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真核生物基因调控如何进行

发布时间:2022-04-27 08:05:42

⑴ 真核生物的基因表达调控的过程

这个问题比较复杂。
首先可以分成转录水平调控、转录后水平调控、翻译水平调控、翻译后水平调控等等。

转录水平调控主要涉及转录起始的调节、聚合酶的转录调节、特定转录因子的调节作用等。

转录后调控主要是RNA加工的调节、mRNA转运的调节和mRNA稳定性的调节,第一个又包括剪接机制和RNA编辑;第二个主要是在mRNA转录加工后,细胞通过对把mRNA从核内运到胞质进行翻译的过程进行调控来参与对整个细胞的基因表达的调控;最后一个mRNA稳定性的调控则直接决定了后来的翻译的产量。

翻译水平调控大致是细胞根据所处环境和自身的生理状态运用特异蛋白作用于mRNA通过多种机制来调控蛋白质的产生。

翻译后调控就是对蛋白质的活性进行调控。主要包括:蛋白质易位到不同的细胞区室、蛋白质-蛋白质相互作用以及可逆或不可逆的酶促修饰三类。

可自行参考一些分子生物学方面的书再总结一下。

参考:分子生物学精要(Essentials of Molecular Biology),科学出版社
(为国外教材影印版,现有中文译本)

⑵ 基因表达调控的方式有哪些

基因表达调控分为很多水平:
1.DNA、染色体水平调控:基因丢失、基因修饰、基因重排、基因扩增、染色体结构变化。
2.转录水平调控(主要调控方式):转录起始、延伸、终止均有影响。原核生物借助于操纵子,真核生物通过顺式作用元件和反式作用因子相互作用进行调控。
3.转录后水平调控:主要指真核生物原初转录产物经过加工成为成熟的mRNA,包括加帽、加尾、甲基化修饰等。
4.翻译水平调控:对mRNA稳定性的调控、反义RNA对翻译水平的调控等。
5.翻译后水平调控:蛋白质的剪切、化学修饰(磷酸化、乙酰化、糖基化等)、转运等。
6.mRNA降解的调控。

⑶ 试述真核生物基因表达调控的一般规律

真核基因组比原核大得多,结构更复杂,含有许多重复序列,基因组的大部分序列不是为蛋白质编码的,而为蛋白质编码的基因绝大多数是不连续的。真核生物基本上是采取逐个基因调控表达的形式。真核基因表达调控的环节更多,转录前可以有基因的扩增或重排,并涉及染色质结构的改变、基因激活过程。转录后调控的方式也很多,但仍以转录起始调控为主。正性调控是真核基因调控的主导方面,RNA聚合酶的转录活性依赖于基本转录因子,在转录前先形成转录复合体,其转录效率受许多蛋白因子的影响,协调表达更为复杂。

⑷ 简要阐述真核生物如何实现其基因表达调控

一.转录起始的选择
在真核生物中同一个基因由于转录起始的不同可以产生不同类型的酶。例如酵母蔗糖酶基因以一种分散的多基因家族存在,有6个基因(Suc1~5,7)位于不同的染色体上。每一个基因都可以转录合成蔗糖酶,但有胞内酶和胞外酶两种不同形式。前者的合成不受葡萄糖存在的影响,但含量低;后者的合成受到葡萄糖的抑制。葡萄糖的存在与否使其活力相差100~1000倍,两种酶的结构相似,胞外酶仅多了信号序列,经切除后胞外酶比胞内酶在N-端仅多了一个Ser经分析发现Suc-2 基因有3个TATA框,但尚不清楚和2种酶的关系,也没有确定是否存在cAMP-CAP位点。
小鼠的唾腺、肝脏和胰脏都能合成α-淀粉酶,但在3个组织中α-淀粉酶的浓度不同。小鼠的第3号染色体上有两个连锁的α-淀粉酶基因amy-1和amy-2,amy-1在唾腺和肝中表达,amy-2却在胰脏中表达。在唾腺中产物的浓度是肝中的100掊。这是由于在不同的组织中使用了amy基因 5′端的2个不同启动子。在唾腺中使用的启动子PS较强,转录活性比PL高30多倍,但唾腺细胞中amy的mRNA浓度要比肝脏中的高100倍,表明可能还受到其它调控因素的影响.
二.选择性加工
即使是同一个基因,相同的初始mRNA,但由于5′端,内含子及3′末端等选择的不同,使成熟的mRNA也不同,结果编码了功能不同的蛋白。
(一)不同5′端的选择
前面所举的小鼠淀粉酶的例子实际上也是属于5′端的不同选择。这是由于一个基因具有两个启动子区,每一区都有它自己的组织调控元件,那么两个长度不同的转录本将会产生组织特异性mRNA。例如鸡的肌球蛋白(myosin)轻链基因在心脏和砂囊中转录后产生的成熟mRNA就不同,前者为LC1(light chain),后者为LC3,它们具有相同的3′编码区,但5′编码区都不同,在大鼠中也发现编码的肝球蛋白链的单个基因在不同组织中同样通过不同的转录后加工来调节表达。
(二)选择不同的3′端
同样的一个基因在不同组织中由于3′端加尾位点的选择不同也可产生不同的mRNA,而形成不同的产物。如大鼠甲状腺中合成的降钙素(calcitonin)和脑下垂体合成的神经肽(neuropeptide),都是由同一个基因编码的,由于3′端加尾位点的选择不同,使其mRNA的3′端的编码区不同,导致最终合成的产物也完全不同。
(三)选择不同外显子
例如大鼠的肌钙蛋白(torponin T)基因在不同的发育阶段以及不同横纺肌种类中由于不同的选择性剪接内含子,结果产生了不同的肌钙蛋白T

