真核生物基因表達(dá)的調(diào)控

第10章

真核生物基因表達(dá)的調(diào)控目前一頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點1單林娜制作10.1真核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點和種類10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控10.4真核基因翻譯水平上的調(diào)控Chapter10ControllingoftheGeneExpression目前二頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點2單林娜制作10.1真核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點和種類10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控10.4真核基因翻譯水平上的調(diào)控Chapter10ControllingoftheGeneExpression(Parttwo)Contents目前三頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點3單林娜制作10.1真核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點和種類一、真核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點二、真核生物基因表達(dá)調(diào)控的種類目前四頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點4單林娜制作原核生物的調(diào)控系統(tǒng)就是要在一個特定的環(huán)境中為細(xì)胞創(chuàng)造高速生長的條件，或使細(xì)胞在受到損傷時，盡快得到修復(fù)，所以，原核生物基因表達(dá)的開關(guān)經(jīng)常是通過控制轉(zhuǎn)錄的起始來調(diào)節(jié)的。真核基因表達(dá)調(diào)控的最顯著特征是能在特定時間和特定的細(xì)胞中激活特定的基因，從而實現(xiàn)"預(yù)定"的、有序的、不可逆轉(zhuǎn)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。一、真核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點目前五頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點5單林娜制作真核生物基因表達(dá)調(diào)控與原核的共同點：基因表達(dá)都有轉(zhuǎn)錄水平和轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控，且以轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控為最重要；在結(jié)構(gòu)基因上游和下游、甚至內(nèi)部存在多種調(diào)控成分，并依靠特異蛋白因子與這些調(diào)控成分的結(jié)合與否調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄。10.1真核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點和種類目前六頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點6單林娜制作真核生物基因表達(dá)調(diào)控與原核的不同點：1、真核基因表達(dá)調(diào)控的環(huán)節(jié)更多：轉(zhuǎn)錄與翻譯間隔進(jìn)行，具有多種原核生物沒有的調(diào)控機(jī)制；個體發(fā)育復(fù)雜，具有調(diào)控基因特異性表達(dá)的機(jī)制。2、真核生物活性染色體結(jié)構(gòu)的變化對基因表達(dá)具有調(diào)控作用：DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化、DNA堿基修飾變化、組蛋白變化；3、正性調(diào)節(jié)占主導(dǎo)，且一個真核基因通常有多個調(diào)控序列，需要有多個激活物。10.1真核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點和種類目前七頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點7單林娜制作根據(jù)其性質(zhì)可分為兩大類：一是瞬時調(diào)控或稱為可逆性調(diào)控，它相當(dāng)于原核細(xì)胞對環(huán)境條件變化所做出的反應(yīng)。瞬時調(diào)控包括某種底物或激素水平的升降，及細(xì)胞周期不同階段中酶活性和濃度的調(diào)節(jié)。二是發(fā)育調(diào)控或稱不可逆調(diào)控，是真核基因調(diào)控的精髓部分，它決定了真核細(xì)胞生長、分化、發(fā)育的全部進(jìn)程。二、真核生物基因表達(dá)調(diào)控的種類10.1真核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點和種類目前八頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點8單林娜制作根據(jù)基因調(diào)控在同一事件中發(fā)生的先后次序又可分為：DNA水平調(diào)控Replicationalregulation轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控transcriptionalregulation轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控posttranscriptionalregulation翻譯水平調(diào)控translationalregulation蛋白質(zhì)加工水平的調(diào)控regulationofproteinmaturation10.1真核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點和種類目前九頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點9單林娜制作目前十頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點10單林娜制作10.1真核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點和種類10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控

