《生物化學(xué)與分子生物學(xué)》 二、基因表達(dá)適應(yīng)環(huán)境的變化

生物只有適應(yīng)環(huán)境才能生存。當(dāng)周圍的營養(yǎng)、溫度、濕度、酸度等條件變化時(shí)，生物體就要改變自身基因表達(dá)狀況，以調(diào)整體內(nèi)執(zhí)行相應(yīng)功能蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量，從而改變自身的代謝、活動(dòng)等以適應(yīng)環(huán)境。生物體內(nèi)的基因調(diào)控各不相同，仔細(xì)觀察基因表達(dá)隨環(huán)境變化的情況，可以大致把基因表達(dá)分成兩類：

①組成性表達(dá)(constitutiveexpression)指不大受環(huán)境變動(dòng)而變化的一類基因表達(dá)。其中某些基因表達(dá)產(chǎn)物是細(xì)胞或生物體整個(gè)生命過程中都持續(xù)需要而必不可少的，這類基因可稱為看家基因(housekeeping gene)，這些基因中不少是在生物個(gè)體其它組織細(xì)胞、甚至在同一物種的細(xì)胞中都是持續(xù)表達(dá)的，可以看成是細(xì)胞基本的基因表達(dá)。組成性基因表達(dá)也不是一成不變的，其表達(dá)強(qiáng)弱也是受一定機(jī)制調(diào)控的。

②適應(yīng)性表達(dá)(adaptiveexpression)指環(huán)境的變化容易使其表達(dá)水平變動(dòng)的一類基因表達(dá)。應(yīng)環(huán)境條件變化基因表達(dá)水平增高的現(xiàn)象稱為誘導(dǎo)(induction)，這類基因被稱為可誘導(dǎo)的基因(inducible gene)；相反，隨環(huán)境條件變化而基因表達(dá)水平降低的現(xiàn)象稱為阻遏(repression)，相應(yīng)的基因被稱為可阻遏的基因(repressible gene)。

改變基因表達(dá)的情況以適應(yīng)環(huán)境，在原核生物、單細(xì)胞生物中尤其顯得突出和重要，因?yàn)榧?xì)胞的生存環(huán)境經(jīng)常會(huì)有劇烈的變化。例如：周圍有充足的葡萄糖，細(xì)菌就可以利用葡萄糖作能源和碳源，不必更多去合成利用其它糖類的酶類，當(dāng)外界沒有葡萄糖時(shí)，細(xì)菌就要適應(yīng)環(huán)境中存在的其它糖類(如乳糖、半乳糖、阿拉伯糖等)，開放能利用這些糖的酶類基因，以滿足生長的需要。即使是內(nèi)環(huán)境保持穩(wěn)定的高等哺乳類，也經(jīng)常要變動(dòng)基因的表達(dá)來適應(yīng)環(huán)境，例如與適宜溫度下生活相比較，在冷或熱環(huán)境下適應(yīng)生活的動(dòng)物，其肝臟合成的蛋白質(zhì)圖譜就有明顯的不同；長期攝取不同的食物，體內(nèi)合成代謝酶類的情況也會(huì)有所不同。所以，基因表達(dá)調(diào)控是生物適應(yīng)環(huán)境生存的必需。