⑸ 真核生物的基因表达时空特异性是怎么调控的

从DNA到蛋白质的过程叫基因表达(gene
expression),对这个过程的调节即为基因表达调控(regulation
of
gene
expression
or
gene
control)。
基因调控是现代分子生物学研究的中心课题之一。因为要了解动植物生长发育规律。形态结构特征及生物学功能,就必须搞清楚基因表达调控的时间和空间概念,掌握了基因调控机制,就等于掌握了一把揭示生物学奥秘的钥匙。基因表达调控主要表现在以下几个方面:①转录水平上的调控;②mRNA加工、成熟水平上的调控;③翻译水平上的调控;
基因表达调控的指挥系统有很多种,不同生物使用不同的信号来指挥基因调控。原核生物和真核生物之间存在着相当大差异。原核生物中,营养状况、环境因素对基因表达起着十分重要的作用;而真核生物尤其是高等真核生物中,激素水平、发育阶段等是基因表达调控的主要手段,营养和环境因素的影响则为次要因素。

⑹ 真核生物基因表达调控发生在哪些水平上

真核生物基因表达的调控远比原核生物复杂,可以发生在DNA水平、转录水平、转录后的修饰、翻译水平和翻译后的修饰等多种不同层次(真核生物基因表达中可能的调控环节)。但是,最经济、最主要的调控环节仍然是在转录水平上。

DNA水平上的调控是通过改变基因组中有关基因的数量、结构顺序和活性而控制基因的表达。这一类的调控机制包括基因的扩增、重排或化学修饰。其中有些改变是可逆的。

(6)真核生物基因调控如何进行扩展阅读:

在人类基因组中,所有抗体的重链和轻链都不是由固定的完整基因编码的,而是由不同基因片段经重排后形成的完整基因编码的。

完整的重链基因由VH、D、J和C四个基因片断组合而成,完整的轻链基因由VL、J和C三3个片段组合而成。重链和轻链基因重排后转录,再翻译成蛋白质,由二硫键连接,形成抗体分子。 

⑺ 真核细胞基因组结构特点及基因表达调控方式

真核细胞基因组结构特点:
1.真核基因组远大于原核生物基因组,也比较复杂
2.基因组中常具有许多复制起点
3.基因组DNA与蛋白质结合形成染色体,储存于细胞核内
4.基因组中不编码的区域远多于编码区域
5.真核生物的转录产物一般为单顺反子。
6.高等真核生物的大部分基因有内含子,因此基因编码区是不连续的。
7.存在重复序列,重复次数可以是几次、几十次,甚至高达百万次。
8.高等真核生物基因组中存在一些可移动的DNA因素,这些因素的移动多被RNA介导,少数情况下被DNA介导。
基因表达调控方式:对大多数真核细胞来说,基因表达调控的最明显特征是能在特定时间和特定的细胞中激活特定的基因,从而实现“预定”的、有序的、不可逆转的分化、发育过程,并能使生物的组织和器官保持正常功能。
真核生物基因调控可分为两大类:
第一类,是瞬时调控或称可逆性调控,相当于原核细胞对环境变化所做出的反应,包括某种底物或激素水平升降时,或细胞周期不同阶段中酶活性的调节。
第二类,是发育调控或称不可逆调控,是真核基因调控的精髓部分,它决定了真核细胞生长、分化、发育的全部进程。
大体是这样,希望能帮到你~~~

⑻ 真核生物的基因表达调控的多层次性,表现在哪些方面

基因表达调控,分几个步骤,其实也不能说是步骤,而是在不同阶段上的调控. 首先是基因的表达,和原核生物不同,真核生物的DNA和组蛋白结合,常态下是被拧成的一种短粗的形态,就是染色质,这个时候RNA聚合酶是无法在DNA上正常工作的.通常,真核生物需要调节因子来调节基因的表达,通过解开组蛋白的封闭形态,使RNA聚合酶可以工作.而在原核生物中,由于没有组蛋白,DNA暴露在细胞质中,所以原核生物采用的是负的调控来调节基因的表达,也就是一些分子会阻止RNA聚合酶的工作,或者遮盖住启动子等方法.而原核生物需要快速复制和生长,其基因的内容也很少,所以一般的原核生物的大多数基因都处于表达状态,这也是很适应原核生物繁殖的手段. 其次在翻译水平的调节我具体不太了解真核生物和原核生物有什么不同,和真核生物是如何复杂的进行调控的,目前mRNA的分解也是一个很热门的研究领域. 至于蛋白质的加工,我也不太了解,但是真核生物的平均蛋白质的种类肯定是高于原核生物的.

