分子遺傳學(xué)18真核調(diào)控AB課件

第三節(jié)染色質(zhì)水平調(diào)控一、異染色質(zhì)化如水蠟蟲（Pseudococcusnipae）（2n=10）在體細(xì)胞里來自父本的5條染色體依次被異染色質(zhì)化，在精子形成時(shí)丟失，只保留來自母本的5條染色體。劑量補(bǔ)償（dosageconpensation）雌性哺乳動(dòng)物X染色體的失活萊昂假說（Lyonhypothesiis）（1）巴爾小體是一個(gè)失活的X染色體，失活的過程就稱為萊昂化（lyonization）；（2）在哺乳動(dòng)物中，雌性個(gè)體細(xì)胞中的兩個(gè)X染色體中有一個(gè)X染色體在受精后的第16天（受精卵增殖到5000-6000，植入子宮壁時(shí)）失活；（3）兩條X染色體中哪一條失活是隨機(jī)的；（4）X染色體失活后，細(xì)胞繼續(xù)分裂形成的克隆中，此條染色體都是失活的；（5）生殖細(xì)胞形成時(shí)失活的X染色體可得到恢復(fù)。

1.無汗性外胚層發(fā)育不良(anhidroticectodermaldysplasia)2.三色貓3.G-6-PDH二.組蛋白與非組蛋白三.DNase的敏感性和基因的表達(dá)

高泳動(dòng)蛋白(high-mobilitygroup,HMG)HMG14和HMG17四.座位控制區(qū)(locuscontrolregion,LCR)

特化染色質(zhì)結(jié)構(gòu)(specializedcromatinstructures,SCSorSCS‘)

隔離子或絕緣子(insulator)

1染色質(zhì)結(jié)構(gòu)改變模型-組蛋白置換(1)占先模型(pre-emptivemodel)模型認(rèn)為：決定的因素是轉(zhuǎn)錄因子和組蛋白誰先占據(jù)調(diào)控位點(diǎn)。DNA復(fù)制時(shí)，組蛋白8聚體解離，轉(zhuǎn)錄因子乘機(jī)結(jié)合到調(diào)控位點(diǎn)上，一直持續(xù)到下一個(gè)復(fù)制周期，抑制了組蛋白和DNA的結(jié)合。

例1：當(dāng)5SrRNA基因與組蛋白結(jié)合時(shí)TFⅢA不能激活此基因。而TFⅢA可與游離的5SrRNA基因結(jié)合，再加入組蛋白不能使此基因失活。

例2：含腺病毒啟動(dòng)子的質(zhì)粒能被TFⅡD結(jié)合，再被RNApolⅡ轉(zhuǎn)錄，如先加入組蛋白，則不起始轉(zhuǎn)錄，如先加入TFⅡD則形成的染色質(zhì)中，模板仍能轉(zhuǎn)錄染色質(zhì)的占先模型提出：如在啟動(dòng)子上已形成了核小體，那么轉(zhuǎn)錄因子和RNA聚合酶是不能和啟動(dòng)子結(jié)合的；如轉(zhuǎn)錄因子和RNA聚合酶在啟動(dòng)子上已建立了穩(wěn)定的起始復(fù)合體，那么組蛋白將被排除在外。染色質(zhì)的轉(zhuǎn)錄模型依賴于那些通過水解ATP提供能量，從特異DNA序列取代核小體的因子3.組蛋白的乙酰化和去乙?；刂迫旧钚越M蛋白的乙酰化和基因表達(dá)的狀態(tài)相關(guān)。組蛋白H4的去乙酰化是雌性哺乳動(dòng)物一條X染色體失活的原因之一。HATs(histoneacetytransferases)組蛋白乙酰化酶HDACs(histonedeacetylases)HATs有兩組，一組為A組，和轉(zhuǎn)錄有關(guān)；另一組是B組，和核小體裝配有關(guān)。輔激活因子可能有HAT乙酰化核小體組蛋白尾巴的活性阻遏復(fù)合體

含有3個(gè)成分：

DNA結(jié)合亞基，輔阻遏物和組蛋白的去乙?；窹c-G蛋白不起始阻遏，但可維持阻遏用DNAaseI來鑒

別基因的活性五.大范圍調(diào)節(jié)與功能區(qū)的隔離LCR(locuscontrolregion)5’端調(diào)控位點(diǎn)，起初級(jí)調(diào)控作用，它即是一簇超敏感位點(diǎn)。HS4(specializedchromatinsructures).核基質(zhì)蛋白

