基因表達(dá)調(diào)控

1、Regulation of Gene Expression第十三章第十三章 基因表達(dá)調(diào)控基因表達(dá)調(diào)控 通常情況下，真核生物細(xì)胞只有通常情況下，真核生物細(xì)胞只有2-15%的基因處于有轉(zhuǎn)錄活性的狀態(tài)。的基因處于有轉(zhuǎn)錄活性的狀態(tài)。 表達(dá)調(diào)控是研究不同的環(huán)境和條件以及表達(dá)調(diào)控是研究不同的環(huán)境和條件以及各種因素如何令基因各種因素如何令基因表達(dá)或不表達(dá)表達(dá)或不表達(dá)，而，而且按一定的時間、空間有次序高效地運(yùn)且按一定的時間、空間有次序高效地運(yùn)作。作。 調(diào)控水平：調(diào)控水平： 轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后、翻譯、翻譯后轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后、翻譯、翻譯后第十三章第十三章 基因表達(dá)調(diào)控基因表達(dá)調(diào)控 調(diào)控：調(diào)控： 細(xì)胞代謝的調(diào)控（細(xì)胞生存、適

2、應(yīng)內(nèi)環(huán)境）細(xì)胞代謝的調(diào)控（細(xì)胞生存、適應(yīng)內(nèi)環(huán)境）基因表達(dá)的調(diào)控（生命延續(xù)、適應(yīng)大環(huán)境）基因表達(dá)的調(diào)控（生命延續(xù)、適應(yīng)大環(huán)境） 多水平的調(diào)控、多途徑的調(diào)控多水平的調(diào)控、多途徑的調(diào)控 調(diào)控特點(diǎn)：復(fù)雜、多變、靈敏、準(zhǔn)確調(diào)控特點(diǎn)：復(fù)雜、多變、靈敏、準(zhǔn)確第一節(jié)、原核生物的操縱子調(diào)控模式第一節(jié)、原核生物的操縱子調(diào)控模式 操縱子操縱子： 幾個相關(guān)基因排列在一起，轉(zhuǎn)錄出一個幾個相關(guān)基因排列在一起，轉(zhuǎn)錄出一個 mRNA，翻譯出多種具相關(guān)功能的蛋白翻譯出多種具相關(guān)功能的蛋白質(zhì)，完成一個功能質(zhì)，完成一個功能 。 有一個調(diào)控成分。有一個調(diào)控成分。 是原核生物的轉(zhuǎn)錄單位。是原核生物的轉(zhuǎn)錄單位。 第一節(jié)、原核生物的操縱子

3、調(diào)控模式第一節(jié)、原核生物的操縱子調(diào)控模式一、酶的誘導(dǎo)（一、酶的誘導(dǎo)（enzyme induction）二、操縱子（二、操縱子（operon）的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能三、乳糖操縱子（三、乳糖操縱子（Lac operon）與色氨與色氨 酸操縱子（酸操縱子（Trp operon）四、四、 cAMP對轉(zhuǎn)錄的調(diào)控對轉(zhuǎn)錄的調(diào)控五、原核生物轉(zhuǎn)錄的整體調(diào)控模式五、原核生物轉(zhuǎn)錄的整體調(diào)控模式induceraddedinducerremoved酶蛋白合成量酶蛋白合成量細(xì)胞孵育時間細(xì)胞孵育時間一、誘導(dǎo)現(xiàn)象一、誘導(dǎo)現(xiàn)象由底物導(dǎo)致利用該底物的酶的合由底物導(dǎo)致利用該底物的酶的合成增加。成增加。一、誘導(dǎo)現(xiàn)象一、誘導(dǎo)現(xiàn)象葡萄

