第七章真核基因表達調(diào)控的一般規(guī)律

1、第七章第七章 基因的表達與調(diào)控基因的表達與調(diào)控( (下下) ) 真核基因表達調(diào)控的一般規(guī)律真核基因表達調(diào)控的一般規(guī)律 真核生物的基因結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)錄活性 真核生物基因表達調(diào)控的種類 真核生物DNA水平上的基因表達調(diào)控 真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達調(diào)控 真核基因轉(zhuǎn)錄后水平上的調(diào)控Contents 真核基因組結(jié)構(gòu)龐大真核基因組結(jié)構(gòu)龐大 3109bp、染色質(zhì)、核膜、染色質(zhì)、核膜 單順反子單順反子 基因不連續(xù)性基因不連續(xù)性 斷裂基因、內(nèi)含子斷裂基因、內(nèi)含子(intron)、 外顯子外顯子(exon) 非編碼區(qū)較多非編碼區(qū)較多 多于編碼序列多于編碼序列(9:1) 含有大量重復(fù)序列含有大量重復(fù)序列 基因組很小，

2、大多只有一條染色體 結(jié)構(gòu)簡煉 存在轉(zhuǎn)錄單元多順反子 有重疊基因原核生物基因組結(jié)構(gòu)特點 試說明真核細(xì)胞與原核細(xì)胞在基因轉(zhuǎn)錄，翻譯及DNA的空間結(jié)構(gòu)方面存在的主要差異，表現(xiàn)在哪些方面？ 武漢大學(xué)2003年分子生物學(xué)碩士入學(xué)試題 在真核細(xì)胞中，一條成熟的在真核細(xì)胞中，一條成熟的mRNAmRNA鏈只能翻譯鏈只能翻譯出一條多肽鏈，很少存在原核生物中常見的多出一條多肽鏈，很少存在原核生物中常見的多基因操縱子形式基因操縱子形式。 真核細(xì)胞真核細(xì)胞DNADNA與組蛋白和大量非組蛋白相結(jié)合，與組蛋白和大量非組蛋白相結(jié)合，只有一小部分只有一小部分DNADNA是裸露的是裸露的。 高等真核細(xì)胞高等真核細(xì)胞DNADNA

3、中很大部分是不轉(zhuǎn)錄的，大部中很大部分是不轉(zhuǎn)錄的，大部分真核細(xì)胞的基因中間還存在不被翻譯的內(nèi)含子。分真核細(xì)胞的基因中間還存在不被翻譯的內(nèi)含子。 真核生物能夠有序地根據(jù)生長發(fā)育階段的需要進真核生物能夠有序地根據(jù)生長發(fā)育階段的需要進行行DNADNA片段重排，還能在需要時增加細(xì)胞內(nèi)某些基因片段重排，還能在需要時增加細(xì)胞內(nèi)某些基因的拷貝數(shù)的拷貝數(shù)。 在真核生物中，基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)區(qū)相對較大，在真核生物中，基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)區(qū)相對較大，它們可能遠離啟動子達幾百個甚至上千個堿基對，它們可能遠離啟動子達幾百個甚至上千個堿基對，這些調(diào)節(jié)區(qū)一般通過改變整個所控制基因這些調(diào)節(jié)區(qū)一般通過改變整個所控制基因5上上游區(qū)游區(qū)DN

4、A構(gòu)型來影響構(gòu)型來影響RNA聚合酶與它的結(jié)合。聚合酶與它的結(jié)合。 在原核生物中，轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)區(qū)都很小，大都在原核生物中，轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)區(qū)都很小，大都位于啟動子上游不遠處，調(diào)控蛋白結(jié)合到調(diào)節(jié)位位于啟動子上游不遠處，調(diào)控蛋白結(jié)合到調(diào)節(jié)位點上可直接促進或抑制點上可直接促進或抑制RNA聚合酶與它的結(jié)合。聚合酶與它的結(jié)合。 真核生物的真核生物的RNARNA在細(xì)胞核中合成，只有經(jīng)轉(zhuǎn)運穿過在細(xì)胞核中合成，只有經(jīng)轉(zhuǎn)運穿過核膜，到達細(xì)胞質(zhì)后，才能被翻譯成蛋白質(zhì)，原核核膜，到達細(xì)胞質(zhì)后，才能被翻譯成蛋白質(zhì)，原核生物中不存在這樣嚴(yán)格的空間間隔。生物中不存在這樣嚴(yán)格的空間間隔。 許多真核生物的基因只有經(jīng)過復(fù)雜的成熟和剪接許

