大学生物遗传学第十三章基因表达调控文稿演示
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生物化学及分子生物学(人卫第九版)-16基因表达调控说课讲解
色氨酸操纵子的结构及其关闭机制
A.前导序列的结构特征；B.在Trp低浓度时，核糖体停滞在序列1上，2/3发卡结构形成，转录继续进行； C.在Trp高浓度时，3/4发卡结构和多聚U序列使得转录提前终止
3.转录衰减的机制 ①色氨酸的浓度较低时，前导肽的翻译因色氨酸量的不足而停滞在第10/11的色氨酸密码子 部位，核糖体结合在序列1上，因此前导mRNA倾向于形成2/3发夹结构，转录继续进行； ②色氨酸的浓度较高时，前导肽的翻译顺利完成，核糖体可以前进到序列2，因此发夹结构 在序列3和序列4形成，连同其下游的多聚U使得转录中途终止，表现出转录的衰减。
3.真核生物编码蛋白质的基因是不连续的，转录后需要剪接去除内含子，这就增加了基因表 达调控的层次。
4.原核生物的基因编码序列在操纵子中，多顺反子mRNA使得几个功能相关的基因自然协调 控制；而真核生物则是一个结构基因转录生成一条mRNA，即mRNA是单顺反子 （monocistron），许多功能相关的蛋白、即使是一种蛋白的不同亚基也将涉及多个基因的 协调表达。
1.原核生物大多数基因表达调控是通过操纵子机制实现的
2.操纵子（operon）：由结构基因、调控序列和调节基因组成 ①结构基因：包括数个功能上有关联的基因，它们串联排列，共同构成编码区。这些结 构基因共用一个启动子和一个转录终止信号序列，因此转录合成时仅产生一条mRNA长 链，为几种不同的蛋白质编码。这样的mRNA分子携带了几个多肽链的编码信息，被称 为多顺反子（polycistron）mRNA。
5种E.coli 启动子的共有序列
b. 操纵元件：是一段能被特异的阻遏蛋白识别和结合的DNA序列。 ③调节基因（regulatory gene）：编码能够与操纵序列结合的阻遏蛋白
第十三章 基因表达调控
安徽医科大学基础医学院生物化学教案
教材名称：授课对象：编写时间：授课日期：教学内容：普通高教“十五”规划教材《生物化学》第六版五年制基础医学等专业（理论110学时）
学年/学期：
年级/班级：
基因表达调控
【教学目的与要求】
掌握：1. 基本概念：基因、基因组、基因表达、管家基因、操纵子、顺式作用元件、反式作用因子、启动子、增强子、
沉默子。
2. 操纵子调控模式（以乳糖操纵子为主）。
熟悉：基因转录激活调节。
了解：1. 基因表达调控的基本原理。
2.原核基因表达调控的其它方式。
【本课内容学习指导】
重点：1. 与基因表达调控相关的一些概念。
2.原核基因表达调控的操纵子模式。
3.RNA pol II转录起始调节。
难点：基因转录激活调节。
进展：真核基因表达调控。
【教学方法】
多媒体教学为主，采用讲授式、启发式进行教学。
【教学时间分配】
5学时。
其中基因表达基本概念与基本原理1学时，原核基因表达
调节2学时，真核基因表达调节2学时。
【自学内容与要点】
自学内容：基因表达调控的生物学意义。
要点：基因表达是为了适应环境和维持个体生长发育的需要。
【课后小结】
1. 基因表达的概念、特点、方式。
2. 基因表达调控的基本原理。
3. 原核基因转录表达调节。
4. 真核基因组结构特点。
5. 真核基因表达调控特点。
6. 顺式作用元件和反式作用因子。
生物化学第十三章 基因表达调控
第十三章基因表达调控一、基因表达调控基本概念与原理：1．基因表达的概念：基因表达（gene expression）就是指在一定调节因素的作用下，DNA 分子上特定的基因被激活并转录生成特定的RNA，或由此引起特异性蛋白质合成的过程。