10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控10.4真核基因翻譯水平上的調(diào)控Chapter9ControllingoftheGeneExpression(Parttwo)Contents目前十一頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點11單林娜制作一、基因丟失二、基因擴(kuò)增三、基因重排四、DNA的甲基化與基因調(diào)控五、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與基因表達(dá)調(diào)控10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控抗體分子的形成Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)座子目前十二頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點12單林娜制作一、基因丟失丟失一段DNA或整條染色體的現(xiàn)象。在細(xì)胞分化過程中，可以通過丟失掉某些基因而去除這些基因的活性。某些原生動物、線蟲、昆蟲和甲殼類動物在個體發(fā)育中，許多體細(xì)胞常常丟失掉整條或部分的染色體，只有將來分化產(chǎn)生生殖細(xì)胞的那些細(xì)胞一直保留著整套的染色體。目前，在高等真核生物（包括動物、植物）中尚未發(fā)現(xiàn)類似的基因丟失現(xiàn)象。10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前十三頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點13單林娜制作圖馬蛔蟲受精卵的早期分裂馬蛔蟲2n＝2，但染色體上有多個著絲粒。第一次卵裂是橫裂，產(chǎn)生上下2個子細(xì)胞。第二次卵裂時，一個子細(xì)胞仍進(jìn)行橫裂，保持完整的基因組，而另一個子細(xì)胞卻進(jìn)行縱向分裂，丟失部分染色體。體細(xì)胞生殖細(xì)胞10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前十四頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點14單林娜制作840圖小麥癭蚊的染色體丟棄癭蚊卵跟果蠅相似（始核分裂胞質(zhì)不分裂），其卵的后端含有一種特殊的細(xì)胞質(zhì)極細(xì)胞質(zhì)核→保持了全部40條染色體→生殖細(xì)胞其他細(xì)胞質(zhì)區(qū)域核→丟失32條、留8條→體細(xì)胞10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前十五頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點15單林娜制作二、基因擴(kuò)增基因擴(kuò)增是指某些基因的拷貝數(shù)專一性增大的現(xiàn)象，它使得細(xì)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(diào)控的一種方式。如非洲爪蟾卵母細(xì)胞中rDNA的基因擴(kuò)增是因發(fā)育需要而出現(xiàn)的基因擴(kuò)增現(xiàn)象。10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前十六頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點16單林娜制作發(fā)育或系統(tǒng)發(fā)生中的倍性增加在植物中普遍存在基因組拷貝數(shù)增加，即多倍性，在植物中是非常普遍的現(xiàn)象?；蚪M拷貝數(shù)增加使可供遺傳重組的物質(zhì)增多，這可能構(gòu)成了加速基因進(jìn)化、基因組重組和最終物種形成的一種方式。10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前十七頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點17單林娜制作DNA含量的發(fā)育控制利用流式細(xì)胞儀對從擬南芥不同發(fā)育階段的組織中分離到的間期細(xì)胞核進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)多倍體的DNA含量與組織的成熟程度成正比。對于一給定的物種，C是單倍體基因組中的DNA質(zhì)量。目前十八頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點18單林娜制作將一個基因從遠(yuǎn)離啟動子的地方移到距它很近的位點從而啟動轉(zhuǎn)錄，這種方式被稱為基因重排。通過基因重排調(diào)節(jié)基因活性的典型例子是免疫球蛋白結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)。三、基因重排10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前十九頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點19單林娜制作產(chǎn)生抗體B細(xì)胞體液免疫

經(jīng)法氏囊(BarsaofFabricius)細(xì)胞分裂骨髓

經(jīng)胸腺調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答T細(xì)胞細(xì)胞免疫殺傷抗原10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前二十頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點20單林娜制作動物抗體重排人體可產(chǎn)生108以上不同的抗體分子?？贵w是蛋白質(zhì)，每一種特異抗體具有不同的氨基酸序列。人類基因組中編碼蛋白質(zhì)的基因大概只有30000個左右。編碼抗體分子需要的基因是人體基因總數(shù)的1000倍!可能嗎？10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前二十一頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點21單林娜制作抗體的基本結(jié)構(gòu)10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前二十二頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點22單林娜制作免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)目前二十三頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點23單林娜制作在人類基因組中，所有抗體的重鏈和輕鏈都不是由固定的完整基因編碼的，而是由不同基因片段經(jīng)重排后形成的完整基因編碼的。完整的重鏈基因由VH、D、J和C四個基因片斷組合而成。完整的輕鏈基因由VL、J和C3個片段組合而成。10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前二十四頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點24單林娜制作人類基因組中抗體基因片斷

