基因表達(dá)的調(diào)控

1、會計(jì)學(xué)1基因表達(dá)的調(diào)控基因表達(dá)的調(diào)控第1頁/共83頁第1頁/共83頁第2頁/共83頁基因表達(dá)及其調(diào)控的特點(diǎn)w組成性基因表達(dá)組成性基因表達(dá)（constitutive gene expression）管家基因的表達(dá)方式，較管家基因的表達(dá)方式，較少受環(huán)境影響，在個體各生長階段的幾少受環(huán)境影響，在個體各生長階段的幾乎全部組織中持續(xù)表達(dá)或變化很小。乎全部組織中持續(xù)表達(dá)或變化很小。w管家基因管家基因（housekeeping gene）在一個在一個生物個體的幾乎所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)的生物個體的幾乎所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)的基因?；?。第2頁/共83頁第3頁/共83頁誘導(dǎo)表達(dá)誘導(dǎo)表達(dá)（induction expre

2、ssion）有一些基有一些基因表達(dá)極易受環(huán)境影響，在特定環(huán)境信號因表達(dá)極易受環(huán)境影響，在特定環(huán)境信號刺激下，基因的表達(dá)開放或增強(qiáng)。刺激下，基因的表達(dá)開放或增強(qiáng)。w阻遏表達(dá)阻遏表達(dá)（repression expression）在特定在特定環(huán)境信號刺激下，基因的表達(dá)關(guān)閉或減弱環(huán)境信號刺激下，基因的表達(dá)關(guān)閉或減弱。w協(xié)調(diào)表達(dá)協(xié)調(diào)表達(dá):在生物體內(nèi)在生物體內(nèi),各種代謝途徑有條不各種代謝途徑有條不紊地進(jìn)行紊地進(jìn)行,這是在一定機(jī)制控制下這是在一定機(jī)制控制下,功能相關(guān)功能相關(guān)的一組基因的一組基因,協(xié)調(diào)一致協(xié)調(diào)一致,共同表達(dá)。共同表達(dá)。第3頁/共83頁第4頁/共83頁基因表達(dá)調(diào)控的生物學(xué)意義基因表達(dá)調(diào)控的生物學(xué)

3、意義適應(yīng)環(huán)境、維持生長和增殖適應(yīng)環(huán)境、維持生長和增殖維持個體發(fā)育與分化維持個體發(fā)育與分化基因表達(dá)調(diào)控的環(huán)節(jié)：基因表達(dá)調(diào)控的環(huán)節(jié)：基因活化、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工、翻譯、基因活化、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工、翻譯、翻譯后加工翻譯后加工第4頁/共83頁第5頁/共83頁第一節(jié)第一節(jié) 原核生物基因表達(dá)調(diào)控原核生物基因表達(dá)調(diào)控一、轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控是原核生物的主要調(diào)控環(huán)節(jié)一、轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控是原核生物的主要調(diào)控環(huán)節(jié)原核生物基因多以操縱子形式存在。操縱子原核生物基因多以操縱子形式存在。操縱子由調(diào)控區(qū)和信息區(qū)組成。上游調(diào)控區(qū)包括啟由調(diào)控區(qū)和信息區(qū)組成。上游調(diào)控區(qū)包括啟動子與操縱元件二部分。啟動子是同動子與操縱元件二部分。啟動子是

4、同RNARNA聚聚合酶結(jié)合并啟動轉(zhuǎn)錄的特異性合酶結(jié)合并啟動轉(zhuǎn)錄的特異性DNADNA序列，操序列，操縱元件是特異的阻遏物結(jié)合區(qū)。縱元件是特異的阻遏物結(jié)合區(qū)。第5頁/共83頁第6頁/共83頁影響原核生物轉(zhuǎn)錄的因素影響原核生物轉(zhuǎn)錄的因素 1 1、啟動子、啟動子 2 2、因子的種類與濃度因子的種類與濃度 3 3、阻遏蛋白、阻遏蛋白 4 4、正調(diào)控蛋白、正調(diào)控蛋白 5 5、倒位蛋白通過、倒位蛋白通過DNADNA重組倒位而調(diào)節(jié)基因表達(dá)重組倒位而調(diào)節(jié)基因表達(dá) 6 6、衰減子、衰減子 7 7、RNARNA聚合酶抑制物聚合酶抑制物第6頁/共83頁第7頁/共83頁1 1、啟動子、啟動子 促進(jìn)促進(jìn)DNADNA轉(zhuǎn)錄的

5、轉(zhuǎn)錄的DNADNA順序，是順序，是DNADNA分子上可與分子上可與RNA polRNA pol結(jié)合并使之轉(zhuǎn)錄的部位結(jié)合并使之轉(zhuǎn)錄的部位。又稱啟動基因，但啟動子本身不被轉(zhuǎn)錄。又稱啟動基因，但啟動子本身不被轉(zhuǎn)錄。 如如E.coliE.coli啟動子全長約啟動子全長約404060bp60bp，3 3個功能部位，個功能部位，2 2個重要功能：個重要功能：（1 1）起始部位：）起始部位： 轉(zhuǎn)錄合成的第一個互補(bǔ)堿基對，用轉(zhuǎn)錄合成的第一個互補(bǔ)堿基對，用+1+1表示，左為上游，右表示，左為上游，右為下游，用負(fù)、正表示，沒有為下游，用負(fù)、正表示，沒有O O的位置。的位置。（2 2）結(jié)合部位：）結(jié)合部位： RNA

6、 pol RNA pol 與啟動子結(jié)合位置，位于與啟動子結(jié)合位置，位于-10bp-10bp，同源性強(qiáng)，又稱，同源性強(qiáng)，又稱TATA boxTATA box或或pribnowpribnow盒。盒。（3 3）識別部位：）識別部位： 位于位于-35bp-35bp，RNApolRNApol識別啟動子部位，保守性極強(qiáng)。識別啟動子部位，保守性極強(qiáng)。第7頁/共83頁第8頁/共83頁（1 1）決定轉(zhuǎn)錄方向及那一條）決定轉(zhuǎn)錄方向及那一條DNADNA鏈作模板。鏈作模板。（以信息鏈的互補(bǔ)鏈作模板（以信息鏈的互補(bǔ)鏈作模板，轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄mRNAmRNA與信息鏈一致）與信息鏈一致）（2 2）決定轉(zhuǎn)錄效率。）決定轉(zhuǎn)錄效率。