5、多真核生物的基因只有經(jīng)過復(fù)雜的成熟和剪接過程過程，才能順利地翻譯成蛋白質(zhì)才能順利地翻譯成蛋白質(zhì)。（一）基因家族（gene family)真核生物的基因組中有很多來源相同、結(jié)構(gòu)相似、功能相關(guān)的基因，將這些基因稱為。 同一家族中的成員有時緊密地排列在一起，成為一個 。如：編碼組蛋白、免疫球蛋白和血紅蛋白的基因都屬于基因家族1.簡單多基因家族 簡單多基因家族中的基因一般以串聯(lián)方式前后相連。The eukaryotic ribosomal DNA repeating unit2.復(fù)雜多基因家族 復(fù)雜多基因家族一般由復(fù)雜多基因家族一般由構(gòu)成，基因之間由構(gòu)成，基因之間由間隔序列隔開，并作為獨立的轉(zhuǎn)錄單位。

6、現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)存在不間隔序列隔開，并作為獨立的轉(zhuǎn)錄單位。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)存在不同形式的復(fù)雜多基因家族。同形式的復(fù)雜多基因家族。 Organization of histone genes in the animal genome 基因的編碼序列在基因的編碼序列在DNADNA分子上是不連續(xù)的，為非分子上是不連續(xù)的，為非編碼序列所隔開，其中編碼的序列稱為編碼序列所隔開，其中編碼的序列稱為，非編碼序列稱非編碼序列稱。外顯子(Exon) ：真核細(xì)胞基因DNA中的編碼序列，這些序列被轉(zhuǎn)錄成RNA并進而翻譯為蛋白質(zhì)。內(nèi)含子(Intron) ：真核細(xì)胞基因DNA中的間插序列，這些序列被轉(zhuǎn)錄成RNA，但隨即被剪除而不翻譯。

7、 1.外顯子與內(nèi)含子的連接區(qū) 指外顯子和內(nèi)含子的交界或稱，它有兩個重要特征： 1）內(nèi)含子的兩端序列之間沒有廣泛的同源性 2）連接區(qū)序列很短，高度保守，是RNA剪接的信號序列（GT-AG法則） 5GTAG 32.外顯子與內(nèi)含子的可變調(diào)控：一個基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物通過剪接只能產(chǎn)生一種成熟的mRNA。：同一基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物由于不同的剪接方式形成不同mRNA。 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 初始轉(zhuǎn)錄本： 在唾腺中轉(zhuǎn)錄 成熟mRNA： 1663nt 初始轉(zhuǎn)錄本： 在肝中轉(zhuǎn)錄 成熟mRNA： 1773nt 圖18

8、-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 是基因組中因突變而失活的基因，無蛋白質(zhì)產(chǎn)是基因組中因突變而失活的基因，無蛋白質(zhì)產(chǎn)物。物。 一般是啟動子出現(xiàn)問題。一般是啟動子出現(xiàn)問題。1) ，它相當(dāng)于原核細(xì)胞對環(huán)境條件，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升變化所做出的反應(yīng)。瞬時調(diào)控包括某種底物或激素水平升降時，及細(xì)胞周期不同階段中酶活性和濃度的調(diào)節(jié)。降時，及細(xì)胞周期不同階段中酶活性和濃度的調(diào)節(jié)。2) ，是真核基因調(diào)控的精髓部分，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)育的全部進程。它決定了真核細(xì)胞生長、分化、發(fā)育的全

