第十三章 基因表达调控
第一节 基因表达调控基本概念与原理
一、基因表达的概念（掌握）
1、基因：负载特定遗传信息的DNA片段，包括由编码序列、非编码序列和内含子组成的DNA区域。
2、基因组：指来自一个遗传体系的一整套遗传信息。在真核生物体，基因组是指一套完整的单倍体的染色体DNA和线粒体DNA的全部序列。
3、基因表达：基因所携带的遗传信息，经过转录、翻译等，产生具有特异生物学功能的蛋白质分子的过程。但对于rRNA、tRNA编码基因，表达仅是转录成RNA的过程。
4、基因表达调控：基因表达是在一定调节机制控制下进行的，生物体随时调整不同基因的表达状态，以适应环境、维持生长和发育的需要。
人类基因组含3～4万个基因。在某一特定时期，基因组中只有一部分基因处于表达状态。在一定调节机制控制下，大多数基因经历基因激活、转录及翻译等过程，产生具有特定生物学功能的蛋白质分子，赋予细胞或个体一定的功能或形态表型。但并非所有基因表达过程都产生蛋白质。rRNA、tRNA编码基因转录合成RNA的过程也属于基因表达。
二、基因表达的特异性（了解）
无论是病毒、细菌，还是多细胞生物，乃至高等哺乳类动物及人，基因表达表现为严格的规律性，即时间、空间特异性。生物物种愈高级，基因表达规律愈复杂、愈精细，这是生物进化的需要及适应。
基因表达的时间、空间特异性由特异基因的启动子（序列）和（或）增强子与调节蛋白相互作用决定。
（一）时间特异性
概念：指按功能需要，某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生。又称阶段特异性。
在多细胞生物从受精卵到组织、器官形成的各个不同发育阶段，相应基因严格按一定时间顺序开启或关闭，表现为与分化、发育阶段一致的时间性。
（二）空间特异性
概念：在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同组织空间或顺序出现。
基因表达伴随时间或阶段顺序所表现出的这种空间分布差异，实际上是由细胞在器官的分布决定的，又称细胞特异性或组织特异性。
在多细胞生物个体某一发育、生长阶段，同一基因产物在不同的组织器官表达多少是不一样的；在同一生长阶段，不同的基因表达产物在不同的组织、器官分布也不完全相同。
三、基因表达的方式（了解）
不同的基因对内、外环境信号刺激的反应性不同。按对刺激的反应性，基因表达的方式或调节类型存在很大差异。
（一）基本表达
管家基因：某些基因产物对生命全过程都是必需的或必不可少，这类基因在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达，通常称之为管
家基因。
管家基因较少受环境因素的影响，被视为基本的或组成性基因表达。只受到启动序列或启动子与RNA聚合酶相互作用的影响，而不受其他机制调节。
例如，三羧酸循环是一枢纽性代谢途径，催化该途径各阶段反应的酶编码基因就属这类基因。
（二）诱导和阻遏
有一些基因表达极易受环境变化影响，随外环境信号变化，这类基因表达水平可呈现升高或降低的现象。
1、可诱导基因：在特定环境信号刺激下，相应的基因被激活，基因表达产物增加，这种基因是可诱导的。
2、诱导：可诱导基因在特定环境中表达增强的过程。
3、可阻遏基因：在特定环境信号刺激下，如果相应的基因对环境信号应答时被抑制，这种基因是可阻遏的。
4、阻遏：可阻遏基因表达产物水平降低的过程。
可诱导或可阻遏基因除受到启动序列或启动子与RNA聚合酶相互作用的影响外，还受其他机制调节。这类基因的调控序列含有特异刺激的反应元件。
例：乳糖操纵子、色氨酸操纵子；这类基因的调控序列含有特异刺激的反应元件。