10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前二十五頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點25單林娜制作產(chǎn)生免疫球蛋白分子多樣性的遺傳控制重鏈和輕鏈的不同組合，κ、λ、H；在重鏈中，V、D、J和C片段的組合；κ輕鏈中V和C的組合；λ輕鏈中V、J和C的組合；基因片段之間的連接點也可以在幾個bp的范圍內(nèi)移動。因此，可以從約300個抗體基因片段中產(chǎn)生109數(shù)量級的免疫球蛋白分子。10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前二十六頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點26單林娜制作目前二十七頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點27單林娜制作四、DNA的甲基化與基因調(diào)控1、DNA的甲基化胞嘧啶被甲基化修飾形成5-甲基胞嘧啶(mC)幾乎所有的mC與其3’的鳥嘌呤以5’mCpG3’的形式存在。當(dāng)兩條鏈上的胞嘧啶都被甲基化時稱為完全甲基化。一般在復(fù)制剛完成時，子鏈上的C呈非甲基化狀態(tài)，稱為半甲基化。5’mCpG3’3’GpCm5’5’mCpG3’3’GpC5’10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前二十八頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點28單林娜制作目前二十九頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點29單林娜制作在真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出現(xiàn)在CpG序列、CpXpG、CCA/TGG和GATC中CpG二核苷酸通常成串出現(xiàn)在DNA上，CpG島10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前三十頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點30單林娜制作甲基化位點的檢測特殊的限制性內(nèi)切酶——同裂酶HpaⅡ識別并切割未甲基化的CCGG(C↓CGG)MspⅠ識別無論是否甲基化的CCGG(C↓CGG或C↓CmGG)10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前三十一頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點31單林娜制作目前三十二頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點32單林娜制作目前三十三頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點33單林娜制作真核生物細(xì)胞內(nèi)存在兩種甲基化酶活性：構(gòu)建性甲基轉(zhuǎn)移酶：作用于非甲基化位點，對發(fā)育早期DNA甲基化位點的確定起重要作用。維持性甲基轉(zhuǎn)移酶：作用于半甲基化位點，使子代細(xì)胞具備親代的甲基化狀態(tài)。10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前三十四頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點34單林娜制作CH3CH3CH3CH3目前三十五頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點35單林娜制作在一些不表達(dá)的基因中，啟動區(qū)的甲基化程度很高，而處于活化狀態(tài)的基因則甲基化程度較低。10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前三十六頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點36單林娜制作2.親本印記(imprinting)印記:來源于父母本的一對等位基因表達(dá)不同。如源于父本的IGF-Ⅱ(胰島素樣生長因子Ⅱ)基因可表達(dá)，而源于母本的則不能表達(dá)。這是由于卵母細(xì)胞中的IGF-Ⅱ已被甲基化，而精子中的IGF-Ⅱ未被甲基化，所以這一對等位基因在合子中表現(xiàn)不同。10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前三十七頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點37單林娜制作目前在人類和鼠身上已辨明了20種印跡基因。大多數(shù)人類的印跡基因集中在三個簇中。在每個基因簇上都存在著特異的印記盒(imprintingbox)，能順式調(diào)節(jié)印跡基因的親本特異性表達(dá)，這些位點表現(xiàn)出親本特異性的甲基化作用和去甲基化作用。10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前三十八頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點38單林娜制作DNA甲基化導(dǎo)致某些區(qū)域DNA構(gòu)象變化，從而影響了蛋白質(zhì)與DNA的相互作用，抑制了轉(zhuǎn)錄因子與啟動區(qū)DNA的結(jié)合效率。3、DNA甲基化抑制基因轉(zhuǎn)錄的機(jī)理10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前三十九頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點39單林娜制作五、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與基因表達(dá)調(diào)控（一）活性染色質(zhì)按功能狀態(tài)的不同可將染色質(zhì)分為活性染色質(zhì)和非活性染色質(zhì)：活性染色質(zhì)是指具有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)；非活性染色質(zhì)是指沒有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)。10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前四十頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點40單林娜制作真核細(xì)胞中基因轉(zhuǎn)錄的模板是染色質(zhì)而不是裸露的DNA，因此染色質(zhì)呈疏松或緊密結(jié)構(gòu)，即是否處于活化狀態(tài)是決定RNA聚合酶能否有效行使轉(zhuǎn)錄功能的關(guān)鍵。10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前四十一頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點41單林娜制作目前四十二頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點42單林娜制作目前四十三頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點43單林娜制作活性染色質(zhì)的主要特點在結(jié)構(gòu)上：活性染色質(zhì)上具有DNaseI超敏感位點活性染色質(zhì)上具有基因座控制區(qū)活性染色質(zhì)上具有核基質(zhì)結(jié)合區(qū)（MAR序列）10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前四十四頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點44單林娜制作活性染色質(zhì)上具有DNaseI超敏感位點：每個活躍表達(dá)的基因都有一個或幾個超敏感位點，大部分位于基因5′端啟動子區(qū)域。10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前四十五頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點45單林娜制作活性染色質(zhì)上具有核基質(zhì)結(jié)合區(qū)（matrixattachmentregion，MAR）：MAR一般位于DNA放射環(huán)或活性轉(zhuǎn)錄基因的兩端。在外源基因兩端接上MAR，可增加基因表達(dá)水平10倍以上，說明MAR在基因表達(dá)調(diào)控中有作用。是一種新的基因調(diào)控元件。10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前四十六頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點46單林娜制作10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前四十七頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點47單林娜制作10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前四十八頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點48單林娜制作（二）活性染色體結(jié)構(gòu)變化1、對核酸酶敏感

