甘肃农业大学：《分子生物学》课程教学资源（课件讲稿）第十二章 原核生物基因表达调控

第十二章原核生物基因 表达调控 《标新比CULTERAL ENIFERSIT 甘肃装业大学

第十二章 原核生物基因 表达调控

一、概述 概念： 生物体内基因表达的调节控制机制，使细胞中基 因表达的过程在时间上，空间上处于有序状态， 并对环境条件的变化作出适当反应的复杂过程。 包括多层次的调控 基因水平 转录水平 转录后水平 翻译水平 翻译后水平

一、概 述 概念: 生物体内基因表达的调节控制机制，使细胞中基 因表达的过程在时间上，空间上处于有序状态， 并对环境条件的变化作出适当反应的复杂过程。 包括多层次的调控 基因水平 转录水平 转录后水平 翻译水平 翻译后水平

二、意义 1、根据生物体的复杂程度，每个细胞中DNA分 子携带的基因数目不等（几千到几十万个），而 其所编码的蛋白质数量也不等。 2、在生物体生命活动中不是所有的基因都同时 表达，代谢过程中所需要的各种酶和蛋白质基因 以及构成细胞化学成分的各种编码基因，正常情 况下是经常表达的，而与生物发育过程有关的基 因则只在特定的时空才能表达

二、意 义 1、根据生物体的复杂程度，每个细胞中DNA分 子携带的基因数目不等（几千到几十万个），而 其所编码的蛋白质数量也不等。 2、在生物体生命活动中不是所有的基因都同时 表达，代谢过程中所需要的各种酶和蛋白质基因 以及构成细胞化学成分的各种编码基因，正常情 况下是经常表达的，而与生物发育过程有关的基 因则只在特定的时空才能表达

3、即使细胞携带着相同的基因，但同一有机体 各个细胞的形态和功能都不一样，基因表达的水 平也不尽相同。 正是因为生物体能够根据其本身固有的遗传信息表达 与调控，以及对环境适应，才产生了各种特异功能的 蛋白质分子来体现生命现象和执行生物功能，使得从 低等到高等的生物界呈现出五彩缤纷的生命现象

3、即使细胞携带着相同的基因，但同一有机体 各个细胞的形态和功能都不一样，基因表达的水 平也不尽相同。 正是因为生物体能够根据其本身固有的遗传信息表达 与调控，以及对环境适应，才产生了各种特异功能的 蛋白质分子来体现生命现象和执行生物功能，使得从 低等到高等的生物界呈现出五彩缤纷的生命现象

三、特点 1、原核生物基因表达调控存在于转录和翻译的 起始、延伸和终止的每一个步骤中 2、调控多以操纵子为单位进行，将功能相关的 基因组织在一起，同时关闭或开启基因表达，既 经济有效，又保证其生命活动的需要

三、特点 1、原核生物基因表达调控存在于转录和翻译的 起始、延伸和终止的每一个步骤中 2、调控多以操纵子为单位进行，将功能相关的 基因组织在一起，同时关闭或开启基因表达，既 经济有效，又保证其生命活动的需要

调控主要发生在转录水平，有正、负调控两种机制 细胞控制各种蛋白质在不同时期的表达水平，两种途 径： 转录水平调控 DNA模板 RNA 速度 翻译水平调控 mRNA 多肽链 速度

调控主要发生在转录水平，有正、负调控两种机制 细胞控制各种蛋白质在不同时期的表达水平，两种途 径： 转录水平调控 DNA模板 mRNA 速度 翻译水平调控 mRNA 多肽链 速度

四、几个概念 1、细菌细胞对营养的适应 葡萄糖 E.coli 获得能量 生存 缺乏葡萄糖 β-半乳糖苷酶 利用乳糖 →葡萄糖+半乳糖 生存

四、几个概念 1、细菌细胞对营养的适应 E.coli 葡萄糖 获得能量 生存 缺乏葡萄糖 利用乳糖 葡萄糖 半乳糖 β-半乳糖苷酶 生存

细胞需要一种蛋白质时与它不需要相比， 能以极大数量存在， 情况1，B-半乳糖苷酶数量为103左右 情况2，B-半乳糖苷酶数量为3000个

细胞需要一种蛋白质时与它不需要相比， 能以极大数量存在， 情况1，β-半乳糖苷酶数量为10-3左右 情况2，β-半乳糖苷酶数量为3000个

在有关生物合成的操纵子中，生物合成酶 受其终产物的抑制 如Hs是组氨酸生物合成酶的终产物，但是如 果培养基中含有组氨酸时，则这种生物合成酶 几乎完全缺失

在有关生物合成的操纵子中，生物合成酶 受其终产物的抑制 如His是组氨酸生物合成酶的终产物，但是如 果培养基中含有组氨酸时，则这种生物合成酶 几乎完全缺失

顺式作用元件： 不转变为其他形式(RNA或蛋白质)而只以 DNA形式在原来位置起作用的DNA序列。起作 用的过程称顺式作用。 反式作用因子： 能从合成地点扩散到其它场所对其他基因的表 达起调控作用的蛋白质因子（有时为RNA) 起作用的过程称反式作用

顺式作用元件： 不转变为其他形式（RNA或蛋白质）而只以 DNA形式在原来位置起作用的DNA序列。起作 用的过程称顺式作用。 反式作用因子： 能从合成地点扩散到其它场所对其他基因的表 达起调控作用的蛋白质因子（有时为RNA）。 起作用的过程称反式作用