第章基因表達(dá)與調(diào)控

一、概述

每種生物在生長發(fā)育和分化的過程中，以及在對(duì)外環(huán)境的反應(yīng)中，各種相關(guān)基因有條不紊的表達(dá)起著至關(guān)重要的作用。通過基因表達(dá)，DNA中的遺傳信息即可用以決定細(xì)胞的表型和生物性狀。但是，基因的表達(dá)隨著組織細(xì)胞及個(gè)體發(fā)育的階段的不同，隨著內(nèi)外環(huán)境的變化的不同，而表現(xiàn)為不同的基因的表達(dá)。當(dāng)前1頁，總共65頁?；?gene):

是一段DNA分子，編碼一種多肽鏈或RNA。

基因組(genome)：

指一個(gè)細(xì)胞或病毒所攜帶的全部遺傳信息或整套基因。1.幾個(gè)重要的概念當(dāng)前2頁，總共65頁?；虮磉_(dá)(geneexpression)：

在一定調(diào)節(jié)機(jī)制控制下，基因經(jīng)過轉(zhuǎn)錄及翻譯，產(chǎn)生具有特異生物學(xué)功能的蛋白質(zhì)或RNA分子的過程。簡單地說，基因表達(dá)就是基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。大多數(shù)基因的表達(dá)產(chǎn)物是蛋白質(zhì),部分基因如tRNA和rRNA基因表達(dá)產(chǎn)物是RNA。當(dāng)前3頁，總共65頁。基因表達(dá)的特性時(shí)間特異性或階段特異性空間特異性或組織細(xì)胞特異性當(dāng)前4頁，總共65頁。時(shí)間特異性（temporalspecificity）

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，這就是基因表達(dá)的時(shí)間特異性。

如噬菌體、病毒、細(xì)菌、侵入縮主后，呈現(xiàn)一定的感染階段。當(dāng)前5頁，總共65頁。階段特異性（stagespecificity）多細(xì)胞生物基因表達(dá)表現(xiàn)為與分化、發(fā)育階段一致的時(shí)間性,因此又稱階段特異性。如在多細(xì)胞生物從受精卵到組織，器官形成的各個(gè)不同發(fā)育階段，相應(yīng)基因嚴(yán)格按一定時(shí)間順序開啟或關(guān)閉，表現(xiàn)為與分化、發(fā)育階段一致的時(shí)間性。當(dāng)前6頁，總共65頁?？臻g特異性（spatialspecificity）: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)，就是基因表達(dá)的空間特異性。當(dāng)前7頁，總共65頁。細(xì)胞特異性（cellspecificity）或組織特異性（tissuespecificity）:基因表達(dá)的空間特異性又稱為細(xì)胞特異性或組織特異性，因?yàn)榛虮磉_(dá)伴隨時(shí)間或階段順序所表現(xiàn)出的空間分布差異，實(shí)際上是由細(xì)胞在器官的分布決定的。當(dāng)前8頁，總共65頁。2.基因表達(dá)的方式按對(duì)刺激的反應(yīng)性，基因表達(dá)的方式分為：基本或組成性(constitutiveexpression)基因表達(dá)

某些基因在一個(gè)生物個(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(house-keepinggene)。當(dāng)前9頁，總共65頁。

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)被視為組成性表達(dá)。當(dāng)前10頁，總共65頁。誘導(dǎo)和阻遏表達(dá)

在特定環(huán)境信號(hào)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(induciblegene)。

可誘導(dǎo)基因在特定環(huán)境中表達(dá)增強(qiáng)的過程稱為誘導(dǎo)(induction)當(dāng)前11頁，總共65頁。

如果基因?qū)Νh(huán)境信號(hào)應(yīng)答時(shí)被抑制，這種基因是可阻遏基因(repressiblegene)

