中山大学遗传学课程PPT第五章 分子水平上的基因功能

1、中山大学遗传学课程PPT第五章 分子水平上的基因功能教学提纲1、关于遗传本质探索的三个著名实验。2、DNA的根本性质。3、基因的分子构造。4、DNA与蛋白质。5、基因的功能。6、基因的精细构造。7、基因表达的调控！。第一节 关于遗传本质探索的三个著名实验1、Avery的肺炎球菌转化实验。2、Hershey和Chase的噬菌体感染实验。3、Fraenkel-Conrat的烟草花叶病毒实验。蛋白质约占66脱氧核糖核酸(DNA) 约占27核糖核酸(RNA) 约占6其它：如拟脂和无机物质少量一、DNA作为主要遗传物质的间接证据：细胞内各类物质的含量：一、DNA作为主要遗传物质的间接证据续1含量：DNA

2、含量恒定。体细胞DNA含量是配子DNA的一倍；多倍体DNA含量倍增，但细胞内蛋白质含量不恒定。2代谢：利用放射性与非放射性元素进展标记，发现：DNA分子代谢较稳定；其它分子一边形成、同时又一边分解。3突变：紫外线诱发突变时，最有效波长均为2600埃；与DNA所吸收的紫外线光谱一致；证明基因突变与DNA分子的变异密切联系。一、DNA作为主要遗传物质的间接证据续4分布：DNA是所有生物染色体所共有：噬菌体、病毒、植物、人类等。而蛋白质那么不同：噬菌体、病毒、细菌的蛋白质一般不存在于染色体上，而真核生物染色体中有核蛋白。1细菌的转化：肺炎双球菌特征抗原型稳定粗糙型(R)无荚膜、粗糙菌落、无毒IR、I

3、IR光滑型(S)有荚膜、光滑菌落、有毒IS、IIS、IIIS二、Avery的肺炎球菌转化实验结论：遗传物质DNA是转化因子。三、Hershey和Chase的噬菌体感染实验结论：进入菌内的是DNA；DNA进入细胞内才能产生完整的噬菌体。1956年，A.Gierer和G.Schramm作了以下的试验：烟草花叶病毒简称TMV (Tobacco Mosaic Virus)。TMV的蛋白质外壳和单螺旋RNA接种：TMV蛋白质烟草不发病；TMV RNA烟草发病新的TMV；TMV RNA RNA酶烟草不发病。1957年，Fraenkel-Conrat和B.Singer通过病毒的重建进一步证明了Gierer等

4、的结论试验结果更有说服力！，并且证明了除了DNA可以作为遗传物质大局部物种，RNA也可以作为遗传物质少局部物种，如病毒。四、Fraenkel-Conrat的烟草花叶病毒实验第二节 DNA的根本性质既然DNA是遗传信息的携带者，那么它们的构造是怎么的？它们又是怎样来实现其传递遗传信息的功能的？1953年，沃森Watson J. D.和克里克CrickF. H. C.提出DNA双螺旋构造模型。主要依据为：碱基互补配对的规律以及DNA分子的X射线衍射结果。沃森和克里克与维尔肯斯(Wilkins)一起获得诺贝尔奖(1962) 。一、DNA双螺旋构造1. 两条互补多核酸链、在同一轴上互相盘旋；2. 双链

5、具有反向平行的特点；3. 碱基配对原那么为：A=T、G=C，双螺旋直径约20A，螺距为34A(10个碱基对)。二、DNA构造特点三、DNA的复制半保存还是全保存复制？DNA复制时，如果原来的两条链保持完整，但互相分开，作为新链合成的模板，各自进入子DNA分子中，这种复制形式叫做半保存复制。但是理论上全保存复制也是可能的。即两条DNA亲代链保存在一起作为子链合成的模板。Which is the correct one?1、DNA的半保存复制半保存复制的方法为：一端沿氢键逐渐断开；以单链为模板，碱基互补；氢键结合，聚合酶等连接；形成新的互补链；形成了两个新DNA分子。DNA的这种复制方式对保持生物

