RNA聚合酶-生物化学与分子生物学.PPTVIP

第十三章基因结构与基因表达调控 Gene Structure and Expression 第一节基因与人类基因组计划 基　因　组　学 Genomics *功能基因组学 *比较基因组学 比较基因组学(comparative genomics)涉及比较不同物种的整个基因组，以便深入理解每个基因组的功能和进化关系。 二.基因组学与医学关系 *疾病相关基因的鉴定 （一）检测人类基因变异或突变 （二）疾病时基因组差异表达分析 （三）染色体制图定位及疾病相关基因克隆 *基因组学与肿瘤病因学 *基因组学与流行病病因学 *基因组学与医学伦理、法律和社会问题 基因表达的调控方式: 阻遏 负调控:调控蛋白+DNA序列 基因的表达 (相应蛋白质降低) 促进 正调控:调控蛋白+DNA序列 基因的表达 (相应蛋白质增加) 第一节 原核生物基因表达的调控 方式 特点 调控机制 --操纵子 正调控 负调控 转录翻译偶联 快速 乳糖操纵子 --负、正调控 转录起始的调控 色氨酸操纵子--负调控 　 转录起始、终止的调控 一、乳糖操纵子(lactose operon) 操纵子（operon）： 原核生物中几个功能相关的结构基因成簇串联排列组成的一个基因表达的协同单位（DNA序列）. 一个操纵子 =编码序列（2-6） +启动序列+操纵序列+(其他调节序列) 乳糖操纵子的发现： 细菌以葡萄糖为能量来源 葡萄糖充分时： 与葡萄糖代谢有关的酶基因---表达 与其他糖代谢有关的酶基因---关闭 葡萄糖耗尽时，乳糖存在（培养基）： 与乳糖代谢有关的酶基因 ---表达 与葡萄糖代谢有关的酶基因---关闭 （一）乳糖操纵子（lactose opron） 结构 细菌对乳糖的利用及其相关的酶: 乳糖 (在通透酶作用下进入细菌） β半乳糖苷酶 （细菌中少量存在） 别位乳糖 β半乳糖苷酶 （细菌中少量存在） 葡萄糖+半乳糖 （二）Lac阻遏物的作用---负调控 Lac阻遏物 结构特点 调控机制 （负调控） 由基因I编码生成的蛋白质 具有四级结构的蛋白质 具有4个相同亚基 每个亚基中都有一与诱导剂结合的位点 Lac阻遏物与O基因结合： 结构基因关闭 Lac阻遏物与诱导剂结合： 不与O基因结合，结构基因开放 RNA聚合酶结合，转录开始 生理性诱导剂 实验常用诱导剂 葡萄糖存在时： 优先利用葡萄糖作为能源。 与阻遏蛋白的存在有关 --乳糖操纵子的负调控 与cAMP有关： 葡萄糖 cAMP Lac操纵子（-） 只有乳糖存在时： 只能利用乳糖 解除阻遏蛋白的作用 CAP-cAMP复合物的激活作用 CAP+cAMP 乳糖操纵子 导致结构基因转录(正调控) cAMP 在原核生物中的作用 （饥饿信号） CAP(分解物基因激活物蛋白): 有二个相同亚基的蛋白质 一个与DNA结合的domain 一个与cAMP结合的domain 原核生物基因表达的一般情况 （乳糖操纵子） 环境条件的变化是相关基因表达的外界信号 基因表达 的负调控 基因表达 的正调控 正、负调控协同表达 葡萄糖、乳糖浓度的变化 Lac阻遏物与操纵基因 cAMP+CAP与相应的DNA序列 第 三 节  真核基因转录调节 三、真核基因转录激活调节 （一） 顺式作用元件 真核生物DNA序列 和被转录的结构基因距离较近 包括：启动子（启动子上游近侧序列） 增强子 和转录调控有关(可影响自身编码基因表达活性) 1. 启动子和启动子上游近侧序列 是RNA聚合