第十三章基因表達(dá)調(diào)控

1、2021/2/61 Regulation of Gene Expression 2021/2/62 第十三章第十三章 基因表達(dá)調(diào)控基因表達(dá)調(diào)控 通常情況下通常情況下,真核生物細(xì)胞只有真核生物細(xì)胞只有2-15%的的 基因處于有轉(zhuǎn)錄活性的狀態(tài)?；蛱幱谟修D(zhuǎn)錄活性的狀態(tài)。 表達(dá)調(diào)控是研究不同的環(huán)境和條件以及表達(dá)調(diào)控是研究不同的環(huán)境和條件以及 各種因素如何令基因各種因素如何令基因表達(dá)或不表達(dá)表達(dá)或不表達(dá),而且而且 按一定的時間、空間有次序高效地運作。按一定的時間、空間有次序高效地運作。 調(diào)控水平調(diào)控水平: 轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后、翻譯、翻譯后轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后、翻譯、翻譯后 2021/2/63 第十三章第十三章 基因

2、表達(dá)調(diào)控基因表達(dá)調(diào)控 調(diào)控調(diào)控: 細(xì)胞代謝的調(diào)控（細(xì)胞生存、適應(yīng)內(nèi)環(huán)境）細(xì)胞代謝的調(diào)控（細(xì)胞生存、適應(yīng)內(nèi)環(huán)境） 基因表達(dá)的調(diào)控（生命延續(xù)、適應(yīng)大環(huán)境）基因表達(dá)的調(diào)控（生命延續(xù)、適應(yīng)大環(huán)境） 多水平的調(diào)控、多途徑的調(diào)控多水平的調(diào)控、多途徑的調(diào)控 調(diào)控特點調(diào)控特點:復(fù)雜、多變、靈敏、準(zhǔn)確復(fù)雜、多變、靈敏、準(zhǔn)確 2021/2/64 第一節(jié)、原核生物的操縱子調(diào)控模式第一節(jié)、原核生物的操縱子調(diào)控模式 操縱子操縱子: 幾個相關(guān)基因排列在一起幾個相關(guān)基因排列在一起,轉(zhuǎn)錄出一個轉(zhuǎn)錄出一個 mRNA,翻譯出多種具相關(guān)功能的蛋白質(zhì)翻譯出多種具相關(guān)功能的蛋白質(zhì), 完成一個功能完成一個功能 。 有一個調(diào)控成分。有一個

3、調(diào)控成分。 是原核生物的轉(zhuǎn)錄單位。是原核生物的轉(zhuǎn)錄單位。 2021/2/65 第一節(jié)、原核生物的操縱子調(diào)控模式第一節(jié)、原核生物的操縱子調(diào)控模式 一、酶的誘導(dǎo)（一、酶的誘導(dǎo)（enzyme induction） 二、操縱子（二、操縱子（operon）的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能 三、乳糖操縱子（三、乳糖操縱子（Lac operon）與色氨與色氨 酸操縱子（酸操縱子（Trp operon） 四、四、 cAMP對轉(zhuǎn)錄的調(diào)控對轉(zhuǎn)錄的調(diào)控 五、原核生物轉(zhuǎn)錄的整體調(diào)控模式五、原核生物轉(zhuǎn)錄的整體調(diào)控模式 2021/2/66 inducer added inducer removed 酶蛋白合成量酶蛋白合成量 細(xì)胞

4、孵育時間細(xì)胞孵育時間 一、誘導(dǎo)現(xiàn)象一、誘導(dǎo)現(xiàn)象 由底物導(dǎo)致利用該底物的酶的合由底物導(dǎo)致利用該底物的酶的合 成增加。成增加。 2021/2/67 一、誘導(dǎo)現(xiàn)象一、誘導(dǎo)現(xiàn)象 葡萄糖葡萄糖 乳糖乳糖 無無 半乳糖苷酶半乳糖苷酶 乳糖乳糖葡萄糖葡萄糖+半乳糖半乳糖 2021/2/68 一、誘導(dǎo)現(xiàn)象一、誘導(dǎo)現(xiàn)象 酶的誘導(dǎo)是生物進(jìn)化中的一種合理、經(jīng)酶的誘導(dǎo)是生物進(jìn)化中的一種合理、經(jīng) 濟(jì)地利用有限資源的本能。濟(jì)地利用有限資源的本能。 酶的誘導(dǎo)是低等生物的普遍現(xiàn)象。酶的誘導(dǎo)是低等生物的普遍現(xiàn)象。 1961年年,Jacob and Monod提出了操縱提出了操縱 子學(xué)說。子學(xué)說。 酶誘導(dǎo)的本質(zhì)酶誘導(dǎo)的本質(zhì):代謝

