EukaryoticGeneExpressionandRegulation第八章真核基因表达调控本章主要内容1.基因表达与调控的基本概念与原理2.转录水平的调控(transcriptionalregulation):DNAlevel(Genetic)Chromatinlevel(Epigenetic)3.转录后水平的调控(post-transcriptionalregulation)：RNAinterference（RNAi）Proteindegradation（Ubiquitin/proteasome）第一节基本概念与原理BasicConceptsandPrinciplesGenome(cell’srepertoireofDNA)Transcriptome(cell’srepertoireofRNAtranscripts)Proteome(cell’srepertoireofproteins)单个基因单个细胞中心法则一、基因表达的概念•基因组(genome)一个细胞或病毒所携带的全部遗传信息或整套基因。•基因表达(geneexpression)基因经过转录、翻译，产生具有特异生物学功能的蛋白质分子或RNA分子的过程。•基因表达调控(generegulation,orregulationofgeneexpression)基因表达是受内源及外源信号调控的。RegulationofGeneExpressionChromatinepigeneticcontrolRNAsilencingProteindegradation一般而言的基因表达调控范畴二、基因表达的时间性及空间性（一）时间特异性按功能需要，某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生，称之为基因表达的时间特异性(temporalspecificity)。多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶段特异性(stagespecificity)。人体发育过程中不同类型β-珠蛋白的含量变化（二）空间特异性基因表达伴随时间顺序所表现出的这种分布差异，实际上是由细胞在器官的分布决定的，所以空间特异性又称细胞或组织特异性(cellortissuespecificity)。在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同组织空间顺序出现，称之为基因表达的空间特异性(spatialspecificity)。BARD1isexpressedspecificallyintheapicaldomainsofArabidopsisinflorescence(A),ovules(B),anthers(C),andembryos(D).InsuithybridizationA,B,C,D:antisenseBARD1probe;E:senseBARD1probeasanegativecontrol.（朱玉贤第五章课件）四种母源影响基因的mRNA和蛋白沿果蝇胚胎前-后轴分布的浓度变化图proteinBICOIDNANOS第十章（基因和发育）mRNAFacts•Identicalgenome:Virtuallyeverycellinanorganismcontainsacompletesetofgenes•Spatialspecificity:Buttheyarenotallturnedonineverycellortissue•Temporalspecificity:Eachcellofanorganismexpressesadistinctivesubsetofgenesatdifferenttimeordevelopmentalstage•Tightregulation:Duringdevelopmentdifferentcellsexpressdifferentsetsofgenesinapreciselyregulatedfashion三、基因表达的方式按对刺激的反应性，基因表达的方式分为：（一）组成性表达(constitutiveexpression)某些基因在一个个体的几乎所有细胞中持续表达，通常被称为管家基因(housekeepinggene)。这类基因表达又称为组成性基因表达(constitutivegeneexpression)。–genesforessentialcellularstructuresandmetabolicpathways(e.g.rRNA,actin,tubulin)–usuallyexpressedathighlevel–theleveloftheirgeneexpressionmayvaryHousekeepinggenesrRNA,actin,tubulinarecommonlyusedasloadingcontrolinRT-PCRorNorthernblot（二）诱导和阻遏表达在特定环境信号刺激下，相应的基因被激活，基因表达产物增加，这种基因称为可诱导基因(induciblegenes)。如果基因对环境信号应答是被抑制，这种基因是可阻遏基因(repressiblegenes)。基因表达调控大多数是对这些基因的转录和翻译速率的调节,从而导致其编码产物的水平发生改变，影响其功能。四、基因表达调控的生物学意义（一）维持细胞增殖、分化（二）维持个体生长、发育（三）适应环境变化第九、十章（基因与疾病、基因与发育）将要讲到1.Transcripts（转录本）beginandendbeyondthecodingregion(5’UTRand3’UTR)2.Theprimarytranscriptisprocessedby:5’capping3’formation/polyAsplicing3.Maturetranscriptsaretransportedtothecytoplasmfortranslation一般而言，基因表达调控主要是发生在基因转录水平上的调节，即：mRNA合成的多少。transcription五、基因转录调节基本要素（一）RNA聚合酶(RNAPolymerase)（二）特...
