甘肃农业大学：《分子生物学》课程教学资源（课件讲稿）第十三章 真核生物基因表达调控 Control of gene expression in eukaryote

第十三章真核生物基因 表达调控 Control of gene expression in eukaryote From DNA to Humans DNA Codes for -80,000 different proteins in trillions of cells CGTTCTCTATTAACA... GCAAGAGATAATTGT... 3 billion DNA subunits in the cell nucleus Cells respond to enviromment 6004型

第十三章 真核生物基因 表达调控 Control of gene expression in eukaryote

一、真核基因表达调控的特点 。真、原核基因表达调控的相同点和不同点 o相同点： ▣与原核调控一样，真核基因表达调控有转录水平调控 和转录后调控，并且以转录水平调控为最主要 ▣在真核结构基因的上游和下游（甚至基因内部）也存 在着许多特异的调控成分，并依靠特异蛋白质因子与 这些调控成分的结合与否调控基因的转录

一、真核基因表达调控的特点 真、原核基因表达调控的相同点和不同点 相同点： 与原核调控一样，真核基因表达调控有转录水平调控 和转录后调控，并且以转录水平调控为最主要 在真核结构基因的上游和下游（甚至基因内部）也存 在着许多特异的调控成分，并依靠特异蛋白质因子与 这些调控成分的结合与否调控基因的转录

不同点 Eukaryote Prokaryote DNA histon →chromatin Naked DNA Repeptitive gene Overlapping gene Splitting gene no intron Post-transcription transcription translation RNA processing synchronizely

不同点 • Repeptitive gene Overlapping gene • Splitting gene no intron • Post-transcription transcription & translation RNA processing synchronizely Eukaryote Prokaryote • DNA + histon →chromatin Naked DNA

Eukaryote -Prokaryote ·enhancer&silencer Attenuater ·nonocistron polycistron (operon) 。m5C> gene off 。acetylation phosphorylation trans factor methylation glucosylation active form

• enhancer & silencer Attenuater • monocistron polycistron (operon) • m5C  gene off trans factor active form Eukaryote Prokaryote • acetylation •phosphorylation methylation glucosylation

二、真核细胞基因表达调控的不同层次 7个层次： 。染色体和染色质水平上的结构变化和基因活化 o转录水平上的调控 oRNA加工水平上的调控 。转录后加工产物从细胞核向细胞质转运过程的调控 。翻译水平的调控 。蛋白质合成以后选择性地被激活的控制，蛋白质和 酶分子水平上的剪切、活性水平的控制 o mRNA的选择性降解的调控

二、真核细胞基因表达调控的不同层次 7个层次： 染色体和染色质水平上的结构变化和基因活化 转录水平上的调控  RNA加工水平上的调控 转录后加工产物从细胞核向细胞质转运过程的调控 翻译水平的调控 蛋白质合成以后选择性地被激活的控制，蛋白质和 酶分子水平上的剪切、活性水平的控制  mRNA的选择性降解的调控

染色质DNA 染色质水平调控 真核生物基因表达调控七个层次 DNA 转录调控 转录初产物 (RNA) 细胞核 转录后加工调控 细胞质 转运调控 mRNA 翻译调控 mRNA降解调控 蛋白质前体 mRNA降解物 翻译后加工调控 活性蛋白质

染色质DNA DNA 转录初产物（RNA） 细胞核 细胞质 mRNA 蛋白质前体 mRNA降解物 活性蛋白质 染色质水平调控 转录调控 转录后加工调控 转运调控 翻译调控 mRNA降解调控 翻译后加工调控 真 核 生 物 基 因 表 达 调 控 七 个 层 次

三、染色体水平上的调控 主要有： 。染色质结构 DNA在染色体上的位置 。基因拷贝数的变化 基因重组 基因扩增 。基因丢失 基因重排 DNA修饰

三、染色体水平上的调控 主要有： 染色质结构 DNA在染色体上的位置 基因拷贝数的变化 基因重组 基因扩增 基因丢失 基因重排 DNA修饰

基因丢失 。在细胞分化过程中，通过丢掉某些基因而去 除其活性。例如某些原生动物，线虫、昆虫、 甲壳类动物，体细胞常丢掉部分或整条染色 体，只保留将来分化产生生殖细胞的那套染 色体

基因丢失 在细胞分化过程中，通过丢掉某些基因而去 除其活性。例如某些原生动物，线虫、昆虫、 甲壳类动物，体细胞常丢掉部分或整条染色 体，只保留将来分化产生生殖细胞的那套染 色体

基因扩增 在没有发生细胞分裂，整条染色体几乎没有 复制的情况下，细胞内某些特定基因的拷贝数 专一性增加的现象 为满足正常的生长发育需要 如两栖类和昆虫卵母细胞rRNA基因的扩增： 卵母细胞中的DNA拷贝数比体细胞中增加了 4000倍，用于转录合成卵裂期所需要的1012个 核糖体

基因扩增  在没有发生细胞分裂，整条染色体几乎没有 复制的情况下，细胞内某些特定基因的拷贝数 专一性增加的现象  为满足正常的生长发育需要  如两栖类和昆虫卵母细胞rRNA基因的扩增: 卵母细胞中的rDNA拷贝数比体细胞中增加了 4000倍，用于转录合成卵裂期所需要的1012个 核糖体

编码卵壳蛋白的卵壳基因的扩增 Drosophila chorion gene Fg18果蝇卵壳蛋白基因的扩增 N010NNN10N11111N Gene amplification by repeated DNA replication of chorion gene region 气s/0000n00000 aua2ao心G N小M Se2ouaw w Chorion gene in ovarian cell

编码卵壳蛋白的卵壳基因的扩增