《分子生物学与基因工程》课程教学课件（讲稿）第八章 真核基因表达调控 Eukaryotic gene expression and regulation

真核生物的基因结构与表达活性真核生物基因表达多层次的调控目录三转录后水平上的基因调控四RNA修饰调控基因表达五非编码RNA调控基因表达

真核生物的基因结构与表达活性 真核生物基因表达多层次的调控 转录后水平上的基因调控 RNA修饰调控基因表达 非编码RNA调控基因表达 四 五 二 目录

真核基因表达调控特征：在特定的时间和特定的细胞中激活特定的基因，从而实现“预定”、有序的、不可逆转的分化、发育过程，使生物的组织和器官保持正常功能。Transcriptionalregulation什么是调控基因表达的信号？Gene locustranscriptiontranscniptionfactors(转录、基因的调控主要是在哪一步？pre-mRNAproductivemRNA的成熟或蛋白质合成）splicingproductiveactorsmRNA不同水平基因调控的分子机制是什么？RUSTtranslationProtein

真核基因表达调控 n 特征：在特定的时间和特定的细胞中激活特定的基因，从而实现 “预定” 、有序的、不可逆转的分化、发育过程，使生物的组织 和器官保持正常功能。 n 什么是调控基因表达的信号？ n 基因的调控主要是在哪一步？（转录、 mRNA的成熟或蛋白质合成） n 不同水平基因调控的分子机制是什么？

1、影响真核基因表达调控的因素核小体：a.无调控蛋白时，基因表达减少。b.修饰改变核小体，让DNA结合蛋白与DNA的结合易于进行。重复序列和内含子。DNA与蛋白质结合，构象的变化，调节序列的增多。转录和翻译的间隔，RNA的合成与转运，RNA的剪接和加工

1、影响真核基因表达调控的因素 n 核小体：a.无调控蛋白时，基因表达减少。b.修饰改变核小 体，让DNA结合蛋白与DNA的结合易于进行。 n 重复序列和内含子。 n DNA与蛋白质结合，构象的变化，调节序列的增多。 n 转录和翻译的间隔，RNA的合成与转运，RNA的剪接和加工

2、真核基因表达的调节特点染色体多层次(1)基因结构的激活(2) 天无操纵子和衰减子1（3）个体发育复杂转录起始1(4)受环境影响较小转录物加工1向胞质转运1mRNA的翻译（产物加工）

2、真核基因表达的调节特点 n （1）多层次 n （2）无操纵子和衰减子 n （3）个体发育复杂 n （4）受环境影响较小 染色体 ↓ 基因结构的激活 ↓ 转录起始 ↓ 转录物加工 ↓ 向胞质转运 ↓ mRNA 的翻译（产物加工）

3、分两大类1.瞬时调控或可逆调控相当于原核生物对环境的变化作出的反应，象某种底物或激素水平升降时，或细胞周期不同阶段酶活性的调节。2.发育调控或不可逆调控：调控发生的主要水平：转录水平调控转录后水平调控：RNA加工成熟过程的调控翻译水平的调控蛋白质加工水平的调控

3、分两大类 1.瞬时调控或可逆调控： n 相当于原核生物对环境的变化作出的反应，象某种底物或激素水 平升降时，或细胞周期不同阶段酶活性的调节。 2.发育调控或不可逆调控： 调控发生的主要水平： n 转录水平调控 n 转录后水平调控：RNA加工成熟过程的调控 翻译水平的调控 蛋白质加工水平的调控

一、 真核生物的基因结构与表达活性单顺反子结合组蛋白和非组蛋白重复序列和内含子DNA片段重排和增加基因拷贝数基因调节区的位置和大小空间间隔有剪接成熟的过程

一 一、真核生物的基因结构与表达活性 n 单顺反子 n 结合组蛋白和非组蛋白 n 重复序列和内含子 n DNA片段重排和增加基因拷贝数 n 基因调节区的位置和大小 n 空间间隔 n 有剪接成熟的过程

1、基因家族真核细胞中许多相关的基因常按功能成套组合，被称为基因家族（genefamily）家族成员可以成簇存在，或者分散在不同的染色体中（或两者都有)。基因簇(Genecluster）少则可以是由重复产生的两个相邻相关基因所组成，多则可以是几百个相同基因串联排列而成

1、基因家族 n 真核细胞中许多相关的基因常按功能成套组合，被称为基 因家族（gene family） n 家族成员可以成簇存在，或者分散在不同的染色体中(或两 者都有)。 n 基因簇(Gene cluster) 少则可以是由重复产生的两个相邻相 关基因所组成，多则可以是几百个相同基因串联排列而成

基因簇通过重复和变异形成多数重复都在基因第一个拷贝附近产生第二个拷贝。有时这些拷贝保持联系，进一步重复可以产生相关基因的一个基因簇■突变可以在一个拷贝中积累而不会使自然选择向不利的方向进行。然后这个突变的拷贝可以进化形成一种新功能，也许和第一个拷贝在不同时期或地点表达，也许获得不同的活性

基因簇通过重复和变异形成 n 多数重复都在基因第一个拷贝附近产生第二个拷贝。有时这些 拷贝保持联系，进一步重复可以产生相关基因的一个基因簇。 n 突变可以在一个拷贝中积累而不会使自然选择向不利的方向进 行。然后这个突变的拷贝可以进化形成一种新功能，也许和第 一个拷贝在不同时期或地点表达，也许获得不同的活性

（1）简单多基因家族tRNAtRNADNAt1t25SRNAP1P216SrRNA23SIRNA30SRNA米Products16SrRNARNA23BrRNA5SRNA tRNA串连方式前后相连。E.coli中有七个拷贝，每个拷贝中tRNA基因的种类、数量和部位发生变化

（1）简单多基因家族 n 串连方式前后相连。E.coli中有七个拷贝，每个拷 贝中tRNA基因的种类、数量和部位发生变化

5.8S2853A18S真核生物前体为45S100处被甲基化（2-0H）18S需要snoRNAs的参与(核仁小RNA，研究热点，由内含子编码。反义snoRNA指导rRNA核糖甲基化。）5.8S285Exonuolase3-5 endo nuolease6-3'endonuolease

真核生物 n 前体为45S n 100处被甲基化（2-OH） n 需要snoRNAs的参与(核仁 小RNA，研究热点，由内 含子编码。反义snoRNA 指导rRNA核糖甲基化。)