导图社区 基因表达调控导图笔记
基因表达调控是生物体内基因表达的调节控制,使细胞中基因表达的过程在时间、空间上处于有序状态,并对环境条件的变化作出反应的复杂过程,基因表达的调控包括基因水平、转录水平、转录后水平、翻译水平的调控,值得大家收藏学习哦!
《医学影像学》中枢神经系统思维导图,帮助大家更好滴掌握知识点,中枢神经系统(英文名称:Central Nervous System,中文名称中枢神经)是由脑和脊髓组成(脑和脊髓是各种反射弧的中枢部分),是人体神经系统的最主体部分。中枢神经系统接受全身各处的传入信息,经它整合加工后成为协调的运动性传出,或者储存在中枢神经系统内成为学习、记忆的神经基础。人类的思维活动也是中枢神经系统的功能。
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真菌学是研究真菌形态、分类、生理、生态、发育和遗传的科学。它的基本任务是揭示真菌生存和发展的规律,进而获得利用、控制和改造真菌的知识和技能,有需要的收藏下图学习吧!
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基因表达调控
基因表达调控基本概念与特点
基因表达的概念与产物
通过转录和翻译得到蛋白质和各种RNA。
基因表达的特异性
时间特异性
按功能需要,某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生; 多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶段特异性。
空间特异性
在个体生长发育全过程中,一种基因产物在不同的组织或器官表达水平不同,也就是说在个体不同空间出现,又称细胞特异性或组织特异性。
基因表达的基本方式
基本(组成性)表达
某些基因在生物体的几乎所有细胞中持续表达,一般不受环境因素的影响; 把这类基因称管家基因。
条件性表达(诱导和阻遏表达)
指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因表达;这类基因称奢侈基因; 应环境条件变化基因表达水平增高的现象称为诱导表达。这类基因被称为可诱导基因。 随环境条件变化而基因表达水平降低的现象称为阻遏表达,相应的基因被称为可阻遏基因。
协同表达
在一定机制下,功能上相关的一组基因,无论其为何种表达方式,均需协调一致、共同表达,即为协同表达,这种调节称为协同调节。
基因表达调控的基本要素
调控序列
顺式作用元件
原核生物
启动子、操纵基因、激活蛋白结合位点、衰减子、终止子。 操纵基因——阻遏蛋白的结合位点; 当操作序列结合有阻遏蛋白时,会阻碍RNA聚合酶与启动序列的结合,或是RNA聚合酶不能沿DNA向前移动,阻碍转录。
真核生物
启动子、增强子、沉默子、终止子。
反式作用y元件(调节基因):产物反式作用因子
调节蛋白(反式作用因子)
正调节蛋白:激活蛋白→正性调节
负调节蛋白:阻遏蛋白→负性调节
基因表达调控的多环节性
DNA→RNA→Pr
基因表达调控的生理意义
调节基因表达以适应环境、维持生长和增殖
生物体所处的内、外环境实在不断变化的。通过一定的程序调控基因的表达,可使生物体表达出合适的蛋白质分子,以便更好地适应环境,维持其生长和增殖。
调节基因表达以维持细胞分化与个体发育
在多细胞个体生长、发育的不同阶段,或同一生长发育阶段,不同组织器官内蛋白质分子分布、种类和含量存在很大差异,这些差异是调节细胞表型的关键。
原核基因表达调控
原核生物基因组结构特点
原核生物基因组是具有超螺旋结构的闭合环状DNA分子; 基因组中很少有重复序列; 编码蛋白质的结构基因为连续编码,且多为单拷贝基因,但编码rRNA的基因仍然是多拷贝基因; 结构基因在基因组中所占的比例(约占50%)远远大于真核基因组; 许多结构基因在基因组中以操纵子为单位排列。
原核生物的基因表达调控的特点
基因以操纵子为单位进行转录; ρ因子识别和结合DNA模板上的启动子; 转录与翻译偶联; 原核生物基因表达即存在正调控,又存在负调控; 原核生物基因表达存在衰减子调控机制; 原核生物基因表达存在应急反应调控。
转录水平的调控
调控因素
原核生物基因的转录是由RNA聚合酶、调控序列和调控蛋白决定的。
调控因子:启动子、操纵因子、激活蛋白结合位点、终止子
操纵基因:分解(代谢)物基因激活蛋白结合位点(CAP)位点:调节基因 CAP位点 启动子 结构基因 终止子。
调节(控)蛋白
分类
特异因子:起始因子ρ
激活蛋白:与CAP位点结合
阻遏(抑)蛋白:与操纵基因结合
作用模式
在可诱导基因的表达过程中
诱导剂钝化阻遏蛋白
诱导剂活化激活蛋白
在可阻遏基因的表达过程中
阻遏剂活化阻遏蛋白
阻遏剂钝化激活蛋白
乳糖操纵子
操纵子的提出: 大肠杆菌可以利用葡萄糖、乳糖、麦芽糖、阿拉伯糖等作为碳源而生长繁殖。当培养基中有葡萄糖和乳糖时,细菌优先使用葡萄糖,当葡萄糖耗尽,细菌停止生长,经过短时间的适应,就能利用乳糖,细菌继续呈指数式繁殖增长。
乳糖操纵子的结构
调控区
调节基因编码阻遏Pr、CAP结合位点、RNA聚合酶结合位点、操纵基因阻遏Pr结合位点。
结构基因
编码三种利用乳糖的酶。
乳糖操纵子的调控机制
阻遏蛋白的负性调节
在没有乳糖存在时,Lac操纵子处于阻遏状态。阻遏蛋白与O序列结合,阻遏RNA聚合酶与P序列结合,抑制转录启动
当乳糖存在时,Lac操纵子即可被诱导;乳糖→半乳糖(诱导剂)与结合阻遏蛋白,使阻遏蛋白构象变化,导致阻遏蛋白与O序列解离,发生转录
激活蛋白(CAP)的正性调节
CAP是同二聚体,在其分子内有DNA结合域、cAMP结合位点。
当没有葡萄糖存在时,cAMP↑,cAMP与CAP结合,CAP结合在lac启动序列附近的CAP位点,可刺激RNA聚合酶活性
当有葡萄糖存在时,cAMP↓、cAMP与CAP结合受阻,lac操纵子表达↓
协同调节
lac阻遏蛋白负性调节与CAP正性调节两种机制协调合作
当lac阻遏蛋白封闭转录时,CAP不能起作用。但当lac阻遏蛋白脱落时,还需CAP正性调节才能转录
色氨酸操纵子
色氨酸操纵子的5个结构