轉(zhuǎn)錄及其調(diào)控課件

1、第三章轉(zhuǎn)錄及其調(diào)控第三章轉(zhuǎn)錄及其調(diào)控第三章轉(zhuǎn)錄及其調(diào)控重點(diǎn)難點(diǎn)轉(zhuǎn)錄、啟動(dòng)子、增強(qiáng)子的概念轉(zhuǎn)錄反應(yīng)體系原核生物轉(zhuǎn)錄的大致過程真核生物轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)方式原核生物的操縱子模式真核生物的順式作用元件與反式作用因子2021/2/42重點(diǎn)難點(diǎn)轉(zhuǎn)錄、啟動(dòng)子、增強(qiáng)子的概念轉(zhuǎn)錄反應(yīng)體系原核生物轉(zhuǎn)錄的大致過程真核生物轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)方式原核生物的操縱子模式真核生物的順式作用元件與反式作用因子2021/2/42生物體在遺傳信息傳遞過程中，以DNA為模板，在DNA依賴的RNA聚合酶（DNA-dependent RNA polymerase）催化下，以4種三磷酸核苷（ATP、GTP、CTP、UTP）為

2、原料，合成RNA的過程稱為轉(zhuǎn)錄（transcription）。2021/2/43復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別復(fù)制轉(zhuǎn)錄模板兩股鏈均復(fù)制全部基因組被復(fù)制只有模板鏈轉(zhuǎn)錄（不對稱轉(zhuǎn)錄）任一種細(xì)胞內(nèi)僅部分基因轉(zhuǎn)錄原料dNTPNTP酶DNA聚合酶RNA聚合酶產(chǎn)物子代雙鏈DNAmRNA，tRNA，rRNA等堿基配對A-T，G-CA-T，G-C，A-U2021/2/44目錄第一節(jié) 原核生物轉(zhuǎn)錄第二節(jié) 真核生物轉(zhuǎn)錄第三節(jié) 轉(zhuǎn)錄調(diào)控第四節(jié) 轉(zhuǎn)錄及其調(diào)控系統(tǒng)與藥物2021/2/45第一節(jié)原核生物轉(zhuǎn)錄2021/2/46目錄一、原核生物轉(zhuǎn)錄模板、酶及相關(guān)因子（一）原核生物轉(zhuǎn)錄模板（二）原核生物RNA聚合酶（三）原核生物轉(zhuǎn)錄相關(guān)因子

3、二、原核生物轉(zhuǎn)錄過程（一）原核生物轉(zhuǎn)錄起始（二）原核生物轉(zhuǎn)錄延長（三）原核生物轉(zhuǎn)錄終止2021/2/47一、轉(zhuǎn)錄模板、酶及相關(guān)因子 在DNA分子的雙鏈上，按堿基配對規(guī)律能指導(dǎo)轉(zhuǎn)錄生成RNA的一股鏈作為模板指導(dǎo)轉(zhuǎn)錄，另一股鏈則不轉(zhuǎn)錄，這種模板的選擇性稱為不對稱轉(zhuǎn)錄（asymmetric transcription）。（一）轉(zhuǎn)錄模板2021/2/485GCAGTACATGTC 33 c g t g a t g t a c a g 55GCAGUACAUGUC 3NAla Val His Val C編碼鏈（coding strand）模板鏈（template strand）mRNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯一、

4、轉(zhuǎn)錄模板、酶及相關(guān)因子2021/2/49（二）原核生物RNA聚合酶在模板鏈DNA堿基序列的指導(dǎo)下，按堿基配對規(guī)律把四種核糖核苷三磷酸聚合成RNA鏈。需二價(jià)金屬離子，如Mn2+、Zn2+。不需要引物并且也沒有校正活性。一、轉(zhuǎn)錄模板、酶及相關(guān)因子2021/2/410亞基分子量每分子酶中所含數(shù)目功 能36 5122決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄150 6181與轉(zhuǎn)錄全過程有關(guān)（催化）155 6131結(jié)合DNA 模板11 0001功能尚不清楚70 2631辨認(rèn)起始位點(diǎn)大腸埃希菌（Ecoli）RNA 聚合酶各亞基的功能2稱為全酶（holoenzyme），稱為核心酶（core enzyme）。一、轉(zhuǎn)錄模板、酶及相關(guān)因