7、E.coliE.coli啟動子，在啟動子，在-35-35、1010的兩個區(qū)序列稱為的兩個區(qū)序列稱為一致性序列。通過比較大量的一致性序列。通過比較大量的E.coliE.coli啟動子，表明這兩個序列中各堿基啟動子，表明這兩個序列中各堿基的出現(xiàn)頻率為的出現(xiàn)頻率為-35-35區(qū)：區(qū)：TGACATGACA；-10-10區(qū)：區(qū)：TATAATTATAAT。如果某一個啟動子與上。如果某一個啟動子與上述序列越接近，基因的轉(zhuǎn)錄效率越強(qiáng)。反之就弱。述序列越接近，基因的轉(zhuǎn)錄效率越強(qiáng)。反之就弱。啟動子功能：啟動子功能：第8頁/共83頁第9頁/共83頁第9頁/共83頁第10頁/共83頁2、 因子的種類與濃度因子的種類與

8、濃度不同的因子不同的因子可以競爭性的結(jié)合可以競爭性的結(jié)合RNARNA聚合酶聚合酶, ,環(huán)境變化可產(chǎn)生特定的環(huán)境變化可產(chǎn)生特定的因子因子，從而打開一套特定的基因。，從而打開一套特定的基因。通過對大腸桿菌基因組序列分析后，發(fā)現(xiàn)存通過對大腸桿菌基因組序列分析后，發(fā)現(xiàn)存在在6種種因子，并根據(jù)其相對分子質(zhì)量的大小或編碼基因進(jìn)行命名。因子，并根據(jù)其相對分子質(zhì)量的大小或編碼基因進(jìn)行命名。因子705438322824編碼基因rpoDrpoNrpoHrpoSrpoFrpoE主要功能參與碳代謝過程基因的調(diào)控參與多數(shù)氮源利用基因的調(diào)控參與分裂間期特異基因表達(dá)調(diào)控?zé)狍w克基因的表達(dá)調(diào)控鞭毛趨化相關(guān)基因的表達(dá)調(diào)控過渡熱休

9、克基因的表達(dá)調(diào)控第10頁/共83頁第11頁/共83頁3、阻遏蛋白、阻遏蛋白阻遏蛋白是一類在轉(zhuǎn)錄水平對基因表達(dá)產(chǎn)生負(fù)調(diào)控作用的蛋白質(zhì)。根據(jù)其阻遏蛋白是一類在轉(zhuǎn)錄水平對基因表達(dá)產(chǎn)生負(fù)調(diào)控作用的蛋白質(zhì)。根據(jù)其作用特征可分為作用特征可分為負(fù)控誘導(dǎo)負(fù)控誘導(dǎo)和和負(fù)控阻遏負(fù)控阻遏二大類。在負(fù)控誘導(dǎo)系統(tǒng)中，阻遏蛋二大類。在負(fù)控誘導(dǎo)系統(tǒng)中，阻遏蛋白不與效應(yīng)物（誘導(dǎo)物）結(jié)合時，結(jié)構(gòu)基因不轉(zhuǎn)錄；在負(fù)控阻遏系統(tǒng)中，白不與效應(yīng)物（誘導(dǎo)物）結(jié)合時，結(jié)構(gòu)基因不轉(zhuǎn)錄；在負(fù)控阻遏系統(tǒng)中，阻遏蛋白與效應(yīng)物結(jié)合時，結(jié)構(gòu)基因不轉(zhuǎn)錄。阻遏蛋白作用部位是操縱區(qū)阻遏蛋白與效應(yīng)物結(jié)合時，結(jié)構(gòu)基因不轉(zhuǎn)錄。阻遏蛋白作用部位是操縱區(qū)。第11頁/共

10、83頁第12頁/共83頁4、正調(diào)控蛋白、正調(diào)控蛋白正調(diào)控蛋白結(jié)合于特異正調(diào)控蛋白結(jié)合于特異DNA序列后，具有促進(jìn)基因的轉(zhuǎn)錄，這種基因表序列后，具有促進(jìn)基因的轉(zhuǎn)錄，這種基因表達(dá)調(diào)控的方式稱為正調(diào)控。根據(jù)正調(diào)控蛋白的作用性質(zhì)分為達(dá)調(diào)控的方式稱為正調(diào)控。根據(jù)正調(diào)控蛋白的作用性質(zhì)分為正控誘導(dǎo)系統(tǒng)正控誘導(dǎo)系統(tǒng)和和正控阻遏系統(tǒng)正控阻遏系統(tǒng)。在正控誘導(dǎo)系統(tǒng)中，效應(yīng)物分子（誘導(dǎo)物）的存在使正。在正控誘導(dǎo)系統(tǒng)中，效應(yīng)物分子（誘導(dǎo)物）的存在使正調(diào)控蛋白處于活性狀態(tài)；在正控阻遏系統(tǒng)中，效應(yīng)物分子的存在使激活蛋調(diào)控蛋白處于活性狀態(tài)；在正控阻遏系統(tǒng)中，效應(yīng)物分子的存在使激活蛋白處于非活性狀態(tài)。白處于非活性狀態(tài)。第12頁

11、/共83頁第13頁/共83頁5 5、倒位蛋白通過、倒位蛋白通過DNADNA重組倒位而調(diào)節(jié)基因表達(dá)重組倒位而調(diào)節(jié)基因表達(dá)倒位蛋白是一種位點(diǎn)特異性的重組酶倒位蛋白是一種位點(diǎn)特異性的重組酶。第13頁/共83頁第14頁/共83頁衰減子又稱為弱化子，位于一些操縱子中第一個結(jié)構(gòu)基因之前，是一段衰減子又稱為弱化子，位于一些操縱子中第一個結(jié)構(gòu)基因之前，是一段能減弱轉(zhuǎn)錄作用的序列。如色氨酸操縱子序列內(nèi)含有一段衰減子序列能減弱轉(zhuǎn)錄作用的序列。如色氨酸操縱子序列內(nèi)含有一段衰減子序列.7、RNA聚合酶抑制物聚合酶抑制物細(xì)菌在缺乏氨基酸的環(huán)境中，細(xì)菌在缺乏氨基酸的環(huán)境中，RNARNA聚合酶活性降低，聚合酶活性降低，RN