5、物對催化本身代謝的代謝物對催化本身代謝的 酶的合成量調(diào)節(jié)。酶的合成量調(diào)節(jié)。 2021/2/69 二、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能二、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能 操縱子操縱子 阻遏物基因阻遏物基因 上游啟動子上游啟動子 操縱基因操縱基因 一組結(jié)構(gòu)基一組結(jié)構(gòu)基 因因 R ( i ) P O S inhibitor promotor operator structural gene gene 2021/2/610 二、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能二、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能 啟動子啟動子是結(jié)合是結(jié)合RNA聚合酶的聚合酶的DNA序列序列 強強:-35TTGACA、-10TATAAT 弱弱:-35區(qū)共有序列區(qū)共有序列 -10Pribno

6、w 不一致不一致 一般一般:基因工程選用強啟動子基因工程選用強啟動子,或雜交融合或雜交融合 生成新啟動子生成新啟動子 2021/2/611 二、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能二、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能 Lac operon的啟的啟 動子動子 Plac的的-10 Trp operon的啟的啟 動子動子Ptrp的的-35 Ptac Ptac-17 2021/2/612 二、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能二、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能 操縱基因操縱基因是結(jié)合阻遏物的部位是結(jié)合阻遏物的部位,位于啟動位于啟動 子和結(jié)構(gòu)基因之間子和結(jié)構(gòu)基因之間,可與啟動子部分重疊。可與啟動子部分重疊。 是是RNA聚合酶是否能通過的開關(guān)。聚合酶是否能通過的開

7、關(guān)。 無阻遏物時無阻遏物時,O區(qū)開放讓酶通過并轉(zhuǎn)錄下區(qū)開放讓酶通過并轉(zhuǎn)錄下 游的結(jié)構(gòu)基因游的結(jié)構(gòu)基因 有阻遏物時酶就不能通過有阻遏物時酶就不能通過 2021/2/613 二、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能二、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能 阻遏物基因阻遏物基因 : 產(chǎn)生阻遏物產(chǎn)生阻遏物,位于離操縱子位于離操縱子 較遠(yuǎn)的上游區(qū)。較遠(yuǎn)的上游區(qū)。 負(fù)調(diào)控負(fù)調(diào)控:起調(diào)控作用的蛋白質(zhì)分子抑制轉(zhuǎn)起調(diào)控作用的蛋白質(zhì)分子抑制轉(zhuǎn) 錄錄 關(guān)閉的基因由代謝底物開放（誘導(dǎo)）關(guān)閉的基因由代謝底物開放（誘導(dǎo)）-阻遏物失活阻遏物失活 開放的基因由代謝底物關(guān)閉（阻遏）開放的基因由代謝底物關(guān)閉（阻遏）-阻遏物激活阻遏物激活 2021/2/614 二、

8、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能二、操縱子的結(jié)構(gòu)與功能 操縱子操縱子:結(jié)構(gòu)基因、上游啟動子結(jié)構(gòu)基因、上游啟動子(P)和操縱基和操縱基 因因(O)組成。組成。 P和和O合稱合稱調(diào)控區(qū)調(diào)控區(qū) 2021/2/615 可誘導(dǎo)和可阻遏的操縱子可誘導(dǎo)和可阻遏的操縱子 類類型型 可可誘誘導(dǎo)導(dǎo) 可可阻阻遏遏 結(jié)結(jié)合合 O 方方式式 i 基基因因產(chǎn)產(chǎn)物物 i 基基因因產(chǎn)產(chǎn)物物加加 上上代代謝謝終終產(chǎn)產(chǎn)物物 O 的的開開放放方方 式式 由由代代謝謝底底物物 開開放放 通通常常開開放放 由由代代謝謝終終產(chǎn)產(chǎn) 物物關(guān)關(guān)閉閉 結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)基基因因產(chǎn)產(chǎn) 物物功功能能 分分解解代代謝謝 合合成成代代謝謝 Lac Trp 2021/2/616