诱导和阻遏是同一事物的两种表现形式，在生物界普遍存在，也是生物体适应环境的基本途径。乳糖操纵子机制是认识诱导和阻遏表达的典型模型。
5、协调表达：在一定机制控制下，功能上相关的一组基因，无论其为何种表达方式，均需协调一致、共同表达，即协调调节。
四、基因表达调控的生物学意义（了解）
（一）适应环境、维持生长和增殖
生物体赖以生存的外环境是在不断变化的。所有活细胞都必须对外环境变化作出适当反应，调节代谢，以使生物体能更好地适应变化着的外环境。细胞内某种功能的蛋白质分子有或无、多或少等数量变化则是由这些蛋白质分子的编码基因表达与否、表达水平高低等状况决定的。
（二）维持个体发育与分化
在多细胞个体生长、发育的不同阶段，细胞中的蛋白质分子种类和含量差异很大；即使在同一生长发育阶段，不同组织器官内蛋白质分子分布也存在很大差异，这些差异是调节细胞表型的关键。
第二节 基因表达调控的基本原理
一、基因表达调控的多层次和复杂性（了解）
目前已有证据表明，基因结构活化、转录起始、转录后加工及转运、翻译及翻译后加工等均为基因表达调控的控制点。转录起始是基因表达的基本控制点。
二、基因转录激活调节基本要素（熟悉）
（一）特异DNA序列
原核生物：——操纵子调控机制。
操纵子——编码序列+启动序列+操纵序列+其他调节序列
1、启动序列——RNA聚合酶结合并起动转录。
共有序列：一10区——TATAAT，又称Pribnow盒（Pribn
ow box）；
一35区域——TTGACA
共有序列决定启动序列的转录活性大小。
2、操纵序列：与启动序列毗邻，其DNA序列常与启动序列交错、重叠，它是原核阻遏蛋白的结合位点?——介导负性凋节。
3、其他调节序列：结合激活蛋白——介导正性调节。
真核生物：调控机制——编码基因两侧的DNA序列——顺式作用元件
顺式作用元件：是指可影响自身基因表达活性的DNA序列。
A、B分别代表同一DNA分子中的两段特异DNA序列。B序列通过一定机制影响A序列，并通过A序列控制该基因转录起始的准确性及频率。A、B序列就是调节这个基因转录活性的顺式作用元件。
不同基因具有各自特异的顺式作用元件。
共有序列——TATA盒、CCAAT盒等是顺式作用元件的核心序列，是真核RNA聚合酶或特异转录因子的结合位点。顺式作用元件通常是非编码序列。顺式作用元件并非都位于转录起始点上游（5’端）。根据顺式作用元件在基因中的位置、转录激活作用的性质及发挥作用的方式，可将真核基因的这些功能元件分为启动子、增强子及沉默子等。
（二）调节蛋白
原核生物：分为三类：特异因子、阻遏蛋白和激活蛋白。
1、特异因子：决定RNA聚合酶对启动序列的特异性识别和结合能力。
2、阻遏蛋白：可结合特异DNA序列——操纵序列，阻遏基因转录——介导负性调节机制。
3、激活蛋白：可结合启动序列邻近的DNA序列，促进RNA聚合酶与启动序列的结合，增强RNA聚合酶活性——如：分解（代谢）物基因激活蛋白（CAP）某些基因在没有激活蛋白存在时，RNA聚合酶很少或全然不能结合启动序列。原核调节蛋白都是一些DNA结合蛋白。
真核生物：基因调节蛋白又称转录因子（transcription factor）。
1、反式作用因子：转录调节因子由某一基因表达后，通过与特异的顺式作用元件相互作用（DNA-蛋白质相互作用）反式激活另一基因的转录。
2、顺式作用蛋白：有些基因产物可特异识别、结合自身基因的调节序列，调节自身基因的开启或关闭，这就是顺式作用。具有这种调节方式的调节蛋白称之。
大多数反式作用因子是DNA结合蛋白；还有一些真核基因调节蛋白不能直接结合DNA，需通过蛋白质－蛋白质相互作用参与DNA一蛋白质复合物的形成、调节基因转录。
