北京大学：《基础分子生物学》课程教学资源（教案讲义）第八讲 真核基因的表达与调控

第七讲 真核基因表达调控 真核生物(除酵母、藻类和原生动物 等单细胞类之外)主要由多细胞组成,每 个细胞基因组中蕴藏的遗传信息量及基因 数量都大大高于原核生物。人类细胞单倍 体基因组有3×10bp,为大肠杆菌总DNA 的800倍,噬菌体的10万倍左右! nlpe& Pge

第七讲 真核基因表达调控 真核生物（除酵母、藻类和原生动物 等单细胞类之外）主要由多细胞组成，每 个细胞基因组中蕴藏的遗传信息量及基因 数量都大大高于原核生物。人类细胞单倍 体基因组有3×109bp，为大肠杆菌总DNA 的800倍，噬菌体的10万倍左右！

自然选择倾向于保留高效率的生命 过程。在每30分钟增殖一次的109细 菌群体中,若一个细菌变成29.5分 钟增殖,经过80天的连续生长后, 这个群体中的99.9%都将具有29.5 分钟增殖一倍的生长速度。 nlpe& Pge

自然选择倾向于保留高效率的生命 过程。在每30分钟增殖一次的10 9 细 菌群体中，若一个细菌变成29.5分 钟增殖，经过80天的连续生长后， 这个群体中的99.9%都将具有29.5 分钟增殖一倍的生长速度

每个大肠杆菌细胞有约15000个核 糖体,50种核糖体蛋白、糖酵解体系的 酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等都是代 谢过程中必需的,其合成速率不受环境 变化或代谢状态的影响,这一类蛋白质 被称为永久型( constitutive)合成的蛋 白质。 nlpe& Pge

每个大肠杆菌细胞有约15 000个核 糖体，50种核糖体蛋白、糖酵解体系的 酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等都是代 谢过程中必需的，其合成速率不受环境 变化或代谢状态的影响，这一类蛋白质 被称为永久型（constitutive）合成的蛋 白质

另一类则被称为适应型或调节型 ( adaptive or regulated),因为这类蛋 白质的合成速率明显地受环境的影响而 改变。如大肠杆菌细胞中一般只有15个 β-半乳糖苷酶,但若将细胞培养在只含 乳糖的培养基中,每细胞中这个酶的量 可高达几万个分子 nlpe& Pge

另一类则被称为适应型或调节型 （adaptive or regulated），因为这类蛋 白质的合成速率明显地受环境的影响而 改变。如大肠杆菌细胞中一般只有15 个 β -半乳糖苷酶，但若将细胞培养在只含 乳糖的培养基中，每细胞中这个酶的量 可高达几万个分子

真核生物染色质被包裹在细胞核 内,基因的转录(核内)和翻译(细 胞质内)被核膜所隔开,核内RNA的 合成与转运,细胞质中RNA的剪接和 加工等都属于真核生物基因调控的范 nlpe& Pge

真核生物染色质被包裹在细胞核 内，基因的转录（核内）和翻译（细 胞质内）被核膜所隔开，核内RNA的 合成与转运，细胞质中RNA的剪接和 加工等都属于真核生物基因调控的范 围

随着生物个体的发育,DNA分子能有 序地将其所承载的遗传信息,通过密码 子-反密码子系统转变成蛋白质,执行各 种生理生化功能。 从DNA到蛋白质的过程称为基因表达 ( gene expression),对这个过程的调节 就称为基因表达调控( gene regulation或 gene control)。 nlpe& Pge

随着生物个体的发育，DNA分子能有 序地将其所承载的遗传信息，通过密码 子 -反密码子系统转变成蛋白质，执行各 种生理生化功能。 从DNA到蛋白质的过程称为基因表达 （gene expression），对这个过程的调节 就称为基因表达调控（gene regulation 或 gene control）

模板链 编码链 ATGCGCCATGCCAGTTACGTACATGCA TACGCGGTACGGTCAATGCATCTACCT 转录 UACGCGGUACGGUCAAUGCAUCUACCU 转录产物 图7-1基因表达的第一步是由RNA聚合酶拷贝DNA双 链中的模板链,生成与该序列完全互补的RNA链。 nlpe& Pge

图7-1基因表达的第一步是由RNA聚合酶拷贝DNA 双 链中的模板链，生成与该序列完全互补的RNA链

基因表达调控主要表现在以下二方面: 转录水平上的调控( transcriptional regulation ) 转录后水平上的调控( post-transcriptional regulation),包括 (1)mRNA加工成熟水平调控( differential processing of rNa transcrpt) (2)翻译水平调控( differential translation of mRNA)。 nlpe& Pge

基因表达调控主要表现在以下二方面： 转录水平上的调控（ transcriptional regulation）； 转录后水平上的调控（ post-transcriptional regulation），包括 （ 1 ）mRNA加工成熟水平调控（differential processing of RNA transcrpt）； （ 2）翻译水平调控（differential translation of mRNA）

真核生物基因调控主要包括: 瞬时调控或称可逆性调控; 发育调控又称不可逆调控,是真核基 因调控的精髓部分,它决定了真核细 胞生长、分化、发育的全部进程。 nlpe& Pge

真核生物基因调控主要包括： 瞬时调控或称可逆性调控； 发育调控又称不可逆调控,是真核基 因调控的精髓部分，它决定了真核细 胞生长、分化、发育的全部进程

转录调控因子 录复合物的组装 +RNA聚合酶 图7-2真核基因表达调 转录 RNA 控的主要步骤示意图 RNA的加工和成热过程 翻译起始和调控 RNA降解 核糖体 调控位点 翻译 蛋白质 蛋白质的加工成熟 蛋白质的折叠 蛋白质的降解 nlpe& Pge

图7-2 真核基因表达调 控的主要步骤示意图