基因调控的简介

一、基因调控的简介

基因表达的主要过程是基因的转录和信使核糖核酸(mRNA）的翻译。基因调控主要发生在三个水平上，即①DNA水平上的调控、转录控制和翻译控制；②微生物通过基因调控可以改变代谢方式以适应环境的变化，这类基因调控一般是短暂的和可逆的；③多细胞生物的基因调控是细胞分化、形态发生和个体发育的基础，这类调控一般是长期的，而且往往是不可逆的。基因调控的研究有广泛的生物学意义，是发生遗传学和分子遗传学的重要研究领域。

通过基因调控，微生物可以避免过多地合成氨基酸、核苷酸之类物质。如果使它们的调节基因发生突变，就可以得到大量合成这些物质的菌种，把这些菌种用在发酵工业上，使产量大幅度增长。在遗传工程的研究中应用基因调控的原理可使外源基因表达(见重组DNA技术），所以基因调控的理论探讨还具有生产实践意义。

二、基因表达调控的原核生物的基因表达调控

原核生物的基因表达调控虽然比真核生物简单，然而也存在着复杂的调控系统，如在转录调控中就存在着许多问题：如何在复杂的基因组内确定正确的转录起始点？如何将DNA的核苷酸按着遗传密码的程序转录到新生的RNA链中？如何保证合成一条完整的RNA链？如何确定转录的终止？

上述问题决定于DNA的结构、RNA聚合酶的功能、蛋白因子及其他小分子配基的互相作用，在转录调控中，现已搞清楚了细菌的几个操纵子模型，现以乳糖操纵子和色氨酸操纵子为例予以说明。 法国巴斯德研究所著名的科学家Jacob和Monod在实验的基础上于1961年建立了乳糖操纵子学说。

大肠杆菌乳糖操纵子包括4类基因：①结构基因，能通过转录、翻译使细胞产生一定的酶系统和结构蛋白，这是与生物性状的发育和表型直接相关的基因。乳糖操纵子包含3个结构基因：lacZ、lacY、lacA。LacZ合成β—半乳糖苷酶，lacY合成透过酶，lacA合成乙酰基转移酶。②操纵基因O，控制结构基因的转录速度，位于结构基因的附近，本身不能转录成mRNA。③启动基因P，位于操纵基因的附近，它的作用是发出信号，mRNA合成开始，该基因也不能转录成mRNA。④调节基因i：可调节操纵基因的活动，调节基因能转录出mRNA，并合成一种蛋白，称阻遏蛋白。操纵基因、启动基因和结构基因共同组成一个单位——操纵子（operon）。

调节乳糖催化酶产生的操纵子就称为乳糖操纵子。其调控机制简述如下：

抑制作用：调节基因转录出mRNA，合成阻遏蛋白，因缺少乳糖，阻遏蛋白因其构象能够识别操纵基因并结合到操纵基因上，因此RNA聚合酶就不能与启动基因结合，结构基因也被抑制，结果结构基因不能转录出mRNA，不能翻译酶蛋白。

诱导作用：乳糖的存在情况下，乳糖代谢产生别乳糖（alloLactose），别乳糖能和调节基因产生的阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白改变构象，不能在和操纵基因结合，失去阻遏作用，结果RNA聚合酶便与启动基因结合，并使结构基因活化，转录出mRNA，翻译出酶蛋白。

负反馈：细胞质中有了β—半乳糖苷酶后，便催化分解乳糖为半乳糖和葡萄糖。乳糖被分解后，又造成了阻遏蛋白与操纵基因结合，使结构基因关闭。 色氨酸操纵子负责调控色氨酸的生物合成，它的激活与否完全根据培养基中有无色氨酸而定。当培养基中有足够的色氨酸时，该操纵子自动关闭；缺乏色氨酸时，操纵子被打开。色氨酸在这里不是起诱导作用而是阻遏，因而被称作辅阻遏分子，意指能帮助阻遏蛋白发生作用。色氨酸操纵子恰和乳糖操纵子相反。

三、增强子往往距离基因转录起始位点较远,它是如何调控基因转录的?

增强子 作为调节基因的顺式元件。招募结合凡是因子，通过DNA 拓扑结构或简单LOOP环折叠到调节基因的启动子区，那些反式作用因子就将启动子DNA松弛同时招募更多转录激活因子及聚合酶！

四、基因和染色体的正确关系是什么？

基因是具有遗传效应的DNA片段，而染色体是组成DNA的物质，DNA由蛋白质和染色体组成

五、植物基因表达调控？

1 DNA水平调控，DNA甲基化等表观遗传学调控；

2转录水平，启动子和转录因子互作调控；

3 转录后水平调控，RNAi等

4 翻译水平调控，翻译因子等

5 翻译后调控，intein，磷酸化，泛素化等

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