普通遗传学第十四章基因表达的调控ppt课件.ppt

第十四章第十四章 基因表达的调控基因表达的调控 第一节第一节 原核生物的基因调控原核生物的基因调控第二节第二节 真核生物的基因调控真核生物的基因调控Ø基因只需在它基因只需在它应该发扬作用的作用的细胞和胞和应该发扬作用的作用的时间，才呈，才呈现活化形状活化形状Ø例如：在一株玉米的全部例如：在一株玉米的全部细胞内都有胞内都有发育雌育雌花花丝的基因，但是在根、茎、叶上不会的基因，但是在根、茎、叶上不会长出雌出雌花花丝来，只需在构成子房后，在子房的来，只需在构成子房后，在子房的顶端才端才长出雌花出雌花丝Ø基因基因调控控(gene regulation):Ø    控制特定基因控制特定基因产物合成的机制称物合成的机制称为基因基因调控无论是真核还是原核生物转录调理都是涉及到无论是真核还是原核生物转录调理都是涉及到编码蛋白的基因和编码蛋白的基因和DNA上的元件上的元件: DNA元件是元件是DNA上一段序列，但它作为一种上一段序列，但它作为一种原位〔原位〔in situ〕序列具有特殊的功能由于它〕序列具有特殊的功能由于它只能作用同一条只能作用同一条DNA，因此称顺式作用元件，因此称顺式作用元件 (cis-acting element) 。

顺式作用位点通常总是顺式作用位点通常总是在靶基因的上游在靶基因的上游 调理基因的产物可以自在地结合到其相应的靶调理基因的产物可以自在地结合到其相应的靶上，因此被称为反式作用因子〔上，因此被称为反式作用因子〔trans-acting factor〕〕 v 负调控：存在细胞中的阻遏物阻止转录过程的负调控：存在细胞中的阻遏物阻止转录过程的调控 v 正调控：调理蛋白和正调控：调理蛋白和DNA以及以及RNA聚合酶相互聚合酶相互作用来协助起始诱导物通常与另一蛋白质结合作用来协助起始诱导物通常与另一蛋白质结合构成一种激活子复合物，与基因启动子构成一种激活子复合物，与基因启动子DNA序列序列结合，激活基因起始转录结合，激活基因起始转录v原核生物中基因表达以负调控为主原核生物中基因表达以负调控为主, 真核生物真核生物中那么主要是正调控机制中那么主要是正调控机制 图图 14-1 14-1 正调控和负调控正调控和负调控 第一第一节 原核生物的基因原核生物的基因调控控 一、一、转录程度的程度的调控控 →原核生物基因表达的原核生物基因表达的调控主要控主要发生在生在转录程度→当需求某一特定基因当需求某一特定基因产物物时，合成，合成这种种mRNA。

当不需求当不需求这种种产物物时，，mRNA转录遭到抑制遭到抑制 1、乳糖支配元模型、乳糖支配元模型 大肠杆菌的乳糖降解代谢途径：大肠杆菌的乳糖降解代谢途径：Monod等发现，当大肠杆菌生长在含有乳等发现，当大肠杆菌生长在含有乳糖的培育基上时，乳糖代谢酶浓度急剧添糖的培育基上时，乳糖代谢酶浓度急剧添加；当培育基中没有乳糖时，乳糖代谢酶加；当培育基中没有乳糖时，乳糖代谢酶基因不表达，乳糖代谢酶合成停顿基因不表达，乳糖代谢酶合成停顿为此，为此，Jacob和和Monod〔〔1961〕提出了乳糖〕提出了乳糖支配元模型，用来论述乳糖代谢中基因表支配元模型，用来论述乳糖代谢中基因表达的调控机制达的调控机制 图图 14 14－－2 2 乳糖支配乳糖支配元模型元模型没有乳糖时：没有乳糖时：有乳糖时：有乳糖时：目前，经过遗传分析证明目前，经过遗传分析证明lac支配元的存在；支配元的存在；曾经分别出阻遏蛋白，并胜利地测定了阻曾经分别出阻遏蛋白，并胜利地测定了阻遏蛋白的结晶构造，以及阻遏蛋白与诱导遏蛋白的结晶构造，以及阻遏蛋白与诱导物及支配子序列结合的构造物及支配子序列结合的构造     诱导物DNADNADNADNAcAmpcAmp-CAP-CAPO1,O2O1,O2阻遏蛋白构造及其与支配子阻遏蛋白构造及其与支配子DNA结合方式图结合方式图阻遏蛋白阻遏蛋白阻遏物四聚体阻遏物四聚体阻遏物与阻遏物与CAPCAP、、O1O1、、 O2 O2等等结合合因此：因此：当有葡萄糖存在，当有葡萄糖存在，细菌菌细胞就不胞就不产生生 - -半乳糖苷半乳糖苷酶。