2．基因表达的时间性及空间性：⑴时间特异性：基因表达的时间特异性(temporal specificity)是指特定基因的表达严格按照特定的时间顺序发生，以适应细胞或个体特定分化、发育阶段的需要。
故又称为阶段特异性。
⑵空间特异性：基因表达的空间特异性（spatial specificity）是指多细胞生物个体在某一特定生长发育阶段，同一基因的表达在不同的细胞或组织器官不同，从而导致特异性的蛋白质分布于不同的细胞或组织器官。
故又称为细胞特异性或组织特异性。
3．基因表达的方式：⑴组成性表达：组成性基因表达（constitutive gene expression）是指在个体发育的任一阶段都能在大多数细胞中持续进行的基因表达。
其基因表达产物通常是对生命过程必需的或必不可少的，且较少受环境因素的影响。
这类基因通常被称为管家基因（housekeeping gene）。
⑵诱导和阻遏表达：诱导表达（induction）是指在特定环境因素刺激下，基因被激活，从而使基因的表达产物增加。
这类基因称为可诱导基因。
阻遏表达（repression）是指在特定环境因素刺激下，基因被抑制，从而使基因的表达产物减少。
这类基因称为可阻遏基因。
4．基因表达的生物学意义：①适应环境、维持生长和增殖。
②维持个体发育与分化。
5．基因表达调控的基本原理：⑴基因表达的多级调控：基因表达调控可见于从基因激活到蛋白质生物合成的各个阶段，因此基因表达的调控可分为转录水平（基因激活及转录起始），转录后水平（加工及转运），翻译水平及翻译后水平，但以转录水平的基因表达调控最重要。
⑵基因转录激活调节基本要素：①顺式作用元件：顺式作用元件（cis-acting element）又称分子内作用元件，指存在于DNA分子上的一些与基因转录调控有关的特殊顺序。
第十三章 基因表达调控
第十三章基因表达调控一、选择题A型题1、基因组指A、一个细胞中所携带的全部遗传信息或全套基因B、一个细菌中所携带的全部遗传信息或全套基因C、一个细胞或病毒中所携带的全部遗传信息或全套基因D、一个细菌或病毒中所携带的全部遗传信息或全套基因E、一个细胞或细菌中所携带的全部遗传信息或全套基因2、关于管家基因的叙述不正确的是A、基因的产物对生命的全过程必不可少B、此类基因在生物个体的几乎所有细胞中持续表达C、较少受环境的影响D、可被某些小分子化合物诱导E、只受启动序列或启动子与RNA聚合酶相互作用的影响3、基因表达的基本控制点是A、基因结构的活化B、转录起始C、转录后的加工D、翻译E、翻译后的加工4、关于操纵序列叙述错误的是A、与启动序列相毗邻或接近B、与启动序列常相交错、重叠C、是原核阻遏蛋白的结合位点D、与阻遏蛋白结合时介导负性调节E、与诱导剂结合时介导负性调节5、细菌能利用乳糖的原因：A、细菌中一直表达利用乳糖的酶B、乳糖直接与阻遏蛋白结合而诱导利用乳糖的酶的合成C、半乳糖直接与阻遏蛋白结合而诱导利用乳糖的酶的合成D、葡萄糖与阻遏蛋白结合而诱导利用乳糖的酶的合成E、基因突变的结果6、关于CAP不正确的是A、是同二聚体B、有DNA结合区C、有cAMP结合位点D、CAP与Pribnow盒结合介导正性调节E、葡萄糖能使细胞中的cAMP浓度下降，而使CAP的功能丧失7、对真核基因表达调控的特点描述正确的是A、负性调节为主B、转录与翻译在同一亚细胞区域C、转录后没有加工修饰D、活性染色体的结构不发生改变E、正性调节为主8、基本转录因子指A、为个别基因必须B、是RNA聚合酶结合启动子所必须的一组蛋白因子C、起转录激活作用的一类因子D、起转录抑制作用的一类因子E、增强转录的一类因子9、不参与真核PIC的是A、RNA聚合酶B、TFⅡDC、TFⅡBD、σ因子 