第3讲启动子介绍

了解启动子基因表达的开关启动子基因表达的开关基因是生物体内控制遗传信息传递的基本单位，而启动子则是基因表达的控制元素之一。

了解启动子基因表达的开关机制，对于深入理解基因调控过程以及基因功能的解析具有重要的意义。

本文将从启动子的定义和功能出发，介绍启动子的结构、调控机制，并探讨启动子基因表达的开关模式。

一、启动子的定义和功能启动子是基因调控区域的一部分，位于基因编码区的上游。

它是一段DNA序列，包含调控基因表达过程中所需的重要信号。

启动子能够与特定转录因子结合，并通过调控基因的转录过程，决定基因是否被表达出来。

启动子的主要功能有以下几个方面：1. 识别转录因子：启动子上的结构元件能够识别并结合特定的转录因子。

转录因子是一类能够调控基因表达的蛋白质，它能够结合到启动子上，促进或抑制转录过程的发生。

2. 转录起始位点：启动子中通常包含转录起始位点（TSS），该位点是转录酶结合并开始复制RNA的位置。

启动子通过定位转录起始位点，决定了RNA从哪里开始被合成。

3. 调控基因表达：启动子中的不同序列元件能够与转录因子形成调控复合物，直接或间接地促进或抑制基因的转录过程。

通过启动子的调控，细胞能够根据实际需要对基因表达进行动态调整。

二、启动子的结构与调控机制启动子的结构通常由核苷酸序列组成，其中包含多个调控元件和区别于基因编码区的序列。

这些序列可以包括：提升子（enhancer）、增强子（enhancer）、启动子结合位点（TATA box）、转录起始位点（TSS）等。

启动子的调控机制涉及到多个参与因子，包括转录因子、染色质重塑复合物、RNA聚合酶等。

其中，转录因子是启动子调控的核心。

转录因子可以根据基因表达的需要，选择性地结合到启动子上，启动或抑制转录过程的发生。

在启动子的调控网络中，染色质重塑复合物起着重要的作用。

这些复合物能够改变染色质的结构，使得启动子处于表达状态或沉默状态。

此外，RNA聚合酶则是实际参与基因转录的关键酶，它负责合成RNA，并根据启动子上的调控信号指导转录的方向与过程。

启动子
启动子名词解释：DNA模板上专一地与RNA聚合酶结合并决定转录从何处起始的部位，也决定基因的转录效率。

生物中有许多启动子，如大肠杆菌约有2000个启动子。

各启动子的效率可不相同，大肠杆菌的强启动子每2秒钟启动一次转录，而弱启动子每10分钟才启动一次，从百多个大肠杆菌启动子结构的分析，得知两个强启动子的同源序列的中心在转录起始部位（基因编码链上第一个核苷酸）5侧约10和35个核苷酸处，弱启动子序列中往往有多处核苷酸被置换。

许多原核生物都含有这两个重要的启动子区：
-35-10 15～～TTGACA～～～TATAAT～～起始部位
真核生物的启动子部位与原核生物不同，而且启动转录的活性，除需启动子外，还需某些外加序列。

什么是启动子？
启动子(promoter)：RNA聚合酶能够直接或间接地识别这种标记，从而启动从特定的位点开始的基因转录。

在细菌转录系统中，RNA聚合酶的σ因子能够直接识别启动子,并与之结合而启动基因的转录；但在古菌和真核转录系统之中，RNA聚合酶并不能直接识别启动子，识别启动子的是一些特殊的转录因子。