4、糖葡萄糖乳糖乳糖 無無半乳糖苷酶半乳糖苷酶乳糖乳糖葡萄糖葡萄糖+半乳糖半乳糖一、誘導(dǎo)現(xiàn)象一、誘導(dǎo)現(xiàn)象 酶的誘導(dǎo)是生物進(jìn)化中的一種合理、經(jīng)酶的誘導(dǎo)是生物進(jìn)化中的一種合理、經(jīng)濟(jì)地利用有限資源的本能。濟(jì)地利用有限資源的本能。 酶的誘導(dǎo)是低等生物的普遍現(xiàn)象。酶的誘導(dǎo)是低等生物的普遍現(xiàn)象。 1961年，年，Jacob and Monod提出了操縱子提出了操縱子學(xué)說。學(xué)說。 酶誘導(dǎo)的本質(zhì)：代謝物對催化本身代謝酶誘導(dǎo)的本質(zhì)：代謝物對催化本身代謝的酶的合成量調(diào)節(jié)。的酶的合成量調(diào)節(jié)。二、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能二、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能 操縱子操縱子阻遏物基因阻遏物基因 上游啟動子上游啟動子 操縱基因操縱基因 一組結(jié)構(gòu)基

5、因一組結(jié)構(gòu)基因 R ( i ) P O S inhibitor promotor operator structural gene gene二、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能二、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能 啟動子啟動子是結(jié)合是結(jié)合RNA聚合酶的聚合酶的DNA序列序列 強(qiáng)：強(qiáng)：-35TTGACA、-10TATAAT 弱：弱：-35區(qū)共有序列區(qū)共有序列 -10Pribnow不一致不一致一般：基因工程選用強(qiáng)啟動子，或雜交融一般：基因工程選用強(qiáng)啟動子，或雜交融合生成新啟動子合生成新啟動子二、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能二、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能Lac operon的啟動的啟動子子 Plac的的-10Trp operon的啟動的啟動子子

6、Ptrp的的-35PtacPtac-17二、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能二、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能 操縱基因操縱基因是結(jié)合阻遏物的部位，位于啟是結(jié)合阻遏物的部位，位于啟動子和結(jié)構(gòu)基因之間，可與啟動子部分動子和結(jié)構(gòu)基因之間，可與啟動子部分重疊。是重疊。是RNA聚合酶是否能通過的開關(guān)。聚合酶是否能通過的開關(guān)。 無阻遏物時，無阻遏物時，O區(qū)開放讓酶通過并轉(zhuǎn)錄區(qū)開放讓酶通過并轉(zhuǎn)錄下游的結(jié)構(gòu)基因下游的結(jié)構(gòu)基因 有阻遏物時酶就不能通過有阻遏物時酶就不能通過二、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能二、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能 阻遏物基因阻遏物基因 ： 產(chǎn)生阻遏物，位于離操縱產(chǎn)生阻遏物，位于離操縱子較遠(yuǎn)的上游區(qū)。子較遠(yuǎn)的上游區(qū)。 負(fù)調(diào)控：起調(diào)控作

7、用的蛋白質(zhì)分子抑制負(fù)調(diào)控：起調(diào)控作用的蛋白質(zhì)分子抑制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄關(guān)閉的基因由代謝底物開放（誘導(dǎo)）關(guān)閉的基因由代謝底物開放（誘導(dǎo)）-阻遏物失活阻遏物失活開放的基因由代謝底物關(guān)閉（阻遏）開放的基因由代謝底物關(guān)閉（阻遏）-阻遏物激活阻遏物激活二、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能二、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能 操縱子操縱子：結(jié)構(gòu)基因、上游啟動子：結(jié)構(gòu)基因、上游啟動子(P)和操縱基和操縱基因因(O)組成。組成。P和和O合稱合稱調(diào)控區(qū)調(diào)控區(qū)可誘導(dǎo)和可阻遏的操縱子可誘導(dǎo)和可阻遏的操縱子類類型型可可誘誘導(dǎo)導(dǎo)可可阻阻遏遏結(jié)結(jié)合合 O 方方式式i 基基因因產(chǎn)產(chǎn)物物i 基基因因產(chǎn)產(chǎn)物物加加上上代代謝謝終終產(chǎn)產(chǎn)物物O 的的開開放放方方式式由由

