细胞生物学：07-2第九章 遗传信息的传递及其调控-第四节

1、第九章 遗传信息的传递及其调控（transmission of genetic information and its regulation,第一节 基因及其功能 第二节 基因转录和转录后加工 第三节 蛋白质的生物合成 第四节 基因表达信息的调控及应答,第四节 基因表达信息的调控及应用,一基因信息表达受到严密精确的调控 二转录水平调控在基因表达中发挥重要作用 三翻译水平调控 四、其他重要的调控机制 五基因信息表达调控的医学应用,一）基因表达调控是发育、分化和适应的需要 基因表达(gene expression)：基因表现其生物功能的整个过程。 基因调控分为正调控和负调控,一基因信息表达受到严密

2、精确的调控,二）基因表达具有时间性和空间性 （三）基因表达包括组成性表达(constitutive expression)和适应性表达 (adaptive expression,四）基因表达调控是多环节、多步骤的过程 DNA扩增、重排和 甲基化 转录水平和翻译水平,1.特异DNA序列：操纵子（operon）和顺式作用元件（cis-acting element） 2.调节蛋白 3.RNA聚合酶,二转录水平调控在基因表达中发挥重要作用,一）多种要素参与了基因转录调控,二）基因转录调节包括多种常见模式,1.乳糖操纵子（lac operon）的表达调控模式 阻遏蛋白的调控,2. 色氨酸操纵子（trp

3、operon）的表达调控模式,衰减子及其作用,色氨酸操纵子的负性调控,3真核生物RNA聚合酶的转录调控,原核生物翻译水平调节 自我控制（autogenous control） 反义调控（antisense control,三翻译水平调控,真核生物翻译水平调节 真核生物翻译水平调节点主要在起始阶段，通过磷酸化调节起始因子活性。 泛素-蛋白酶体在蛋白质的降解中发挥作用,一种存在于大多数真核细胞中的小蛋白； 主要功能：标记需要分解的蛋白质，使其被水解； 机制：当附有泛素的蛋白质移动到桶状的蛋白酶的时候，蛋白酶就会将该蛋白质水解； 其他功能：转录、翻译调节和蛋白质细胞内定位等； 结构：泛素由76个氨基

4、酸组成，分子量大约8500道尔顿。它在真核生物中具有高度保留性，人类和酵母的泛素有96%的相似性。 04年，A. Ciechanover, A. Hershko 和 I. Rose因发现泛素调节的蛋白质降解过程而获诺贝尔化学奖,泛素(Ubiquitin,Varshavsky A. Protein Sci. 2006,15(3):647-54,The ubiquitin system of the yeast S. cerevisiae,The N-end rule pathway in the yeast S. cerevisiae,Xia Z, et al. JBC 2008, 283(35

5、):24011-28,Ubiquitin proteasome system,泛素系统研究策略,四、其他几种重要的调控机制,一）DNA重排是基因活性调节的一种方式,二）微小RNA基因调节机制是一新的调控理论,五基因信息表达调控的医学应用,利用真核、原核生物蛋白质合成体系的任何差异，以设计、筛选仅对病原微生物特效而不损害人体的药物,抗菌药(antibiotics)：杀灭或抑制细菌 抗代谢药物：能干扰生物代谢过程，从而抑制细胞过度生长的药物，如：6-MP，5-FU 某些毒素作用于基因信息传递过程 泛素蛋白酶体系统参与了疾病的发生发展：Velcade，2003美国FDA批准，蛋白酶体抑制因子，用于治疗多发性骨髓瘤和淋巴瘤