Mindmap --- 基因表达调控

现代分子生物学 思维导图 — 原核生物基因表达调控之基因表达调控。

• 基因表达调控
  • 基因表达（gene expression）是指储存遗传信息的基因经过一系列步骤表现出其生物功能的整个过程
    • 基因经过转录、翻译，产生有生物活性的蛋白质的过程
    • rRNA或tRNA的基因经转录和转录后加工产生成熟的rRNA或rRNA
    • 调控RNA经过转录和加工形成成熟的RNA的过程
  • 细胞内的基因表达受到严格的调控
  • 基因表达调控就是对基因产物的合成进行控制的机制
  • 基因表达调控使生物适应环境生存所必需的
    • 在原核生物和单细胞真核生物中，通过改变基因表达适应环境，对于细胞的生存非常重要
  • 生物体内的基因根据表达的状况分两类
    • 看家基因（house-keeping gene）：表达的量相对恒定，因此又称为组成型基因
    • 奢侈基因（luxury gene）：只是在特定的时段或者在需要的时候才表达，也称为组织特异型基因
  • 蛋白质分类
    • 组成型蛋白：细胞中有些蛋白质的数量几乎不受环境变化影响
      • 如，组蛋白、糖酵解中的酶蛋白、线粒体蛋白等
    • 适应性蛋白：有些蛋白质的数量随环境变化而变化
      • 这是由基因表达调控的
  • 基因表达的方式
    • 组成型表达（constitutive gene expression）：在个体发育的任一阶段都能在大多数细胞中持续进行的基因表。
      • 其基因表达产物通常是对生命过程中必需的或必不可少的
      • 且较少受环境因素的影响，也不是一成不变的，其表达强度也是受一定机制调控的
    • 适应性表达（adaptive expression）：指环境的变化容易使其表达水平改变的一类基因表达
      • 诱导（induction）：指在特定环境因素刺激下，基因被激活，从而使基因的表达产物增加，这类基因称为 可诱导基因
      • 阻遏（repression）：指在特定环境因素刺激下，基因被抑制，从而使基因的表达产物减少，这类基因被称为 可阻遏基因
  • 基因表达调控主要表现在
    • 转录水平上的调控
    • mRNA加工成熟水平上的调控
    • 翻译水平上的调控
  • 基因表达调控环节—多级调控
    • 转录水平（基因激活及转录起始）—最为重要
    • 转录后水平（加工及转运）
    • 翻译水平
    • 翻译后水平
  • 基因表达调控的两种方式(根据控制的效果)
    • 负调控
      • 主要用于调节合成可以从环境中获得的物质
      • 在没有调节蛋白或者调节蛋白失活的情况下，基因正常表达
      • 相关的DNA序列：操纵基因
      • 负调控中的调节蛋白被称为阻遏蛋白
    • 正调控
      • 主要用于调节利用最佳C源，N源的酶，电子供体或电子受体等
      • 在没有调节蛋白或者调节蛋白失活的情况下，基因不表达或者表达量不足
      • 相关的DNA序列：特定的激活蛋白结合位点，有时也被称为操纵基因
      • 正调控中的调节蛋白被称为激活蛋白