河南牧业经济学院（郑州牧业高等专科学校）：《生物化学》课程教学资源（PPT课件）第十一章 基因表达调控（Control of Gene Expression）

基因表达的调控 (Control of Gene Expression) 制作：郑鸣

基因表达的调控 (Control of Gene Expression） 制作：郑 鸣

第一节概述 (Introduction) 中心法则(the central dogma): RNA 复制 复制 DNA 转录 RNA 翻译 蛋白质 逆转录 基因表达(gene expression)-基因转录及翻译的过程。 rRNA、tRNA的合成属于基因表达

第一节 概述 (Introduction) 复制 DNA RNA 蛋白质 转录 翻译 逆转录 RNA 复制 基因表达(gene expression)-基因转录及翻译的过程。 •rRNA、tRNA的合成属于基因表达 中心法则(the central dogma)：

一、基因表达的时空特异性 (temporal and spatial specificity) ■ 时间特异性(temporal specificity） 某一基因的表达严格按特定的时间顺序发生。 ■ Hb(hemoglobin) ■a珠蛋白基因簇：ζ（胚胎型）、a ■B珠蛋白基因簇：ε（胚胎型）、Y(胎儿型)、B、 δ ■ζ2E2→02Y2→02β2

一、基因表达的时空特异性 (temporal and spatial specificity) ◼ 时间特异性(temporal specificity) 某一基因的表达严格按特定的时间顺序发生。 ◼ Hb (hemoglobin) ◼ α珠蛋白基因簇： ζ（胚胎型） 、 α ◼ β珠蛋白基因簇： ε （胚胎型）、 γ（胎儿型）、β、 δ ◼ ζ2 ε2 →α2γ2 →α2β2

一、基因表达的时空特异性 (temporal and spatial specificity) 空间特异性(spatial specificity) 在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同 组织空间顺序出现 同形异位盒基因(homeobox):高度保守的一段核 苷酸序列(180bp),控制胚胎发育的基因 ■ 同形异位现象(homeosis): 果蝇头部长触角部位长出脚来

◼ 空间特异性(spatial specificity) 在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同 组织空间顺序出现 ◼ 同形异位盒基因(homeobox) :高度保守的一段核 苷酸序列（180bp）,控制胚胎发育的基因 ◼ 同形异位现象(homeosis): 果蝇头部长触角部位长出脚来 一、基因表达的时空特异性 (temporal and spatial specificity)

二、基因表达的方式 1、 组成型表达(constitutive gene expression) 指在个体发育的任一阶段都能在大多数 细胞中持续进行的基因表达。其基因表达产 物通常是对生命过程必需的或必不可少的， 且较少受环境因素的影响。这类基因通常被 称为持家基因(housekeeping gene)

二、基因表达的方式 指在个体发育的任一阶段都能在大多数 细胞中持续进行的基因表达。其基因表达产 物通常是对生命过程必需的或必不可少的， 且较少受环境因素的影响。这类基因通常被 称为持家基因（housekeeping gene）。 1、组成型表达（constitutive gene expression）

二、基因表达的方式 2、诱导和阻遏表达 ■诱导(induction)：是指在特定环境因素刺激下， 基因被激活，从而使基因的表达产物增加。这类基 因称为可诱导基因。 DNA损伤→修复酶基因激活 ■乳糖→利用乳糖的三种酶表达 ■ 阻遏(repression):是指在特定环境因素刺激下， 基因被抑制，从而使基因的表达产物减少。这类基 因称为可阻遏基因。 ■色氨酸一色氨酸合成酶系

二、基因表达的方式 2、诱导和阻遏表达 ◼ 诱导（induction）：是指在特定环境因素刺激下， 基因被激活，从而使基因的表达产物增加。这类基 因称为可诱导基因。 ◼ DNA损伤 →修复酶基因激活 ◼ 乳糖 → 利用乳糖的三种酶表达 ◼ 阻遏（repression）：是指在特定环境因素刺激下， 基因被抑制，从而使基因的表达产物减少。这类基 因称为可阻遏基因。 ◼ 色氨酸 —色氨酸合成酶系

三、基因表达调控的环节 多级调控 基因表达调控 DNA 可见于从基因激活 ①转录调控 到蛋白质生物合成 hnRNA 的各个阶段，因此 ②加工调控 基因表达的调控可 mRNA 细胞核 分为转录水平（基 因激活及转录起 ③转运调控 细胞质 始)，转录后水平 mRNA (加工及转运)， 翻译调控 mKNA降解调控 翻译水平及翻译后 ④ ⑤ 水平，但以转录水 蛋白质 失活mRNA 平的基因表达调控 ⑥蛋白质活性调节 最重要。 失活蛋白质

三、基因表达调控的环节 ——多级调控 基因表达调控 可见于从基因激活 到蛋白质生物合成 的各个阶段，因此 基因表达的调控可 分为转录水平（基 因激活及转录起 始），转录后水平 （加工及转运）， 翻译水平及翻译后 水平，但以转录水 平的基因表达调控 最重要

四、基因表达调控的生物学意义 ■适应环境、维持生长和增殖 ■维持个体发育与分化

◼ 适应环境、维持生长和增殖 ◼ 维持个体发育与分化 四、基因表达调控的生物学意义

第二节原核生物基因表达的调控 (Control of Prokaryotic Gene Exepression 一、转录水平的调控(control of transcription) ■操纵元(operon):由调控区（启动子和操纵子） 与信息区（结构基因）组成 二、翻译水平的调控(control of translation)

第二节 原核生物基因表达的调控 (Control of Prokaryotic Gene Exepression ) 一、转录水平的调控(control of transcription) ◼ 操纵元(operon)：由调控区（启动子和操纵子） 与信息区（结构基因）组成 二、翻译水平的调控(control of translation)

一、转录水平的调控 (control of transcription) (一)、影响转录的因素 I、启动子(promoter):指能被RNA聚合酶识别、 结合并启动基因转录的一段DNA序列 A、启动子决定转录方向及模板链 B、启动子决定转录效率 >启动子有三个功能区：启始部位(+1区)、结 合部位（-10区)、识别部位（-35区)

一、转录水平的调控 (control of transcription) 1、启动子(promoter)：指能被RNA聚合酶识别、 结合并启动基因转录的一段DNA序列 A、启动子决定转录方向及模板链 B、启动子决定转录效率 ➢启动子有三个功能区：启始部位（+1区）、结 合部位（-10区）、识别部位（-35区） (一)、影响转录的因素