（三）DNA一蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用（了解）
1、DNA-蛋白质相互作用：指反式作用因子与顺式作用元件之间的特异识别结合（非共价结合）
2、二聚化：是指两分子单体通过一定结构域结合成二聚体，它是调节蛋白结合DNA时最常见的形式。只要具有适当的结构，两个相同或不同的分子均可形成二聚体。
3、有一些
调节蛋白不能直接结合DNA，而是通过蛋白质－蛋白质相互作用间接结合DNA，调节基因转录，真核生物很常见。
因为不同的真核细胞中所存在的转录调节因子种类不同，即使有相同的因子但其浓度不同，所以同一基因在不同细胞中的表达状态不同。
（四）RNA聚合酶 （了解）
DNA元件与调节蛋白对转录激活的调节最终是由RNA聚合酶活性体现的。启动序列／启动子的结构、调节蛋白的性质对RNA聚合酶活性影响很大。
（1）启动序列／启动子与RNA聚合酶活性：
原核启动序列或真核启动子是由转录起始点、RNA聚合酶结合位点及控制转录的调节组件组成。对真核RNA聚合酶活性来说，除启动子序列，还与所存在的转录调节因子有关。
（2）调节蛋白与RNA聚合酶活性：
许多基因与管家基因不同，它们的基因产物浓度随环境信号而变化。这些基因都有一个由启动序列或启动子决定的基础转录频率，一些特异调节蛋白在适当环境信号刺激下在细胞内表达，随后这些调节蛋白通过DNA-蛋白质相互作用、蛋白质。蛋白质相互作用影响RNA聚合酶活性，从而使基础转录频率发生改变，出现表达水平变化。
诱导剂、阻遏剂等引起的基因表达都是通过使调节蛋白分子构象改变，直接（DNA-蛋白质相互作用）或间接（蛋白质－蛋白质相互作用）调节RNA聚合酶转录起动过程。
原核生物特异因子σ可以改变RNA聚合酶识别启动序列的特异性，这是调节蛋白调节RNA聚合酶活性的实例。当细菌发生热应激时，全酶中通常的σ70被σ32所取代，这时RNA聚合酶就会改变其对常规启动序列的识别而结合另一套启动序列，起动一套基因表达。这就是所谓的热休克反应（heat shock response）。
第三节 原核基因转录调节
一、原核基因转录调节特点（熟悉）
原核特异基因的表达也受多级调控，如转录起始、转录终止、翻译调控以及RNA、蛋白质的稳定性等，但主要发生在转录起始。概括原核基因转录调节有以下特点。
（－）σ因子决定RNA聚合酶识别特异性
原核生物细胞仅含有一种RNA聚合酶，在转录起始阶段，σ亚基识别特异启动序列，不同的σ亚基决定特异基因的转录激活，决定mRNA、rRNA和tRNA基因的转录。
（二）操纵子模型的普遍性
原核：几个功能相关的结构基因排列一起—→共同组成一个转录单位——操纵子，转录出一段mRNA—→翻译几种蛋白质。
在同一启动序列控制下，可转录出多顺反子mRNA（polycistronic mRNA）。原核基因的协调表达就是通过调控单个启动基因的活性来完成的
（三）阻遏蛋白与阻遏机制的普遍性
原核操纵子系统，特异的阻遏蛋白是控制原核启动序列活性的重要因
素。原核基因调控普遍涉及特异阻遏蛋白参与的开、关调节机制。
二、原核生物转录起始调节（掌握）
（一）操纵子：（operon）——原核生物的转录单位
概念：由一组原核生物结构基因加上其上游的启动子（promoter，P）和操纵基因（operator，O）组成。
结构基因 + 调控区（启动子、操纵基因）——→ 称之操纵子
（二）启动子：
1、概念：启动子是结构基因上游的能够结合RNA pol的DNA序列。
2、结构特点：是DNA序列
原核： 1） 长约60bp
2） -35区bp序列 TTGACA
3） - 10区： TATA 盒
3、功能作用