乳糖支配元的正调控：乳糖支配元的正调控：半乳糖半乳糖乳糖乳糖葡萄糖葡萄糖 -半乳糖苷酶半乳糖苷酶葡萄糖葡萄糖转化转化◆◆除了阻遏蛋白能抑制除了阻遏蛋白能抑制lac支配元支配元转录外，外，其它因子也能有效地抑制其它因子也能有效地抑制lac mRNA转录，，这个因子的活性与葡萄糖有关：个因子的活性与葡萄糖有关：乳糖支配元的正调控：乳糖支配元的正调控：◆◆葡萄糖可以抑制腺苷酸葡萄糖可以抑制腺苷酸环化化酶(adenyl cyclase)的活性ATP前体前体环式环式Amp (cAmp)腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶(adenyl cyclase)cAmp代谢激活蛋白代谢激活蛋白(catabolite activating protein〔〔CAP)+cAmp-CAP复合物复合物正调控因子正调控因子WHY？→在有葡萄糖存在在有葡萄糖存在时，不能构成，不能构成cAmp，，也就没有支配元的正也就没有支配元的正调控因子控因子cAmp-CAP复合物，因此基因不表达复合物，因此基因不表达  cAmp-CAP复合物复合物结合在结合在lac启动子区域特异核苷酸序列启动子区域特异核苷酸序列启动子启动子DNA弯曲构成新的构型弯曲构成新的构型RNA聚合酶与这种聚合酶与这种 DNA 新构型的结合更加结实新构型的结合更加结实转录效率更高转录效率更高乳糖支配元的正调控乳糖支配元的正调控2、色氨酸支配元、色氨酸支配元 大肠杆菌色氨酸支配元是合成代谢途径中大肠杆菌色氨酸支配元是合成代谢途径中基因调控的典型例子。

基因调控的典型例子◆trp支配元由5个构造基因trpE、trpD、trpC、trpB和trpA组成一个多顺反子的基因簇5′端是启动子、支配子、前导顺序〔trpL〕和衰减子〔attenuator〕◆trp R编码一种无辅基阻遏物，构成无辅基阻遏物——色氨酸复合物后，才干与支配子结合色氨酸称为辅阻遏物◆细胞中的色氨酸缺乏时，无辅基阻遏物的三维空间构造发生改动，不能与支配子结合，进展转录◆细胞中的色氨酸浓度较高时，色氨酸分子可与无辅基阻遏物结合，成为有活性的阻遏物，结合在支配子区域，阻止转录◆ 由于Trp支配子的阻遏才干较低，仅是lacI产物的1/1000，因此trp支配子还必需依赖别的途径来进展调理这种途径就是衰减作用衰减子与衰减作用衰减子与衰减作用: :衰减子与衰减作用：1〕在高浓度色氨酸存在时，转录的前导序列mRNA只含有140个核苷酸，其中有一段28bp的衰减子区域，它在转录后可迅速构成发夹环构造，RNA聚合酶转录时不能经过这种发夹环构造所以衰减子是一种内部终止子2〕无色氨酸时，由于前导肽中色氨酸密码子的作用，使衰减子不能构成发夹构造而成为单链，继续向前转录 第一节第一节 原核生物的基因调控原核生物的基因调控 一、转录程度的调控一、转录程度的调控二、翻译程度的调控二、翻译程度的调控 二、翻二、翻译程度的程度的调控控 1 1、反响、反响调控机制控机制假假设某种蛋白某种蛋白质过量量积累，将与其本身累，将与其本身的的mRNAmRNA结合，阻止合，阻止进一步翻一步翻译。