9、部進程。 DNA水平調(diào)控水平調(diào)控轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控（RNARNA加工成熟過程的調(diào)控、翻譯水平的調(diào)控、蛋白質(zhì)加工加工成熟過程的調(diào)控、翻譯水平的調(diào)控、蛋白質(zhì)加工水平的調(diào)控水平的調(diào)控）基因丟失基因丟失基因擴增基因擴增基因重排基因重排DNA的甲基化與基因表達調(diào)控的甲基化與基因表達調(diào)控染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)與基因表達調(diào)控染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)與基因表達調(diào)控抗體分子的形成抗體分子的形成TiTi質(zhì)粒質(zhì)粒轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座子 在細(xì)胞分化過程中，可以通過丟失掉某些基因而去除這在細(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、昆蟲和甲殼類動物些基因的活性。某些原生動物、線蟲、

10、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。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)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?，F(xiàn)類似的基因丟失現(xiàn)象。 基因擴增是指某些基因的拷貝數(shù)專一性大量增加的現(xiàn)基因擴增是指某些基因的拷貝數(shù)專一性大量增加的現(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

11、一種方式。發(fā)育的需要，是基因活性調(diào)控的一種方式。 如非洲爪蟾卵原細(xì)胞中如非洲爪蟾卵原細(xì)胞中rRNA基因（基因（rDNA）擴增是因）擴增是因發(fā)育需要而出現(xiàn)的基因擴增現(xiàn)象。發(fā)育需要而出現(xiàn)的基因擴增現(xiàn)象。 基因組拷貝數(shù)增加，即基因組拷貝數(shù)增加，即，在植物中是非常普遍的，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)成了加速基因進化、基因組重組和最終物種形成的可能構(gòu)成了加速基因進化、基因組重組和最終物種形成的一種方式。一種方式。發(fā)育或系統(tǒng)發(fā)生中的倍性增加在植物中普遍存在DNA含量的發(fā)育控制含量的發(fā)育控制 利用流式細(xì)胞儀對從

12、擬南芥不同發(fā)育階利用流式細(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)胞核進行分析，發(fā)現(xiàn)多倍體的段的組織中分離到的間期細(xì)胞核進行分析，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，含量與組織的成熟程度成正比。對于一給定的物種，C是單倍是單倍體基因組中的體基因組中的DNA質(zhì)量。質(zhì)量。 將一個基因從遠離啟動子的地方移到距它很近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(zhuǎn)錄，這種方式被稱為的位點從而啟動轉(zhuǎn)錄，這種方式被稱為。 通過基因重排調(diào)節(jié)基因活性的典型例子通過基因重排調(diào)節(jié)基因活性的典型例子:。1.1.DNA的甲基化的甲基化 DNA 甲基化能關(guān)閉某些基因的活性，去

13、甲基化則誘導(dǎo)了基因的重新活化和表達。 DNA 甲基化能引起染色質(zhì)結(jié)構(gòu)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、DNADNA構(gòu)象構(gòu)象、DNADNA穩(wěn)定性穩(wěn)定性及DNADNA與蛋與蛋白質(zhì)相互作用方式的白質(zhì)相互作用方式的改變改變，從而控制基因表達。n 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 n CpG二核苷酸通常成串出現(xiàn)在DNA上，CpG島 n 真核生物細(xì)胞內(nèi)存在兩種甲基化酶活性：日常型甲基轉(zhuǎn)移酶：催化處于半甲基化的DNA雙鏈分子上與甲基胞嘧啶相對應(yīng)的胞嘧啶甲基化。從頭合成型甲基轉(zhuǎn)移酶：催化未甲基化的CpG成為mCpG2.2.DNA甲基化抑制基因轉(zhuǎn)錄的機理甲基化抑制基因轉(zhuǎn)錄的機理

14、 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，即抑制了轉(zhuǎn)錄因子與啟動區(qū)DNA的結(jié)合效率。 n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)。是指具有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)； 是指沒有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)。1.1.活性染色質(zhì)活性染色質(zhì)n活性染色質(zhì)由于核小體發(fā)生構(gòu)象的改變，往往具有疏松的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)?！盁羲⑿蜔羲⑿汀比旧旧w體n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。 疏松的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)便于轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子與順式調(diào)控元件結(jié)合和RNA聚合酶在轉(zhuǎn)錄模板上滑動。n活性染色質(zhì)上具

