細胞生物學(xué)-12基因表達調(diào)控

1、細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控分子水平分子水平細胞水平細胞水平個體水平個體水平細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控轉(zhuǎn)錄前水平的調(diào)控轉(zhuǎn)錄前水平的調(diào)控 一、染色體丟失一、染色體丟失 馬蛔蟲馬蛔蟲 受精卵受精卵體細胞體細胞染色體斷裂染色體斷裂小染色體小染色體丟失丟失 生殖細胞：保留完整染色體生殖細胞：保留完整染色體 哺乳動物的紅細胞哺乳動物的紅細胞 原生動物四膜蟲原生動物四膜蟲 大核（營養(yǎng)核）、小核（生殖核）大核（營養(yǎng)核）、小核（生殖核） 二、基因擴增二、基因擴增 卵母細胞（非洲爪蟾）卵母細胞（非洲爪蟾） rDNArDNA（200200拷貝）拷貝）在減數(shù)分裂期在減數(shù)分裂期大量復(fù)

2、制大量復(fù)制200200萬萬rDNArDNA拷貝拷貝 細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控三、基因重排三、基因重排細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控輕鏈：輕鏈：2p 2p 、22q22q細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控重鏈重鏈 1414號染色體號染色體細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控四、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)四、染色質(zhì)結(jié)構(gòu) 常染色質(zhì)、異染色質(zhì)常染色質(zhì)、異染色質(zhì) 位置效應(yīng)位置效應(yīng) DNaseDNase I I 敏感點敏感點五、甲基化和去甲基化五、甲基化和去甲基化 1. 1. 維持性甲基化與構(gòu)建性甲基化維持性甲基化與構(gòu)建性甲基化 2. 2. 檢測方法：檢測方法： 限制性

3、內(nèi)切酶法限制性內(nèi)切酶法 HpaHpa II II 可以識別非甲基化可以識別非甲基化CCGGCCGG Msp Msp I I 可以識別甲基化或非甲基化可以識別甲基化或非甲基化CCGGCCGG 甲基化甲基化PCRPCR 3. 3. 甲基化作用的證明實驗甲基化作用的證明實驗 5-5-氮胞嘧啶核苷酸（氮胞嘧啶核苷酸（5-5-azaaza C C）細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控 4. 4. 甲基化的作用甲基化的作用 影響影響DNADNA與蛋白質(zhì)的相互作用與蛋白質(zhì)的相互作用 影響影響DNADNA的空間構(gòu)象的空間構(gòu)象Z-DNAZ-DNA 甲基化、乙酰化是表遺傳的基礎(chǔ)甲基化、乙?；潜磉z傳的基礎(chǔ)

4、細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控轉(zhuǎn)錄水平上的基因調(diào)控轉(zhuǎn)錄水平上的基因調(diào)控一、基因調(diào)控的順式作用元件一、基因調(diào)控的順式作用元件( (ciscis acting elements) acting elements) 啟動子啟動子RNARNA聚合酶結(jié)合并起動轉(zhuǎn)錄的聚合酶結(jié)合并起動轉(zhuǎn)錄的DNADNA序列。序列。 元件名稱元件名稱共同序列共同序列結(jié)合的蛋白因子結(jié)合的蛋白因子名稱名稱分子量分子量結(jié)合結(jié)合DNADNA長度長度TATA boxTATA boxTATAAAATATAAAATBPTBP30,00030,0001010bpbpGC boxGC boxGGGCGGGGGCGGSP-1SP-

5、1105,000105,0002020bpbpCAAT boxCAAT boxGGCCAATCTGGCCAATCTCTF/NF1CTF/NF160,00060,0002222bpbpOctamerOctamerATTTGCATATTTGCATOct-1Oct-176,00076,0001010bpbpkBkBGGGACTTTCCGGGACTTTCCNFkBNFkB44,00044,0001010bpbp細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控 增強子增強子能夠使與它連鎖的基因轉(zhuǎn)錄效率明顯增加的能夠使與它

