新真核基因表達與調控PPT學習教案

1、會計學1新真核基因表達與調控新真核基因表達與調控第1頁/共169頁染色體基因結構的激活 轉錄起始 轉錄物加工 向胞質轉運 mRNA 的翻譯（產(chǎn)物加工）第2頁/共169頁n轉錄后水平調控：RNA加工成熟過程的調控翻譯水平的調控蛋白質加工水平的調控第3頁/共169頁第4頁/共169頁n基因簇(Gene cluster) 少則可以是由重復產(chǎn)生的兩個相鄰相關基因所組成，多則可以是幾百個相同基因串聯(lián)排列而成。第5頁/共169頁第6頁/共169頁原核生物第7頁/共169頁第8頁/共169頁第9頁/共169頁非編碼非編碼RNA: non-coding RNARNA: non-coding RNA(ncRNA

2、)ncRNA)能被轉錄但不編碼蛋白質且具有特定功能的RNA分子。DNA序列中專門轉錄成非編碼RNA的部分稱為RNARNA基因基因或非編碼非編碼RNARNA基因基因。ncRNAtRNA、 rRNAsiRNAs、 microRNAs、piRNAs小分子ncRNA大分子ncRNA： Xist、Evf、Air、CTN、PINK lincRNAs （大型插入性非編碼RNA）snoRNA、snRNA、scRNA、gRNA、pRNA、tmRNA、RNase P RNA、Signal recognition particle RNA第10頁/共169頁（guide RNA） （small cytoplasmi

3、c RNA） （small nuclear RNA） （transfer-messenger RNA）（small nucleolar RNA） （packaging RNA）（核酶）第11頁/共169頁第12頁/共169頁的和亞基。第13頁/共169頁第14頁/共169頁第15頁/共169頁第16頁/共169頁第17頁/共169頁兩個核酸或蛋白質之間的差異可以用趨異度(Divergence) 表示，即差異的位點的百分比。第18頁/共169頁Sequence divergence is the basis for the evolutionary clock第19頁/共169頁第20頁/共16

4、9頁突變成為新的功能基因或成為失去功能的假基因等過程，在基因簇中不斷地進行。第21頁/共169頁第22頁/共169頁第23頁/共169頁大演示可以看到RNA加工的基本流程。第24頁/共169頁利于基因的進化。第25頁/共169頁第26頁/共169頁第27頁/共169頁第28頁/共169頁第29頁/共169頁第30頁/共169頁第31頁/共169頁第32頁/共169頁第33頁/共169頁燈刷染色體是二價體，姐妹染色單體幾乎完全分離，它們之間僅由幾個交叉相連。第34頁/共169頁第35頁/共169頁第36頁/共169頁這種染色體與間期染色質或分裂期染色體相比，遺傳物質呈充分伸展狀態(tài)。第37頁/共1

5、69頁第38頁/共169頁第39頁/共169頁第40頁/共169頁第41頁/共169頁Methylation of histone or of DNA usually turns a gene off. Acetylation of histone usually turns a gene on.Phosphorylation - were not sure what that does. 第42頁/共169頁第43頁/共169頁第44頁/共169頁第45頁/共169頁nDNA的甲基化第46頁/共169頁第47頁/共169頁第48頁/共169頁第49頁/共169頁第50頁/共169頁第51頁/

6、共169頁第52頁/共169頁第53頁/共169頁第54頁/共169頁第55頁/共169頁第56頁/共169頁Table Each immunoglobulin family consists of a cluster of V genes linked to its C gene(s).FamilyV GenesC GenesManMouseManMouseLambda64Kappa100098第57頁/共169頁第58頁/共169頁第59頁/共169頁第60頁/共169頁第61頁/共169頁第62頁/共169頁第63頁/共169頁第64頁/共169頁第65頁/共169頁第66頁/共169頁

7、第67頁/共169頁第68頁/共169頁第69頁/共169頁24bp 的大部分或者全部對內切酶的識別是必須的。對內切酶來說，這個靶序列相對很大。第70頁/共169頁第71頁/共169頁第72頁/共169頁第73頁/共169頁第74頁/共169頁第75頁/共169頁第76頁/共169頁第77頁/共169頁第78頁/共169頁甲基基團的分布可用限制酶來檢測。第79頁/共169頁第80頁/共169頁第81頁/共169頁啟動子附近的甲基化阻止轉錄發(fā)生，是影響啟動子活性的幾種調控之一。第82頁/共169頁第83頁/共169頁第84頁/共169頁第85頁/共169頁劑量補償平衡兩性中X染色體相關基因的表達