12、ARNA（rRNA,tRNArRNA,tRNA）合成）合成減少或停止，這種現(xiàn)象稱為減少或停止，這種現(xiàn)象稱為嚴(yán)謹(jǐn)反應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)反應(yīng)。機(jī)制：當(dāng)氨基酸缺乏時，游離核糖體。機(jī)制：當(dāng)氨基酸缺乏時，游離核糖體與空載的與空載的tRNAtRNA增加，在增加，在ATPATP存在下，產(chǎn)生存在下，產(chǎn)生pppGpppppGpp和和ppGppppGpp，后者與，后者與RNARNA聚合酶聚合酶結(jié)合形成復(fù)合物，進(jìn)而使結(jié)合形成復(fù)合物，進(jìn)而使RNARNA聚合酶構(gòu)象變化，活性降低。聚合酶構(gòu)象變化，活性降低。第14頁/共83頁第15頁/共83頁二、轉(zhuǎn)錄的調(diào)控機(jī)制二、轉(zhuǎn)錄的調(diào)控機(jī)制在大腸桿菌的許多操縱子中，基因的轉(zhuǎn)錄不是由單一因子調(diào)控的，

13、而是在大腸桿菌的許多操縱子中，基因的轉(zhuǎn)錄不是由單一因子調(diào)控的，而是通過負(fù)調(diào)控因子和正調(diào)控因子進(jìn)行復(fù)合調(diào)控的。比較典型的是一些糖代通過負(fù)調(diào)控因子和正調(diào)控因子進(jìn)行復(fù)合調(diào)控的。比較典型的是一些糖代謝有關(guān)的操縱子。謝有關(guān)的操縱子。乳糖操縱子調(diào)控的機(jī)制阿拉伯糖操縱子的調(diào)控機(jī)制色氨酸操縱子的調(diào)控機(jī)制第15頁/共83頁第16頁/共83頁 操縱子模型的提出操縱子模型的提出 莫洛莫洛(Monod)(Monod)和雅各布和雅各布(Jacob)(Jacob) 獲獲19651965年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎第16頁/共83頁第17頁/共83頁 （1）人們早在上個世紀(jì)初就發(fā)現(xiàn)了酵母中酶的誘導(dǎo)現(xiàn)象。即分

14、解底物的酶只有底物存在時才出現(xiàn)。酶受底物的誘導(dǎo)，這種可誘導(dǎo)現(xiàn)象在細(xì)菌中普遍存在。 在培養(yǎng)基中加入適合底物-乳糖或半乳糖后23分鐘，一半乳糖苷酶可迅速達(dá)到5000個酶分子，增加了1000倍，占細(xì)菌蛋白總量的510%。 (一半乳糖苷酶水解乳糖半乳糖+葡萄糖 2個單糖)。 若撤消底物，該酶合成迅速停止，就象當(dāng)初迅速合成一樣。從60年代乳糖操縱子模型提出1966年分離得到該操縱子的阻遏蛋白1975年乳糖操縱子的堿基序列已全部測定清楚了。1.1.乳糖操縱子的調(diào)控機(jī)理（可誘導(dǎo)的操縱子）乳糖操縱子的調(diào)控機(jī)理（可誘導(dǎo)的操縱子）第17頁/共83頁第18頁/共83頁CAPCAMPIPOZYA結(jié)構(gòu)基因區(qū)（信息區(qū)）R

15、NA pol調(diào)控區(qū)調(diào)控區(qū) I-調(diào)節(jié)基因P-啟動子O-操縱基因（OP有一定的重疊）CAP結(jié)合位點(diǎn)結(jié)構(gòu)基因Z-半乳糖苷酶基因（ -galactosidase）Y-半乳糖苷透酶（乳糖透酶）（ -galotoside porinerase）A-硫代半乳糖轉(zhuǎn)乙酰基酶（trans acetylase）第18頁/共83頁第19頁/共83頁（3 3）調(diào)控機(jī)理）調(diào)控機(jī)理 乳糖操縱子的轉(zhuǎn)錄起始受到乳糖操縱子的轉(zhuǎn)錄起始受到CAP和阻遏蛋白的雙重調(diào)控，即正和阻遏蛋白的雙重調(diào)控，即正、負(fù)調(diào)控。、負(fù)調(diào)控。 CAP（正控）（正控）:通過通過結(jié)合到啟動子上游結(jié)合到啟動子上游CAP結(jié)合位點(diǎn)，促進(jìn)結(jié)合位點(diǎn)，促進(jìn)RNA pol與與

16、P的結(jié)合，才能有效的轉(zhuǎn)錄，原因是：的結(jié)合，才能有效的轉(zhuǎn)錄，原因是： Lac p 是弱啟動子，與一致序列的差異極大是弱啟動子，與一致序列的差異極大，CAP位點(diǎn)結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合cAMP-CAP復(fù)合物后，復(fù)合物后，改變了改變了RNA pol空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu),增強(qiáng)增強(qiáng)了了RNA pol與與P的結(jié)合的結(jié)合的牢固性。所以的牢固性。所以CAP是是Lac operon 的正控因子。的正控因子。 阻遏蛋白（負(fù)控）阻遏蛋白（負(fù)控） 調(diào)節(jié)基因調(diào)節(jié)基因I（除（除Lac operon用用I外，其余均用外，其余均用R）產(chǎn)生的阻遏蛋）產(chǎn)生的阻遏蛋白結(jié)合到操縱基因白結(jié)合到操縱基因O上，由于上，由于啟動子啟動子p與操縱基因有一定的

17、重疊與操縱基因有一定的重疊，妨礙，妨礙RNA pol與與P的結(jié)合，的結(jié)合，就抑制了結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄，誘導(dǎo)物（就抑制了結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄，誘導(dǎo)物（或稱效應(yīng)物）可以去阻遏，實(shí)現(xiàn)對基因的轉(zhuǎn)錄，這是或稱效應(yīng)物）可以去阻遏，實(shí)現(xiàn)對基因的轉(zhuǎn)錄，這是Lac operon的負(fù)控機(jī)制。的負(fù)控機(jī)制。第19頁/共83頁第20頁/共83頁CAP結(jié)合到CAP位點(diǎn)發(fā)揮正控作用，乳糖誘導(dǎo)去阻遏，這樣1個操縱子中的1組基因就有2道開關(guān)，只有2道開關(guān)同時打開時，基因才能轉(zhuǎn)錄。2個CAP分子和RNA pol 在Lac p 一致序列上排列CAPCAP-35RNA pol-10IPOZYADNAmRNA阻遏蛋白效應(yīng)物（半乳糖）ZYA基因產(chǎn)

