生物化学考研整理第十八章：基因表达调控

第十八章：基因表达调控

第一节：基因表达与基因表达调控的基本概念与特点

顺式作用元件：调节序列与被调控的编码序列位于同一条DNA链上，被称为顺式作用元件

反式作用因子：调节序列远离被调控的编码序列，只能通过其表达产物来发挥作用，这些表达产物分子被称为反式作用因子。

第二节：原核基因表达调控

一：操纵子是原核基因转录调控的基本单位

操纵子：操纵子由结构基因与调控序列组成。结构基因串联排列，共同组成编码区。调控序列包括启动子，操纵元件和一定距离外的调节基因。

操纵元件：并非结构基因，是一段能被特异的阻遏蛋白识别和结合的DNA序列

启动子：是RNA聚合酶和各种调控蛋白作用的部位，是决定基因表达效率的关键元件。

多顺反子：结构基因共用一个启动子和一个转录终止信号序列，转录合成时仅产生一条mRNA长链，为几种不同的蛋白质编码，这样的mRNA分子携带了几个多肽链的编码信息，称为多顺反子。

二：乳糖操纵子是典型的诱导型调控

（一）乳糖操纵子的结构

乳糖操纵子：含z，y和a三个结构基因，分别编码半乳糖苷酶，通透酶和乙酰基转移酶，此外还有一个操纵序列o，一个启动子p，以及一个调节基因i。I基因具有独立的启动子，编码一种阻遏蛋白，后者与o序列结合，使操纵子处受阻遏而处于关闭状态。

（二）乳糖操纵子收到阻遏蛋白和cap的双重调节

1.阻遏蛋白的负性调节：

在没有乳糖存在时，操纵子处于阻遏状态。此时i序列表达阻遏蛋白与o序列结合，阻碍RNA聚合酶与p序列结合，抑制转录的启动。

当有乳糖存在时，操纵子即可被诱导。在这个操纵子体系中，真正的诱导剂并非乳糖本身，乳糖被催化反应生成半乳糖，半乳糖作为一种诱导剂分子结合阻遏蛋白，使蛋白质构象发生变化，导致阻遏蛋白与o序列解离，发生转录。

2.cap的正性调节：

当缺乏葡萄糖时，camp浓度升高，camp与cap结合，刺激RNA转录

当存在葡萄糖时，camp浓度降低，camp与cap结合受阻，抑制RNA转录

第三节：真核细胞基因表达调控

一：真核细胞基因表达特点

1.真核细胞基因组比原核细胞基因组大

2.真核细胞基因组大部分序列为非编码基因，原核细胞基因组大部分为编码基因

3.真核细胞转录的mRNA需要加工修饰

4.真核细胞为单顺反子，及一个结构基因转录生成一条mRNA

5.真核生物DNA与蛋白质结合构成染色质，这种结构直接影响基因表达

6.真核生物DNA不仅只存在于细胞核中，有些还存在与线粒体中

沉默子：一类基因表达的负性调控元件，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。

增强子：是一种能够提高转录效率的顺式调控元件

简述miRNA和siRNA的区别

MiRNA：微小RNA与其他蛋白质一起组成RNA诱导的沉默复合体，与靶mRNA分子的3；端非编码区域互补匹配，抑制该mRNA分子的翻译

SiRNA：小干扰RNA，是细胞内一类双链RNA在特定条件下通过一定的酶切机制，转变为具有特定长度和特定序列的小片段RNA，双链RNA参与RNA诱导的沉默复合体，与特异的靶mRNA完全互补结合，导致靶mRNA降解，阻断翻译过程，这种由siRNA介导的基因表达抑制作用被称为RNA干涉

SiRNA和miRNA的差异比较