可阻遏基因表達(dá)產(chǎn)物降低的過程稱為阻遏(repression)當(dāng)前12頁，總共65頁。

在一定機(jī)制控制下，功能上相關(guān)的一組基因，無論其為何種表達(dá)方式，均需協(xié)調(diào)一致、共同表達(dá)，即為協(xié)調(diào)表達(dá)(coordinateexpression)。這種調(diào)節(jié)稱為協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)(coordinateregulation)。當(dāng)前13頁，總共65頁。3.基因表達(dá)調(diào)控的生物學(xué)意義適應(yīng)環(huán)境、維持生長和增殖生物體賴以生存的外環(huán)境是在不斷變化的，為了生存，所有活細(xì)胞都必須對(duì)外環(huán)境變化作出適當(dāng)反應(yīng)，調(diào)節(jié)代謝，以適應(yīng)環(huán)境變化。生物體適應(yīng)環(huán)境、調(diào)節(jié)代謝的能力與蛋白質(zhì)分子的生物學(xué)功能有關(guān)。而蛋白質(zhì)的水平又受基因表達(dá)的調(diào)控。當(dāng)前14頁，總共65頁。維持個(gè)體發(fā)育與分化

多細(xì)胞生物調(diào)節(jié)基因的表達(dá)除為適應(yīng)環(huán)境外，還有維持組織器官分化、個(gè)體發(fā)育的功能。

當(dāng)某種基因缺陷或表達(dá)異常時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)組織或器官的發(fā)育異常。當(dāng)前15頁，總共65頁。二、原核生物基因表達(dá)的調(diào)節(jié)當(dāng)前16頁，總共65頁。1.操縱子模型轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)普遍采用操縱子模式，原核生物功能相關(guān)的基因往往串聯(lián)地排列在一起，在一個(gè)共同的調(diào)控區(qū)的調(diào)節(jié)下，一起轉(zhuǎn)錄生成一個(gè)多順反子，最終表達(dá)產(chǎn)物是一些功能相關(guān)的酶或蛋白質(zhì)，它們一起參與某種底物的代謝或某種產(chǎn)物的合成。當(dāng)前17頁，總共65頁。Fran?oisJacobandJacquesMonod,wasawardedthe1965NobelPrizeforPhysiologyorMedicinefordiscoveriesconcerningregulatoryactivitiesinbacteria.當(dāng)前18頁，總共65頁。操縱子(operon)的結(jié)構(gòu)與功能InhibitorgenePS1S2S3啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)基因1，2，3...O操縱基因PromoterOperatorgeneStructuregene調(diào)控區(qū)結(jié)構(gòu)基因操縱子表達(dá)阻遏蛋白

結(jié)合RNA聚合酶

結(jié)合阻遏蛋白表達(dá)功能蛋白?I阻遏物（調(diào)節(jié)）基因操縱子:基因表達(dá)的協(xié)調(diào)單位當(dāng)前19頁，總共65頁。

在正轉(zhuǎn)錄調(diào)控系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)基因的產(chǎn)物是激活蛋白(activator)，激活蛋白結(jié)合DNA的啟動(dòng)子及RNA聚合酶后，轉(zhuǎn)錄才會(huì)進(jìn)行。

在正控誘導(dǎo)系統(tǒng)中，誘導(dǎo)物的存在使激活蛋白處于活性狀態(tài)，轉(zhuǎn)錄進(jìn)行。

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)，轉(zhuǎn)錄不進(jìn)行。2.關(guān)于正調(diào)控與負(fù)調(diào)控當(dāng)前20頁，總共65頁。

