药学分子生物学：第三章 基因表达调控(一)
药学分子生物学基因表达调控的教学体会
・
４３ ・ ３
中药 化 学 教 学 方 法 改革 探 讨
徐 伟 ， 凌 伟 坚 ， 林珠 灿 ， 李 煌 ， 陈建 忠 （ 福建中医药大学药学院， 福州 ３００） ５１８
摘 要 ： 从 改革课 堂教 学模 式、 改进教 学技 术手段 、 引入 学科进展 以及 增 强学生 自主 学习能 力和探 索双语教 学等几 方面探讨 中药化 学的教 学改革 ， 以改进 中药化 学教 学方 法， 体现 学科特 色。
业教 学计 划 的要 求 ， 程 应 紧密结 合 中医药理 论 、 课 中 药 的 临床功 效及 其 所 含 化 学 成 分 的化 学 结 构 、 质 性
课 堂教 学模 式 将 直 接 影 响 教学 效 果 ， 因此 课 堂
教 学模 式 的改革 是 教学 改革 的重要 内容 。在 中药化
学 的课 堂 教 学 中 ， 穿 “ 学 为 主 ， 贯 以 以教 为 辅 ” 的理
除 了学生 的畏难 和抵 触 情 绪 ， 立 起 同学对 分 子 生 建
掌 握 了一把 揭示 生物 学奥 秘 的钥匙 。笔 者 总结 自己 在 教学 中的实 际经验 ， 以下 几点体 会 。 有
１ 注重 融会 贯通
物 学学 习 的兴 趣 和 信 心 。另 外 ， 门安排 习题 讲 解 专
使学 生学 到 的不是 一个 个孤 立 的知识 点 。基 因表 达
例， 经典 的基 因表 达 的概 念是 从 Ｄ Ａ 到蛋 白质 的过 Ｎ
程 叫基 因表达 ， 这个 过 程 的调 节 即 为基 因表 达 调 对
控 。而新 的研究 发 现蛋 白质 不是 唯一 的基 因表达 产
物 ， 些 Ｒ Ａ和 ｍ ｃｏＲ Ａ 也 是 基 因 的 表 达 产 物 ， 某 Ｎ ｉｒ Ｎ
分子生物学中的基因表达调控
分子生物学中的基因表达调控在分子生物学领域中，基因表达调控是一个重要的研究方向。
基因表达调控指的是细胞如何通过调控基因的转录和翻译过程来控制蛋白质的合成。
这一过程是细胞功能和发育的关键，也是许多疾病的发生和发展的基础。
基因表达调控可以通过多种方式实现，其中最重要的是转录调控和转录后调控。
转录调控是指通过调节基因的转录过程来控制基因的表达水平。
转录后调控则是指通过调控转录产物的剪接、修饰和稳定性等过程来控制基因表达。
在转录调控中，转录因子是起到关键作用的蛋白质。
转录因子可以结合到基因的启动子区域，促进或抑制转录的进行。
这些转录因子的结合可以受到多种信号分子的调控，如激素、细胞外信号和环境因子等。
通过这种方式，细胞可以对内外环境的变化做出快速和准确的反应。
除了转录调控外，转录后调控也是基因表达调控的重要机制。
转录后调控包括剪接调控、RNA修饰和RNA降解等过程。
剪接调控指的是在转录产物的剪接过程中选择性地剪接出不同的外显子，从而产生不同的转录本。
这种剪接调控可以使一个基因编码多种不同的蛋白质，增加了基因的功能多样性。
RNA修饰包括甲基化、腺苷酸修饰和磷酸化等过程，这些修饰可以改变RNA的稳定性和功能。
RNA降解则是指通过降解RNA分子来控制基因表达水平。
在基因表达调控中，还有一种重要的机制是表观遗传调控。
表观遗传调控是指通过改变染色质结构和DNA甲基化等方式来调控基因的表达。
这种调控方式可以在细胞分化和发育过程中起到关键作用。
表观遗传调控可以通过改变染色质的可及性来调控基因的转录活性，从而影响基因的表达水平。
基因表达调控在生物体内起到了重要的作用。
它可以使细胞对环境变化做出适应性的反应，保持细胞内环境的稳定性。
同时，基因表达调控还可以控制细胞的分化和发育过程，使细胞具有不同的功能和特性。
在疾病的发生和发展中，基因表达调控的异常往往是一个重要的因素。
许多疾病，如癌症和遗传性疾病，都与基因表达调控的异常有关。
生物科学中的基因表达调控机制
生物科学中的基因表达调控机制在生物科学中，基因表达调控机制是指生物体内基因的表达被调控的过程。
基因表达调控机制对于维持生物体的正常发育，适应环境变化以及细胞分化具有重要作用。
