1.一个体细胞与其他体细胞核有相同的染色体，这叫做基因组均等性。但差异性基因表达使得相同的基因组在不同的细胞中出现不同的表达、产生不同的蛋白质，从而导致不同细胞类型的分化。在分化细胞中，只有很少比例的基因组被表达出来；而未被使用的基因并没有被破坏，它们仍保持着被表达的潜力。
2.基因表达是基于中心法则实现的，这是通过信息的使用和传递在细胞中产生蛋白质的一系列事件。其核心是双链DNA中脱氧核苷酸的排列顺序，它们提供了氨基酸的编码信息。这些信息被首先复制成相同的DNA，或被转录成一个组成类似的单链分子，也就是核RNA。核RNA上编码了蛋白质信息，也包含着非编码信息，通过加工删除非编码区域并对RNA的两端进行保护（5’端加帽，3’端加尾），产生mRNA。mRNA被转运出细胞核，在细胞质内与核糖体作用，依次揭示DNA上三个碱基的互补序列，也就是一个密码子，召集一个特定的氨基酸以共价形式与相邻氨基酸链接，这就是翻译的过程。翻译合成的多肽链经历折叠和修饰就可以行使特定的功能。因此，表达不同的蛋白质可以使细胞具有不同的功能和结构特性。
3.体内每个细胞都具有相同结构的染色体，但在不同的细胞和细胞的不同阶段中所进行的RNA合成（转录）是不同的（表现在不同的染色体区域上）。
4.真核生物的基因被DNA和蛋白质形成的染色质包装，其中的蛋白质主要由组蛋白组成。核小体是染色质结构的基本单元，这是一个由八聚体的组蛋白（2分子H2A、H2B、H3、H4）被DNA环绕后形成的结构。当这些核小体致密的包装在一起时，这个区域被称为异染色质，此时的DNA转录受到抑制；而松散包装的区域则称为常染色质。实现差异性基因表达的方式之一就是调节染色质上特定区域的致密包装程度。
（1）组蛋白H3和H4末端的甲基（CH3）修饰和乙酰基（COCH3）修饰可以抑制和激活基因的表达。
①在组蛋白上添加带负电的乙酰基团，中和赖氨酸的正电荷，可以使组蛋白变得松散，也就是说，组蛋白乙酰化可以激活基因转录，这个过程是在组蛋白乙酰转移酶的催化下完成的。相反地，在组蛋白脱乙酰酶的催化下，核小体可以变得更加异染色质化，从而阻止基因的转录。
②在组蛋白甲基转移酶的催化下将甲基添加到组蛋白上可以导致异染色质状态使转录受到抑制，这是组蛋白甲基化的主要作用。但被甲基化的氨基酸和邻近的其他甲基或乙酰基团在部分情况下可以激活基因的转录。和组氨酸乙酰化类似地，将甲基基团从组蛋白上去除就可以激活转录。
（2）为了保留组蛋白的修饰，三胸蛋白和多梳蛋白家族起到了关键作用。前者结合到有活跃基因的核小体上，修饰它们或改变其在染色质上的位置，使转录因子能够结合到之前被核小体覆盖的DNA上，并保持基因的激活状态；后者被分成顺序性发挥抑制作用的两大类，第一类具有组蛋白甲基转移酶活性，可以抑制基因活性，同时第二类结合在组蛋白的甲基化尾部，在保持甲基化状态的同时使邻近的核小体甲基化，形成致密包装的转录抑制复合物。
5.在了解基因转录机制前，首先对基因的部件和它们对基因表达的影响有一个初步认识。
（1）外显子是编码一个蛋白质的一些部分的DNA区域，而在它们之间间插着一些与蛋白质的氨基酸序列毫无关系的内含子序列。编码基因具有以下元件：
①启动子区域，这是RNA聚合酶Ⅱ的结合区域，转录也是自此开始的。一些启动子含有“TATA框”，它可以结合转录因子（TATA结合蛋白，TBP）来协助RNA聚合酶Ⅱ在启动子上的锚定。