8、代代謝謝底底物物開開放放通通常常開開放放由由代代謝謝終終產(chǎn)產(chǎn)物物關(guān)關(guān)閉閉結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)基基因因產(chǎn)產(chǎn)物物功功能能分分解解代代謝謝合合成成代代謝謝LacTrp三、乳糖操縱子和色氨酸操縱子三、乳糖操縱子和色氨酸操縱子乳糖操縱子乳糖操縱子 操縱子的三個結(jié)構(gòu)基因?yàn)椴倏v子的三個結(jié)構(gòu)基因?yàn)?-半乳糖苷酶、半乳糖苷酶、 -半乳糖苷通透酶和半乳糖苷通透酶和 -半乳糖苷乙酰轉(zhuǎn)半乳糖苷乙酰轉(zhuǎn)移酶移酶。 在無乳糖時，在無乳糖時，阻遏阻遏蛋白與蛋白與O區(qū)結(jié)合，阻區(qū)結(jié)合，阻止止RNA聚合酶的轉(zhuǎn)錄聚合酶的轉(zhuǎn)錄 在有乳糖時，乳糖與在有乳糖時，乳糖與阻遏蛋白阻遏蛋白結(jié)合后，結(jié)合后，改變了阻遏蛋白的結(jié)構(gòu)，使其不能與改變了阻遏蛋白的結(jié)構(gòu)

9、，使其不能與O區(qū)結(jié)合。區(qū)結(jié)合。(1kb)(155000) DDRPDDRP色氨酸操縱子色氨酸操縱子 色氨酸操縱子有色氨酸操縱子有5個結(jié)構(gòu)基因個結(jié)構(gòu)基因 D、E基因：共產(chǎn)生基因：共產(chǎn)生鄰氨基苯甲酸合成酶鄰氨基苯甲酸合成酶 C基因：產(chǎn)物是基因：產(chǎn)物是吲哚甘油磷酸合成酶吲哚甘油磷酸合成酶 B、A基因：共同產(chǎn)物是基因：共同產(chǎn)物是色氨酸合成酶色氨酸合成酶 這些基因一起轉(zhuǎn)錄翻譯后可進(jìn)行色氨酸這些基因一起轉(zhuǎn)錄翻譯后可進(jìn)行色氨酸的合成。的合成。 色氨酸合成僅限細(xì)菌。色氨酸合成僅限細(xì)菌。色氨酸操縱子調(diào)控方式色氨酸操縱子調(diào)控方式（-）（+）乳糖和色氨酸操縱子的共同點(diǎn)乳糖和色氨酸操縱子的共同點(diǎn) 以負(fù)調(diào)控方式為主：蛋

10、白質(zhì)分子（阻遏以負(fù)調(diào)控方式為主：蛋白質(zhì)分子（阻遏物）對受調(diào)控的區(qū)域起抑制作用。物）對受調(diào)控的區(qū)域起抑制作用。 由低分子物質(zhì)（底物或產(chǎn)物）影響蛋白由低分子物質(zhì)（底物或產(chǎn)物）影響蛋白質(zhì)對質(zhì)對DNA的結(jié)合。的結(jié)合。 結(jié)果：結(jié)果： 既滿足細(xì)胞生長需求，又不無謂浪費(fèi)。既滿足細(xì)胞生長需求，又不無謂浪費(fèi)。乳糖和色氨酸操縱子的不同點(diǎn)乳糖和色氨酸操縱子的不同點(diǎn) 乳糖操縱子乳糖操縱子 色氨酸操縱子色氨酸操縱子 阻遏物阻遏物阻遏物阻遏物R基因基因R基因基因阻遏物阻遏物阻遏物阻遏物代謝物代謝物基因開放基因開放 基因關(guān)閉基因關(guān)閉四、四、cAMP對轉(zhuǎn)錄的調(diào)控對轉(zhuǎn)錄的調(diào)控 在乳糖和葡萄糖都存在時，在乳糖和葡萄糖都存在時，哪

11、種糖被優(yōu)先利用？哪種糖被優(yōu)先利用？ 四、四、cAMP對轉(zhuǎn)錄的調(diào)控對轉(zhuǎn)錄的調(diào)控 乳糖操縱子的啟動子屬于弱啟動子乳糖操縱子的啟動子屬于弱啟動子 正調(diào)控方式正調(diào)控方式 CAP：catabolite gene activator protein 分解代謝基因活化蛋白，受分解代謝基因活化蛋白，受cAMP激活激活 cAMP-CAP復(fù)合物復(fù)合物：結(jié)合于：結(jié)合于DNA上游的上游的CAP位點(diǎn)，促進(jìn)分解代謝基因表達(dá)位點(diǎn)，促進(jìn)分解代謝基因表達(dá) CAP位點(diǎn)位點(diǎn)：位于：位于PO上游，屬正調(diào)控位點(diǎn)上游，屬正調(diào)控位點(diǎn)四、四、cAMP對轉(zhuǎn)錄的調(diào)控對轉(zhuǎn)錄的調(diào)控 培養(yǎng)基中有葡萄糖時：葡萄糖代謝引起培養(yǎng)基中有葡萄糖時：葡萄糖代謝引

