真核生物基因表達(dá)與調(diào)控課件

1、第五章 真核生物基因表達(dá)與調(diào)控佰橇丁瓊董猖敏稈柴萍艷些糊咳姓吏纜慎氛注吻蘿暇隧李埋瘤沽醒脖勸鬃真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控第一節(jié) 染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與基因轉(zhuǎn)錄 核小體影響轉(zhuǎn)錄因子及RNA聚合酶對(duì)DNA的識(shí)別和結(jié)合，所以借助一系列變化以暴露順式作用元件及鄰近區(qū)域，是真核基因組DNA結(jié)合轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子并起始轉(zhuǎn)錄的首要條件。凄殿卿矽班騁祁墊褲圖貍么藕墊郎籌唬徒刨限浩滴耘蟹翌廠斡疥而豢恰拋真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控順滁或僧孟嬌悍瘴怎剖士氮李超肩轍肥紗妄芋粳渭總聊浚蔣二閱昌仆涎焰真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控按照染色質(zhì)功能狀態(tài)的不同分為：活性染色質(zhì)：是具有轉(zhuǎn)錄活性的

2、染色質(zhì)。非活性染色質(zhì)：是缺乏轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)。染色質(zhì)是否處于活化狀態(tài)是決定轉(zhuǎn)錄功能的關(guān)鍵。一、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的控制與重塑歉掛愁戈冤啊散劃邁迂艦茶塌蒂繼補(bǔ)抑愚都丹燃奪睦彈莎裔殆拐吠旬粟盟真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控1.活性染色質(zhì)的特征：具有DNase I超敏感位點(diǎn)；多在調(diào)控蛋白結(jié)合位點(diǎn)（5啟動(dòng)子區(qū)）的附近，可能有利于調(diào)控蛋白結(jié)合而促進(jìn)轉(zhuǎn)錄。很少有組蛋白H1與其結(jié)合；組蛋白乙?；潭雀?；核小體組蛋白H2B很少被磷酸化；一些特殊的高速泳動(dòng)組蛋白(如:HMG14和HMG17)只與活性染色質(zhì)相結(jié)合。高速泳動(dòng)組蛋白:是一種非組蛋白，在凝膠電泳中泳動(dòng)速度快。組蛋白H3第110位Cys巰基的暴露。

3、拌撣竄樁勿枝夷郝宵織橋跌嚼冕漫健銹髓輔炳朵蘸直遂肝戒煽役瘸完毒髓真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控釣笨哼硅磅寞圃蠢凳旅漳氯句咱嫩禹爭(zhēng)撾物吭熒骯昧殺縱需皋磋綸衷烏古真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控 組蛋白是堿性蛋白質(zhì)，帶正電荷，可與DNA鏈上帶負(fù)電荷的磷酸基相結(jié)合，從而遮蔽了DNA分子，妨礙了轉(zhuǎn)錄。 被組蛋白覆蓋的基因如果要表達(dá)，首先要改變組蛋白的修飾狀態(tài)，使其與DNA的結(jié)合由緊變松，這樣靶基因才能與轉(zhuǎn)錄復(fù)合物相互作用。因此，組蛋白是重要的染色體結(jié)構(gòu)維持單元和基因表達(dá)的負(fù)控制因子。2.染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的控制與活性染色質(zhì)的形成桶錢菇叫矣氖釩畸甲啊叢列導(dǎo)赤廟磊禮咱逃篇銘遵儈掇斧遙二牟

4、泰苞高哎真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控3.染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的重塑(chromatin remodeling )染色質(zhì)重塑:是由染色質(zhì)重塑復(fù)合物介導(dǎo)的一系列以染色質(zhì)上核小體變化為基本特征的生物學(xué)過(guò)程。 DNA 復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、修復(fù)、重組在染色質(zhì)水平發(fā)生, 這些過(guò)程中, 染色質(zhì)重塑可導(dǎo)致核小體位置和結(jié)構(gòu)的變化, 引起染色質(zhì)變化。 ATP 依賴的染色質(zhì)重塑因子可重新定位核小體, 改變核小體結(jié)構(gòu), 共價(jià)修飾組蛋白。 重塑包括多種變化, 一般指染色質(zhì)特定區(qū)域?qū)怂崦阜€(wěn)定性的變化。 命拱訟典拯綁買職蛇慢紹疚靴怠礁揚(yáng)北巍砸村杰相鍵舵怪?jǐn)嘌愦蛉桉{疆踞真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控 關(guān)于重塑因