9、 三、乳糖操縱子和色氨酸操縱子三、乳糖操縱子和色氨酸操縱子 2021/2/617 乳糖操縱子乳糖操縱子 操縱子的三個結(jié)構(gòu)基因為操縱子的三個結(jié)構(gòu)基因為 -半乳糖苷酶、半乳糖苷酶、 -半乳糖苷通透酶和半乳糖苷通透酶和 -半乳糖苷乙酰轉(zhuǎn)半乳糖苷乙酰轉(zhuǎn) 移酶移酶。 在無乳糖時在無乳糖時,阻遏阻遏蛋白與蛋白與O區(qū)結(jié)合區(qū)結(jié)合,阻止阻止 RNA聚合酶的轉(zhuǎn)錄聚合酶的轉(zhuǎn)錄 在有乳糖時在有乳糖時,乳糖與乳糖與阻遏蛋白阻遏蛋白結(jié)合后結(jié)合后,改變改變 了阻遏蛋白的結(jié)構(gòu)了阻遏蛋白的結(jié)構(gòu),使其不能與使其不能與O區(qū)結(jié)合。區(qū)結(jié)合。 2021/2/618 (1kb) (155000) DDRP DDRP 2021/2/619

10、色氨酸操縱子色氨酸操縱子 色氨酸操縱子有色氨酸操縱子有5個結(jié)構(gòu)基因個結(jié)構(gòu)基因 D、E基因基因:共產(chǎn)生共產(chǎn)生鄰氨基苯甲酸合成酶鄰氨基苯甲酸合成酶 C 基因基因:產(chǎn)物是產(chǎn)物是吲哚甘油磷酸合成酶吲哚甘油磷酸合成酶 B、 A基因基因:共同產(chǎn)物是共同產(chǎn)物是色氨酸合成酶色氨酸合成酶 這些基因一起轉(zhuǎn)錄翻譯后可進(jìn)行色氨酸這些基因一起轉(zhuǎn)錄翻譯后可進(jìn)行色氨酸 的合成。的合成。 色氨酸合成僅限細(xì)菌。色氨酸合成僅限細(xì)菌。 2021/2/620 色氨酸操縱子調(diào)控方式色氨酸操縱子調(diào)控方式 （-） （+） 2021/2/621 乳糖和色氨酸操縱子的共同點乳糖和色氨酸操縱子的共同點 以負(fù)調(diào)控方式為主以負(fù)調(diào)控方式為主:蛋白質(zhì)分

11、子（阻遏物）蛋白質(zhì)分子（阻遏物） 對受調(diào)控的區(qū)域起抑制作用。對受調(diào)控的區(qū)域起抑制作用。 由低分子物質(zhì)（底物或產(chǎn)物）影響蛋白由低分子物質(zhì)（底物或產(chǎn)物）影響蛋白 質(zhì)對質(zhì)對DNA的結(jié)合。的結(jié)合。 結(jié)果結(jié)果: 既滿足細(xì)胞生長需求既滿足細(xì)胞生長需求,又不無謂浪費。又不無謂浪費。 2021/2/622 乳糖和色氨酸操縱子的不同點乳糖和色氨酸操縱子的不同點 乳糖操縱子乳糖操縱子 色氨酸操縱色氨酸操縱 子子 阻遏物阻遏物阻遏物阻遏物R基因基因R基因基因 阻遏物阻遏物阻遏物阻遏物 代謝物代謝物 基因開放基因開放 基因關(guān)閉基因關(guān)閉 2021/2/623 四、四、cAMP對轉(zhuǎn)錄的調(diào)控對轉(zhuǎn)錄的調(diào)控 在乳糖和葡萄糖都存

12、在時在乳糖和葡萄糖都存在時, 哪種糖被優(yōu)先利用哪種糖被優(yōu)先利用? 2021/2/624 四、四、cAMP對轉(zhuǎn)錄的調(diào)控對轉(zhuǎn)錄的調(diào)控 乳糖操縱子的啟動子屬于弱啟動子乳糖操縱子的啟動子屬于弱啟動子 正調(diào)控方式正調(diào)控方式 CAP:catabolite gene activator protein 分解代謝基因活化蛋白分解代謝基因活化蛋白, 受受cAMP激活激活 cAMP-CAP復(fù)合物復(fù)合物:結(jié)合于結(jié)合于DNA上游的上游的 CAP位點位點,促進(jìn)分解代謝基因表達(dá)促進(jìn)分解代謝基因表達(dá) CAP位點位點:位于位于PO上游上游,屬正調(diào)控位點屬正調(diào)控位點 2021/2/625 四、四、cAMP對轉(zhuǎn)錄的調(diào)控對轉(zhuǎn)錄的調(diào)