B、TFⅡA10、细菌热休克反应的机制是由于A、细菌σ因子的改变B、启动序列突变C、RNA聚合酶α亚基的改变D、mRNA寿命延长E、核糖体结构改变X型题1、基因表达的时间和空间特异性与下列哪些因素有关A、启动子（启动序列）B、增强子C、调节蛋白D、结构基因E、mRNA2、乳糖操纵子的调控机制包括A、负性调节B、正性调节C、转录衰减D、基因重组E、协调调节3、基因表达规律性可表现为A、组织特异性B、细胞特异性C、阶段特异性D、时间特异性E、空间特异性4、活性染色体的结构变化有A、对核酸酶敏感B、DNA拓扑结构改变C、DNA碱基修饰改变D、组蛋白变化E、DNA重排5、属于负性调节的因素有A、沉默子B、增强子C、Lac阻遏蛋白D、Trp阻遏蛋白E、分解代谢物基因激活蛋白CAP二、名词解释1、诱导与阻遏(induction and repression)2、顺式作用元件与反式作用因子(cis-acting element and trans-acting factor)3、操纵子(operon)4、RNA干涉(RNA interference，RNAi)5、多顺反子与单顺反子(polycistron and monocistron)6、增强子与沉默子(enhancer and silencer)7、启动子 (promoter)三、综合思考题1、乳糖操纵子中，操纵序列发生突变产生什么样的生物学效应及可能的机制。
13 第十三章__原核生物的转录调控
第十三章 原核生物的转录调控
本章内容 1. 转录调控原理 2. 转录调控起始：例子 转录调控起始： 3. 噬菌体λ的转录调控： 噬菌体λ的转录调控： 调控的层次
一、转录调控原理
1. 基因表达由调控 蛋白控制。 蛋白控制。 2. 大部分激活因子 与阻遏子在转录启动水 平起作用。 平起作用。 3. 许多启动子受有 助RNA聚合酶连接 RNA聚合酶连接 DNA的激活因子与阻止 DNA的激活因子与阻止 连接的阻遏子调控。 连接的阻遏子调控。
二、转录调控起始：例子 转录调控起始：
1. 一个活化子和一个阻遏子一起控制lac基因。 一个活化子和一个阻遏子一起控制lac基因 基因。
lac操纵子 lac操纵子
lac基因的表达 lac基因的表达
2. CAP和Lac阻遏子对RNA聚合酶连接到 CAP和Lac阻遏子对 阻遏子对RNA聚合酶连接到 lac启动子具有相反作用。 lac启动子具有相反作用 启动子具有相反作用。
4. CAP和Lac阻遏子用 CAP和Lac阻遏子用 一种常见的结构域连接DNA。 一种常见的结构域连接DNA。
5. CAP和Lac阻遏子活性受其信号的变构性 CAP和Lac阻遏子活性受其信号的变构性 影响。 影响。 6. 组合控制：CAP也控制其他基因。 组合控制：CAP也控制其他基因 也控制其他基因。 7. 不同的σ因子介导RNA聚合酶作用于不同 不同的σ因子介导RNA聚合酶作用于不同 组的启动子。 组的启动子。
8. NtrC和MerR是通过变构而不是通过更新 NtrC和MerR是通过变构而不是通过更新 发挥功能的转录活化子。 发挥功能的转录活化子。 9. NtrC具有ATPase活性并且在远离基因的 NtrC具有 具有ATPase活性并且在远离基因的 DNA位点上发挥作用的 DNA位点上发挥作用的。 位点上发挥作用的。
本章内容 1. 转录调控原理 2. 转录调控起始：例子 转录调控起始： 3. 噬菌体λ的转录调控： 噬菌体λ的转录调控： 调控的层次
一、转录调控原理
1. 基因表达由调控 蛋白控制。 蛋白控制。 2. 大部分激活因子 与阻遏子在转录启动水 平起作用。 平起作用。 3. 许多启动子受有 助RNA聚合酶连接 RNA聚合酶连接 DNA的激活因子与阻止 DNA的激活因子与阻止 连接的阻遏子调控。 连接的阻遏子调控。
二、转录调控起始：例子 转录调控起始：
1. 一个活化子和一个阻遏子一起控制lac基因。 一个活化子和一个阻遏子一起控制lac基因 基因。
lac操纵子 lac操纵子
lac基因的表达 lac基因的表达