在基因表达调控机制中，包括转录调控、转录后调控和翻译调控等多个层次的调控方式。
转录调控是基因表达调控的第一步，它发生在DNA转录为RNA的过程中。
转录调控可以通过直接或间接的方式，影响RNA聚合酶与DNA结合以及RNA聚合酶的活性。
转录调控可以通过启动子区域上的转录因子结合位点来进行。
转录因子是一类能够与DNA序列特异性结合的蛋白质。
这些转录因子能够促进或抑制RNA 聚合酶的结合，从而调控基因的转录。
转录调控还可以通过染色质结构的调整来实现。
组蛋白修饰是一种重要的转录调控方式，通过改变组蛋白在染色质上的特定位点的修饰，调控某些基因的转录活性。
转录后调控是指在RNA转录完成后的调控过程。
转录后调控中最重要的一步是RNA剪接，即将原始转录产物（pre-mRNA）中的非编码区域（intron）剪除掉，而将编码区域（exon）保留下来。
这个过程可以发生在多个剪接位点上，从而在同一基因上产生不同的转录变体。
RNA剪接的选择性剪接对于基因功能和调控具有重要影响。
转录后调控还包括RNA修饰、RNA核酸编辑等过程。
通过这些机制，细胞可以调整单个mRNA的稳定性，从而影响蛋白质的合成。
翻译调控是指在mRNA转录完成后，调控蛋白质合成的过程。
通过调控mRNA的翻译速率和选择性地翻译某些mRNA，细胞可以调控特定蛋白质的合成量。
翻译调控包括mRNA上的内部启动子序列、翻译终止子序列等调控元件的作用。
此外，还存在一些调控因子或小分子物质可以直接与转录或翻译过程中的蛋白质结合，并改变其活性，从而进一步调控基因表达。
基因表达调控机制在细胞分化中发挥关键作用。
在发育过程中，细胞需要根据不同的任务和环境，表达特定的基因并合成相应的蛋白质。
通过基因表达调控机制的精确调控，细胞可以在不同环境下适应不同任务的需要，保证整个生物体的正常发育。
分子生物学中的基因表达调控
分子生物学中的基因表达调控在分子生物学领域中，基因表达调控是一个关键的研究领域。
基因表达调控指的是细胞对基因的信号传导和调节，从而产生适当的蛋白质产量。
基因表达调控在细胞发育、组织形成和生物体的生理功能中起着至关重要的作用。
在细胞内，基因的表达受到许多因素的调控，包括转录因子、启动子和增强子的结合，以及DNA甲基化等。
转录因子是一类与DNA结合并调控特定基因转录的蛋白质。
它们通过结合到启动子和增强子上的特定DNA序列，影响细胞中转录的开始和停止。
启动子是非编码区域的一部分，包含有启动转录所需的基因序列。
而增强子则是一种可以增强或抑制启动子活性的DNA序列。
通过转录因子、启动子和增强子的相互作用，基因的表达可以被细胞有效地调控。
此外，DNA的甲基化也是基因表达调控中的一个重要机制。
DNA 甲基化是一种通过添加甲基基团到DNA分子中的化学修饰。
这种修饰可以影响基因的转录和表达。
DNA甲基化可以导致基因的沉默，即阻止转录因子与DNA结合，从而使得基因无法被转录为蛋白质。
相反，DNA解甲基化则可以使得基因重新活跃起来。
基因表达调控中的DNA 甲基化机制对于细胞发育和组织形成至关重要。
除了这些机制，非编码RNA分子也参与了基因表达调控的过程。
非编码RNA是一类不具有编码蛋白质功能的RNA分子。
它们通过与mRNA分子互作，调节基因的转录和翻译过程。
非编码RNA可以作为转录因子，与DNA序列结合，影响基因的表达。
此外，它们还可以通过与mRNA分子的互作，调控转录后修饰和RNA剪接的过程。
通过这些机制，非编码RNA分子在基因表达调控中发挥着重要的作用。
尽管我们已经了解到了基因表达调控的一些机制，但是我们对于整个过程的理解仍然存在许多不确定性。
随着技术的不断发展，例如基因组学和转录组学的进步，我们能够更加全面地研究基因表达调控。
通过这些技术，我们可以揭示基因与转录因子、增强子之间的相互作用，以及基因与非编码RNA之间的调控关系。
基因表达调控机制解析
基因表达调控机制解析基因表达调控机制是指细胞在特定的生理或病理条件下，通过不同的分子信号和调节因子，对基因的转录和翻译进行调控的过程。
这一过程对于维持细胞的正常功能、发育和适应环境变化至关重要。