5、子2021/2/411（三）原核生物轉(zhuǎn)錄相關(guān)因子由相同亞基組成的六聚體蛋白質(zhì)，亞基分子量46kD。能結(jié)合RNA，以對poly C的結(jié)合力最強(qiáng)，對poly dC/dG組成的DNA的結(jié)合能力低得多。 ATP酶活性和解螺旋酶(helicase)的活性。1.因子 一、轉(zhuǎn)錄模板、酶及相關(guān)因子2021/2/4122.調(diào)節(jié)基因所編碼的因子特異因子 ：決定RNA聚合酶對一個(gè)或一套啟動(dòng)序列的特異性識別和結(jié)合能力；阻遏蛋白：可識別、結(jié)合特異DNA序列，抑制基因轉(zhuǎn)錄，介導(dǎo)負(fù)調(diào)節(jié)；激活蛋白：可結(jié)合啟動(dòng)序列鄰近的DNA序列，提高RNA聚合酶與啟動(dòng)序列結(jié)合能力，增強(qiáng)RNA聚合酶的轉(zhuǎn)錄活性，是一種正調(diào)控。CAP一、轉(zhuǎn)錄模板

6、、酶及相關(guān)因子2021/2/413分解代謝物基因激活蛋白（catabolite gene activator protein,CAP）就是一種典型的激活蛋白。有些基因在沒有激活蛋白存在時(shí)，RNA聚合酶很少或根本不能結(jié)合啟動(dòng)序列，無法轉(zhuǎn)錄。3.其他因子 除上述因子外，還有一些蛋白質(zhì)參與轉(zhuǎn)錄過程。例如，大腸埃希菌的nusA蛋白能協(xié)助RNA聚合酶識別某些特征性的終止位點(diǎn)。一、轉(zhuǎn)錄模板、酶及相關(guān)因子2021/2/414二、原核生物轉(zhuǎn)錄過程（一）原核生物轉(zhuǎn)錄起始1.原核生物RNA聚合酶與模板的辨認(rèn)結(jié)合原核生物通常是以操縱子（operon）作為轉(zhuǎn)錄和調(diào)控的基本單位。 結(jié)構(gòu)基因 啟動(dòng)子 其他調(diào)控序列(pro

7、moter)RNA-pol2021/2/415RNA聚合酶保護(hù)法二、原核生物轉(zhuǎn)錄過程2021/2/416二、原核生物轉(zhuǎn)錄過程開始轉(zhuǎn)錄T T G A C AA A C T G T-35 區(qū)(Pribnow box)T A T A A T Pu A T A T T A Py-10 區(qū)1-30-5010-10-40-205 3 3 5 RNA-pol辨認(rèn)位點(diǎn)(recognition site) 55RNA聚合酶保護(hù)區(qū)結(jié)構(gòu)基因332021/2/4172.原核生物轉(zhuǎn)錄起始過程閉合轉(zhuǎn)錄復(fù)合體（closed transcription comple）形成；開放轉(zhuǎn)錄復(fù)合體（open transcription

8、 complex）形成；轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物形成。二、原核生物轉(zhuǎn)錄過程RNApol (2) - DNA - pppGpN- OH 3轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物:5-pppG -OH + NTP 5-pppGpN - OH 3 + ppi2021/2/418二、原核生物轉(zhuǎn)錄過程E.coli的轉(zhuǎn)錄起始和延長 2021/2/419（二）原核生物轉(zhuǎn)錄延長二、原核生物轉(zhuǎn)錄過程1. 亞基脫落，RNApol聚合酶核心酶變構(gòu)，與模板結(jié)合松弛，沿著DNA模板前移； 2. 在核心酶作用下，NTP不斷聚合，RNA鏈不斷延長。(NMP) n + NTP (NMP) n+1 + PPi2021/2/420二、原核生物轉(zhuǎn)錄過程大腸埃希菌的