13、控 培養(yǎng)基中有葡萄糖時培養(yǎng)基中有葡萄糖時:葡萄糖代謝引起細(xì)葡萄糖代謝引起細(xì) 胞內(nèi)胞內(nèi)cAMP水平下降水平下降,乳糖操縱子基因關(guān)乳糖操縱子基因關(guān) 閉。閉。 培養(yǎng)基中葡萄糖不足時培養(yǎng)基中葡萄糖不足時: cAMP水平升高水平升高, cAMP-CAP復(fù)合物生成復(fù)合物生成, cAMP使使CAP變變 構(gòu)構(gòu),而與而與CAP位點結(jié)合位點結(jié)合,促進(jìn)乳糖操縱子基促進(jìn)乳糖操縱子基 因的轉(zhuǎn)錄因的轉(zhuǎn)錄,以便細(xì)胞利用乳糖。以便細(xì)胞利用乳糖。 2021/2/626 四、四、cAMP對轉(zhuǎn)錄的調(diào)控對轉(zhuǎn)錄的調(diào)控 1 2021/2/627 阿拉伯糖操縱子阿拉伯糖操縱子 B、A、D:編碼三種酶編碼三種酶,共催化阿拉伯糖共催化阿拉伯糖

14、 的代謝。的代謝。 C:R1（阻遏蛋白）阻遏蛋白）,變構(gòu)后成變構(gòu)后成R2。 。 起始區(qū)起始區(qū):initiator（I） R1 和和R2在變構(gòu)前后在變構(gòu)前后,分別執(zhí)行負(fù)和正調(diào)分別執(zhí)行負(fù)和正調(diào) 控功能?？毓δ?。 誘導(dǎo)物可以使抑制蛋白在誘導(dǎo)物可以使抑制蛋白在R1和和R2兩種構(gòu)兩種構(gòu) 象之間轉(zhuǎn)變。象之間轉(zhuǎn)變。 2021/2/628 阿拉伯糖操縱子阿拉伯糖操縱子 2021/2/629 五、原核生物轉(zhuǎn)錄的整體調(diào)控模式五、原核生物轉(zhuǎn)錄的整體調(diào)控模式 調(diào)節(jié)子調(diào)節(jié)子:regulon 操縱子是基因表達(dá)的基本單元操縱子是基因表達(dá)的基本單元,成群操縱子成群操縱子 所組成的高一級的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)稱為調(diào)節(jié)子所組成的高一級的調(diào)控

15、網(wǎng)絡(luò)稱為調(diào)節(jié)子 調(diào)節(jié)原理調(diào)節(jié)原理: 內(nèi)、外環(huán)境的變化通過傳感器內(nèi)、外環(huán)境的變化通過傳感器 使膜內(nèi)產(chǎn)生信號使膜內(nèi)產(chǎn)生信號,這種信號可同時作用于多這種信號可同時作用于多 個操縱子個操縱子,或激活或抑制或激活或抑制,從而達(dá)到群體協(xié)從而達(dá)到群體協(xié) 調(diào)的目的。調(diào)的目的。 2021/2/630 調(diào)節(jié)子模式調(diào)節(jié)子模式 2021/2/631 SOS修復(fù)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)子修復(fù)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)子 DNA損傷和復(fù)制受阻是刺激因子和信號。損傷和復(fù)制受阻是刺激因子和信號。 LexA蛋白是一系列操縱子的阻遏物。蛋白是一系列操縱子的阻遏物。 recA基因基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RecA蛋白蛋白可水解可水解 LexA蛋白。蛋白。 LexA阻

16、遏阻遏recA基因基因,RecA蛋白可水解蛋白可水解 LexA蛋白蛋白,二者之間的平衡移動二者之間的平衡移動,使細(xì)胞使細(xì)胞 在應(yīng)急時可迅速啟動大量基因的轉(zhuǎn)錄。在應(yīng)急時可迅速啟動大量基因的轉(zhuǎn)錄。 2021/2/632 SOS修復(fù)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)子修復(fù)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)子 2021/2/633 第二節(jié)、真核生物的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控第二節(jié)、真核生物的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控 真核生物的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控更為復(fù)雜真核生物的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控更為復(fù)雜: 總量大總量大:30億億bp,10萬基因萬基因 分散在各染色體上分散在各染色體上,23對染色體對染色體:定位定位 大量的內(nèi)含子大量的內(nèi)含子:比結(jié)構(gòu)基因多十?dāng)?shù)倍比結(jié)構(gòu)基因多十?dāng)?shù)倍 大量的重復(fù)序列大量的

