第三章遗传信息的传递课件.ppt

1、1第三章第三章 遗传信息的传递遗传信息的传递nDNA的复制的复制nDNA的转录的转录n蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成n基因的结构特征基因的结构特征n基因表达调控基因表达调控2第一节第一节 DNA的复制的复制nDNA的复制：指以亲代的复制：指以亲代DNA分子为模板合成分子为模板合成一个新的与亲代模板结构相同的子代一个新的与亲代模板结构相同的子代DNA分子分子的过程。的过程。n复制叉复制叉n细菌细菌DNA复制复制n真核生物真核生物DNA复制复制3DNA半保留复制半保留复制4DNA半保留复制实验（半保留复制实验（M.Meselson和和F.Stahl，1958年年）5DNA的半不连续复制的半不连续

2、复制6DNA复制所需的酶和蛋白质复制所需的酶和蛋白质nDNA聚合酶聚合酶n引发酶引发酶n引发引发DNA合成的起始合成的起始nDNA连接酶连接酶n将冈崎片段连接合成一条完整的互补链将冈崎片段连接合成一条完整的互补链n拓扑异构酶拓扑异构酶n将单、双链的线状或环状将单、双链的线状或环状DNA分子进行扑交换的一种酶，拓扑异构分子进行扑交换的一种酶，拓扑异构酶酶、拓扑异构酶、拓扑异构酶n解链酶解链酶nDNA双分子解开作为复制的模板双分子解开作为复制的模板n单链结合蛋白单链结合蛋白n与解链的与解链的DNA 单链结合，使其不回复双链状态，且保护单链结合，使其不回复双链状态，且保护DNA不被水不被水解解7DN

3、A聚合酶聚合酶n原核生物原核生物DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶（Kornberg酶）酶）：5 3聚合酶活性聚合酶活性 35外切酶活性外切酶活性 5 3外切酶活性外切酶活性DNA聚合酶聚合酶5 3聚合酶活性聚合酶活性35外切酶活性外切酶活性8真核生物真核生物DNA聚合酶聚合酶DNA 聚合酶聚合酶位置位置细胞核细胞核细胞核细胞核线粒体线粒体细胞核细胞核细胞核细胞核功能功能后随链的合后随链的合成和前导链成和前导链的引发的引发修复修复复制复制前导链的前导链的合成合成修复修复分子量分子量300K40K180-300K170-230K250K3-5外切酶活性外切酶活性+-引发酶活性引发酶活性+-9三

4、、三、DNA复制一般过程复制一般过程10四四 原核生物和真核生物原核生物和真核生物DNA的复制特点的复制特点 n复制的起点和速率复制的起点和速率原核生物只有一个复制起点，真核生物的染色体原核生物只有一个复制起点，真核生物的染色体具有多个复制起点具有多个复制起点在原核生物中，第一轮复制尚未结束前，第二轮在原核生物中，第一轮复制尚未结束前，第二轮复制又从复制起点开始了；真核生物，第一轮复复制又从复制起点开始了；真核生物，第一轮复制结束后第二轮才开始，原核生物复制起点可以制结束后第二轮才开始，原核生物复制起点可以连续发动复制，真核生物则不能连续发动复制，真核生物则不能 原核生物与真核生物均为双向复制

5、原核生物与真核生物均为双向复制11四四 原核生物和真核生物原核生物和真核生物DNA合成的区别合成的区别区别区别原核生物原核生物真核生物真核生物DNA合成的时期合成的时期整个细胞生长过程整个细胞生长过程细胞周期的细胞周期的S期期复制起点数复制起点数单个单个多个多个RNA引物长度引物长度1016核苷酸核苷酸10个核苷酸个核苷酸冈崎片段长度冈崎片段长度10002000核苷酸核苷酸100150核苷酸核苷酸前导链与后随链的合成前导链与后随链的合成聚合酶聚合酶同时控制同时控制聚合酶聚合酶控制前导链控制前导链聚合酶聚合酶控制后随链控制后随链12第二节第二节 DNA的转录的转录n转录转录是以是以DNA为模板，