6、連鎖的基因轉(zhuǎn)錄效率明顯增加的DNADNA序列。增序列。增強子通常占強子通常占100100200200bpbp長度，也和啟動子一樣由若干組件構(gòu)成，基長度，也和啟動子一樣由若干組件構(gòu)成，基本核心組件常為本核心組件常為8 81212bpbp，可以單拷貝或多拷貝串連形式存在。增強，可以單拷貝或多拷貝串連形式存在。增強效應(yīng)、位置可遠近、方向可正反、必須有啟動子、無啟動子特異性、效應(yīng)、位置可遠近、方向可正反、必須有啟動子、無啟動子特異性、需要特定蛋白參與、有組織或細胞特異性。需要特定蛋白參與、有組織或細胞特異性。 沉默子沉默子 在酵母以及在在酵母以及在T T淋巴細胞的淋巴細胞的T T抗原受體基因的轉(zhuǎn)錄和重

7、排抗原受體基因的轉(zhuǎn)錄和重排中證實這種負調(diào)控順式元件的存在。沉默子的作用可不受序列方向中證實這種負調(diào)控順式元件的存在。沉默子的作用可不受序列方向的影響，也能遠距離發(fā)揮作用，并可對異源基因的表達起作用。的影響，也能遠距離發(fā)揮作用，并可對異源基因的表達起作用。 細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控二、反式作用因子二、反式作用因子( (trans-acting factors) trans-acting factors) 1.1.轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子( (transcription factors, TF)transcription factors, TF) 與與RNARNA聚合酶聚合酶、相應(yīng)的轉(zhuǎn)

8、錄因子分別稱為相應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子分別稱為TFTF、TFTF、TFTF。為球狀蛋白為球狀蛋白, ,具有具有DNADNA結(jié)合域和轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域結(jié)合域和轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域. . 細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控 例如酵母細胞的例如酵母細胞的Gal1Gal1基因的表達基因的表達細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控蛋白結(jié)構(gòu)類型：蛋白結(jié)構(gòu)類型：螺旋螺旋- -轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角- -螺旋（螺旋（helix-turn-helixhelix-turn-helix HTH HTH） 由兩個短由兩個短-螺旋片段組成螺旋片段組成, ,各約各約7-97-9個氨基酸殘基長個氨基酸殘基長, ,中間由一條中間由一條-轉(zhuǎn)角分

9、隔開。轉(zhuǎn)角分隔開。 細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控鋅指結(jié)構(gòu)（鋅指結(jié)構(gòu)（Zn fingerZn finger） 鋅指由大約鋅指由大約3030個氨基酸殘基組成個氨基酸殘基組成, ,其中的其中的4 4個殘基或者是半胱氨酸個殘基或者是半胱氨酸( (CysCys),),或者是兩個半肽氨酸或者是兩個半肽氨酸( (CysCys) )和兩個組氨酸和兩個組氨酸(His),(His),與一個鋅與一個鋅(Zn)(Zn)原原子配位。子配位。 細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)（亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)（leucineleucine zipper zipper） 一種特殊的一種特殊的-螺旋螺

10、旋, ,這些這些-螺旋的顯著特點是亮氨酸的頻繁出現(xiàn)螺旋的顯著特點是亮氨酸的頻繁出現(xiàn), ,每每7 7個氨基酸殘基出現(xiàn)個氨基酸殘基出現(xiàn)1 1個亮氨酸個亮氨酸, ,使之沿著使之沿著-螺旋的疏水側(cè)排列成直螺旋的疏水側(cè)排列成直線。線。 細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控 激活方式激活方式細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控 蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)與DNADNA、蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用、蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)節(jié) hnRNAhnRNA的修飾加工的修飾加工 戴帽、加尾、剪切戴帽、加尾、剪切細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控mRNAmRNA前體的選擇性拼接前體的選擇性拼接細胞生物學(xué)細胞生物學(xué)基因表達調(diào)控基因表達調(diào)控mRNAmRNA的選擇性運輸?shù)倪x擇性運輸 海膽囊胚細胞中有海膽囊胚細胞中有2000020000種種hnRNAhnRNA，而僅有，而僅有1300013000種種mRNAmRNA；成體腸；成體腸細胞中有細胞中有2500025000種種hn