活化基因常有超敏位點，位于調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合位點附近。10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前四十九頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點49單林娜制作RNA-pol正超螺旋負(fù)超螺旋轉(zhuǎn)錄方向2、DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化天然雙鏈DNA均以負(fù)性超螺旋構(gòu)象存在；基因活化后10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前五十頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點50單林娜制作3、DNA堿基修飾變化真核DNA約有5%的胞嘧啶被甲基化，甲基化范圍與基因表達(dá)程度呈反比。10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前五十一頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點51單林娜制作4、組蛋白變化①富含Lys組蛋白水平降低②H2A,H2B二聚體不穩(wěn)定性增加③組蛋白修飾：高乙?；蹾3組蛋白巰基暴露10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前五十二頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點52單林娜制作10.1真核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點和種類10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控10.4真核基因翻譯水平上的調(diào)控Chapter9ControllingoftheGeneExpression(Parttwo)Contents目前五十三頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點53單林娜制作10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控一、真核生物與原核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控的差異二、真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控順式作用元件三、反式作用因子目前五十四頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點54單林娜制作一、真核生物與原核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控的差異1.真核生物轉(zhuǎn)錄過程涉及復(fù)雜的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化；2.原核生物調(diào)節(jié)元件種類少，真核很多；3.原核生物有操縱子結(jié)構(gòu)，真核不組成操縱子；4.大多數(shù)真核生物啟動子以正調(diào)控為主，原核生物以負(fù)調(diào)控為主。10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前五十五頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點55單林娜制作“基因”的分子生物學(xué)定義：產(chǎn)生一條多肽鏈或功能RNA所必需的全部核苷酸序列。轉(zhuǎn)錄區(qū)對應(yīng)于mRNA的5’非翻譯區(qū)對應(yīng)于mRNA的3’非翻譯區(qū)編碼區(qū)上游調(diào)控區(qū)PromoterIntronExon起始密碼子終止子Trimmingscale目前五十六頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點56單林娜制作二、真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控順式作用元件

（cis-actingelement）定義：影響自身基因表達(dá)活性的非編碼DNA序列。例：啟動子、增強(qiáng)子、沉默子等10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前五十七頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點57單林娜制作1、啟動子在DNA分子中，RNA聚合酶能夠識別、結(jié)合并導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄起始的序列。10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前五十八頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點58單林娜制作10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前五十九頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點59單林娜制作啟動子結(jié)構(gòu)GC盒

TATA盒結(jié)構(gòu)基因+1與RNApolII結(jié)合，決定轉(zhuǎn)錄起始點的精確定位。CAAT盒

上游啟動子序列（UPS）決定基因表達(dá)的基礎(chǔ)水平Sp1,NF1,P1,……-25-35-70-80-11010.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前六十頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點60單林娜制作指能使與它連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率明顯增加的DNA序列。2、增強(qiáng)子10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前六十一頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點61單林娜制作SV40的轉(zhuǎn)錄單元上發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄起始位點上游約200bp處有兩段長72bp的正向重復(fù)序列。增強(qiáng)子區(qū)域SP1結(jié)合區(qū)域復(fù)制原點目前六十二頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點62單林娜制作增強(qiáng)子特點：①增強(qiáng)效應(yīng)十分明顯，一般能使基因轉(zhuǎn)錄頻率增加10-200倍②增強(qiáng)效應(yīng)與其位置和取向無關(guān)，不論增強(qiáng)子以什么方向排列（5‘→3’或3‘→5’），甚至和靶基因相距3kb，或在靶基因下游，均表現(xiàn)出增強(qiáng)效應(yīng)；

