Secondo le esigenze funzionali, l'espressione rigorosa di un gene specifico avviene in una determinata sequenza temporale.

Specificità temporale dell'espressione genica negli organismi multicellulari, nota anche come specificità di stadio Specificità temporale dell'espressione genica negli organismi multicellulari, nota anche come specificità di stadio

Durante la crescita e lo sviluppo di un individuo, lo stesso prodotto genetico può essere espresso in modo diverso nei diversi tessuti o organi dell'individuo.

La base delle differenze negli stessi organi interni, tessuti e cellule è l'espressione genica specifica o l'espressione genica differenziale.

Geni domestici (geni di base): geni che vengono espressi continuamente in quasi tutte le cellule di un organismo e non sono facilmente influenzati dalle condizioni ambientali

Geni inducibili: sotto la stimolazione di specifici segnali ambientali, i geni corrispondenti vengono attivati ​​e i prodotti dell'espressione genica aumentano.

Geni reprimibili: sotto la stimolazione di specifici segnali ambientali, i geni corrispondenti vengono repressi e i prodotti dell'espressione genica vengono ridotti.

Espressione coordinata: sotto il controllo di un determinato meccanismo, un gruppo di geni funzionalmente correlati, indipendentemente dalla loro modalità di espressione, deve essere coordinato ed espresso insieme.

Elemento ad azione cis: una sequenza regolatrice situata sullo stesso filamento di DNA della sequenza codificante da regolare

Fattori di transazione: alcune sequenze regolatrici che sono lontane dalla sequenza codificante regolata producono prodotti di espressione che regolano i geni codificanti, comprese proteine ​​e DNA.

La regolazione dell'espressione genica si riflette nell'intero processo di espressione genica, in cui la regolazione a livello di trascrizione gioca un ruolo cruciale. L'inizio della trascrizione è il punto di controllo di base dell'espressione genica.

①Il genoma procariotico è una molecola di DNA circolare chiusa con una struttura superelicoidale

②Ci sono poche sequenze ripetitive nel genoma

③ I geni strutturali che codificano per le proteine ​​sono geni continui e la maggior parte di essi sono geni a copia singola, ma i geni che codificano per l'rRNA sono ancora geni a copia multipla.

④La proporzione di geni strutturali nel genoma (circa il 50%) è molto maggiore di quella del genoma eucariotico

⑤Molti geni strutturali sono organizzati in unità operoniche nel genoma

⑥La trascrizione e la traduzione vengono eseguite nello stesso spazio e non c'è molta differenza di tempo

Policistronico: mRNA che trasporta informazioni che codificano più catene polipeptidiche

Monocistronico: mRNA che trasporta l'informazione codificante per una singola catena polipeptidica

Le sequenze regolatorie includono promotori ed elementi operatore

Il promotore è il sito in cui si lega l'RNA polimerasi ed è un componente chiave che determina l'efficienza dell'espressione genica.

Sequenza di consenso: alcune sequenze simili trovate in regioni specifiche di varie sequenze del promotore del gene procariotico, solitamente nelle regioni -10 e -35 a monte del punto di inizio della trascrizione

La sequenza consenso determina l'attività trascrizionale del promotore

I geni regolatori codificano per proteine ​​repressori che possono legarsi a elementi operativi. Le proteine ​​repressori possono riconoscere e legare specifici elementi operativi per inibire la trascrizione genetica. Tutte le proteine ​​repressori mediano la regolazione negativa.

Caratteristiche di espressione dei geni dell'enzima del metabolismo del lattosio: Quando non c'è lattosio nell'ambiente, questi geni sono in uno stato chiuso solo quando c'è lattosio nell'ambiente, questi geni sono indotti ad aprirsi;

Struttura dell'operatore del lattosio

L'operone del lattosio è regolato doppiamente dal repressore e dalla CAP

L'operatore del triptofano di E. coli è un operone repressore. Quando non c'è triptofano nella cellula, la proteina repressore non può legarsi alla sequenza dell'operatore, quindi l'operone del triptofano è in uno stato aperto e i geni strutturali possono essere espressi. Al contrario, il triptofano agisce come corepressore con cui formare un complesso la proteina repressore e si lega alla sequenza dell'operatore, chiude l'operone del triptofano e interrompe l'espressione dell'enzima utilizzato per sintetizzare il triptofano.

Attenuazione trascrizionale: favorisce la chiusura dell'operone del triptofano favorendo la cessazione della sintesi dell'mRNA che ha già iniziato ad essere trascritto

Le molecole proteiche si legano ai promotori o attorno ad essi per autoregolarsi

La repressione della traduzione utilizza il legame delle proteine ​​al proprio mRNA per regolare l'inizio della traduzione.

L'RNA antisenso modula l'inizio della traduzione utilizzando sequenze complementari che si legano al sito di inizio della traduzione dell'mRNA

La frequenza di codifica dei codoni dell'mRNA influisce sulla velocità di traduzione

① Molecole di DNA lineari a doppio filamento con struttura superelicoidale

②Il genoma eucariotico è molto più grande del genoma procariotico

③Il genoma eucariotico contiene un gran numero di sequenze ripetitive

④I geni strutturali degli eucarioti sono geni break

⑤Gli eucarioti non hanno operoni e l'mRNA prodotto dalla trascrizione è monocistronico.

⑥Esistenza della struttura della cromatina

⑦Le informazioni genetiche non esistono solo nel DNA nucleare, ma anche nel DNA mitocondriale

La cromatina attivata trascrizionalmente è estremamente sensibile alle nucleasi

Cambiamenti istonici nella cromatina attivata trascrizionalmente

Livelli di metilazione dell'isola CpG ridotti

Gli elementi ad azione cis sono siti regolatori chiave per l'inizio della trascrizione

L'assemblaggio del complesso di inizio trascrizione è il mezzo principale di regolazione trascrizionale

La stabilità dell'mRNA influenza l'espressione genica eucariotica

Alcuni piccoli RNA non codificanti possono causare il silenziamento genico post-trascrizionale

Lo splicing alternativo del pre-mRNA può regolare l'espressione genica eucariotica

La regolazione dell'attività del fattore di inizio della traduzione avviene principalmente attraverso la modifica della fosforilazione

Le proteine ​​che legano l'RNA sono coinvolte nella regolazione dell'inizio della traduzione

La regolazione dei livelli e delle attività dei prodotti di traduzione può regolare rapidamente l'espressione genica

La regolazione dell'espressione genica da parte di piccoli RNA è molto complessa

Il ruolo dell’RNA lungo non codificante nella regolazione dell’espressione genica non può essere ignorato