基因表達和調(diào)控

TheproductsofgeneexpressioncanbeRNAorprotein現(xiàn)在是1頁\一共有31頁\編輯于星期五Cis-acting，順式作用與靶基因位于同一條染色體上的DNA序列發(fā)揮調(diào)控作用Trans-acting，反式作用基因編碼產(chǎn)物，RNA或protein調(diào)控另一簇基因的表達現(xiàn)在是2頁\一共有31頁\編輯于星期五負調(diào)控(Negativecontrol)：阻遏蛋白(repressorprotein)結(jié)合在受控基因上時不表達，不結(jié)合時就表達的形式正調(diào)控(Positivecontrol)：基因表達的活化物(activators)結(jié)合在受控基因上時，激活基因表達，不結(jié)合時就不表達的形式啟動子(Promoter)：位于基因轉(zhuǎn)錄起點上游、負責啟動基因轉(zhuǎn)錄的DNA序列終止子(terminator)：位于轉(zhuǎn)錄結(jié)束位置上的序列現(xiàn)在是3頁\一共有31頁\編輯于星期五現(xiàn)在是4頁\一共有31頁\編輯于星期五Atranscriptionunit現(xiàn)在是5頁\一共有31頁\編輯于星期五

轉(zhuǎn)錄因子(Transcriptionfactor)：起正調(diào)控作用的反式作用因子，轉(zhuǎn)錄起始過程中RNA聚合酶所需的輔助因子真核生物基因在無轉(zhuǎn)錄因子時處于不表達狀態(tài)，RNA聚合酶自身無法啟動基因轉(zhuǎn)錄，只有當轉(zhuǎn)錄因子(蛋白質(zhì))結(jié)合在其識別的DNA序列上后，基因才開始表達現(xiàn)在是6頁\一共有31頁\編輯于星期五基因表達與調(diào)控：調(diào)節(jié)元件轉(zhuǎn)錄調(diào)控翻譯調(diào)控調(diào)節(jié)水平：DNA轉(zhuǎn)錄mRNA加工翻譯翻譯后加工現(xiàn)在是7頁\一共有31頁\編輯于星期五一、調(diào)控元件1.

啟動子上游(Upstream)：基因轉(zhuǎn)錄起點前面即5’端的序列下游(Downstream)：基因轉(zhuǎn)錄起點后面即3‘端的序列，把起點的位置記為+1啟動子區(qū)：RNA聚合酶同啟動子結(jié)合的區(qū)域現(xiàn)在是8頁\一共有31頁\編輯于星期五原核生物啟動子Pribnow

box(-10

sequence)：

原核基因轉(zhuǎn)錄起始點的上游10堿基處(-10bp)的序列，其基本結(jié)構(gòu)是TATAATGSextamabox(-35sequence)：在-35

bp處又找到另一個共同序列(TTGACA)現(xiàn)在是9頁\一共有31頁\編輯于星期五PROMOTEROFBACTERIA現(xiàn)在是10頁\一共有31頁\編輯于星期五現(xiàn)在是11頁\一共有31頁\編輯于星期五真核生物啟動子TATA框(TATAbox)：Hogness等在真核基因中發(fā)現(xiàn)了類似Pribnow框的共同序列，即位于-25～-30