6、在为模板，在RNA聚合酶的作用聚合酶的作用下合成下合成RNA的过程的过程 转录起始转录起始RNA链的延伸链的延伸RNA链的合成终止及释放链的合成终止及释放13RNA聚合酶聚合酶n大肠杆菌大肠杆菌RNA聚合酶聚合酶n真核生物真核生物RNA聚合酶聚合酶14大肠杆菌大肠杆菌RNA聚合酶聚合酶n (2)n 核心酶核心酶 n全酶全酶 n :无催化作用，识别启动子，参与转录的起始无催化作用，识别启动子，参与转录的起始 n功能功能n选择模板链，识别起始区的启动子选择模板链，识别起始区的启动子n解开解开DNA部分双螺旋链，产生长约部分双螺旋链，产生长约17bp的单链的单链DNA模板模板n选择正确的选择正确的r

7、NTP底物并催化形成磷酸二酯键，使合成的底物并催化形成磷酸二酯键，使合成的RNA链不断延伸链不断延伸n能识别转录终止信号（能识别转录终止信号（termination signal），停止转录），停止转录15真核生物真核生物RNA聚合酶聚合酶 种类种类位置位置产物产物相对活性相对活性对对-鹅膏的敏感性鹅膏的敏感性RNA聚聚合酶合酶I核仁核仁28S，18S，5.8SrRNAs50-70%不敏感不敏感RNA聚聚合酶合酶II核质核质mRNA，某些，某些 snRNAs20-40%高度敏感高度敏感RNA聚聚合酶合酶III核质核质tRNA，5SrRNA，某些某些snRNAs10%片段特异片段特异中等敏感中等

8、敏感16基因转录的一般过程基因转录的一般过程17真核生物真核生物mRNA的加工（自学）的加工（自学）nmRNA5端加帽端加帽nmRNA3端加多聚腺苷酸端加多聚腺苷酸(polyA)nmRNA的剪接的剪接18第三节第三节 蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成n翻译翻译(translation)：从从DNA到蛋白质的遗传信息传递过程到蛋白质的遗传信息传递过程中，贮存于中，贮存于DNA中的遗传信息通过转录表达为中的遗传信息通过转录表达为mRNA中中的核苷酸序列信息，再从的核苷酸序列信息，再从mRNA上的核苷酸到多肽链上上的核苷酸到多肽链上的氨基酸，遗传信息的传递好象从一种语言到另一种语的氨基酸，遗传信息的

9、传递好象从一种语言到另一种语言，因此将蛋白质合成的过程称为翻译。言，因此将蛋白质合成的过程称为翻译。n蛋白质合成的主要元件蛋白质合成的主要元件n核糖体：核糖体是蛋白质的合成场所核糖体：核糖体是蛋白质的合成场所nmRNA：携带遗传信息，蛋白质合成的直接模板：携带遗传信息，蛋白质合成的直接模板ntRNA：负责转运特异性氨基酸进行蛋白质生物合成：负责转运特异性氨基酸进行蛋白质生物合成19遗传密码遗传密码 mRNA与蛋白质之间的关系是通过遗传密码的与蛋白质之间的关系是通过遗传密码的翻译实现的翻译实现的，每，每3个相邻核苷酸组成个相邻核苷酸组成1个三联体个三联体密码，编码一种氨基酸密码，编码一种氨基酸三

10、联体三联体连续性连续性通用性通用性兼并性兼并性起始密码：起始密码：AUG终止密码：终止密码：UAA、UAG、UGA2021核糖体的结构和功能核糖体的结构和功能n真核生物核糖体：真核生物核糖体：60S、40Sn原核生物核糖体：原核生物核糖体：50S、30Sn核糖体是蛋白质合成的场所核糖体是蛋白质合成的场所n翻译功能区：肽链合成的场所，占据了核糖体的翻译功能区：肽链合成的场所，占据了核糖体的2/3nmRNA结合位点结合位点n肽基肽基tRNA和甲酰甲硫氨酸和甲酰甲硫氨酸tRNA结合位点结合位点(P位点位点)n氨酰氨酰tRNA结合位点结合位点(A位点位点)n肽链延伸辅助因子肽链延伸辅助因子EF-Tu和

