醫(yī)用分子遺傳學(xué)-真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)

第三節(jié)真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié) RegulationofEukaryoticGeneTranscription 一 真核基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 一 真核基因組結(jié)構(gòu)龐大 二 單順反子 單順反子 monocistron 即一個(gè)編碼基因轉(zhuǎn)錄生成一個(gè)mRNA分子 經(jīng)翻譯生成一條多肽鏈 三 基因不連續(xù)性 染色體水平DNA的活化轉(zhuǎn)錄的起始hnRNA的剪切和加工mRNA轉(zhuǎn)移到胞漿翻譯 二 真核基因表達(dá)調(diào)控特點(diǎn) 二 真核基因表達(dá)調(diào)控特點(diǎn) 一 多種RNA聚合酶 二 活性染色體結(jié)構(gòu)變化 三 正性調(diào)節(jié)占主導(dǎo) 四 轉(zhuǎn)錄與翻譯分隔進(jìn)行 五 轉(zhuǎn)錄后修飾 加工 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 1 對(duì)核酸酶敏感 活化基因常有超敏位點(diǎn) 位于調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合位點(diǎn)附近 3 DNA堿基修飾變化 1 mCpG是真核生物甲基化的唯一形式2 基因表達(dá)與CG甲基化程度呈負(fù)相關(guān) 甲基化以后可加強(qiáng)阻遏蛋白或降低激活蛋白與DNA的結(jié)合3 DNA甲基化對(duì)轉(zhuǎn)錄的抑制主要決定于甲基化CpG的密度和啟動(dòng)子強(qiáng)度 DNAMethylationandTranscription 5 3 5 3 4 組蛋白變化 富含Lys組蛋白水平降低活性的核小體常缺乏H1 但卻結(jié)合有非組蛋白HMG 14和HMG 17的存在 H2A H2B二聚體不穩(wěn)定性增加組蛋白修飾H1組蛋白磷酸化 對(duì)DNA親和力低核心組蛋白的修飾 乙?；?磷酸化 H3組蛋白巰基暴露 三 RNApolI和pol 的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié) RNApolI轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物只有rRNA前體 有2個(gè)順式作用元件 45 20bp核心元件 156 107bp上游控制元件UCE 需兩種轉(zhuǎn)錄因子來正確有效地幫助起始轉(zhuǎn)錄 上游結(jié)合因子1和選擇性因子1 RNApol 對(duì)tRNA和5SrRNA基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié) 啟動(dòng)子在轉(zhuǎn)錄區(qū)內(nèi) tRNA有2種轉(zhuǎn)錄因子 5SrRNA有3種轉(zhuǎn)錄因子 但都只有TF B才是真正的轉(zhuǎn)錄起始因子 在定位RNApol方面起重要作用 四 RNApolII轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)節(jié) 1 由10 12個(gè)亞基組成2 最大亞基的C末端含有可磷酸化位點(diǎn)的氨基酸殘基 Tyr Ser Pro Thr Ser Pro Ser 重復(fù)序列 稱為CTD CarboxylTerminalDomain 3 CTD是TFII H的底物 磷酸化后與RNA鏈延伸有密切關(guān)系 一 順式作用元件 1 啟動(dòng)子 真核基因啟動(dòng)子是RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)周圍的一組轉(zhuǎn)錄控制組件 至少包括一個(gè)轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)以及一個(gè)以上的功能組件 定義 是能直接或間接地識(shí)別或結(jié)合在各順式作用元件核心序列上 參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄速率的一組蛋白質(zhì) 結(jié)構(gòu) 至少含有DNA結(jié)合域和轉(zhuǎn)錄活性區(qū)域 二 反式作用因子 二 反式作用因子 1 轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子分類 按功能特性 基本轉(zhuǎn)錄因子 generaltranscriptionfactors 是RNA聚合酶結(jié)合啟動(dòng)子所必需的一組蛋白因子 決定三種RNA mRNA tRNA及rRNA 轉(zhuǎn)錄的類別 特異轉(zhuǎn)錄因子 specialtranscriptionfactors 為個(gè)別基因轉(zhuǎn)錄所必需 決定該基因的時(shí)間 空間特異性表達(dá) 轉(zhuǎn)錄激活因子 轉(zhuǎn)錄抑制因子 基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子 1 TFII D 由TBP和8種輔助因子 TAF 結(jié)合的復(fù)合物 TBP識(shí)別TATAbox 并與上游調(diào)控元件調(diào)節(jié)基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄速率有關(guān) 2 TFII B C末端直接結(jié)合在TBP DNA復(fù)合物上 N 末端具有結(jié)合RNA聚合酶的功能 3 TFII F 1 可直接和聚合酶II作用 在激活因子作用下 將此復(fù)合物募集到起始復(fù)合物上去 2 TFII F還有解旋的活性4 TFII E 和TBP相互作用 參與調(diào)節(jié)TFII H的酶活性5 TFII H 有解旋酶活性 磷酸化RNA聚合酶II大亞基 TBPAssociatedFactor TAF 功能 1 在無TAF的情況下 TBP能啟動(dòng)基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄水平 2 TAF將反式作用因子的活性區(qū)域與基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄復(fù)合物連接 2 轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子結(jié)構(gòu) 鋅指結(jié)構(gòu)Cys X2 4 Cys X3 Phe X5 Leu X2 His X3 His 鋅指結(jié)構(gòu) 堿性 亮氨酸拉鏈Basic Leucine Zipper 堿性 螺旋 環(huán) 螺旋Basic Helix Loop Helix 堿性 螺旋 環(huán) 螺旋Basic Helix Loop Helix 甾體類激素受體 甾體類激素受體 轉(zhuǎn)錄活化域 三 mRNA轉(zhuǎn)錄激活及其調(diào)節(jié) 真核RNA聚合酶 在轉(zhuǎn)錄因子幫助下 形成的轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物 TFIID是唯一具有位點(diǎn)特異的DNA結(jié)合能力的因子 TBP相關(guān)因子是細(xì)胞特異的 與轉(zhuǎn)錄激活因子共同決定組織特異性轉(zhuǎn)錄 研究真核生物基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的方法 體外 1 DNaseI的敏感位點(diǎn)2 GelShift EMSA 3 Footprint體內(nèi) 1 TraisentTransfection2 Esta