分子生物學第5章

第五章基因表達調控第一節(jié)基因表達調控的基本原理在不同時期和不同條件下，基因表達的開啟或關閉以及基因活性的增加或減弱等是受到嚴格調節(jié)控制的，這種控制即基因表達調控調控可以發(fā)生在基因表達的任何階段。

一、基因表達調控的基本方式基因根據(jù)表達及表達調控特點分2類1、管家基因（housekeepinggene）：其表達產物在整個生命過程中都是必需的，因此在一個生物體的各中細胞內持續(xù)表達。受環(huán)境因素影響較小，表達方式屬于組成性表達2、奢侈基因（luxurygene）：僅在特定組織中有高表達，表達產物具有特殊功能。易受環(huán)境因素影響，即受到調控，表達方式屬于條件性表達奢侈基因對環(huán)境信號的應答方式，分2類：①可誘導基因：受環(huán)境信號刺激時啟動表達或表達增強，屬于誘導表達（induceexpression）②可阻遏基因：受環(huán)境信號刺激時終止表達或表達減弱，屬于阻遏表達（repressexpression），相應的環(huán)境信號稱為阻遏物（repressor）二、基因表達調控的特異性1、時間特異性在生命同一生長發(fā)育階段，不同基因的表達水平不同；而同一基因在生命的不同生長發(fā)育階段的表達水平也不同單細胞生物，特定基因的表達隨時間、環(huán)境而變化；多細胞生物，從受精卵到組織器官形成的各個不同發(fā)育階段，相應基因嚴格按一定時間順序開啟或關閉，基因表達的時間特異性與分化階段、發(fā)育階段一致，所以又稱階段特異性。2、空間特異性

在同一生長發(fā)育階段，不同基因在同一組織器官的表達水平不同；而同一基因在不同組織器官的表達水平也不同?；虮磉_的空間特異性是細胞分化所形成的組織器官中體現(xiàn)，所以也成為細胞或組織特異性許多基因(特別是奢侈基因)的表達水平受代謝條件和環(huán)境因素影響例如:大腸桿菌乳糖操縱子在有乳糖而缺乏葡萄糖時高水平表達大腸桿菌DNA聚合酶IV和V的編碼基因只在SOS應答后期表達長期饑餓時人體表達糖異生途徑關鍵酶受到病原體感染時人體表達細胞因子、免疫球蛋白3、條件特異性

三、基因表達調控的生理意義

根本目的：適應環(huán)境細胞生長、分裂、分化、凋亡個體生存、生長、發(fā)育、繁殖、衰老1·適應性調控適應環(huán)境單細胞生物：維持細胞生長和細胞分裂高等生物：調節(jié)代謝，例如:經(jīng)常飲酒者體內醇氧化酶活性提高2·程序性調控生長發(fā)育的不同階段；不同組織器官高等哺乳動物細胞的分化和各種組織器官的發(fā)育都是由相應的基因控制的，一旦某種基因發(fā)生突變或表達異常，就會導致相應組織器官的發(fā)育異常四、基因表達調控的多環(huán)節(jié)性系統(tǒng)、復雜、精巧的基因表達調控機制信號轉導網(wǎng)絡系統(tǒng)為基礎

RNA的轉錄合成——蛋白質的翻譯后修飾，各個環(huán)節(jié)