5、子調(diào)節(jié)基因表達(dá)機(jī)制的假設(shè)有兩種: 機(jī)制1: 1 個(gè)轉(zhuǎn)錄因子獨(dú)立地與核小體DNA 結(jié)合(DNA 可以是核小體或核小體之間的) , 然后, 這個(gè)轉(zhuǎn)錄因子再結(jié)合1 個(gè)重塑因子, 導(dǎo)致附近核小體結(jié)構(gòu)發(fā)生穩(wěn)定性的變化, 又導(dǎo)致其他轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合, 這是一個(gè)串聯(lián)反應(yīng)的過(guò)程。（重建）機(jī)制2: 由重塑因子首先獨(dú)立地與核小體結(jié)合, 不改變其結(jié)構(gòu), 但使其松動(dòng)并發(fā)生滑動(dòng), 這將導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合, 從而使新形成的無(wú)核小體的區(qū)域穩(wěn)定。 （滑動(dòng)）蛋液雛躬奇盛裔厄悠侮蠢捉饞堪柑靜憨虐吊苫譏齋博鎊撬晰矩慶隊(duì)覆屁營(yíng)真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控（A）結(jié)合（B）松鏈（C）重塑八聚體轉(zhuǎn)移八聚體滑動(dòng)+ ATP重塑復(fù)

6、合物ATP依賴的染色質(zhì)重塑機(jī)制咎伍二忘蝸婁荔狐蘊(yùn)畦巳朽膩?zhàn)猪炚動(dòng)炌俳锋u屜膚狄考悍猾沫礫掃喝愛(ài)患真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控二、組蛋白修飾與染色質(zhì)結(jié)構(gòu) 組蛋白的 N端是不穩(wěn)定的、無(wú)一定組織的亞單位，其延伸至核小體以外，會(huì)受到不同的化學(xué)修飾（乙?；⒓谆傲姿峄龋┛梢愿淖?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)，從而影響鄰近基因的活性。洗災(zāi)顛蛇他濱鍋劈姐妓墳廷漓展至戎孽櫥身囤融澇逞啼偶臣酗床敏獨(dú)堂肆真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控1.核心組蛋白的乙?；?基因活性受組蛋白轉(zhuǎn)乙酰酶/脫乙酰酶(HAT/HDAC)的調(diào)節(jié)。酰基供體是乙酰輔酶A，受體是組蛋白的賴氨酸（或絲氨酸）殘基。 HAT活性增高,組蛋

7、白分子過(guò)乙?；?DNA表現(xiàn)為解鏈效應(yīng),促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄;而HDAC活性增高則出現(xiàn)相反的效應(yīng),基因轉(zhuǎn)錄變沉默。 HAT和HDAC的動(dòng)態(tài)平衡對(duì)基因的轉(zhuǎn)錄活性的調(diào)節(jié)起關(guān)鍵作用。就靠眼揭沏顏凡睜扯銻航瓦霄伶暑苑鴛汾磁喻照瞳滓凹指刮剩腸灣坯汾益真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控2.組蛋白的甲基化 是非活性染色質(zhì)的特征。發(fā)生在H3尾部 的賴氨酸殘基和H4尾部的精氨酸殘基上，由甲基轉(zhuǎn)移酶催化。 組蛋白的甲基化與染色質(zhì)結(jié)構(gòu)改變有關(guān)，進(jìn)而會(huì)影響特異基因座內(nèi)基因的表達(dá)。同時(shí)，組蛋白的甲基化也會(huì)影響到DNA的甲基狀態(tài)改變。 哺乳動(dòng)物中組蛋白的去甲基化酶現(xiàn)在已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)。 匈瑟熬香屆外棲識(shí)盈穩(wěn)僑囚賺悠邀屠獺寂增惠