这种种结合位点通常包括合位点通常包括mRNA 5’mRNA 5’端非翻端非翻译区，区，也包括启也包括启动子区域的子区域的 Shine-Dalgarno Shine-Dalgarno (SD) (AGGAGGU) (SD) (AGGAGGU) 序列 2、反、反义RNA调控控反反义RNA可与目的基因的可与目的基因的5’UTR〔〔untranslated region 〕互〕互补配配对，配，配对的区域的区域通常也包括启通常也包括启动子的子的SD序列，使序列，使mRNA不能与不能与核糖体有效核糖体有效结合，从而阻止蛋白合，从而阻止蛋白质的合成反反义RNA基因已被基因已被导入真核入真核细胞，控制真核生胞，控制真核生物基因表达例如，将乙物基因表达例如，将乙烯构成构成酶基因的反基因的反义RNA导入蕃茄，大大延伸了蕃茄常温入蕃茄，大大延伸了蕃茄常温贮藏期 第二节第二节 真核生物的基因调控真核生物的基因调控 真核生物基因调控远比原核生物复杂：真核生物基因调控远比原核生物复杂：1 1〕高等真核生物的基因组远比细菌的基〕高等真核生物的基因组远比细菌的基 因组大得多因组大得多 2 2〕很多反复序列与调控作用有关〕很多反复序列与调控作用有关 3 3〕染色质构造的变化可以调控基因表达〕染色质构造的变化可以调控基因表达 4 4〕存在同一染色体上不同基因间的调控〕存在同一染色体上不同基因间的调控 ，也存在不同染色体之间的基因调控，也存在不同染色体之间的基因调控 调控发生在调控发生在DNADNA程度，转录程度，转录后修程度，转录程度，转录后修饰，翻译程度和翻译后修饰等多种层次。

多饰，翻译程度和翻译后修饰等多种层次多数基因表达调控发生在转录程度数基因表达调控发生在转录程度一、一、 DNA程度的程度的调控控二、染色二、染色质程度程度调控控三、三、转录程度的程度的调控控四、翻四、翻译程度的程度的调控控第二节第二节 真核生物的基因调控真核生物的基因调控1、基因、基因丧失失2、基因、基因扩增增3、基因重排、基因重排4、、DNA甲基化甲基化一一 DNA DNA程度的调控程度的调控一、一、DNADNA程度的调控程度的调控 1 1、基因丧失、基因丧失马蛔虫〔马蛔虫〔2n=2〕〕受精卵的早期分裂受精卵的早期分裂u某某些些原原生生动物物，，如如线虫虫、、昆昆虫虫和和甲甲克克类动物物在在个个体体发育育过程程中中，，许多多体体细胞胞经常常丢掉掉整整个个或或者者部部分分染染色色体体，，只只需需将将要要分分化化构构成成生生殖殖细胞的胞的细胞中保管全部染色体胞中保管全部染色体u经过染染色色体体丧失失，，丧失失某某些些基基因因此此除除去去这些些基基因因的的活活性性的的景景象象称称为基基因因丧失失〔〔gene elimination〕2 2、基因扩增、基因扩增 基因扩增：细胞内特定基因拷贝数专注基因扩增：细胞内特定基因拷贝数专注性大量添加的景象。