17、重復(fù)序列:重復(fù)次數(shù)可達(dá)幾千重復(fù)次數(shù)可達(dá)幾千百萬次百萬次 更多的蛋白質(zhì)參與更多的蛋白質(zhì)參與 基因的多態(tài)性基因的多態(tài)性:不同的地域、人種、個體不同的地域、人種、個體 2021/2/634 一、人類基因的研究一、人類基因的研究 基因組基因組:DNA雙螺旋雙螺旋 天書天書 人類基因組即將全部破譯人類基因組即將全部破譯,一本書已通讀一本書已通讀 一遍一遍,但閱讀理解的任務(wù)還剛開始。但閱讀理解的任務(wù)還剛開始。 一、人類基因的研究一、人類基因的研究 人類基因組計劃人類基因組計劃:（HGP） human genomic project 對人類基因組大約對人類基因組大約30億核苷酸對的全序億核苷酸對的全序 列測

18、定。列測定。 在完成結(jié)構(gòu)分析過程中在完成結(jié)構(gòu)分析過程中,對基因的對基因的功能功能,包包 括其表達(dá)括其表達(dá)調(diào)控調(diào)控,作進(jìn)一步研究作進(jìn)一步研究,以便徹底了以便徹底了 解生命的奧秘。解生命的奧秘。 2021/2/636 HGP的內(nèi)容的內(nèi)容 建立人類基因組高分辨率的遺傳圖譜建立人類基因組高分辨率的遺傳圖譜 完成全部人類染色體的各種物理圖譜及選擇某完成全部人類染色體的各種物理圖譜及選擇某 些模型生物的些模型生物的DNA物理圖譜。物理圖譜。 人類人類DNA和模型生物的和模型生物的DNA全部序列的測定。全部序列的測定。 建立收集、儲存、分類和分析所有有關(guān)資料和建立收集、儲存、分類和分析所有有關(guān)資料和 數(shù)據(jù)的

19、工作系統(tǒng)。數(shù)據(jù)的工作系統(tǒng)。 創(chuàng)建完成以上目標(biāo)所需的新技術(shù)、新方法。創(chuàng)建完成以上目標(biāo)所需的新技術(shù)、新方法。 2021/2/637 二、基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件二、基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件 分子辨認(rèn)分子辨認(rèn):molecular recognition 探討探討DNA-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)之間蛋白質(zhì)之間 的辨認(rèn)與結(jié)合的機制的辨認(rèn)與結(jié)合的機制,以及與調(diào)控的關(guān)系。以及與調(diào)控的關(guān)系。 2021/2/638 二、基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件二、基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件 TATA box:-30區(qū)區(qū) CAAT box 啟動子啟動子 GC box 上游活化序列上游活化序列:（USA） upstream activator sequ

20、ence 應(yīng)答元件與可誘導(dǎo)因子應(yīng)答元件與可誘導(dǎo)因子:-200bp 八聚體八聚體TATA box:免疫球蛋白免疫球蛋白 2021/2/639 增強子的特點增強子的特點 增強子增強子:enhancer 它是在遠(yuǎn)距離影響啟動的轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件它是在遠(yuǎn)距離影響啟動的轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件,必必 須被蛋白質(zhì)因子結(jié)合后才能發(fā)揮增強轉(zhuǎn)錄須被蛋白質(zhì)因子結(jié)合后才能發(fā)揮增強轉(zhuǎn)錄 的功能。的功能。 增強子影響啟動子增強子影響啟動子,但沒有嚴(yán)格的專一性。但沒有嚴(yán)格的專一性。 增強子作用無方向性。增強子作用無方向性。 2021/2/640 二、基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件二、基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件 順式作用元件順式作用元件:真核生物結(jié)構(gòu)基因上游的真核