18、物（酶）CAPCAP第20頁/共83頁第21頁/共83頁細(xì)菌優(yōu)先利用葡萄糖（細(xì)菌優(yōu)先利用葡萄糖（G G）- -葡萄糖效應(yīng)葡萄糖效應(yīng) 如果細(xì)菌生長環(huán)境中，乳糖、葡萄糖同時存在，盡管有誘導(dǎo)物乳糖存在，但細(xì)菌優(yōu)先利用葡萄糖，不予理睬乳糖，在G耗盡之前，Lac operon也不會表達(dá)。也就是說G阻礙了Lac operon的表達(dá)。這種G效應(yīng)在半乳糖、阿拉伯糖操縱子中也存在。 G效應(yīng)的原因是： G降解代謝產(chǎn)物可以抑制腺苷環(huán)化酶、 激活磷酸二酯酶，結(jié)果使胞內(nèi)cAMP下降；CAP的正調(diào)控需要結(jié)合cAMP形成復(fù)合物才能結(jié)合到CAP結(jié)合位點(diǎn)； 當(dāng)G耗盡，cAMP開始集累，cAMP和CAP結(jié)合使CAP變構(gòu)才能結(jié)合到

19、CAP結(jié)合位點(diǎn)上，促進(jìn)RNA pol與P結(jié)合。 第21頁/共83頁第22頁/共83頁 結(jié)合乳糖、葡萄糖存在與否及與操縱子正、負(fù)控因素、基因結(jié)合乳糖、葡萄糖存在與否及與操縱子正、負(fù)控因素、基因開放與關(guān)閉情況如下：開放與關(guān)閉情況如下：葡萄糖（G） 乳糖 基因開放 基因關(guān)閉 機(jī)理簡述（學(xué)生填充） CAP正控、乳糖去阻遏、基因開放、 轉(zhuǎn)錄進(jìn)行 不能誘導(dǎo)去阻遏，CAP即使結(jié)合，基因未開放 細(xì)菌優(yōu)先用G，無CAP結(jié)合，無誘導(dǎo)去阻遏 cAMP-CAP復(fù)合物無，CAP位點(diǎn)空，乳糖去阻 遏，基因未開放第22頁/共83頁第23頁/共83頁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)E.coli的色氨酸操縱子有五個結(jié)構(gòu)基因的色氨酸操縱子有五個

20、結(jié)構(gòu)基因E、D、C、B、A基因編碼三種酶，用于合成色氨基因編碼三種酶，用于合成色氨酸，酸，上游調(diào)控區(qū)由啟動子（上游調(diào)控區(qū)由啟動子（P）和操縱基因（）和操縱基因（O）組成）組成調(diào)節(jié)基因調(diào)節(jié)基因R：編碼阻遏蛋白：編碼阻遏蛋白第23頁/共83頁第24頁/共83頁第24頁/共83頁第25頁/共83頁無色氨酸無色氨酸操縱子基因開始轉(zhuǎn)錄，此后轉(zhuǎn)錄速操縱子基因開始轉(zhuǎn)錄，此后轉(zhuǎn)錄速率受轉(zhuǎn)錄率受轉(zhuǎn)錄衰減機(jī)制衰減機(jī)制(attenuation)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)基因與結(jié)構(gòu)基因與 O 之間有一個之間有一個L基因，在基因，在L基因內(nèi)存在一個衰減子。基因內(nèi)存在一個衰減子。衰減子：有衰減子：有4段特殊的序列，可形成不依賴段特殊的

21、序列，可形成不依賴因子的轉(zhuǎn)錄終止信號。因子的轉(zhuǎn)錄終止信號。前導(dǎo)肽編碼區(qū)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中含兩個相鄰的前導(dǎo)肽編碼區(qū)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中含兩個相鄰的色氨酸密碼子色氨酸密碼子，這兩個密碼子以及原核生物，這兩個密碼子以及原核生物中中轉(zhuǎn)錄與翻譯偶聯(lián)是產(chǎn)生衰減作用的基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)錄與翻譯偶聯(lián)是產(chǎn)生衰減作用的基礎(chǔ)。1234終止密碼前導(dǎo)肽編碼區(qū)UUUUU四個片段之間形成發(fā)夾能力四個片段之間形成發(fā)夾能力:1/22/33/4，四個片段形成何種發(fā)夾結(jié)構(gòu)，是由，四個片段形成何種發(fā)夾結(jié)構(gòu)，是由L基基因轉(zhuǎn)錄物的翻譯過程控制的。因轉(zhuǎn)錄物的翻譯過程控制的。第25頁/共83頁第26頁/共83頁當(dāng)有色氨酸時無色氨酸時第26頁/共83頁第27頁/共83頁

22、色氨酸操縱子中的操縱基因和衰減子可以起雙重負(fù)色氨酸操縱子中的操縱基因和衰減子可以起雙重負(fù)調(diào)節(jié)作用。衰減子可能比操縱基因更靈敏，調(diào)節(jié)作用。衰減子可能比操縱基因更靈敏， 只要只要色氨酸一增多，即使不足以誘導(dǎo)阻遏蛋白結(jié)合操縱色氨酸一增多，即使不足以誘導(dǎo)阻遏蛋白結(jié)合操縱基因，就足可以使大量的基因，就足可以使大量的mRNAmRNA提前終止。反之，當(dāng)提前終止。反之，當(dāng)色氨酸減少時，即使失去了誘導(dǎo)阻遏蛋白的阻遏作色氨酸減少時，即使失去了誘導(dǎo)阻遏蛋白的阻遏作用，但只要還可以維持前導(dǎo)肽的合成，仍繼續(xù)阻止用，但只要還可以維持前導(dǎo)肽的合成，仍繼續(xù)阻止轉(zhuǎn)錄。這樣可以保證細(xì)菌對色氨酸的充分利用。防轉(zhuǎn)錄。這樣可以保證細(xì)菌

23、對色氨酸的充分利用。防止堆積。止堆積。第27頁/共83頁第28頁/共83頁3.阿拉伯糖操縱子（ara operon）調(diào)節(jié)機(jī)制結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因 B、A、D，分別編碼異構(gòu)酶（，分別編碼異構(gòu)酶（isomerase）、激酶（）、激酶（kinase）、表位酶（）、表位酶（epimerase），），催化阿拉伯糖轉(zhuǎn)變?yōu)榇呋⒗寝D(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸木酮糖磷酸木酮糖調(diào)控區(qū)：調(diào)控區(qū)：調(diào)節(jié)基因?yàn)檎{(diào)節(jié)基因?yàn)镃基因（編碼調(diào)控蛋白基因（編碼調(diào)控蛋白C蛋白蛋白）、啟動子（、啟動子（P）、起始區(qū)（）、起始區(qū)（I）和操縱基因（）和操縱基因（O）構(gòu)）構(gòu)成成第28頁/共83頁第29頁/共83頁第29頁/共83頁第30