2. CAP和Lac阻遏子对RNA聚合酶连接到 CAP和Lac阻遏子对 阻遏子对RNA聚合酶连接到 lac启动子具有相反作用。 lac启动子具有相反作用 启动子具有相反作用。
4. CAP和Lac阻遏子用 CAP和Lac阻遏子用 一种常见的结构域连接DNA。 一种常见的结构域连接DNA。
5. CAP和Lac阻遏子活性受其信号的变构性 CAP和Lac阻遏子活性受其信号的变构性 影响。 影响。 6. 组合控制：CAP也控制其他基因。 组合控制：CAP也控制其他基因 也控制其他基因。 7. 不同的σ因子介导RNA聚合酶作用于不同 不同的σ因子介导RNA聚合酶作用于不同 组的启动子。 组的启动子。
8. NtrC和MerR是通过变构而不是通过更新 NtrC和MerR是通过变构而不是通过更新 发挥功能的转录活化子。 发挥功能的转录活化子。 9. NtrC具有ATPase活性并且在远离基因的 NtrC具有 具有ATPase活性并且在远离基因的 DNA位点上发挥作用的 DNA位点上发挥作用的。 位点上发挥作用的。
遗传学第三版课件(T)第十三章 数量性状的遗传
如分蘖数(穗数)、产蛋量、每穗粒数等，但大量值时， 每个数值均可能出现，不会出现有小数点的数字。 但有的性状即有质量亦有数量性状的特点，所以有人提出 质量－数量性状的概念。
第一节 群体的变异
生物群体的变异表现型变异+遗传变异。
数量性状的遗传变异群体内各个体间遗传组成的差异。 当基因表达不因环境的变化而异：
超亲遗传：在植物杂交时，杂种后代出现的一种超越
双亲现象。
如水稻的两个品种：
P 早熟(A2A2B2B2C1C1) × 晚熟(A1A1B1B1C2C2)
↓
F1
(A1A2B1B2C1C2) 熟期介于双亲之间
↓
F2
27种基因型
（其中A1A1B1B1C1C1的个体将比晚熟亲本更晚，而 A2A2B2B2C2C2的个体将比早熟亲本更早）
∴品种3和4：环境1中产量性状基因表现优于其它品种； 品种1和2：产量基因则适宜在环境3中表达。
①. 加性－显性遗传体系的互作效应：
GE互作效应
加性与环境互作效应(AE) 显性与环境互作效应(DE)
∴个体表现型值：P=E+A+D+AE+DE+e
表现型方差：VP=VE+VA+VD+VAE+VDE+Ve
例如表13-1中，玉米短穗亲本穗长：
ˆ x 5 5 5 5 6 ... 8 6.632cm
57
或
k
ˆ x
fi xi
i 1
4 5 21 6 ... 8 8 6.632 cm 57
2．方差（V）和标准差（S） ： 标准差和方差：表示一组资料的分散程度，是全部观
察数偏离平均数的重要参数。
∴在研究数量性状的遗传变异规律时，需采用数理统计 的方法。
第一节 群体的变异
生物群体的变异表现型变异+遗传变异。
数量性状的遗传变异群体内各个体间遗传组成的差异。 当基因表达不因环境的变化而异：
超亲遗传：在植物杂交时，杂种后代出现的一种超越
双亲现象。
如水稻的两个品种：
P 早熟(A2A2B2B2C1C1) × 晚熟(A1A1B1B1C2C2)
↓
F1
(A1A2B1B2C1C2) 熟期介于双亲之间
↓
F2
27种基因型
（其中A1A1B1B1C1C1的个体将比晚熟亲本更晚，而 A2A2B2B2C2C2的个体将比早熟亲本更早）
∴品种3和4：环境1中产量性状基因表现优于其它品种； 品种1和2：产量基因则适宜在环境3中表达。
①. 加性－显性遗传体系的互作效应：
GE互作效应
加性与环境互作效应(AE) 显性与环境互作效应(DE)
∴个体表现型值：P=E+A+D+AE+DE+e
表现型方差：VP=VE+VA+VD+VAE+VDE+Ve
例如表13-1中，玉米短穗亲本穗长：
ˆ x 5 5 5 5 6 ... 8 6.632cm
57
或
k
ˆ x
fi xi
i 1
4 5 21 6 ... 8 8 6.632 cm 57