9、轉(zhuǎn)錄泡局部結(jié)構(gòu)示意圖轉(zhuǎn)錄泡(transcription bubble)：RNA-pol （核心酶） DNA RNA2021/2/421二、原核生物轉(zhuǎn)錄過程原核生物轉(zhuǎn)錄延長與蛋白質(zhì)的翻譯同時(shí)進(jìn)行53DNA核糖體RNARNA聚合酶在同一DNA模板上，有多個(gè)轉(zhuǎn)錄同時(shí)在進(jìn)行；轉(zhuǎn)錄尚未完成，翻譯已在進(jìn)行。 2021/2/422（三）原核生物轉(zhuǎn)錄終止當(dāng)RNA聚合酶核心酶（）滑行到操縱子的終止部位時(shí)，就在DNA模板上停頓下來不再前行，轉(zhuǎn)錄生成的RNA產(chǎn)物鏈從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物上脫落下來，即轉(zhuǎn)錄終止（termination）。原核生物轉(zhuǎn)錄終止包括依賴因子的與非依賴因子的二種轉(zhuǎn)錄終止機(jī)制。二、原核生物轉(zhuǎn)錄過程2021/

10、2/423二、原核生物轉(zhuǎn)錄過程1.依賴因子的轉(zhuǎn)錄終止2021/2/424二、原核生物轉(zhuǎn)錄過程2.非依賴因子的轉(zhuǎn)錄終止2021/2/425第二節(jié)真核生物轉(zhuǎn)錄2021/2/426目錄一、真核生物轉(zhuǎn)錄酶及相關(guān)因子（一）真核生物RNA聚合酶（二）真核生物轉(zhuǎn)錄相關(guān)因子二、真核生物轉(zhuǎn)錄過程（一）真核生物轉(zhuǎn)錄起始（二）真核生物轉(zhuǎn)錄延長（三）真核生物轉(zhuǎn)錄終止三、真核生物RNA成熟（一）真核生物mRNA的成熟（二）真核生物tRNA的成熟（三）真核生物rRNA的成熟（四）非編碼RNA的加工成熟（五）RNA編輯2021/2/427一、真核生物轉(zhuǎn)錄酶及相關(guān)因子真核生物的RNA種類編碼RNA（mRNA）非編碼RNA管家

11、非編碼RNA：直接或間接參與蛋白質(zhì)合成（tRNA，rRNA，snRNA，snoRNA等）調(diào)控非編碼RNA短鏈非編碼RNA（非編碼小RNA）中鏈非編碼RNA長鏈非編碼RNA2021/2/428一、真核生物轉(zhuǎn)錄酶及相關(guān)因子（一）真核生物RNA聚合酶種類轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物rRNA的前體45S rRNAmRNA前體hnRNA, lncRNA, piRNA, miRNAtRNA, 5S rRNA snRNA對鵝膏蕈堿的反應(yīng)耐受敏感高濃度下敏感細(xì)胞內(nèi)定位核仁核內(nèi)核內(nèi)2021/2/429一、真核生物轉(zhuǎn)錄酶及相關(guān)因子是真核生物中最活躍的RNA聚合酶；最大亞基肽鏈的C末端氨基酸殘基序列為（YSPTSPS）n。不同生物種屬

12、的n值不同，一般在2060。主要由含羥基氨基酸組成的重復(fù)序列，稱為羧基末端結(jié)構(gòu)域（carboxyl terminal domain，CTD）。CTD上的酪氨酸、絲氨酸和蘇氨酸殘基可被蛋白激酶作用發(fā)生磷酸化，在從轉(zhuǎn)錄起始過渡到延長時(shí)有重要作用。RNA聚合酶2021/2/430一、真核生物轉(zhuǎn)錄酶及相關(guān)因子（二）真核生物轉(zhuǎn)錄相關(guān)因子1.轉(zhuǎn)錄因子在真核細(xì)胞核中，能夠協(xié)助RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄RNA的蛋白質(zhì)被統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)錄因子（transcriptional factor，TF）。人類基因組約編碼2 000種轉(zhuǎn)錄因子。真核生物轉(zhuǎn)錄因子種類很多，有多種分類方式。2021/2/431參與RNA-pol轉(zhuǎn)錄的TF的作用

