贵州大学《遗传学》课件-第4章表达调控.pptxVIP

;第一节 基因的概念与发展;遗传的染色体学说(Chromosomal theory of inheritance) ，孟德尔遗传因子的行为与减数分裂和受精中染色体的行为非常吻合，从而设想把特定的遗传因子定位于特定的染色体上。 1909年丹麦遗传学者约翰生（Johanson W）提出了“基因”这个名词。 摩尔根等人对果蝇、玉米等的大量研究，建立了基因和染色体为主体的经典遗传学。认为基因是一种化学实体，以念珠状直线排列在染色体上。基因不仅控制特定的性状，而且能够发生突变（mutation）和随着染色体同源节段的互换而交换。 ;经典遗传学的基因概念;二、现代遗传学的基因概念;DNA是主要的遗传物质，一个基因是DNA的特定区段，包含特定的碱基序列。 （1）突变子 （2）重组子 （3）顺反子 在功能上被顺反测验或互补测验所规定，可转录一条完整的RNA分子，或编码一条多肽链的一段DNA序列。;三、基因的类型;结构基因：可编码RNA或蛋白质的一段DNA序列； 调节基因：其产物参与调控其他结构基因表达的基因； 操纵基因：是调节基因产物的靶位点，当二者结合时，调控基因的表达； 重叠基因：指一段DNA的编码序列，由于其阅读顺序的差异或者终止早晚的不同，同时编码两个或两个以上多肽链的基因；;隔裂基因：有些基因内部核苷酸编码顺序不是连续的，中间插入了一个或多个不编码的序列，把基因隔裂开来，不编码的序列称为内含子(intron)，那些被内含子隔离开来一段一段翻译的编码序列，统称为外显子(extron)，被内含子隔裂的基因就为隔裂基因；;跳跃基因或转座子：有些含特殊结构的DNA序列可从染色体上一个位置跳到另一个位置上，甚至从一条染色体移动到另一条染色体上，这个过程称为转座(transposition)，转座可引发DNA链的断裂或重排而导致变异，发生转座的DNA序列就为跳跃基因或转座子； 假基因：DNA序列相似于某些正常基因的序列，但处于其他的位置，其上有碱基的缺失、插入或突变而不能转录和翻译，是无功能的基因。 ;基因作用与性状表达;顺反测验及基因的精细结构;图 8－4 计算重组值时的试验图解 ;rx与ry 间重组率： 2×(r+r+噬菌体) 2×[在K12(λ)上生长的噬菌体数] ×100%= ×100% 总噬菌体数 在B菌株上生长的噬菌体数; 多个两点测验作出rII区精细的遗传图;顺反（互补）测验;r47与r106共同感染K12(λ)菌株，不产生子代噬菌体。 （同一个基因，不能功能互补） 说明先功能互补、复制再重组。 测定功能是否互补的测验称为互补试验。;图 8－6 突变座位与互补图解 ; DNA水平上的调控 转录调控 翻译控制 ;第二节 原核生物基因表达的调控;在细菌中，当几种酶参与同一个代谢途径时，往往是这几种酶的合成同时启动，产生编码所有蛋白质的一个或几个多顺反子（polycistronic）mRNA。真核生物没有这种调控机制，真核生物基因转录的是单顺反子（monocistronic）mRNA。;负调控（negative regulation） ：存在细胞中的阻遏物阻止转录过程。;正调控（positive regulation）：调节蛋白的作用不是阻止起始，而是帮助起始。它和DNA以及RNA聚合酶相互作用来帮助起始。在正调控系统中，诱导物通常与另一蛋白质结合形成一种激活子（activator）复合物，与基因启动子DNA序列结合，激活基因起始转录。 原核生物中基因表达以负调控为主。真核生物中则主要是正调控机制。 原核生物基因表达的调控主要发生在转录水平。当需要某一特定基因产物时，合成这种mRNA。当不需要这种产物时，mRNA转录受到抑制。 ;（一）乳糖操纵元（lac operon）;三个结构基因的功能是：lacZ编码β-半乳糖苷酶，它可以切断乳糖的半乳糖苷键，产生半乳糖和葡萄糖；lacY编码β-半乳糖苷透性酶，这种酶是膜结合蛋白，它构成转运系统，将半乳糖苷运入到细胞中；lacA编码β-半乳糖苷乙酰转移酶，其功能只将乙酰-辅酶A上的乙酰基转移到β-半乳糖苷上。 ;三个结构基因上游有2个顺式调控元件，即启动子（promoter，P）和操纵子（operator，O）。还有另一个调节抑制基因（lacI）位于所有基因的上游，但它本身具有自己的启动子和终止子，成为独立的转录单位，因此lacI基因通常不包括在lac操纵元之内。由于lacI的产物是可溶性蛋白，它是能够分散到各处或结合到