6、遗传的稳定性是非常重要的。2、DNA复制的分子机制的研究-Cairns的巧妙实验1963年Cairns将大肠杆菌培养在含有3H-胸腺嘧啶核苷的培养基热培养基上，DNA复制时，放射性同位素就掺入到DNA中。在热培养基中经过不同时间的培养使DNA经历不同次数的复制后，从细菌细胞中抽取DNA，飘浮到膜上，经放射自显影后，再在电子显微镜下观察。DNA复制一次后，因为只有一条链是新合成的，有放射性，因此电镜下观察到一个由小点构成的圆圈。当环形DNA双链在热培养基中进入第二次复制周期，可以看到一个眼球状的构造，两侧各有一个Y型复制叉，放射自显影图中三个区段的粒子密度不同，中间的弧形区段粒子密度最高，它代表

7、两条新链，分别是在第一和第二复制周期合成的，外圈的粒子密度较小，表示它是由一条非放射性的旧链和一条放射性新链组成。DNA复制的分子机制的研究复制是单向的还是双向进展的？3H-胸腺嘧啶核苷的培养基上使同位素掺入到DNA上，在DNA上有低水平的3H存在，有刚好足够的3H使X-胶片曝光后可见到复制起点处的DNA痕迹轻标记，然后，将这些细胞短时间暴露在感光乳胶后，他们发现在伸长的染色体的两端有两条短的高密度银粒的痕迹，对这一结果的唯一解释是DNA正在从原点出现同时向两个方向复制。这就证明了DNA的复制是双向的。单复制起点和多复制起点原核生物的DNA内有一个复制起点。而真核生物的DNA长度约为E.col

8、i的数百倍，它们有多个复制起点。四、原核生物DNA合成、有关DNA合成的酶：共性：只有53聚合酶的功能，DNA链只能由5向3延伸；DNA合成必须在引物引导下进展；具有外切酶的活性、合成过程中的错误校正功能。、DNA复制过程1DNA双螺旋的解链* DNA解旋酶在ATP供能下，每分钟旋转3000次解开双螺旋；* 单链DNA结合蛋白马上结合在分开的单链上，以防止产生单链内配对；* DNA拓扑异构酶来解决由于复制叉的推进而产生超螺旋的问题。2.DNA合成的开场合成DNA片段之前，先由RNA聚合酶合成一小段RNA引物(约有20个碱基对) DNA聚合酶才开场起作用合成DNA片段。3.后随链的不连续复制构成

9、DNA的两条核苷酸链是逆向平行的，当复制叉向两侧推进时，如果在起始点的一侧合成方向为5-3，而另一侧的合成方向必然为3-5。可是DNA聚合酶只能以5-3方向合成DNA，这就很难解释DNA在复制时两条链如何能够同时作为模板合成其互补链。为了解决这个矛盾，冈崎等人1968年提出了DNA的不连续复制模型。即：当DNA复制时，一条链前导链是连续的，另一条链后滞链是不连续的，因此称为半不连续复制。半不连续复制的证据1冈崎等用3H-脱氧胸苷标记的T4噬菌体去感染大肠杆菌，然后通过碱性密度梯度离心法别离标记的DNA产物，发现在短时间内首先合成的是较短的DNA片段，接着出现较大的放射性标记的分子。最初出现的D

10、NA片段为1000-2000个核苷酸，称为冈崎片段。用DNA连接酶的温度敏感突变体进展实验，在连接酶不起作用的温度下，便有大量的DNA片段的积累。说明在DNA复制过程中首先合成较短的片段，然后再由连接酶连接成大分子DNA。但这个实验不能断定DNA链的不连续合成只发生在一条链上还是两条链上。半不连续复制的证据2对冈崎片段进展测定，结果测得的数量远超过新合成DNA的一半，似乎两条链都是不连续复制的。后来发现这是由于DNA聚合酶III不能区分尿嘧啶和胸腺嘧啶，使尿嘧啶取代胸腺嘧啶渗入DNA。错误渗入的尿嘧啶可被尿嘧啶N-糖苷酶切除，产生无尿嘧啶的磷酸二酯键，在提取DNA时这种键很容易被碱水解而断裂，

