基因表達調(diào)控-臨床鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)師復習：

一、基因表達的概念及基因調(diào)控的意義

（一）基因表達的概念 基因表達就是指基因轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。井非所有基因表達過程都產(chǎn)生蛋白質(zhì)分子，有些基因只轉(zhuǎn)錄合成RNA分子而無翻譯過程，如rRNA、tRNA等編碼基因即是如此。這些基因轉(zhuǎn)錄合成RNA的過程也屬于基因表達。

（二）基因調(diào)控的意義 生物體賴以生存的外環(huán)境是在不斷變化的。從低等生物到高等生物，包括人體中的所有活細胞都必須對內(nèi)、外環(huán)境變化作出適當反應，調(diào)節(jié)代謝，以使生物體能更好地適應環(huán)境變化。生物體適應環(huán)境、調(diào)節(jié)代謝的能力與蛋白質(zhì)分子的生物學功能有關(guān)，即與基因表達及調(diào)控有關(guān)。原核生物，如無核的單細胞細菌調(diào)節(jié)基因表達是為適應化學、物理等環(huán)境變化，調(diào)節(jié)代謝、維持細胞生長與分裂；真核生物，如真菌、植物、動物乃至人類在環(huán)境變化及個體生長、發(fā)育的不同階段調(diào)節(jié)基因的表達既為適應環(huán)境變化、調(diào)節(jié)代謝的需要，也為控制生長、發(fā)育及分化的需要。

二、基因表達的時間特異性和空間特異性

（一）時間或階段特異性 在特定的環(huán)境中醫(yī)|學教育網(wǎng)搜集整理，按功能需要，某一特定基因的表達隨時間、環(huán)境而變化，嚴格按特定時間順序發(fā)生，這就是基因表達的時間特異性。例如，在多細胞生物中，細胞發(fā)育、分化為組織和器官。從受精卵到組織器官形成經(jīng)歷不同發(fā)育階段。在各個發(fā)育階段，相應基因嚴格按一定時間順序開啟和關(guān)閉，表現(xiàn)為與分化、發(fā)育階段一致的時間性。因此，多細胞生物基因表達的時間性又稱階段特異性。按發(fā)育階段出現(xiàn)的這些基因表達產(chǎn)物與特定代謝功能有關(guān)，并決定細胞向特定方向發(fā)育、分化。

（二）空間或組織特異性 與基因表達的階段特異性一致，多細胞真核生物同一基因產(chǎn)物在不同的組織器官含量有無或多寡是不一樣的，即在發(fā)育、分化的特定時期內(nèi)不同基因產(chǎn)物在不同組織細胞內(nèi)外非平均分布，而是按一定空間順序出現(xiàn)，這就是基因表達的空間特異性?；虮磉_的空間特異性又稱組織特異性?；虮磉_的組織特異性在分化、成熟的組織中適應了不同組織器官功能的需要。例如，血紅蛋白在紅細胞的高水平表達適應紅細胞運輸氧和二氧化碳的功能需要。

三、基因的基本表達、誘導和阻遏

（—）基本表達 對生物體來說，有些基因產(chǎn)物在整個生命過程中都是需要的或必不可少的。這類產(chǎn)物的編碼基因在生物個體的幾乎所有細胞中持續(xù)表達，這類基因通常被稱之為管家基因。例如，三羧酸循環(huán)是一種重要的代謝途徑，為該途徑中各反應階段起催化作用的酶編碼基因就屬此類基因范疇。為區(qū)別于其他基因，這類基因表達稱為基本表達（或組成性表達）。基本基因表達并非一成不變，更非無控制表達，事實上基本的基因表達也是在一定機制控制下進行的。

（二）誘導與阻遏 與管家基因不同，另有一些基因表達狀況極易受外環(huán)境變化的影響，隨外環(huán)境變化，這類基因表達水平可升高或降低。有一類基因，其表達水平在特定環(huán)境中會出現(xiàn)增高的現(xiàn)象，即這類基因是可誘導的，此類基因在特定環(huán)境中表達增強的過程稱作誘導。例如，有嚴重DNA損傷發(fā)生時，細菌內(nèi)為基因修復酶編碼的基因就會被誘導激活，使修復酶反應性地增加。相反，如果基因在對環(huán)境信號應答時表現(xiàn)為表達水平降低，這種基因就是可阻遏的，此類基因表達水平降低的過程稱作阻遏。例如，當培養(yǎng)基中色氨酸供給充分時，會導致細菌體內(nèi)與色氨酸合成有關(guān)的酶基因表達的抑制。

誘導和阻遏是同一事物的兩種表現(xiàn)方式。不論是細菌還是真核生物以及人體內(nèi)均有這兩種基因表達方式存在。調(diào)節(jié)這類基因表達的信號分子都是小分子，刺激誘導發(fā)生的分子稱為誘導劑，引起阻遏發(fā)生的分子稱為阻遏劑或輔助阻遏劑。