24、頁/共83頁第30頁/共83頁第31頁/共83頁第31頁/共83頁第32頁/共83頁某些mRNA分子中，核糖體結(jié)合位點(diǎn)在一個二級結(jié)構(gòu)中（莖環(huán)）中，使核糖體無法結(jié)合，只有打破莖環(huán)結(jié)構(gòu)，核糖體才能結(jié)合。例如：帶有紅霉素抗性的細(xì)菌第32頁/共83頁第33頁/共83頁編碼區(qū)紅霉素甲基化酶核糖體23SmRNA上特定位點(diǎn)的一個腺嘌呤甲基化。紅霉素終止密碼子終止密碼子第33頁/共83頁第34頁/共83頁 細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成速率的快速改變，不僅是轉(zhuǎn)錄與翻譯偶聯(lián)，更重要的與mRNA的降解速度快有關(guān)。影響影響mRNA的降解因素：的降解因素：細(xì)菌的生理狀態(tài)、環(huán)境因素； mRNA的一級結(jié)構(gòu)及次級結(jié)構(gòu)的影響；與mRNA的

25、序列和結(jié)構(gòu)有關(guān)3、mRNA的穩(wěn)定性是調(diào)控翻譯的方式之一的穩(wěn)定性是調(diào)控翻譯的方式之一第34頁/共83頁第35頁/共83頁 有些mRNA編碼的蛋白質(zhì)，本身也可以對相應(yīng)的mRNA的翻譯過程產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用，這是一種自身翻譯調(diào)控作用。核糖體蛋白翻譯的自身調(diào)控 翻譯的RF2調(diào)節(jié)自身的翻譯4、翻譯產(chǎn)物對、翻譯產(chǎn)物對mRNA的翻譯進(jìn)行調(diào)控的翻譯進(jìn)行調(diào)控UGAC25315編碼RF2蛋白mRNA第35頁/共83頁第36頁/共83頁小分子RNA調(diào)整基因表達(dá)產(chǎn)物的類型： 大腸桿菌滲透壓調(diào)節(jié)基因ompR的產(chǎn)物OmpR蛋白，在不同滲透壓時具有不同的構(gòu)象。OmpR低滲低滲結(jié)合ompF基因的調(diào)控區(qū)，起正調(diào)控高滲高滲結(jié)合ompC

26、基因的調(diào)控區(qū)，起正調(diào)控當(dāng)細(xì)菌從低滲到高滲狀態(tài)時，不僅ompF基因抑制，其表達(dá)的mRNA的翻譯也抑制。第36頁/共83頁第37頁/共83頁第37頁/共83頁第38頁/共83頁Tn10轉(zhuǎn)位酶基因表達(dá)在細(xì)菌中處于極低水平。這是因了一種小分子RNA阻遏物在翻譯水平上嚴(yán)格限制著Tn10轉(zhuǎn)位酶基因的表達(dá)。小分子小分子RNA控制特定基因的控制特定基因的低水平表達(dá)低水平表達(dá)第38頁/共83頁第39頁/共83頁小分子RNA在翻譯水平上對Tn10轉(zhuǎn)位酶基因表達(dá)調(diào)控第39頁/共83頁第40頁/共83頁第40頁/共83頁第41頁/共83頁第41頁/共83頁第42頁/共83頁4 4、DNADNA甲基化甲基化：在真核生物

27、基因表達(dá)中，基因甲基化程度高，基因表達(dá)降低：在真核生物基因表達(dá)中，基因甲基化程度高，基因表達(dá)降低；去甲基化：基因表達(dá)增加。；去甲基化：基因表達(dá)增加。5 5、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)對基因表達(dá)的調(diào)控對基因表達(dá)的調(diào)控：真核生物的染色體或染色質(zhì)由：真核生物的染色體或染色質(zhì)由DNADNA與組蛋與組蛋白、非組蛋白及少量白、非組蛋白及少量RNARNA及其它物質(zhì)結(jié)合而成。具有核小體結(jié)構(gòu)。及其它物質(zhì)結(jié)合而成。具有核小體結(jié)構(gòu)。非組蛋非組蛋白（高遷移組分）與組蛋白競爭結(jié)合白（高遷移組分）與組蛋白競爭結(jié)合DNADNA，解除組蛋白對基因表達(dá)的抑制，解除組蛋白對基因表達(dá)的抑制。第42頁/共83頁第43頁/共83頁第43頁/

28、共83頁第44頁/共83頁真核生物的真核生物的RNARNA聚合酶識別的不是單純的聚合酶識別的不是單純的DNADNA序列，而是由一個通用轉(zhuǎn)錄因序列，而是由一個通用轉(zhuǎn)錄因子（子（transcription factor,TFtranscription factor,TF）與）與DNADNA形成的蛋白質(zhì)形成的蛋白質(zhì)-DNA-DNA復(fù)合物復(fù)合物. .形成過形成過程程: : 1 1、TFIIDTFIID結(jié)合結(jié)合TATATATA盒盒2 2、RNARNA聚合酶聚合酶結(jié)合結(jié)合TFDTFD，形成閉合的復(fù)合物，形成閉合的復(fù)合物3 3、其它、其它TFTF與與RNARNA聚合酶形成開放的復(fù)合物聚合酶形成開放的復(fù)合物

29、在轉(zhuǎn)錄調(diào)控過程中，在轉(zhuǎn)錄調(diào)控過程中，反式作用因子反式作用因子的的主要作用：主要作用：是促進(jìn)或抑制是促進(jìn)或抑制TFIIDTFIID結(jié)合結(jié)合TATATATA盒或盒或RNARNA聚合酶結(jié)合聚合酶結(jié)合TFDTFD，形成閉合的復(fù)合物以及轉(zhuǎn)，形成閉合的復(fù)合物以及轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成。錄起始復(fù)合物的形成。第44頁/共83頁第45頁/共83頁（二）、反式作用因子（二）、反式作用因子 真核細(xì)胞內(nèi)含有大量的能識別、結(jié)合特異性序列的真核細(xì)胞內(nèi)含有大量的能識別、結(jié)合特異性序列的DNADNA結(jié)合蛋白，其主結(jié)合蛋白，其主要功能是使基因開放或關(guān)閉，稱為要功能是使基因開放或關(guān)閉，稱為反式作用因子反式作用因子，通常是一類細(xì)胞核