11、从而形成一些较短的片段。当用缺乏糖苷酶的大肠杆菌突变体进展实验时，DNA的尿嘧啶不再被切除，此时新合成的DNA大约有一半放射性标记出现在冈崎片段中，另一半直接进入大的片段中。由此证明了半不连续复制的分子机制。第三节 基因的分子构造基因一词。原核生物的基因是一段连续编码的DNA序列。1977年法国Chambon和美国的Berget等首次发现真核生物的基因是不连续的也称断裂基因split gene。编码序列称为外显子exon，非编码序列称为内含子intron。一、如何发现断裂基因可通过mRNA与DNA的分子杂交而发现，杂交后用电镜进展观察，如果基因中含有内含子，因为其mRNA中没有相应的序列，在所

12、形成的RNA-DNA杂交双链的某一部位就会出现不能配对的单链环，这就是内含子。用这个方法还可以确定内含子在基因中的位置和大小。割裂基因的剪接二、基因的侧翼序列与调控序列三、启动子四、增强子enhancer和沉默子(silencer)增强子是位于启动子上游或下游甚至基因内的一段DNA序列，它可以增强启动子发动转录的作用，从而明显提高基因转录的效率。强启动子如T7启动子可以显著增加外源基因的表达量。沉默子具有负的增强子的作用，它和增强子一样，能对远隔25kb的启动子发挥作用，且无论在靶启动子的上下游都可起作用。五、终止子terminator终止子是指在转录过程中，提供转录终止信号的序列。但真正起终

13、止作用的不是DNA序列本身，而是转录生成的RNA。终止子有两种类型：一类终止子必须在因子的存在下才能终止转录，称为依赖因子的终止子；另一类为内在终止子，终止子序列本身就足以使转录终止，故称为不依赖因子的终止子。依赖因子的终止子转录终止机制目前还不是太清楚。六、绝缘子insulator绝缘子是一种长几十到几百核苷酸对的调控序列，通常位于启动子同邻近基因的正调控元件增强子或负调控元件沉默子之间。绝缘子本身对基因的表达既没有正效应，也没有负效应，其作用只是不让其他调控元件对基因的活化效应或失活效应发生作用。七、重叠基因所谓重叠基因，是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列为两

14、个或两个以上基因的组成局部。重叠基因对于那些具有有限遗传信息含量的生物来说具有一定的适应意义，它们能够比一个序列一个产物产生更多的基因产物，复制过程所需的时间和能量都将减少。但重叠基因也有不利的一方面，即共同的序列上发生突变可能影响两个甚至三个基因的功能。因此一个生物的重叠基因越多，它的适用性就越少，在进化中就越趋于保守。第四节 DNA与蛋白质一、RNA的转录与加工一、三种RNA 分子信使RNA (mRNA)转移RNA (tRNA)核糖体RNA (rRNA )1、mRNA：遗传信息的携带者2、tRNA：氨基酸的运送者。分子量为2500030000；7090个核苷酸组成；稀有碱基，如假尿嘧啶等。

15、tRNA构造：5末端具有G大局部或C；3末端都以ACC结尾；一个富有鸟嘌呤的环；一个反密码子环；一个胸腺嘧啶环；3、rRNA：核糖体的组成成分原核生物rRNA3种:5S: 120个核苷酸；16S: 1540个核苷酸；23S: 2900个核苷酸。真核生物rRNA4种:5S:120个核苷酸；5.8S: 160个核苷酸；18S: 1900个核苷酸；28S: 4700个核苷酸。rRNA与核糖体的组装：二、RNA 合成的一般特点区别RNA 合成DNA合成所用的原料核苷三磷酸脱氧核苷三磷酸模板数目一条DNA 链二条DNA 链引物不需要引物的引导RNA 聚合酶一种酶三种酶 RNA链的起始； RNA链的延伸；