性大量添加的景象 人类癌细胞中的许多致癌基因，经大量人类癌细胞中的许多致癌基因，经大量扩增后高效表达，导致细胞生长失控扩增后高效表达，导致细胞生长失控有些致癌基因扩增的速度与病症的开展有些致癌基因扩增的速度与病症的开展及癌细胞分散程度高度相关及癌细胞分散程度高度相关 3 3、基因重排、基因重排 基因重排：基因重排：DNADNA分子核苷酸序列的重新陈列分子核苷酸序列的重新陈列重排不仅可以构成新的基因，还可以调理基重排不仅可以构成新的基因，还可以调理基因表达基因组中的因表达基因组中的DNADNA序列重排并不是一序列重排并不是一种普遍方式，但它是一些基因调控的重要机种普遍方式，但它是一些基因调控的重要机制 ①① 酵母交配型酵母交配型转换 →a 这种交配型种交配型转换的根底是的根底是遗传物物质的重排控制交配型的控制交配型的MAT(mating-type)基因位于酵母菌基因位于酵母菌第第3染色体上，染色体上，MATa和和MAT互互为等位基因等位基因 动物抗体分子的根本构造动物抗体分子的根本构造一个抗体分子包括两条重链一个抗体分子包括两条重链( H )和两条轻和两条轻 链链( L )。

氨基氨基端端( N端端)是变异区是变异区( V )，羧基端，羧基端( C端端)是恒定区是恒定区( C )② 动物抗体基因重排 VC人人类抗体由不同基因片段抗体由不同基因片段经重排重排组合后构成的合后构成的◆◆重重链基因包括基因包括4个片段：个片段：变异区异区 (VH)，多，多样区区 (D)，，衔接区接区 (J)，恒定区〔，恒定区〔C〕，在〕，在14号染色体号染色体◆◆轻链基因有基因有3个片段变异区异区(VL)，，衔接区接区(J)和恒定区和恒定区(C)免疫球蛋白的多样性免疫球蛋白的多样性人类第人类第1414号染色体上抗体重链基因片段号染色体上抗体重链基因片段(A)(A)和抗体重链基和抗体重链基因的构建因的构建(B)(B)◆◆抗体基因重排中各个片段之抗体基因重排中各个片段之间的随机的随机组合，合，由由约300个抗体基因片段个抗体基因片段产生生108个抗体分子个抗体分子 免疫球蛋白的多样性免疫球蛋白的多样性4、、DNA甲基化甲基化 真核生物中，少数胞嘧啶第真核生物中，少数胞嘧啶第5碳上的氢被一碳上的氢被一个甲基取代个甲基取代--甲基化甲基化甲基化甲基化C在在DNA复制复制中可整合到正常中可整合到正常DNA序列中。

序列中C甲基化在甲基化在CG双核苷酸序列中发生频率最高双核苷酸序列中发生频率最高◆许多真核生物基因5’端未翻译区富含CG序列，为甲基化提供很多能够的位点◆◆甲基化甲基化可降低可降低转录效率一、一、 DNA程度的程度的调控控二、染色二、染色质程度程度调控控第二节第二节 真核生物的基因调控真核生物的基因调控二二 染色质程度调控染色质程度调控〔一〕异染色〔一〕异染色质化化〔二〕〔二〕组蛋白蛋白质修修饰和非和非组蛋白的作用蛋白的作用〔三〕〔三〕DNADNA酶的敏感区域的敏感区域〔四〕核基〔四〕核基质蛋白蛋白〔一〕异染色〔一〕异染色质化化〔二〕〔二〕组蛋白蛋白质修修饰和非和非组蛋白的作用蛋白的作用〔三〕〔三〕DNADNA酶的敏感区域的敏感区域〔四〕核基〔四〕核基质蛋白蛋白Ø 功能性异染色功能性异染色质：在某些特定的：在某些特定的细胞中，或胞中，或在一定的在一定的发育育时期和生理条件下凝聚，由常染期和生理条件下凝聚，由常染色量色量变成异染色成异染色质，，这是表达是表达调控的途控的途经Ø哺乳哺乳动物中，物中，细胞胞质某些某些调理物理物质能使两条能使两条X染色体中的一条异染色染色体中的一条异染色质化。