②转录起始位点，也成为帽序列，这是第一个外显子的开始。
③5’非翻译区，也称为前导序列，可以决定翻译起始的速度。
④翻译起始位点。
⑤之后是外显子和内含子交错的结构，其中一些内含子的结构对于RNA被加工成mRNA及转运出核是十分必要的。
⑥翻译终止密码子，当核糖体遇到这个密码子的时候，核糖体分离，蛋白质被释放出来。
⑦3’非翻译区，它对多腺苷酸化是必须的。在其转录物的这个结构下游插入一个多腺苷酸尾巴，作用包括赋予mRNA稳定性、使mRNA出核并翻译成蛋白质。
⑧转录终止序列。
最初的转录产物是核RNA（或核内不均一RNA，hnRNA），在经过5’端加帽（在5’端添加一个甲基鸟苷帽，对mRNA与核糖体的结合以及随后的翻译是必需的）、3’端加尾（多腺苷酸尾）后可以保护mRNA不被外切核酸酶降解。之后内含子被去除，剩下的外显子被剪接在一起，形成mRNA进行后续的步骤。
（2）顺势调控元件是一些位于基因两端或内部的调控序列，它们对于控制基因表达是十分必要的。
①启动子是RNA聚合酶Ⅱ结合DNA序列以起始转录的一些位点，通常位于转录起始位点上游附近，大部分包含一段富含CG序列的碱基对，称为CpG，这样的区域被称为CpG岛，基础转录因子特异地结合在其上，形成一个特殊结构招募和正确定位RNA聚合酶Ⅱ以进行转录。
②增强子可以控制一个特定启动子的转录效率和速度；沉默子则是组织启动子的启用和抑制转录。
③转录因子是一种通过精准识别序列来结合在启动子、增强子或沉默子上的蛋白质，其DNA结合域在每个家族中都有共同的结构，而一些细微的氨基酸差别使这个结合域识别不同的DNA序列。结合DNA后，转录因子可以结合一些辅因子，这些辅因子进一步招募核小体修饰蛋白，使这个区域的基因组被RNA聚合酶Ⅱ结合，促进附近染色质的解旋和转录；或者形成一些桥，使染色质成环，这样能将增强子上的转录因子及它们的组蛋白修饰酶带到启动子附近。
同一个转录因子与其他因子的不同组合会激活不同的启动子；同一个基因也会有几个增强子，每个增强子结合一些使该基因在不同细胞类型中表达的转录因子。
④中介体复合物将RNA聚合酶Ⅱ连接到中转发育信号的增强子，这个桥在启动子上形成转录起始前复合物，这样增强子和启动子得以连接。而这个环状结构被黏连蛋白进一步稳定。
⑤沉默子是活跃阻滞一个特定基因转录的DNA调控序列，能在一个特定的细胞类型中和特定时间内沉默基因的表达。
（3）转录因子具有三个主要的结构域。第一个是DNA结合域，识别增强子上特定的DNA序列；第二个是反式激活域，当转录因子与一个基因的启动子或增强子结合时，它激活或抑制该基因的转录，这种影响通常是通过转录因子与一些结合RNA聚合酶Ⅱ的蛋白质或修饰组蛋白的酶相作用来实现的；第三个则是蛋白质相互作用域，这个区域能使转录因子的活性受到TATA结合蛋白联结因子或其他转录因子的调节。
（4）绝缘子序列限制增强子激活基因表达的范围来建立基因表达边界。
（5）DNA通常处在一个紧密缠绕的状态，先锋转录因子可以穿入被抑制的染色质，进而结合增强子DNA序列。
（6）主调节转录因子的特征包括：在一种细胞类型特化的初期表达；调节这种细胞类型特异的基因表达；能将一个细胞的命运指引向这种细胞类型。
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