16、 RNA链的终止及新链的释放；三、原核生物RNA的合成、RNA聚合酶亚基与四聚体核心酶形成有关；亚基存在核苷三磷酸的结合位点；含有与DNA模板结合的位点；因子只与RNA转录的起始有关。、RNA链合成的起始、RNA链的延伸 依赖因子的终止； 不依赖因子的终止。、RNA链的终止四、真核生物RNA的转录及加工、原核生物与真核生物RNA转录的区别1. 真核生物RNA的转录是在细胞核内，翻译在细胞质中进展；原核生物那么在核区同时进展转录和翻译；2. 真核生物一个mRNA只编码一个基因；原核生物一个mRNA编码多个基因；3. 真核生物有RNA聚合酶、等三种不同的酶；原核生物那么只有一种RNA聚合酶；4.

17、真核生物中转录的起始更复杂，RNA的合成需要转录因子的协助进展转录；原核生物那么较为简单；5. 真核生物的mRNA 转录后进展加工，然后运送到细胞质中进展翻译；原核生物无需进展加工，边转录边翻译。、真核生物RNA转录后的加工 5端戴帽； 3端加尾； 内含子剪切。真核生物中：mRNA前体的成熟过程，切除内含子，衔接外显显子。五、 遗传密码与蛋白质的翻译一、遗传密码：密码子与氨基酸：DNA分子碱基只有4种，而蛋白质氨基酸有20种。 碱基与氨基酸之间不可能一一对应。141=4种：缺16种氨基酸；242=16种：比现存的20种氨基酸还缺4种；343=64种：由三个碱基一起组成的密码子能够形成64种组合

18、，20种氨基酸多出44种。简并：一个氨基酸由二个或二个以上的三联体密码所决定的现象。三联体或密码子：代表一个氨基酸的三个一组的核苷酸。、遗传密码字典每一个三联体密码所翻译的氨基酸是什么呢?从1961年开场，在大量试验的根底上，分别利用64个三联体密码，找到了相对应的氨基酸。19661967年，完成了全部遗传密码表，如UGG为色氨酸。遗传密码表、遗传密码的根本特征1遗传密码为三联体：三个碱基决定一种氨基酸；61个为有意密码，起始密码为GUG、AUG(甲硫氨酸)；3个为无意密码，UAA、UAG、UGA为蛋白质合成终止信号。2. 遗传密码间不能重复:在一个mRNA上每个碱基只属于一个密码子；均以3个

19、一组形成氨基酸密码。AUG GUA CUG UCA 甲硫氨酸缬氨酸亮氨酸丝氨酸 密码子与密码子之间无逗号，按三个三个的顺序一直阅读下去，不漏读不重复。 如果中间某个碱基增加或缺失后，阅读就会按新的顺序进展下去，最终形成的多肽链就与原先的完全不一样(称为移码突变)。AUG UAC UGU CA甲硫氨酸酪氨酸半胱氨酸4简并性. 简并现象：色氨酸(UGG)和甲硫氨酸(AUG)例外，仅一个三联体密码；其余氨基酸都有一种以上的密码子。. 61个为有意密码，起始密码为GUG、AUG(甲硫氨酸)。3个为无意密码，UAA、UAG、UGA为蛋白质合成终止信号。. 简并现象的意义：同义的密码子越多，生物遗传的稳定

20、性也越大。如：UCUUCC或UCA或UCG，均为丝氨酸。5遗传密码的有序性决定同一个氨基酸或性质相近的不同氨基酸的多个密码子中，第1个和第2个碱基的重要性大于第3个碱基，往往只是最后一个碱基发生变化。例如：脯氨酸pro：CCU、CCA、CCC、CCG。6通用性 在整个生物界中，从病毒到人类，遗传密码通用。 1980年以后发现：具有自我复制能力的线粒体tRNA(转移核糖核酸)在阅读个别密码子时有不同的翻译方式。如：酵母、链孢霉与哺乳动物的线粒体。四、蛋白质的合成1、核糖体：原核生物与真核生物核糖体的区别区别原核生物真核生物小亚基30S 40S50S60S小亚基30S40SrRNA大亚基：5S、2