核基質(zhì)(nuclearmatrix)骨架蛋白(scaffoldingprotein)核基質(zhì)結(jié)合區(qū)(matrixassociation,MAR)骨架附著區(qū)(scaffoldattachedregion,SAR)

限定子(delimiter)

絕緣體(insulators)

第四節(jié)DNA水平的調(diào)控

一.DNA的甲基化與去甲基化

第五節(jié)轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控一．順式作用元件和反式作用因式元件：(1)核心啟動(dòng)子成分，如TATA框；(2)上游啟動(dòng)子分，如CAAT框,GC框;(3)遠(yuǎn)上游順序：如增強(qiáng)子，減弱子、靜息子,酵母的UAS

（upstreamactivatorsequences）等。(4)特殊細(xì)胞中的啟動(dòng)子成分：如淋巴細(xì)胞中的Oct(octamer）和κB。

反式作用因子可以分為3類；(1)

通用反式作用因子，，主要識(shí)別啟動(dòng)子的核心啟動(dòng)成分，如TBP；（2）特殊組織與細(xì)胞中的反式作用因子，如淋巴細(xì)胞中的Oct-2；（3）和反應(yīng)性元件（responseelenents）相結(jié)合的反式作用因子。如HSE（熱休克反應(yīng)元件，heatshockresponseelement），GRE（糖皮質(zhì)激素反應(yīng)元件glucocorticoidresponseelement）；MRE（金屬反應(yīng)元件，metalresponseelement）；

TRE（腫瘤誘導(dǎo)劑反應(yīng)元件，tumorgenicagentresponseelement);(一)蛋白質(zhì)直接和DNA結(jié)合1.

螺旋轉(zhuǎn)角螺旋（Helix-turn-helix,

HTH）：如LacO的R蛋白，λ的CI，Cro蛋白，涉及酵母交配型的a1和a2蛋白。真核生物中的Oct-1和Oct-2；2.鋅指結(jié)構(gòu)（zincfimger）單個(gè)的鋅指保守序列是：Cys-X2-4-Cys-X3-Phe-X5-Leu-X2-His-X2-HisⅠ型:2Cys/2His:TFIIIA,SP1Ⅱ型:2cys/2cys:GAL4

3.亮氨酸拉鏈（Leucineziipper）同二聚體（honwdimers）異二聚體（hefercdimers）C-Jun,C-Fos,Myc,4.螺旋一環(huán)一螺旋（HLH）在HLH中帶有堿性區(qū)的肽鏈稱為堿性HLH（bHLH，protein）。bHLH又分為兩類。A類是可以廣泛表達(dá)的蛋白，包括哺乳動(dòng)物的E12/E47（可和免疫球蛋基因增強(qiáng)子中的元件結(jié)合）和果蠅da（daughterless,性別控制的總開關(guān)基因）的產(chǎn)物；B類是組織特異性表達(dá)的蛋白，包括哺乳動(dòng)物的MyoD(肌漿蛋白（myogen）基因的轉(zhuǎn)錄因子果蠅的AC-S（achaete-scute無剛毛基因的產(chǎn)物）

5．同源異形結(jié)構(gòu)域（Homeodomains，HD）是一種編碼60aa的序列，長180bp，它存在于很多控制果蠅早期發(fā)育基因中，在高等生物中也發(fā)現(xiàn)了相關(guān)基序。HD的C-端區(qū)域和原核阻遏蛋白的HTH同源，但也有幾點(diǎn)不同:（1）HD的C端由3個(gè)α-螺旋構(gòu)成，螺旋3結(jié)合于大溝，長17aa；而阻遏蛋白由5個(gè)α-螺旋構(gòu)成，螺旋3長僅9個(gè)aa；（2）原核的HTH的以二聚體形式與DNA結(jié)合，靶序列是回文結(jié)構(gòu)，而HD是以單體形式與DNA結(jié)合，靶序列不是回文結(jié)構(gòu)；（3）HDN-端的臂位于小溝，而HTH螺旋1的末端與DNA的背面接觸。

