CAP的正性调节（有葡萄糖）cAMPCAP蛋白PIIPOZYACAP结合位点mRNA有葡萄糖，cAMP浓度低
cAMP与CAP结合受阻转录活性下降Section4REGULATIONOFEUKARYOTICGE
NEEXPRESSION第四节真核基因表达调节（二）正性调节占主导（三）转录与翻译分隔进行（四）转录后修饰、加工
一真核基因表达调控特点（一）活性染色体结构变化TheCharacteristicsofEukaryoticgene
expressionregulation(五)RNA聚合酶活性染色体结构变化1.对核酸酶敏感2.DNA拓
扑结构变化RNA-pol正超螺旋负超螺旋转录方向3.DNA碱基修饰变化4.组蛋白变化二真核基因转录激
活调节转录（起始）调节实质上是调节蛋白与DNA相互作用（一）顺式作用元件(cis-actingelements)
（二）反式作用因子(trans-actingfactors)（三）mRNA转录激活及其调节启动子（promoter
）RNA聚合酶结合位点周围的一组转录控制组件，包括转录起始位点和一个以上的机能组件典型组件：TATA盒、GC盒、
CAAT盒等启动子决定基础转录启动频率（一）顺式作用元件(cis-actingelements)Represen
tativePromoterinEukaryotesTATABoxPromoterproximalelements
CorePromoterMostcorepromoteraloneNOTabletopromotetrans
cription-requiresactivatingelements增强子（enhancer）远离转录起
始位点(1～30kb)，决定基因的特异性表达，增强启动子转录活性的DNA序列其发挥作用的方式通常与方向、距离无
关增强子决定基因表达的组织、阶段特异性（一）顺式作用元件(cis-actingelements)Different
EnhancersofEukaryoticPromotercorepromoterpromoter-proxima
lelements+1transcriptscaleisinkb(kilobases)enhancers沉
默子（silencer）某些基因的负性调节元件，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用有些DNA序列既可作
为正性、又可作为负性调节元件发挥顺式调节作用（一）顺式作用元件(cis-actingelements)（二）反式作
用因子(trans-actingfactors)1.转录调节因子分类（按功能特性）绝大多数转录调节因子以反式作用调节基因
转录2.转录调节因子的结构1.转录调节因子分类（按功能特性）基本转录因子(generaltranscriptio
nfactors)特异转录因子(specialtranscriptionfactors)转录激活因子（transcri
ptionactivators）转录抑制因子（transcriptionrepressors）
polⅡTFⅡHTAFTFⅡFTAFTAFTFⅡATFⅡBTBPTATADNARNApolymera
seⅡanditsgeneraltranscriptionfactorsTFⅡETBP(bindingTATA
box)TAF(TBPassociatedfactor)TFⅡDDNAdomainsoftranscript
ionfactorsbindingdouble-helixDNA思考题什么是启动子、操纵子、限制性核酸内切酶、基因
工程？试述乳糖操纵子的工作原理？（回答要点包括乳糖操纵子的结构；阻遏蛋白的负性调节；CAP的正性调节。）简述基因工程的基本过程
。1.基因表达就是指遗传信息或基因EA.复制的过程B.转录的过程C.反转录的过程
D.翻译的过程E.转录及翻译的过程2.基因表达的空间特异性又称BA.阶段特异性
B.组织特异性C.个体特异性D.种属特异性E.以上都不是3.基因的诱导表达是指，在一定环境或条件下基因表达
BA.增强或减弱的过程B.增强的过程
C.减弱的过程D.停止的过程E.以上都不是4.基因的
阻遏表达是指，在一定环境或条件下基因表达EA.增强或减弱的过程
B.增强的过程C.减弱的过程D.停止的过程
E.减弱或停止的过程5.管家基因的表达过程AA.变
化很小B.没有变化C.明显变化D.变化较大E.变化极大6.目前认为基因表达调控的主要环节是
BA.基因活化B.转录起始C.转录后加工D.翻译起始E.翻译后加工7.顺式作用元
件是指EA.基因的5’侧翼序列B.基因的3’侧翼序列C.基因的5’侧翼序列以外的序列
D.基因3’侧翼序列以外的序列E.具有转录调节功能的特异DNA序列8.原核阻遏蛋白的特异性结合
BA.启动序列B.操纵序列C.CAP结合位点D.转录起始点E.转录终止点9.结合RN
A聚合酶并启动转录的DNA序列是AA.启动子B.增强子C.静息子D.操纵子E.
