基因表達(dá)調(diào)控-臨床助理醫(yī)師輔導(dǎo)：

一、基因表達(dá)的概念及基因調(diào)控的意義

（一）基因表達(dá)的概念 基因表達(dá)就是指基因轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。井非所有基因表達(dá)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(dá)。

（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(xì)胞都必須對內(nèi)、外環(huán)境變化作出適當(dāng)反應(yīng)，調(diào)節(jié)代謝，以使生物體能更好地適應(yīng)環(huán)境變化。生物體適應(yīng)環(huán)境、調(diào)節(jié)代謝的能力與蛋白質(zhì)分子的生物學(xué)功能有關(guān)，即與基因表達(dá)及調(diào)控有關(guān)。原核生物，如無核的單細(xì)胞細(xì)菌調(diào)節(jié)基因表達(dá)是為適應(yīng)化學(xué)、物理等環(huán)境變化，調(diào)節(jié)代謝、維持細(xì)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(dá)既為適應(yīng)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(dá)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(xué)教育網(wǎng)搜集整理，按功能需要，某一特定基因的表達(dá)隨時間、環(huán)境而變化，嚴(yán)格按特定時間順序發(fā)生，這就是基因表達(dá)的時間特異性。例如，在多細(xì)胞生物中，細(xì)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(yīng)基因嚴(yán)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(xì)胞生物基因表達(dá)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(dá)產(chǎn)物與特定代謝功能有關(guān)，并決定細(xì)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(dá)的階段特異性一致，多細(xì)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(xì)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(dá)的空間特異性?；虮磉_(dá)的空間特異性又稱組織特異性?；虮磉_(dá)的組織特異性在分化、成熟的組織中適應(yīng)了不同組織器官功能的需要。例如，血紅蛋白在紅細(xì)胞的高水平表達(dá)適應(yīng)紅細(xì)胞運輸氧和二氧化碳的功能需要。

三、基因的基本表達(dá)、誘導(dǎo)和阻遏

（—）基本表達(dá) 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(xì)胞中持續(xù)表達(dá)，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(yīng)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(dá)稱為基本表達(dá)（或組成性表達(dá)）?；净虮磉_(dá)并非一成不變，更非無控制表達(dá)，事實上基本的基因表達(dá)也是在一定機制控制下進(jìn)行的。

（二）誘導(dǎo)與阻遏 與管家基因不同，另有一些基因表達(dá)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(dá)水平可升高或降低。有一類基因，其表達(dá)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(dǎo)的，此類基因在特定環(huán)境中表達(dá)增強的過程稱作誘導(dǎo)。例如，有嚴(yán)重DNA損傷發(fā)生時，細(xì)菌內(nèi)為基因修復(fù)酶編碼的基因就會被誘導(dǎo)激活，使修復(fù)酶反應(yīng)性地增加。相反，如果基因在對環(huán)境信號應(yīng)答時表現(xiàn)為表達(dá)水平降低，這種基因就是可阻遏的，此類基因表達(dá)水平降低的過程稱作阻遏。例如，當(dāng)培養(yǎng)基中色氨酸供給充分時，會導(dǎo)致細(xì)菌體內(nèi)與色氨酸合成有關(guān)的酶基因表達(dá)的抑制。

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