10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前六十三頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點63單林娜制作③大多為重復(fù)序列，一般長約50bp，適合與某些蛋白因子結(jié)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(qiáng)效應(yīng)時所必需的；④增強(qiáng)效應(yīng)有嚴(yán)密的組織和細(xì)胞特異性，說明增強(qiáng)子只有與特定的蛋白質(zhì)（轉(zhuǎn)錄因子）相互作用才能發(fā)揮其功能；10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前六十四頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點64單林娜制作⑤沒有基因?qū)Ｒ恍裕梢栽诓煌幕蚪M合上表現(xiàn)增強(qiáng)效應(yīng)；⑥許多增強(qiáng)子還受外部信號的調(diào)控，如金屬硫蛋白的基因啟動區(qū)上游所帶的增強(qiáng)子，就可以對環(huán)境中的鋅、鎘濃度做出反應(yīng)。10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前六十五頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點65單林娜制作增強(qiáng)子作用機(jī)理目前六十六頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點66單林娜制作某些基因含有負(fù)性調(diào)節(jié)元件——沉默子，當(dāng)其結(jié)合特異蛋白因子時，對基因轉(zhuǎn)錄起阻遏作用。3、沉默子10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前六十七頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點67單林娜制作三、反式作用因子

（轉(zhuǎn)錄因子，transcriptionfactor）（一）定義能直接或間接地識別或結(jié)合在各類順式作用元件上，參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì),也稱為轉(zhuǎn)錄因子（transcriptionalfactor，TF）。

如：TFⅡD（TATA）、CTF（CAAT）、SP1(GGGCGG)、HSF(熱激蛋白啟動區(qū))

10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前六十八頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點68單林娜制作反式作用因子

識別/結(jié)合順式作用元件中的靶序列啟動轉(zhuǎn)錄例：轉(zhuǎn)錄因子TFⅡD識別結(jié)合TATAbox

轉(zhuǎn)錄因子SP1識別結(jié)合GCbox

轉(zhuǎn)錄因子CTF1識別結(jié)合CCAATbox10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前六十九頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點69單林娜制作（二）反式作用因子的類型1.基本轉(zhuǎn)錄因子（通用轉(zhuǎn)錄因子）

又稱TATA盒結(jié)合蛋白，如TFⅠ、TFⅡ和TFⅢ等。10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前七十頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點70單林娜制作轉(zhuǎn)錄因子功能

TFⅡA穩(wěn)定TFⅡD促進(jìn)RNApolⅡ結(jié)合TFⅡB辨認(rèn)TATATFⅡDATPaseTFⅡE解螺旋酶TFⅡF促進(jìn)TFⅡD結(jié)合TFⅡ-I唯一的轉(zhuǎn)錄因子與RNApolII相關(guān)的基本轉(zhuǎn)錄因子10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前七十一頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點71單林娜制作TFⅡDTFⅡA

TFⅡBRNApolⅡ/TFⅡFTFⅡEPICDTATABFEDNA轉(zhuǎn)錄前起始復(fù)合物（Pre-initiationComplex，PIC）ARNApolⅡTATA基本轉(zhuǎn)錄因子（通用轉(zhuǎn)錄因子）目前七十二頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點72單林娜制作EF1因子

紅細(xì)胞Isl-I因子

胰島β細(xì)胞MyoDI因子

骨骼肌細(xì)胞NF-κB因子

B淋巴細(xì)胞DF3因子

乳腺癌細(xì)胞

CEA啟動子結(jié)合蛋白

CEA陽性的腫瘤細(xì)胞

意義：

不同組織細(xì)胞發(fā)揮不同生理功能的分子基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)錄因子組織細(xì)胞2.組織或細(xì)胞特異性轉(zhuǎn)錄因子目前七十三頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點73單林娜制作