基因激活轉錄起始

轉錄后加工mRNA降解蛋白質降解等蛋白質翻譯翻譯后加工修飾五、基因轉錄調控的基本要素

主要是控制轉錄起始，基本要素：RNA聚合酶、調控序列和調節(jié)蛋白1、調控序列①順式作用元件(cis-actingelement):是基因序列的一部分，絕大多數(shù)與結構基因(轉錄區(qū))在同一染色體DNA上，位于結構基因上游、下游或內部，通過與RNA聚合酶、調節(jié)蛋白結合調控基因表達。包括啟動子、終止子、原核生物的操縱基因和衰減子、真核生的增強子和沉默子等②反式作用元件(trans-actingelement):屬于調節(jié)基因，與靶基因在同一或不同染色體DNA上，通過編碼產物調控基因表達，其編碼產物稱為反式作用因子(trans-actingfactor)。包括蛋白質(即調節(jié)蛋白)和RNA(例如微RNA)等。2、調節(jié)蛋白屬于反式作用因子，通過與順式作用元件結合調控基因表達分兩種情況:①正調節(jié)蛋白促進基因表達，稱為正調控;②負調節(jié)蛋白阻遏基因表達，稱為負調控。原核生物：正調控和負調控真核生物：正調控為主

第二節(jié)原核生物基因表達調控單細胞生物沒有能量儲備系統(tǒng)對環(huán)境（生存和營養(yǎng)）的高度適應能力生長繁殖最優(yōu)化操縱子結構一、原核生物基因表達調控的特點

1·以操縱子為單位進行轉錄

操縱子(operon)：是原核細胞DNA上的一段區(qū)域，由若干功能相關的結構基因和控制這些基因表達的元件組成的一個完整的連續(xù)的功能單位。2·基因轉錄的特異性由σ因子決定

不同的σ因子與核心酶結合，可以轉錄不同的基因環(huán)境變化可以誘導表達特定的σ因子，啟動轉錄特定的基因3·轉錄與翻譯偶聯(lián)沒有核膜包被4·基因表達既有正調控，又有負調控除了σ因子之外5·存在衰減子調控機制

6·基因表達存在應急應答調控機制當遇到諸如氨基酸缺乏等緊急情況時，會產生應急應答，包括各種RNA、蛋白質、糖和脂肪在內的幾乎所有合成代謝都停止二、轉錄水平的調控

(一)調控因素

原核生物基因的轉錄調控是由RNA聚合酶、調控序列和調節(jié)蛋白決定的1·調控序列啟動子和終止子，操縱基因和分解代謝物基因激活蛋白結合（CAP）位點(1)操縱基因(operator):位于啟動子和結構基因之間，相鄰、重疊或包含于啟動子內，是阻遏蛋白的結合位點(2)CAP位點:位于啟動子上游，CAP的結合位點操縱基因

——阻遏蛋白的結合位點

當操縱序列結合有阻遏蛋白時，會阻礙RNA聚合酶與啟動序列的結合，或是RNA聚合酶不能沿DNA向前移動，阻礙轉錄。啟動序列編碼序列操縱序列pol阻遏蛋白2·調節(jié)蛋白DNA結合蛋白，與調控序列結合影響轉錄(1)分類:①特異因子：σ因子——啟動子②阻遏蛋白：操縱基因（負調控）③激活蛋白：CAP位點（正調控）(2)作用模式：環(huán)境信號（誘導物和阻遏物）影響環(huán)境信號與調節(jié)蛋白結合，改變調節(jié)蛋白構象，影響調節(jié)蛋白與調控序列的結合，調控基因表達。四種模式:可誘導基因：誘導物活化鈍化阻遏蛋白激活蛋白基因表達（+）可阻遏基因：阻遏物鈍化活化阻遏蛋白激活蛋白基因表達（-）

(二)乳糖操縱子

葡萄糖是大腸桿菌的主要能源葡萄糖效應或分解代謝物阻遏：當可以得到葡萄糖和乳糖時，大腸桿菌會先利用葡萄糖。當葡萄糖全部耗盡之后，大腸桿菌停止生長。經(jīng)過短時間的適應，大腸桿菌就會利用乳糖的現(xiàn)象。Jacob和Monod(1965年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獲得者)通過研究于1960年提出了乳糖操縱子模型闡述原核生物基因轉錄調控機制的經(jīng)典模型