11、和EF-G的结合位点，的结合位点，EF-Tu起着协助氨起着协助氨酰酰tRNA进入核糖体的作用，而进入核糖体的作用，而EF-G负责核糖体的转位反应负责核糖体的转位反应n肽基转移酶活性位点，肽基转移酶负责在肽链合成中将位于肽基转移酶活性位点，肽基转移酶负责在肽链合成中将位于P位位点的肽基点的肽基tRNA的肽链转移到位于的肽链转移到位于A位点的氨酰位点的氨酰tRNA上上n5SrRNA结合位点以及结合脱酰结合位点以及结合脱酰tRNA的的E位点等位点等n出口功能区出口功能区(exit domain):多肽的出口，核糖体通过这个多肽的出口，核糖体通过这个区域附着在膜上区域附着在膜上22蛋白质生物合成的过程

12、蛋白质生物合成的过程n合成的起始：合成的起始：核糖体大小亚基、核糖体大小亚基、tRNA和和mRNA在起始在起始因子的协助下组合成起始复合物的过程因子的协助下组合成起始复合物的过程 n肽链的延伸肽链的延伸n进位：氨基酰进位：氨基酰-tRNA进入核糖体的进入核糖体的A位位 n肽链形成：氨基酰肽链形成：氨基酰-tRNA进位后，在转肽酶的催化进位后，在转肽酶的催化下，下，P位的肽基位的肽基-tRNA的肽链转移到的肽链转移到A位的氨基酰位的氨基酰-tRN A的氨基上，从而形成肽键的氨基上，从而形成肽键 n移位：肽键形成后，核糖体沿移位：肽键形成后，核糖体沿mRNA向向3方向移动方向移动一个密码子的距离。

13、一个密码子的距离。n翻译的终止：翻译的终止：终止密码子进入终止密码子进入A位，标志着翻译的结位，标志着翻译的结束束23蛋白质生物合成的过程蛋白质生物合成的过程24中中 心心 法法 则则25第四节第四节 基因的结构特征基因的结构特征n基因的概念发展基因的概念发展n基因的一般结构特征基因的一般结构特征n真核生物基因组的特点真核生物基因组的特点26基因的概念发展基因的概念发展n基因概念的演变基因概念的演变1865年，孟德尔，颗粒性遗传因子年，孟德尔，颗粒性遗传因子1909年，年，Johannsen，更名为，更名为“基因基因”1910，Morgan等，基因存在于染色体上，线性排列等，基因存在于染色体上

14、，线性排列1926年，年，Morgan等等,“三位一体三位一体”：结构单位、功能单：结构单位、功能单位、突变单位和交换单位位、突变单位和交换单位Avery（1944年）、年）、Hershey和和Chase（1952年）证明年）证明DNA是遗传物质是遗传物质27基因功能的研究基因功能的研究n1908年，年，Garrod：one mutant gene-one metabolic block，Early evidence that enzymes are controlled by genesn1941年，年，Beadle and Tatam:One gene-one enzymenOne gen

15、e-one polypeptidenThe products of gene are protein,tRNA and rRNA 28基因精细结构的研究基因精细结构的研究n1957年，年，Benzer：顺反子学说，基因是：顺反子学说，基因是DNA分子上一分子上一个决定一条多肽链的完整功能单位，内部是可分的，个决定一条多肽链的完整功能单位，内部是可分的，包含多个突变和重组单位。包含多个突变和重组单位。n1961年，年，Jacob等：操纵子模型学说，功能上相关的结等：操纵子模型学说，功能上相关的结构基因在染色体上往往紧密联系在一起构基因在染色体上往往紧密联系在一起n1977年，年，Sharp等发现