启动子的基本类型
启动子是生物学中的一个重要概念，它指的是一种能够启动基因转录的DNA或RNA序列。

基本类型的启动子有多种，它们在细胞中发挥着不同的作用。

下面将以人类视角描述几种常见的启动子。

1. TATA盒启动子
TATA盒启动子是最常见的启动子之一，它在基因转录中起到了重要的作用。

TATA盒启动子通常位于转录起始位点附近，它的存在可以促使转录因子与DNA结合，从而启动基因的转录过程。

这个过程类似于一个开关，当TATA盒启动子被活化后，基因的转录就会开始。

2. CAAT盒启动子
CAAT盒启动子也是常见的一种启动子，它位于TATA盒启动子之前的位置。

CAAT盒启动子的存在可以增强基因的转录活性，它与一些转录因子的结合可以提供更多的转录起始位点，从而增加基因的表达水平。

3. GC盒启动子
GC盒启动子是一种特殊的启动子，它在一些基因的转录中起到重要作用。

与TATA盒启动子和CAAT盒启动子不同，GC盒启动子并不依赖于转录因子的结合，而是通过DNA序列中的特定GC含量来调控基因的转录。

这种启动子的存在可以提供一种独特的方式来调节基因的表达。

以上是几种常见的启动子类型，它们在基因转录中起到了重要的作用。

通过与转录因子的结合或特定的DNA序列，这些启动子可以调控基因的表达，从而影响细胞的功能和特性。

对于科学研究者来说，深入理解启动子的特点和机制将有助于我们更好地理解基因的转录调控过程。

这对于开展相关研究以及治疗疾病有着重要的意义。

这是一篇有关高考生物：终止子和终止密码，启动子和起始密码的文章信息。

我发布到报名在线上，和大家分享一下高考生物：终止子和终止密码，启动子和起始密码⑴终止子和终止密码：终止子位于DNA 上，属于基因非编码区下游的核苷酸序列。

它特殊的碱基排列顺序能够阻碍RNA 聚合酶的移动，并使其从DNA模板链上脱离下来，从而使转录工作停止。

终止密码位于mRNA 上，共有三种：UAA、UAG、UGA，这三种密码子不能决定任何一种氨基酸，只做一条肽链合成的终止信号。

⑵启动子和起始密码：启动子位于DNA 上，属于基因非编码区上游的核苷酸序列。

启动子上有与RNA 聚合酶结合点。

只有在启动子存在时，RNA 聚合酶才能准确地识别转录起点，并沿着DNA 编码区正常地进行转录。

起始密码位于mRNA 上，只有一种：AUG，既决定一种氨基酸，同时做肽链合成的启动信号。

●二者都是对于基因而言的，编码的部分为外显子，不编码的为内含子，内含子没有遗传效应。

●外显子就是在成熟mRNA中保留下的部分，也就是说成熟mRNA对应于基因中的部分。

●内含子是指在mRNA加工过程中被剪切掉的部分，在成熟mRNA中不存在的部分。

●所谓mRNA就是信使mRNA，是将来可以翻译成蛋白质的一种核糖核酸。

生物体的各种表型效应都是由于基因的最终产物蛋白质引起的。

●虽然以前认为内含子是没有什么功能的，但现在的研究认为内含子可能有一定的功能，比如在mRNA加工过程中起帮助作用、可能对机体有一定的调控作用，并且内含子只是对一个特定的基因而言是它的内含子，此内含子对于其它的基因而言，也有可能是外显子或者外显子的一部分。

●总之，一切概念和机制都在发展中内含子：DNA分为编码区和非编码区。

编码区又分为外显子和内含子。

一般由外显子控制遗传和蛋白质的合成。

目前生物学界对内含子的作用还不大清楚，正在研究之中。

基因非编码区的调控作用控制转录的时间,有启动子和终止子(启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA,而终止子则是让转录在所需要的地方停止下来),还有控制那些基因要表达,那些不表达,笼统的说就是非编码区与基因的表达有关原核细胞的基因的结构原核基因:编码区全部编码蛋白质真核基因:编码区分为外显子和内含子,只有外显子能编码蛋白质编码区:能转录响应的信使RNA,进而指导蛋白质的合成非编码区:不能转录为信使RNA,不能编码蛋白质有调控遗传信息表达的核苷酸序列最重要的是有位于编码区上游的RNA聚合酶结合位点真核细胞的基因结构非编码区:有调控作用的核苷酸序列,包括位于编码区上游的RNA聚合酶结合位点编码区:特点:间隔的、不连续的包括：外显子：能编码蛋白质的序列内含子：不能编码蛋白质序列任何一个基因都一定含有编码区和非编码区如乳糖操纵子模型操纵子由调控区与信息区组成，上游是调控区，包括启动子和操纵元件两部分。