15、有DNaseI超敏感位點。 每個活躍表達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。2.2.活性染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點活性染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點n活性染色質(zhì)上具有核基質(zhì)結(jié)合區(qū)（matrix attachment region，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，可增加基因表達水平10倍以上，說明MAR在基因表達調(diào)控中有作用，是一種新的基因調(diào)控元件。n活性染色質(zhì)上具有基因座控制區(qū)。一、真核基因轉(zhuǎn)錄二、真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的主要模式（一）真核基因結(jié)構(gòu) “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。 定義：影響定義：影響

16、自身基因自身基因表達活性的表達活性的非編碼非編碼DNA序列序列。 例：例： 啟動子、啟動子、增強子增強子、沉默子等、沉默子等（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。核心啟動子和上游啟動子元件 是在基因轉(zhuǎn)錄起始位點（+1）及其5上游大約100200bp以內(nèi)的一組具有獨立功能的DNA序列，每個元件長度大約720bp,是決定RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄起始點和轉(zhuǎn)錄頻率的關(guān)鍵元件。（2）增強子：指能使與它連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率明顯增加的DNA序列。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。 增強效應(yīng)十分明顯，一般能使基因轉(zhuǎn)錄頻率增加1

17、0-200倍 增強效應(yīng)與其位置和取向無關(guān)，不論增強子以什么方向排列（53或35），甚至和靶基因相距3kb，或在靶基因下游，均表現(xiàn)出增強效應(yīng)；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)生增強效應(yīng)時所必需的； 增強效應(yīng)有嚴(yán)密的組織和細(xì)胞特異性，說明增強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； 沒有基因?qū)Ｒ恍?，可以在不同的基因組合上表現(xiàn)增強效應(yīng)； 許多增強子還受外部信號的調(diào)控，如金屬硫蛋白的基因啟動區(qū)上游所帶的增強子，就可以對環(huán)境中的鋅、鎘濃度做出反應(yīng)。 （3）沉默子：某些基因含有負(fù)性負(fù)性調(diào)節(jié)元

18、件沉默子，當(dāng)其結(jié)合特異蛋白因子時，對基因轉(zhuǎn)錄起阻遏阻遏作用。 1、定義：能直接或間接地識別或結(jié)合在各類順定義：能直接或間接地識別或結(jié)合在各類順式作用元件的核心序列上，參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄式作用元件的核心序列上，參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率的效率的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)。 TFD（TATA）、CTF（CAAT）、SP1（GGGCGG）、HSF（熱激蛋白啟動區(qū)）2、結(jié)構(gòu)DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域（結(jié)合結(jié)構(gòu)域（DNA識別）識別）轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域反式作用因子反式作用因子連接區(qū)連接區(qū)DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域： 螺旋螺旋-轉(zhuǎn)折轉(zhuǎn)折-螺旋（螺旋（ 鋅指結(jié)構(gòu)鋅指結(jié)構(gòu) 堿性堿性-亮氨酸拉鏈（亮氨酸拉鏈（basic - leucine

19、zipper） 堿性堿性-螺旋螺旋-環(huán)環(huán)-螺旋（螺旋（basic helix /loop /helix，bHLH）配位鍵配位鍵2-9個個定義：是一種常出現(xiàn)在DNA結(jié)合蛋白中的結(jié)構(gòu)基元（motif）。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。 Cys2 / Cys2鋅指鋅指Cys2 / His2鋅指鋅指見于見于甾體激素受體甾體激素受體見于見于SP1，TF A等等轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子SP1 （GC盒）盒） 、連、連續(xù)的續(xù)的3個鋅指重個鋅指重復(fù)結(jié)構(gòu)。復(fù)結(jié)構(gòu)。 bZIP二聚體二聚體亮氨酸之間相互作用形成二亮氨酸之間相互作用形成二聚體

