基因的调控课件第5章基因得调控随着人类及相关生物得基因组计划得完成,人类将进入一个对数以万计得基因进行结构功能得研究时代。人类基因组仅仅含2、5~3万个基因,对真核基因得调控机制进行分析并确定基因如何行使她们得功能,将就是十分迫切而艰巨得任务。人类得发育、克隆、癌症得治疗、衰老与长寿等重大问题得探索与解决都说明,今后得基因调控得研究,将以真核细胞得基因调控为主。研究基因表达调控得重要意义LifecycleofhumanbeingAlcoholmetabolism基因得表达就是受到严格调控得基因表达得方式(二)诱导和阻遏表达诱导表达在特定环境信号刺激下,基因表现为开放或增强,表达产物增加。阻遏表达在特定环境信号刺激下,基因被抑制,从而使表达产物减少。大家有疑问的，可以询问和交流(三)协调表达在一定机制控制下,功能相关得一组基因,协调一致,共同表达。12基因表达调控可在几个不同水平上进行。在高度复杂得生物、细胞及其代谢过程中,基因表达就是高度有序得。如在高等生物中,特定得细胞已分化成高度特化得细胞,人类眼睛得细胞只能合成眼色特有得蛋白,其绝不可能合成肝细胞中特有得解毒酶,各种特定细胞能阻遏不同类别得基因得表达。基因表达得调控对生物就是极端重要得。真核生物:各种不同类型得细胞能阻遏不同类型基因得表达。细菌具有阻遏基因表达得能力。在进化中,细胞具备了一套机制,她能抑制那些并非必须得酶得基因和激活那些在某一时间内明显必须得酶得基因。达到这一目得得二个条件:1)必须具备关闭或打开每种特定基因得方法;2)对应该激活一种特定基因或一组基因得特定环境具备正确识别得能力。15ThreelevelscontrolGeneregulationveryplexineukaryotescells!5、1基因调控得基本模型乳糖操纵子模型20212223I操纵基因(Operator,简称O),起到基因开关得作用。启动基因(Promoter,简称P),就是RNA聚合酶结合得部位,能起动ZYA基因得表达,POZYA在DNA上几个相邻接得基因共同组成一个功能单位称操纵子。调节基因(I基因),能编码产生一种阻遏蛋白,该蛋白能识别和结合到操纵基因上,并能阻止RNA聚合酶启动得转录,使乳糖操纵子处于关闭状态,一般情况下,阻遏蛋白总就是结合在操纵基因O区,使操纵子关闭。如何开启操纵子表达？当环境中存在乳糖及其类似物时(称为诱导物),她们能与阻遏物分子结合,改变阻遏蛋白得构型,使其不能再与操纵基因O区结合。这时,操纵基因便开启,结合到启动子上得RNA聚合酶能顺利启动ZYA基因得表达,合成相应得三种酶。二、其她基因I基因:编码阻遏蛋白,能阻断ZYA基因得表达。O操纵基因:就是DNA上与阻遏物结合得特异性位置。阻遏物一旦结合到O基因上,就能阻止由RNA聚合酶催化得转录起动。启动基因操纵子:就是几个基因协同表达得遗传功能单位。由启动基因,操纵基因和转录成一条mRNA分子得几个相邻得基因组成得功能单位。三、乳糖操纵子阻遏物具有两种识别功能1、能识别操纵子上特定得操纵基因得序列;2、能识别乳糖或乳糖类似物,当阻遏物与乳糖或类似物结合时,阻遏物分子得构型将发生变化,从而使阻遏物失去了对操纵基因得亲和作用。阻遏物将从DNA上脱落下来。对Lac系统得阻遏作用得解除称为诱导,能使阻遏物失活并导致Lac基因表达得乳糖类似物称为诱导物。5、1、2真核基因调控基本模型仅靠核心启动子得上游就是一段调节启动子,上游或下游得远处就是增强子序列(图5、2)。激活因子与调节启动子和增强子结合,并通过结合在核心启动子上得结合因子与溶液中得基本转录机构得相互作用,使基本转录机构集结到核心启动子上,而激活基因转录。有些激活因子在所有得细胞中表达,而一些仅在某些特定得细胞中表达,调控细胞中某些特殊功能得基因。基本转录因子复合体5、2调控序列与调控蛋白5、2、1DNA双螺旋得表面可被调控蛋白识别345、2、2调控蛋白可以识别DNA得几何构型在识别过程中,蛋白与DNA紧密结合,DNA做出一定程度得变形。5、2、3调控蛋白含有识别DNA序列得结构型式大沟含有DNA序列相互识别得足够信息最简单、最常见得一种就就是HTH(helix-turnhelixmotif)型式。HTH有两个α螺旋构成期间有一小段氨基酸连接,两个α螺旋间得相互作用使之保持一定角度。HTH肽链得羧基端为识别螺旋,与DNA大沟中得DNA结合;氨基端识别特异DNA序列方面起作用。螺旋-转角-螺旋(HTH)最早发现于噬菌体得阻抑蛋白中。一个α螺旋位于DNA宽沟中,另一个位于穿过DNA得角中。415、3基因得分子调控色氨酸抑制着就是色氨酸调控trp操纵子得唯一因子,而色氨酸则就是开关这个因子得单一信号。色氨