12、起細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)cAMP水平下降，乳糖操縱子基因水平下降，乳糖操縱子基因關(guān)閉。關(guān)閉。 培養(yǎng)基中葡萄糖不足時：培養(yǎng)基中葡萄糖不足時： cAMP水平升水平升高，高， cAMP-CAP復(fù)合物生成，復(fù)合物生成， cAMP使使CAP變構(gòu)，而與變構(gòu)，而與CAP位點(diǎn)結(jié)合，促進(jìn)乳位點(diǎn)結(jié)合，促進(jìn)乳糖操縱子基因的轉(zhuǎn)錄，以便細(xì)胞利用乳糖操縱子基因的轉(zhuǎn)錄，以便細(xì)胞利用乳糖。糖。四、四、cAMP對轉(zhuǎn)錄的調(diào)控對轉(zhuǎn)錄的調(diào)控1阿拉伯糖操縱子阿拉伯糖操縱子 B、A、D：編碼三種酶，共催化阿拉伯編碼三種酶，共催化阿拉伯糖的代謝。糖的代謝。 C：R1（阻遏蛋白），變構(gòu)后成阻遏蛋白），變構(gòu)后成R2。 起始區(qū)起始區(qū)：initiator（

13、I） R1 和和R2在變構(gòu)前后，分別執(zhí)行負(fù)和正調(diào)在變構(gòu)前后，分別執(zhí)行負(fù)和正調(diào)控功能。控功能。 誘導(dǎo)物可以使抑制蛋白在誘導(dǎo)物可以使抑制蛋白在R1和和R2兩種構(gòu)兩種構(gòu)象之間轉(zhuǎn)變。象之間轉(zhuǎn)變。阿拉伯糖操縱子阿拉伯糖操縱子五、原核生物轉(zhuǎn)錄的整體調(diào)控模式五、原核生物轉(zhuǎn)錄的整體調(diào)控模式 調(diào)節(jié)子調(diào)節(jié)子：regulon 操縱子是基因表達(dá)的基本單元，成群操縱操縱子是基因表達(dá)的基本單元，成群操縱子所組成的高一級的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)稱為調(diào)節(jié)子子所組成的高一級的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)稱為調(diào)節(jié)子 調(diào)節(jié)原理調(diào)節(jié)原理： 內(nèi)、外環(huán)境的變化通過傳感器內(nèi)、外環(huán)境的變化通過傳感器使膜內(nèi)產(chǎn)生信號，這種信號可同時作用于使膜內(nèi)產(chǎn)生信號，這種信號可同時作用于多個

14、操縱子，或激活或抑制，從而達(dá)到群多個操縱子，或激活或抑制，從而達(dá)到群體協(xié)調(diào)的目的。體協(xié)調(diào)的目的。調(diào)節(jié)子模式調(diào)節(jié)子模式SOS修復(fù)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)子修復(fù)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)子 DNA損傷和復(fù)制受阻是刺激因子和信號。損傷和復(fù)制受阻是刺激因子和信號。 LexA蛋白是一系列操縱子的阻遏物。蛋白是一系列操縱子的阻遏物。 recA基因基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RecA蛋白蛋白可水解可水解LexA蛋白。蛋白。 LexA阻遏阻遏recA基因，基因，RecA蛋白可水解蛋白可水解LexA蛋白，二者之間的平衡移動，使細(xì)蛋白，二者之間的平衡移動，使細(xì)胞在應(yīng)急時可迅速啟動大量基因的轉(zhuǎn)錄。胞在應(yīng)急時可迅速啟動大量基因的轉(zhuǎn)錄。SOS修復(fù)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)

