真核生物轉錄表達調控

1、關于真核生物轉錄表達調控2022/8/27第一張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1、基因生物基因結構與轉錄活性比較2、真核基因轉錄機器的主要組成3、蛋白質磷酸化對基因轉錄的調控4、蛋白質乙?；瘜虮磉_的影響5、激素和熱激蛋白對基因表達的影響6、其它水平上的表達調控主要內(nèi)容第二張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月真核基因表達調控的最顯著特征：能在特定時間和特定的細胞中激活特定的基因，從而實現(xiàn)預定的、有序的、不可逆轉的分化、發(fā)育過程，并使生物的組織和器官在一定的環(huán)境條件范圍內(nèi)保持正常功能。調控分類 1）瞬時調控或者可逆性調控 2）發(fā)育調控或者不可逆調控同一基因調控的環(huán)節(jié) 轉錄水平

2、轉錄后水平 （RNA加工、翻譯水平、蛋白質加工折疊）第三張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4第四張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月8.1 基因結構與轉錄活性 在真核細胞中，一條成熟的mRNA鏈只能翻譯出一條多肽鏈。 真核細胞DNA都與組蛋白和大量非組蛋白相結合，只有一小部分DNA是裸露的。 高等真核細胞DNA中很大部分是不轉錄的，大部分真核細胞的基因中間還存在不被翻譯的內(nèi)含子。 真核生物能夠有序地根據(jù)生長發(fā)育階段的需要進行DNA片段重排，還能在需要時增加細胞內(nèi)某些基因的拷貝數(shù)。第五張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 在真核生物中，基因轉錄的調節(jié)區(qū)相對較大，它們可能遠離啟

3、動子達幾百個甚至上千個堿基對，這些調節(jié)區(qū)一般通過改變整個所控制基因5上游區(qū)DNA構型來影響它與RNA聚合酶的結合能力。 真核生物的RNA在細胞核中合成，只有經(jīng)轉運穿過核膜，到達細胞質后，才能被翻譯成蛋白質。 許多真核生物的基因只有經(jīng)過復雜的成熟和剪接過程，才能順利地翻譯成蛋白質第六張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月8.1.1 基因家族基因家族（gene family），是來源于同一個祖先，由一個基因通過基因重復而產(chǎn)生兩個或更多的拷貝而構成的一組基因，它們在結構和功能上具有明顯的相似性，編碼相似的蛋白質產(chǎn)物， 同一家族基因可以緊密排列在一起，形成一個基因簇，但多數(shù)時候，它們是分散在同一染

4、色體的不同位置，或者存在于不同的染色體上的，各自具有不同的表達調控模式。簡單基因家族復雜基因家族發(fā)育調控的復雜多基因家族真核生物基因組特征第七張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月81 簡單基因家族 簡單基因家族基因一般串聯(lián)方式前后連接，這類基因家族中的基因之間結構相似，基因與基因之間有重復序列隔開，在基因組中分散成多個基因族。各個基因具有單一的非轉錄和轉錄單元。例如，rRNA基因、tRNA基因等。 第八張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 復雜基因家族果蠅組蛋白基因家族復雜多基因家族一般由幾個相關基因家族構成，基因家族之間由間隔序列隔開，并作為獨立的轉錄單位。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)存在不同形

5、式的復雜多基因家族。第九張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月發(fā)育調控的復雜多基因家族血紅蛋白第十張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第十一張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月8.1.2 真核基因的斷裂基因1） 外顯子和內(nèi)含子* 外顯子占真?zhèn)€基因組10%* 大部分基因含有數(shù)目不等的內(nèi)含子，有的基因不含有內(nèi)含子如：組蛋白，a ,b-干擾素等；內(nèi)含子在RNA成熟過程中被剪切，真核生物才有這種功能；* 內(nèi)含子的功能，除去影響基因的正常表達真核生物基因組特征第十二張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2）內(nèi)含子和外顯子的連接區(qū)內(nèi)含子以5端以GT開始， 3端以AG結束即：5-GT.A