雌、雄化雌、雄动物之物之间虽X染色体的数量不同，但染色体的数量不同，但X染色体上基因染色体上基因产物物的的剂量是平衡的，量是平衡的，这个个过程就称程就称为剂量量补偿Ø在正常女性的在正常女性的细胞核中有一胞核中有一团高度凝聚的染高度凝聚的染色色质，，这是失活的染色体是失活的染色体——巴巴尔小体〔小体〔Barr body〕两条X染色体中哪一条失活是随机的，染色体中哪一条失活是随机的，生殖生殖细胞构成胞构成时失活的失活的X染色体可得到恢复染色体可得到恢复〔一〕异染色质化〔一〕异染色质化〔二〕组蛋白质修饰和非组蛋白的作用〔二〕组蛋白质修饰和非组蛋白的作用组蛋白可被修饰，修饰可改动其与组蛋白可被修饰，修饰可改动其与DNA的接合的接合才干假设被组蛋白覆盖的基因要表达，那么才干假设被组蛋白覆盖的基因要表达，那么组蛋白必需被修饰，使其和组蛋白必需被修饰，使其和DNA的结合由紧变的结合由紧变松，这样松，这样DNA链才干和链才干和RNA聚合酶或调理蛋聚合酶或调理蛋白相互作用因此组蛋白的作用本质上是真核白相互作用因此组蛋白的作用本质上是真核基因调理的负控制因子，即它们是基因表达的基因调理的负控制因子，即它们是基因表达的抑制物。

抑制物非组蛋白翻开特异基因的分子，具有组织特异非组蛋白翻开特异基因的分子，具有组织特异性，在基因表达的调理、细胞分化的控制以及性，在基因表达的调理、细胞分化的控制以及生物的发育中起着很重要的作用生物的发育中起着很重要的作用 当一个基因当一个基因处于于转录活性形状活性形状时，含有，含有这个基因的染色个基因的染色质区域区域对DNA酶Ⅰ降解的降解的敏感性要比无敏感性要比无转录活性区域高得多活性区域高得多具有具有转录活性基因周活性基因周围的的DNA区域有一区域有一个中心区域，个中心区域，对DNA酶Ⅰ高敏感，称高敏感，称为超超敏感区域或超敏感位点敏感区域或超敏感位点这些位点或区些位点或区域将首先遭到域将首先遭到DNA酶Ⅰ的剪切 〔三〕〔三〕DNADNA酶的敏感区域酶的敏感区域染色质并不漂浮在核内，而是结合在染色质并不漂浮在核内，而是结合在核基质〔骨架蛋白〕上这种结合是核基质〔骨架蛋白〕上这种结合是特异性的，这种特异性的结合对于控特异性的，这种特异性的结合对于控制基因的活性是有用的制基因的活性是有用的 〔四〕核基质蛋白〔四〕核基质蛋白Ø 如卵清蛋白基因与如卵清蛋白基因与鸡卵巢的卵巢的细胞核基胞核基质结合，合，而不与而不与鸡肝肝脏核基核基质结合。

合一、一、 DNA程度的程度的调控控二、染色二、染色质程度程度调控控三、三、转录程度的程度的调控控第二节第二节 真核生物的基因调控真核生物的基因调控〔一〕〔一〕 顺式作用元件式作用元件〔二〕〔二〕 反式作用因子反式作用因子三三 转录程度的调控转录程度的调控 〔一〕〔一〕 顺式作用元件顺式作用元件1 1启启动子与子与转录因子因子 2 2加加强子子◆启动子是转录因子和RNA聚合酶的结合位点，位于受其调控的基因上游某一固定位置，紧邻转录起始点，是基因的一部分1 1启启动子与子与转录因子因子 转录因子是激活真核生物基因因子是激活真核生物基因转录的蛋的蛋白白质真核生物基因真核生物基因转录与原核生物的一个重与原核生物的一个重要区要区别是：真核生物基因的启是：真核生物基因的启动子必需子必需与一系列与一系列转录因子因子结合，才干在合，才干在RNA聚聚合合酶的作用下起始的作用下起始转录 ◆◆真核生物启真核生物启动子子  TATA盒盒(TATA box)：：转录起始点上游起始点上游25~30bp处，，RNA聚合聚合酶II能能识别并并结合的合的位点  CAAT盒盒(CAAT box)：：转录起始点上游起始点上游70－－80bp处，，这段序列没有方向性，段序列没有方向性，对于起始于起始转录具有重要作用。