30、內(nèi)蛋，通常是一類細(xì)胞核內(nèi)蛋白質(zhì)因子。白質(zhì)因子。反式作用因子特點(diǎn)反式作用因子特點(diǎn)：1 1、常含有三個功能結(jié)構(gòu)域常含有三個功能結(jié)構(gòu)域：DNADNA識別結(jié)合域；轉(zhuǎn)錄活性識別結(jié)合域；轉(zhuǎn)錄活性 域；結(jié)合其他蛋白的結(jié)合域域；結(jié)合其他蛋白的結(jié)合域2 2、能識別并結(jié)合順式作用元件能識別并結(jié)合順式作用元件。3 3、對基因的表達(dá)具有正調(diào)控與負(fù)調(diào)控作用對基因的表達(dá)具有正調(diào)控與負(fù)調(diào)控作用。第45頁/共83頁第46頁/共83頁鋅指結(jié)構(gòu)（鋅指結(jié)構(gòu)（Zinc finger motif）同源結(jié)構(gòu)域（同源結(jié)構(gòu)域（Homodomain）：螺旋）：螺旋-回折回折-螺旋螺旋亮氨酸拉鏈（亮氨酸拉鏈（Leucine zipper）螺旋環(huán)

31、螺旋螺旋環(huán)螺旋(Helix-loop-helix structure)堿性堿性 螺旋（螺旋（Alkaline -helix）第46頁/共83頁第47頁/共83頁n第47頁/共83頁第48頁/共83頁鋅指結(jié)構(gòu)第48頁/共83頁第49頁/共83頁123456789蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)圖圖15-10圖圖15-11第49頁/共83頁第50頁/共83頁同源結(jié)構(gòu)域：螺旋-回折-螺旋第50頁/共83頁第51頁/共83頁NH2COOH堿性氨基酸區(qū)堿性氨基酸區(qū)特點(diǎn)：是蛋白質(zhì)分子的肽鏈上每隔特點(diǎn)：是蛋白質(zhì)分子的肽鏈上每隔6個氨基酸就有一個亮氨酸殘基，結(jié)個氨基酸就有一個亮氨酸殘基，結(jié)果就導(dǎo)致這些亮氨酸殘基都在果就導(dǎo)致這些亮

32、氨酸殘基都在螺旋的同一個方向出現(xiàn)。兩個相同的結(jié)螺旋的同一個方向出現(xiàn)。兩個相同的結(jié)構(gòu)的兩排亮氨酸殘基就能以疏水性作用力結(jié)合成二聚體，這二聚體的另構(gòu)的兩排亮氨酸殘基就能以疏水性作用力結(jié)合成二聚體，這二聚體的另一端的肽段富含堿性氨基酸殘基，借其正電荷與一端的肽段富含堿性氨基酸殘基，借其正電荷與DNA雙螺旋鏈上帶負(fù)電雙螺旋鏈上帶負(fù)電荷的磷酸基團(tuán)結(jié)合。若不形成二聚體則對荷的磷酸基團(tuán)結(jié)合。若不形成二聚體則對DNA的親和結(jié)合力明顯降低的親和結(jié)合力明顯降低亮氨酸拉鏈區(qū)亮氨酸拉鏈區(qū)第51頁/共83頁第52頁/共83頁圖圖15-13第52頁/共83頁第53頁/共83頁第53頁/共83頁第54頁/共83頁 ：第54

33、頁/共83頁第55頁/共83頁二聚體二聚體第55頁/共83頁第56頁/共83頁轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域是反式作用因子的轉(zhuǎn)錄激活區(qū)，通常在反式作用因子的轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域是反式作用因子的轉(zhuǎn)錄激活區(qū)，通常在反式作用因子的DNADNA結(jié)合域以外由結(jié)合域以外由8080到到100100個氨基酸組成的區(qū)域。轉(zhuǎn)錄因子通常具有一個個氨基酸組成的區(qū)域。轉(zhuǎn)錄因子通常具有一個以上的轉(zhuǎn)錄活化區(qū)。轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)模型有以下幾種：以上的轉(zhuǎn)錄活化區(qū)。轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)模型有以下幾種：1、酸性、酸性-螺旋結(jié)構(gòu)域螺旋結(jié)構(gòu)域：帶較多負(fù)電荷，能形成親脂性- 螺旋（糖皮質(zhì)激素受體）2、富含谷氨酰胺結(jié)構(gòu)域富含谷氨酰胺結(jié)構(gòu)域（轉(zhuǎn)錄因

34、子SP1）3、富含脯氨酸結(jié)構(gòu)域：、富含脯氨酸結(jié)構(gòu)域：CTF NF-1第56頁/共83頁第57頁/共83頁（三）、轉(zhuǎn)錄起始是由多種激活的反式作用因子三）、轉(zhuǎn)錄起始是由多種激活的反式作用因子進(jìn)行復(fù)合調(diào)控進(jìn)行復(fù)合調(diào)控1、反式作用因子激活方式、反式作用因子激活方式：（1）、）、通過基因表達(dá)產(chǎn)生通過基因表達(dá)產(chǎn)生反式作用因子是激活方式之一。反式作用因子是激活方式之一。 通常這種激活方式又稱為通常這種激活方式又稱為表達(dá)方式調(diào)節(jié)表達(dá)方式調(diào)節(jié)。這類因子一合成出來就有活性。這類因子一合成出來就有活性，它們只是在需要時才合成，并迅速通過蛋白水解酶迅速降解。，它們只是在需要時才合成，并迅速通過蛋白水解酶迅速降解。（2

35、）、）、共價修飾調(diào)節(jié)蛋白活性共價修飾調(diào)節(jié)蛋白活性。 這類因子通?？赏ㄟ^磷酸化這類因子通?？赏ㄟ^磷酸化-去磷酸化、糖基化修飾方式來調(diào)節(jié)其蛋白活去磷酸化、糖基化修飾方式來調(diào)節(jié)其蛋白活性。性。第57頁/共83頁第58頁/共83頁（3）、）、與配體結(jié)合引起功能變化與配體結(jié)合引起功能變化： 許多激素的受體也是反式作用因子，本身對基因轉(zhuǎn)錄無調(diào)節(jié)作用。許多激素的受體也是反式作用因子，本身對基因轉(zhuǎn)錄無調(diào)節(jié)作用。當(dāng)激素進(jìn)入細(xì)胞后，受體與激素結(jié)合，才能結(jié)合于當(dāng)激素進(jìn)入細(xì)胞后，受體與激素結(jié)合，才能結(jié)合于DNA，調(diào)節(jié)基因的表，調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。達(dá)。（4）、）、蛋白與蛋白相互作用蛋白與蛋白相互作用： 蛋白與蛋白之間的解離

