原核生物的基因调控

1 原核生物的基因调控 科学家把这个从DNA 到蛋白质的过程称为基因表达(gene ex pression)，对这个过程的调节就称为基因表达调控(gene regu lation 或gene control)。 要了解动、植物生长发育的规律、形态结构特征和生物学功能，就必须弄清楚基因表达调控的时间和空间概念，掌握了基因表达调控的秘密，我们手中就有了一把揭示生物学奥妙的金钥匙。 基因表达调控主要表现在以下几个方面： ① 转录水平上的调控(transcriptional regu lation)； ② mRNA 加 工 成 熟 水 平 上 的调控(differential processing of RNA transcript)； ③ 翻译水平上的调控(differential translation of mRNA). 原核生物中，营养状况(nu tritionalstatu s)和环境因素(env ironmental factor)对基因表达起着举足轻重的影响。在真核生物尤其是高等真核生物中，激素水平(hormone lev el)和发育阶段(dev elopmental stage)是基因表达调控的最主要手段，营养和环境因素的影响力大为下降。 二、基因表达调控的基本原理 （一）基因表达的多级调控 基因的结构活化、转录起始、转录后加工及转运、mRNA 降解、翻译及翻译后加工及蛋白质降解等均为基因表达调控的控制点。可见，基因表达调控是在多级水平上进行的复杂事件。其中转录起始是基因表达的基本控制点。 四个基本的调控点： （1）基因结构的活化。DNA 暴露碱基后 RNA 聚合酶才能有效结合。活化状态的基因表现为：1.对核酸酶敏感；2.结合有非组蛋白及修饰的组蛋白；3.低甲基化。 （2）转录起始。最有效的调节环节，通过DNA 元件与调控蛋白相互作用来调控基因表达。 （3）转录后加工及转运。RNA 编辑、剪接、转运。 （4）翻译及翻译后加工。翻译水平可通过特异的蛋白因子阻断 mRNA翻译翻译后对蛋白的加工、修饰也是基本调控环节。 （二）基因转录激活调节基本要素 1．DNA 序列 2 原核生物大多数基因表达调控是通过操纵子机制实现的。操纵子通常由 2 个以上的编码序列与启动序列、操纵序列以及其他调节序列在基因组中成簇串联组成。启动序列是RNA 聚合酶结合并起动转录的特异 DNA 序列。多种原核基因启动序列特定区域内，通常在转录起始点上游-10 及-35 区域存在一些相似序列，称为共有序列。大肠杆菌及一些细菌启动序列的共有序列在-10 区域是TATAAT，又称 Pribnow 盒（PribnowBox），在-35 区域为 TTGACA。这些共有序列中的任一碱基突变或变异都...