6、G-3的規(guī)律但線粒體基因和酵母tRNA基因不存在這種保守序列第十三張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3） 外顯子與內(nèi)含子的可變調控組成型剪接：一個基因的轉錄產(chǎn)物通過剪接只能產(chǎn)生一種成熟的mRNA。選擇性剪接：同一基因的轉錄產(chǎn)物由于不同的剪接方式形成不同mRNA，進而翻譯成不同的蛋白質。真核生物基因組特征第十四張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月8.2 真核基因轉錄機器的主要組成第十五張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月16第十六張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1、啟動子 存在于結構基因上游，與基因轉錄啟動有關的一段特殊的DNA序列。一.真核基因的轉錄第十七張，PP

7、T共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月Eukaryotic PromoterATGE1 E2 E3 E4 I1 I2 I3TAAAATAAACleavageAdding PolyA tailTranscriptional TerminatorTATA BOX+1-20-70-110Promoter RegionCAAT BOXGC BOXEnhancerTATA BOX: specifically recognition of transcription initiation site. Mutation of this site lead to recognize different trans

8、criptional initiation site. Frequenceof transcription, but not involving in the initiation of transcription Facilitate the binding of RNA polymerase to DNA template by changing the density of supercoil of DNA templateFar distance effect; 2) No direction;3) Cis regulation;4) specificity between diffe

9、rent species and genes;5)Tissue specific; Other tissue and or gene specific transcriptional factors binding sitesX1-XnUREs第十八張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 轉錄模板：轉錄起始位點到RNA聚合酶II轉錄終止處的全部DNA序列3. RNA：10-12個亞基，轉錄mRNA4. RNA所需的轉錄因子：TF II, ABCDEFH等第十九張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月增強子對轉錄的影響 增強子是指能使和它連鎖的基因轉錄頻率明顯增加的DNA序列。作為基因

10、表達的重要調節(jié)元件，增強子通常具有下列性質： 增強效應十分明顯，一般能使基因轉錄頻率增加10-200倍 增強效應與其位置和取向無關，不論增強子以什么方向排列（53或35），甚至和靶基因相距3 kb，或在靶基因下游，均表現(xiàn)出增強效應； 大多為重復序列，一般長約50bp，適合與某些蛋白因子結合。其內(nèi)部常含有一個核心序列：（G）TGGA/TA/TA/T（G），該序列是產(chǎn)生增強效應時所必需的核心序列；第二十張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月沒有基因專一性，可以在不同的基因組合上表現(xiàn)增強效應； 許多增強子還受外部信號的調控， 金屬硫蛋白基因可以在多種組織細胞中轉錄，又可受類固醇激素、鋅、鎘和生長

11、因子等的誘導而提高轉錄水平。 增強效應有嚴密的組織和細胞特異性，說明增強子只有與特定的蛋白質（轉錄因子）相互作用才能發(fā)揮其功能；例如免疫球蛋白基因的增強子只有在B淋巴胞內(nèi)，活性才最高。胰島素基因和胰凝乳蛋白酶基因的增強子中都發(fā)現(xiàn)了有很強的組織特異性。第二十一張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十二張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月增強子的作用原理 影響米板附近的DNA雙螺旋結構使DNA雙螺旋彎折； 將模板固定在細胞核的特定位置，有利于拓撲異構酶改變DNA雙螺旋結構的張力，有利于RNA聚合酶的結合和滑動； 增強子區(qū)可以作為反式作用因子或RNA聚合酶II進入染色質結構的入口第二十

12、三張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月反式作用因子（一）定義 能直接或間接地識別或結合在各類順式作用元件上，參與調控靶基因轉錄的蛋白質,也稱為轉錄因子（transcriptional factor，TF）。 如：TFD（TATA）、CTF（CAAT）、SP1(GGGCGG)、HSF(熱激蛋白啟動區(qū)) 作用： 反式作用因子識別/結合 順式作用元件中的靶序列啟動轉錄 分類： 基本轉錄因子；識別增強子或沉默子的轉錄因子；不通過DNA-蛋白質相互作用參與轉錄調控的共調控因子第二十四張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 ActivatorsRepressorCoactivatorBasal

13、transcription factors第二十五張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月反式因子必需的結構域1、DNA結合結構域 (DNA binding motif)螺旋-轉折-螺旋（Helix-turn-helix，H-T-H）鋅指結構（zinc finger）堿性-亮氨酸拉鏈（basic - leucine zipper）堿性-螺旋-環(huán)-螺旋（basic helix /loop /helix，bHLH）第二十六張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2、轉錄激活結構域(Transcription activation domains )酸性激活域 (Acidic activatio

