第六章真核基因表达调控2011课件
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教案首页课程名称分子生物学任课教师李市场第6 章真核生物的表达调控计划学时 6教学目的和要求:a)真核生物的基因结构与转录活性b)真核基因的转录c)反式作用因子*d)真核基因转录调控的主要模式e)其他水平上的基因调控重点:真核生物翻译调控的影响因素及其转录调控的主要模式。
难点:真核生物翻译调控的影响因素及其转录调控的主要模式。
思考题:1真核基因转录调控的主要模式有哪些?第六章真核基因表达调控原核生物的调控系统就是要在一个特定的环境中为细胞创造高速生长的条件,或使细胞在受到损伤时,尽快得到修复,所以,原核生物基因表达的开关经常是通过控制转录的起始来调节的。
真核生物(除酵母、藻类和原生动物等单细胞类之外)主要由多细胞组成,每个真核细胞所携带的基因数量及总基因组中蕴藏的遗传信息量都大大高于原核生物。
人类细胞单倍体基因组就包含有3×109bp总DNA,约为大肠杆菌总DNA 的1000倍,是噬菌体总DNA的10万倍左右!真核基因表达调控的最显著特征是能在特定时间和特定的细胞中激活特定的基因,从而实现"预定"的、有序的、不可逆转的分化、发育过程,并使生物的组织和器官在一定的环境条件范围内保持正常功能。
真核生物基因调控,根据其性质可分为两大类:第一类是瞬时调控或称可逆性调控,它相当于原核细胞对环境条件变化所做出的反应,包括某种底物或激素水平升降及细胞周期不同阶段中酶活性和浓度的调节。
第二类是发育调控或称不可逆调控,是真核基因调控的精髓部分,它决定了真核细胞生长、分化、发育的全部进程。
转录水平调控(transcriptional regulation);转录后水平调控(post transcriptional regulation);翻译水平调控(translational regulation);蛋白质加工水平的调控(regulation of protein maturation)等。
真核基因转录调控(讲课内容,缺图)张俊武一.基因表达概述基因表达就是储存遗传信息的基因通过转录及翻译等步骤产生具有一定生物功能的蛋白质的整个过程。
典型的细菌基因组包括约4,000个蛋白质基因,人基因组包括约10万个蛋白质基因,但在某一时刻仅有一部分基因表达。
例如大肠杆菌中通常有5%的基因处于高水平转录活性状态。
一些基因产物需要以很大的数量存在于细胞中来行使其功能,例如蛋白质生物合成的延伸因子在细胞内含量极其丰富。
有些基因产物在细胞内的含量则很少,如修复DNA损伤的有关酶在一个细胞中可能仅含几个分子。
对于同一基因产物的需要也可能随时间而改变,例如细菌中一些代谢途径所需的酶可随食物源泉的变化或消耗而增减。
在多细胞真核生物发育过程中,一些影响细胞分化的蛋白质仅在一部分细胞中存在短暂时间。
一些具有特殊功能细胞的特异化可能极大地影响了对某种基因产物的需要,最典型的例子就是在红细胞中的血红蛋白具有极高的浓度。
总之在细胞代谢调节、细胞分化以及个体发育过程中,基因表达调节都是一个非常重要的组成部分。
正象细胞对不同蛋白质的需要变化一样,各个基因表达调控的机制也是变化的。
一些基因产物总被需要,并且它们的基因在一种生物或有机体的全部细胞中基本上以恒定的水平表达,这些基因被称作管家基因(housekeeping genes)。
例如,许多催化中心代谢途径(如柠檬酸循环)各步骤的酶的基因、肌动蛋白(actin)基因都是管家基因。
恒定的、似乎不被调节的基因表达被称作基本的基因表达(constitutive gene expression)。
实际上,基本的基因表达也是在一定的机制控制下进行的。
一些基因产物的数量在应答分子信号时增加或减少。
在特定条件下表达产物增加的基因称为可诱导(inducible)基因。
可诱导基因在特定条件下增强表达的过程叫诱导(induction)。
例如,许多编码DNA修复酶的基因,在应答高水平的DNA损伤时被诱导。