本文将针对基因表达调控机制进行详细解析，包括转录调控、转录后调控和翻译调控等。
转录调控是基因表达调控的第一步，它决定了哪些基因要被转录成mRNA。
在细胞核中，DNA中的特定序列被RNA聚合酶识别并转录成mRNA。
转录因子是一类能与DNA结合的蛋白质，它们通过与DNA结合来调节RNA聚合酶的结合和活性。
转录因子可以降低或增强RNA聚合酶的结合和转录活性，从而对基因的转录进行调控。
例如，激活型转录因子结合到启动子区域上，促进RNA聚合酶与基因的结合和转录，而抑制型转录因子则具有相反的作用。
转录因子的调控活性可以受到多种内外因素的影响，如细胞外信号分子、细胞内代谢物的浓度改变等。
转录后调控是指在RNA聚合酶合成mRNA之后，对mRNA进行修饰和调控的过程。
其中一个重要的调控方式就是RNA的剪接。
在剪接过程中，pre-mRNA分子中的部分内含子序列被剪切掉，从而生成成熟的mRNA。
剪接的精确性和效率对于基因表达的正确调控起着重要作用。
此外，还有其他一些方式可以调控转录后的mRNA，如RNA编辑和RNA 降解等。
RNA编辑可以通过改变mRNA中的碱基组成来改变其编码的蛋白质序列，从而调节基因表达。
RNA降解是指通过降解mRNA分子来调节其表达水平，这是一种常见的调控方式。
翻译调控是指在mRNA被翻译成蛋白质的过程中，通过调节翻译的速率和效率来对基因表达进行调控。
这种调控方式主要通过翻译起始子和终止子区域的序列差异来实现。
翻译调控还可以通过一些非编码RNA和结合蛋白的方式来发挥作用。
这些非编码RNA可以与mRNA结合，从而改变mRNA的翻译效率。
结合蛋白可以与mRNA或蛋白质结合，从而调节蛋白质的稳定性和功能。
除了上述的直接调控机制外，基因表达还受到染色质结构和组织特异性等因素的影响。
分子生物学研究中的基因表达调控机制
分子生物学研究中的基因表达调控机制基因表达是指基因转录为mRNA，然后进一步转化为蛋白质的过程。
在分子生物学研究中，人们对基因的表达调控机制进行了详细的研究，以便更好地了解生物体内基因的功能和特性。
本文将介绍分子生物学研究中常见的基因表达调控机制，并讨论它们在细胞和生物体中的重要性。
一、转录水平调控1.启动子和转录因子转录是基因表达的第一步，它在基因启动子区域发生。
启动子是一段DNA序列，其中包含转录起始位点和结合转录因子的结构域。
转录因子是一类能结合到启动子上，调控基因转录的蛋白质。
通过结合启动子上的转录因子，基因的转录水平可以被调控。
2.组蛋白修饰组蛋白是构成染色质的重要成分，在基因表达调控中起着重要作用。
组蛋白修饰是指通过改变组蛋白的翻译后修饰，影响染色质的结构和可及性。
例如，甲基化和乙酰化是常见的组蛋白修饰形式，可以影响染色质的紧密度和启动子的可及性，从而调控基因的转录水平。
二、转录后调控1.剪切和剪接调控在基因转录后，mRNA会经历剪切过程，即把一个长的前体mRNA 分割成不同的片段。
剪接调控是指通过剪接选择性地组合mRNA片段，以产生不同类型的成熟mRNA。
这种调控方式可以在转录的同时产生多种不同的mRNA，从而实现多样的蛋白质编码。
2.转录后修饰转录后修饰是指在mRNA生成后，通过添加化学修饰物或特定的蛋白质与mRNA相互作用，从而调控基因表达。
例如，mRNA的甲基化和腺苷酰化是常见的转录后修饰方式，可以影响mRNA的稳定性和转化为蛋白质的效率。
三、转化水平调控1.翻译调控翻译是指将mRNA翻译为蛋白质的过程。
翻译调控是通过调控mRNA的翻译速率和效率来影响蛋白质的生成。
这种调控机制可以通过调节mRNA的结构特性、使用稀缺的翻译因子和调控mRNA的降解来实现。
2.蛋白质修饰和交互作用在蛋白质生成后，它们可以经历各种不同的后续修饰，如翻译后修饰、蛋白质复合体的组装和组织器官特异性的交互作用。
分子生物学研究中的基因表达调控
分子生物学研究中的基因表达调控基因是生命的基本单位，通过基因表达，细胞可以合成蛋白质，进而参与各种生物过程。
基因表达的调控是细胞发育、分化和适应环境的关键。