16、断裂基因等发现断裂基因n1978年，年，Sanger发现了重叠基因发现了重叠基因29现代基因的概念现代基因的概念n基因：基因：是有功能的是有功能的DNA片段，含有合成有功能片段，含有合成有功能的蛋白质多肽链或的蛋白质多肽链或RNA所必需的全部核苷酸序所必需的全部核苷酸序列，是遗传的结构和功能单位。列，是遗传的结构和功能单位。30基因的一般结构特征基因的一般结构特征n外显子和内含子外显子和内含子n信号肽序列信号肽序列n侧翼序列和调控序列侧翼序列和调控序列31基因的一般结构特征基因的一般结构特征（一）外显子和内含子（一）外显子和内含子n原核生物的基因是原核生物的基因是DNA分子的一个片段，连续编码

17、；真核生物分子的一个片段，连续编码；真核生物的结构编码序列往往是不连续的，被非编码序列隔开。编码序的结构编码序列往往是不连续的，被非编码序列隔开。编码序列称为列称为外显子外显子，非编码序列称为，非编码序列称为内含子内含子。nGT-AG法则：每个内含子的法则：每个内含子的5端起始的两个核苷酸都是端起始的两个核苷酸都是GT，3端末尾端末尾的两个核苷酸都是的两个核苷酸都是AG，这就是，这就是RNA剪接的信号，这种接头形式被称之剪接的信号，这种接头形式被称之为为GT-AG法则法则。n开放阅读框开放阅读框(open reading frame)：结构基因内从起始密码子开始到终：结构基因内从起始密码子开始

18、到终止密码子的一段核苷酸区域，其间不存在任何终止密码，可编码完整的止密码子的一段核苷酸区域，其间不存在任何终止密码，可编码完整的多肽链，这一区域被称为多肽链，这一区域被称为开放阅读框开放阅读框。32基因的一般结构特征基因的一般结构特征（二）信号肽序列（二）信号肽序列 在分泌蛋白基因的编码序列中，起始密码子之后，有在分泌蛋白基因的编码序列中，起始密码子之后，有一段编码富含疏水氨基酸多肽的序列，称为一段编码富含疏水氨基酸多肽的序列，称为信号肽序信号肽序列列(Signal peptide sequence)。它所编码的信号肽行使。它所编码的信号肽行使着运输蛋白质的功能。着运输蛋白质的功能。33基因的

19、一般结构特征基因的一般结构特征（三）侧翼序列和调控序列（三）侧翼序列和调控序列n侧翼序列侧翼序列(flanking sequence)：每个结构基因在第一个：每个结构基因在第一个和最后一个外显子的外侧，都有一段不被转录的非编和最后一个外显子的外侧，都有一段不被转录的非编码区。码区。n5 非翻译区非翻译区（5-untranslated region 5-UTR）：从转）：从转录起始位点至起始密码子的一段非翻译区。录起始位点至起始密码子的一段非翻译区。n3 非翻译区非翻译区（3-untranslated region 3-UTR）：从终）：从终子密码子至转录终止的一段非翻译区。子密码子至转录终止的

20、一段非翻译区。n调控序列调控序列(regulator sequence)，对基因的有效表达起着，对基因的有效表达起着调控作用的特殊序列，包括启动子，增强子，终止子，调控作用的特殊序列，包括启动子，增强子，终止子，核糖体结合位点，加帽和加尾信号等。核糖体结合位点，加帽和加尾信号等。34调控序列调控序列n启动子：是指准确而有效地启始基因转录所需的一段特异的核苷酸序列。启动子：是指准确而有效地启始基因转录所需的一段特异的核苷酸序列。TATA框、框、CAAT框、框、GC框框n增强子和沉默子增强子和沉默子 n增强子：使启动子发动转录的能力加强，具有组织特异性和细胞特异性。增强子：使启动子发动转录的能力加

21、强，具有组织特异性和细胞特异性。n沉默子：是另一种与基因表达有关的调控序列，通过与蛋白的结合，对转沉默子：是另一种与基因表达有关的调控序列，通过与蛋白的结合，对转录起阻抑作用。录起阻抑作用。n终止子终止子：一段位于基因：一段位于基因3端非编码区中与终止转录过程有关的序列，它由一端非编码区中与终止转录过程有关的序列，它由一段富含段富含GC碱基的颠倒重复序列以及寡聚碱基的颠倒重复序列以及寡聚T组成，是组成，是RNA聚合酶停止工作的信聚合酶停止工作的信号。号。n加尾信号加尾信号 真核生物真核生物mRNA的的3端都有一段多聚端都有一段多聚A尾巴尾巴(polyA tail)，它不是由，它不是由基因编码，