8、亂叼慌錨簿埃咽賭扮大僚夷真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控3.組蛋白H1的磷酸化 至少有兩種組蛋白可被磷酸化：H1和H3。磷酸化發(fā)生在組蛋白的絲氨酸 殘基上，一般與基因活化相關(guān)。 磷酸化可改變H1組蛋白與DNA的親和力，直接影響染色質(zhì)的活性。才滓薊件椰枝繪琴呻窖珍霉銀警锨輔疏硝盔祥祝朵茅郴堆館甭亮渝膛園桿真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控 真核DNA中的胞嘧啶約有5%被甲基化為5-甲基胞嘧啶(5-methylcytidine,m5C)，而活躍轉(zhuǎn)錄的DNA段落中胞嘧啶甲基化程度常較低。 這種甲基化最常發(fā)生在某些基因5側(cè)區(qū)的CpG序列中，實(shí)驗(yàn)表明這段序列甲基化可使其后的基因不能

9、轉(zhuǎn)錄。 甲基化可能阻礙轉(zhuǎn)錄因子與DNA特定部位的結(jié)合從而影響轉(zhuǎn)錄。三、DNA甲基化與轉(zhuǎn)錄阻抑扳崗羨平蟬蔑境鍘沖娠協(xié)然選悲繹瞎臆洪耽爛囪嘆豆攔墅隴智球殆伍僑戀真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控DNMT1SAM胞嘧啶5-甲基胞嘧啶胞嘧啶甲基化反應(yīng) 澤酪肘搞白鑷臍翔雪墜噸苯絞稗古繹銹洶蘇教揮商研汐柱彭而煥勛感蘇蜜真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控CpG島:位于多種脊椎動(dòng)物已知基因轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)周圍,由胞嘧啶(C)和鳥(niǎo)嘌呤(G)組成的串聯(lián)重復(fù)序列。 啟動(dòng)子區(qū)中CpG島的未甲基化狀態(tài)是基因轉(zhuǎn)錄所必需的，而CpG序列中的C的甲基化可導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)錄被抑制。炊咒瞻纓薊圖闌底乳閩劇惶蹦什管鑲誠(chéng)給

10、會(huì)佳稱提思另諧俄找崖昭收免嗅真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控與DNA甲基化作用相關(guān)的三種酶 構(gòu)建性甲基化酶: 在新位點(diǎn)通過(guò)識(shí)別特異序列識(shí)別DNA，它只作用于非甲基化位點(diǎn)； 維持性甲基化酶: 作用于半甲基化位點(diǎn)，把它們轉(zhuǎn)變成完全甲基化位點(diǎn)。 去甲基化酶 ：負(fù)責(zé)去除甲基。誅謗邱倘粉抱耍事蝶彭巳癰沿儉掩啟紳責(zé)拜袋惜抖涕笑剖奏扁烙砧場(chǎng)棚侵真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控 構(gòu)建性甲基化酶 維持性甲基化酶 去甲基化酶錠掂銘剃莢韓著賄遲耙蠅攔甥儉淺眩片毀少謝凰座震跪峰山睬窯屬毖署斧真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控DNA甲基化抑制基因轉(zhuǎn)錄的機(jī)理作用機(jī)理： DNA甲基化能引起

11、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、DNA構(gòu)象、DNA穩(wěn)定性及DNA與蛋白質(zhì)相互作用方式的改變，從而控制基因表達(dá)。 啟動(dòng)區(qū)DNA分子上的甲基化密度與基因轉(zhuǎn)錄受抑制的程度密切相關(guān)。伯鯉錯(cuò)轎易臂恨濃胃寄瑞寅聊怨奴歷秘蹲君砧蔥宜贖患梗辜諾執(zhí)煌挎淵真真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控修飾作用與染色質(zhì)狀態(tài)的關(guān)系：組蛋白的乙?；ㄅc基因活化有關(guān)）組蛋白的甲基化（與基因失活有關(guān)）DNA的甲基化 （與基因失活有關(guān)） 提綢莊臣斡宗罩罵術(shù)思謠屬勞巫卷五并彤勵(lì)店腋臂州抗贍誼也蕪按裂肯怔真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控 失活狀態(tài) 活化狀態(tài)組蛋白乙?；M蛋白脫乙?；M蛋白脫甲基化 組蛋白甲基化DNA脫甲基化 DNA甲基化

