第十八章：基因表達(dá)調(diào)控

第一節(jié)：基因表達(dá)與基因表達(dá)調(diào)控的基本概念與特點

順式作用元件：調(diào)節(jié)序列與被調(diào)控的編碼序列位于同一條DNA鏈上，被稱為順式作用元件

反式作用因子：調(diào)節(jié)序列遠(yuǎn)離被調(diào)控的編碼序列，只能通過其表達(dá)產(chǎn)物來發(fā)揮作用，這些表達(dá)產(chǎn)物分子被稱為反式作用因子。

第二節(jié)：原核基因表達(dá)調(diào)控

一：操縱子是原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的基本單位

操縱子：操縱子由結(jié)構(gòu)基因與調(diào)控序列組成。結(jié)構(gòu)基因串聯(lián)排列，共同組成編碼區(qū)。調(diào)控序列包括啟動子，操縱元件和一定距離外的調(diào)節(jié)基因。

操縱元件：并非結(jié)構(gòu)基因，是一段能被特異的阻遏蛋白識別和結(jié)合的DNA序列

啟動子：是RNA聚合酶和各種調(diào)控蛋白作用的部位，是決定基因表達(dá)效率的關(guān)鍵元件。

多順反子：結(jié)構(gòu)基因共用一個啟動子和一個轉(zhuǎn)錄終止信號序列，轉(zhuǎn)錄合成時僅產(chǎn)生一條mRNA長鏈，為幾種不同的蛋白質(zhì)編碼，這樣的mRNA分子攜帶了幾個多肽鏈的編碼信息，稱為多順反子。

二：乳糖操縱子是典型的誘導(dǎo)型調(diào)控

（一）乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)

乳糖操縱子：含z，y和a三個結(jié)構(gòu)基因，分別編碼半乳糖苷酶，通透酶和乙?；D(zhuǎn)移酶，此外還有一個操縱序列o，一個啟動子p，以及一個調(diào)節(jié)基因i。I基因具有獨立的啟動子，編碼一種阻遏蛋白，后者與o序列結(jié)合，使操縱子處受阻遏而處于關(guān)閉狀態(tài)。

（二）乳糖操縱子收到阻遏蛋白和cap的雙重調(diào)節(jié)

1.阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)：

在沒有乳糖存在時，操縱子處于阻遏狀態(tài)。此時i序列表達(dá)阻遏蛋白與o序列結(jié)合，阻礙RNA聚合酶與p序列結(jié)合，抑制轉(zhuǎn)錄的啟動。

當(dāng)有乳糖存在時，操縱子即可被誘導(dǎo)。在這個操縱子體系中，真正的誘導(dǎo)劑并非乳糖本身，乳糖被催化反應(yīng)生成半乳糖，半乳糖作為一種誘導(dǎo)劑分子結(jié)合阻遏蛋白，使蛋白質(zhì)構(gòu)象發(fā)生變化，導(dǎo)致阻遏蛋白與o序列解離，發(fā)生轉(zhuǎn)錄。

2.cap的正性調(diào)節(jié)：

當(dāng)缺乏葡萄糖時，camp濃度升高，camp與cap結(jié)合，刺激RNA轉(zhuǎn)錄

當(dāng)存在葡萄糖時，camp濃度降低，camp與cap結(jié)合受阻，抑制RNA轉(zhuǎn)錄

第三節(jié)：真核細(xì)胞基因表達(dá)調(diào)控

一：真核細(xì)胞基因表達(dá)特點

1.真核細(xì)胞基因組比原核細(xì)胞基因組大

2.真核細(xì)胞基因組大部分序列為非編碼基因，原核細(xì)胞基因組大部分為編碼基因

3.真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄的mRNA需要加工修飾

4.真核細(xì)胞為單順反子，及一個結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄生成一條mRNA

5.真核生物DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合構(gòu)成染色質(zhì)，這種結(jié)構(gòu)直接影響基因表達(dá)

6.真核生物DNA不僅只存在于細(xì)胞核中，有些還存在與線粒體中

沉默子：一類基因表達(dá)的負(fù)性調(diào)控元件，當(dāng)其結(jié)合特異蛋白因子時，對基因轉(zhuǎn)錄起阻遏作用。

增強(qiáng)子：是一種能夠提高轉(zhuǎn)錄效率的順式調(diào)控元件

簡述miRNA和siRNA的區(qū)別

MiRNA：微小RNA與其他蛋白質(zhì)一起組成RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體，與靶mRNA分子的3；端非編碼區(qū)域互補(bǔ)匹配，抑制該mRNA分子的翻譯

SiRNA：小干擾RNA，是細(xì)胞內(nèi)一類雙鏈RNA在特定條件下通過一定的酶切機(jī)制，轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂刑囟ㄩL度和特定序列的小片段RNA，雙鏈RNA參與RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體，與特異的靶mRNA完全互補(bǔ)結(jié)合，導(dǎo)致靶mRNA降解，阻斷翻譯過程，這種由siRNA介導(dǎo)的基因表達(dá)抑制作用被稱為RNA干涉

SiRNA和miRNA的差異比較