第14章-基因表达调控(专).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,目 录,第一节基因表达调控的概念和原理,、基因表达与调控的概念,基因表达,是,基因转录及翻译的过程，即：生成具有生物学功能产物的过程,（包括蛋白质、rRNA、tRNA编码基因转录产生RNA的过程）,基因表达调控,是,控制基因表达的调节机制,（一）基因表达与调控,基因表达,时间特异性,（阶段特异性）,空间特异性,（组织特异性）,基因表达按一定的时间顺序发生（,AFP,基因的表达）,多细胞生物个体在某一特定生长发育阶段，同一基因在不同的组织器官表达不同（胰岛素基因的表达）,（二）基因表达时间和空间特异性,基本表达,例如：三羧酸循环是一中枢代谢途径，催化该,途径各阶段反应的酶的编码基因就属管家基因,（三）基因表达的方式,有些基因产物对生命全过程都是必需的或必不可少的。这类基因在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达，通常被称为,管家基因,二、原核生物基因表达调控,操纵子：,在原核生物中，若干结构基因可串联在一起，其表达受同一调控系统的调节，这种基因组织形式称为,操纵子,调节的主要环节在,转录起始,大肠杆菌二阶段生长现象,停顿,乳糖操纵子,调节的主要环节在,转录起始,操纵子的提出,（,一,）,乳糖操纵子(lac operon)的结构,调控区,CAP结合位点,启动序列,操纵序列,结构基因,Z：,-,半乳糖苷酶,Y：透酶,A：乙酰基转移酶,DNA,Z,Y,A,O,P,I,调节基因,是RNA聚合酶结合并启动转录的特异DNA序列。,1,),启动序列,RNA转录起始,-35区,-10区,TTGACA,TTAACT,TTTACA,TATGAT,TTTACA,TATGTT,TTGATA,TATAAT,CTGACG,TACTGT,N,17,N,16,N,17,N,16,N,16,N,7,N,7,N,6,N,7,N,6,A,A,A,A,A,trp,tRNA,Tyr,lac,rec,A,Ara,BAD,TTGACA,TATAAT,共有序列,2,操纵序列(操纵基因),阻遏蛋白,(repressor),的结合位点,当操纵序列结合有,阻遏蛋白,时，会阻碍RNA聚合酶与启动序列的结合，或是RNA聚合酶不能沿DNA向前移动，阻碍转录。,启动序列,编码序列,操纵序列,pol,阻遏蛋白,mRNA,阻遏蛋白,I,DNA,Z,Y,A,O,P,pol,没有乳糖存在时,结构基因不表达,（,二,）,阻遏蛋白的负性调节,阻遏基因,调节基因表达阻遏蛋白+O区结合阻碍P区RNA聚合酶结合通过O区转录抑制,mRNA,阻遏蛋白,有乳糖存在时,结构基因表达,I,DNA,Z,Y,A,O,P,pol,启动转录,mRNA,乳糖,异乳糖,（诱导物）,-半乳糖苷酶,+,转录,无葡萄糖，cAMP浓度高时,有葡萄糖，cAMP浓度低时,（,三,）,CAP的正性调节,Z,Y,A,O,P,DNA,CAP,CAP,CAP,CAP,CAP,CAP,分解代谢物基因激活蛋白,mRNA,低乳糖时,高乳糖时,葡萄糖低 cAMP浓度高,葡萄糖高cAMP浓度低,RNA-pol,O,O,O,O,顺式作用元件,：,与编码基因位于同一,DNA,分子，可影响自身基因表达活性的,DNA,序列,，包括,:,启动子、增强子、负调控序列和可诱导元件等,反式作用因子：,与顺式作用元件结合的调节蛋白，可调节基因的转录,三、真核生物基因表达调控,顺式作用元件,反式作用因子,真核生物顺式作用元件,CAAT盒,TATA盒,增强子,GC盒,结构基因,转录起始,启动子,+1,-,25bp,沉默子,顺式作用元件：按功能特性，顺式作用元件可分为,启动子,（promoter）、增强子（enhancer）和沉默子（silencer）。,（一）顺式作用元件的类型与功能,启动子,TATA盒,GC,盒,CAAT盒,（TATAAAA）转录起始点上游25-30bp,是基本转录因子TFD结合位点,（GGGCGG）转录起始点上游70-80bp,（GCCAAT）转录起始点上游80-110bp,转录起始点上游,RNA-pol,结合位点周围的一组转录控制功能组件，控制转录起始的准确性及频率,增强子,远离转录起始点（1-30kb），决定基因时间，空间特异性表达，增强启动子转录活性的DNA序列,转录起始启动子与增强子缺一不可,沉默子,负性调节元件，阻遏基因转录,1.反式作用因子分类,1）基本转录因子,2）特异转录因子,RNA-pol,结合启动子必需的一组蛋白因子，常见种类为TF,D,个别基因转录所必需的,种 类,转录激活蛋白,转录抑制蛋白,结合特点,与增强子结合,与沉默子结合,功 能,转录激活,转录抑制,（二）反式作用因子的类型与功能,2.