【文章內容簡介】 OmpF基因的調控區(qū)結合，對 OmpF基因的表達起正調控作用，OmpF↑。 滲透壓高時，變構，與 OmpC基因調控區(qū)結合 ,對 OmpC基因的表達起正調控作用， OmpC ↑。 兩種蛋白隨滲透壓的變化而變化，但兩種蛋白總量不變 。 OmpC基因轉錄時， OmpC基因上游有一段DNA序列，以相反方向轉錄產生一個 174個核苷酸的小分子 RNA，這個 RNA能與 OmpF mRNA的前導序列中的 44個核苷酸（包括 SD序列及編碼區(qū)）形成雜合雙鏈， 抑制 OmpF mRNA的翻譯 。 （二） mRNA壽命對翻譯的調控作用不同的 mRNA有不同的降解速度 降解 mRNA的外切酶主要是 3′ 外切核酸酶 mRNA 分子末端的二級結構能阻止 3′ 外切酶進攻，凡降解終止子發(fā)夾結構的突變都造成mRNA穩(wěn)定性降低，終止子除轉錄終止功能外，還決定 mRNA的穩(wěn)定性。 降解 mRNA的內切酶主要是 RNaseⅢ 發(fā)揮作用需要一定的二級結構特征，如 RNaseⅢ 對?整合酶基因（ int）的 mRNA降解時就需要轉錄終止子序列所形成的發(fā)夾結構上又增添一個發(fā)夾結構，這個附加的發(fā)夾結構恰好構成了 RNaseⅢ 的識別位點和切割位點。 （三）翻譯產物對翻譯的調控作用 控制自身 mRNA的 可翻譯性 ，大多是控制翻譯的起始。 RF2合成的自體調控 利用釋放肽鏈的職能提前終止其 mRNA的翻譯。 RF2由 340aa組成，前 25aa和后 315aa處于不同閱讀框 ,兩編碼區(qū)之間多一個 U，這個 U與第 26位氨基酸（ ASP）的密碼子 GAC的前兩個核苷酸構成了 RF2所能識別的終止密碼子 UGA。 當 RF2充足時， RF2促成肽鏈合成的提前終止。當 RF2缺乏時，核糖體向前滑動一個核苷酸，繼續(xù)合成第 26個 aa，直至基因的最后一個終止密碼子 UAG， UAG由 RF1識別并促成 RF2的釋放。 RF2合成的自體調控 利用釋放肽鏈的職能提前終止其 mRNA的翻譯。 mRNA GGG UAU CUU UGAC UAC GAC23 24 25 26 27 28｛｛RF2 核糖體蛋白質合成的自體調控 70余種蛋白質，核糖體蛋白質 50多種，絕大多數(shù)種類的蛋白質在每個核糖體只有一個。 這些蛋白的編碼基因均為單拷貝，它們混合編組構成若干個操縱子，每個操縱子轉錄出一種多順反子 mRNA,以同樣的速率翻譯出幾種蛋白質。其中有一種蛋白質可以結合到多順反子上游的一個特定部位，阻止核糖體結合和起始翻譯。 這種蛋白質稱調控蛋白 ，是直接與 rRNA相結合的蛋白質，結合能力﹥ 各 mRNA。 當核糖體蛋白較少時，調控蛋白優(yōu)先與 rRNA結合。 當核糖體蛋白較多時，多余的調控蛋白就與 mRNA結合 ，核糖體就不能與 mRNA結合，從而降低了有關基因產物的合成。 （四） SD序列對翻譯的影響 SD序列的定義： SD序列是位于 mRNA起始密碼子AUG上游由 39堿基組成的一段核苷酸序列，它是核糖體結合的位點。 SD序列的順序及位置對翻譯的影響⑴ SD 序列的存在與否是 mRNA在細胞中翻譯的決定因素 ，缺少 SD序列，不能作為模板合成蛋白質。⑵ SD 序列的位置是影響翻譯效率的重要因素 表達 IL2時， Lac啟動子的 SD序列距 AUG為 7個核苷酸時， IL2表達效率最高，間隔 8個核苷酸，表達水平降低 500倍 隱蔽 SD序列對翻譯的影響 如 SD序列處于 mRNA的二級結構中，核糖體不能與之結合，只有打破這種結構，核糖體才能結合。 如紅霉素甲基化酶 mRNA的結構類似于色氨酸操縱子轉錄下來的 mRNA，含有前導 mRNA（內含4個特殊短序列，即 ①/② 、 ②/③ 、 ③/④ 可互補配對形成發(fā)夾結構） 無紅霉素時 ，可合成前導肽，核糖體釋放，序列 ①/② 、 ③/④ 形成發(fā)夾結構，紅霉素甲基化酶編碼區(qū)的核糖體結合位點位于序列 ③ 和 ④ 形成的莖環(huán)結構中，不能與核糖體結合，因此 不能合成紅霉素甲基化酶 。 有紅霉素時 ，紅霉素與核糖體結合，抑制核糖體移動，阻止序列 ①/② 形成發(fā)夾結構，序列 ②/③形成發(fā)夾結構，紅霉素甲基化酶 mRNA的 SD序列暴露，與核糖體結合， 翻譯出紅霉素甲基化酶 。