苏州大学：《医用基因工程》第三章 原核细胞的基因表达调控

第三章原核细胞的基因表 达调控 第一节基因表达的概述和基本条件 第二节在大肠杆菌中影响外源基因 表达的因素

第三章 原核细胞的基因表 达调控 • 第一节 基因表达的概述和基本条件 • 第二节 在大肠杆菌中影响外源基因 表达的因素

第一节基因表达的概述和 基本条件 基因表达的基本概念 二、基因表达的基本条件 三、真核基因在原核细胞中表达及调控

第一节 基因表达的概述和 基本条件 • 一、基因表达的基本概念 • 二、基因表达的基本条件 • 三、真核基因在原核细胞中表达及调控

第二节在大肠杆菌中影响 外源基因表达的因素 启动子结构对表达效率的影响 表达载体的选择 三、外源基因(cDNA)中密码子的作用 四、mRNA的一级结构与基因表达 五、mRNA的二级结构对翻译起始的影响 六、mRNA稳定性的影响 七、转录终止区对外源基因表达效率的影响 八、转录后的若干因素与基因表达的关系 九、宿主选择对表达的影响 十、培养条件的控制对表达效率的影响

第二节 在大肠杆菌中影响 外源基因表达的因素 • 一、启动子结构对表达效率的影响 • 二、表达载体的选择 • 三、外源基因（cDNA）中密码子的作用 • 四、mRNA的一级结构与基因表达 • 五、mRNA的二级结构对翻译起始的影响 • 六、mRNA稳定性的影响 • 七、转录终止区对外源基因表达效率的影响 • 八、转录后的若干因素与基因表达的关系 • 九、宿主选择对表达的影响 • 十、培养条件的控制对表达效率的影响

基因表达的基本概念 生物体的遗传信息都是以核苷酸序列 编码的形式储存在遗传物质DNA上,基因 表达是目的基因DNA在导入的细胞内转 录成mRNA,再以mRNA指导翻译成蛋白 质。基因的表达依赖于有效的转录和 mRNA的正确翻译以及翻译后的加工处 理等各个环节的调节作用,其中转录最 为关键,原核的基因表达过程和方式与 真核细胞有显著不同

一、基因表达的基本概念 生物体的遗传信息都是以核苷酸序列 编码的形式储存在遗传物质DNA上, 基因 表达是目的基因DNA在导入的细胞内转 录成mRNA, 再以mRNA指导翻译成蛋白 质。基因的表达依赖于有效的转录和 mRNA的正确翻译以及翻译后的加工处 理等各个环节的调节作用，其中转录最 为关键，原核的基因表达过程和方式与 真核细胞有显著不同

基因表达的基本条件 1.外源基因插入序列必须保持正确的方向和阅读框架。 其遗传密码不得缺失、遗漏、或错位及错码。否则会 导致编码错误的蛋白质分子,特别是目的基因序列内 部应不含两端酶切位点的识别序列 2.插入的外源基因必须放在原核的启动子控制之下, 也就是使原核的RNA聚合酶能够识别插入的基因。 3.外源基因必须能在大肠杆菌中进行有效转录(如无 内含子),转录后的mRNA在菌体必须相当稳定,并 且能有效地进行翻译,转译的蛋白分子在菌体内不致 于受菌体蛋白酶的降解

二、基因表达的基本条件 • 1. 外源基因插入序列必须保持正确的方向和阅读框架。 其遗传密码不得缺失、遗漏、或错位及错码。否则会 导致编码错误的蛋白质分子，特别是目的基因序列内 部应不含两端酶切位点的识别序列。 • 2. 插入的外源基因必须放在原核的启动子控制之下， 也就是使原核的RNA聚合酶能够识别插入的基因。 • 3. 外源基因必须能在大肠杆菌中进行有效转录（如无 内含子），转录后的mRNA在菌体必须相当稳定，并 且能有效地进行翻译，转译的蛋白分子在菌体内不致 于受菌体蛋白酶的降解

真核基因在原核细胞中表达及调控 真核基因在原核细胞中表达及调控的特 ()有效转录及其调控元件 正确转译 原核表达载体的构建

三、真核基因在原核细胞中表达及调控 • 真核基因在原核细胞中表达及调控的特 点 • ㈠ 有效转录及其调控元件 • ㈡ 正确转译 • ㈢ 原核表达载体的构建

()有效转录及其调控元件 1.RNA聚合醢 2.启动子及其转录作用的启动(启动子 的概念、分类) 3转录作用的终止 4.转录的弱化作用

㈠ 有效转录及其调控元件 • 1. RNA聚合酶 • 2. 启动子及其转录作用的启动（启动子 的概念、分类） • 3.转录作用的终止 • 4. 转录的弱化作用

(正确转译 1.起始密码子( intiqtion codon, Initiator) 2.核糖体结合位点(RBS,又称SD序列)

㈡ 正确转译 • 1.起始密码子（intiqtion codon,initiator） • 2.核糖体结合位点（RBS，又称SD序列）

白原核表达载体的构建 原核表达载体的构建的要求 1表达载体类型 2表达载体的举例 3包涵体表达载体

㈢ 原核表达载体的构建 • 原核表达载体的构建的要求 • 1.表达载体类型 • 2.表达载体的举例 • 3.包涵体表达载体

启动子 (1)乳糖启动子(Lac) (2)Tp启动子 (3)Tac启动子 (4)噬菌体的P和P启动子 (5)脂蛋自启动子(LPP)

启动子 • ⑴ 乳糖启动子（Lac） • ⑵ Trp启动子 • ⑶ Tac启动子 • ⑷ 噬菌体的PL和PR启动子 • ⑸ 脂蛋白启动子（LPP）