22、而是在转录后通过多聚腺苷酸聚合酶作用加到基因编码，而是在转录后通过多聚腺苷酸聚合酶作用加到mRNA上的。这个上的。这个加尾过程受基因加尾过程受基因3端非编码区中一种叫做加尾信号序列的控制。端非编码区中一种叫做加尾信号序列的控制。n核糖体结合位点核糖体结合位点 在原核生物基因翻译起始位点周围有一组特殊的序列，控制在原核生物基因翻译起始位点周围有一组特殊的序列，控制着基因的翻译过程，着基因的翻译过程，SD序列是其中主要的一种。序列是其中主要的一种。35Gene structure(a)Typical prokaryotic gene36真核生物基因的一般结构示意图真核生物基因的一般结构示意图37(

23、b)Typical eukaryotic geneGene structure38三、真核生物基因组的特点三、真核生物基因组的特点n基因组与基因组与C C值值n单一序列单一序列n重复序列重复序列高度重复序列高度重复序列中度重复序列中度重复序列n基因家族和假基因基因家族和假基因39（一）基因组与（一）基因组与C值值n基因组基因组(Genome)：一个物种单倍体的染色体所：一个物种单倍体的染色体所携带的一整套基因。携带的一整套基因。nC值值(C value)：该物种的每一种生物中其单倍：该物种的每一种生物中其单倍体基因组的体基因组的DNA总量是特异的，被称为总量是特异的，被称为C值。值。不同物种的

24、不同物种的C值差异极大。值差异极大。40（二）单一序列（二）单一序列n单一序列单一序列(unique sequence)又称非重复序列又称非重复序列(nonrepetitive sequence)，指在基因组中只有一个或几个拷贝的，指在基因组中只有一个或几个拷贝的DNA序列。序列。n原核生物除了短片段的反向重复序列以及原核生物除了短片段的反向重复序列以及18S，28S，5S rRNA和和tRNA基因外，皆为单一序列基因外，皆为单一序列n真核生物单一序列所占的比例为真核生物单一序列所占的比例为40%-70%，动物基因组中，动物基因组中将近将近50%DNA是单一序列，真核基因组中大多数结构基因是是

25、单一序列，真核基因组中大多数结构基因是单拷贝的，如果蝇的单拷贝的，如果蝇的4-微管蛋白微管蛋白(tubulin)基因，鸡的基因，鸡的2I型型胶原蛋白胶原蛋白(collagen)基因，卵清蛋白基因以及蚕的丝心蛋白，基因，卵清蛋白基因以及蚕的丝心蛋白，血红蛋白和珠蛋白基因等血红蛋白和珠蛋白基因等41（三）重复序列（三）重复序列n中度重复序列中度重复序列 中度重复序列在真核生物基因组中占中度重复序列在真核生物基因组中占25%-40%，分散地分布于整个基因组的不同部位。根据重复单，分散地分布于整个基因组的不同部位。根据重复单位的片段长度和拷贝数的不同，中度重复序列可分为二种位的片段长度和拷贝数的不同，

26、中度重复序列可分为二种类型：类型：短分散重复序列短分散重复序列(SINEs)，长分散重复序列长分散重复序列(LINEs)。SINEs的重复单位的长度为的重复单位的长度为300-500bp，拷贝数可达，拷贝数可达105以上。如以上。如Alu家族家族(Alu family)是人类及哺乳动物基因组中十分典型的短分散重复是人类及哺乳动物基因组中十分典型的短分散重复序列序列LINEs的重复单位长度为的重复单位长度为5000-7000bp，重复次数为，重复次数为102-105次。例如次。例如人类的人类的Kpn I家族家族(Kpn I family)和哺乳动物的和哺乳动物的LINE1家族。家族。422高度重