13、轉(zhuǎn)錄因子功能TFDTBP亞基結(jié)合TATA盒TFA輔助TBP-DNA結(jié)合TFB穩(wěn)定TFD-DNA復(fù)合物，結(jié)合RNA polTFE解螺旋酶,結(jié)合TFHTFF促進(jìn)RNA pol結(jié)合及作為其他因子結(jié)合的橋梁TFH解旋酶、作為蛋白激酶催化CTD磷酸化2021/2/432一、真核生物轉(zhuǎn)錄酶及相關(guān)因子2.其他因子 與啟動(dòng)子上游元件結(jié)合的蛋白質(zhì)，稱為上游因子（upstream factor）。上游因子可協(xié)助調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄的效率。與遠(yuǎn)隔調(diào)控序列如增強(qiáng)子等結(jié)合的反式作用因子；在某些特殊生理或病理情況下被誘導(dǎo)產(chǎn)生的可誘導(dǎo)因子。2021/2/433二、真核生物轉(zhuǎn)錄過程（一）真核生物轉(zhuǎn)錄起始真核生物的轉(zhuǎn)錄起始階段，主要是RN

14、A聚合酶、轉(zhuǎn)錄因子TF與DNA模板形成轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物（pre-initiation complex，PIC）的過程2021/2/434二、真核生物轉(zhuǎn)錄過程（二）真核生物轉(zhuǎn)錄延長真核生物轉(zhuǎn)錄延長過程與原核生物大致相似，但因有核膜相隔，沒有轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的現(xiàn)象。 RNA-pol前移處處都遇上核小體。轉(zhuǎn)錄延長過程中可以觀察到核小體移位和解聚現(xiàn)象。 2021/2/435二、真核生物轉(zhuǎn)錄過程（三）真核生物轉(zhuǎn)錄終止真核生物的轉(zhuǎn)錄終止與轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工密切相關(guān)。真核生物RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生hnRNA的過程，直至出現(xiàn)多聚腺苷酸信號為止，即轉(zhuǎn)錄終止的修飾點(diǎn)序成熟mRNA的5端“帽子”結(jié)構(gòu)和3端的poly A尾是

15、在加工過程中產(chǎn)生的2021/2/436三、真核生物RNA成熟在真核生物中，幾乎所有的初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物都需一定程度的加工才能成為具有生物學(xué)功能的RNA分子真核生物初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的成熟主要在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行。成熟過程包括核苷酸的部分水解、剪接反應(yīng)、5端和3端的“加帽”和“加尾”，以及核苷酸的修飾等。2021/2/437三、真核生物RNA成熟幾種主要的修飾方式：1. 剪接(splicing)2. 剪切(cleavage)3. 修飾(modification)5. RNA編輯(RNA editing)4. 添加(addition)2021/2/438三、真核生物RNA成熟（一）真核生物mRNA的成熟1.mRNA

16、的剪接去除初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上的內(nèi)含子，把外顯子連接起來使之成為成熟mRNA的過程稱為剪接。剪接過程中內(nèi)含子區(qū)段彎曲，使相鄰的兩個(gè)外顯子互相靠近而利于剪接，稱為套索RNA。內(nèi)含子近3端的嘌呤甲基化是形成套索所必需的。大多數(shù)內(nèi)含子序列的5端都以GU開始，而以3端AG-OH結(jié)束。5-GUAG-OH-3稱為剪接接口（splicing junction）或邊界序列。2021/2/439三、真核生物RNA成熟hnRNA的剪接發(fā)生在剪接體（splicesome），自20世紀(jì)70年代后期RNA剪接現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)以來，科學(xué)家們一直在探索其中的分子奧秘，中國科學(xué)家施一公研究組2015年8月21日，在科學(xué)(Science)發(fā)

17、表論文闡述了單顆粒冷凍電子顯微技術(shù)（冷凍電鏡）解析的酵母剪接體近原子分辨率的三維結(jié)構(gòu)，并在此結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上分析了剪接體對前體信使RNA執(zhí)行剪接的基本工作機(jī)理。2021/2/440三、真核生物RNA成熟剪接體的裝配和剪接過程2021/2/441三、真核生物RNA成熟剪接過程需兩次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)2021/2/442三、真核生物RNA成熟2. mRNA 5端“加帽”和3端“加尾” 絕大部分真核細(xì)胞成熟mRNA的5端通常都有一個(gè)以7-甲基鳥嘌呤-三磷酸核苷（m7G-5ppp5-N-3）作為起始結(jié)構(gòu)的“帽子”結(jié)構(gòu)，3端有一段長為80250個(gè)核苷酸的多聚腺苷酸（polyA）尾。5端“帽子”結(jié)構(gòu)和3端多聚腺苷酸尾是通