在分子生物学研究中，科学家们致力于探索基因表达调控的机制及其在生命过程中的重要作用。
基因表达调控可以分为转录调控和转录后调控两个层面。
首先，转录调控是指在DNA转录为RNA的过程中，通过调控转录的速率和特异性来控制基因表达。
转录调控的关键是转录因子，它们可以识别特定DNA序列，并调节基因的转录。
转录因子与DNA结合的方式多种多样，如通过结合DNA的特定序列（启动子区域）或结合其他转录因子形成复合物来实现调控。
通过转录因子的作用，细胞可以对内外环境变化作出适应性反应。
在转录后调控层面，主要通过RNA的剪接、修饰和降解来调控基因表达。
RNA剪接是指在RNA分子合成之后，通过剪接酶的作用将剪接区域的RNA片段切除和连接，从而形成成熟的RNA分子。
剪接的方式多种多样，同一基因可以产生多个不同的RNA剪接体，从而实现基因表达的多样性。
此外，RNA还可以通过修饰（如甲基化）来调控基因表达。
这些修饰使RNA分子更加稳定，或者通过与其他蛋白质相互作用，影响RNA的功能和定位。
另外，通过降解RNA分子，细胞可以快速调节基因表达的水平，以实现对环境变化的反应。
除了细胞内调控机制外，外源性信号和内源性信号也可以影响基因的表达调控。
外源性信号，如激素、药物等，可以与细胞表面的受体结合，传递信号并影响基因的表达。
内源性信号则是指细胞内部的信号通路，包括细胞周期、细胞分化等过程。
这些信号可以通过磷酸化、乙酰化等化学修饰来调控基因的表达。
最近，通过高通量测序技术的发展，我们可以更深入地研究基因表达调控。
基因组学、转录组学和表观基因组学等技术的应用，使我们能够全面了解细胞状态下基因表达的整体图谱。
通过研究这些图谱，我们可以揭示转录调控和转录后调控在不同细胞类型和发育阶段的差异，以及基因表达异常与许多疾病的关联。
基因表达调控的机制与调节
基因表达调控的机制与调节基因表达是指基因信息通过转录和翻译的过程最终转化为具体功能的生物分子，如蛋白质。
然而，细胞需要根据具体的环境信息和内部信号来调控基因的表达，从而实现细胞功能的适应性和调节性。
本文将探讨基因表达调控的机制和调节方式。
一、转录调控转录调控是指通过调节基因的转录过程来控制基因表达的水平。
在这一过程中，转录因子和其他调控蛋白结合到基因的启动子区域，促进或抑制转录的发生。
转录因子通过结合到特定的DNA序列，如启动子、增强子和抑制子等区域，来调控转录的发生。
1. 激活转录激活转录是指转录因子与基因启动子结合后，促进转录的发生。
激活转录因子可以通过多种机制实现，包括但不限于：增加转录因子与DNA序列的亲和性，促进转录复合物的形成，改变染色质结构等。
这些机制可以增加基因的转录速率，从而促进基因表达。
2. 抑制转录抑制转录是指转录因子与基因启动子结合后，阻碍转录的发生。
抑制转录因子可以通过多种机制实现，如竞争性结合，抑制转录复合物的形成，改变染色质结构等。
这些机制可以降低基因的转录速率，从而抑制基因表达。
二、转录后调控转录后调控是指在基因转录完成后，通过调节转录产物的稳定性和翻译能力来调控基因表达水平。
这一过程涉及到RNA剪接、RNA修饰、RNA稳定性等多个环节。
1. RNA剪接调控RNA剪接是指剪接体（spliceosome）在转录产物的剪接位点上切割和重新连接RNA分子的过程。
通过调节RNA剪接的选择性，可以产生多个不同的转录产物，从而增加基因表达的多样性和复杂性。
2. RNA修饰调控RNA修饰是指RNA分子上存在的化学修饰，如甲基化、异构化、脱甲基化等。
这些修饰可以影响RNA的功能和稳定性，进而调控基因的表达水平。
3. RNA稳定性调控RNA稳定性是指转录产物在细胞内的寿命。
通过调节RNA的降解速率，可以控制基因表达的持续时间和水平。
三、表观遗传调控表观遗传调控是指通过改变染色质结构和组织状态来调控基因表达。
分子生物学原核生物基因表达调控ppt课件
一、原核基因表达调控环节
1、转录水平上的调控
（transcriptional regulation）
2、转录后水平上的调控
（post-transcriptional regulation）