14、n domains) 如酵母轉錄因子GCN4，GAL4Prolin-rich 如SP1, AP2, oct1, oct2Glutamine-rich 如CTF/NF1不規(guī)則的，含雙性-helix3、配體結合域 （ligand-binding domains） Allowing regulation of transcription factor activity by binding of an accessory small molecule.The steroid hormone receptors are an example containing all for of these ty

15、pes of domain.第二十七張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月螺旋-轉角-螺旋 (H-T-H)結構該結構域主要包含兩個或以上-螺旋區(qū)和螺旋區(qū)中間的轉折區(qū)，主要通過一個靠C端的-螺旋與DNA雙螺旋大溝結合。第二十八張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月鋅指（Zinc finger）結構定義：保守氨基酸的殘基與鋅離子結合，使中間的氨基酸殘基回折成一種手指狀結構，稱為鋅指。結構：Cys2/His2鋅指，Cys2/Cys2鋅指；功能：鋅指區(qū)負責識別并結合于DNA上特異的目標位點。第二十九張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月30經(jīng)典鋅指結構示意圖第三十張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作

16、于2022年6月由于結合在大溝中的螺旋幾乎聯(lián)成一線，這類蛋白質與DNA的結合很牢固，特異性很高。第三十一張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月堿性-亮氨酸拉鏈（basic-Leucine zippers）第三十二張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十三張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十四張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月d. 堿性螺旋-環(huán)-螺旋（basic helix-loop-helix）該調控區(qū)長約50個aa殘基，同時具有DNA結合及形成蛋白質二聚體的功能，其主要特點為可形成兩個兩性-螺旋，螺旋之間由環(huán)狀(loop)結構相連。其DNA結合功能是由一個較短

17、的富堿性氨基酸區(qū)所決定的。第三十五張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月36螺旋3 結合到DNA的大溝上，螺旋1、2 露在雙螺旋之外。螺旋3 與磷酸骨架和特異性堿基同時接觸。第三十六張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 研究發(fā)現(xiàn)，bHLH類蛋白只有形成二聚體時，才具有足夠的DNA結合能力。當這類二聚體中的一方不含有堿性區(qū)時，該二聚體明顯缺乏對靶DNA的親和力。第三十七張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月常見的轉錄活化結構域第三十八張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月The yeast activator GAL4, It has a 49-amino-acid domai

18、n with 11 acidic amino acids.第三十九張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月The activator Sp1 has two such domains, which are about 25% glutamine第四十張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月The activator CTF, for instance, has a domain of 84 amino acids, 19 of which are prolines.第四十一張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月steroidDissociation and dimerizationNu

19、clear translocationGlucocorticoid receptorInibitor(HSP90)Glucocorticoid response elementIn the absence of the steroid hormone, the receptors is bound to an inhibitor, and located in the cytoplasm.the hormone binds to the receptor and releases the receptor from the inhibitor, receptor dimerization an

20、d translocation to the nucleus. receptor interaction its specific DNA-binding sequence (response element) via its DNA-binding domain, activating the target gene. HSPSteroid目標基因 激素與熱激蛋白對基因表達的影響第四十二張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA水平上的基因表達調控基因丟失基因擴增基因重排表觀遺傳調控染色體結構與調控第四十三張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 1. 開放型活性染色質結構對轉錄的影

21、響在細胞分裂間期的細胞核中，染色質的形態(tài)不均勻。根據(jù)其形態(tài)及染色特點可分為常染色質和異染色質兩種類型。常染色質：折疊疏松、凝縮程度低，核小體處于伸展狀態(tài)。異染色質：折疊壓縮程度高，處于凝集狀態(tài)，核小體處于壓縮狀態(tài)。第四十四張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月兩棲類卵母細胞rRNA基因（rDNA） 在減數(shù)分裂雙線期rDNA由500拷貝擴增200萬，10 核糖體用于卵裂期和胚胎期蛋白質的大量合成2基因擴增 基因擴增是指某些基因的拷貝數(shù)專一性大量增加的現(xiàn)象，它使細胞在短期內(nèi)產(chǎn)生大量的基因產(chǎn)物以滿足生長發(fā)育的需要，是基因活性調控的一種方式。 12第四十五張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月