具有重要作用 有些启有些启动子上游子上游110bp处还有几个有几个GC盒盒(GC box)，可起加，可起加强子的作用子的作用1 1启动子与转录因子启动子与转录因子 图 真核生物真核生物5′5′端的端的顺式式调控元件控元件 转录加强子是真核生物基因转录中的另一转录加强子是真核生物基因转录中的另一种顺式调控元件，通常位于启动子上游种顺式调控元件，通常位于启动子上游700-1000bp处，离转录起始点较远处，离转录起始点较远 2 2 加强子加强子(transcriptional enhancer)(transcriptional enhancer)加强子主要有两个功能加强子主要有两个功能:Ø 与与转录激活子激活子结合，改合，改动染色染色质的构型；的构型；Ø 使使DNA弯曲构成弯曲构成环状构造，使加状构造，使加强子与启子与启动子直接接触，以便子直接接触，以便经过转录因子－因子－转录激活子激活子－－RNA聚合聚合酶一同构成一同构成转录复合体，从而提高复合体，从而提高mRNA合效果率合效果率图图14 14 转录复合体转录复合体 加加强子与不同启子与不同启动子子进展展竞争性互作：争性互作：◆◆在同一在同一时间，一个加，一个加强子只能与一个启子只能与一个启动子子发生互作。

两个启生互作两个启动子子P1和和P2的中的中间是一个加是一个加强子当P1启启动子与其特异激活子子与其特异激活子结合后，加合后，加强子子优先与先与P1启启动子子结合，合，转录P1的序列假的序列假设P2启启动子与它的特异激活子构成了复合体，子与它的特异激活子构成了复合体，加加强子与子与P2启启动子子结合，使合，使P2基因基因转录2 2 加强子加强子u竞争加争加强子子成成为P1或或P2基基因表达的一个因表达的一个开关机制开关机制〔二〕反式作用因子〔二〕反式作用因子根据靶位点的特点反式作用因子分根据靶位点的特点反式作用因子分为3类：：〔〔1〕〕 通用反式作用因子通用反式作用因子 〔〔2〕特殊〕特殊组织与与细胞中的反式作用因子胞中的反式作用因子〔〔3〕反响性元件相〕反响性元件相结合的反式作用因子合的反式作用因子 反式作用因子反式作用因子经过不同途不同途经发扬调控作用：控作用：〔〔1〕蛋白〕蛋白质和和DNA相互作用相互作用〔〔2〕蛋白〕蛋白质和配基和配基结合合〔〔3〕蛋白〕蛋白质之之间的相互作用以及蛋白的相互作用以及蛋白质的的          修修饰等等    ◆ α -螺旋-转角-α -螺旋(HTH) 有3个螺旋，螺旋3识别并和DNA结合，普通结合于大沟；螺旋1和2和其它蛋白质结合。

1 1 、蛋白质直接和、蛋白质直接和DNADNA结合结合1 1 蛋白质直接和蛋白质直接和DNADNA结合结合◆◆锌指区域包括二个半胱氨酸指区域包括二个半胱氨酸(Cys)及二个及二个组氨酸氨酸(His)族，其保守反复序列族，其保守反复序列为Cys-N2-4-Cys-N12-14-His-N3-His其中的Cys和和His残基与残基与锌离子离子(Zn++)构成的配位构成的配位键，使氨基酸折叠成，使氨基酸折叠成环，构成，构成类似手指似手指的构型2 2 蛋白质和配基结合蛋白质和配基结合 Ø当甾当甾类激素等激素等进入入细胞后，在胞后，在细胞胞质中受体蛋白中受体蛋白质与与之之结合，合，结合后受体构象合后受体构象发生改生改动，成，成为活化形状，活化形状，然后然后进入入细胞核受体胞核受体识别特殊的保守序列并与之特殊的保守序列并与之结合，从而活化了其下游的启合，从而活化了其下游的启动子，使激素子，使激素调理基因开理基因开场转录 ◆◆酵母半乳糖基因是受正酵母半乳糖基因是受正调控因子控因子GAL4调控蛋白控蛋白调控，同控，同时，，还受受负调控因子控因子GAL80调控蛋白的控蛋白的调控     这里利用两个半乳糖基因里利用两个半乳糖基因GAL1和和GAL10来来阐明明这种基因种基因调控机制。

