第15章基因表达调控

1教案首页第____次课授课时间：2010.12.13~12.14课程名称生物化学与分子生物学年级2008级专业、层次检验本科授课教师李莉萍职称讲师课型(大)理论课学时3授课题目（章、节）第15章基因表达调控基本教材或主要参考书生物化学（科学出版社），刘新光、罗德生主编，第1版2009.12教学目的与要求：一、掌握基因、基因组、基因表达的概念；共有序列、阻遏蛋白、激活蛋白和CAP的概念；基因转录激活调节的基本要素；原核基因操纵子的概念、结构和功能，乳糖操纵子的负性、正性、协调调节；真核基因调控顺式作用元件和反式作用因子的概念、种类；真核转录因子结构特点和PIC的装配过程。二、熟悉基因时间、空间性，基因表达方式；RNA聚合酶活性的调节；阻遏蛋白的负调控，cAMP介导的CAP正调控；真核基因组结构特点和真核基因表达调控特点。三、了解基因表达调控的生物学意义；DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用；转录终止调节；RNApolⅠ和RNApolⅢ转录的调节；RNApolⅡ转录终止调节、转录后水平的调节和翻译后水平的调节。大体内容与时间安排，教学方法：一、概述（15min）二、基因表达调控基本原理（30min）三、原核基因表达调节（40min）四、真核基因表达调控（35min）教学方法：讲授式＋启发式＋提问式教学重点、难点：重点：1．乳糖操纵子基本结构及其在原核生物转录水平调控中的作用2．真核生物基因组结构特点、参与转录水平调控的重要成分及其作用难点：1．原核生物阻遏蛋白的负性调节与CAP的正性调节及其相互协调2．真核生物顺式作用元件与反式作用因子的相互识别与作用教研室审阅意见：教研室主任签名：年月日2基本内容辅助手段第1节概述一、基因表达及其调控的概念（一）基因与基因组（二）基因表达与调控二、基因表达的时空特异性（一）时间特异性（二）空间特异性三、基因表达的方式一）组成性表达（二）诱导性和阻遏性表达（三）协调表达四、基因表达调控的生物学意义第2节基因表达调控基本原理一、基因表达可在多层次上受到调节（二）基因转录激活的基本要素1.特异的ＤＮＡ调节序列（1）原核生物1.启动序列2.操纵序列3.激活蛋白(activator)的结合位点（2）真核生物顺式作用元件（二）调节蛋白（1）原核生物的转录调节蛋白（2）真核基因的转录调节蛋白（三）RNA聚合酶第3节原核基因表达调控一、原核基因表达调节的特点1.σ因子决定ＲＮＡ聚合酶识别特异性2.转录调节普遍采用操纵子模式3.阻遏蛋白对转录的抑制作用是普遍存在的共性调节。多媒体课件演示讲授，小量板书40min从基因组开始，主要是一些有关基因表达调控的基本概念，要讲清楚。基因表达的两种表达方式相对是重点。分层次讲述在基因、转录、转录后加工、翻译和翻译后加工等水平上进行调节。但最主要的是转录水平的调节，本章讨论的内容是原核基因和真核基因转录水平的调节。图示流程图中各环节所处位置强调原核基因和真核基因转录水平的调节,是最重要的调节。图解原核、真核可能的DNA调节序列对反式和是顺式的的概念要强调（图说明）。ＤＮＡ调节元件和调节蛋白可以通过影响RNA聚合酶的活性来调接基因转录激活。图示各种顺式作用元件在基因结构的位置和概念以σ70与σ32识别作为例子阻遏蛋白对转录的抑制作用是普遍存在的共性调节3二、原核生物转录的起始调控操纵子(operon)的结构与功能（一）乳糖操纵子(lacoperon)的结构（二）乳糖操纵子的转录调控机制1.阻遏蛋白的负性调节2.CAP的正性调节3.协调调节三、原核生物翻译水平上的调节（一）SD序列对翻译的影响（二）小分子RNA的调控（三）释放因子RF-2对自身翻译的调节第4节真核基因表达调控一、真核生物基因组的结构特点二、真核基因表达调控特点（一）顺式作用元件是决定真核基因转录活性的关键内在因素启动子（promoter）增强子(enhancer)沉默子(silencer)反应元件（二）反式作用因子与顺式作用蛋白是真核基因的重要的转录调控蛋白转录调节蛋白（TF)分类转录调节因子结构（三）活性染色质结构的变化对核酸酶敏感提高DNA拓扑结构变化DNA碱基修饰变化组蛋白修饰变化（四）正性调节占主导（更精确、更经济有效）（五）RNA聚合酶(起始调控是关键环节）（六）转录与翻译分隔进行（七）转录后修饰、加工（八）tRNA和rRNA转录调控（九）平衡mRNA的降解与合成（十）翻译水平调控40min以乳糖操纵子为例，分别说明阻遏蛋白的负性调节，CAP的正性调节。最后以协调调节综合讲解。英文小电影讲解乳糖操纵子负性调节说明乳糖和葡萄糖同时存在时，细菌优先利用葡萄糖作为能源的例子列表小结比较负性调节、正性调节简单介绍40min顺式作用元件和反式作用因子是本章的重点用对照多张图解释顺式作用元件和反式作用因子在RNApolⅡ转录启始的调节中的作用图解多种转录因子的结构以及其与DNA结合的部位图示解释说明为什么对真核生物来说正性调节比负性调节要经济和节约资源强调真核基因表达以转录水平调节最为重要其余内容作相对简单介绍4小结一、重要名词和概念：基因表达、管家基因、乳糖操纵子、阻遏蛋白、负性调节、正性调节、启动子、增强子、沉默子、管家基因、ＣＡP蛋白、顺式作用元件、反式作用因子、基本转录因子、特异转录因子、微小RNA（miRNA）、小干扰RNA（siRNA）和RNA组学。二、重要内容1.原核基因转录调控的操纵子模式、特点。2.真核基因组结构特点及其转录水平调控要素，及其与原核基因表达调控的区别。复习思考题、作业题1．以乳糖操纵子模式说明原核生物基因转录的负性调节及正性调节2．试述真核基因表达调节特点3.比较原核与真核生物基因转录调节下次课预习要点准备期末考试