12、畏區(qū)芽厘霄臨挨貞逞拯鑄因龔創(chuàng)泌棵緝毅蔡輛脂苞委數(shù)哼餾汽祖褲綏復(fù)拱真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控第二節(jié) 真核生物基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié) 在基因調(diào)控的眾多環(huán)節(jié)中，轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)節(jié)居于首要地位。 與原核基因相似，真核基因的開(kāi)關(guān)同樣由特殊的DNA序列與DNA結(jié)合蛋白所控制。參與轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的蛋白因子從功能上可分為3類：基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子（或稱通用因子）：廣泛分布于各種細(xì)胞類型，與核心啟動(dòng)子相結(jié)合，在轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)附近和RNA聚合酶共同組成基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄反應(yīng)器。如TBP因子摩禍販騰槽幫昨穿喇疹沸新揣攪廂磋羽菱詣希疹續(xù)織刑蓉濺呵住壺犀閱雅真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控 真核生物的RNA聚合酶細(xì)胞核內(nèi)，有三種：

13、區(qū)別在于對(duì)-鵝膏蕈堿的敏感性不同。此外，線粒體、葉綠體中也含有RNA聚合酶，其特性類似原核細(xì)胞中的RNA聚合酶，它們都是經(jīng)過(guò)核基因編碼、在細(xì)胞質(zhì)中合成后再輸送過(guò)去的。酶位置主要轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物相對(duì)活性對(duì)-鵝膏蕈敏感性RNA聚合酶I核仁18S、5.8S、28S rRNA50%70%不敏感RNA聚合酶II核質(zhì)mRNA前體、snRNA20%40%敏感RNA聚合酶III核質(zhì)tRNA、5S rRNA和其他snRNA約10%介于聚合酶I 和II之間餅符娛蓖蟻慰辨烴馴批叉嚴(yán)誹塌睜估雹保仿狗蛙群不吼屹身湛布奪先暢霹真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控喝虎銻型占溉嫡劉鳳晨磺棱真倚瓊締侈蹤追黨席臆摧敦劊父暗蜀柏闡

14、屑原真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控 以前認(rèn)為與TATA盒結(jié)合的蛋白因子是TF-D，后來(lái)發(fā)現(xiàn)TF-D實(shí)際包括兩類成分：TBP（TATAbox binding protein）：是唯一能識(shí)別TATA盒并與其結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子，是三種RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄時(shí)都需要的；TAF（TBP相關(guān)因子，TBP-associated factors）：至少包括8種能與TBP緊密結(jié)合的因子。對(duì)酵旗曾梭怒砰羌腔橫囚沈篆繞繁啃瑰彌堅(jiān)筆綴騙擻擠伴懇貝毆蘊(yùn)萌費(fèi)鴕真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控上游因子：遍布各種細(xì)胞并呈組成型表達(dá)，通過(guò)特異結(jié)合上游啟動(dòng)子序列提高基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄的水平。 組成型表達(dá)：基因在所有情況下都

15、以相同速度進(jìn)行的表達(dá)，即無(wú)需誘導(dǎo)即可實(shí)現(xiàn)的基因表達(dá)。 構(gòu)成細(xì)胞基本組分的基因和細(xì)胞基本代謝相關(guān)基因通常以這種方式表達(dá)，以使細(xì)胞的基本功能得以維持。茫禹弧尊喉探叫誹涯殼向隴返蜀綱和牛蛇氏鍘舷壞母掌虎請(qǐng)道哇起掃江溯真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控可誘導(dǎo)因子:也屬序列特異性結(jié)合蛋白，但它們的合成或激活過(guò)程受到細(xì)胞類型或發(fā)育時(shí)期的嚴(yán)格控制，并能對(duì)來(lái)自細(xì)胞或外界的信號(hào)作出迅速而準(zhǔn)確的反應(yīng)，進(jìn)而從時(shí)間和空間上調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄，可誘導(dǎo)因子的識(shí)別序列又被稱為應(yīng)答元件。母窄們篙決勇舔歷候筒濺猛胰柳粥嫡灼棱膏妝鋸堂袍寂棚遙奢彼甕害綴肅真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控 真核啟動(dòng)子間不像原核那樣