負(fù)轉(zhuǎn)錄調(diào)控系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)基因的物質(zhì)是阻遏蛋白(repressor)—阻止結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄。其作用部位是操縱區(qū)。它與操縱區(qū)結(jié)合，轉(zhuǎn)錄受阻。負(fù)控誘導(dǎo)系統(tǒng)—阻遏蛋白不與誘導(dǎo)物結(jié)合時(shí)，阻遏蛋白與操縱區(qū)相結(jié)合，結(jié)構(gòu)基因不轉(zhuǎn)錄，阻遏蛋白結(jié)合誘導(dǎo)物時(shí)，阻遏蛋白與操縱區(qū)分離，結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄。負(fù)控阻遏系統(tǒng)—阻遏蛋白與效應(yīng)物結(jié)合時(shí)，結(jié)構(gòu)基因不轉(zhuǎn)錄。當(dāng)前21頁，總共65頁。酶的誘導(dǎo)和阻遏操縱子模型B.有活性阻遏蛋白加誘導(dǎo)劑A.有活性阻遏蛋白C.無活性阻遏蛋白D.無活性阻遏蛋白加輔阻遏劑操縱基因啟動(dòng)基因調(diào)節(jié)基因結(jié)構(gòu)基因阻遏蛋白(有活性)阻遏蛋白阻擋操縱基因結(jié)構(gòu)基因不表達(dá)誘導(dǎo)物誘導(dǎo)物與阻遏蛋白結(jié)合,使阻遏蛋白不能起到阻擋操縱基因的作用,結(jié)構(gòu)基因可以表達(dá)酶蛋白mRNA阻遏蛋白不能跟操縱基因結(jié)合,結(jié)構(gòu)基因可以表達(dá)阻遏蛋白(無活性)酶蛋白mRNA代謝產(chǎn)物與阻遏蛋白結(jié)合,從而使阻遏蛋白能夠阻擋操縱基因,結(jié)構(gòu)基因不表達(dá)代謝產(chǎn)物I.酶的誘導(dǎo)II.酶的阻遏當(dāng)前22頁，總共65頁。當(dāng)前23頁，總共65頁。

以乳糖操縱子為列介紹原核生物操縱子調(diào)控模式 當(dāng)前24頁，總共65頁。

乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)透過酶當(dāng)前25頁，總共65頁。1.三個(gè)結(jié)構(gòu)基因Z基因：編碼β-半乳糖苷酶（β–galactosidase），分解乳糖成為半乳糖和葡萄糖Y基因：編碼透過酶（permease），使外界乳糖等透過大腸桿菌細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。A基因：編碼乙?；D(zhuǎn)移酶（acetylase），能將乙酰CoA上的乙?；D(zhuǎn)移到半乳糖上，形成乙酰半乳糖。當(dāng)前26頁，總共65頁。2.三個(gè)調(diào)節(jié)序列：在結(jié)構(gòu)基因的上游還有一個(gè)啟動(dòng)子（P）和一個(gè)操縱基因（O），在啟動(dòng)子上游還有一個(gè)分解（代謝）物基因激活蛋白（catabolitegeneactivationprotein,CAP）或腺苷酸受體蛋白（cAMPreceptorprotein,CRP)結(jié)合位點(diǎn)，以及一個(gè)調(diào)節(jié)基因（I）（又稱R基因），調(diào)節(jié)基因編碼阻遏蛋白。當(dāng)前27頁，總共65頁。mRNA阻遏蛋白IDNAZYAOPpol沒有乳糖存在時(shí)3.乳糖操縱子的調(diào)節(jié)機(jī)制阻遏基因I.阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)當(dāng)前28頁，總共65頁。mRNA阻遏蛋白有乳糖存在時(shí)IDNAZYAOPpol啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄mRNA乳糖當(dāng)前29頁，總共65頁。

實(shí)際上，別乳糖是lac操縱子轉(zhuǎn)錄的活性誘導(dǎo)物。人們發(fā)現(xiàn)一個(gè)合成的、結(jié)構(gòu)上類似于別乳糖、不能被β-半乳糖苷酶水解的異丙基硫代半乳糖苷（isopropylthiogalactoside：IPTG）起著lac操縱子的一個(gè)誘導(dǎo)物的作用，所以IPTG常用于誘導(dǎo)含有使用了lac啟動(dòng)子的質(zhì)粒載體的細(xì)菌中的重組蛋白的表達(dá)。當(dāng)前30頁，總共65頁。當(dāng)前31頁，總共65頁。

II.