15、子修復(fù)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)子第二節(jié)、真核生物的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控第二節(jié)、真核生物的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控 真核生物的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控更為復(fù)雜：真核生物的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控更為復(fù)雜： 總量大：總量大：30億億bp，10萬基因萬基因 分散在各染色體上，分散在各染色體上，23對染色體：定位對染色體：定位 大量的內(nèi)含子：比結(jié)構(gòu)基因多十?dāng)?shù)倍大量的內(nèi)含子：比結(jié)構(gòu)基因多十?dāng)?shù)倍 大量的重復(fù)序列：重復(fù)次數(shù)可達(dá)幾千大量的重復(fù)序列：重復(fù)次數(shù)可達(dá)幾千百萬次百萬次 更多的蛋白質(zhì)參與更多的蛋白質(zhì)參與 基因的多態(tài)性：不同的地域、人種、個體基因的多態(tài)性：不同的地域、人種、個體一、人類基因的研究一、人類基因的研究 基因組：基因組：DNA雙螺旋雙螺旋 天書天書 人

16、類基因組即將全部破譯，一本書已通人類基因組即將全部破譯，一本書已通讀一遍，但閱讀理解的任務(wù)還剛開始。讀一遍，但閱讀理解的任務(wù)還剛開始。一、人類基因的研究一、人類基因的研究 人類基因組計(jì)劃人類基因組計(jì)劃：（HGP） human genomic project 對人類基因組大約對人類基因組大約30億核苷酸對的全序億核苷酸對的全序列測定。列測定。 在完成結(jié)構(gòu)分析過程中，對基因的在完成結(jié)構(gòu)分析過程中，對基因的功能功能，包括其表達(dá)包括其表達(dá)調(diào)控調(diào)控，作進(jìn)一步研究，以便，作進(jìn)一步研究，以便徹底了解生命的奧秘。徹底了解生命的奧秘。HGP的內(nèi)容的內(nèi)容 建立人類基因組高分辨率的遺傳圖譜建立人類基因組高分辨率的遺

17、傳圖譜 完成全部人類染色體的各種物理圖譜及選擇某完成全部人類染色體的各種物理圖譜及選擇某些模型生物的些模型生物的DNA物理圖譜。物理圖譜。 人類人類DNA和模型生物的和模型生物的DNA全部序列的測定。全部序列的測定。 建立收集、儲存、分類和分析所有有關(guān)資料和建立收集、儲存、分類和分析所有有關(guān)資料和數(shù)據(jù)的工作系統(tǒng)。數(shù)據(jù)的工作系統(tǒng)。 創(chuàng)建完成以上目標(biāo)所需的新技術(shù)、新方法。創(chuàng)建完成以上目標(biāo)所需的新技術(shù)、新方法。二、基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件二、基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件 分子辨認(rèn)：分子辨認(rèn)：molecular recognition 探討探討DNA-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)之間蛋白質(zhì)之間的辨認(rèn)與結(jié)合的機(jī)制，

18、以及與調(diào)控的關(guān)的辨認(rèn)與結(jié)合的機(jī)制，以及與調(diào)控的關(guān)系。系。二、基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件二、基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件 TATA box：-30區(qū)區(qū) CAAT box 啟動子啟動子 GC box 上游活化序列：（上游活化序列：（USA） upstream activator sequence 應(yīng)答元件與可誘導(dǎo)因子：應(yīng)答元件與可誘導(dǎo)因子：-200bp 八聚體八聚體TATA box：免疫球蛋白免疫球蛋白增強(qiáng)子的特點(diǎn)增強(qiáng)子的特點(diǎn) 增強(qiáng)子增強(qiáng)子：enhancer 它是在遠(yuǎn)距離影響啟動的轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件，它是在遠(yuǎn)距離影響啟動的轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件，必須被蛋白質(zhì)因子結(jié)合后才能發(fā)揮增強(qiáng)轉(zhuǎn)必須被蛋白質(zhì)因子結(jié)合后才能發(fā)揮增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄的功能。錄的功能