2．方差（V）和标准差（S） ： 标准差和方差：表示一组资料的分散程度，是全部观
察数偏离平均数的重要参数。
∴在研究数量性状的遗传变异规律时，需采用数理统计 的方法。
基因表达调控
真核生物的染色质或染色体由 DNA与组蛋白、非组蛋白和少量 RNA及其他物质结合而形成，核 小体为其基本结构单位。 组蛋白与DNA结合，可保护DNA 免受损伤，维持基因组的稳定性， 抑制基因的表达。去除组蛋白则 基因转录活性增高。
活性染色质 开放 松散 具转录活性 非活性染色质 高度浓缩 无转录活性
A
Ara BAD CTGACG N16 TACTGT N6
A
TTGACA
TATAAT 共有序列
2 操纵序列 ——阻遏蛋白(repressor)的结合位点
当操纵序列结合有阻遏蛋白时，会阻碍 RNA聚合酶与启动序列的结合，或是RNA聚合 酶不能沿DNA向前移动 ，阻碍转录。
启动po序l 列 操阻纵遏序蛋白列 编码序列
（三）RNA聚合酶
1.原核启动序列/真核启动子与RNA聚合酶 活性
RNA聚合酶与其的亲和力，影响转录。
2.调节蛋白与RNA聚合酶活性
一些特异调节蛋白在适当环境信号刺激下表 达，然后通过DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互 作用影响RNA聚合酶活性。
第三节 原核基因转录调节
一、原核基因转录调节特点
单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳源； 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。 葡萄糖对 lac 操纵子的阻遏作用称分解代 谢阻遏(catabolic repression)。
低半乳糖时
葡萄糖低 cAMP浓度高
O
葡萄糖高 cAMP浓度低
O
高半乳糖时
RNA-pol
O
mRNA
O
（二）阻遏蛋白的负性调节
启动序列
菌 鞭
hin
H2
I
毛 素
H2鞭毛素
基 Hin重组酶
大学生物遗传学第十六章基因表达调控(共49张PPT)
RNA polⅡ对催化mRNA的生成起主要作用。转录前RNA polⅡ
必须与TBP、TFⅡD等各种通用转录因子形成转录前复合体 （PIC），从而激活或抑制RNA的转录。
45
46
聚合酶Ⅱ转录前起始复合体的组装
47
聚合酶核基因一般都处于阻遏状态，RNA聚合酶对启动子的亲和力很低。
CAP失活
阻遏蛋白的负性调节
CAP及RNA聚合酶不能与启动基因结合
阻抑蛋白与操纵基因结合
基因转录被阻遏
31
当培养基中乳糖浓度升高而葡萄糖浓度降低时
细胞中cAMP浓度升高
乳糖作为诱导剂与阻抑蛋白结合
cAMP与CRP结合并使之激合 CAP的正性调节
CRP与启动基因结合并促使 RNA聚合酶与启动基因结合
不具有编码意义的碱基序列 ，又称插入序列。
95％左右
42
二、真核基因表达调控的特点
（一）DNA、染色体水平的变化特点
1．对核酸酶极度敏感
43
2．DNA拓朴结构变化 天然双链DNA几乎均以负性超螺旋构象存在。
当基因激活后，则转录区前方的DNA拓朴结构变为正性超 螺旋，有利于RNA聚合酶向前移动，进行转录。 3. DNA甲基化
通过利用各种转录因子正性激活RNA聚合酶是真核基 因调控的主要机制。
采用正性调节机制更有效、经济、特异； 采用负性调节不经济
（四）转录和翻译过程分开进行 转录与翻译过程分别存在于不同的亚细胞部位（胞核与胞浆
），可分别进行调控。
48
（五）转录后加工 真核基因大多为断裂基因，内含子和外显子一起
被转录。
真核基因大多为断裂基因，内含子和外显子一起被转录。
TFⅡA，TFⅡB，TFⅡD，TFⅡE，TFⅡF，TFⅡ-I等。
必须与TBP、TFⅡD等各种通用转录因子形成转录前复合体 （PIC），从而激活或抑制RNA的转录。