CAP的正性調(diào)節(jié)當(dāng)前32頁，總共65頁。

當(dāng)前33頁，總共65頁。III.CAP的正性調(diào)節(jié):CAP蛋白是一個(gè)同二聚體，具有DNA結(jié)合域和cAMP結(jié)合位點(diǎn)。當(dāng)沒有葡萄糖存在時(shí)，由于cAMP的濃度受葡萄糖代謝的調(diào)節(jié)，cAMP濃度表現(xiàn)為較高，這時(shí)cAMP與CAP蛋白結(jié)合形成cAMP–CAP復(fù)合物。此復(fù)合物可結(jié)合在lac啟動(dòng)基因上游附近的CAP位點(diǎn)上，從而可增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄達(dá)50倍之多。當(dāng)前34頁，總共65頁。當(dāng)培養(yǎng)基中有葡萄糖存在時(shí)，cAMP濃度較低，cAMP與CAP蛋白不能形成復(fù)合物，也就不能結(jié)合到CAP位點(diǎn)，lac基因的轉(zhuǎn)錄水平較低。由此可見，對(duì)lac操縱子來說CAP是正性調(diào)節(jié)因素，lac阻遏蛋白是負(fù)性調(diào)節(jié)因素。當(dāng)前35頁，總共65頁。葡萄糖降解物與cAMP的關(guān)系葡萄糖分解代謝產(chǎn)物腺苷酸環(huán)化酶磷酸二酯酶ATPcAMP5'-AMP抑制激活當(dāng)前36頁，總共65頁。乳糖操縱子調(diào)控方式的比較負(fù)調(diào)控正調(diào)控調(diào)節(jié)蛋白阻遏蛋白CAP變構(gòu)物別乳糖、乳糖cAMP與變構(gòu)物結(jié)合無活性有活性基因位點(diǎn)O基因CAP位點(diǎn)結(jié)合于基因位點(diǎn)基因關(guān)閉基因開放未結(jié)合于基因位點(diǎn)

基因開放基因關(guān)閉不與變構(gòu)物結(jié)合

有活性無活性當(dāng)前37頁，總共65頁。IV.協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)

※當(dāng)阻遏蛋白封閉轉(zhuǎn)錄時(shí)，CAP對(duì)該系統(tǒng)不能發(fā)揮作用；

※如無CAP存在，即使沒有阻遏蛋白與操縱序列結(jié)合，操縱子仍無轉(zhuǎn)錄活性。

單純?nèi)樘谴嬖跁r(shí)，細(xì)菌利用乳糖作碳源；若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在時(shí),細(xì)菌首先利用葡萄糖。

葡萄糖對(duì)lac操縱子的阻遏作用稱分解代謝阻遏（catabolicrepression）。

當(dāng)前38頁，總共65頁。葡萄糖效應(yīng)和乳糖誘導(dǎo)當(dāng)前39頁，總共65頁。

當(dāng)前40頁，總共65頁。4.衰減子（attenuator）與

轉(zhuǎn)錄衰減作用（attenuation）衰減子:位于細(xì)菌操縱子結(jié)構(gòu)基因上游前導(dǎo)區(qū)的終止子。原核生物中通過翻譯前導(dǎo)肽而實(shí)現(xiàn)控制DNA的轉(zhuǎn)錄的調(diào)控方式稱衰減作用。以色氨酸（Trp）操縱子為例，衰減子序列位于啟動(dòng)子與Trp操縱子的第一個(gè)結(jié)構(gòu)基因間，其mRNA的5’端有162個(gè)核苷酸的前導(dǎo)序列，當(dāng)mRNA合成啟動(dòng)后，除非缺乏Trp，否則mRNA僅合成140個(gè)核苷酸即終止。該前導(dǎo)序列編碼一小段14肽，其終止區(qū)具有潛在的莖環(huán)構(gòu)象和成串的U。當(dāng)前41頁，總共65頁。大腸桿菌色氨酸操縱子的

