基因表达的时空特异性

所有生物在生长发育过程中，如细胞分裂、分化、芽胞形成等，基因表达都表现为严格的时间特异性（temporal specificity）和空间特异性（spatial specificity），简称时空性。原核生物基因表达的时空性是由特异基因的启动子（序列）和（或）增强子与调节蛋白相互作用决定。

（一）时间特异性

在细胞的生长发育过程中，根据功能需要，某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生，这就是基因表达的时间特异性。多细胞生物从受精卵到组织、器官形成的各个不同发育阶段，相应基因严格按照一定时间顺序开启或关闭，表现为与分化、发育阶段一致的时间性，因此多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶段特异性。

例如，人血红蛋白中珠蛋白基因的表达就表现为阶段特异性，即不同珠蛋白基因在不同发育阶段开启和关闭。成人血红蛋白是由两条α链和两条β链聚合而成的四聚体（α2β2），但在个体发育过程中，血红蛋白的链要经过多次变化，至少涉及六种类似的肽链：ζ、α、ε、β、γ、δ。这六种肽链分别是由两个基因簇控制表达，α基因簇控制ζ和α肽链表达，β基因簇控制ε、β、γ和δ肽链表达。胚胎早期血红蛋白类型为ζ2ε2，1～3个月胎儿期为α2ε2，4～6个月胎儿期为α2γ2，从胎儿后期至出生为β基因簇的γ基因表达逐渐下降，而β基因活性急剧上升，同时δ基因也开始表达，因此γ链合成减少，代之以β链和δ链。婴儿出生后约12周，γ基因关闭，故出生后到成人期血红蛋白主要类型为α2β2，约占总量的97%。

（二）空间特异性

在个体生长全过程，某种基因产物在个体的不同组织空间出现，这就是基因表达的空间特异性。如肝细胞能表达葡萄糖-6-磷酸酶，肌细胞则不能表达。基因表达伴随时间或阶段顺序所表现出的这种空间分布差异，实际上是由细胞在器官的分布决定的，因此基因表达的空间特异性又称细胞特异性（cell specificity）或组织特异性（tissue specificity）。