[安徽醫(yī)大精品課程]生物化學(xué)第十三章基因表達(dá)調(diào)控(已修改)
2024-10-12 16:47 本頁面
【正文】 Regulation of Gene Expression 第 一 節(jié) 基本概念與原理 Basic Conceptions and Principle 一、基因表達(dá)的概念 * 基因組 (genome) 一個(gè)細(xì)胞或病毒所攜帶的全部遺傳信息或整套基因。 —— 它也是指含有一個(gè)生物體生存、發(fā)育、活動和繁殖所需要的全部遺傳信息的整套核酸 。 是指儲存遺傳信息的基因經(jīng)過一系列步驟表現(xiàn)出其生物功能的整個(gè)過程。 典型的基因表達(dá)是基因經(jīng)過轉(zhuǎn)錄、翻譯，產(chǎn)生有生物活性的蛋白質(zhì)的過程。 ?基因表達(dá) (gene expression) 基因表達(dá)是受調(diào)控的 不是所有的基因表達(dá)都產(chǎn)生蛋白質(zhì)，rRNA或 tRNA的基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后加工產(chǎn)生成熟的 rRNA或 tRNA,也是 rRNA或 tRNA的基因表達(dá)，因?yàn)?rRNA或 tRNA就具有在蛋白質(zhì)翻譯方面的功能。 但是 基因表達(dá)＝轉(zhuǎn)錄＋翻譯 大腸桿菌基因組（約 4000個(gè)基因 )，一般情況下只有 5－ 10%在高水平轉(zhuǎn)錄狀態(tài)，其它基因有的處于較低水平的表達(dá)，或者暫時(shí)不表達(dá)。 人的基因組約含有 10萬個(gè)基因，但在一個(gè)組織細(xì)胞中通常只有一部分基因表達(dá)，多數(shù)基因處在沉靜狀態(tài)，典型的哺乳類細(xì)胞中開放轉(zhuǎn)錄的基因約在 1萬個(gè)上下，即使蛋白質(zhì)合成量比較多、基因開放比例較高的肝細(xì)胞，一般也只有不超過 20%的基因處于表達(dá)狀態(tài)。 生物基因組的遺傳信息 并不是同時(shí)全部都表達(dá)出來的 二、基因表達(dá)的時(shí)間性及空間性 （一）時(shí)間特異性 按功能需要，某一特定基因的表達(dá)嚴(yán)格按特定的時(shí)間順序發(fā)生，稱之為基因表達(dá)的 時(shí)間特異性 (temporal specificity)。 多細(xì)胞生物基因表達(dá)的時(shí)間特異性又稱 階段特異性 (stage specificity)。 （二）空間特異性 基因表達(dá)伴隨時(shí)間順序所表現(xiàn)出的這種分布差異 ， 實(shí)際上是由細(xì)胞在器官的分布決定的 ，所以空間特異性又稱 細(xì)胞或組織特異性 (cell or tissue specificity)。 在個(gè)體生長全過程 ， 某種基因產(chǎn)物在個(gè)體按不同組織空間順序出現(xiàn) ， 稱之為基因表達(dá)的空間特異性 (spatial specificity)。 三、基因表達(dá)的方式 按對刺激的反應(yīng)性，基因表達(dá)的方式分為： （一）組成性表達(dá) 某些基因在一個(gè)個(gè)體的幾乎所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá) ， 通常被稱為 管家基因 (housekeeping gene)。 管家基因 無論表達(dá)水平高低 ， 管家基因 較少受環(huán)境因素影響 ， 而是在個(gè)體各個(gè)生長階段的大多數(shù)或幾乎全部組織中持續(xù)表達(dá) ， 或變化很小 。 區(qū)別于其他基因 ， 這類基因表達(dá)被視為 組成性基因表達(dá) (constitutive gene expression)。 基本的基因表達(dá)只受到啟動序列或者啟動子與 RNA聚合酶相互作用的影響 組成性基因表達(dá)也是相對的，而不是一成不變的，其表達(dá)強(qiáng)弱也是受一定機(jī)制調(diào)控的。 （二）誘導(dǎo)和阻遏表達(dá) 適應(yīng)性表達(dá) (adaptive expression)指環(huán)境的變化容易使其表達(dá)水平變動的一類基因表達(dá) 。 改變基因表達(dá)的情況以適應(yīng)環(huán)境，例如與適宜溫度下生活相比較，在冷或熱環(huán)境下適應(yīng)生活的動物，其肝臟合成的蛋白質(zhì)圖譜就有明顯的不同；長期攝取不同的食物，體內(nèi)合成代謝酶類的情況也會有所不同。所以，基因表達(dá)調(diào)控是生 是指在特定環(huán)境因素刺激下，可誘導(dǎo)基因被激活，從而使基因的表達(dá)產(chǎn)物增加。 如 :DNA發(fā)生損傷時(shí)，修復(fù)酶的誘導(dǎo)激活。 誘導(dǎo)表達(dá)（ induction） 在特定環(huán)境信號刺激下，相應(yīng)的基因被激活，基因表達(dá)產(chǎn)物增加，這種基因稱為 可誘導(dǎo)基因 。 如果基因?qū)Νh(huán)境信號應(yīng)答是被抑制 ， 這種基因是 可阻遏基因 。 可阻遏基因表達(dá)產(chǎn)物水平降低的過程稱為 阻遏 。 阻遏 (repression) 如： 周圍有充足的葡萄糖，細(xì)菌就可以利用葡萄糖作能源和碳源，不必更多去合成利用其它糖類的酶類，如乳糖操縱子被阻遏、關(guān)閉 在一定機(jī)制控制下 ， 功
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