第三節(jié)第三節(jié) 真核基因表達調控真核基因表達調控 真核基因的表達調控系統(tǒng)與原核的區(qū)別 ：真核基因數(shù)目多，哺乳動物有數(shù)萬～ 10萬，而 4000大量重復序列，可能對基因的表達帶來影響真核 DNA與組蛋白組成核小體結構，并有許多非組蛋白結合。組蛋白、非組蛋白和核小體的組織狀態(tài)及核小體的超螺旋結構影響基因的活性。 真核基因有內含子，轉錄的 mRNA都要經(jīng)拼接加工，細胞可通過對 mRNA前體的加工與否進行調節(jié)。真核 mRNA壽命長，脊椎動物 mRNA平均半壽期大約為 3小時。 家蠶絲心蛋白 mRNA平均半壽期為幾天調控范圍大： DNA水平 — 轉錄水平 — 轉錄后水平 — 翻譯水平 — 翻譯后水平等多層次的調控。 難以直接鑒定基因產物和基因控制的生化過程；難以直接選擇出影響調節(jié)基因的突變體；難以直接通過改變外界環(huán)境條件來研究分析基因表達變化；難以直接進行基因操作等。 真核基因表達調控所面臨的困難：一、一、 DNA水平的調控水平的調控染色質的丟失 例如線蟲細胞在發(fā)育過程中有染色質丟失，動物紅細胞在發(fā)育過程中有染色質丟失。染色質丟失是不可逆的調控?；驍U增 例如腫瘤細胞中癌基因大量擴增， DNA合成時組蛋白基因擴增?；蛑嘏? 基因重排是指某些基因片段改變原來存在順序，通過調整有關基因片段的銜接順序，再重排成為一個完整的轉錄單位，例如免疫球蛋白在 B淋巴細胞分化和漿細胞生成過程中的重排。 DNA甲基化（基因修飾） 基因的甲基化與基因的表達呈反比關系。 DNA 甲基化是哺乳類動物遺傳外修飾的重要調控方式 ,也是脊椎動物 DNA 唯一的自然化學修飾方式。 所謂DNA 甲基化是指由 DNA 甲基轉移酶介導 ,在胞嘧啶 (C) 5 位碳原子上加入一甲基基團 ,使之變成 5甲基胞嘧啶(5mC) 的化學反應。 這種反應主要發(fā)生在 CpG二核苷酸的胞嘧啶上。哺乳類動物基因組中約 5 %～ 10 %是CpG,其中 70 %～ 80 %是 mCpG。 CpG二核苷酸的聚集稱CpG島 (CpG island) 　 　帶正電荷的組蛋白與 DNA 中帶負電荷的磷酸基結合 ,于是組蛋白遮蔽了 DNA 分子 ,降低了 DNA 的模板活性。組蛋白的修飾作用可明顯解除染色體的抑制作用。已證明高乙酰化組蛋白特異地聚集于活性染色質功能區(qū) ,低乙?；M蛋白聚集于無轉錄活性的非功能區(qū) ,這一結果表明組蛋白乙?；杉せ钷D錄。此外 ,核小體組蛋白乙酰水平升高 ,可使 DNA－組蛋白抑制性結構破裂 ,有利于基本轉錄因子與轉錄起始部位結合。組蛋白的乙?；?RNA聚合酶有關的轉錄因子與 DNA模板結合　 染色質結構對基因表達的調控作用 真核生物的染色體或染色質是由 DNA與組蛋白、非組蛋白和少量 RNA及其它物質結合而形成，具有核小體結構。 組蛋白 N末端絲氨酸磷酸化，使其帶正電荷減少，與 DNA結合能力降低，組蛋白中絲氨酸和精氨酸的乙酰化，同樣使組蛋白帶正電荷減少，與 DNA結合能力減弱，從而有利于轉錄。 特定的非組蛋白可以與組蛋白競爭性地與DNA結合，解除組蛋白對基因表達的抑制作用。目前已知的 許多結合于 DNA的非組蛋白為反式作用因子。 轉錄活性高的基因都位于結構松散的常染色質中，而不具有轉錄活性的基因都位于結構緊密的異染色質中。二、轉錄水平的調控二、轉錄水平的調控 主要通過反式作用因子，順式作用元件和 RNA聚合酶的相互作用來完成的。 （一）基因轉錄水平的順式作用元件 順式作用元件（ cisacting elements） :指對基因表達有調節(jié)活性的 DNA序列，其活性只影響與其自身同處在一個 DNA分子上的基因，同時，這種 DNA序列通常不編碼蛋白質，多位于基因旁側或內含子中。 按功能分啟動子、增強子和沉默子。 啟動子（ promoter） 與基因表達啟動相關的順式作用元件，位于基因轉錄起始點上游。根據(jù)啟動子中 TATA盒的有無分 典型的啟動子和不典型的啟動子 。 ① 典型的啟動子 ： 含 TATAbox，有時一個基因的啟動子上有兩個TATAbox，它們可分別或有側重地對不同