(一)基因表达的概念及意义
基因表达主要是指DNA结构基因中遗传信息通过基因激活、转录和翻译合成具有特定功能的蛋白质分子的整个过程。而tRNA和rRNA基因的转录是基因表达的另一种方式。基因表达调控的意义在于:一是使生物体各组织具有不同的物质代谢功能;二是使机体在生长、发育的不同阶段,基因表达按先后次序进行。即基因表达具有很强的空间性和时间性,以便使机体能更好地适应内外环境的变化和生命过程的需要。
(二)基因表达调控的方式
1.原核生物基因表达调控 1961年,Jacob和Monod根据对大肠埃希菌乳糖代谢调节的研究,提出了“操纵子”学说。所谓操纵子,就是原核生物基因表达调控的基本单位,它是由一组结构基因和位于其上游的启动基因(启动子)和操纵基因组成。启动基因是RNA聚合酶在转录起始时的结合部位,操纵基因是控制RNA聚合酶向结构基因移动的必经部位,相当于转录的“控制闸”,闸门打开,结构基因便被转录。闸门的开与关,受位于启动基因上游的调节基因表达的阻遏蛋白(辅阻遏蛋白)及诱导剂(阻遏剂)的影响(图23-6)。这是原核生物基因表达调控的主要方式,也称负性调控,而正性调控是指cAMP与分解代谢基因活化蛋白(CAP)结合形成cAMP-CAP结合到启动基因的CAP位点上,促进转录进行,协助负性调控使细胞适应环境的变化。(www.xing528.com)
2.真核生物基因表达调控 真核基因组分子巨大,结构复杂,调节也更复杂,但可简单描述为由顺式作用元件和反式作用因子调控。顺式作用元件是指对基因转录有调控作用的DNA序列;反式作用因子是指能直接或间接与DNA调控元件结合而发挥作用的蛋白质因子。顺式作用因子包括启动子和增强子,反式作用因子主要是一些蛋白质因子。
图23-6 基因操纵子调节系统示意图
+:促进;-:抑制
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