文档介绍：第一节 概述
基因表达（gene expression）：
在一定调节因素的作用下，DNA分子上特定的基因被激活并转录生成特定的RNA，或进一步翻译成特定蛋白质的过程
基因表达的产物是什么，各有什么作用？会受到调控是最主要的方式，也是最经济，最有效的方式
一、转录调控
（一）操纵子（operon）
操纵子是原核生物基因表达和调控的基本单元，由编码功能相关蛋白的多个结构基因和共同的调控序列组成
1、乳糖操纵子
（1）乳糖操纵子的结构
调节基因 I
半乳糖苷酶
乳糖转移酶
乙酰基转移酶
操纵序列 O
启动序列 P
CAP结合位点
（2）乳糖操纵子的负性调控
无乳糖：转录抑制
有乳糖：转录激活
（3）CAP的正性调节
无葡萄糖：转录激活
有葡萄糖：转录抑制
原核生物应对生长环境中能源物质（葡萄糖、乳糖）的变化的基因表达调控机制？
有乳糖：转录激活；无乳糖：转录抑制
有葡萄糖：转录抑制；无葡萄糖：转录激活
有乳糖、有葡萄糖：转录抑制
无乳糖、无葡萄糖：转录抑制
有葡萄糖、无乳糖：转录抑制
无葡萄糖、有乳糖：转录激活
（二）不同σ因子对转录的调控
当环境条件需要细胞内基因表达模式发生较大改变时，细菌会利用特定的σ因子指导不同基因的转录
二、原核生物的转录后调控
（一）翻译起始的调控
（二）稀有密码子对翻译的影响
（三）重叠基因对翻译的影响
（四）Poly A对翻译的影响
（五）翻译的阻遏
（六）魔斑核苷酸对翻译的影响
（七）mRNA稳定性对翻译的调控
由于细胞内对应于稀有密码子的tRNA较少，影响了蛋白质合成的总量
偶联翻译可能是保证两个基因产物在数量上相等的重要手段
三、DNA重排对基因表达的调控
第三节 真核生物基因表达调控
真核生物与原核生物基因表达调控的区别
1、结构不同：分子水平、细胞水平
2、功能不同：瞬时调控或可逆性调控；发育调控或不可逆性调控
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一、真核生物基因表达调控的特点
1、单顺反子编码基因
2、DNA与组蛋白和非组蛋白结合
3、断裂基因
4、DNA重排和基因拷贝数变化
5、转录调节区域较大
6、多层次调控
7、核膜的空间间隔
基因表达调控是多层次的复杂调节
二、染色质结构与基因表达
（一）位置效应：一个基因由于在基因组的位置发生改变，而发生的表达上的变化
（二）活性染色质的特征：转录活化的染色质对核酸酶极为敏感
（三）染色质结构的调节：转录活化的染色质的组蛋白和核小体空间结构发生改变
（四）染色质结构的区间性：绝缘子（一组在真核生物基因组中建立独立转录活性区的调控元件）
三、DNA***化与基因活性的调控
DNA***化能关闭某些基因的活性，去***化则诱导了基因的重新活化和表达。DNA***化调控可以通过子细胞遗传而对子代细胞或个体产生持续的影响。
SAM
DNMTs
***化的DNA能通过多种方式影响转录
1、识别位点中的胞嘧啶被***化，使转录因子不能与其结合；
2、特异性识别***化DNA的蛋白结合竞争性地抑制了转录因子的结合，从而阻断了转录；
3、通过影响核小体的构象，或影响核小体与其他染色质蛋白相互作用而改变染色质结构
亲本印记：
来源于父母本的一对等位基因表达不同
四、转录水平的调控
（一）顺式作用元件
顺式作用元件（cis-acting element）
同一DNA分子上具有可影响或调控转录的各种片断：
1、核心启动子成分
2、上游启动子成分
3、远上游元件：增强子、减弱子
4、特殊启动子成分和反应性元件
转录起始点
TATA盒
CAAT盒
GC盒
增强子
AATAAA
切离加尾
转录终止点
修饰点
外显子
翻译起始点
内含子
OCT-1
（二）反式作用因子
反式作用因子（trans-acting factor）
能直接、间接辨认和结合转录上游区段DNA或RNA聚合酶的蛋白质
1、通用反式作用因子
2、特殊组织与细胞中的反式作用因子
3、和反应性元件相结合的反式作用因子
反式作用因子通过以下三个途径发挥作用
1、蛋白质直接和DNA结合
螺旋转角螺旋、锌指结构、亮氨酸拉链、碱性螺旋-环-螺旋、同源异型结构域
2、蛋白质与配体结合
3、蛋白质与其他蛋白质的结合及其修饰
五、转录后水平的调控
（一）mRNA前体的选择性剪接
（二）mRNA的稳定性影响真核生物基因表达
1、5’端帽子结构
2、3’端尾巴结构
（三）翻译水平的调控决定蛋白质合成速度
（四）非编码小分子RNA的调控
反义RNA调控