18、過對mRNA前體的加工形成的，并且都先于中段的剪接過程。2021/2/443三、真核生物RNA成熟mRNA的5端帽結(jié)構(gòu)2021/2/444三、真核生物RNA成熟mRNA的5端帽結(jié)構(gòu)的形成2021/2/445AAUAAAG/U53Poly(A)信號Poly(A)位點(diǎn)mRNACPSFG/U53CPSFCFI,CFII,CStFCPSFCStFCFICFIIPAPCPSFCStFCFICFIIPAPATPG/UPPPiCFIICFICStF慢速多腺苷酸化PABCPSFAAAAAAAAAAOHPAPATPPPiPAB快速多腺苷酸化CPSFAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAHOAAAAAAAAAA

19、PAPCPSFAAAAAAAAAAOHPAP多聚腺苷酸尾的形成2021/2/446三、真核生物RNA成熟（二）真核生物tRNA的成熟DNAtRNA前體2021/2/447三、真核生物RNA成熟2021/2/448三、真核生物RNA成熟堿基修飾（2）還原反應(yīng) 如：U DHU（4）脫氨反應(yīng) 如：A I 如：A Am（1）甲基化（3）（4） （3）核苷內(nèi)的轉(zhuǎn)位反應(yīng) 如：U （1）（1）（2）2021/2/449三、真核生物RNA成熟（三）真核生物rRNA的成熟2021/2/450三、真核生物RNA成熟（四）非編碼RNA的加工成熟1.lncRNA lncRNA結(jié)構(gòu)上類似于mRNA，但序列中不存在開放閱

20、讀框。許多已知的lncRNAs由RNA聚合酶催化轉(zhuǎn)錄并經(jīng)可變剪切形成，通常被多聚腺苷酸化。2.短鏈非編碼RNA 短鏈非編碼RNA又稱為非編碼小RNA，這些RNA除了具有催化活性的RNA（核酶）、細(xì)胞核小分子RNA(snRNA)以及核仁小分子RNA（snoRNA）以外，目前人們廣泛關(guān)注的非編碼RNA還有miRNA和siRNA。2021/2/451三、真核生物RNA成熟miRNA 是一類長度在22nt左右的內(nèi)源性snoRNA。由一股具有發(fā)夾環(huán)結(jié)構(gòu)的前體加工后形成。轉(zhuǎn)錄合成是由RNA聚合酶負(fù)責(zé)催化的。siRNA是生物宿主對于外源侵入基因表達(dá)的雙鏈RNA進(jìn)行切割所產(chǎn)生的具有特定長度（21-23bp）和

21、特定序列的小片段RNA。siRNA是由細(xì)胞內(nèi)一類雙鏈RNA，通過酶切轉(zhuǎn)變而來。2021/2/452三、真核生物RNA成熟（五）RNA編輯有些蛋白質(zhì)產(chǎn)物的氨基酸序列并不完全與基因的編碼序列相對應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，某些mRNA前體的核苷酸序列經(jīng)過編輯過程發(fā)生了改變。所謂RNA編輯（RNA editing）是指在mRNA水平上，通過核苷酸的缺失、插入或替換而改變遺傳信息的過程。通過RNA編輯，使得一個(gè)基因可以產(chǎn)生多種氨基酸序列不同、功能不同的蛋白質(zhì)，RNA編輯的結(jié)果不僅擴(kuò)大了遺傳信息，而且使生物能更好地適應(yīng)生存環(huán)境。2021/2/453第三節(jié)轉(zhuǎn)錄調(diào)控2021/2/454目錄一、原核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控（一）原核生