22、463. 基因丟失即將消失的Y染色體3億年前，當男性特有的Y染色體產(chǎn)生之際曾含有1438個基因，其中1393個基因已經(jīng)消失；而剩下的45個基因也將在1000萬年后消失。Y染色體沒了，這個世界還會有男人的身影嗎？東歐鼴鼠沒有Y染色體后仍能繁衍生存第四十六張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4基因重排與變換 將一個基因從遠離啟動子的地方移到距它很近的位點從而啟動轉錄，這種方式被稱為基因重排。 通過基因重排調節(jié)基因活性的典型例子是免疫球蛋白結構基因，抗體主要由B淋巴細胞合成的?？贵w有100萬種以上，一種淋巴細胞只產(chǎn)生一種抗體。第四十七張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十八張，PPT

23、共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十九張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月研究生活習慣、環(huán)境、飲食習慣等因素在沒有改變DNA序列的前體下，如何影響我們基因的表達。比如說，空氣中的污染物如何改變一個人的DNA的表達，從而導致像肺氣腫或肺癌之類的疾病。不同生活經(jīng)歷（比如服藥史、酗酒、患病史）對相同遺傳背景的雙胞胎個性的影響表觀遺傳信息好像是孟德爾和Crick都遺忘了的關鍵因素二 表觀遺傳學(epigenetics)第五十張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月一項來自40對雙胞胎抽提的DNA樣品的研究告訴我們外部因素如何影響這我們的健康?！癘ne monozygotic twin cou

24、ld develop diabetes or cancer or arthritis, and their co-twin, the genetically identical one, could be perfectly healthy, so this is a fundamental question”在基因組中除了DNA和RNA序列以外，還有許多調控基因的信息，它們雖然本身不改變基因的序列，但是可以通過基因修飾，蛋白質與蛋白質、DNA和其它分子的相互作用，而影響和調節(jié)遺傳的基因的功能和特性，并且通過細胞分裂和增殖周期影響遺傳。第五十一張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月521，

25、 遺傳學和表觀遺傳學的定義 遺傳學(genetic)是指基于基因序列改變所致基因表達水平（表型）變化，如基因突變、基因雜合丟失和微衛(wèi)星不穩(wěn)定等；表觀遺傳學(epigenetics) 則是指基于非基因序列改變所致基因表達水平（表型）變化，如DNA甲基化和染色質構象變 化等；表觀基因組學(epigenomics) 則是在基因組水平上對表觀遺傳學改變的研究。第五十二張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十三張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2 表觀遺傳學研究內(nèi)容DNA甲基化組蛋白乙?；虺聊?(RNA silencing) SiRNA/miRNA第五十四張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于

26、2022年6月55表觀遺傳調控發(fā)育，醫(yī)學，細胞分化，進化等越來越多的生理過程第五十五張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十六張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3 DNA甲基化與基因活性的調控在甲基轉移酶的催化下，DNA的CG兩個核苷酸的胞嘧啶被選擇性地添加甲基，形成5甲基胞嘧啶。DNA的甲基化可引起基因的失活。 DNA甲基化會導致某些區(qū)域DNA構象變化，影響DNA的穩(wěn)定性和蛋白質與DNA的相互作用，進而控制基因的表達。（1）DNA甲基化第五十七張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月(2) DNA methylation主要形成方式:5-mC (5-CG-3 )N6-mA

27、7-mG CpG島：位于基因轉錄起始位點周圍、由胞嘧啶(C)和鳥嘧啶(G)組成的串聯(lián)重復序列；一般指一個至少含有200bp的區(qū)域，其中GC所占比例超過50%Enzymes:DNM T1 ：持續(xù)性DNA 甲基轉移酶 作用于僅有一條鏈甲基化的DNA 雙鏈，使其完全甲基化DNM T3a；DNM T3b：從頭甲基轉移酶，它們可甲基化CpG，使其半甲基化，繼而全甲基化第五十八張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月(3) DNA甲基化抑制基因轉錄的機制DNA甲基化會導致某些區(qū)域DNA構象改變（B-Z），包括甲基化后染色質對于核酸酶或限制性內(nèi)切酶的敏感度下降，DNase超敏感位點丟失，使DNA高度螺旋化

