真核生物基因表达调节特点
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真核生物基因表达的调控一、生物基因表达的调控的共性首先,我们来看看在生物基因表达调控这一过程中体现的共性和一些基本模式。
1、作用范围。
生物体内的基因分为管家基因和奢侈基因。
管家基因始终表达,奢侈基因只在需要的时候表达,但二者的表达都受到调控。
可见,调控是普遍存在的现象。
2、调控方式。
基因表达有两种调控方式,即正调控与负调控,原核生物和真核生物都离不开这两种模式。
3、调控水平。
一种基因表达的调控可以在多种层面上展开,包括DNA水平、转录水平、转录后加工水平、翻译后加工水平等。
然为节省能量起见,转录的起始阶段往往作为最佳调控位点。
二、真核生物基因表达调控的特点真核生物与原核细胞在结构上就有着诸多不同,这决定了二者在运行方面的迥异途径。
真核生物比原核生物复杂,转录与翻译不同时也不同地,基因组与染色体结构复杂,因而有着更为复杂的调控机制。
1、2、3、4、多层次。
真核生物的基因表达可发生在染色质水平、转录起始水平、无操纵子和衰减子。
大多数原核生物以负调控为主,而真核生物启动子以正调控为主。
个体发育复杂,而受环境影响较小。
真核生物多为多细胞生物,在转录后水平、翻译水平以及翻译后水平。
生长发育过程中,不仅要随细胞内外环境的变化调节基因表达,还要随发育的不同阶段表达不同基因。
前者为短期调控,后者属长期调控。
从整体上看,不可逆的长期调控影响更深远。
三、真核生物基因表达调控的机制介于真核生物表达以多层次性为最主要特点,我们可以分别从它的几个水平着眼,剖析它的调控机制。
1、染色质水平。
真核生物基因组DNA以致密的染色质形式存在,发生在染色质水平的调控也称作转录前水平的调控,产生永久性DNA序列和染色质结构的变化,往往伴随细胞分化。
染色质水平的调控包括染色质丢失、基因扩增、基因重排、染色体DNA的修饰,等等。
a.基因丢失:丢失一段DNA或整条染色体的现象。
在细胞分化过程中,可以通过丢失掉某些基因而去除这些基因的活性。
某些原生动物、线虫、昆虫和甲壳类动物在个体发育中,许多体细胞常常丢失掉整条或部分的染色体,只有将来分化产生生殖细胞的那些细胞一直保留着整套的染色体。
论述真核生物基因表达调控的方式及特点考研
真题答案
一、真核生物基因表达调控的方式
1.山染色体和染色质水平上的结构变化与基因活化。
2.转录水平上的调控,包括基因的开与关,转录效率的高与低。
3.RNA加工水平的调控,包括对出事转录产物的特异性剪接、修饰、编辑等。
4.转录后加工产物在从细胞核向细胞质转运过程中所受到的调控。
5.在翻译水平上的控制,即对哪一种mRNA 结合核糖体进行翻译的选择以及蛋白质成量的控制。
6.对蛋白质合成后选择性地被激活的控制,蛋白质和酶分子水平上的剪接等的控制。
7.对mRNA选择性降解的调控。
二、真核生物基因表达调控的特点
1.真核基因的转录是以染色体结构的一系列重要变化为前提的,即真核生物基因转录前在染色体水平上具有独特的调控机制。
转录活化的染色质对核酸酶极为敏感,其组蛋白的乙酰化、甲基化或磷酸化修饰改变,DNA碱基的甲基化程度下降。
2.转录起始的调控仍是真核基因表达调控的最关键环节,但比原核基因表达调控要复杂得多。
3.真核生物的基因表达调控在转录后层次不同于原核生物。
4.真核基因表达在翻译及翻译后仍可受到调控。
真核生物基因表达调控的特点一、真核生物基因表达调控的特征•基因组和染色体结构复杂:更多的调控信息,更复杂的转录起始机制;•细胞结构复杂:转录和翻译在时空上分开;•多细胞,多组织生物:细胞内外环境,细胞发育的不同阶段、细胞分化•真核基因表达的多层次调控:染色质水平、转录水平、转录后水平、翻译水平和翻译后水平。
二、真核生物染色质结构与基因活性1.真核生物染色质结构•组蛋白:富含Arg、Lys的碱性蛋白质;在中性pH条件下带正电荷、高度保守的蛋白质;重复基因、连续基因、不加polyA;可以被修饰(乙酰化,甲基化)•核小体:有组蛋白和DNA组成,直径11nm。
•真核生物染色质经过不同层次的折叠形成高度压缩的规则结构;真核生物RNApol与启动子的结合收染色质结构的限制;真核生物基因转录的活化依赖于染色质重塑(remodeling)2.组蛋白对基因转录活性的影响•组蛋白和转录因子竞争基因的转录调控区。
•非乙酰化组蛋白可以抑制转录,乙酰化组蛋白可以抑制转录。
形成新的组蛋白共价键修饰(去甲基化)可以抑制基因转录活性。
3.DNA甲基化对基因转录活性的影响4.常染色质和异染色质•异染色质比常染色质压缩得更紧,因此异染色质区域的基因转录受到抑制。
二、转录激活因子对转录的影响1.转录激活因子的结构•真核生物的基因转录不仅需要激活染色质,还需要激活基因。
•顺式作用元件:启动子和增强子。
反式作用因子:基础转录因子(basal transcription factors),通用转录因子(general transcription factors)转录激活因子(transactivators)辅激活因子(coactivators)•转录激活因子的结构:DNA结合构域;转录激活结构域;二聚化结构域;效应分子结合位点。
每一个DNA结合结构域都含有一个DNA结合模体(motif)•增强器没有位置限制(从近到远都能看到);无方向性(反转后依然有效)。
真核基因表达调控的特点
真核基因表达调控有以下几个特点:
1. 基因组的复杂性:真核生物的基因组通常比原核生物更大且更复杂。
真核基因组包含多个非编码区域和大量的调控元件,这些元件可以影响基因的表达水平和模式。
2. 转录的调控:真核生物中的基因表达主要通过转录调控来实现。
转录调控包括转录因子的结合和调节,以及染色质状态的改变。
转录因子是一类能够结合到特定DNA序列上并调控相关基因转录的蛋白质。
它们可以增强或抑制基因的转录,从而影响基因表达。
3. 多级调控网络:真核生物中的基因表达调控是一个多级的网络系统。
这个网络包括许多调控元件、转录因子和其他调控蛋白质之间的相互作用。
这些元件和因子可以形成复杂的调控回路和信号传递路径,从而调控基因的表达。
4. 组蛋白修饰:染色质状态的改变在真核基因表达调控中起着重要作用。
染色质是DNA与蛋白质的复合物,通过不同的化学修饰可以改变染色质的结构和可及性,从而影响基因的转录。
常见的染色质修饰包括DNA甲基化、组蛋白乙酰化和甲基化等。
5. RNA后转录调控:除了转录调控外,真核生物中还存在着RNA 后转录调控机制。
这些调控机制包括RNA剪接、RNA编辑和非编码RNA 的功能等。
它们可以影响基因的转录后处理和调控基因表达的多样性。
综上所述,真核基因表达调控具有基因组的复杂性、转录的调控、多级调控网络、组蛋白修饰和RNA后转录调控等特点,这些特点共同
作用来调控基因的表达水平和模式。