第八章 真核基因表达调控
1 第八章 真核基因表达调控
第八章真核基因表达调控 ·81真核生物的基因结构与转录活性 。8.2真核基因转录机器的主要组成 ·8.3蛋白质磷酸化对基因转录的调控 ·8.4蛋白质乙酰化对基因表达的影响 ·8.5激素与热激蛋白对基因表达的影响 ·8.6其他水平上的表达调控
2 第八章 真核基因表达调控 • 8.1 真核生物的基因结构与转录活性 • 8.2 真核基因转录机器的主要组成 • 8.3 蛋白质磷酸化对基因转录的调控 • 8.4 蛋白质乙酰化对基因表达的影响 • 8.5 激素与热激蛋白对基因表达的影响 • 8.6 其他水平上的表达调控
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，每个细胞基因组中蕴 藏的遗传信息量及基因数量都大大高于原核生物。 人类细胞单倍体基因组有3×10bp,为大肠杆菌总 DNA的800倍，噬菌体的10万倍左右！ 真核生物染色质被包裹在细胞核内，基因的转 录（核内）和翻译（细胞质内）被核膜所隔开，核 内RNA的合成与转运，细胞质中RNA的剪接和加工 等都属于真核生物基因调控的范围。 3
3 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，每个细胞基因组中蕴 藏的遗传信息量及基因数量都大大高于原核生物。 人类细胞单倍体基因组有3×109bp，为大肠杆菌总 DNA的800倍，噬菌体的10万倍左右！ 真核生物染色质被包裹在细胞核内，基因的转 录（核内）和翻译（细胞质内）被核膜所隔开，核 内RNA的合成与转运，细胞质中RNA的剪接和加工 等都属于真核生物基因调控的范围
。真核基因的表达调控的特点： -原核细胞一环境因素对调控起决定性的作用。 群体中每一个细胞对环境变化的反应是直接的和 一致的。 -真核细胞—基因表达调控最明显的特征是在特 定时间，特定的细胞中特定的基因被激活，实现 “预定”的、有序的、不可逆转的分化、发育， 并使生物的组织和器官保持正常功能。这是生命 活动规律决定的，环境因素在其中作用不大
4 4 • 真核基因的表达调控的特点： – 原核细胞——环境因素对调控起决定性的作用。 群体中每一个细胞对环境变化的反应是直接的和 一致的。 – 真核细胞——基因表达调控最明显的特征是在特 定时间，特定的细胞中特定的基因被激活，实现 “预定”的、有序的、不可逆转的分化、发育， 并使生物的组织和器官保持正常功能。这是生命 活动规律决定的，环境因素在其中作用不大
·真核生物基因调控可分为两大类： 一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，或细胞周期不同阶段酶活性的调节； 一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，决定了真核细胞生长、分化、发育的进程。 ·根据基因调控发生的先后次序，又可分为： 一转录水平调控 -转录后水平调控(RNA加工成熟过程的调控，翻译水平 的调控，蛋白质加工水平的调控)。 5
5 5 • 真核生物基因调控可分为两大类： – 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，或细胞周期不同阶段酶活性的调节； – 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，决定了真核细胞生长、分化、发育的进程。 • 根据基因调控发生的先后次序，又可分为： – 转录水平调控 – 转录后水平调控（RNA加工成熟过程的调控，翻译水平 的调控，蛋白质加工水平的调控）
在真核生物中基因表达调控的特点是： 。（1)多层次 （2)无操纵子和衰减子 ● (3)个体发育复杂 。（4)受环境影响较小 6
6 在真核生物中基因表达调控的特点是： • （1）多层次 • （2）无操纵子和衰减子 • （3）个体发育复杂 • （4）受环境影响较小
基因 DNA 研究基因调控的三个主要 转录调控因了 转复合物的组 内容： 。转梁 -诱发基因转录的信号？ RNA ◆A的工和成熟过程 基因调控在哪一步（模板 择起始和调控 DNA的转录、mRNA的成 NA降解 核耕体 到整位点 韩译 熟或蛋白质合成)实现的？ 蛋白质， 蛋白质的加工成熟 一不同水平基因调控的分子 机制什么？ 蛋白质的折 吊 蛋白质的得解
7 ❖研究基因调控的三个主要 内容： – 诱发基因转录的信号？ – 基因调控在哪一步（模板 DNA的转录、mRNA的成 熟或蛋白质合成）实现的？ – 不同水平基因调控的分子 机制什么？
·真核细胞与原核细胞在基因转录、翻译及DNA的空 间结构方面存在的差异： -在真核细胞中，成熟mRNA为单顺反子mRNA,很少 存在原核生物中常见的多基因操纵子形式。 -真核细胞DNA与组蛋白和大量非组蛋白相结合，只有 一小部分DNA是裸露的。 一高等真核细胞DNA中很大部分是不转录的，大部分真 核细胞的基因中间存在不被翻译的内含子。 8
8 • 真核细胞与原核细胞在基因转录、翻译及DNA的空 间结构方面存在的差异: – 在真核细胞中，成熟mRNA为单顺反子mRNA，很少 存在原核生物中常见的多基因操纵子形式。 – 真核细胞DNA与组蛋白和大量非组蛋白相结合，只有 一小部分DNA是裸露的。 – 高等真核细胞DNA中很大部分是不转录的，大部分真 核细胞的基因中间存在不被翻译的内含子
8.1真核生物的基因结构与转录活性 ①在真核细胞中，一条成熟的mRNA链只能翻译出 一条多肽链，很少有原核生物中常见的多基因操纵 子形式。 ·②真核生物能够有序地根据生长发育阶段的需要进 行DNA片段重排，增加细胞内某些基因的拷贝数。 ·③基因转录的调节区很大，可能远离转录起始位点 达几百个甚至上千个碱基对，主要通过改变整个所 控制基因5'上游区DNA构型来影响它与RNA聚合酶 的结合能力。 9
9 8.1 真核生物的基因结构与转录活性 • ①在真核细胞中，一条成熟的mRNA链只能翻译出 一条多肽链，很少有原核生物中常见的多基因操纵 子形式。 • ②真核生物能够有序地根据生长发育阶段的需要进 行DNA片段重排，增加细胞内某些基因的拷贝数。 • ③基因转录的调节区很大，可能远离转录起始位点 达几百个甚至上千个碱基对，主要通过改变整个所 控制基因5'上游区DNA构型来影响它与RNA聚合酶 的结合能力
8.1真核生物的基因结构与转录活性 ④真核生物的RNA在细胞核中合成，只有经 转运穿过核膜，到达细胞质后，才能被翻译 成蛋白质。 ·⑤许多真核生物的基因只有经过复杂的成熟 和剪接过程，才能被顺利地翻译成蛋白质。 10
10 8.1 真核生物的基因结构与转录活性 • ④真核生物的RNA在细胞核中合成，只有经 转运穿过核膜，到达细胞质后，才能被翻译 成蛋白质。 • ⑤许多真核生物的基因只有经过复杂的成熟 和剪接过程，才能被顺利地翻译成蛋白质