RNA pol的结合位点：启动转录作用。
强启动子（-35区、-10区）——转录能力强，常用于基因工程（人工组合强启动子）。
（三）操纵基因
1、概念：是位于启动子与结构基因之间，能与阻遏物结合，能抑制转录的DNA序列。
2、结构特点：
1）位于启动子与结构基因之间
2）不存在特殊序列，在不同的操纵子中，操纵基因的bp序列不同，能与不同阻遏物结合。
3、作用：结合阻遏物，阻止转录进行
阻遏物基因
启动子 操纵基因 结构基因
RNA pol 阻遏物
1）阻遏物：能与操纵基因结合，阻止RNA pol进行转录的分子。
2）阻遏物基因：能产生阻遏物的基因，有（i、R）。位于调控区上游较远的部位，远离结构基因，实际上为另一个操纵子控制。
当有阻遏物 ————基因关闭
负调控方式
当无阻遏物 ————基因开放
4、负调控方式：阻遏物受代谢物的作用
可分为：1）可诱导（Lac）代谢物可与阻遏物结合，能解除抑制——基因转录开放。
2）可阻遏（Trp）代谢物可与阻遏物结合，能促进抑制——基因转录关闭。
乳糖操纵子调节机制
（一）乳糖操纵子的结构
1、结构： i基因 P O
阻遏基因 CAP 启动子 操纵基因 结构基因
1）结构基因：分解乳糖的三种酶，使乳糖分解，产生能量。
2）操纵基因
3）启动子
4）CAP
5）i基因：上游，产生阻遏物。
（二）阻遏蛋白的负性调节：（分解代谢）——可诱导调控
1、无乳糖存在时，阻遏物可以结合在操纵基因上—→阻止转录过程—→基因关闭
2、有乳糖存在时，乳糖与阻遏物结合—→阻遏物变构—→阻遏物不能结合操纵基因—→转录进行—→基因开放
可诱导调控的操纵子，其基因表达产物都是利用某种营养物的酶体系（分解代谢）
无营养物 ———— 相应基因开放
有营养物 ——— 细胞就没必要产生相应的酶。
（三）CAP的正性调节
1、调控机理：
i基因 CAP 启动子 操纵基因 结构基因
CAP：使分解代谢基因活化蛋白结合在启动子上游的CAP位点上。
CAP + cAMP —→复合物—→结合在CAP的结合位点上—
→促进RNA pol向前移动 促转录
2、调控意义
葡萄糖、乳糖同时存在时，葡萄糖先利用
1）有葡萄糖存在时，cAMP↓—→cAMP + CAP形成复合物↓，不能结合CAP位点上，
—→正调控作用↓—→乳糖操纵子不能表达。（虽然有乳糖存在，乳糖操纵子不开放基因）
2）无葡萄糖存在时，cAMP↑—→cAMP — CAP形成复合物↑—→正调控作用—→基因表达。
当有葡萄糖存在时，cAMP浓度降低，cAMP与CAP结合受阻，因此lac操纵子表达下降。
可见，对lac操纵子来说CAP是正性调节因素，lac阻遏蛋白是负性调节因素。两种调节机制根据存在的碳源性质及水平协调调节lac操纵子的表达。
lac操纵子的负性调节能很好地解释：单纯乳糖存在时细菌是如何利用乳糖作碳源的。然而，细菌生长环境是复杂的，倘若有葡萄糖或葡萄糖／乳糖共同存在时，细菌首先利用葡萄糖才是最节能的。这时，葡萄糖通过降低cAMP浓度，阻碍cAMP与CAP结合而抑制lac操纵子转录，使细菌只能利用葡萄糖。葡萄糖对lac操纵子的阻遏作用称分解代谢阻遏（catabolic repression）。lac操纵子强的诱导作用既需要乳糖存在又需缺乏葡萄糖。
三、原核基因转录终止调节（了解）
四、原核生物翻译水平调节（了解）
第三节 真核基因表达调节
环境信号传导——染色质活化——基因转录激活偶联网络途径是特定条件下（如刺激或应激）某种基因产物表达调控过程的核心途径。
—、真核基因组结构特点（熟悉）
（－）真核基因组结构庞大
哺乳类动物基因组DNA由约3×l09 bp（碱基对）的核苷酸组成。大约有十多万个基因，其余80％～90％的哺乳类基因组可能没有直接的遗传学功能，这是真核基因组与原核截然不同的。