① mRNA加工成熟水平上的调控 ② 翻译水平上的调控
15
二、操纵子学说
1、操纵子模型的提出 1961年，Monod和Jacob提出 获1965年诺贝尔生理学和医学奖
54
55
③ 操纵基因是DNA上的一小段序列（仅为26bp）， 是阻遏物的结合位点。
56
RNA聚合酶结合部位
阻遏物结合部位
57
操纵位点的回文序列
58
④当阻遏物与操纵基因结合时，lac mRNA的转 录起始受到抑制。
59
未诱导：结构基因被阻遏
阻遏物 四聚体
LacI P O
lacZ
lacY
lacA
32
酶合成的诱导操纵子模型
调节基因
操纵基因
结构基因
阻遏蛋白
调节基因
操纵基因
结构基因
诱导物
如果某种物质能够促使
阻遏蛋白
mRNA
细菌产生酶来分解它，
这种物质就是诱导物。
诱导物
酶蛋白
33
• 可阻遏调节：基因平时是开启的，处在产生蛋白质 或酶的工作过程中，由于一些特殊代谢物或化合物 的积累而将其关闭，阻遏了基因的表达。 例：色氨酸操纵子 合成代谢蛋白的基因
1、根据操纵子对调节蛋白（阻遏蛋白或激活蛋白） 的应答，可分为： 正转录调控 负转录调控
29
调节基因
操纵基因
结构基因
激活蛋白 阻遏蛋白
正转录调控 负转录调控
基因表达调控PPT课件
1. 顺式作用元件：特异DNA序列 2. 反式作用因子：特定调节蛋白质
14
原核生物
—— 操纵子(operon) 机制
启动序列 (promoter)
编码序列
其他调节序列
蛋白质因子
操纵序列 (operator)
• 可诱导调节：指一些基因在特殊的代谢物或化合物的作 用下，由原来关闭的状态转变为工作状态，即在某些物 质的诱导下使基因活化。 例：大肠杆菌的乳糖操纵子 分解代谢蛋白的基因
34
酶合成的诱导操纵子模型
调节基因
操纵基因
结构基因
阻遏蛋白
诱导物
如果某种物质 能够促使细菌产生 酶来分解它，这种 物质就是诱导物。
合时，结构基因不转录。
38
在正转录调控系统中，调节基因的产物是激活蛋白 根据激活蛋白的作用性质分为正控诱导和正控阻遏 • 在正控诱导系统中，效应物分子（诱导物）的存在使激 活蛋白处于活性状态； • 在正控阻遏系统中，效应物分子（辅阻遏物）的存在使 激活蛋白处于非活性状态。
39
40
三、乳糖操纵子（lac operon）
能透过大肠杆菌细胞壁和原生质膜进入细胞内。 • A编码β-半乳糖苷乙酰基转移酶：乙酰辅酶A上的乙酰基
转到β-半乳糖苷上，形成乙酰半乳糖。
43
44
2. 乳糖操纵子的阻遏调控---可诱导调控
无乳糖存在时
阻遏物结合在操纵基因上→阻 止转录过程→基因关闭
45
2. 乳糖操纵子的阻遏调控---可诱导调控
有乳糖存在时
调节基因
操纵基因
结构基因
阻遏蛋白
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2020/10/31
药学院 金晶
4
基因表达的调控
概说： 基因表达调控基本概念与原理
基因表达的调控
一、基因表达的概念
基因表达: 是指通过转录和翻译而产生其蛋 白质产物，或转录后直接产生其RNA产物 （如tRNA、rRNA等）的过程。
基因表达调控：围绕基因表达过程中发生的 各种各样的调节方式都通称为基因表达调控。
2020/10/31
药学院 金晶
15
基因表达的调控
五、基因表达调控的基本原理
（一）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。
2020/10/31
药学院 金晶
6
基因表达调控的意义
基因表达的调控
人类基因组DNA中约含5万个基因，但在某一 特定时期，只有少数的基因处于转录激活状态， 其余大多数基因则处于静息状态。一般来说， 在大部分情况下，处于转录激活状态的基因仅 占5%。
通过基因表达以合成特异性蛋白质，从而赋予 细胞以特定的生理功能或形态，以适应内外环 境的改变。
2020/10/31
药学院 金晶
10
基因表达的调控
基因表达的时间特异性：
在多细胞生物的生长 发育过程中，相应的 基因按一定的时间顺 序开启和关闭，决定 细胞的特定的方向分 化和发育。