27、复序列高度重复序列n 高度重复序列高度重复序列：就是在基因组中存在大量拷贝的序列，其：就是在基因组中存在大量拷贝的序列，其重复次数高达重复次数高达106-108。（通常这些序列是由很短的碱基组（通常这些序列是由很短的碱基组成的，长度为成的，长度为2-200bp。卫星卫星DNA(satellite DNA)：有些高度重复序列常含有异常高或低的有些高度重复序列常含有异常高或低的GC含量，当基因组含量，当基因组DNA被切断成数百个碱基对的片段进行氯化铯被切断成数百个碱基对的片段进行氯化铯密度梯度超离心时，这些重复序列片段常在主要密度梯度超离心时，这些重复序列片段常在主要DNA带的前面或带的前面或后面

28、形成一个次要的后面形成一个次要的DNA区带，这些小的区带就象卫星一样围绕区带，这些小的区带就象卫星一样围绕着着DNA主带。主带。可变数目串联重复序列可变数目串联重复序列(variable number tandem repeats，VNTR)：在卫星在卫星DNA中有一类以少数核苷酸为单位多次串联重复的中有一类以少数核苷酸为单位多次串联重复的DNA序序列，以列，以6-25个核苷酸为核心序列个核苷酸为核心序列(core sequence)的串联重复序列称的串联重复序列称为为小卫星小卫星DNA，以，以2-6个核苷酸串联重复序列称为个核苷酸串联重复序列称为微卫星微卫星DNA。43小鼠小鼠DNA经经Cs

29、Cl密度梯度离心显示出密度梯度离心显示出主带和卫星主带和卫星DNA带带44（四）基因家族和假基因（四）基因家族和假基因n基因家族基因家族(gene family):真核生物基因组中有许多来源相同，真核生物基因组中有许多来源相同，结构相似，功能相关的基因，一组基因称为一个基因家族。结构相似，功能相关的基因，一组基因称为一个基因家族。n基因簇基因簇(gene cluster)：一个基因家族的基因成员紧密连锁，：一个基因家族的基因成员紧密连锁，成簇状集中排列在同一条染色体的某一区域。成簇状集中排列在同一条染色体的某一区域。n假基因假基因(pseudogene)：在多基因家族中，某些成员并不产：在多基

30、因家族中，某些成员并不产生有功能的基因产物，但在结构和生有功能的基因产物，但在结构和DNA序列上与相应的活序列上与相应的活性基因具有相似性。性基因具有相似性。n例如例如珠蛋白基因簇中有假基因珠蛋白基因簇中有假基因和和，其中一个是由于移码突变，其中一个是由于移码突变或者终止密码子突变而不能表达，而且缺少两个内含子；另一个假或者终止密码子突变而不能表达，而且缺少两个内含子；另一个假基因由于碱基突变不能产生有功能的蛋白质。基因由于碱基突变不能产生有功能的蛋白质。45基因作用与性状表达基因作用与性状表达 基因（基因（DNA）转录转录 mRNA 翻译翻译 蛋白质蛋白质 酶（蛋白质）酶（蛋白质）（直接）（

31、直接）某种物质某种物质 性状表达（可见）性状表达（可见）（间接）（间接）4647第五节第五节 基因表达的调控基因表达的调控 原核生物基因调控的模式原核生物基因调控的模式 真核生物的基因调控真核生物的基因调控48 我们可以把某种生物的遗传密码比作一我们可以把某种生物的遗传密码比作一本密码字典，每个细胞都有这本字典。每个细本密码字典，每个细胞都有这本字典。每个细胞中的密码并不全部译出，而是各取所需，不胞中的密码并不全部译出，而是各取所需，不同细胞密码不同，同一细胞在不同的发育时期同细胞密码不同，同一细胞在不同的发育时期也译出不同的密码也译出不同的密码49 基因作用的调控机理相当复杂，原核生物基因作