控机制 3 3 蛋白质之间的相互作用蛋白质之间的相互作用正正调控因子控因子Gal4p受另一个受另一个调控蛋白控蛋白Gal80p的的负调控，控，Gal80p总是与是与Gal4p结合，覆盖了合，覆盖了Gal4p的活性中心，当磷酸化的半乳糖与的活性中心，当磷酸化的半乳糖与Gal80p/Gal4p复合体复合体结合合时，改，改动它它们的构型，的构型，使使Gal4p的活性中心外露，的活性中心外露，结果果诱导gal基因表基因表达3 3 蛋白质之间的相互作用蛋白质之间的相互作用无半乳糖时，无半乳糖时，基因不表达基因不表达有半乳糖时，有半乳糖时，基因不表达基因不表达一、一、 DNA程度的程度的调控控二、染色二、染色质程度程度调控控三、三、转录程度的程度的调控控四、翻四、翻译程度的程度的调控控第二节第二节 真核生物的基因调控真核生物的基因调控四、翻译程度的调控四、翻译程度的调控 真核生物中，假设翻译过程被抑制，那么真核生物中，假设翻译过程被抑制，那么曾经转录的曾经转录的mRNAmRNA也不能翻译成多肽，被迫也不能翻译成多肽，被迫以失活的形状储存起来例如，植物的种以失活的形状储存起来例如，植物的种子可以储存很多年，一旦条件适宜，即可子可以储存很多年，一旦条件适宜，即可发芽。

发芽四四 翻译程度的调控翻译程度的调控 〔一〕〔一〕 mRNA运运输〔二〕〔二〕mRNA翻翻译的控制的控制〔三〕〔三〕mRNA的构造的构造 〔四〕〔四〕选择性翻性翻译〔五〕反〔五〕反义RNA〔六〕蛋白〔六〕蛋白质的加工的加工Ø运运输控制〔控制〔transport control〕是〕是对转录本从本从细胞核运送到胞核运送到细胞胞质中的数量中的数量进展展调理Ø核膜是一个基因表达的控制点几乎只核膜是一个基因表达的控制点几乎只需一半的需一半的编码蛋白基因的初始蛋白基因的初始转录本不断本不断留在核里面，然后被降解掉留在核里面，然后被降解掉〔一〕〔一〕 mRNA运输运输◆翻译明显地影响到基因的表达例如mRNA储存在动物的未受精卵中，蛋白质合成率很低；一旦受精蛋白质合成立刻添加并没有新的mRNA的合成，是一种翻译控制◆在细胞质中mRNA分子的稳定性很不一致，几分钟～几个月 mRNA的降解能够是一个重要控制点降解速率和mRNA构造特点有关，如很多短寿命的mRNA 3′ 非翻译区〔UTR〕中富含AU的序列〔UUAAUUUAU〕，作用机制还不清楚〔二〕〔二〕mRNAmRNA翻译的控制翻译的控制Ø多数多数mRNA的翻的翻译活性依活性依赖于于5′ 端端“帽〞构造，只需帽〞构造，只需“帽〞被甲基化，方可有效翻帽〞被甲基化，方可有效翻译。