28、, 凝縮成團, 直接影響了轉錄因子于啟動區(qū)DNA的結合效率和結合活性，不能啟始基因轉錄。DNA的甲基化不利于模板與RNA聚合酶的結合，降低了轉錄活性。第五十九張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA甲基化提高了突變頻率NNNHCHOCH35-methyl cytosineNNOHTOCH3thymine+ H2O- NH3NNNHCHOcytosine+ SAM比如在腦瘤，乳腺瘤和直腸癌細胞中P53的可遺傳的突變 （Arg-His或者Cys）第六十張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA甲基化與X染色體失活第六十一張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月Xic和Xist第六十

29、二張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月633， 組蛋白乙?；话闱闆r下,組蛋白的乙?；欣贒NA與組蛋白八聚體的解離，核小體結構松弛，從而使各種轉錄因子和協(xié)同轉錄因子能與DNA結合位點特異性結合，激活基因的轉錄。第六十三張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月在細胞核內(nèi)，組蛋白乙?；c組蛋白去乙?；^程處于動態(tài)平衡，并由組蛋白乙酰化轉酶（histone acetyltransferase, HAT）和組蛋白去乙?；福╤istone deacetylase, HDAC）共同調控。HAT將乙酰輔酶A的乙?；D移到組蛋白氨基末端特定的賴氨酸殘基上。HDAC使組蛋白去乙?；c帶負電荷的D

30、NA緊密結合，染色質致密卷曲，基因的轉錄受到抑制。 第六十四張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月組蛋白乙酰基轉移酶（Histone acetyltransferase, HAT）I類：與轉錄有關 轉錄激活因子本身還有HAT活性中心 TAFII 250（H3, H4）轉錄因子TFIID復合物的亞基，協(xié)助起始轉錄 p300/CBP（H2A,H2B,H3,H4）共激活因子，跟增強子結合蛋白相互作用，轉錄激活子II類：與核小體組裝和染色體結構有關 第六十五張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月去乙酰化酶HDAC使組蛋白去乙?；?，與帶負電荷的DNA緊密結合，染色質致密卷曲，基因的轉錄受到抑制。

31、 第六十六張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月組蛋白乙?；鰪娕c去乙酰化抑制基因表達的機制乙?；泻土私M蛋白尾巴的正電荷，降低了它與DNA的親和性和結合能力，最終影響核小體的濃縮水平和可接近性增加，使核小體變得松散，轉錄因子更容易與基因組的這一部分接觸，有利于提高轉錄水平；第六十七張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月68RNA干擾(RNAi)定義：雙鏈RNA誘發(fā)的、同源mRNA高效特異性降解的技術?？梢蕴禺愋越档突蜿P閉目的基因的表達，該技術被廣泛應用于基因功能的探索和疾病基因的治療。 機制：特異性地降解靶mRNA （清除錯誤mRNA）異染色質和轉座子區(qū)產(chǎn)生的siRNA，通過RNA-

32、蛋白質，蛋白質-蛋白質相互作用募集甲基轉移酶到相應位置，導致異染色質話或者基因沉默；進而阻止有害基因表達第六十八張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月SiRNA1998年，安德魯法厄（Andrew Z. Fire）等在秀麗隱桿線蟲（C.elegans）中進行反義RNA抑制實驗時發(fā)現(xiàn)，作為對照加入的雙鏈RNA相比正義或反義RNA顯示出了更強的抑制效果。并且將這種現(xiàn)象命名為RNA干擾。2006年，安德魯法厄與克雷格梅洛（Craig C. Mello）由于在RNAi機制研究中的貢獻獲得諾貝爾生理及醫(yī)學獎。21核苷酸的雙鏈RNA，其中19個互補配對，3端2個不配對，5端為磷酸基團；引導鏈介導靶mR

33、NA的降解，乘客鏈在siRNA包裝成熟后被降解。病毒RNA，或者環(huán)境，人為導入的外源RNA都是siRNA的來源。第六十九張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月SiRNA的生物合成1）Dicer切割成雙鏈小片段2）組裝復合物3）形成活性的沉默復合物 （RISC）組裝到Ago蛋白中第七十張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月71Dicer20nt左右第七十一張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月ArgonauteRnase H催化RNA的剪切第七十二張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月基因沉默的生物學意義轉錄水平和轉錄后水平參與基因調控維護基因組的穩(wěn)定性，保護基因組免受外源核酸侵