bp處的TATAAAAG上游啟動子元件(upstream

promoter

element，UPE)或上游激活序列(upstreamactivatingsequence，UAS)：TATA框上游的保守序列CAAT框(CAAT

box)：在-70～-78

bp處還有一段共同序列CCAATGC框：位于-80～-110bp處，GCCACACCCorGGGCGGG現(xiàn)在是12頁\一共有31頁\編輯于星期五2.增強子(Enhancer)和弱化子增強子：生物中能夠增強基因表達的調(diào)控序列作用特征：1.可以相隔數(shù)千個堿基對遠距離發(fā)生調(diào)控作用2.不管正向或反向，均可以發(fā)揮調(diào)控作用3.在結(jié)構(gòu)基因的上游或下游都具有調(diào)控的作用分類：細胞專一性增強子和誘導性增強子現(xiàn)在是13頁\一共有31頁\編輯于星期五eukaryotesDNAsequencesinvolvedinthecontroloftranscription:enhancer現(xiàn)在是14頁\一共有31頁\編輯于星期五eukaryotes現(xiàn)在是15頁\一共有31頁\編輯于星期五eukaryotesStructureoftheenhancerofSV40現(xiàn)在是16頁\一共有31頁\編輯于星期五只在眼中表達只在腸中表達廣泛表達眼特異增強子腸特異增強子廣泛增強子現(xiàn)在是17頁\一共有31頁\編輯于星期五弱化子attenuator大腸桿菌的色氨酸操縱子在trpmRNA5’端trpE基因的起始密碼子前有一個長162bp的DNA序列稱為前導區(qū)，其中第123~150位核苷酸如果缺失，trp基因的表達水平可提高6倍當mRNA開始合成后，除非培養(yǎng)基中完全不含有色氨酸，否則轉(zhuǎn)錄總是在這個區(qū)域終止現(xiàn)在是18頁\一共有31頁\編輯于星期五現(xiàn)在是19頁\一共有31頁\編輯于星期五3.絕緣子insulator長約幾百個核苷酸對，通常位于啟動子同正調(diào)控元件(增強子)或負調(diào)控元件(為異染色質(zhì))之間的一種調(diào)控序列，其作用只是不讓其他調(diào)控元件對基因的活化效應或失活效應發(fā)生作用作用是有方向性現(xiàn)在是20頁\一共有31頁\編輯于星期五現(xiàn)在是21頁\一共有31頁\編輯于星期五4.沉默子silencerT抗原受體(TCR)基因有α/β、γ/δ兩種編碼α鏈和δ鏈是同一基因座的兩個等位基因，α鏈恒定區(qū)Cα基因3’端下游有α增強子對α基因?qū)Ｒ坏某聊拥淖饔檬亲柚笿α基因在γ/δ型T細胞中參與重排，使Jα基因只參與α/β型T細胞中的重排在α和δ中選擇α，使δ等位基因沉默現(xiàn)在是22頁\一共有31頁\編輯于星期五5.應答元件Responseelement位于基因上游能被轉(zhuǎn)錄因子識別和結(jié)合，從而調(diào)控基因?qū)Ｒ恍员磉_的DNA序列熱激應答元件(heatshockresponseelement，HSE)、金屬應答元件(metalresponseelement，MSE)、糖皮質(zhì)激素應答元件(glucorticoidresponseelement，GRE)和血清應答元件(serumresponseelement，SRE)等現(xiàn)在是23頁\一共有31頁\編輯于星期五6.轉(zhuǎn)錄因子transcriptionfactor轉(zhuǎn)錄因子的基序motif同DNA結(jié)合(1)“鋅指”DNA結(jié)合基序zincfingerCys-X2-Cys-X3-Phe-X5-Leu-X2-His-X2-HisC2H2型：2個Cys和2個His被12個Aa構(gòu)成的環(huán)隔開C4型：C4~C6

現(xiàn)在是24頁\一共有31頁\編輯于星期五現(xiàn)在是25頁\一共有31頁\編輯于星期五現(xiàn)在是26頁\一共有31頁\編輯于星期五(2)亮氨酸拉鏈leucinezipper(3)螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋helix-turn-helix(4)螺旋-環(huán)-螺旋helix-loop-helix(5)同源域homeodomain現(xiàn)在是27頁\一共有31頁\編輯于星期五現(xiàn)在是28頁\一共有31頁\編輯于星期五現(xiàn)在是29頁\一共有31頁\編輯于星期五二、基因轉(zhuǎn)錄水平上的調(diào)控1.轉(zhuǎn)錄調(diào)控的類型(1)轉(zhuǎn)錄酶原核生物：全酶α2ββ′σ，核心酶的功能是使全酶識別啟動子并與之結(jié)合真核生物：I、II、III(2)調(diào)控元件的作用原核生物：超螺旋→DNA解旋酶、拓撲異構(gòu)酶I現(xiàn)在是30頁\一共有31頁\編輯于星期五1.轉(zhuǎn)錄調(diào)控的類型