1、乳糖操縱子的結構調控序列CAP結合位點啟動序列操縱序列結構基因Z：β-半乳糖苷酶Y：透酶A：乙?；D移酶ZYAOPDNA2·乳糖操縱子的阻遏調控上游調節(jié)基因lacI，組成性表達阻遏蛋白LacI在沒有乳糖時會與lacO結合，阻擋RNA聚合酶沿著DNA模板鏈移動，即阻遏轉錄，導致轉錄啟動效率極低在有乳糖時，乳糖被微量存在的幾個β-半乳糖苷酶分子催化水解，同時生成少量副產物別乳糖（誘導物）與LacI結合使之變構，不再與lacO結合，因而不再阻遏RNA聚合酶移動，轉錄啟動效率可以提高1000倍mRNA阻遏蛋白IDNAZYAOPpol沒有乳糖存在時

阻遏蛋白的負性調節(jié)阻遏基因mRNA阻遏蛋白有乳糖存在時IDNAZYAOPpol啟動轉錄mRNA乳糖別乳糖β-半乳糖苷酶3·乳糖操縱子的激活調控野生型lacP為弱啟動子，需要激活蛋白CAP的激活調控CAP含兩個結構域:①N端結構域:cAMP結合域②C端結構域:DNA結合域，與CAP位點結合

CAP須先與cAMP形成復合物——CAP位點——CAP的激活受cAMP濃度控制。cAMP的濃度與葡萄糖的濃度呈負相關①當葡萄糖缺乏時，cAMP濃度高，CAP·cAMP復合物濃度高，與CAP位點的結合效應強，通過與RNA聚合酶α亞基作用促進其與啟動子的結合，可以將轉錄啟動效率提高50倍;②當葡萄糖充足時，與上相反++++轉錄無葡萄糖，cAMP濃度高時有葡萄糖，cAMP濃度低時

CAP的正性調節(jié)ZYAOPDNACAPCAPCAPCAPCAPCAP4·乳糖操縱子的雙重調控LacI和CAP的雙重調控

存在乳糖而解除LacI的阻遏調控

缺乏葡萄糖而啟動CAP的激活調控意義：經(jīng)濟高效表達

結合乳糖、G存在與否及與操縱子正、負控因素、基因開放與關閉情況如下：葡萄糖（G）乳糖基因開放基因關閉機理簡述（學生填充）

×√√CAP正控、乳糖去阻遏、基因開放、轉錄進行

××√不能誘導去阻遏，CAP即使結合，基因未開放

√×√細菌優(yōu)先用G，無CAP結合，無誘導去阻遏

√√√CAMP-CAP復合物無，CAP位點空，去阻遏也無RNApol結合①②③④

(三)色氨酸操縱子

編碼一組催化分支酸合成色氨酸的酶類，受阻遏調控和衰減調控雙重負調控1、結構：trp操縱子是由一個控制區(qū)和五個結構基因組成；五個結構基因編碼色氨酸生物合成需要的5種蛋白的多順反子mRNA?？刂茀^(qū)由啟動子trpP、操縱基因trpO和前導序列trpL構成；●

E.coli

trp

synthetase

operon(C.Yanofsky

stanfordUniv.)Negative-repressibleoperon70-foldlowerthanfullyde-repressedRPOleadingseq.EDCBAtrp+2、阻遏調控

操縱子上游存在調節(jié)基因trpR，編碼同二聚體阻遏蛋白TrpR(1)當色氨酸缺乏時，游離的阻遏蛋白TrpR不能與操縱基因trpO結合，RNA聚合酶可以有效地轉錄結構基因，最終提高色氨酸的合成速度(2)當色氨酸充足時，色氨酸作為阻遏物與阻遏蛋白TrpR結合，使之變構成為活性TrpR