21、生物結(jié)構(gòu)基因上游的 調(diào)控區(qū)調(diào)控區(qū),有特定的相似或一致性的序列。有特定的相似或一致性的序列。 反式作用因子反式作用因子:和順式作用元件相結(jié)合或和順式作用元件相結(jié)合或 間接影響其作用的蛋白質(zhì)因子。間接影響其作用的蛋白質(zhì)因子。 2021/2/641 真核生物真核生物RNA pol II轉(zhuǎn)錄的基因轉(zhuǎn)錄的基因 2021/2/642 RNA聚合酶聚合酶II的轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄因子 轉(zhuǎn)錄因子功能 TFIIA穩(wěn)定 TFIID TFIIB促進(jìn) RNA pol II 結(jié)合 TFIID辨認(rèn) TATA TFIIEATPase TFIIF解旋酶 TFII-I促進(jìn) TFIID 結(jié)合 2021/2/643 轉(zhuǎn)錄前起始復(fù)合物轉(zhuǎn)錄

22、前起始復(fù)合物 TFIID是唯一與是唯一與 DNA特異位點即特異位點即 TATA盒結(jié)合的轉(zhuǎn)盒結(jié)合的轉(zhuǎn) 錄因子。錄因子。 TATA和和TFIID、 TFIIA、TFIIB、 RNApolII、TFIIF 和和TFIIE形成形成轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 前起始復(fù)合物前起始復(fù)合物 (PIC)。 2021/2/644 反式作用因子性質(zhì)反式作用因子性質(zhì) 同一同一DNA序列可被不同蛋白質(zhì)識別序列可被不同蛋白質(zhì)識別,同一蛋白質(zhì)同一蛋白質(zhì) 因子也可與多種不同因子也可與多種不同DNA序列結(jié)合序列結(jié)合 。 DNA與蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)的結(jié)合的結(jié)合少數(shù)是直接結(jié)合少數(shù)是直接結(jié)合,多數(shù)是蛋多數(shù)是蛋 白質(zhì)白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用后再影響蛋白質(zhì)相互作

23、用后再影響DNA。 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)或DNA-蛋白質(zhì)結(jié)合后蛋白質(zhì)結(jié)合后,可導(dǎo)致構(gòu)象可導(dǎo)致構(gòu)象 上的變化。上的變化。 反式作用因子在自身生物合成過程中反式作用因子在自身生物合成過程中,有相當(dāng)大有相當(dāng)大 的可變性和可塑性。的可變性和可塑性。 2021/2/645 三、順式作用元件與反式作用因子的結(jié)合三、順式作用元件與反式作用因子的結(jié)合 反式作用因子蛋白質(zhì)至少包括三個功能反式作用因子蛋白質(zhì)至少包括三個功能 域域:DNA識別結(jié)合域識別結(jié)合域、轉(zhuǎn)錄活性域轉(zhuǎn)錄活性域和和結(jié)合結(jié)合 其它蛋白的結(jié)合域其它蛋白的結(jié)合域。 模體模體:（motif）在結(jié)合域中存在的一些在結(jié)合域中存在的一些 局部對稱二聚體

24、。局部對稱二聚體。 在在DNA的的某些某些序列中序列中,也存在一定的對稱也存在一定的對稱 性。性。 順式作用元件與反式作用因子的結(jié)合與順式作用元件與反式作用因子的結(jié)合與 這些對稱區(qū)域有關(guān)。這些對稱區(qū)域有關(guān)。 2021/2/646 三、順式作用元件與反式作用因子的結(jié)合三、順式作用元件與反式作用因子的結(jié)合 DNA結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單: 開放或關(guān)閉開放或關(guān)閉 序列不變序列不變 蛋白質(zhì)因子蛋白質(zhì)因子: 復(fù)雜、多變復(fù)雜、多變 二者結(jié)合二者結(jié)合 基因表達(dá)調(diào)控的多變性基因表達(dá)調(diào)控的多變性 2021/2/647 螺旋螺旋-轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角-螺旋、螺旋、 螺旋螺旋-環(huán)環(huán)-螺旋螺旋 兩個亞基通過兩個亞基通過 -折折 疊形成二

25、聚體疊形成二聚體,相相 當(dāng)于當(dāng)于DNA的一個的一個 螺距。螺距。 2021/2/648 鋅指鋅指 鋅是很多酶的輔助因子鋅是很多酶的輔助因子 鋅指鋅指:（Zinc finger）鋅螯合在多肽鏈中鋅螯合在多肽鏈中,以以 配價鍵和半胱氨酸殘基或組氨酸殘基結(jié)合。配價鍵和半胱氨酸殘基或組氨酸殘基結(jié)合。 Cys2/His2型型: Cys-X24- Cys-X3-Phe-Leu- X2 -His- X3- His Cys2/ Cys2型型: Cys-X2- Cys-X13 -Cys-X2- Cys 一個單位以指部伸入一個單位以指部伸入DNA雙螺旋的深溝雙螺旋的深溝,接接 觸觸5 個核苷酸。個核苷酸。 202

