第 十 三 章 基因表达调控 Regulation of Gene Expression
Regulation of Gene Expression
第一节 基本概念与原理 Basic Conceptions and Principle
第 一 节 基本概念与原理 Basic Conceptions and Principle
基因表达的概念 基因组(genome) 一个细胞或病毒所携带的全部遗传信 息或整套基因。 它也是指含有一个生物体生存、 发育、活动和繁殖所需要的全部遗传信息 的整套核酸
一、基因表达的概念 * 基因组(genome) 一个细胞或病毒所携带的全部遗传信 息或整套基因。 ——它也是指含有一个生物体生存、 发育、活动和繁殖所需要的全部遗传信息 的整套核酸
Gene DNA 转录 基因表达(gene expression) Nucleotides 加工修饰 是指储存遗传信息 mRNA degradation Mature mRNA 的基因经过一系列步骤 翻译 表现出其生物功能的整 个过程。 Protein Amino acids (inactive) 典型的基因表达是 基因经过转录、翻译 加工修饰 Proteln degradation 产生有生物活性的蛋白 Modifled protein (active) 质的过程。 Protein targeting and transport
是指储存遗传信息 的基因经过一系列步骤 表现出其生物功能的整 个过程。 典型的基因表达是 基因经过转录、翻译， 产生有生物活性的蛋白 质的过程。 •基因表达(gene expression)
基因表达=转录+翻译 但是 不是所有的基因表达都产生蛋白质 rRNA或tRNA的基因经转录和转录后加工产 生成熟的rRNA或tRNA,也是rRNA或tRNA 的基因表达，因为rRNA或tRNA就具有在蛋 白质翻译方面的功能。 基因表达是受调控的
基因表达是受调控的 不是所有的基因表达都产生蛋白质， rRNA或tRNA的基因经转录和转录后加工产 生成熟的rRNA或tRNA,也是rRNA或tRNA 的基因表达，因为rRNA或tRNA就具有在蛋 白质翻译方面的功能。 但是 基因表达＝转录＋翻译
生物基因组的遗传信息 并不是同时全部都表达出来的 大肠杆菌基因组（约4000个基因)，一般情况下 只有5-10%在高水平转录状态，其它基因有的处于 较低水平的表达，或者暂时不表达。 人的基因组约含有10万个基因，但在一个组织细 胞中通常只有一部分基因表达，多数基因处在沉静状 态，典型的哺乳类细胞中开放转录的基因约在1万个 上下，即使蛋白质合成量比较多、基因开放比例较高 的肝细胞，一般也只有不超过20%的基因处于表达状 态
大肠杆菌基因组（约4000个基因)，一般情况下 只有5－10%在高水平转录状态，其它基因有的处于 较低水平的表达，或者暂时不表达。 人的基因组约含有10万个基因，但在一个组织细 胞中通常只有一部分基因表达，多数基因处在沉静状 态，典型的哺乳类细胞中开放转录的基因约在1万个 上下，即使蛋白质合成量比较多、基因开放比例较高 的肝细胞，一般也只有不超过20%的基因处于表达状 态。 生物基因组的遗传信息 并不是同时全部都表达出来的
基因表达的时间性及空间性 )时间特异性 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，称之为基因表达的时间 特异性(temporal specificity)。 多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶 段特异性(stage specificity)
二、基因表达的时间性及空间性 （一）时间特异性 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，称之为基因表达的时间 特异性(temporal specificity)。 多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶 段特异性(stage specificity)
(工)空间特异性 在个体生长全过程，某种基因产物在个体 按不同组织空间顺序出现，称之为基因表达的 空间特异性(spatial specificity)。 基因表达伴随时间顺序所表现出的这种分 布差异，实际上是由细胞在器官的分布决定的 所以空间特异性又称细胞或组织特异性(ce‖or tissue specificity)
（二）空间特异性 基因表达伴随时间顺序所表现出的这种分 布差异，实际上是由细胞在器官的分布决定的， 所以空间特异性又称细胞或组织特异性(cell or tissue specificity)。 在个体生长全过程，某种基因产物在个体 按不同组织空间顺序出现，称之为基因表达的 空间特异性(spatial specificity)
基因表达的方式 按对刺激的反应性，基因表达的方式分为： (一)组成性表达 管家基因 某些基因在一个个体的几乎所有细胞中持 续表达，通常被称为管家基因 (housekeeping gene)
三、基因表达的方式 按对刺激的反应性，基因表达的方式分为： （一）组成性表达 某些基因在一个个体的几乎所有细胞中持 续表达 ， 通常被称为 管家基因 (housekeeping gene)。 管家基因
无论表达水平高低，管家基因较少受环境 因素影响，而是在个体各个生长阶段的大多数 或几乎全部组织中持续表达，或变化很小。区 别于其他基因，这类基因表达被视为组成性基 因表达(constitutive gene expression)。 基本的基因表达只受到启动序列或者启动 子与RNA聚合酶相互作用的影响 组成性基因表达也是相对的，而不是一成不变 的，其表达强弱也是受一定机制调控的
无论表达水平高低，管家基因较少受环境 因素影响，而是在个体各个生长阶段的大多数 或几乎全部组织中持续表达，或变化很小。区 别于其他基因，这类基因表达被视为组成性基 因表达(constitutive gene expression)。 基本的基因表达只受到启动序列或者启动 子与RNA聚合酶相互作用的影响 组成性基因表达也是相对的，而不是一成不变 的，其表达强弱也是受一定机制调控的