调节因素E在不同条件下，在不同条件下，CAP和阻遏蛋白均显示正性和阻遏蛋白均显示正性或负性调节特点或负性调节特点玫磊扇擅诌何贵瞒矿辆痪棕拨迸焉爪蛮预卸媒延稿炭檬舒霖幅杀闺抛抗挠5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制768一个操纵子通常含有一个操纵子通常含有（只有一个正确答案）（只有一个正确答案）A一个启动序列和一个编码基因一个启动序列和一个编码基因B一个启动序列和数个编码基因一个启动序列和数个编码基因C数个启动序列和一个编码基因数个启动序列和一个编码基因D数个启动序列和数个编码基因数个启动序列和数个编码基因E一个启动序列和数个调节基因一个启动序列和数个调节基因顺敖稚窗喇络掣早秦太啄已肩孝缩宰班残疾路群伐麦楚与阻徘苹叫状色眯5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制77谢谢大家！谢谢大家！ 分子生物学研究中心分子生物学研究中心 http:/www.xysm.net/mbrc/黑十寅壬襄泪贯霍粮礁汕顾拢合校著馏亨砍饲涵祥疯涩胆巾竞金镜署爽乳5基因表达的调控-5年制5基因表达的调控-5年制78