组成型启动子

能够使基因在所有组织中都能启动表达的启动子

用于植物基因工程的启动子常根据其作用方式及功能分为三类：组成型启动子（在多数或全部组织中保持持续的活性）、特异型启动子（组织特异性或者发育时期的特异性）和诱导型启动子（受外界化学或物理信号调控）。这种分类大体上反映了它们各自的特点，但不是绝对的。在某些情况下，一种类型的启动子往往兼有其它类型启动子的特性，如大部分果实特异性启动子也同时存在乙烯应答元件，因此也是乙烯诱导型启动子。

定义

能够使基因在所有组织中都能启动表达的启动子称为组成型启动子。组成型启动子的调控不受外界条件的影响，所启动基因的表达具有持续性，但不表现时空特异性。

来源

组成型启动子有两个主要的来源——植物病毒和植物看家基因，这使组成型启动子具有了多样性。

植物病毒

植物病毒有能够准确遗传的小基因和易于体外操作的小基因组。因此许多早期的组成型启动子都来源于植物病毒并且至今仍旧被广泛使用。例如最广泛使用的花椰菜花叶病毒CaMV35S启动子。该启动子转录调控区全长只有3Kb，更短的克隆片段也有活性，典型的用于植物表达载体的CaMV35S启动子是352bp长度，从-343 至+9的一段序列。包含TATA-box的核心启动子延续到-46位置具有了启动子的基本活性，完整活性需要上游启动子元件，这些元件中有些是组织特异性的，这说明组成型表达是通过多个组织特异性元件相加获得的。-90至-208区域是一个增强子，能增强线性融合的启动子的活性，这种线性融合最多达到4个拷贝。增强子能从每个方向和不同位置对基因起作用，并且也能增强附属的异源启动子的活性。35S启动子能在整合到双子叶植物基因组后启动外源基因在大多数器官和不同的发育时期高强度的表达，但在单子叶植物中其活性受到限制。

看家基因

看家基因（housekeeping gene）是另一类重要的组成型启动子资源，因为看家基因所编码的蛋白是所有细胞完成基本功能所必须的，如核心代谢过程和维持细胞的结构和完整性。看家基因最主要的一类是细胞骨架成分的合成基因，包括了编码肌动蛋白和微管蛋白基因的大家族。例如 Naomi 等分别克隆了拟南芥的色氨酸合酶 β 亚基基因和植物光敏色素基因中相应的启动子，代替CaMV35S启动子在转基因烟草中进行表达，取得了很好的表达效果。另外还有在单子叶植物中广泛应用的玉米Ubiquitin基因启动子和水稻的 Actin1基因启动子。这些启动子在玉米和大麦中的表达效率是35S启动子的15倍，而在双子叶植物中表达十分微弱。

主要特点

组成型启动子能在植物组织中高效非特异的启动外源基因表达，但大量的异源蛋白会使植物体内原有的代谢平衡紊乱，使植物的正常生长受到阻碍。由于外源目的基因在组成型启动子驱动下在植物各组织中持续稳定的表达，造成细胞内的物质和能量过度消耗，基因表达的时空性不能有效控制，因此实践操作中存在一定的缺陷。如外源基因的组成型表达使大量异源蛋白质或代谢产物在植物体内积累，植物原有的代谢平衡被扰乱，或者一些有毒代谢产物阻碍了植物的正常生长，甚至导致死亡。同一组成型启动子重复驱动多个外源基因表达还可能会引起基因沉默或共抑制现象。因此，为了更好地调控植物基因的时空表达，人们把目光投向更为有效的组织、器官特异性启动子来更好的驱动外源基因在植物体内的表达。

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