熱休克轉(zhuǎn)錄因子（HSTF）

高溫環(huán)境cAMP效應(yīng)元件結(jié)合蛋白(CREBF)cAMP

血清應(yīng)激因子（SRF）

血清中的生長因子CD28反應(yīng)元件結(jié)合蛋白

抗原

激活蛋白2(AP-2)感染與炎癥反應(yīng)意義：機(jī)體適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境變化的分子基礎(chǔ)。

轉(zhuǎn)錄因子

誘導(dǎo)因子

與UPS結(jié)合的SP1因子;CCAAT盒轉(zhuǎn)錄因子(CTF);POU蛋白質(zhì)因子;EBP等3.可誘導(dǎo)（inducible）的轉(zhuǎn)錄因子目前七十四頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點74單林娜制作（三）轉(zhuǎn)錄因子上的幾種

重要結(jié)構(gòu)域DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域：與順式元件識別、結(jié)合轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域：與RNA聚合酶結(jié)合結(jié)構(gòu)域連接區(qū)反式因子有兩個必需的結(jié)構(gòu)域10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前七十五頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點75單林娜制作1、DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域螺旋-轉(zhuǎn)折-螺旋（Helix-turn-helix，H-T-H）鋅指結(jié)構(gòu)（zincfinger）堿性-亮氨酸拉鏈（basic-leucinezipper）堿性-螺旋-環(huán)-螺旋（basic–helix/loop/helix，bHLH）10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前七十六頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點76單林娜制作螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋

（helix-turn-helix，HTH）

HTH的基本結(jié)構(gòu)是兩個α螺旋被一個轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)分開。α螺旋由短肽鏈組成，肽鏈的氨基酸順序因不同的轉(zhuǎn)錄因子而不同。其中一個α螺旋識別特異的順式作用元件上的DNA序列，另一個α螺旋則結(jié)合在DNA上，調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄。

10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前七十七頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點77單林娜制作螺旋-轉(zhuǎn)折-螺旋結(jié)構(gòu)圖10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前七十八頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點78單林娜制作螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋(helix-turn-helix，HTH)及螺旋-環(huán)-螺旋(helix-loop-helix，HLH)這類結(jié)構(gòu)至少有兩個α螺旋其間由短肽段形成的轉(zhuǎn)角或環(huán)連接，兩個這樣的motif結(jié)構(gòu)以二聚體形式相連，距離正好相當(dāng)于DNA一個螺距（3.4nm）,兩個α螺旋剛好分別嵌入DNA的深溝。HTH結(jié)構(gòu)及其與DNA的結(jié)合目前七十九頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點79單林娜制作10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前八十頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點80單林娜制作（2）鋅指結(jié)構(gòu)配位鍵2-9個定義：是一種常出現(xiàn)在DNA結(jié)合蛋白中的結(jié)構(gòu)基元。是由一個含有大約30個氨基酸的環(huán)和一個與環(huán)上的4個Cys或2個Cys和2個His配位的Zn構(gòu)成，形成的結(jié)構(gòu)像手指狀。10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前八十一頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點81單林娜制作目前八十二頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點82單林娜制作鋅指的N-端部分形成β折疊結(jié)構(gòu)，C-端部分形成α螺旋結(jié)構(gòu)每個α螺旋有兩處識別特異的DNA序列；3個α螺旋結(jié)構(gòu)與一個DNA雙螺旋的深溝（majorgroove）結(jié)合，調(diào)控RNA的轉(zhuǎn)錄。α螺旋的氨基酸順序視不同的轉(zhuǎn)錄因子而不同。10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前八十三頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點83單林娜制作123456789蛋白質(zhì)圖圖15-1110.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前八十四頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點84單林娜制作Cys2/Cys2鋅指Cys2/His2鋅指見于甾體激素受體見于SP1，TFⅢA等10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前八十五頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點85單林娜制作轉(zhuǎn)錄因子SP1（GC盒）、連續(xù)的3個鋅指重復(fù)結(jié)構(gòu)

10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前八十六頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點86單林娜制作（3）堿性-亮氨酸拉鏈