衰減作用的可能機(jī)制111232233444核糖體核糖體轉(zhuǎn)錄繼續(xù)轉(zhuǎn)錄終止C.高濃度色氨酸使核糖體到達(dá)2部位，3與4堿基配對(duì)，轉(zhuǎn)錄終止。B.缺乏色氨酸使核糖體停留在1部位，轉(zhuǎn)錄得以完成。Trp-codon7U`S當(dāng)前42頁，總共65頁。

阻遏和衰減機(jī)制雖然都是在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)節(jié)基因表達(dá)，但他們的作用機(jī)制完全不同，前者控制轉(zhuǎn)錄起始，后者控制轉(zhuǎn)錄起始后是否繼續(xù)下去，因此，衰減作用比阻遏作用的調(diào)節(jié)更為精細(xì)。當(dāng)前43頁，總共65頁。5.生長速度的調(diào)控

營養(yǎng)豐富，溫度適宜時(shí)，細(xì)菌的生長速度可以很快，在兩個(gè)細(xì)胞尚未分裂的情況下，新一代的DNA已經(jīng)開始合成，大腸桿菌的倍增時(shí)間為25分鐘時(shí)，平均每個(gè)細(xì)胞的DNA分子為4.5個(gè)，核糖體的數(shù)目也很多。

當(dāng)前44頁，總共65頁。

當(dāng)營養(yǎng)嚴(yán)重缺乏時(shí)，比如氨基酸饑餓時(shí)，就不是缺少一、二種氨基酸，而是氨基酸的全面匱乏。為了緊縮開支，渡過難關(guān)，細(xì)菌將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)急反應(yīng)，包括生產(chǎn)各種RNA、糖、脂肪和蛋白質(zhì)在內(nèi)的幾乎全部生物化學(xué)反應(yīng)過程均被停止。細(xì)菌進(jìn)入嚴(yán)緊控制狀態(tài)，這是在困難時(shí)期獲得生存的策略，被稱為嚴(yán)緊控制（stringentcontrol）。當(dāng)前45頁，總共65頁。

當(dāng)氨基酸饑餓時(shí)，細(xì)胞中便存在大量的不帶氨基酸的tRNA，這種空載的tRNA會(huì)激活焦磷酸轉(zhuǎn)移酶，使ppGpp（四磷酸鳥苷，魔斑I，magicspotI)或pppGpp（五磷酸鳥苷，魔斑II，magicspotII)大量合成，其濃度可增加10倍以上。ppGpp的出現(xiàn)會(huì)關(guān)閉許多基因，以應(yīng)付這種緊急狀況。當(dāng)環(huán)境中出現(xiàn)足夠的氨基酸時(shí)，pppGpp和ppGpp被迅速降解，RNA和蛋白質(zhì)的合成很快恢復(fù)。

四(五）磷酸鳥苷是控制多種反應(yīng)的效應(yīng)分子，最顯著的與RNA聚合酶結(jié)合，降低rRNA的合成。當(dāng)前46頁，總共65頁。ppGpp和pppGpp的合成與作用GDP當(dāng)前47頁，總共65頁。6.基因表達(dá)的時(shí)序調(diào)控

λ噬菌體基因表達(dá)的時(shí)序調(diào)控研究較深入，其50個(gè)基因組成4個(gè)操縱子。阻遏蛋白操縱子左早期操縱子右早期操縱子晚期操縱子

當(dāng)前48頁，總共65頁。

噬菌體的調(diào)節(jié)基因和轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物cI、cro、N、Q以及cII和cIII為調(diào)節(jié)基因。pL和pR為左右啟動(dòng)子；oL和oR分左右操縱基因。nutL和nutR為N蛋白結(jié)合位點(diǎn)；qut為Q蛋白結(jié)合位點(diǎn)；tL1、tR1、tR2、tR3、tR4為左右中止子。L1、L2、L3、R1、R2、R3、R4和R5分別為左右操縱子的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。當(dāng)前49頁，總共65頁。