21、3S小亚基：16S大亚基：5S、5.8S、28S小亚基：18S多肽大亚基：31小亚基：21大亚基：49小亚基：332、核糖体中合成蛋白质： 多肽链的起始：多肽链的延伸在核体上合成蛋白质：多聚核糖体提高蛋白质的合成效率： 多肽链的终止：蛋白质转录后的翻译见教材P218图5-33。由核糖体释放的新生肽链并不是一个完整的有生物学功能的蛋白质分子，它必须经过翻译后修饰或加工才具有生物学活性。即通过一系列化学反响把一条新合成的肽链转换成功能性蛋白质的过程。这些修饰包括去掉甲硫氨酸上的甲酰基、磷酸化作用、乙酰化作用、羟基化作用、糖基化作用、二硫键的形成、辅基的联结以及肽键的裂解以使蛋白原转变为蛋白质等。第

22、四节 中心法那么及其开展1中心法那么：从噬菌体到真核生物的整个生物界共同遵循的规律。遗传信息DNAmRNA 蛋白质的转录和翻译，以及遗传信息从DNA DNA的复制过程。2中心法那么的开展. RNA的反转录RNA肿瘤病毒：反转录酶，以RNA为模板来合成DNA。如：HIV病毒RNA经反转录成DNA，然后整合到人类染色体中。对于遗传工程上基因的酶促合成、致癌机理研究有重要作用。增加中心法那么中遗传信息的流向，丰富了中心法那么内容。. RNA的自我复制大局部RNA病毒还可以把RNA直接复制成RNA。. DNA指导的蛋白质合成60年代中期，麦克斯McCarthy和荷勒Holland：试验体系中参加抗生素

23、等，变性的单链DNA在离体条件下可以直接与核糖体结合，指导蛋白质的合成。第五节 基因的功能-一基因一酶假说1902年英国医生S.A. Garrod在对一人类的常见先天代谢病-黑尿病的研究中认为一个酶的失常造成了尿黑酸代谢途径的阻断，他认为基因是通过控制酶和其他蛋白质的合成来控制代谢的，一个基因的缺陷引起一种酶的变化，从而产生一种遗传性状。Garrod的观点直到1940年才被Beadle和Tatum证实，他们提出了一基因一酶的学说，并于1958年获得诺贝尔奖。类似于氨苄富集法原理！一基因一酶从上述实验，他们得出结论：一个基因的缺陷导致一个根本酶的缺陷，从而产生一个生长依赖突变型，即一个基因一个酶

24、。一基因一酶？1有些基因并不编码蛋白质，比方编码一些具有调控功能的核酸RNA。2基因所编码的蛋白的功能是多样的，不只是酶这种形式；3许多酶由二聚体或四聚体组成，而其中每一个亚基都是一个基因决定的。一基因一多肽？1有些基因并不编码蛋白质，比方编码一些具有调控功能的核酸RNA。2同一个基因不同的翻译后加工或不同的剪接方式，可以产生不同的多肽。第六节 基因的精细构造-顺反子在经典的遗传学中，基因是最小的功能单位、突变单位和重组单位。但现代研究发现，基因并不是最小的的功能单位、突变单位和重组单位，1955年，美国分子生物学家本泽Benzer通过对大肠杆菌的噬菌体T4的rII区基因的深入研究，提醒了基因

25、内部的精细构造。提出了基因的顺反子Cistron概念。他发现，在一个基因内部，可以发生假设干不同位点的突变，倘假设在一个基因内部发生两个以上位点的突变，其顺式和反式构造的表型效应是不同的。例如顺式是野生型，反式却是突变型，所以，基因就是一个顺反子具有顺反效应的因子。基因内部这些不同位点之间还可以发生交换和重组。所以，一个基因不是一个突变单位，也不是一个重组单位。本泽分别把它们称为突变子muton和重组子recon。显然，一个突变子或重组子可小到一个核苷酸对。 基因的顺反子概念冲破了传统的“功能、交换、突变三位一体的基因概念，纠正了长期以来认为基因是不能再分的最小单位的错误看法，使人们对基因的认