20、，形成聚體，形成“拉鏈拉鏈” ” 。肽鏈氨基端有一個含肽鏈氨基端有一個含2030個堿性氨基酸的結(jié)構(gòu)域，能個堿性氨基酸的結(jié)構(gòu)域，能與與DNA結(jié)合。結(jié)合。bHLH（一）概（一）概 述述單細(xì)胞生物單細(xì)胞生物 直接作出反應(yīng)直接作出反應(yīng)多細(xì)胞生物多細(xì)胞生物 通過細(xì)胞間復(fù)雜的信息傳遞通過細(xì)胞間復(fù)雜的信息傳遞系統(tǒng)來傳遞信息，從而調(diào)控機體活動。系統(tǒng)來傳遞信息，從而調(diào)控機體活動。外界環(huán)境變化時外界環(huán)境變化時二、真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的主要模式信息傳遞 反式作用因子的活性跨膜信息傳遞的一般步驟：跨膜信息傳遞的一般步驟：特定的細(xì)胞釋放信息物質(zhì)特定的細(xì)胞釋放信息物質(zhì)信息物質(zhì)經(jīng)擴散或血液循環(huán)到達靶細(xì)胞信息物質(zhì)經(jīng)擴散或血液循環(huán)

21、到達靶細(xì)胞與靶細(xì)胞的受體特異性結(jié)合與靶細(xì)胞的受體特異性結(jié)合受體對信息進行轉(zhuǎn)換并啟動細(xì)胞內(nèi)信使系統(tǒng)受體對信息進行轉(zhuǎn)換并啟動細(xì)胞內(nèi)信使系統(tǒng)靶細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)靶細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)n細(xì)胞間信息物質(zhì)：細(xì)胞間信息物質(zhì)：是由細(xì)胞分泌的調(diào)節(jié)靶細(xì)是由細(xì)胞分泌的調(diào)節(jié)靶細(xì)胞生命活動的化學(xué)物質(zhì)的統(tǒng)稱，又稱作胞生命活動的化學(xué)物質(zhì)的統(tǒng)稱，又稱作第一第一信使信使。如生長因子、細(xì)胞因子、胰島素等。如生長因子、細(xì)胞因子、胰島素等n第二信使第二信使(secondary messenger)：在細(xì)胞在細(xì)胞內(nèi)傳遞信息的小分子物質(zhì)，如：內(nèi)傳遞信息的小分子物質(zhì)，如：Ca2+、IP3、DAG、cAMP、cGMP等等。n受體：受體：是是細(xì)

22、胞膜上細(xì)胞膜上或或細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)能特異識別信息物內(nèi)能特異識別信息物質(zhì)并與之結(jié)合的成分。它是一種能把識別和接受質(zhì)并與之結(jié)合的成分。它是一種能把識別和接受的信息正確無誤地放大并傳遞到細(xì)胞內(nèi)部、進而的信息正確無誤地放大并傳遞到細(xì)胞內(nèi)部、進而引起生物學(xué)效應(yīng)的特殊蛋白質(zhì)，個別是糖脂。引起生物學(xué)效應(yīng)的特殊蛋白質(zhì)，個別是糖脂。 n配體配體(ligand)：能與受體特異性結(jié)合的信息物能與受體特異性結(jié)合的信息物質(zhì)。質(zhì)。存在于存在于細(xì)胞膜細(xì)胞膜上的受體，根據(jù)其結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)換信上的受體，根據(jù)其結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)換信號的方式又分為三大類：號的方式又分為三大類：離子通道受體離子通道受體、G蛋白偶蛋白偶聯(lián)受體聯(lián)受體、跨膜蛋白激酶受體跨膜蛋