（二）蛋白質(zhì)和配基的結(jié)合甾類受體蛋白一般都具有3個(gè)不同的功能區(qū)：（1）N-端區(qū)是激活轉(zhuǎn)錄所需的區(qū)域，不同受體之間此區(qū)的同一性僅小于15%；（2）DNA結(jié)合及轉(zhuǎn)錄活化區(qū)，同一性較高為94-42%；（3）C-端的激素結(jié)合和二聚體形成區(qū)，同一性為57-15%。(二)蛋白質(zhì)之間的相互作用酵母半乳糖代謝中GAL80和GAL4的相互作用：酵母半乳糖代謝調(diào)控和gal操縱中的調(diào)控形式是完全不同的：（1）被調(diào)節(jié)的基因多位于不同的染色體上；（2）負(fù)調(diào)節(jié)蛋白GAL80不直接和DNA結(jié)合，而是和GAL4結(jié)合，占據(jù)其功能域來阻遏轉(zhuǎn)錄的；（3）作為正調(diào)節(jié)因子不僅需要半乳糖作為誘導(dǎo)物，還需要GAL4蛋白作為轉(zhuǎn)錄因子，它不是像原核中的正調(diào)節(jié)蛋白僅和操縱子中的操縱基因結(jié)合，使整個(gè)基因簇得以轉(zhuǎn)錄，而是分別和各個(gè)被調(diào)節(jié)基因上游元件UAS結(jié)合，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄。第六節(jié)轉(zhuǎn)錄起始和加工的調(diào)節(jié)一.轉(zhuǎn)錄起始的選擇酵母蔗糖酶基因，有6個(gè)基因（Suc1~5,7）位于不同的染色體上。每一個(gè)基因都可以轉(zhuǎn)錄合成蔗糖酶，但有胞內(nèi)酶和胞外酶兩種不同形式。前者的合成不受葡萄糖存在的影響，但含量低；后者的合成受到葡萄糖的抑制。兩種酶的結(jié)構(gòu)相似，胞外酶僅多了信號(hào)序列，經(jīng)切除后胞外酶比胞內(nèi)酶在N-端僅多了一個(gè)Ser經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)Suc-2基因有3個(gè)TATA框，但尚不清楚和2種酶的關(guān)系，也沒有確定是否存在cAMP-CAP位點(diǎn)。二．選擇性加工(一)不同5′端的選擇(二)選擇不同的3′端(三)選擇不同外顯子

第七節(jié)翻譯的調(diào)控一.mRNA運(yùn)輸控制（transportcontrol）是對(duì)轉(zhuǎn)錄本從細(xì)胞核運(yùn)送到細(xì)胞質(zhì)中的數(shù)量進(jìn)行調(diào)節(jié);二．mRNA翻譯的控制三．mRNA的結(jié)構(gòu)和翻譯的效率四．翻譯的起始調(diào)節(jié)五．選擇性翻譯六．反義RNA調(diào)控七．翻譯的自我調(diào)節(jié)α和β珠蛋白的合成。(P221)在二倍體細(xì)胞中都有4個(gè)α-珠蛋白基因，它們之間的濃度比應(yīng)是α：β=2：1，而實(shí)際上是1：1在無細(xì)胞系統(tǒng)中加入等量的αmRNA和βmRNA和少量的起始因子,結(jié)果合成的α-珠蛋白僅占3%。當(dāng)加入過量的起始因子時(shí)α珠蛋白和β珠蛋白之比為1.4：1，接近1：1，表明翻譯起始因子和兩種mRNA的親和性不同。第八節(jié)細(xì)胞周期的調(diào)控真核生物細(xì)胞有絲分裂周期有兩個(gè)關(guān)鍵的過程：一.細(xì)胞周期與調(diào)節(jié)“起點(diǎn)”（start），M期進(jìn)入限制點(diǎn)（commitmenttoMphase）

成熟促進(jìn)因子。（muturiorpromotingfactor，MPF）。后又稱為M期促發(fā)因子（M-phasepuomotingfactor,MPF）。

周期蛋白(cyclin)在M期活化的p34-cycinB可以使下面一組蛋白磷酸化(1)使層連蛋白（Lamins）磷酸化，使得細(xì)胞在分裂期核模解體；(2)使組蛋白H1磷酸化,導(dǎo)致染色體的凝聚；(3)使微管蛋白磷酸化，導(dǎo)致細(xì)胞骨架的重新組合，為細(xì)胞分裂做好準(zhǔn)備；(4)使泛蛋白連接酶體