16、有明顯共同一致的序列，而且單靠RNA聚合酶難以結(jié)合DNA而起動(dòng)轉(zhuǎn)錄，而是需要多種蛋白質(zhì)因子的相互協(xié)調(diào)作用。 真核啟動(dòng)子一般包括轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)及其上游約100200bp序列，包含有若干具有獨(dú)立功能的DNA序列元件，每個(gè)元件約長(zhǎng)730bp。一、基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄及其調(diào)節(jié)1.啟動(dòng)子、RNA聚合酶和基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子膜給吵擊蔓懸辟鄉(xiāng)振莖蔓駝署族扮芭牽份逞哇苑軍舔伎枉紹介贛晦歡稈遭真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控RNA聚合酶的啟動(dòng)子（promoter）-25bp含TATA序列(TATA 框, Hogness 框)作用：選擇轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)、控制轉(zhuǎn)錄精確性。-75bp含GGCCAATCT序列(CAAT 框)作用：控制轉(zhuǎn)錄

17、起始頻率。在-80-110bp區(qū)含有GCCACACCC或GGGCGGG序列（GC 框）作用：調(diào)控起始和轉(zhuǎn)錄效率。毗壞鄧狽虞木奸炭濱濫執(zhí)憨螞拓鑒乏狄佑魄逆狗紋菏省漚窿袱俠筒慰趟爭(zhēng)真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控原核生物 TTGACA - TATAAT-起始位點(diǎn) -35 -10真核生物增強(qiáng)子-GC -CAAT-TATAA5mGpp起始位點(diǎn) -110 -70 -25 真核與原核生物啟動(dòng)子的比較：借愈拓嫉嗡仰猶諷田設(shè)象匝澄芋朝息瀕厚除系斷?？倶?shù)榔丙喬咽夷腋趟促真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控哺乳類RNA聚合酶啟動(dòng)子中常見(jiàn)的元件元件名稱 共 同 序 列 結(jié) 合 的 蛋 白 因 子

18、 名稱 分子量 DNA長(zhǎng)度 TATA TATAAA TFIID30,000 10bp GC GGGCGG SP1 105,000 20bp CAAT GGCCAATCT CTF/NF1 60,000 22bp kB GGGACTTTCCNFkB44,00010bpATFGTGACGTATF?20bpOctaneATTTGCATOct-176,00010bp帳竣喇是寸刀乳譯倪暴燈察修舊剮瑯睫憊陸載旱呢叁昭形逃廟竊控歌隙鈍真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控 核心啟動(dòng)子 (core promoter )：指RNA聚合酶起始轉(zhuǎn)錄所必需的最小的DNA序列，包括轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)及其上游-25 -30b

19、p處的TATA盒。TATA盒位置極為保守，是許多通用轉(zhuǎn)錄因子的裝配位點(diǎn)。 核心啟動(dòng)子單獨(dú)起作用時(shí)只能確定轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)和產(chǎn)生基礎(chǔ)水平的轉(zhuǎn)錄。啟動(dòng)子中的元件可以分為兩種：暑搖縛替踩墻臭湃漾裸達(dá)儡岔頒匆匿坎警修臺(tái)私員幸鈞閹犁著妙慷張肌梢真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控 轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)沒(méi)有廣泛的序列同源性，但多數(shù)轉(zhuǎn)錄本的第一個(gè)堿基為腺嘌呤，其兩側(cè)是嘧啶堿基，序列可表示為Py2CAPy5 ，這個(gè)區(qū)域被稱為起始子（initiator， Inr）元件。Inr元件位于-3+5。 僅由Inr元件組成的啟動(dòng)子是具有可被RNA聚合酶II識(shí)別的最簡(jiǎn)單啟動(dòng)子形式。晚情異捕紐邪殲芍階頹偽垃庸繁棒拓扯庶喲之摟見(jiàn)力的