，與操縱基因trpO結合，阻遏RNA聚合酶與啟動子trpP結合。己經(jīng)轉錄的mRNA也很快降解，最終降低色氨酸的合成速度3、衰減調控作用于轉錄延長環(huán)節(jié)trpL位于trpE與trp0之間，轉錄產物長162nt，分為四個區(qū)段，分別用序列1、2、3、4表示序列1編碼一個被稱為前導肽的十四肽，其中第10、11號氨基酸是兩個色氨酸序列2、3存在互補序列，可形成莖環(huán)結構序列3、4也存在互補序列，可形成莖環(huán)結構，該莖環(huán)結構之后有一段連續(xù)的U序列，是一個不依賴ρ因子的終止子結構，稱為衰減子(attenuator，也稱為弱化子)前導序列：在trpmRNA5'端trpE基因的起始密碼前一個長162nt的mRNA片段。第10和第11位上有相鄰的兩個色氨酸密碼子轉錄與翻譯的偶聯(lián)是衰減調控的基礎

色氨酰tRNA濃度的變化是衰減調控的信號(1)當色氨酸缺乏時，色氨酰tRNA供給不足，合成前導肽的核糖體停滯于序列1的色氨酸密碼子位點，序列2、3形成莖環(huán)結構，使序列3、4不能形成衰減子結構，下游的結構基因可以被有效轉錄(2)當色氨酸充足時，色氨酰tRNA供給充足，核糖體迅速翻譯序列1合成前導肽，并對序列2形成約束，使序列2、3不能形成莖環(huán)結構，轉而序列3、4形成轉錄終止子結構衰減子，使下游正在轉錄結構基因的RNA聚合酶脫落，終止轉錄衰減子結構

(attenuator)核糖體新生肽鏈mRNADNA1234UUUU3’

當色氨酸濃度高時

trp

密碼子轉錄衰減機制:5’12345’核糖體當色氨酸濃度低時

高Trp時：Trp-tRNATrp

存在

核糖體通過片段1(2個Trp密碼子)

封閉片段2

片段3，4形成發(fā)夾結構

類似于不依賴ρ因子的轉錄終止序列

RNA聚合酶停止轉錄,產生衰減子轉錄產物轉錄、翻譯偶聯(lián),產生前導肽

低Trp時：Trp-tRNATrp

沒有供應核糖體翻譯停止在片段1

（2個Trp密碼子）

片段2，3

形成發(fā)夾結構

轉錄不終止

RNA聚合酶繼續(xù)轉錄4、阻遏調控和衰減調控相輔相成阻遏調控衰減調控作用位點轉錄起始環(huán)節(jié)轉錄延長環(huán)節(jié)調控信號色氨酸濃度變化氨酰tRNA濃度變化意義有效、經(jīng)濟細微、迅速

(四)阿拉伯糖操縱子

阿拉伯糖是大腸桿菌的營養(yǎng)物之一代謝時先由三種酶轉化成5-磷酸木酮糖，再通過磷酸戊糖途徑代謝編碼三種酶的結構基因叢集成阿拉伯糖操縱子1·結構基因3個：araA、araB和araD，簡寫araBADaraB

：L-核酮糖激酶araA：L-阿拉伯糖異構酶araD：L-核酮糖-5-磷酸4-差向異構酶

araBAD和araC基因的轉錄是分別在兩條鏈上以相反的方向進行的。2·調控序列2個啟動子①araPC

（P1）

：也是araBAD的CAP位點②araPBAD（P2）其它調控序列：調節(jié)蛋白AraC的結合位點①araO1：調節(jié)araC

轉錄②araO2：調節(jié)araBAD轉錄③araI1④araI23·調節(jié)蛋白AraC的正、負調控作用AraC與調控序列有三種不同的結合方式，產生不同的調控效應:①當阿拉伯糖缺乏時，AraC與O2，I1結合，成環(huán)而阻遏轉錄araBAD，產生負調控效應②當阿拉伯糖充足時，AraC與阿拉伯糖結合成AraC·Ara而變構，與I1、I2結合，解除araBAD轉錄阻遏，產生證調控效應③AraC自調控，通過與O1結合，阻遏araC轉錄，防止AraC積累。4·激活蛋白CAP的正調控作用CAP·cAMP與Pc結合，AraC·Ara促進araBAD表達，產生正調控效應阿拉伯糖與cAMP必須同時存在才能啟動轉錄cAMP水平與葡萄糖呈負相關阿拉伯糖(+),葡萄糖(-)三、翻譯水平的調控