8、第86頁/共169頁第87頁/共169頁第88頁/共169頁第89頁/共169頁第90頁/共169頁第91頁/共169頁基因結構的激活轉錄起始轉錄物加工向胞質轉運mRNA 的翻譯第92頁/共169頁第93頁/共169頁順式作用：不轉變?yōu)槿魏纹渌问降腄NA序列，只在原位發(fā)揮DNA序列的作用，僅影響與其在物理上相連的DNA。(同一染色體上的DNA序列直接調控其他鄰近基因的表達)順式作用元件：是指對基因表達有調節(jié)活性的DNA序列，其活性影響與其自身同處在一個DNA分子上的基因；這種序列通常不編碼蛋白質，多位于基因傍側或內含子中。第94頁/共169頁反式作用：游離的基因產(chǎn)物擴散至目標場所的過程。反式

9、作用因子的編碼基因與其識別或結合的靶序列一般不在同一個DNA分子上。(DNA通過其產(chǎn)物(mRNA或蛋白質)間接調節(jié)基因的表達。)反式作用因子：通過直接結合或間接作用于DNA、RNA等核酸分子，對基因表達發(fā)揮不同調節(jié)作用(激活或抑制)的各類蛋白質因子。第95頁/共169頁第96頁/共169頁第97頁/共169頁第98頁/共169頁第99頁/共169頁第100頁/共169頁第101頁/共169頁第102頁/共169頁第103頁/共169頁第104頁/共169頁第105頁/共169頁第106頁/共169頁第107頁/共169頁第108頁/共169頁第109頁/共169頁第110頁/共169頁Inte

10、raction between the l repressor dimer and DNA. Each l repressor contains a helix-turn-helix motif. One of helices fits into the major groove of DNA. PDB ID = 1LMB第111頁/共169頁第112頁/共169頁第113頁/共169頁C末端存在螺旋-轉角-螺旋的結構:具有轉錄調控功能第114頁/共169頁第115頁/共169頁分類：經(jīng)典的“鋅指”蛋白質和類固醇受體。第116頁/共169頁第117頁/共169頁第118頁/共169頁第119頁

11、/共169頁二聚體的基礎。第120頁/共169頁第121頁/共169頁第122頁/共169頁第123頁/共169頁nB類是組織特異性表達的蛋白，包括哺乳動物的MyoD( 肌漿蛋白myogen)基因的轉錄因子，果蠅的AC-S（achaete-scute 無剛毛基因的產(chǎn)物）第124頁/共169頁第125頁/共169頁第126頁/共169頁第127頁/共169頁結合n反式作用因子間的相互作用第128頁/共169頁第129頁/共169頁第130頁/共169頁第131頁/共169頁第132頁/共169頁第133頁/共169頁第134頁/共169頁第135頁/共169頁第136頁/共169頁Respons

12、e elements identify genes under common regulation Regulatory AgentModuleConsensusFactorHeat shockHSECNNGAANNTCCNNGHSFGlucocorticoidGRETGGTACAAATGTTCTReceptorPhorbol ester(佛波酯)TRETGACTCAAP1SerumSRECCATATTAGGSRF佛波酯是一類能促進腫瘤生長的有機化合物。佛波酯是一類能促進腫瘤生長的有機化合物。第137頁/共169頁第138頁/共169頁第139頁/共169頁第140頁/共169頁第141頁/共

13、169頁第142頁/共169頁第143頁/共169頁第144頁/共169頁第145頁/共169頁第146頁/共169頁第147頁/共169頁第148頁/共169頁第149頁/共169頁P1P2 -amylase in salivary gland(Stronger splicing) -amylase in liver (weaker splicing)Alternative selection of promoters淀粉酶基因第150頁/共169頁 PS 外顯子 S PL 外顯子 L 外顯子 2 外顯子 3 DNA 50b 2800bp 161bp 4500bp 205bp 327bp 初

14、始轉錄本： 在唾腺中轉錄 成熟 mRNA： 1663nt 初始轉錄本： 在肝中轉錄 成熟 mRNA： 1773nt 圖 18-57 小鼠淀粉酶(amy) 基因利用不同啟動子產(chǎn)生兩個不同的 mRNA第151頁/共169頁 DNA 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 3 TATA TATA AATAAA 1 4 5 6 7 8 9 (在心臟中) 190aa LC1 mRNA 20kb AUG (在砂囊中) 149aa LC3 10kb 2 3 5 6 7 8 9 圖 18-58 雞肌球蛋白輕鏈前體 mRNA 在不同的組織中進行不同的選擇性拼接 第152頁/共169頁第153頁/共169頁 The transcript is polyadenylated at different locations123456AATAAAATAA1 2344 5 6321Calcitonin (thyoid cell 甲狀腺甲狀腺)CGRP ( brain )第154頁/共169頁Per-mRNApolyA2polyA1Membrane-a