22、物轉(zhuǎn)錄調(diào)控的特點(diǎn)（二）原核生物轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控（三）原核生物轉(zhuǎn)錄終止調(diào)控二、真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控（一）真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控的特點(diǎn)（二）真核生物轉(zhuǎn)錄前調(diào)控（三）真核生物轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控（四）真核生物轉(zhuǎn)錄后調(diào)控2021/2/455一、原核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控（一）原核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控的特點(diǎn)因子識別的特異性：在轉(zhuǎn)錄起始階段，亞基識別特異啟動(dòng)子，不同的因子決定特異基因的轉(zhuǎn)錄激活。操縱子學(xué)說的普遍性：操縱子學(xué)說在原核基因的表達(dá)調(diào)控中具有普遍意義。 負(fù)性調(diào)節(jié)的主導(dǎo)性：特異的阻遏蛋白對操縱子基因轉(zhuǎn)錄起始的阻遏機(jī)制即負(fù)性調(diào)節(jié)十分普遍。2021/2/456（二）原核生物轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控1乳糖操縱子的誘導(dǎo)型調(diào)控一、原核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控1）乳糖操縱子

23、(lac operon)的結(jié)構(gòu) 調(diào)控區(qū)CAP結(jié)合位點(diǎn)啟動(dòng)序列操縱序列 結(jié)構(gòu)基因Z： -半乳糖苷酶Y： 透酶A：乙?；D(zhuǎn)移酶ZYAOPDNA2021/2/4572）乳糖操縱子的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制（1）阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)：一、原核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控2021/2/458（2）CAP的正性調(diào)節(jié)一、原核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控+ + + + 轉(zhuǎn)錄無葡萄糖，cAMP濃度高時(shí)有葡萄糖，cAMP濃度低時(shí)ZYAOPDNACAPCAPCAPCAPCAPCAP2021/2/459（3） 協(xié) 調(diào) 調(diào) 節(jié)一、原核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控2021/2/4602.色氨酸操縱子的阻遏型調(diào)控一、原核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控2021/2/461（三）原核生物轉(zhuǎn)錄終止調(diào)控一、原

24、核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控色氨酸操縱子轉(zhuǎn)錄的衰減調(diào)節(jié)2021/2/462（一）真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控的特點(diǎn)1.有多種RNA聚合酶：RNA pol 、2.轉(zhuǎn)錄激活狀態(tài)的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化對核酸酶敏感；DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化；DNA堿基的甲基化修飾變化；組蛋白變化3.正性調(diào)節(jié)占主導(dǎo)二、真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控2021/2/463（二）真核生物轉(zhuǎn)錄前調(diào)控1.染色體結(jié)構(gòu)對轉(zhuǎn)錄的影響常染色質(zhì)上，結(jié)構(gòu)比較疏松的DNA能很活躍地進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，而在高度凝縮的異染色質(zhì)上很少出現(xiàn)RNA的合成。2. DNA的修飾轉(zhuǎn)錄活躍區(qū)則很少甲基化，而不表達(dá)的基因則高度甲基化。3. 組蛋白的修飾組蛋白的修飾直接影響染色質(zhì)或核小體的結(jié)構(gòu)，同時(shí)也可能募集了其他調(diào)

25、控基因轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)，為其他功能分子與組蛋白結(jié)合搭建了一個(gè)平臺。二、真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控2021/2/464DNA和組蛋白的修飾都是在基于非基因序列改變基礎(chǔ)上導(dǎo)致了基因表達(dá)的變化，通常把這種研究基因的核苷酸序列不發(fā)生改變的情況下，基因表達(dá)的可遺傳變化稱為表觀遺傳學(xué)。表觀遺傳的現(xiàn)象很多，已知的有DNA甲基化，基因組印記，母體效應(yīng)，基因沉默（gene silencing），核仁顯性，休眠轉(zhuǎn)座子激活和RNA編輯等。二、真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控2021/2/465（三）真核生物轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控1.真核生物轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控（1）順式作用元件：1）啟動(dòng)子：指RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)及其周圍的一組轉(zhuǎn)錄調(diào)控組件。二、真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控C

