第8章 真核基因表达调控(下)

第八章真核基因表达调控(下)

本章内容真核生物基因表达调控的特点真核生物DNA水平上的基因表达调控 真核生物转录水平上的基因表达调控 蛋白质磷酸化对基因转录的调控 其他水平上的表达调控

原核生物 环境+养料 生长繁殖

通过转录调控，开启或关闭基因表达。

真核生物(除酵母、藻类和原生动物等单细胞 类之外)主要由多细胞组成，每个细胞基因组中蕴 藏的遗传信息量及基因数量都大大高于原核生物。

e.g.人类细胞单倍体基因组有3×109 bp, 为大肠杆菌总DNA的800倍， 噬菌体的10万倍左右！4

真核生物染色质被 包裹在细胞核内，基因 的转录(核内)和翻译

(细胞质内)被核膜所隔开，核内 RNA 的合成与

转运，细胞质中 RNA 的剪接和加工等都属于真核 生物基因调控的范围。5

真核生物基因表达调控的特点 1、多层次

2、个体发育复杂3、活性染色体结构变化：对核酸酶敏感 、DNA拓扑

结构变化 、DNA碱基修饰变化 、组蛋白变化4、正性调节占主导 5、转录与翻译间隔进行 6、转录后修饰、加工6

真核生物基因表达调控的种类： 根据其性质可分为两大类： 一. 瞬时调控或称为可逆性调控 相当于原核细胞对环境条件变化所做出的反 应。瞬时调控包括某种底物或激素水平升降时， 及细胞周期不同阶段中酶活性和浓度的调节。 二. 发育调控或称不可逆调控 真核基因调控的精髓部分，决定了真核细胞 生长、分化、发育的全部进程。 7

根据基因调控在同一事件中发生的先后次序可分为 转录水平调控: 基因结构的活化和转录的启动；

转录后水平调控，主要包括：RNA加工成熟过程的调控； mRNA转运到胞质及其稳定性； 翻译水平调控； 蛋白质加工水平的调控。

* *

转录复合物的组装

RNA加工和成熟 翻译起始和调控

* *调控位点

*

*

蛋白质加工成熟 蛋白质折叠

*蛋白质降解

真 核 基 因 表 达 调 控 主 要 步 骤9

*

研究基因调控主要回答的问题1.什么是诱发基因转录的信号？ 2.基因调控主要是在哪一步实现的(转录或 蛋白质合成)? 3.不同水平基因调控的分子机制是什么?

8.1 真核生物的基因结构与转录活性 真核细胞与原核细胞在基因转录、翻译及 DNA的空间结构方面存在以下几个方面的差异:

① 在真核细胞中，一条成熟的mRNA链只能翻译出一条多肽链，很少存在原核生物中常见的 多基因操纵子形式。

② 真核细胞DNA与组蛋白和大量非组蛋白相结合，只有一小部分DNA是裸露的。11

③ 高等真核细胞DNA中很大部分是不转录的，大部分真核细胞的基因中间还存在不被翻译的内含子。

④ 真核生物能够有序地根

据生长发育阶段的需要

进行DNA片段重排，还能在需要时增加细胞内某些基因的拷贝数。

⑤ 在真核生物中，基因转录的调节区相对较大，它 们可能远离启动子达几百个甚至上千个碱基对，这些 调节区一般通过改变整个所控制基因5’上游区DNA

构型来影响它与RNA聚合酶的结合能力。在原核生物中，转录的调节区都很小，大都位于 启动子上游不远处，调控蛋白结合到调节位点上可直 接促进或抑制RNA聚合酶与它的结合。

⑥ 真核生物的RNA在细胞核中合成，只有经转运穿

过核膜，到达细胞质后，才能被翻译成蛋白质，原核生物中不存在这样严格的空间间隔。

⑦ 许多真核生物的基因只有经过复杂的成熟和剪接过 程，才能顺利地翻译成蛋白质。

8.1.1 基因家族真核细胞中许多相关的基因常按功能成套组合，被称为基因家族。 如：编码组蛋白、免疫球蛋白和血红蛋白的基因都 属于基因家族。 同一家族中的成员有时紧密地排列在一起，成 为一个基因簇。15

1、简单多基因家族

简单多基因家族中的基因一般以串联方式前 后相连。如 rDNA , tRNA 等，细菌中所有 rRNA 和部分 tRNA 都来自这个分子量为 30S 的前 rRNA 。 在真核生物中，前 rRNA 转录产物的分子量 为 45S, 包括 18S , 28S 和 5.8S 三个主要 rRNA 分子。 5S rRNA作为一个独立的转录单位，由RNA聚合 酶III完成转录。