左向轉(zhuǎn)錄的為L鏈，右向轉(zhuǎn)錄的為R鏈。當(dāng)λ噬菌體侵入宿主細(xì)胞后，溶原和裂解途徑的最初過程一樣，前早期(cro，N）和后早期的基因首先表達(dá)。隨后，若晚期基因表達(dá)，噬菌體進(jìn)入裂解循環(huán)，若合成阻遏蛋白，則進(jìn)入溶原狀態(tài)。右早期操縱子的調(diào)節(jié)基因cro可抑制溶原型阻遏蛋白cI的合成，使噬菌體進(jìn)入裂解循環(huán)，噬菌體對(duì)兩個(gè)生活史的的選擇取決于cI和cro的拮抗。紫外線和42度高溫等可鈍化cI，結(jié)果進(jìn)入裂解循環(huán)。

左早期操縱子的調(diào)節(jié)基因N的表達(dá)產(chǎn)物為抗終止子，使前早期基因的轉(zhuǎn)錄越過終止信號(hào)進(jìn)入后早期基因，后早期基因包括左、右早期操縱子的3個(gè)調(diào)節(jié)基因，cⅡ/cⅢ與建立溶原狀態(tài)的阻遏蛋白的合成有關(guān)，Q調(diào)節(jié)基因的產(chǎn)物亦為抗終止子，使晚期基因表達(dá)，噬菌體進(jìn)入裂解循環(huán)。

當(dāng)前50頁，總共65頁。7.翻譯水平的調(diào)節(jié)和反義RNA翻譯水平的調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)包括：不同mRNA的翻譯能力差異、翻譯的阻遏和反義RNA的調(diào)節(jié)某些RNA分子也可調(diào)節(jié)基因表達(dá),這種RNA稱為調(diào)節(jié)RNA.

細(xì)菌中有種稱為反義RNA的調(diào)節(jié)RNA,含有與特定mRNA翻譯起始部位互補(bǔ)的序列,通過與mRNA雜交阻斷30S小亞基對(duì)起始密碼子的識(shí)別及與SD序列的結(jié)合,抑制翻譯起始,這類RNA又稱作干擾mRNA的互補(bǔ)RNA(mRNAinterferingcomplementaryRNA,micRNA),這種調(diào)節(jié)稱為反義控制(antisensecontrol)。當(dāng)前51頁，總共65頁。

Mizuno等發(fā)現(xiàn)在E.coli中有兩個(gè)膜蛋白質(zhì)OmpF、OmpC，當(dāng)滲透壓高時(shí)，F(xiàn)低而C高。兩個(gè)基因受OmpR調(diào)節(jié)（與滲透壓感受有關(guān)），發(fā)現(xiàn)一種小分子RNA，micRNA，大約174核苷酸，可與OmpF的mRNA的5’端互補(bǔ)，直接干擾模板的翻譯能力，抑制后者的翻譯。

EnvZ(感受器)

細(xì)胞膜

OmpC

活化(高壓)

OmpR(正調(diào)控因子)

micF

－10－35

－10－35

OmpC

MicF

OmpF

174bRNA

mRNAinterfering–complementaryRNA

低壓時(shí)

OmpF

在E.coli中通過反義RNA來調(diào)控膜蛋白的合成

當(dāng)前52頁，總共65頁。

三.真核基因表達(dá)調(diào)節(jié)當(dāng)前53頁，總共65頁。一、真核基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)真核基因組結(jié)構(gòu)龐大，染色體結(jié)構(gòu)具有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn).單順反子含有大量重復(fù)序列基因不連續(xù)性，內(nèi)含子，外顯子非編碼區(qū)較多（占80％～90％）轉(zhuǎn)錄與翻譯分隔進(jìn)行轉(zhuǎn)錄后修飾加工1、真核基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)當(dāng)前54頁，總共65頁。