45
46
聚合酶Ⅱ转录前起始复合体的组装
47
聚合酶核基因一般都处于阻遏状态，RNA聚合酶对启动子的亲和力很低。
CAP失活
阻遏蛋白的负性调节
CAP及RNA聚合酶不能与启动基因结合
阻抑蛋白与操纵基因结合
基因转录被阻遏
31
当培养基中乳糖浓度升高而葡萄糖浓度降低时
细胞中cAMP浓度升高
乳糖作为诱导剂与阻抑蛋白结合
cAMP与CRP结合并使之激合 CAP的正性调节
CRP与启动基因结合并促使 RNA聚合酶与启动基因结合
不具有编码意义的碱基序列 ，又称插入序列。
95％左右
42
二、真核基因表达调控的特点
（一）DNA、染色体水平的变化特点
1．对核酸酶极度敏感
43
2．DNA拓朴结构变化 天然双链DNA几乎均以负性超螺旋构象存在。
当基因激活后，则转录区前方的DNA拓朴结构变为正性超 螺旋，有利于RNA聚合酶向前移动，进行转录。 3. DNA甲基化
通过利用各种转录因子正性激活RNA聚合酶是真核基 因调控的主要机制。
采用正性调节机制更有效、经济、特异； 采用负性调节不经济
（四）转录和翻译过程分开进行 转录与翻译过程分别存在于不同的亚细胞部位（胞核与胞浆
），可分别进行调控。
48
（五）转录后加工 真核基因大多为断裂基因，内含子和外显子一起
被转录。
真核基因大多为断裂基因，内含子和外显子一起被转录。
TFⅡA，TFⅡB，TFⅡD，TFⅡE，TFⅡF，TFⅡ-I等。
高中生物第十三章 基因表达调控
第十三章基因表达调控一、名词解释1.基因表达2.HRE3.CAP4.操纵子5.启动子二、填空1.基因表达调控可发生在遗传信息传递的任何环节,但是基因表达的基本控制点。
2.操纵子包括______________及______________。
3.基因表达包括______________和______________。
三、问答简述乳糖操纵子的结构及其调节机制。
参考答案一、名词解释1.遗传信息表现为有功能的蛋白质，包括转录和翻译。
2.即激素反应元件，能与激素-受体复合物二聚体结合的DNA特定序列，结合后可调节（促进或抑制）相邻基因的转录，进而调节该基因编码蛋白的合成。
3.CAP即分解代谢物基因激活蛋白，为同二聚体，分子内部有DNA结合区和cAMP结合位点，可与乳糖操纵子启动序列中的CAP结合位点结合，正性调节乳糖操纵子的表达。
4.结构基因及其上游的调控序列。
5.σ因子辨认结合的部位。
二、填空1.转录起始2.结构基因上游调控序列3.转录翻译三、问答乳糖操纵子含Z、Y、及A三个结构基因，编码降解乳糖的酶，此外还有一个操纵序列O、一个启动序列P和一个调节基因I，在P序列上游还有一个CAP 结合位点。
由P序列、O序列和CAP结合位点共同构成lac操纵子的调控区，三个编码基因由同一个调控区调节。
乳糖操纵子的调节机制可分为三个方面：(1)阻遏蛋白的负性调节没有乳糖时, 阻遏蛋白与O序列结合,阻碍RNA 聚合酶与P序列结合,抑制转录起动；有乳糖时,少量半乳糖作为诱导剂结合阻遏蛋白，改变了它的构象，使它与O序列解离,RNA聚合酶与P序列结合,转录起动。
(2) CAP的正性调节没有葡萄糖时，cAMP浓度高，结合cAMP的CAP与lac操纵子启动序列附近的CAP结合位点结合，激活RNA转录活性；有葡萄糖时，cAMP浓度低，cAMP与CAP结合受阻，CAP不能与CAP结合位点结合，RNA转录活性降低。
(3)协调调节当阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系统不能发挥作用；如无CAP存在，即使没有阻遏蛋白与操纵序列结合，操纵子仍无转录活性。
第十三章基因表达调控
第十三章基因表达调控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。