启动子的概念高中启动子是指一段特定的DNA序列，可以在转录过程中被RNA聚合酶识别并结合，从而启动基因的转录。

在高中生物中，启动子是一个重要的概念，对于理解基因的表达和调控具有重要意义。

在进一步解释启动子的概念之前，我们首先需要了解一些基本的生物概念。

DNA 是生物体内一种包含着遗传信息的大分子，是基因的主要组成部分。

基因是指一段DNA序列，能够编码蛋白质的信息。

而转录是指从DNA合成RNA的过程，是基因表达的第一步。

在这个过程中，启动子起到非常关键的作用。

启动子位于基因的上游区域，位于转录起始位点的附近。

它是由一系列特定的核酸序列组成，这些序列能够识别和结合RNA聚合酶。

一旦RNA聚合酶与启动子特定序列结合，它就能够开始从DNA模板合成RNA，即完成转录过程。

启动子有几个重要的特点：1. 启动子是多态性的：在不同基因和不同生物体中，启动子的序列可变性非常大。

不同基因的启动子序列可以完全不同，甚至同一个基因在不同生物体中的启动子序列也可能存在差异。

这种多态性使得启动子能够实现基因特异性的表达和调控。

2. 启动子具有保守性：尽管启动子序列在不同基因和不同生物体中存在多样性，但其中一些关键的核酸序列是高度保守的。

例如，在人类和小鼠中，一些启动子序列的核酸组成可能完全相同。

这种保守性可以确保RNA聚合酶能够准确地结合到正确的启动子上，从而实现基因的正常转录。

3. 启动子对转录表达的调控具有重要意义：除了作为转录开始的位置，启动子在调控基因转录的过程中也扮演着重要的角色。

启动子序列中的某些核酸可以与其他转录因子（转录调控因子）结合，从而激活或抑制基因的转录。

这些转录调控因子和启动子之间的相互作用非常复杂，能够使基因在特定的细胞类型或环境条件下进行表达。

启动子的研究对于我们理解基因表达和调控机制具有重要的意义。

通过研究启动子序列和转录调控因子的相互作用，可以帮助我们解析基因调控网络，揭示基因在不同细胞和组织中的表达模式。

启动子的作用高中生物课本作用和功能：启动⼦是指⼦段能使特定基因进⼦转录的DNA序列。

启动⼦可以被RNA聚合酶辨认，并开始转录合成RNA。

在RNA合成RNA聚合酶辨认，并开始转录合成RNA。

在RNA合成中，启动⼦可以和调控基因转录的转录因⼦产生相互作用，控制基因表达（转录）的起始时间和表达的程度，包含核⼦启动⼦区域和调控区域，就像“开关”，决定基因的活动，继⼦控制细胞开始生产哪⼦种蛋⼦质。

启动⼦位于控制基因表达的调控序列中、基因转录起始位点的上游（朝向DNA正义链的5′⼦向），长约100一1000个碱基对。

启动⼦本⼦并⼦编译功能，但它拥有对基因翻译氨基酸的指挥作用，就像⼦⼦旗帜，其核⼦部分是⼦编码区上游的RNA聚合酶结合位点，指挥聚合酶的合成，这种酶指导RNA的复制合成。

因此该段位的启动⼦发生突变（变异），将对基因的表达有着毁灭性作用。

启动⼦代表⼦些重要的元件可以与其他调节区域（如成。

因此该段位的启动⼦发生突变（变异），将对基因的表达有着毁灭性作用。

启动⼦代表⼦些重要的元件可以与其他调节区域（如增强⼦、沉默⼦、边界元件或绝缘⼦）合作⼦致，以主导基因转录的⼦平。

分类诱导型启动⼦：表达载体采用诱导型启动⼦，只有在诱导剂存在的条件下才能表达⼦的产物。

这种⼦法有助于避免菌体生长前期⼦表达对菌体生长的影响，⼦可减少菌体蛋⼦酶对⼦标产物的降解。

特别适合解决有毒蛋⼦的表达。

组成型启动⼦："能够使基因在所有组织中都能启动表达的启动⼦称为组成型启动⼦。

组成型启动⼦的调控不受外界条件的影响，所启动基因的表达具有持续性，但不表现时空特异性。

"⼦般来⼦于管家基因，可连续不断地启动基因的表达。

U6 启动⼦：U6 是⼦型启动⼦，⼦般发现是启动⼦⼦段，不带PolyA 尾的序列。

由Ⅲ类 RNA 聚合酶启动⼦ U6 启动⼦转录产生shRNA，经剪切后产生成熟 siRNA，产生⼦扰效果。

这⼦类启动⼦在腺病毒和慢病毒⼦扰载体的构建中应用很多。

启动子的概念高中生物一、什么是启动子？启动子是位于基因上的一段 DNA 序列，起着调控基因表达的重要作用。

它是连接 RNA 聚合酶和基因编码区的关键位置，能够促进 RNA 聚合酶的粘附并使其在正确位置上开始转录。

启动子长度一般在 100-1000bp 左右，每种基因都有自己的启动子序列。

二、启动子的组成1. TATA 区：位于启动子序列的起始位置，具有完全保守性，是转录因子结合的主要区域。

2. CAAT 区：位于 TATA 区附近，是另一种转录因子结合的位置。

3. GC 区：由 G 和 C 构成的区域，也是转录因子结合的位置之一。

4. 引导区：位于启动子序列的末端，能够调节转录起始点的位置和频率。

三、启动子的作用启动子的主要作用是将转录因子带到正确的位置，使其能够促进 RNA聚合酶的粘附并开始转录。

同时，启动子还能够调节基因的表达水平，提高或降低特定基因在不同细胞类型中的活性，从而对细胞功能发挥重要作用。

四、启动子的调节启动子的调节是通过转录因子和启动子序列之间的互作实现的。

转录因子是能够与基因启动子序列结合的蛋白质，它们能够识别、结合并调控基因表达。

同时，启动子序列的特定序列（如 TATA、CAAT、GC）也是转录因子结合的重要位置。

五、启动子的重要性启动子是基因调控的重要节点，其序列和调节机制的异常都会对基因表达产生影响，并导致许多疾病的发生。

例如，启动子序列的缺失、变异或突变都可能导致基因表达异常，从而引起先天性疾病、癌症、免疫系统疾病等。

六、启动子的研究应用启动子的研究能够为基因治疗、基因编辑等研究提供理论和实践基础。

人们通过对各种基因启动子的研究，可以实现特异性基因表达的调控，并设计出更加高效的基因治疗和基因编辑工具，为人类健康事业做出更大的贡献。

七、启动子的前景随着生命科学和基因技术的不断发展，启动子的研究会逐步发展成为基因表达的调控重要分支，为医学研究和基因治疗提供技术支持和理论基础，对于人类健康事业的发展具有重要作用。