26、CAAT盒GC盒TATA盒轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)高等真核生物2021/2/4662）增強(qiáng)子增強(qiáng)基因轉(zhuǎn)錄的效應(yīng)明顯；作用方式與其方向，或與其所在部位與轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的距離無關(guān)；多數(shù)為重復(fù)序列，有完整或部分回文結(jié)構(gòu)；效應(yīng)有嚴(yán)格的組織細(xì)胞特異性；沒有基因?qū)Ｒ恍?；活性與其在DNA雙螺旋中的空間方向性有關(guān)；許多增強(qiáng)子是否發(fā)揮作用受外部信號驅(qū)使。二、真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控2021/2/4673）沉默子：沉默子是一類負(fù)性轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件。與增強(qiáng)子的作用恰恰相反，當(dāng)其結(jié)合特異蛋白因子時(shí)，對基因的轉(zhuǎn)錄發(fā)揮抑制作用。已有的證據(jù)顯示沉默子與增強(qiáng)子類似，其作用亦不受序列方向的影響，也能遠(yuǎn)距離發(fā)揮作用。二、真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控2021/2/468（

27、2）反式作用因子真核細(xì)胞核中大多數(shù)的轉(zhuǎn)錄因子皆以反式作用的方式調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄。二、真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控DNA結(jié)合域轉(zhuǎn)錄激活域TF蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)結(jié)合域（二聚化結(jié)構(gòu)域） 谷氨酰胺富含域酸性激活域脯氨酸富含域2021/2/4691）轉(zhuǎn)錄因子的DNA結(jié)合域鋅指結(jié)構(gòu)結(jié)合域二、真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控常結(jié)合GC盒C=半胱氨酸；H=組氨酸；F=苯丙氨酸；L=亮氨酸；Y=酪氨酸； Zn=鋅離子鋅指結(jié)構(gòu)2021/2/470亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)域二、真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控常結(jié)合CAAT盒（a）堿性亮氨酸拉鏈模體結(jié)構(gòu)示意圖；（b）bZIP模體與DNA結(jié)合的示意圖。兩個(gè)-螺旋上的亮氨酸殘基彼此接近，形成了類似拉鏈的結(jié)構(gòu)，而富含堿性氨基酸殘基的

28、區(qū)域與DNA骨架上的磷酸基團(tuán)結(jié)合2021/2/471堿性螺旋-環(huán)-螺旋結(jié)構(gòu)域二、真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控（a）獨(dú)立的堿性螺旋-環(huán)-螺旋模體結(jié)構(gòu)示意圖；（b）bLHL模體二聚體與DNA結(jié)合的示意圖。兩個(gè)-螺旋的堿性區(qū)分別嵌入DNA雙螺旋的大溝內(nèi)常結(jié)合CAAT盒2021/2/4722）轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄激活域：一般由30100個(gè)氨基酸殘基組成。根據(jù)氨基酸組成特點(diǎn)，轉(zhuǎn)錄激活域分為如下4種類型：富含谷氨酰胺的結(jié)構(gòu)域；富含脯氨酸的結(jié)構(gòu)域；帶負(fù)電荷的-螺旋結(jié)構(gòu)域；含有雙性-螺旋和酸性氨基酸的結(jié)構(gòu)域。二、真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控2021/2/473（3）真核生物轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成二、真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控PolTFHTAFTFFT

29、AFTAFTFATFBTBP DNATATAEBPTBP2021/2/4742.真核生物轉(zhuǎn)錄終止調(diào)控 （1）HIV基因組轉(zhuǎn)錄終止調(diào)節(jié)抗轉(zhuǎn)錄終止機(jī)制與病毒蛋白Tat有關(guān)。（2）熱休克蛋白基因的轉(zhuǎn)錄終止調(diào)節(jié)熱激轉(zhuǎn)錄因子快速地由無活性轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚誀顟B(tài)。二、真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控2021/2/475（四）真核生物轉(zhuǎn)錄后調(diào)控1.mRNA的穩(wěn)定性所有RNA類型中，mRNA壽命最短。mRNA穩(wěn)定性是由合成速率和降解速率共同決定的。大多數(shù)高等真核生物細(xì)胞mRNA半衰期較原核生物長，一般為幾個(gè)小時(shí)。mRNA的半衰期可影響蛋白質(zhì)合成的量，通過調(diào)節(jié)某些mRNA的穩(wěn)定性，即可使相應(yīng)蛋白質(zhì)合成量受到一定程度的控制。二、真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控2021/2/4762.轉(zhuǎn)錄后基因沉默 成熟的miRNA可以與其他蛋白質(zhì)一起組成RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體（RNA-induced silencing complex，RISC），通過與其靶mRNA分子的3端非翻譯區(qū)域（3UT