（二）单顺反子
由操纵子机制控制转录生成的mRNA是多顺反子。真核基因转录产物为单顺反子，即一个编码基因转录生成一个mRNA分子，经翻译生成一条多肽链。
（三）重复序列
重复序列及基因重组均与生物进化有关。某些重复序列发生在调控区，如转录终止区、衰减调控区及某些酶或蛋白因子结合位点，则可能对DNA复制、转录调控具有重要意义。
（四）基因不连续性
真核结构基因两侧存在不被转录的非编码序列，往往是基因表达的调控区。在编码基因内部尚有一些不为蛋白质编码的间隔序列，称内含子，而编码序列称外显子，因此真核基因是不连续的。不同剪接方式可形成不同的mRNA，翻译出不同的多肽链，因此转录后的剪接过程是真核基因表达调控的另一重要环节。
二、真核基因表达调控特点（熟悉）
转录起始仍是真核基因表达调控的最基本环节，而且某些机制是一样的。但在下述
方面与原核存在明显差别。
（－）RNA聚合酶
RNA聚合酶有三种，即RNA Pol I、Ⅱ及Ⅲ。每种RNA聚合酶由大约10个亚基组成，其中有些亚基是相同的，有些为特有的。例如，TATA盒结合蛋白（TBP）就为三种聚合酶所共有；对Pol II催化的mRNA转录来说，转录因子D（TFII D）起核心作用。
（二）活性染色体结构变化
当基因被激活时，可观察到染色体相应区域发生某些结构和性质变化。
1、对核酸酶敏感：活化基因一个明显特性是对核酸酶极度敏感，具体出现在调节蛋白结合位点附近。
2、DNA拓扑结构变化：几乎所有天然状态的双链DNA均以负性超螺旋构象存在。当基因活化时，RNA聚合酶前方的转录区DNA拓扑结构为正性超螺旋构象，而在其后面的DNA则为负性超螺旋构象。
3、DNA碱基修饰变化：处于转录活化状态的基因CpG序列一般是低甲基化的。
4、组蛋白变化：其中包括①富含Lys组蛋白水平降低；②H2A?H2B二聚体不稳定性增加；易于从核心组蛋白中被置换出来。③组蛋白修饰：修饰后使核小体结构变得不稳定。④H3组蛋白巯基暴露：系核小体结构变化引起。
（三）正性调节占主导
较大真核基因组广泛存在正性调节机制，其原因有二：
1、采用正性调节机制更有效：真核基因组结构庞大，在不适当位点出现特异结合序列机会增多，使DNA-蛋白质相互作用特异性降低。
2、采用负性调节不经济：在正性调节中，大多数基因不结合调节蛋白，所以是没有活性的；只要细胞表达一组激活蛋白时，相关靶基因即可被激活。
（四）转录与翻译分隔进行
真核细胞有细胞核及胞浆等区间分布，转录与翻译在不同亚细胞结构中进行。
（五）转录后修饰、加工
鉴于真核基因结构特点，转录后剪接及修饰等过程比原核复杂。
三、RNApolⅠ和polⅢ的转录调节（了解）
四、RNA polⅡ转录起始的调节（熟悉）
（一）顺式作用元件
顺式作用元件——DNA序列，分子内相互作用，是DNA与DNA作用。
反式作用因子——蛋白质因子，蛋白质对DNA的作用，是不同分子间作用。
概念：
1、顺式作用元件：指调控区特有的参与基因调控的DNA序列。
2、反式作用因子：指能与顺式作用元件结合，影响基因转录调控的蛋白质因子。
顺式作用元件：真核——以正调控为主；原核——以负调控为主。
按功能特性，真核基因顺式作用元件分为启动子、增强子及沉默子。
真核：以正调控为主，促进启动子 增强子——使基因表达；默子——使基因不表达。
1、启动子：
1）概念：指结构基因上游能结合RNA pol的序列。
2）结构特点：
① 200bp（原核生物60bp）
② 核心启动子：30区，TATA盒，7-10bp—
—控制转录起始的准确性及频率。
TATA盒是基本转录因子TFⅡD结合位点；由TATA盒及转录起始点即可构成最简单的启动子。