mRNA穩(wěn)定性SD序列翻譯阻遏反義RNA核糖開關閱讀框移位1、mRNA穩(wěn)定性細菌增殖周期是20-30分鐘（代謝速度快），需要快速合成或降解mRNA以適應環(huán)境變化細菌不同mRNA的半衰期不同，多數(shù)為2-3分鐘降解mRNA的酶主要是3’核酸外切酶3'端存在莖環(huán)結構，則可以抵抗3'核酸外切酶的降解，從而提高mRNA的穩(wěn)定性2、SD序列mRNA的翻譯效率受控于SD序列:①與共有序列的差異:不同mRNA的SD序列與共有序列的差異不同，與核糖體的親和力就不同②與起始密碼子的距離:不同mRNA的SD序列與起始密碼子的距離不同，翻譯效率不同（4-10為佳，9最佳）3·翻譯阻遏細菌每個操縱子編碼的核糖體蛋白中都有一種屬于該操縱子的翻譯阻遏蛋白，可以與轉錄產生的多順反子mRNA結合而阻遏其翻譯，這種在翻譯水平上的阻遏調控稱為翻譯阻遏(translationalrepression）與翻譯阻遏蛋白結合的位點靠近一個開放閱讀框(通常是第一個)的起始密碼子，并且阻遏該mRNA所有開放閱讀框的翻譯

某種r蛋白合成過快時，r蛋白可與其模板mRNA上的SD序列結合，而使其不能與核糖體結合，導致mRNA的降解而使這種r蛋白合成速度降低。4·反義RNA反義RNA(asRNA)：一類小分子單鏈RNA，與細胞內其他功能RNA序列互補，參與基因表達調控在原核(真核)細胞內廣泛存在，染色體、質粒、噬菌體、轉座子等都含反義RNA編碼序列作用機制：阻遏復制（RNA引物）、轉錄、磚錄后加工及mRNA的轉運和翻譯，促進mRNA降解翻譯環(huán)節(jié)：反義RNA與靶mRNA的SD序列或開放閱讀框結合，阻遏翻譯;或結合之后使mRNA被RNaseIII降解5·核糖開關定義：細菌mRNA中有一種保守序列，它主要位于5‘-UTR，可以與特定小分子結合而改變mRNA構象，從而影響翻譯效率以及mRNA壽命，這種序列稱為核糖開關(riboswitch)。調控效應:①使不依賴p因子的終止子形成莖環(huán)②通過折疊影響mRNA前體剪接③通過折疊掩蓋RBS④核糖開關型核酶催化降解mRNA6·閱讀框移位大腸桿菌RF-2基因的第26號密碼子是UGA，僅被RF-2識別、結合并終止翻譯RF-2在低水平時不與此UGA有效結合，核糖體會向下游移動一個堿基C，讀UGAC為GAC即編碼天冬氨酸，翻譯按新的閱讀框繼續(xù)進行，合成RF-2一種產物負反饋抑制

第三節(jié)真核生物的基因表達調控基因表達調控的顯著特征：在特定時間、特定條件下激活特定細胞內的特定基因，即具有時間特異性、空間特異性和條件特異性，從而實現(xiàn)預定的有序分化發(fā)育過程涉及：

DNA和染色體水平轉錄水平、轉錄后加工水平翻譯水平和翻譯后修飾水平轉錄水平是最主要的調控環(huán)節(jié)一、真核生物基因表達調控的特點1·調控環(huán)節(jié)更多例如mRNA的轉錄后加工。2·既有瞬時調控，又有發(fā)育調控