36、或形成復(fù)合體，是許多細(xì)胞內(nèi)反式作用因子蛋白與蛋白之間的解離或形成復(fù)合體，是許多細(xì)胞內(nèi)反式作用因子活性調(diào)節(jié)的重要方式。如活性調(diào)節(jié)的重要方式。如c-myc蛋白單一作用靶蛋白單一作用靶DNA，其效率低，但與其，其效率低，但與其配體配體max蛋白形成異二聚體形式作用，效率大增。蛋白形成異二聚體形式作用，效率大增。第58頁/共83頁第59頁/共83頁反式作用因子激活后，通過識別并結(jié)合基因上游的啟動子元件或增強(qiáng)子中反式作用因子激活后，通過識別并結(jié)合基因上游的啟動子元件或增強(qiáng)子中的保守序列，從而發(fā)揮其對下游基因的調(diào)節(jié)作用。那么反式作用因子又是的保守序列，從而發(fā)揮其對下游基因的調(diào)節(jié)作用。那么反式作用因子又是如

37、何影響下游基因活性呢？目前提出如何影響下游基因活性呢？目前提出反式作用因子有以下幾種作用模式反式作用因子有以下幾種作用模式：1、成環(huán)、成環(huán)：當(dāng)反式作用因子與增強(qiáng)子結(jié)合后，利用DNA的柔曲性，彎曲成環(huán)，使增強(qiáng)子區(qū)域與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)靠近，直接接觸而發(fā)揮作用。2、扭曲：、扭曲：反式作用因子通過與反式作用因子通過與DNA結(jié)合后，通過結(jié)合后，通過DNA變形，扭曲而發(fā)生變形，扭曲而發(fā)生構(gòu)型改變，使通用轉(zhuǎn)錄因子與構(gòu)型改變，使通用轉(zhuǎn)錄因子與RNA聚合酶結(jié)合更適合。聚合酶結(jié)合更適合。3、滑動：、滑動：4、連鎖反應(yīng)：、連鎖反應(yīng)：第59頁/共83頁第60頁/共83頁組合式基因調(diào)控組合式基因調(diào)控（conbina

38、torial gene regulation）：指在反式作用）：指在反式作用因子在對基因表達(dá)調(diào)控時，并非由單一因子完成，而是由幾種反式因子在對基因表達(dá)調(diào)控時，并非由單一因子完成，而是由幾種反式作用因子組合而發(fā)揮特定作用。作用因子組合而發(fā)揮特定作用。 在組合式基因調(diào)控中每一種作用因子如果單獨(dú)作用，可能是正在組合式基因調(diào)控中每一種作用因子如果單獨(dú)作用，可能是正調(diào)控或負(fù)調(diào)控，但由多因子的作用效應(yīng)，并不是幾個因子的簡單加調(diào)控或負(fù)調(diào)控，但由多因子的作用效應(yīng)，并不是幾個因子的簡單加合的結(jié)果。合的結(jié)果。反式作用因子的組合式調(diào)控作用反式作用因子的組合式調(diào)控作用第60頁/共83頁第61頁/共83頁三、三、mRN

39、A的加工和運(yùn)輸可形成轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控的加工和運(yùn)輸可形成轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控（一）、（一）、5端加帽和端加帽和3端加多聚腺苷酸尾具有調(diào)控意義端加多聚腺苷酸尾具有調(diào)控意義1、5形成一個m7GpppNp-2、3形成一個100200個腺苷酸，即poly（A）3 3、核糖體的組裝在細(xì)胞核內(nèi)，可能保護(hù)rRNA不被降解；4 4、tRNA在合成后，形成特定的空間構(gòu)象，也使其具有抵抗降解的機(jī)制。第61頁/共83頁第62頁/共83頁（二）、（二）、mRNA的選擇剪接亦可調(diào)控基因表達(dá)的選擇剪接亦可調(diào)控基因表達(dá)mRNAmRNA的選擇剪接是指真核細(xì)胞基因表達(dá)所轉(zhuǎn)錄出的前體的選擇剪接是指真核細(xì)胞基因表達(dá)所轉(zhuǎn)錄出的前體mRNA

40、mRNA的剪接過程中的剪接過程中，參加拼接的外顯子可以不按其在基因組的線性分布次序拼接，內(nèi)含子也可，參加拼接的外顯子可以不按其在基因組的線性分布次序拼接，內(nèi)含子也可以不被切除而保留，即一個外顯子或內(nèi)含子是否出現(xiàn)在成熟的以不被切除而保留，即一個外顯子或內(nèi)含子是否出現(xiàn)在成熟的mRNAmRNA中是可以中是可以選擇的。這種剪接稱選擇的。這種剪接稱mRNAmRNA選擇剪接選擇剪接。mRNAmRNA選擇剪接方式：選擇剪接方式：外顯子選擇外顯子選擇(optional exon)(optional exon)互斥外顯子互斥外顯子內(nèi)部剪接位點(diǎn)內(nèi)部剪接位點(diǎn)內(nèi)含子選擇內(nèi)含子選擇(optional intron)(o

41、ptional intron)第62頁/共83頁第63頁/共83頁第63頁/共83頁第64頁/共83頁BaxBax基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的選擇剪接基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的選擇剪接123456選擇剪接產(chǎn)生選擇剪接產(chǎn)生、三種蛋白123456共含192個密碼子1123456終止密碼子共218個密碼子13456共151個密碼子第64頁/共83頁第65頁/共83頁（三）、（三）、mRNAmRNA運(yùn)輸控制調(diào)節(jié)進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)的運(yùn)輸控制調(diào)節(jié)進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)的mRNAmRNA量量mRNAmRNA的運(yùn)輸是受控制的。成熟的的運(yùn)輸是受控制的。成熟的mRNAmRNA并不是全部進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。大約并不是全部進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。大約只有只有20%20%的的mRNA

42、mRNA進(jìn)入胞漿，留在核內(nèi)的進(jìn)入胞漿，留在核內(nèi)的RNARNA大約在大約在1 1小時內(nèi)降解。小時內(nèi)降解。RNARNA通過核膜的運(yùn)輸是一個主動運(yùn)輸過程，通過核膜的運(yùn)輸是一個主動運(yùn)輸過程，RNARNA運(yùn)輸出核孔的機(jī)制，目運(yùn)輸出核孔的機(jī)制，目前不清。前不清。第65頁/共83頁第66頁/共83頁四、翻譯水平的調(diào)節(jié)或控制四、翻譯水平的調(diào)節(jié)或控制（一）、蛋白翻譯起始可受特定因素的調(diào)控（一）、蛋白翻譯起始可受特定因素的調(diào)控1、阻遏蛋白的調(diào)控：、阻遏蛋白的調(diào)控：可以結(jié)合到可以結(jié)合到mRNA的的5端端5端非編碼區(qū)鐵反應(yīng)元件鐵結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白鐵編碼鐵蛋白的基因信息區(qū)第66頁/共83頁第67頁/共83頁2、翻譯起始因子調(diào)