③ CAAT盒、GC盒（此两种序列不是必备，可缺1或2或顺序互换）可调节转录频率，提高转录频率。
④ 上游活化序列，由其它序列代替此两种序列。
2、增强子：决定基因的时间、空间特异性表达
1）概念：指真核细胞中能增强启动子转录作用的远方顺式作用元件。
2）结构特点：
① 约200 bp ；由若干功能组件——增强体组成
② 2个串联（重复）序列：72 bp 组成，核心：TGTGGAATTAG
3）作用特点：
① 远距离作用：1-4 kb （增强子可在启动子的上、下游或结构基因的内含子中），但必须与相应反式作用因子结合方可发挥增强作用。
② 无严格专一性：一种增强子可增强不同类型的启动子（包括原核生物）
③ 没有方向性：从5’→3’或3’→5’插入均不影响作用，启动子虽也增强转录，但无上述三个特点。
从功能上讲，没有增强子存在，启动子通常不能表现活性；没有启动子时，增强子也无法发挥作用。
3、沉默子：
1）概念：指真核细胞中能阻遏启动子转录作用的远方顺式作用元件——负性调节元件。
2）作用特点：其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。
（二）反式作用因子
除少数顺式作用蛋白，大多数转录调节因子以反式作用调节基因转录。
1、转录调节因子（转录因子，TF）分类
按功能特性可将其分为两类：
① 基本转录因子——是RNA聚合酶结合启动子所必需的一组蛋白因子，决定三种RNA（tRNA、mRNA及rRNA）转录的类别。视为RNA聚合酶的组成成分或亚基，故称基本转录因子。对三种RNA聚合酶来说，除个别基本转录因子成分是通用的，如TFIID；而大多数成分是不同RNA聚合酶所特有的。例如TFIID、TFIIA、TFIIB、TFIIE、TFⅡF及TFIIH为RNA聚合酶Ⅱ催化所有mRNA转录所必需。
② 特异转录因子——为个别基因转录所必需，决定该基因的时间、空间特异性表达。特异因子有的起转录激活作用，有的起转录抑制作用。前者称转录激活因子，后者称转录抑制因子。
转录激活因子通常是一些增强子结合蛋白；多数转录抑制因子是沉默子结合蛋白，因为在不同的组织或细胞中各种特异转录因子分布不同，所以基因表达状态、方式不同。
1、转录调节因子结构：三个功能域：（二级结构单位较集中区域）
2、DNA结合域：（DNA识别结合域）——主要、其中某些区域的结构形式能结合DNA。
3、转录激活域：
4、结合其它蛋白质的结合域：最常见的是二聚化结构域
① DNA结合域：60-100氨基酸；最常见的DNA结合域结构形式——锌指结
构（由30个氨基酸残基组成，其中有2个Cys和2个His，4个氨基酸残基分别位于正四面体的顶角，与四面体中心的锌离子配价结合，稳定锌指结构。在Cys和His之间有12个氨基酸残基，其中数个为保守的碱性残基；）
类似的碱性DNA结合域还见于碱性亮氨酸拉链、碱性螺旋—环－螺旋结构的碱性氨基酸伸展。
② 转录激活域——由30～100个氨基酸残基组成。
③ 二聚化结构域——二聚化作用与亮氨酸拉链、bHLH的螺旋-环-螺旋结构有关。
上面介绍的各种功能结构形式都是最典型、最常见的，此外尚有一些独特的结构形式。
（三）mRNA转录激活及其调节
如：转录因子TF-2配合RNA polⅡ，转录mRNA。
TF-Ⅱ：分ⅡA、ⅡB、ⅡD、ⅡE、ⅡF、ⅡI ——协助RNA pol 结合启动子。
ⅡD ⅡA ⅡB polⅡ ⅡF ⅡE
TATA盒---—→ -—-----→ -—---→ -—---→ ----—--→ ---------—→ PIC
识别 稳定结合 促进 结合 解旋、解链 ATP酶提供能量