26、识有了显著的提高。 一、基因内重组现象的发现s和lzg，它们有着类似的眼的突变表型。用lzs/ lzg与lzgY雄蝇交配，按常理在后代中应只有突变的表型，然而在大量的后代中发现有0.2%的个体具有正常野生型表型，这种比率不能用回复突变来解释。更进一步的实验说明这些野生型个体具有一个野生型的lozenge等位基因lz+。Oliver认为这些野生型等位基因的产生是由于在lozenge位点发生了交换的结果。 基因内重组的证明实验结果说明，lz+总是与XY一起出现，而从没有与X+或Y+一起出现过，证明在lzs和lzg内的两个点之间发生了交换。顺反子与互补试验互补:指两个隐性突变型可以互相弥补对方的缺陷

27、,表现为野生型的表型。应用互补测验可以确定有同一表型效应的两个突变型是等位的属于同一顺反子还是非等位的属于不同顺反子。其实就是看反式排列时是否有互补效应。如反式时互补，说明两个突变位点位于不同的顺反子中，反之，它们属于同一顺反子如以下图。重组率的计算如将突变型rx和ry杂交后，将溶菌液稀释为106，取0.1ml涂布在B株上，生成的噬菌斑数为525个，另一份稀释为102，同样取0.1ml涂布在K株上，生成的噬菌斑数为370个，那么rx和ry两个突变位点间的重组率为？370X102X2/(525X106)=0.0141%0.02%?55。所以上述两个突变位点间的距离约为2bp,可见重组子的单位可以

28、小到约1个核苷酸对bp。上图说明A组内的两个突变型或B组内的两个突变型不能互补(顺式排列)，但A组的突变型能弥补B组的突变型(反式排列)，说明A和B两个区段是两个独立的遗传功能单位。Benzer把通过顺反子效应互补测验而发现的遗传功能单位称为顺反子。小结原核生物中，基因和顺反子等价，基因是遗传功能单位，也是可表达的遗传信息单位。真核生物中，基因和顺反子不等价，顺反子等价于真核基因的外显子。第八节 基因表达的调控基因表达的调控是多水平的。主要调控点分为：转录调控transcription control和转录后调控posttranscription control。转录调控是指以DNA为模板合成

29、RNA的调控。转录后调控主要包括1RNA加工调控仅在真核细胞中发生；2翻译调控；3mRNA降解调控；4蛋白质活性调控。一、 原核基因的表达调控1.乳糖操纵子lactose operon：F.Jacob和J. Monod提出，是理解基因表达调控的根底工作。操纵子operon：在单一操纵基因控制下的一群邻接的构造基因称为操纵子。操纵子通常由几个相关的构造基因及其控制区组成，是基因表达的协同单位。操纵子的控制区包括操纵基因、启动子及CAMP受体蛋白。诱导基因inducing gene:在诱导物存在时能刺激其表达的基因。组成型基因constitutive genes:总是能够表达，且其合成速率不受环境

30、变化或代谢状态的影响的基因。另一个问题当E.coli生长在含有葡萄糖和乳糖的混合培养基上时，它首先利用葡萄糖而不利用乳糖，为什么？这是由于还有一个调控系统加在乳糖操纵子之上，叫分解代谢阻遏系统，这个系统允许细胞优先利用葡萄糖。上图的解释RNA聚合酶在工作时需要得到另一个蛋白的协助，这个蛋白叫cAMP受体蛋白，能被cAMP分子激活。在缺乏葡萄糖时，在腺苷酸环化酶的作用下由ATP合成cAMP，然后形成CRPcAMP复合物，从而激活操纵子的转录。而葡萄糖的存在直接使腺苷酸环化酶失活，导致细胞中的cAMP数量迅速减少，由于没有cAMP就无法形成CRPcAMP复合物，因此就无法激活乳糖操纵子。乳糖操纵子

