pol 启动序列 操纵序列 阻遏蛋白 编码序列
3) 其他调节序列
例如:
激活蛋白(activator)可结合启动序列邻近 的 DNA 序列，促进 RNA 聚合酶与启动序列的 结合，增强RNA聚合酶活性。
有些基因在没有激活蛋白存在时， RNA 聚合酶很少或完全不能结合启动序列。
真核生物
顺式作用元件(cis-acting element) ——可影响自身基因表达活性的DNA序列 转录起始点 DNA B A
（一）时间特异性
在生物体不同的功能阶段，按功能需要，某一特定基 因的表达严格按特定的时间顺序发生，称之为基因表达 的时间特异性(temporal specificity)。
A
B
（二）空间特异性
在个体生长、发育全过程，某种基因产物在个体 的不同组织或器官表达，即在个体的不同组织空间出现， 称之为基因表达的空间特异性(spatial specificity)。
A
B
C
基因表达伴随时间或阶段顺序所表现出的这种分布 差异，实际上是由细胞在器官的分布决定的，所以空间 特异性又称细胞或组织特异性(cell or tissue specificity)。
三、基因表达的方式
（一）组成性表达
管家基因
某些基因在一个个体的几 乎所有细胞中持续表达，通常 被称为管家基因 (housekeeping gene)。
无论表达水平高低，管家基因较少受环境因素影响，几乎在生 命的全过程和生物体的所有细胞中持续表达。这类基因表达被 视为组成性(或基本)基因表达(constitutive gene expression)。
（二）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。该过程称为诱导(induction)。 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 (repression) 。
Chapter 13
基因表达调控
Regulation of Gene Expression
主讲：张维娟
副教授
生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 教研室
主要内容
§1.基本概念与原理
基因表达的概念、特异性、方式及生物学意义
§2.基因表达调控的基本原理
基因表达的多层次和复杂性 基因转录激活调节基本要素
DNA -蛋白质、蛋白质-蛋白质的相互作用
RNA聚合酶
(一)特异DNA序列
某种基因特异的表达方式与基因结构有关， 这里主要指具有调节功能的DNA序列。
原核生物
—— 操纵子(operon)机制 启动序列
(promoter)
编码序列 操纵序列
其他调节序列
(operator)
蛋白质因子
特异DNA序列
表达减弱
在一定机制控制下，功能上相关的 一组基因，无论其为何种表达方式， 均需协调一致、共同表达，即为协调
表达(coordinate expression)
这种调节称为协调调节(coordinate regulation)。
四、基因表达调控的生物学意义
（一）适应环境、维持生长和增殖 （二）维持个体发育与分化
基因表达调控的生物学意义
一、基因表达的概念
* 基因(gene)
是遗传的基本功能单位。从分子生物学角度，是指 负载特定遗传信息的DNA片段。 翻译 mRNA 多肽 结构 转录 DNA 基因 tRNA 无翻译产物 rRNA 调节基因
* 基因表达(gene expression)
基因经过转录、翻译，产生具有特异生物学功能的蛋 白质分子的过程。
-35区 trp
tRNATyr TTGACA TTTACA TTTACA
是RNA聚合酶结合并启动转录 的特异DNA序列。 -10区
N17 N16 N17 N16 N16 TTAACT TATGAT TATGTT TATAAT TACTGT TATAAT N7 N7 N6 N7 N6 RNA转录起始 A A A A A
lac recA
Ara BAD
TTGATA CTGACG
TTGACA
共有序列
共有序列(consensus sequence)决定启动序列的转录活性大小。
2 操纵序列 ——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。
﹡基因表达调控（gene expression
regulation and control）
指通过生物体内的调控系统来调节 和控制体内蛋白质的含量与活性，使之 在特定的时间、特定的空间、并以一定 的强度出现，以适应机体生长、发育和 繁殖的需要。
紫外光照射
DNA损伤
光修复酶基因
光修复酶
二、基因表达的特异性
* 基因组(genome)
生物体所携带的全部遗传信息或整套基因。
绝大部分生物体基因组:双链DNA 病毒基因组:双链或单链DNA或RNA。 不同生物基因组所含基因数目不同。 基因组的大小用全部核苷酸序列的碱基对总 数表示。
例如：哺乳动物基因组DNA：3109bp
人的23对染色体
第二节
基因表达
调控的基本原理
一、基因表达的多层次和复杂性
基因 激活
转录起始 转录后加工 mRNA降解
蛋白质翻译 翻译后加工修饰 蛋白质降解等
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。
特异DNA序列 调节蛋白
编码序列
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。
根据顺式作用元件在基因中的位臵、转录激 活作用的性质及发挥作用的方式，可将真核生 物基因的这些功能元件分为：
§3.原核基因表达调节
原核基因转录调节特点 原核生物转录起始、转录终止和翻译水平调节
§4.真核基因表达调节
真核基因组结构特点 真核基因表达调控特点 转录起始、终止、转录后及翻译水平的调节
第一节 基本概念与原理
Basic Conceptions and Principle
基因表达的概念 基因表达的特异性 基因表达的方式