（Leucinezipper）蛋白質(zhì)之間的相互作用是生命現(xiàn)象的普遍規(guī)律之一，在基因表達(dá)調(diào)控中同樣具有重要意義。亮氨酸拉鏈?zhǔn)堑鞍踪|(zhì)二聚體化(蛋白質(zhì)相互作用的一種方式)的一種結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。某些癌基因(如c-jun，v-jun，c-fos，v-fos等)表達(dá)產(chǎn)物通過亮氨酸拉鏈形成同源或異源二聚體，大大增加對DNA的結(jié)合能力，調(diào)控基因表達(dá)。目前八十七頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點87單林娜制作亮氨酸拉鏈?zhǔn)且粋€高亮氨酸組成的α螺旋，每兩個螺圈出現(xiàn)一個亮氨酸，形成拉鏈的一邊。兩個蛋白質(zhì)因子的α螺旋通過亮氨酸的疏水作用結(jié)合在一起形成拉鏈結(jié)構(gòu)。在亮氨酸拉鏈近N-端有富含堿性(帶正電荷)氨基酸殘基的區(qū)域，是DNA的結(jié)合區(qū)。10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前八十八頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點88單林娜制作亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)二聚體亮氨酸之間相互作用形成二聚體，形成“拉鏈”。肽鏈氨基端20～30個富含堿性氨基酸結(jié)構(gòu)域與DNA結(jié)合。目前八十九頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點89單林娜制作這類蛋白質(zhì)的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域?qū)嶋H是以堿性區(qū)和亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)域整體作為基礎(chǔ)的。目前九十頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點90單林娜制作一段肽鏈中每隔7個AA即有一個Leuα螺旋親水面：親水AA組成

疏水面：Leu組成（亮氨酸拉鏈條）可形成二聚體（發(fā)揮作用）（同二聚體/異二聚體）DNA的結(jié)合域：拉鏈區(qū)以外結(jié)構(gòu)亮氨酸拉鏈目前九十一頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點91單林娜制作圖15-12亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)目前九十二頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點92單林娜制作亮氨酸拉鏈區(qū)域亮氨酸重復(fù)區(qū)域堿性區(qū)域亮氨酸殘基目前九十三頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點93單林娜制作定義：出現(xiàn)在DNA結(jié)合蛋白質(zhì)和其它蛋白質(zhì)中的一種結(jié)構(gòu)基元（motif）。當(dāng)來自同一個或不同多肽鏈的兩個α-螺旋的疏水面（常常含有亮氨酸殘基）相互作用形成一個圈對圈的二聚體結(jié)構(gòu)時就形成了亮氨酸拉鏈。10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前九十四頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點94單林娜制作（4）堿性-螺旋-環(huán)-螺旋

helix-loop-helix目前九十五頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點95單林娜制作二聚體螺旋區(qū)域環(huán)二聚體形成的螺旋-環(huán)-螺旋蛋白a：b目前九十六頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點96單林娜制作2、轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域酸性激活域(acidicactivationdomain)，如酵母轉(zhuǎn)錄因子GCN4，GAL4谷氨酰胺富含域(glutamine-richdomain)，如SP1,AP2,oct1,oct2脯氨酸富含域(proline-richdomain)，如CTF/NF1不規(guī)則的，含雙性-helix目前九十七頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點97單林娜制作（四）mRNA轉(zhuǎn)錄激活及其調(diào)節(jié)

RNA聚合酶II在轉(zhuǎn)錄因子幫助下， 形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物。10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控目前九十八頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點98單林娜制作轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物目前九十九頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點99單林娜制作10.1真核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點和種類10.2真核生物DNA水平上的基因表達(dá)調(diào)控10.3真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達(dá)調(diào)控

10.4真核基因翻譯水平上的調(diào)控Chapter9ControllingoftheGeneExpression(Parttwo)Contents目前一百頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點100單林娜制作

10.4真核基因翻譯水平上的的調(diào)控一.5’UTR(untranslatedregion)結(jié)構(gòu)與翻譯起始的調(diào)節(jié)二．蛋白質(zhì)磷酸化對翻譯效率的影響三．3’UTR(untranslatedregion)結(jié)構(gòu)與mRNA穩(wěn)定性調(diào)控目前一百零一頁\總數(shù)一百一十二頁\編于二十二點101單林娜制作一.5’UTR(untranslatedregion)結(jié)構(gòu)與翻譯起始的調(diào)節(jié)5’UTR通常不到10