衰减子10.一个操纵子通常含有BA.一个启动序列和一个编码基
因B.一个启动序列和数个编码基因C.数个启动序列和一个编码基因D.数个启动序列和数个编码基因E.两个启动序列
和数个编码基因第十三章基因、基因组和基因表达调控本章主要内容基因表达调控相关概念基因、基因组、基因
表达的概念基因表达的规律和方式基因表达调控的生物学意义基因表达调控的基本原理基因表达调控的多层次和复杂性基因转录激活调节
的基本要素原核基因表达调节原核基因转录调节特点乳糖操纵子基因调控模式真核基因表达调节真核基因表达调控特点转录、翻译及染
色质水平的基因表达调控第一节基因表达调控相关概念Section1CORRELATIVECONCEPTSOFG
ENEREGULATION是含有特定遗传信息的DNA片段，包括了编码一种RNA、大多表达一种多肽的核苷酸序列区域
。（结构基因；调节基因）一、基因（Gene）是指一个细胞或生物体所携带的全部遗传
信息或整套基因二、基因组（Genome）（一）真核基因组结构庞大哺乳类动物基因组DNA约3×1
09bp编码基因3～4万个，约占基因组DNA的6％重复基因占DNA5％～10％功能不明序列约占基因组DNA80％～90
％（二）单顺反子（monocistron）一个结构基因转录生成一个mRNA分子，编码一条多肽链（三）基
因不连续性存在非编码序列和间隔区人类基因组计划HGP的内容就是制作高分辨率的人类遗传图和物理图，最终完成人类和其它重要模
式生物全部基因组DNA序列测定，因此HGP属于结构基因组学范畴。第二节、基因表达调控概念特点方式意义原理
基因表达（Genexpression）简单说，就是基因转录及翻译的过程rRNA、tRNA编码基因转录合成RN
A的过程也属于基因表达一基因表达的概念是指各种调节机制控制下，从基因激活开始，经历转录、翻译等过程产生具有
生物学功能的蛋白质分子，从而赋予细胞一定的功能或表型，或使生物体获得一定的遗传性状。简单说即基因转录及翻译的过程。rR
NA、tRNA编码基因转录合成RNA的过程也属于基因表达。二、基因表达调控的规律阶段特异性——时间顺序/特异性组织特异
性——空间特异性1.阶段特异性阶段特异性：又称时间特异性。在特定环境中，按功能需要，某一特定基因的表
达随时间、环境而变化，严格按特定时间顺序发生。例如：哺乳类AchR分胚胎型和成年型：胚胎型的亚基组成为?2βγδ，成
年型的亚基组成为α2βεδ；胚胎期表达γ亚基基因，ε亚基基因不表达，而出生后γ亚基基因关闭，ε亚基基因表达。2.组织特异性
组织特异性：又称空间特异性。在发育、分化特定时期内不同基因的表达产物在不同组织细胞内并非平均分配，而是按一定空间
顺序出现，即同一基因产物在不同组织、细胞内的含量有所不同，不同基因产物在同一组织、细胞中的含量也有所不同。意义：它适应
了不同组织器官功能的需要。基因表达的组织特异性在分化、成熟的组织中适应了不同组织器官功能的需要。例如：血红蛋白在红细胞
的高水平表达适应了红细胞运输氧和二氧化碳的功能需要。三、基因表达的方式基本表达诱导和阻遏1.基本的基因
表达管家基因： 生物体某些基因产物在整个生命过程中都是需要的或必不可少的，这类产物的编码基因在生物体的几乎所有细