19、。 增強(qiáng)子影響啟動子，但沒有嚴(yán)格的專一性。增強(qiáng)子影響啟動子，但沒有嚴(yán)格的專一性。 增強(qiáng)子作用無方向性。增強(qiáng)子作用無方向性。二、基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件二、基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件 順式作用元件順式作用元件：真核生物結(jié)構(gòu)基因上游：真核生物結(jié)構(gòu)基因上游的調(diào)控區(qū)，有特定的相似或一致性的序的調(diào)控區(qū)，有特定的相似或一致性的序列。列。 反式作用因子反式作用因子：和順式作用元件相結(jié)合：和順式作用元件相結(jié)合或間接影響其作用的蛋白質(zhì)因子。或間接影響其作用的蛋白質(zhì)因子。真核生物真核生物RNA pol II轉(zhuǎn)錄的基因轉(zhuǎn)錄的基因RNA聚合酶聚合酶II的轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子功能TFIIA穩(wěn)定 TFIIDTFIIB促進(jìn) RNA p

20、ol II 結(jié)合TFIID辨認(rèn) TATATFIIEATPaseTFIIF解旋酶TFII-I促進(jìn) TFIID 結(jié)合轉(zhuǎn)錄前起始復(fù)合物轉(zhuǎn)錄前起始復(fù)合物 TFIID是唯一與是唯一與 DNA特異位點(diǎn)即特異位點(diǎn)即TATA盒結(jié)合的轉(zhuǎn)盒結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子。錄因子。 TATA和和TFIID、TFIIA、TFIIB、RNApolII、TFIIF和和TFIIE形形成成轉(zhuǎn)錄前起始復(fù)轉(zhuǎn)錄前起始復(fù)合物合物(PIC)。反式作用因子性質(zhì)反式作用因子性質(zhì) 同一同一DNA序列可被不同蛋白質(zhì)識別，同一蛋白序列可被不同蛋白質(zhì)識別，同一蛋白質(zhì)因子也可與多種不同質(zhì)因子也可與多種不同DNA序列結(jié)合序列結(jié)合 。 DNA與蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)的結(jié)合的結(jié)

21、合少數(shù)是直接結(jié)合，多數(shù)是少數(shù)是直接結(jié)合，多數(shù)是蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用后再影響蛋白質(zhì)相互作用后再影響DNA。 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)或DNA-蛋白質(zhì)結(jié)合后，可導(dǎo)致構(gòu)蛋白質(zhì)結(jié)合后，可導(dǎo)致構(gòu)象上的變化。象上的變化。 反式作用因子在自身生物合成過程中，有相當(dāng)大反式作用因子在自身生物合成過程中，有相當(dāng)大的可變性和可塑性。的可變性和可塑性。三、順式作用元件與反式作用因子的結(jié)合三、順式作用元件與反式作用因子的結(jié)合 反式作用因子蛋白質(zhì)至少包括三個功能反式作用因子蛋白質(zhì)至少包括三個功能域：域：DNA識別結(jié)合域識別結(jié)合域、轉(zhuǎn)錄活性域轉(zhuǎn)錄活性域和和結(jié)結(jié)合其它蛋白的結(jié)合域合其它蛋白的結(jié)合域。 模體：（模體

22、：（motif）在結(jié)合域中存在的一些在結(jié)合域中存在的一些局部對稱二聚體。局部對稱二聚體。 在在DNA的的某些某些序列中，也存在一定的對序列中，也存在一定的對稱性。稱性。 順式作用元件與反式作用因子的結(jié)合與順式作用元件與反式作用因子的結(jié)合與這些對稱區(qū)域有關(guān)。這些對稱區(qū)域有關(guān)。三、順式作用元件與反式作用因子的結(jié)合三、順式作用元件與反式作用因子的結(jié)合 DNA結(jié)構(gòu)簡單：結(jié)構(gòu)簡單：開放或關(guān)閉開放或關(guān)閉 序列不變序列不變蛋白質(zhì)因子：蛋白質(zhì)因子：復(fù)雜、多變復(fù)雜、多變 二者結(jié)合二者結(jié)合基因表達(dá)調(diào)控的多變性基因表達(dá)調(diào)控的多變性螺旋螺旋-轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角-螺旋、螺旋、螺旋螺旋-環(huán)環(huán)-螺旋螺旋 兩個亞基通過兩個亞基通過 -