⑼ 真核生物基因的转录过程和调控方式有哪些

1、转录起始水平。这一环节是调控的最主要环节,由对基因转录活性的调控来完成,包括基因的空间结构、折叠状态、DNA上的调控序列、与调控因子的相互作用等。a.活化染色质:在真核生物体内,RNApol与启动子的结合受染色质结构的限制,需通过染色质重塑来活化转录。常态下,组蛋白可使DNA链形成核小体结构而抑制其转录,转录因子若与转录区结合则基因具有转录活性。因而基础水平的转录是限制性的,核小体的解散时必要前提,组蛋白与转录因子之间的竞争结果可以决定是否转录。组蛋白的抑制能力可因其乙酰化而降低。另外,由于端粒位置效应或中心粒的缘故,抑或是收到一些蛋白的调控,真核生物细胞可能出现10%的异染色质,异染色质空间上压缩紧密,不利于转录。b.活化基因:真核生物编码蛋白的基因含启动子元件和增强子元件(启动子:在DNA分子中,RNA聚合酶能够识别、结合并导致转录起始的序列。增强子:指能使与它连锁的基因转录频率明显增加的DNA序列。),转录因子与启动子元件相互作用调节基因表达;转录激活因子与增强子元件相互作用,再通过与结合在启动子元件上的转录因子相互作用来激活转录。两种元件以相同的机制作用于转录。真核生物RNApol对启动子亲和力很小或没有,转录起始依赖于多个转变路激活因子的作用,而若干个调节蛋白与特定DNA序列的结合大大提高了活化的精确度,无疑是这一作用机制的一大优势。在这一作用中,增强子与适当的调节蛋白作用以增加临近启动子的转录是没有方向性的,典型的增强子可以出现在转录起始位点上游或下游。RNApol与启动子的结合一般需要三种蛋白质的作用,即基础转录因子(又名通用转录因子)、转录激活因子和辅激活因子。能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件上,参与调控靶基因转录的蛋白质又名转录因子。基础转录因子与RNApol结合成全酶复合物并结合到启动子上,转录激活因子可以以二聚体或多聚体的形式结合到DNA靶位点上,远距离或近距离作用域启动子。在远距离作用时,往往还会有绝缘子参与,以阻断邻近的增强子对非想关基因的激活;在近距离作用时,结构转录因子可以改变DNA调控区的形状,使其他蛋白质相互作用、激活转录。2、转录后水平。真核生物mRNA前体须经过5’-加帽、3’-加尾以及拼接过程、内部碱基修饰才能成为成熟度的mRNA,加帽位点与加尾位点、拼接点的选择就成了调控的手段。a.5’-加帽:几乎所有的真核生物和病毒mRNA的5’端都具有帽子结构,其作用为保护mRNA免遭5’外切酶降解、为mRNA的核输出提供转运信号和提高翻译模板的稳定性和翻译效率。实验证实,对于通过滑动搜索起始的转录过程来说,mRNA的翻译活性依赖于5’端的帽子结构。b.3’-加尾:3’UTR序列及结构调节mRNA稳定性和寿命

⑽ 简述真核生物基因转录如何调控基因表达体现在那些层次上

真核生物基因为不连续基因,即基因里面既还有外显子序列,又含有内孩子序列!一般情况下,外显子是编码蛋白质的,内含子是不编码蛋白质的,但是在转录起始时,外显子和内含子都是转录的,合成的前体称之为核不均一RNA。真核生物基因表达的情况很是复杂,大体控制表达的可以分为顺式作用元件和反式作用因子,顺式作用元件是DNA上的片段,对基因表达起调控作用,比如增强子,启动子,沉默子等;反式作用元件是与DNA上的片段相结合,对基因表达起调节作用的物质,比如有些物质(蛋白质或甾醇类物质)和某一基因上的片段(通常是顺式作用元件)相结合,使某些基因片段活化,启动基因表达!基因表达的层次(仅仅说转录,不说翻译)主要体现在以下几个方面:1,染色体水平。有些生物体的染色体片段会发生丢失,从而影响生物基因的转录。2,转录起始水平。主要是控制基因转录的起始,比如启动子的控制,这一水平主要是依赖顺式作用元件和反式作用因子。3,转录后水平。转录得到的核不均一RNA(hRNA)需要经过相关的剪切,加工,才能成为有效的RNA,比如要形成mRNA要进行剪切,还要进行5‘段加帽,3’段加PolyA等!

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