基因表达的调控 .pptVIP

第二节真核生物基因表达的调控真核生物基因调控远比原核生物复杂，人们对其了解尚处于探索阶段，单细胞真核生物如酵母和原核类似，主要通过及时调整酶系统基因表达以适应环境，获取营养外，而——绝大多数真核生物基因极少数与环境变化有直接或间接的关系，而与真核生物体生长发育，分化等生命现象息息相关。其调控最大特点是遗传程序调控。调控主要水平是转录水平。其次为转录后水平、DNA水平、翻译及翻译后水平等。第62页，课件共91页，创作于2023年2月一、DNA水平的调控1.基因丢失（染色质的丢失）一些低等生物（线虫，昆虫），甲壳类动物细胞在个体发育过程中丢失掉某些基因去除这些基因活性，通过改变基因数目达到调控目的，只有来分化产生殖细胞的哪能些细胞保留整套染色体。高等动物Rbc在发痛成熟过程也有染色质丢失。这些调控是不可逆的。2.基因扩增（geneamplification）基因扩增——是指细胞内某些特定基因的拷贝数专一性大量增加的现象。它是细胞在短期内为满足某种需要而产生足够基因产物一种调节手段。其机制多数人认为是基因反复复制的结果，也有人认为是姐妹染色体不均等交换从而使一些细胞中的某种基因增多。第63页，课件共91页，创作于2023年2月例：①非洲爪蟾（chan，癞蛤蟆）卵母细胞rRNA基因（rDNA）是一般体细胞的4000倍（2000000/500），这是由于卵母细胞rRNA的大量扩增，以适应胚胎发育对核糖体的大量需要。②氨甲蝶呤，重金属镉汞分别诱导二氢叶酸还原酶，金属硫铁Pr.及其它抗药性基因的扩增。③原癌基因拷贝数增加，其表达产物增加使细胞持续分裂导致癌变。第64页，课件共91页，创作于2023年2月（二）转录起始的调控下面以操纵子为例说明转录起始的调控1.乳糖操纵子的调控机理（可诱导的操纵子）（1）人们早在上个世纪初就发现了酵母中酶的诱导现象。即分解底物的酶只有底物存在时才出现。酶受底物的诱导，这种可诱导现象在细菌中普遍存在。在培养基中加入适合底物-乳糖或半乳糖后2~3分钟，β一半乳糖苷酶可迅速达到5000个酶分子，增加了1000倍，占细菌蛋白总量的5~10%。β一半乳糖苷酸水解乳糖→半乳糖+葡萄糖2个单糖。若撤消底物，该酶合成迅速停止，就象当初迅速合成一样。从60年代乳糖操纵子模型提出→1996年分离得到该操纵子的阻遏蛋白→1975年乳糖操纵子的碱基序列已全部测定清楚了。第30页，课件共91页，创作于2023年2月（2）乳糖操纵子（Lactoseoperon，Lacoperon）结构示意图CAPCAMPIPOZYA结构基因区（信息区）RNApol调控区调控区I-调节基因P-启动子O-操纵基因（OP有一定的重叠）CAP结合位点结构基因Z-β半乳糖苷酶基因（β-galactosidase）Y-半乳糖苷透酶（乳糖透酶）（β-galotosideporinerase）A-硫代半乳糖转乙酰基酶（transacetylase）第31页，课件共91页，创作于2023年2月（3）调控机理乳糖操纵子的转录起始受到CAP和阻遏蛋白的双重调控，即正、负调控。①CAP（正控）结合到启动子上游CAP结合位点的一致序列附近后，促进RNApol与P的结合，才能有效的转录，原因是：Lacp是弱启动子，与一致序列的差异极大，CAP位点结合cAmp-CAP复合物后，Lacp结合RNApol的牢固性增强。所以CAP是Lacoperon的正控因子。启动子p与操纵基因有一定的重叠，妨碍RNApol与P的结合，结合CAP后，改变了空间结构促进了RNApol与P的结合。②阻遏蛋白（负控）调节基因I（除Lacoperon用I外，其余均用R）产生的阻遏蛋白结合到操纵基因O上，就抑制了结构基因的转录，诱导物（或称效应物）可以去阻遏，实现对基因的转录，这是Lacoperon的负控机制。①②第32页，课件共91页，创作于2023年2月2个CAP分子和RNApol在Lacp一致序列上排列CAPCAP-35RNApol-10IPOZYADNAmRNA阻遏蛋白效应物（乳糖）ZYA基因产物（酶）第33页，课件共91页，创作于2