胞中持续表达，这类基因叫“管家基因”，它的基因表达即为基本的基因表达。基本的基因表达也是在一定机制控制下进行的
。如：三羧酸循环中酶编码基因的表达，组成细胞的微管蛋白的表达。2.诱导和阻遏表达在特定环境信号刺
激下，相应的基因被激活，基因表达产物增加，这种基因称为可诱导基因。可诱导基因在特定环境中表达增强的过程，称为诱导(inducti
on)。如果基因对环境信号应答是被抑制，这种基因是可阻遏基因。可阻遏基因表达产物水平降低的过程称为阻遏(rep
ression)。四、基因表达调控的生物学意义适应环境和维持生长维持个体的发育与分化五基因表达调控的基本原
理（一）基因表达的多级调控基因活化、转录起始、转录后加工、mRNA降解、蛋白质翻译、翻译后加工修饰
及蛋白质降解等多个环节均可调节细胞内蛋白质的浓度。转录起始是基本控制点。（二）基因
转录激活调节基本要素基因表达的调节与基因的结构、性质，生物个体或细胞所处的内、外环境，以及细胞内所存在的转录调节蛋白有关。1.
特异DNA序列和调节蛋白质原核生物蛋白质因子——操纵子(operon)机制特异DNA序列编码序列
启动序列操纵序列其他调节序列(promoter)(operator)真核生物1)顺式作用元件(cis
-actingelement)——可影响自身基因表达活性的DNA序列BADNA编码序列转录起始点不同真核生物的顺式
作用元件中也会发现一些共有序列，如TATA盒、CAAT盒等，这些共有序列是RNA聚合酶或特异转录因子的结合位点。
2)真核基因的调节蛋白还有蛋白质因子可特异识别、结合自身基因的调节序列，调节自身基因的表达，称顺式作用。由某一基因表
达产生的蛋白质因子，通过与另一基因的特异的顺式作用元件相互作用，调节其表达。反式作用因子(trans-actingfact
or)这种调节作用称为反式作用。3.RNA聚合酶⑴原核启动序列/真核启动子与RNA聚合酶活性
RNA聚合酶与其的亲和力，影响转录。⑵调节蛋白与RNA聚合酶活性一些特异调节蛋白在适当环境信号刺激下表达，然后通过DNA-蛋
白质、蛋白质-蛋白质相互作用影响RNA聚合酶活性。第三节、原核基因转录调节一原核基因转录调节特点
σ因子决定RNA聚合酶识别特异性操纵子模型的普遍性阻遏蛋白与阻遏机制的普遍性二、乳糖操纵子调节机制
乳糖操纵子结构CAP结合位点PIIPOZYA调控区结构基因I:阻遏蛋白编码基因PI:阻遏蛋白基
因启动序列Z:β-半乳糖苷酶Y:透酶A:乙酰基转移酶结构基因O:操纵序列（阻遏蛋白结合部位）P:启动序列CAP结合位点调控区阻遏蛋白的负性调节（无乳糖）Lac阻遏蛋白结合O基因,抑制转录,Lac操纵子表达量微少阻遏蛋白mRNACAP结合位点PIIPOZYARNA聚合酶诱导剂结合于Lac阻遏蛋白，阻遏蛋白与O基因解离，不抑制转录，Lac操纵子转录活性提高1000倍乳糖别乳糖CAP结合位点PIIPOZYAmRNA阻遏蛋白的负性调节（有乳糖）CAP的正性调节（无葡萄糖）cAMPCAP蛋白PIIPOZYACAP结合位点mRNA无葡萄糖，cAMP浓度高cAMP与CAP结合与CAP结合位点结合转录活性提高50倍 |
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