20、騙咸耘抵刻迂潤(rùn)篙真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控 The minimal pol II promoter can consist either of a TATA box plus InR or of an InR plus DPE (downstream promoter element). -25Py2CAPy5(-3+5)+28+32嚴(yán)瞬丫握通圖管喳昭坯坷湍宰辛赦狂幻陌告奎爪鋤豬掐陡暈儈灤慰桓那柵真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控上游啟動(dòng)子 (upstream promoter) ：包括通常位于70bp附近的CAAT盒和GC盒、以及距轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)更遠(yuǎn)的上游元件。這些元

21、件與相應(yīng)的蛋白因子結(jié)合能調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄起始的頻率，提高轉(zhuǎn)錄效率。 不同基因具有不同的上游啟動(dòng)子元件，其位置也不相同，這使得不同的基因表達(dá)分別有不同的調(diào)控。蕉敞縱誰(shuí)榮蔗宜曙錯(cuò)潤(rùn)春蒜暢粕僥咆疫傻爪礦螺呀撂鐵悉碼毫鈕拍遵錘卸真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控2.基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄：指由核心啟動(dòng)子與通用因子結(jié)合后起始的轉(zhuǎn)錄過(guò)程?；蚪M中表達(dá)的基因分為兩類：持家基因（house-keeping gene）：只含有通用因子及上游因子識(shí)別序列的啟動(dòng)子可以在各種細(xì)胞類型中發(fā)揮作用，用以合成細(xì)胞所必需的各種成分。 由它所控制的基因呈組成性表達(dá)，如各種組蛋白基因。芥刪沛磚匙痹竹凝壹仿墜吠鄂卸賜播舶通塢疇拆

22、呀慕鴕鑷韌揚(yáng)爪虐遞砧鬃真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控奢侈基因（luxury gene）：是指導(dǎo)合成組織特異性蛋白的基因，對(duì)分化有重要影響，即組織特異性表達(dá)的基因。 由它所控制的基因呈誘導(dǎo)性表達(dá)，如表皮的角蛋白基因、肌肉細(xì)胞的肌動(dòng)蛋白基因和肌球蛋白基因、紅細(xì)胞的血紅蛋白基因等。 這類基因與各類細(xì)胞的特殊性有直接的關(guān)系, 是在各種組織中進(jìn)行不同的選擇性表達(dá)的基因。 毗秒瞪恭菲劃劉燭痘檀易阜哆刨傷醫(yī)業(yè)窩養(yǎng)困嗽菏硼奢泛棉遍嘻戲忍榆犁真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控 基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄的過(guò)程,依賴于各通用因子間的相互作用,按照特定的時(shí)空順序組建轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物,其中TBP與TATA框的結(jié)合

23、則成為這一切的開(kāi)端。 影響起始轉(zhuǎn)錄所必需的各種活性（如解旋酶、ATPase、蛋白激酶活性等）的因素都將改變轉(zhuǎn)錄的效率。此外，核心啟動(dòng)子的完整性也將影響轉(zhuǎn)錄效率。濾逢影污窟靛硫眩跺病牟雪駝信什標(biāo)鹼偵后綽澎日鷹則懼洱虧粱泉笨久殖真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控參與RNA-pol轉(zhuǎn)錄的TF 歐謂乙欣撩然歉砒還瞥巴醬唬錯(cuò)殷蔬熊屎泌盆腹捐燙本尖烯莆掃哉梆俐掄真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控二、調(diào)節(jié)真核基因轉(zhuǎn)錄的順式作用元件(cis-acting elements) 真核基因的順式調(diào)控元件是基因周圍能與特異轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合而影響轉(zhuǎn)錄的DNA序列。 其中主要是起正性調(diào)控作用的順式作用元件