猪牛 兔 人
2020/10/31
药学院 金晶
11
（二）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。
2020/10/31
药学院 金晶
16
基因表达的多级调控
DNA
结构基因
初级转录体
成熟mRNA
蛋白 （非活性）
2020/10/31
活性蛋白
药学院 金晶
基因表达的调控
转录 转录后加工
翻译 修饰
17
四个基本的调控点：
基因表达的调控
1. 基因结构的活化 DNA暴露碱基后RNA聚合 酶才能有效结合。活化状态的基因表现为：
2020/10/31
药学院 金晶
13
基因表达的调控
三、基因表达的方式
（一）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）。
2020/10/31
药学院 金晶
3
基因表达的调控
基因的分子生物学定义
合成有功能的蛋白质多肽链或RNA所必 需的全部核酸序列（通常是DNA序列）。
按照这个定义，一个基因应包括：
① 编码蛋白质多肽链或RNA的核酸序列； ② 保证转录所必需的调控序列、5′端非翻译序列、内
含子、3′端非翻译序列等所有的核酸序列。
如微管蛋白基因、糖酵解酶系基因与核糖体蛋白 基因等
2020/10/31
药学院 金晶
14
（二）诱导和阻遏表达：
基因表达的调控
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。
基因表达的调控
第三章第三节
基因表达的调控
Regulation of Gene Expression
什么是基因？
基因表达的调控
生物学定义：是携带生物体遗传信息的 结构单位。
基因是DNA分子上具有遗传效应的特定核苷 酸序列的总称，是具有遗传效应DNA分子片 段。
基因分子位于染色体上，它可通过复制把遗 传信息传递给下一代，从而使后代表现出与 亲代相似的性状。
2020/10/31
药学院 金晶
7
基因表达的调控
结构基因和调节基因
结构基因是编码蛋白质或RNA的任何基 因。
调节基因是参与其他基因表达调控的 RNA或蛋白质的编码基因。
调节物与DNA特定位点的相互作用能以正调 控的方式（启动或增强基因表达活性）调节 靶基因，也能以负调控的方式（关闭或降低 基因表达活性）调节靶基因。
① 对核酸酶敏感； ② 结合有非组蛋白及修饰的组蛋白； ③ 低甲基化。
2. 转录起始 最有效的调节环节，通过DNA元 件与调控蛋白相互作用来调控基因表达。
3. 转录后加工及转运 RNA编辑、剪接、转运。 4. 翻译及翻译后加工 翻译水平可通过特异的蛋
2020/10/31
药学院 金晶
8
基因的结构
基因表达的调控
包括: 调控序列和结构基因两部分
调控序列
结构基因
控制结构基 因的表达
表达蛋白质、 tRNA、rRNA
2020/10/31
药学院 金晶
9
基因表达的调控
二、基因表达的时间性及空间性
（一）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。
2020/10/31
药学院 金晶
基因表达的调控12来自组织特异性基因表达的调控
鸟氨酸循环酶类---肝细胞中高 精氨酸酶---肝脏所特有 胰岛素---胰岛β细胞； 降血钙素---甲状腺滤泡旁细胞(C细胞) 。 如果基因表达调控发生变化，细胞的形态与
功能也会随之改变
甲胎蛋白---肝癌细胞 降血钙素---肺癌细胞
2020/10/31
药学院 金晶
2
基因与DNA分子
基因表达的调控
人们对基因的研究已深入到其分子结构和功能 的研究上。但基因不能被DNA化，即基因的概 念与DNA分子不能等同：
一方面在生物界中，并非所有的基因都是由DNA构 成的，某些病毒、噬菌体等生物的遗传物质是RNA 而不是DNA；
另一方面DNA分子并不一定就是基因。有些DNA序 列，如卫星DNA、rRNA基因间的空档区等，不论 是单拷贝或多拷贝的都是非转录的，它们既不编码 蛋白质又不编码RNA，是一些不能作为基因的DNA 分子。