（TF-Ⅱ——相当于原核，σ因子）
真核RNA聚合酶Ⅱ不能单独识别、结合启动子，而是先由基本转录因子TFIID组成成分TBP识别TATA盒或启动元件，并有TAF参与结合，形成TFIID启动子复合物；TFIID是唯一具有位点特异的DNA结合能力的因子，在上述有序的组装过程起关键性指导作用。TBP相关因子也是细胞特异的，与转录激活因子共同决定组织特异性转录。
真核基因转录激活调节是复杂的、多样的。不同的DNA元件组合可产生多种类型的转录调节方式；多种转录因子又可结合相同或不同的DNA元件。在结合DNA前，特异转录因子常需通过蛋白质-蛋白质相互作用形成二聚体复合物。所形成的二聚体结合DNA的能力也不同，对转录激活过程所产生的效果各异，有正性调节或负性调节之分。这样，基因调节元件不同，存在于细胞内的因子种类、性质及浓度不同，所发生的DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用类型不同，产生协同、竞争或拮抗，调节基因的转录激活方式。
五、RNApolⅡ转录终止的调节（了解）
六、转录后水平的调节（了解）
七、翻译水平的调节（了解）
小 结
基因是指生成具有功能的转录体和蛋白质所需的DNA片段(反转录病毒RNA属例外)；基因表达就是指生物基因组中遗传信息的转录和翻译过程。基因表达表现为时间和空间特异性。某一特定基因随感染(细菌、病毒)或发育、生长(多细胞生物)，其相应基因的表达严格地按时间顺序开启或关闭，即为基因表达的时间特异性,同时对多细胞生物而言，该时间特异性又与分化、发育阶段相一致，又称阶段特异性。而某种基因产物在个体按不同组织空间顺序出现，即为基因表达的空间特异性，因其表达产物的空间
分布是由细胞在器官的分布所决定的，故又称细胞特异性或组织特异性。基因表达的方式包括组成性表达、诱导和阻遏表达及协调表达。在原核生物、单细胞生物，基因表达的意义在于为适应环境，利于生长和增殖；而在多细胞生物，除为适应环境、利于生长和增殖外，还有维持个体的发育、器官的分化的功能。
基因表达调控是在多级水平上进行的，包括转录起始、转录终止、翻译水平及RNA、蛋白质的稳定性等，真核生物还涉及染色体活化、转录后加工、翻译后加工等。无论是原核生物还是真核生物，对转录起始的调控是基因表达的基本控制点，其中都涉及特异的DNA序列、调节蛋白和RNA聚合酶这3个要素。大多数原核生物的基因表达是通过操纵子机制调控的，操纵子结构中启动序列常为共同的或相似的序列，又称为共有序列，操纵序列一般与启动序列毗邻或接近，是原核阻遏蛋白的结合位点。当操纵序列结合有阻遏蛋白时会阻遏RNA聚合酶与启动序列的结合或使RNA聚合酶不能向前移动，阻遏转录，介导负性调节。原核操纵子如乳糖操纵子上的CAP位点可结合CAP蛋白，使RNA聚合酶活性增强，介导正性调节。真核生物更为复杂，几乎普遍涉及基因两侧与表达调控有关的DNA序列——顺式作用元件，如启动子、增强子、沉默子。真核生物的调节蛋白统称为反式作用因子，反式作用因子按功能分为基本转录因子、转录调节因子和共调节因子。反式作用因子其结构上至少包括两个不同的结构域：DNA结合域和转录激活域，很多反式作用因子还包含一个介导蛋白质-蛋白质相互作用的结合域。与原核生物不同，真核RNA聚合酶Ⅱ不能单独识别、结合启动子，需依赖基本转录因子和特异转录激活因子的存在；基因转录激活过程就是形成稳定的转录起始复合物，方能真正启动mRNA转录。另外，真核基因表达调控中，存在有DNA染色体水平的变化，正性调节占主导，翻译与转录分开进行及转录后修饰和加工等特点。
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