32、用的调控机理相当复杂，原核生物有原核生物调控模式，真核生物有真核生物的有原核生物调控模式，真核生物有真核生物的调控模式。调控模式。50原核生物基因调控的模式原核生物基因调控的模式 以大肠杆菌为例以大肠杆菌为例能利用乳糖作为唯一碳源能利用乳糖作为唯一碳源51 乳糖代谢需要三种酶：乳糖代谢需要三种酶：n（lacZ)-半乳糖苷酶：乳糖半乳糖苷酶：乳糖半乳糖和葡萄糖。半乳糖和葡萄糖。n（lacY)渗透酶：增加糖的渗透，促进乳糖进入渗透酶：增加糖的渗透，促进乳糖进入细胞细胞n（lacA)转乙酰酶：机理不明转乙酰酶：机理不明 在培养基上加入乳糖，以上三种酶大量在培养基上加入乳糖，以上三种酶大量增加，乳糖用

33、完，这三种酶的合成停止。增加，乳糖用完，这三种酶的合成停止。实验实验52乳糖操纵子模型（乳糖操纵子模型（Jacob和和Monod,1961）n以上三个酶的基因转录受乳糖操纵子（以上三个酶的基因转录受乳糖操纵子（operon）的三个）的三个结构基因的控制，主要内容：结构基因的控制，主要内容：lacZ、lacY、lacA为三种酶结构基因为三种酶结构基因 o：操纵基因（开关位点）：操纵基因（开关位点）i：调节基因：合成组蛋白（阻遏物）：调节基因：合成组蛋白（阻遏物）p:启动基因启动基因基因基因作用与性状表达作用与性状表达53n当培养基内没有乳糖时，阻遏物接在操纵基因上，关当培养基内没有乳糖时，阻遏物

34、接在操纵基因上，关闭操纵子，阻止核糖核酸聚合酶的通过闭操纵子，阻止核糖核酸聚合酶的通过抑制基因的抑制基因的表达表达关闭关闭n当培养基内加入乳糖，乳糖作为诱导物与阻遏物结合当培养基内加入乳糖，乳糖作为诱导物与阻遏物结合打开操纵子打开操纵子基因表达（图基因表达（图11-24）5455乳糖操纵子的调控机理乳糖操纵子的调控机理56真核生物的基因调控真核生物的基因调控 与原核生物比较的相同点与原核生物比较的相同点n 转录水平的调控转录水平的调控+转录后调控，以转录水平的调转录后调控，以转录水平的调控为重要控为重要n 在真核生物结构基因的是上游和下游（甚至内部）在真核生物结构基因的是上游和下游（甚至内部）

35、也存在着许多特异的调控成份。也存在着许多特异的调控成份。57真核生物的基因调控真核生物的基因调控与原核生物比较的不同点与原核生物比较的不同点n 原核染色体是裸露的原核染色体是裸露的DNA，染色质结构对基因的表达没，染色质结构对基因的表达没有明显的调控。真核的染色质有明显的调控。真核的染色质DNA与组蛋白紧密结合形成与组蛋白紧密结合形成的核小体，染色质结构对基因的调控是明显的。的核小体，染色质结构对基因的调控是明显的。n原核生物中有正调控（乳糖操纵子）和负调控。真核生物原核生物中有正调控（乳糖操纵子）和负调控。真核生物迄今已知的主要是正调控，而且一个真核基因通常都有多迄今已知的主要是正调控，而且

36、一个真核基因通常都有多个调控序列，必须有多个激活物同时特异地结合去才能启个调控序列，必须有多个激活物同时特异地结合去才能启动基因的转录动基因的转录基因基因作用与性状表达作用与性状表达58与原核生物比较的不同点与原核生物比较的不同点n原核生物：转录和翻译是在同一地点同时进行原核生物：转录和翻译是在同一地点同时进行n真核生物：转录在细胞核中进行，翻译在胞质中进行真核生物：转录在细胞核中进行，翻译在胞质中进行n真核生物：多细胞，不同细胞表达不一样真核生物：多细胞，不同细胞表达不一样n原核生物：单细胞原核生物：单细胞真核生物的基因调控真核生物的基因调控59重点部分重点部分n中心法则中心法则nDNA的复制的复制n基因的概念的发展基因的概念的发展n基因结构与功能基因结构与功能n原核生物基因表达的调控原核生物基因表达的调控n原核生物与真核生物基因表达调控的异同原核生物与真核生物基因表达调控的异同