Ø起始密起始密码子子AUG的位置和其的位置和其侧翼的序列影响翻翼的序列影响翻译的的效率影响起始复合物的构成，效率影响起始复合物的构成，进而影响翻而影响翻译效率Ø5′ UTR的的长度影响翻度影响翻译的效率和起始的准确性当的效率和起始的准确性当17～～80bp之之间时，体外翻，体外翻译效率与效率与长度成正比度成正比Ø5′ UTR能能够构成构成发夹或茎或茎环二二级构造，阻止核糖体构造，阻止核糖体40S亚基的迁移，基的迁移，对翻翻译起始有起始有顺式抑制造用式抑制造用Ø 3′端的端的poly A 影响影响mRNA的的稳定性和翻定性和翻译效率〔三〕〔三〕mRNAmRNA的构造的构造 u珠蛋白是由两条珠蛋白是由两条α链和两条和两条β链组成的在二成的在二倍体倍体细胞中有胞中有4个个α-珠蛋白基因，假珠蛋白基因，假设它它们一一样转录和翻和翻译的的话，，应是是α:β=2:1，而，而实践上是践上是1:1是是转录调控控还是翻是翻译调控？控？u体外体外实验：在无：在无细胞系胞系统中参与等量中参与等量α-mRNA、、β-mRNA、少量起始因子，合成的、少量起始因子，合成的α-珠蛋白珠蛋白仅占占3%，，阐明明β-mRNA和起始因子的和起始因子的亲和性和性远大于大于α-mRNA。

u当参与当参与过量的起始因子量的起始因子时，，α:β=1.4:1 ，接近，接近1:1阐明是在翻明是在翻译程度上存在的差程度上存在的差别，即和翻，即和翻译起始因子的起始因子的亲和性不同和性不同〔四〕选择性翻译〔四〕选择性翻译Ø来自骨髓来自骨髓细胞瘤病毒的癌基因胞瘤病毒的癌基因myc三个外三个外显子子中的第中的第1，，2两个外两个外显之之间有部分互有部分互补在有的细胞中，当失去外胞中，当失去外显子子1时，，myc基因基因过量表达，量表达，推推测外外显子子1能能够经过互互补来抑制来抑制myc的表达〔五〕反义〔五〕反义RNARNA〔六〕蛋白质的加工〔六〕蛋白质的加工翻译构成的线状多肽链没有功能，需求经过加翻译构成的线状多肽链没有功能，需求经过加工修饰后才具有活性加工过程中涉及到一系工修饰后才具有活性加工过程中涉及到一系列调控机制列调控机制 蛋白质折叠蛋白质折叠: :蛋白质在一定的条件下蛋白质在一定的条件下( (如在伴如在伴蛋白蛋白chaperoneschaperones存在时存在时) )，才干折叠成一定的，才干折叠成一定的空间构型，并具有生物学功能空间构型，并具有生物学功能 蛋白酶切割蛋白酶切割: :翻译后经蛋白酶翻译后经蛋白酶(protease)(protease)加工加工切割的主要作用是切除氨基端或羧基端的序列，切割的主要作用是切除氨基端或羧基端的序列，以便构成有功能的空间构型。

以便构成有功能的空间构型Ø 蛋白质的化学修饰蛋白质的化学修饰: :简单的化学修饰就是将简单的化学修饰就是将一些小化学基团，如乙酰基、甲基、磷酸基加一些小化学基团，如乙酰基、甲基、磷酸基加到氨基酸侧链、或蛋白质的氨基端或羧基端到氨基酸侧链、或蛋白质的氨基端或羧基端复杂的修饰是蛋白质的糖基化，即一些分子量复杂的修饰是蛋白质的糖基化，即一些分子量大的碳水化合物侧链加到多肽链上大的碳水化合物侧链加到多肽链上Ø 蛋白质内含子〔加工切除〕蛋白质内含子〔加工切除〕: :有些前体蛋白有些前体蛋白质分子具有内含子质分子具有内含子(inteins)(inteins)序列，位于多肽序列，位于多肽链序列的中间，经加工切除后，两端的蛋白质链序列的中间，经加工切除后，两端的蛋白质外显子外显子(exteins)(exteins)衔接为成熟蛋白质衔接为成熟蛋白质 〔六〕蛋白质的加工〔六〕蛋白质的加工本章重点本章重点原核生物转录程度的调控原核生物转录程度的调控真核生物转录程度的调控真核生物转录程度的调控作业作业Gene silencing!。