43、節(jié)蛋白質(zhì)合成速度、翻譯起始因子調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成速度eIF-2是蛋白質(zhì)合成過程中重要的起始因子，有些物質(zhì)可以影響其活性。如：血紅素對珠蛋白合成的調(diào)節(jié)eIF-2eIF-2-PicAMP依賴性蛋白激酶血紅素-+活性降低第67頁/共83頁第68頁/共83頁3、5AUG對翻譯的調(diào)控作用對翻譯的調(diào)控作用 在真核生物通常以在真核生物通常以mRNAmRNA為模板的翻譯開始于最靠近其為模板的翻譯開始于最靠近其55端的第一個端的第一個AUGAUG為起始密碼子指導(dǎo)翻譯。但少數(shù)為起始密碼子指導(dǎo)翻譯。但少數(shù)mRNAmRNA中，在起始密碼子中，在起始密碼子AUGAUG上游非編上游非編碼區(qū)存在一個或數(shù)個碼區(qū)存在一個或數(shù)個AU

44、GAUG，稱為，稱為5AUG5AUG，由于，由于5AUG5AUG的開放閱讀框與正常的開放閱讀框與正常編碼區(qū)的閱讀框不一致，如果從編碼區(qū)的閱讀框不一致，如果從5AUG5AUG開始翻譯，很快就會遇到終止密開始翻譯，很快就會遇到終止密碼子，從而翻譯出無活性的短肽。因此有碼子，從而翻譯出無活性的短肽。因此有5AUG5AUG存在會競爭抑制正常起存在會競爭抑制正常起始密碼子的翻譯，使正常翻譯處于低水平狀態(tài)。始密碼子的翻譯，使正常翻譯處于低水平狀態(tài)。 在正常的原癌基因中其在正常的原癌基因中其5端的非翻譯區(qū)內(nèi)多存在端的非翻譯區(qū)內(nèi)多存在5AUG5AUG從而抑制了原癌基因表達(dá)。從而抑制了原癌基因表達(dá)。第68頁/共

45、83頁第69頁/共83頁4、mRNA 5 端非編碼區(qū)長度對翻譯的影響端非編碼區(qū)長度對翻譯的影響 mRNA5 mRNA5端的非編碼區(qū)太短時，起始密碼子由于和端的非編碼區(qū)太短時，起始密碼子由于和55端帽子位置太近端帽子位置太近，從而不容易被，從而不容易被40S40S亞基識別。當(dāng)亞基識別。當(dāng)55端的非編碼區(qū)長度在端的非編碼區(qū)長度在17-8017-80核苷酸之核苷酸之間時，體外翻譯效率與其長度成正比。間時，體外翻譯效率與其長度成正比。 第一個第一個AUGAUG至至55端的長度影響翻譯起始效率和翻譯起始準(zhǔn)確性。端的長度影響翻譯起始效率和翻譯起始準(zhǔn)確性。第69頁/共83頁第70頁/共83頁（二）（二） m

46、RNAmRNA穩(wěn)定性調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成的水平穩(wěn)定性調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成的水平1、mRNA 3端非編碼區(qū)結(jié)構(gòu)中含有一段豐富的A和U序列，是致mRNA不穩(wěn)定的原因。2、同時研究組蛋白的mRNA 3端結(jié)構(gòu)時，發(fā)現(xiàn)其3端的特殊的莖-環(huán)結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性受DNA合成調(diào)節(jié)。（三）、（三）、小分子小分子RNARNA（MicroRNA,miRNAMicroRNA,miRNA）對翻譯水平的影響）對翻譯水平的影響第70頁/共83頁第71頁/共83頁第71頁/共83頁第72頁/共83頁五、翻譯后水平的調(diào)控五、翻譯后水平的調(diào)控( (一一) )、新生肽鏈的水解；、新生肽鏈的水解；1 1、新生肽鏈、新生肽鏈N N端的氨基酸是穩(wěn)定殘基還

47、是不穩(wěn)定殘基，是控制其降解的端的氨基酸是穩(wěn)定殘基還是不穩(wěn)定殘基，是控制其降解的一個重要因素；一個重要因素；不穩(wěn)定殘基又分一級、二級、三級三類不穩(wěn)定殘基又分一級、二級、三級三類一級：精、賴、蘇、甘、苯、亮、異亮、酪、色一級：精、賴、蘇、甘、苯、亮、異亮、酪、色二級：天冬氨酸、谷、半二級：天冬氨酸、谷、半三級：天冬酰胺、谷氨酰胺三級：天冬酰胺、谷氨酰胺2 2、新生肽鏈的運(yùn)輸速度是控制功能蛋白質(zhì)數(shù)量的一個重要因素。、新生肽鏈的運(yùn)輸速度是控制功能蛋白質(zhì)數(shù)量的一個重要因素。第72頁/共83頁第73頁/共83頁( (二二) ) 、肽鏈中氨基酸的共價修飾具有調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的活性：、肽鏈中氨基酸的共價修飾具有調(diào)節(jié)

48、蛋白質(zhì)的活性：磷酸化、甲基化、?；?；磷酸化、甲基化、?；? (三三) ) 、通過信號肽、通過信號肽(signal peptide)(signal peptide)分揀、運(yùn)輸、定位影響蛋白的功能發(fā)分揀、運(yùn)輸、定位影響蛋白的功能發(fā)揮。揮。第73頁/共83頁第74頁/共83頁 近年來提出的有關(guān)基因表達(dá)的新理論近年來提出的有關(guān)基因表達(dá)的新理論- - “統(tǒng)一理論統(tǒng)一理論” 。這一理。這一理論將基因表達(dá)過程中的單個具體的事件或步驟聯(lián)系在一起，從而形成論將基因表達(dá)過程中的單個具體的事件或步驟聯(lián)系在一起，從而形成一個完整的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。一個完整的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。 同時隨著功能基因組時代的到來，基因的調(diào)控已不再是細(xì)胞內(nèi)單同時隨著功能基因組時代