26、1/2/649 鋅指鋅指 2021/2/650 亮氨酸拉鏈亮氨酸拉鏈(Leu zipper): 兩組平行的帶亮氨酸的兩組平行的帶亮氨酸的螺旋形成的對稱螺旋形成的對稱 二聚體。二聚體。 DNA結(jié)合蛋白的結(jié)合蛋白的C端端,每隔每隔7個氨基酸出現(xiàn)一個氨基酸出現(xiàn)一 個亮氨酸。個亮氨酸。 蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的 螺旋每圈為螺旋每圈為 3.6 個氨基酸殘基。個氨基酸殘基。 每二圈出現(xiàn)的每二圈出現(xiàn)的亮氨酸與軸平行列在同一直線亮氨酸與軸平行列在同一直線 上上,構(gòu)成拉鏈的一半。構(gòu)成拉鏈的一半。 亮氨酸拉鏈亮氨酸拉鏈 2021/2/651 亮氨酸拉鏈亮氨酸拉鏈 常出現(xiàn)于常出現(xiàn)于 真核生物真核生物 DNA結(jié)合結(jié)合 蛋白的

27、蛋白的C 端端,與癌與癌 基因表達(dá)基因表達(dá) 調(diào)控功能調(diào)控功能 有關(guān)。有關(guān)。 2021/2/652 第三節(jié)、癌基因第三節(jié)、癌基因 癌基因癌基因:oncogene,onc 能使細(xì)胞癌變的能使細(xì)胞癌變的DNA序列。序列。 首先在致癌首先在致癌 病毒中發(fā)現(xiàn)病毒中發(fā)現(xiàn),現(xiàn)已證實它是正常存在于生物現(xiàn)已證實它是正常存在于生物 基因組內(nèi)?；蚪M內(nèi)。 致癌性致癌性:正?；虻牟徽１磉_(dá)的后果正?；虻牟徽１磉_(dá)的后果 癌癥癌癥:基因以特殊形式表達(dá)后的性狀基因以特殊形式表達(dá)后的性狀 原癌基因原癌基因:（pro-onc） 正常存在于生物基因組內(nèi)的癌基因。正常存在于生物基因組內(nèi)的癌基因。 2021/2/653 第三節(jié)

28、、癌基因第三節(jié)、癌基因 一、病毒癌基因和細(xì)胞癌基因一、病毒癌基因和細(xì)胞癌基因 二、癌基因分類二、癌基因分類 三、癌基因激活三、癌基因激活 四、抑癌基因四、抑癌基因 2021/2/654 病毒癌基因病毒癌基因:V-onco 細(xì)胞癌基因細(xì)胞癌基因:c-onco 把致癌病毒與正常細(xì)胞一起培養(yǎng)把致癌病毒與正常細(xì)胞一起培養(yǎng),可使正可使正 常細(xì)胞變?yōu)榘┘?xì)胞常細(xì)胞變?yōu)榘┘?xì)胞,這個過程稱為這個過程稱為 轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化。 致癌病毒存在的某些核苷酸序列稱為致癌病毒存在的某些核苷酸序列稱為癌癌 基因基因,即病毒癌基因。即病毒癌基因。 一、病毒癌基因和細(xì)胞癌基因一、病毒癌基因和細(xì)胞癌基因 2021/2/655 癌基因表達(dá)產(chǎn)物功能癌基因表達(dá)產(chǎn)物功能 生長因子及其類似物或生長因子的受體。生長因子及其類似物或生長因子的受體。 酪氨酸蛋白激酶。酪氨酸蛋白激酶。 結(jié)合結(jié)合GTP而影響細(xì)胞內(nèi)的信號系統(tǒng)。而影響細(xì)胞內(nèi)的信號系統(tǒng)。 結(jié)合結(jié)合DNA發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)控的作用發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)控的作用,甚至影響甚至影響 復(fù)制過程。復(fù)制過程。 2021/2/656 二、癌基因的分類二、癌基因的分類 src家