真核基因組中含大量的重復(fù)序列，這些重復(fù)序列大部分是沒有特定生物學(xué)功能的DNA片段，可占整個(gè)基因組DNA的90%。根據(jù)重復(fù)頻率可將其分為高度重復(fù)序列、中度重復(fù)序列和單拷貝序列。單拷貝序列（一次或數(shù)次）高度重復(fù)序列（10次）6中度重復(fù)序列（10~10次）43多拷貝序列關(guān)于C值悖理（Cvalueparadox)

生物體的單倍體基因組所含DNA總量稱為C值。生物進(jìn)化總體趨勢(shì)是C值不斷增加。但生物基因組的大小同生物在進(jìn)化上所處地位并不完全比例增加，如魚類和兩棲類的C值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于哺乳類，這種現(xiàn)象稱為C值悖理。當(dāng)前55頁，總共65頁。2.真核基因表達(dá)調(diào)節(jié)DNA轉(zhuǎn)錄初產(chǎn)物RNAmRNA蛋白質(zhì)前體mRNA降解物活性蛋白質(zhì)1.轉(zhuǎn)錄前調(diào)節(jié)2.轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)3.轉(zhuǎn)錄后加工的調(diào)節(jié)5.翻譯調(diào)節(jié)6.mRNA降解調(diào)節(jié)7.翻譯后加工的調(diào)節(jié)核細(xì)胞質(zhì)4.轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)節(jié)真核基因表達(dá)調(diào)控的七個(gè)水平當(dāng)前56頁，總共65頁。

轉(zhuǎn)錄前水平調(diào)節(jié)1）染色體丟失某些低等真核生物e.g.蛔蟲早期卵裂階段分裂細(xì)胞除一個(gè)將來成為生殖細(xì)胞外，均將異染色質(zhì)部分刪除。2）基因擴(kuò)增e.g.非洲爪蟾卵的卵母細(xì)胞，在核仁周圍大量積累rDNA,拷貝數(shù)可增至1500—2000000。胚胎發(fā)育開始后，這些rDNA逐漸消失3）基因重排e.g.產(chǎn)生抗體的淋巴細(xì)胞在發(fā)育過程中的基因重排現(xiàn)象。4）DNA的修飾和異染色質(zhì)化

真核生物通過異染色質(zhì)化關(guān)閉某些基因；非活性區(qū)甲基化程度高，主要是5-mC，少量6-mA。當(dāng)前57頁，總共65頁。

轉(zhuǎn)錄活性的調(diào)節(jié)

1）染色體質(zhì)的活化活化的染色質(zhì)DNA會(huì)出現(xiàn)一些DNaseI超敏位點(diǎn)，常出現(xiàn)在調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合位點(diǎn)附近。在真核DNA有約5%的胞嘧啶被甲基化為5甲基胞嘧啶，這種甲基化最常發(fā)生在某些基因5′側(cè)翼區(qū)的CpG序列-CpG島。但在轉(zhuǎn)錄活性區(qū)很少甲基化，DNA甲基化與基因的表達(dá)呈反比關(guān)系，管家基因富含CpG島，不被甲基化。染色質(zhì)中與轉(zhuǎn)錄有關(guān)的結(jié)構(gòu)變化稱染色質(zhì)改型（chromatinremodeling）,包括組蛋白的酶促乙?；?脫乙?；?。一般乙?；c基因活化有關(guān)，脫乙?；c基因沉默有關(guān)。當(dāng)前58頁，總共65頁。順式作用元件(cis-actingelement):指在基因調(diào)控區(qū)域中不需要通過其編碼產(chǎn)物而直接控制基因表達(dá)的DNA片段，如:啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、沉默子、絕緣子。

啟動(dòng)子：RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)周圍的一組轉(zhuǎn)錄控制組件，一個(gè)轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)有一個(gè)以上功能組件，TATA、CAAT、GC框等，CAAT、GC框?qū)偕嫌慰刂圃?，決定基因表達(dá)的基礎(chǔ)水平

。