瞬時調控（可逆性調控）：相當于原核細胞對環(huán)境變化做出的反應發(fā)育調控（不可逆性調控）：是真核生物基因表達調控的精髓，決定真核細胞生長和分化的全過程3·染色質結構變化影響轉錄效率

DNA與蛋白質的解離，以暴露特定DNA序列4·轉錄調控以正調控為主

RNA聚合酶對啟動子的親和力小，需要多種調節(jié)蛋白協(xié)助結合5·調控序列多并且可以遠離轉錄區(qū)

6個增強子/一個mRNA基因，與轉錄起始位點可以相距30kb6·調節(jié)蛋白種類繁多，調節(jié)機制復雜不都是DNA結合蛋白，與RNA聚合酶裝配成轉錄起始復合物7.轉錄后加工更復雜真核生物的mRNA8·轉錄和翻譯存在時空隔離信號轉導途徑及mRNA轉運途徑調控基因表達9·翻譯及翻譯后修飾更復雜影響翻譯的除了有更多的蛋白因子之外，還有小分子非編碼RNA；翻譯后修飾內容豐富，涉及各種修飾因子，修飾場所遍布細胞內各個部位二、染色質和DNA水平的調控

1、染色質結構改變

DNA的結構(特別是壓縮程度)決定其轉錄效率異染色質結構緊密，沒有轉錄區(qū)常染色質結構疏松，包含轉錄區(qū)（“開放型活性染色質”）

組蛋白可以被看成是調控真核生物基因轉錄的阻遏蛋白轉錄區(qū)組蛋白少化學修飾（甲基化、乙?；?、磷酸化、泛素化等）導致組蛋白正電荷減少，構象改變，與DNA的親和力降低，便染色質疏松，易于解離2·DNA甲基化CpG島：特定CpG序列的胞嘧啶被甲基化，形成5-甲基胞嘧啶少量腺嘌呤被甲基化——N6-甲基腺嘌呤甲基化改變DNA構象，導致染色質結構改變DNA甲基化程度與基因表達呈負相關（即甲基化程度高的基因轉錄效率低）基因沉默（去甲基化導致基因激活）可能與衰老有關

DNA甲基化與X染色體失活5-甲基胞嘧啶（5-mC)N6-甲基腺嘌呤(N6-mA)7-甲基鳥嘌呤(7-mG)DNA甲基化3·基因重排可以使一個基因更換調控序列

例如：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的表達

免疫球蛋白的肽鏈主要由可變區(qū)(v區(qū))、恒定區(qū)(c區(qū))。編碼產生免疫球蛋白的細胞發(fā)育分化時通過染色體內DNA重組把幾個相隔較遠的基因片段連接在一起，產生具有表達活性的免疫球蛋白基因。小鼠重鏈基因在發(fā)育中通過V、D、J、C基因片段的重組產生了DNA的重排4·基因擴增為適應生長環(huán)境而在短時間內大量表達特定基因產物的一種有效方式基因擴增產物以兩種形式存在:

①在染色體：串聯(lián)重復序列，成為一個均染區(qū)(HSR)

②染色體之外：極微染色體結構普遍存在:

①某些類型的正常細胞在其生長分化過程中需要大量相關蛋白，常常通過基因擴增促進基因表達（DNA合成時組蛋白基因擴增）

②基因擴增賦予腫瘤細胞抗藥性（甲氨蝶呤抑制腫瘤細胞內二氫葉酸還原酶(DHFR)的活性，使dTMP合成減少，從而殺死細胞;然而，在甲氨蝶呤培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間之后，DHFR基因擴增，拷貝數(shù)可以增加200-250倍，從而抵抗更高濃度甲氨蝶嶺的殺傷作用）