反式作用因子结构,1)DNA,结合域,2),转录激活域,3),二聚化结构域,与顺式作用元件结合部位,介导蛋白质-蛋白质相互作用结构域,螺旋-转角-螺旋,锌指结构：,Cys-Cys,锌指；,Cys-His,锌指,碱性亮氨酸拉链：形成二聚体,结合调节蛋白,螺旋-转角-螺旋模体,-螺旋,-转角,螺旋,螺旋,转角,N,C,最常见的,DNA,结合域：,锌指模体,组氨酸残基,-折叠,-螺旋,Zn,半胱氨酸残基,-折叠,亮氨酸拉链模体,TF,H,转录起始复合物的形成,真核RNA聚合酶在转录因子帮助下，形成转录起始复合物。,（三,）,mRNA转录激活需要转录起始复合物的形成,一、单项选择题,1、基因表达就是指遗传信息或基因（）,A、复制的过程 B、转录的过程C、转录及翻译的过程,D、反转录的过程 E、翻译的过程,2、关于“基因表达”的概念叙述错误的是（）,A、其过程总是经历基因转录及翻译的过程,B、某些基因表达经历基因转录及翻译等过程,C、某些基因表达产物是蛋白质分子 D、某些基因表达产物不是蛋白质分子,E、某些基因表达产物是RNA分子,3、下列叙述不属于基因表达范畴的是（）,A、tRNA转录 B、mRNA转录 C、mRNA翻译为蛋白质,D、rRNA转录 E、蛋白质亚基的聚合,4、基因表达的空间特异性又称（）,A、阶段特异性B、个体特异性C、种属特异性,D、组织特异性E、以上都不是,5、从侵入细菌到溶菌不同感染阶段噬菌体DNA的表达表现为（）,A、细胞特异性B、组织特异性C、空间特异性,D、阶段特异性E、器官特异性,6、下列不能确定属于基因表达阶段特异性的是一个基因在（）,A、分化的骨骼肌细胞表达，在未分化的心肌细胞不表达,B、分化的骨骼肌细胞不表达，在未分化的骨骼肌细胞表达,C、分化的骨骼肌细胞表达，在未分化的骨骼肌细胞不表达,D、胚胎发育过程表达，在出生后不表达,E、胚胎发育过程不表达，出生后表达,7、某基因在胚胎表达、出生后不表达，是（）,A、空间特异性表达B、时间特异性表达C、器官特异性表达,D、组织特异性表达E、细胞特异性表达,8、基因的诱导表达是指在一定环境或条件下基因表达（）,A、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,9、基因的阻遏表达是指在一定环境或条件下基因表达（）,A、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,10、结合乳糖操纵子的操纵序列的是（）,A、CAP蛋白 B、激活蛋白C、阻遏蛋白 D、RNA聚合酶 E、DNA聚合酶,11、一个操纵子通常含有（）,A、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,12、管家基因的表达过程（）,A、变化很小 B、没有变化C、明显变化 D、变化较大 E、变化极大,13、目前认为基因表达调控的主要环节是（）,A、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,14、顺式作用元件是指（）,A、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,15、反式作用因子是指（）,A、具有激活功能的调节蛋白B、具有抑制功能的调节蛋白,C、对自身基因具有激活功能的调节蛋白,D、对另一基因具有激活功能的调节蛋白,E、对另一基因具有调节功能的蛋白,16、有些基因在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达，这类基因被称为,A、可诱导基因 B、可阻遏基因 C、操纵基因,D、启动基因 E、管家基因,17、下列不是顺式作用元件的是（）,A、顺反子 B、启动子 C、增强子 D、沉默子 E、衰减子,18、以下对于顺式作用元件的描述，不正确的是（）,A、操纵基因是原核生物中的一类负调控顺式作用元件,B、增强子是一类顺式作用元件,C、启动子中的TATA盒和GC盒都是顺式作用元件,D、顺式作用元件只对基因转录起增强作用,E、顺式作用元件是一类调节基因转录的DNA元件,19、与DNA结合并阻止转录进行的蛋白质称为（）,A、正调控蛋白 B、反式作用因子 C、诱导物,D、分解代谢基因活化蛋白 E、阻遏物,20、阻遏蛋白识别操纵子的（）,A、结构基因 B、启动基因 C、操纵基因 D、内含子 E、外显子,21基因表达中的诱导现象是指（）,A、阻遏物的生成 B、细菌利用葡萄糖作碳源,C、由底物的存在引起酶的合成 D、细菌不用乳糖作碳源,E、低等生物可以无限制地利用营养物,22、RNA聚合酶结合于操纵子的位置是（）,A、结构基因起始区 B、阻遏物基因 C、诱导物,D、阻遏物 E、启动子,