34、入 （細胞RDRP利用入侵RNA為模版，合成雙鏈RNA經(jīng)過Dicer切割組裝成有活性的RISC，抑制外源RNA對宿主的破壞）第七十三張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月miRNA長度為22nt左右的5端帶磷酸基團、3端帶羥基的非蛋白編碼的調控小RNA家族。miRNA廣泛存在于真核生物中，不具有開放閱讀框架，不編碼蛋白質，一般長20-24nt，通過轉錄和轉錄后水平上調控基因的表達。miRNAs在物種進化中相當保守，在植物、動物和真菌中發(fā)現(xiàn)的miRNAs只在特定的組織和發(fā)育階段表達，miRNA的組織特異性和時序性，決定組織和細胞的功能特異性，表明miRNA在細胞生長和發(fā)育過程中起多種調節(jié)作用

35、。第七十四張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月miRNA生物合成1) RNA poly II轉錄 含有頸環(huán)結構的pri-miRNA,5端帽子結構和3-PolyA；2) 第一次切割5和3端（Drosha或DCL1），70nt頸環(huán)結構，末端有2-3個堿基不配對 （Pre-miRNA）；3）第二次切割頸環(huán)的環(huán)，形成21nt的雙鏈成熟miRNA (miRNA-miRNA*) (Mature miRNA)第七十五張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月動物miRNA生物合成過程RNaseIII 70nt的頸環(huán)結構 末端2-3nt不配對 （5，3端）RNaseIII 21nt的頸環(huán)結構 （頸環(huán)的環(huán)

36、端）miRNA-miRNA*第七十六張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月miRNA的功能裝載成RISC后，使與之互補配對的mRNA降解；miRNA可抑制靶mRNA的翻譯，降低靶基因蛋白水平miRNA的異常往往跟腫瘤形成，惡性轉化，轉移，“oncomir”第七十七張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月miRNA與健康在miR-96突變引起的遺傳性進行性聽力喪失在mir-184的突變導致遺傳性白內(nèi)障刪除的miR-17 92類，導致骨骼發(fā)育和生長缺陷第七十八張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月SiRNA和miRNA的相同之處1.長度都約在22nt左右。2.依賴Dicer酶的加工，是D

37、icer的產(chǎn)物，所以具有Dicer產(chǎn)物的特點。3.需要Argonaute家族蛋白存在。4.RISC組分，所以其功能界限變得不清晰，如二者在介導沉默機制上有重疊。5.miRNA和siRNA合成都是由雙鏈的RNA或RNA前體形成的。第七十九張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月區(qū)別1.根本區(qū)別是miRNA是內(nèi)源的，是生物體的固有因素；而siRNA是人工體外合成的，通過轉染進入人體內(nèi)，是RNA干涉的中間產(chǎn)物。2.結構上，miRNA是單鏈RNA，而siRNA是雙鏈RNA。3.Dicer酶對二者的加工過程不同，miRNA是不對稱加工，miRNA僅是剪切pre-miRNA的一個側臂，其他部分降解；而s

38、iRNA對稱地來源于雙鏈RNA的前體的兩側臂。第八十張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 作用位置上，miRNA主要作用于靶標基因3-UTR區(qū)，而siRNA可作用于mRNA的任何部位。 5. 作用方式上，miRNA可抑制靶標基因的翻譯， 也可以導致靶標基因降解，即在轉錄水平后和翻譯水平起作用，而siRNA只能導致靶標基因的降解，即為轉錄水平后調控。6.miRNA主要在發(fā)育過程中起作用，調節(jié)內(nèi)源基因表達，而siRNA不參與生物生長，是RNAi的產(chǎn)物，原始作用是抑制轉座子活性和病毒感染。第八十一張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第六節(jié) 其他水平上的基因調控第八十二張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月一 RNA的加工成熟 各種基因的轉錄產(chǎn)物都是RNA，無論是rRNA、tRNA還是mRNA，初級轉錄產(chǎn)物只有經(jīng)過加工，才能成為有生物功能的活性分子。rRNA和tRNA的加工成熟rRNA加工有兩個內(nèi)容，一個是分子內(nèi)的切割，另一個是化學修飾。真核生物的rRNA基因轉錄時，先產(chǎn)生一個45S的前體rRNA，然后被核酸酶逐漸降解，形成成熟的18S、28S和5.8S rRNA。真核生物rRNA則主要是核糖甲基化第八十三張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 tRNA基因轉錄時也可能先生成前體tRNA，然后再進行加工成熟。一般認為，tRNA基因的初級轉錄產(chǎn)物在進