31、小结在正常情况下，无诱导物时，转录作用被调节基因i产生的阻遏蛋白所阻断。参加诱导物后，能与阻遏蛋白形成复合物使其失活，从操纵基因上解离出来，基因开放，转录出多顺反子mRNA，翻译出三种相关的酶。cAMP-CRP是一个正调节因子，阻遏蛋白是一个负调节因子。色氨酸操纵子tryptophan operon色氨酸操纵子与乳糖操纵子有明显的不同，有一个弱化作用attenuation的次级调控机制，是更高水平和更精细的调控元件。色氨酸操纵子的二级调控模式当色氨酸过剩时，调节基因trpR产生的阻遏蛋白与色氨酸形成有活性的共阻遏物，与色氨酸操纵基因结合，从而阻断基因的转录；当细胞内氨基酸水平较低时，阻遏蛋白不

32、与色氨酸结合形成复合物，这时就能进展色氨酸操纵子的转录。这是色氨酸操纵子在第一水平上的调控有阻遏蛋白的情况下；类似乳糖操纵子模型！在缺乏色氨酸的状态下，色氨酸操纵子的转录速率是在有色氨酸存在的状态下的70倍，但在trpR突变缺乏阻遏蛋白的情况下，即使添加色氨酸到培养基上，色氨酸生物合成酶的合成速率仍然减少了10倍为什么？。这是由于弱化作用造成的。这是色氨酸操纵子在第二水平上的调控无阻遏蛋白的情况下。弱化子attenuator弱化子：控制色氨酸操纵子前导序列的DNA 序列称为弱化子。它含有一个不依赖因子的终止子，是一段富含G/C的回文序列，可以形成发夹构造，因此可在此终止转录，它实际上是一个转录

33、暂停信号。弱化子的调控实际上是通过翻译手段来控制基因的转录。小结色氨酸操纵子与乳糖操纵子的不同：1.调节基因远离操纵子。2.有两个水平的调控，存在弱化子。3.乳糖操纵子是粗的调控机制，只能使转录起始或不起始开或关。而色氨酸操纵子是更精细更高效的调控机制，能在一定程度上弥补阻遏作用的缺乏。对于已经起始了的转录，可以通过弱化子使它中途停顿下来已经合成了足够量的产物，不需要再合成了以防止浪费或过高的产物对细胞造成不良影响。二 、真核基因的表达调控真核生物基因表达的特点是细胞的全能性和基因表达的时空性。全能性：同一种生物的所有细胞都具有一样的遗传组成，它们都有发育成完整个体的潜能。时空性：在个体发育的

34、不同阶段，基因表达的种类和数量是不一样的。真核基因的调控机制：基因构造的活化转录起始转录过程胞浆转运蛋白质合成蛋白修饰和定位等。经典的操纵子学说不适用于真核生物。染色质的构造与基因的表达调控1. 真核生物染色体DNA与大量组蛋白和非组蛋白结合，通过组蛋白和非组蛋白的结合，来调控DNA的转录。2. 染色质的螺旋化程度也与DNA的转录活性有关。近年来的许多研究说明，活化与未活化基因的染色质构造明显不同，染色质构造的改变为转录创造了条件。2. DNA超螺旋构造与基因的表达调控(1). 研究说明，只有把DNA卷曲成超螺旋才可能进展复制和转录。其中复制受超螺旋程度的影响不大，而转录极易受到超螺旋松紧程度

35、的影响。(2). 在任何细胞中，凡需表达的基因其超螺旋程度需要恰好符合该段DNA解链的要求，允许RNA聚合酶与之结合并进展转录；而那些暂不需要表达的基因，那么以不适合解链的超螺旋程度存在，因而不会被转录。3. DNA甲基化对基因表达的影响甲基化methylation是在甲基化酶methylase的作用下，将一个甲基添加到DNA分子的碱基上。使用某些II型限制性内切酶可以研究DNA序列的甲基化情况。如HpaII识别并切割未甲基化的CCGG，而MspI识别无论是否甲基化的CCGG。切割后的片段分别进展电泳，即可鉴定这些CCGG序列是否甲基化。DNA甲基化对基因表达的影响续(1). CG顺序的甲基化能抑制基因表达，有些基因始终高度甲基化，因而很少表达；而有些看家基因housekeeping gene那么始终保持低水平的甲基化。(2). 在生物发育的某一阶段或细胞分化的