③基因擴增是原癌基因的激活方式之一5·染色質丟失一些低等真核生物在細胞發(fā)育過程中丟失染色質或染色質片段（某些基因在這些片段丟失之前并不表達，丟失之后才表達）高等生物也有染色質丟失（紅細胞在成熟過程中丟失整個細胞核）染色質丟失屬于不可逆性調控6·基因組印記(genomicimprinting)基因組印記：是指來源于親本的等位基因進行不對稱修飾后導致的單等位基因表達的現(xiàn)象這種在生物進化中形成的、有規(guī)律而又受控的基因沉默是基因表達調控的一種重要方式三、轉錄水平的調控

(一)調控序列對基因的轉錄啟動及轉錄效率起重要調控作用的DNA序列包括

啟動子：啟動轉錄所必需的

增強子：介導正調控作用，促進轉錄（使基因轉錄速率顯著提高的一類順式元件）

沉默子：介導負調控作用，阻遏轉錄（使基因轉錄降低或使基因關閉的一類順式作用元件）(二)調節(jié)蛋白

1·調節(jié)蛋白分類

(1)通用轉錄因子：與啟動子特異結合并啟動轉錄轉錄各種基因所必需的(2)轉錄調節(jié)因子（轉錄激活/阻遏因子)

：通過與增強子或沉默子結合來調控轉錄(3)共調節(jié)因子(共激活/阻遏因子)：不直接與DNA結合

蛋白質-蛋白質相互作用改變通用轉錄因子或調節(jié)因子的構象合成和作用受細胞類型和發(fā)育階段的控制對細胞外信號產生應答2·調節(jié)蛋白結構DNA結合域（DBD）轉錄激活域二聚化域(l)DNA結合域（與DNA調控序列結合）①鋅指（zincfinger）：常結合GC盒由一個含有大約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構成，形成的結構像手指狀

由于結合在大溝中的α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。②螺旋-轉角-螺旋（HTH）屬于DNA結合基序，全長約20個氨基酸，由各含7-9個氨基酸的兩個α螺旋通過一個β轉角連接，其位于C端的α螺旋直接與DNA雙螺旋的大溝特異結合，稱為識別螺旋(Recognitionhelix)HTH在原核生物DNA結合蛋白(例如LacI、CAP、TrpR)中也存在*Helix-turn-helix（螺旋-轉折-螺旋）

常結合CAAT盒③發(fā)育同源域同源異型基因(homeoticgene)：編碼產物屬于DNA結合蛋白，在胚胎發(fā)育中的表達水平對于組織器官的形成具有重要的調控作用同源框(homeobox)：保守序列，長約180bp，編碼長約60個氨基酸肽段發(fā)育同源域(home-odomain)發(fā)育同源域：屬于DNA結合域，通過一個HTH基序與DNA結合，在結構上及與DNA的作用方式上極為保守(2)轉錄激活域(TAD)與其他轉錄因子(特別是共激活因子)相互作用的部位，稱為轉錄激活域TAD主要存在于真核生物轉錄激活因子中①酸性激活域(AAD)激活作用是由氨基酸的酸性而不是由序列決定的酵母轉錄激活因子GaI4pN端：含類鋅指的DNA結合域C端：轉錄激活域，富含酸性氨基酸其激活作用：形成具有卷曲螺旋結構的同二聚體，然后才與增強子UAS

②富含谷氨酰胺域（GD）Spl是高等真核生物許多基因的轉錄激活因子SplDBD：三個鋅指與GC框結合Spl有兩個TAD(GD):其25%的氨基酸為谷氨酰胺其他許多轉錄激活因子也有富含GD轉錄因子SP1（GC盒）