23、白激酶受體。膜受體膜受體(membrane receptor)胞內(nèi)受體胞內(nèi)受體(endocellular receptor)高度可變區(qū)高度可變區(qū)位于位于N端，具有轉(zhuǎn)錄活性端，具有轉(zhuǎn)錄活性DNA結(jié)合區(qū)結(jié)合區(qū)含有鋅指結(jié)構(gòu)含有鋅指結(jié)構(gòu)激素結(jié)合區(qū)激素結(jié)合區(qū)位于位于C端，結(jié)合激素、熱休克蛋端，結(jié)合激素、熱休克蛋白，使受體二聚化，激活轉(zhuǎn)錄白，使受體二聚化，激活轉(zhuǎn)錄配體配體：類固醇激素、甲狀腺素等：類固醇激素、甲狀腺素等功功 能能：多為：多為反式作用因子反式作用因子，當(dāng)與相應(yīng)配體結(jié)合，當(dāng)與相應(yīng)配體結(jié)合后，能與后，能與DNA的順式作用元件結(jié)合，調(diào)節(jié)基因的順式作用元件結(jié)合，調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄。1、膜受體介導(dǎo)的信

24、息傳遞（1） cAMP -激酶途徑 A激酶（PKA）：依賴于cAMP的蛋白激酶。cAMP調(diào)控的A激酶活性n 實例：在肌肉細(xì)胞，激活的A激酶可在1秒鐘內(nèi)啟動糖原磷酸解為葡萄糖-1-磷酸，而抑制糖原的合成。 在某些分泌細(xì)胞，激活的A激酶需要幾個小時才進入細(xì)胞核，將CRE結(jié)合蛋白磷酸化，調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達。 CRE（cAMP response element， cAMP應(yīng)答元件）是DNA上的調(diào)節(jié)區(qū)域，是一個順式作用元件。 (TGACGTCA) CRE結(jié)合蛋白(cAMP response element bound protein, CREB)，是一個反式作用因子反式作用因子。n 小結(jié)：該信息傳遞途徑

25、涉及的反應(yīng)鏈可表示為 激素G蛋白偶聯(lián)受體G蛋白腺苷酸環(huán)化酶cAMP依賴cAMP的A激酶反式作用因子基因轉(zhuǎn)錄磷脂酰肌醇- 4,5-二磷酸（PIP2）磷脂酶C（PLC-）肌醇- 1,4,5-三磷酸（IP3）二?；视停―AG）（2）磷脂酰肌醇途徑活性活性PKC 2、胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信息傳遞激素激活胞內(nèi)受體的分子機制胞內(nèi)受體的基本結(jié)構(gòu)分析細(xì)胞內(nèi)受體的本質(zhì)是激素激活的反式作用因子 甲狀腺激素與類固醇激素通過胞內(nèi)受體調(diào)節(jié)生理過程甲狀腺激素與類固醇激素通過胞內(nèi)受體調(diào)節(jié)生理過程1、rRNA和tRNA的加工成熟 rRNA的切割n rRNA的加工：分子內(nèi)的切割和化學(xué)修飾 rRNA的化學(xué)修飾 原核生物：堿基甲基化

26、真核生物：核糖甲基化tRNA基因轉(zhuǎn)錄時也可能先生成前體tRNA，然后再進行加工成熟。一般認(rèn)為，tRNA基因的初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物在進入細(xì)胞質(zhì)后，首先經(jīng)過核苷的修飾，生成4.5S前體tRNA，再行剪接成為成熟tRNA（4S）。n tRNA的加工：2、mRNA的加工成熟3、真核生物基因轉(zhuǎn)錄后加工的多樣性 真核生物的基因可以按其轉(zhuǎn)錄方式分為兩大類：簡單轉(zhuǎn)錄單位和復(fù)雜轉(zhuǎn)錄單位。這類基因只編碼產(chǎn)生一個多肽，其原始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物有時需要加工，有時則不需要加工。這類基因轉(zhuǎn)錄后加工有3種不同形式：。含有復(fù)雜轉(zhuǎn)錄單位的主要是一些編碼組織和發(fā)育特異性蛋白質(zhì)的基因，它們除了含有數(shù)量不等的內(nèi)含子以外，其原始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物能通過多種不同方式加工成兩個或兩個以上的mRNA，能編碼產(chǎn)生多個多肽。利用多個5端轉(zhuǎn)錄起始位點和剪接位點產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)。 PS 外顯子 S PL 外顯子 L 外顯子 2 外顯子 3