23、折折疊形成二聚體，相疊形成二聚體，相當(dāng)于當(dāng)于DNA的一個的一個螺距。螺距。鋅指鋅指 鋅是很多酶的輔助因子鋅是很多酶的輔助因子 鋅指鋅指：（：（Zinc finger）鋅螯合在多肽鏈中，鋅螯合在多肽鏈中，以配價鍵和半胱氨酸殘基或組氨酸殘基結(jié)合。以配價鍵和半胱氨酸殘基或組氨酸殘基結(jié)合。 Cys2/His2型：型： Cys-X24- Cys-X3-Phe-Leu- X2 -His- X3- His Cys2/ Cys2型：型： Cys-X2- Cys-X13 -Cys-X2- Cys 一個單位以指部伸入一個單位以指部伸入DNA雙螺旋的深溝，接雙螺旋的深溝，接觸觸5 個核苷酸。個核苷酸。鋅指鋅指 亮氨

24、酸拉鏈亮氨酸拉鏈(Leu zipper)： 兩組平行的帶亮氨酸的兩組平行的帶亮氨酸的螺旋形成的對稱螺旋形成的對稱二聚體。二聚體。 DNA結(jié)合蛋白的結(jié)合蛋白的C端，每隔端，每隔7個氨基酸出現(xiàn)個氨基酸出現(xiàn)一個亮氨酸。一個亮氨酸。 蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的 螺旋每圈為螺旋每圈為 3.6 個氨基酸殘基。個氨基酸殘基。每二圈出現(xiàn)的每二圈出現(xiàn)的亮氨酸與軸平行列在同一直線亮氨酸與軸平行列在同一直線上，構(gòu)成拉鏈的一半。上，構(gòu)成拉鏈的一半。亮氨酸拉鏈亮氨酸拉鏈亮氨酸拉鏈亮氨酸拉鏈常出現(xiàn)于常出現(xiàn)于真核生物真核生物 DNA結(jié)合結(jié)合蛋白的蛋白的C 端，與癌端，與癌基因表達(dá)基因表達(dá)調(diào)控功能調(diào)控功能有關(guān)。有關(guān)。第三節(jié)、癌基因第三

25、節(jié)、癌基因 癌基因癌基因：oncogene，onc 能使細(xì)胞癌變的能使細(xì)胞癌變的DNA序列。序列。 首先在致癌首先在致癌病毒中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)已證實(shí)它是正常存在于生病毒中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)已證實(shí)它是正常存在于生物基因組內(nèi)。物基因組內(nèi)。 致癌性致癌性：正?；虻牟徽１磉_(dá)的后果：正常基因的不正常表達(dá)的后果 癌癥癌癥：基因以特殊形式表達(dá)后的性狀：基因以特殊形式表達(dá)后的性狀 原癌基因原癌基因：（：（pro-onc） 正常存在于生物基因組內(nèi)的癌基因。正常存在于生物基因組內(nèi)的癌基因。 第三節(jié)、癌基因第三節(jié)、癌基因一、病毒癌基因和細(xì)胞癌基因一、病毒癌基因和細(xì)胞癌基因二、癌基因分類二、癌基因分類三、癌基因激活三、癌基因激活四

26、、抑癌基因四、抑癌基因 病毒癌基因：病毒癌基因：V-onco 細(xì)胞癌基因：細(xì)胞癌基因：c-onco 把致癌病毒與正常細(xì)胞一起培養(yǎng)，可使把致癌病毒與正常細(xì)胞一起培養(yǎng)，可使正常細(xì)胞變?yōu)榘┘?xì)胞，這個過程稱為正常細(xì)胞變?yōu)榘┘?xì)胞，這個過程稱為 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化。化。 致癌病毒存在的某些核苷酸序列稱為致癌病毒存在的某些核苷酸序列稱為癌癌基因基因，即病毒癌基因。，即病毒癌基因。一、病毒癌基因和細(xì)胞癌基因一、病毒癌基因和細(xì)胞癌基因癌基因表達(dá)產(chǎn)物功能癌基因表達(dá)產(chǎn)物功能 生長因子及其類似物或生長因子的受體。生長因子及其類似物或生長因子的受體。 酪氨酸蛋白激酶。酪氨酸蛋白激酶。 結(jié)合結(jié)合GTP而影響細(xì)胞內(nèi)的信號系統(tǒng)。而影響細(xì)胞內(nèi)的信號系統(tǒng)。 結(jié)合結(jié)合DNA發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)控的作用，甚至影發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)控的作用，甚至影響復(fù)制過程。響復(fù)制過程。二、癌基因的分類二、癌基因的分類 src家族：家族：src、