、連續(xù)的3個鋅指重復結構③富含脯氨酸域（PD）轉錄激活因子CTF1與CAAT框結合CTFlDBD：富含堿性氨基酸TAD：20%的氨基酸為脯氨酸(3)二聚化域真核生物的許多調節(jié)蛋白常先形成二聚體，再通過含鋅指的DNA結合域與DNA結合某些結構域是形成二聚體所必需的，稱為二聚化域①亮氨酸拉鏈（LZ）含規(guī)則排列的亮氨酸（被六個其他氨基酸隔開），在形成α螺旋時，亮氨酸恰好沿著螺旋一側排列，形成疏水側面（兩性α螺旋）兩個兩性α螺旋的亮氨酸一側平行排列，以疏水作用相互結合成二聚體，像拉鏈一樣鉸在一起，所以稱為亮氨酸拉鏈(LZ)含LZ的調節(jié)蛋白通常含DNA結合域，該結合域富含賴氨酸/精氨酸，可以與DNA主鏈帶負電荷的磷酸基結合這類蛋白質的DNA結合結構域實際是以堿性區(qū)和亮氨酸拉鏈結構域整體作為基礎的。②堿性螺旋-環(huán)-螺旋(HLH)由一個堿性短序列和一個螺旋-環(huán)-螺旋構成螺旋-環(huán)-螺旋長約50個氨基酸，由兩段兩性α螺旋通過一段長度不一的環(huán)連接構成兩個HLH通過一端的亮氨酸相互結合，形成二聚體堿性短序列富含堿性氨基酸，位于螺旋-環(huán)-螺旋的另一端，與LZ一端的堿性序列類似，直接與靶基因啟動子結合存在于多細胞真核生物的部分調節(jié)蛋白，在發(fā)育過程中參與基因表達調控*堿性螺旋--環(huán)--螺旋（basichelix-loop-helix）3·調節(jié)蛋白調節(jié)

四、轉錄后加工水平的調控

1·加帽和加尾：不同帽子結構的甲基化程度不同2·轉運約20%的mRNA進入細胞漿，留在細胞核內50%在1小時內被降解轉運受到調控:①mRNA的出核過程是一個主動轉運過程②mRNA與特定蛋白質裝配成信使核糖蛋白(mRNP)才能轉運選擇性剪接、編輯等轉錄后加工事件五、翻譯水平的調控

重要：①轉錄及轉錄后加工時間太長(達數(shù)小時)，可以通過調控已有mRNA的翻譯效率來滿足急需

②有些基因的翻譯調控屬于微調

③一些無核細胞對已有mRNA的翻譯進行調控主要表現(xiàn)在控制mRNA穩(wěn)定性、翻譯因子活性和選擇性翻譯mRNA的5'非翻譯區(qū)和3'非翻譯區(qū)是主要調節(jié)位點

1、mRNA穩(wěn)定性(影響其壽命，從而影響翻譯效率)mRNA的二級結構、帽子的種類、poly(A)尾的長度、mRNP的結構等有關2、5‘UTR長度影響翻譯起始的效率不到I2nt時，小亞基會出現(xiàn)掃描失誤而不能裝配17-80nt時，體外翻譯效率與其長度成正比。3、上游開放閱讀框有些mRNA的5’非翻譯區(qū)內有一個或數(shù)個AUG，稱為5’AUG，它們引導一種特殊的閱讀框，稱為上游開放閱讀框(uORF)uORF與編碼區(qū)ORF不一致，很小，翻譯產物為無活性短肽uORF對翻譯起始起負調控作用，使翻譯維持在較低水平uORF多存在于原癌基因中，它們的缺失可以導致原癌基因激活4·翻譯阻遏蛋白

較長UTR，含IR，可以形成莖環(huán)結構(翻譯阻遏蛋白與之結合干擾核糖體復合體的裝配，阻遏翻譯起始)阻遏作用受到變構調節(jié)，例如Fe2+對鐵蛋白合成的調控機制：鐵蛋白mRNA的5‘UTR含鐵應答元件IRE,可以結合鐵應答元件結合蛋白(IBP)，從而抑制鐵蛋白的合成。Fe2+與IB