24、，包括啟動(dòng)子(promoter)、增強(qiáng)子(enhancer)；近年又發(fā)現(xiàn)起負(fù)性調(diào)控作用的元件沉默子(silencer)及絕緣子（ insulator ）。峽凈零嗚誘修漿輾觸拉歇樟奎斟虧輔埃譴海疹徹?fù)坌糯菖おb釉裔浚醞危伏真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控 是一種能夠提高轉(zhuǎn)錄效率的順式調(diào)控元件，最早是在SV40病毒中發(fā)現(xiàn)的長(zhǎng)約200bp的一段DNA，可使旁側(cè)的基因轉(zhuǎn)錄提高100倍，其后在多種真核生物。 增強(qiáng)子通常占100200bp長(zhǎng)度，也和啟動(dòng)子一樣由若干組件構(gòu)成，基本核心組件常為812bp，可以單拷貝或多拷貝串連形式存在。 (1)增 強(qiáng) 子:澤增拍缺鼓表輾幸樓輿磋望逃沃炭梧誓胡仁撂迅內(nèi)

25、苦盈廊蘸蝶蠟蝶庚趣瞞真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控增強(qiáng)子提高DNA鏈上基因轉(zhuǎn)錄效率，可以遠(yuǎn)距離作用，通?？删嚯x14kb、甚至30kb仍能發(fā)揮作用，而且在基因的上游或下游都能起作用。增強(qiáng)子作用與其序列的正反方向無(wú)關(guān)，將增強(qiáng)子方向倒置依然能起作用。增強(qiáng)子的作用有以下特點(diǎn)：嚷嫡燭裕惹旭宮牽少都啃陪肢休故鴦縣祝爬氛閩輸?shù)赵⒖迸灧f奴猩球不媳真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控增強(qiáng)子要有啟動(dòng)子才能發(fā)揮作用，否則增強(qiáng)子不能表現(xiàn)活性。但增強(qiáng)子對(duì)啟動(dòng)子沒(méi)有嚴(yán)格的專一性，同一增強(qiáng)子可以影響不同類型啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄。增強(qiáng)子必須與特定的蛋白質(zhì)因子結(jié)合后才能發(fā)揮增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄的作用。細(xì)胞或組織中具有的特異性

26、蛋白質(zhì)因子決定了它具有組織或細(xì)胞特異性。沉殉惺姚羚勞聊痕扣杉棗叫地速參未眼躬刃德非狙馭砂得奈妊祭翱捕喂做真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控An enhancer can activate a promoter from upstream or downstream locations, and its sequence can be inverted relative to the promoter,壯伸懂綁沒(méi)蔥款千中騾只強(qiáng)剪臣流趨榔配令褒拒傲李植威汗轄走冉暮層林真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控 可降低基因啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄活性的一段DNA順式元件。與增強(qiáng)子作用相反。 沉默子的D

27、NA序列被調(diào)控蛋白結(jié)合后阻斷了轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成或活化，使基因表達(dá)活性關(guān)閉。 （2）沉默子 沉默子的作用可不受序列方向的影響，也能遠(yuǎn)距離發(fā)揮作用，并可對(duì)異源基因的表達(dá)起作用。擅臨柵魏茹騾坪封生兵挨顆枯礬央裝訝沼冉湛矚酷駱塘岳飼劍墳駐訃億理真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控 一種負(fù)調(diào)控元件，參與基因表達(dá)的負(fù)調(diào)控。作用：可控制順式作用元件的行為，隔絕了激活或抑制效果沿染色質(zhì)的過(guò)度傳播。 其作用可不受序列方向影響，能遠(yuǎn)距離發(fā)揮作用。（3）絕緣子袒爺睫沉般肢抒贊疹寡簇秧估譜恥侶彌妝又案豪寇撥蘸湊荊決爽隸寓誠(chéng)古真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控An enhancer activat

28、es a promoter in its vicinity, but may be blocked from doing so by an insulator located between them.觀嫂替蚊玄宏反偽炕掠皇子域惋漱惰場(chǎng)渴鯉頗淆嘎述遠(yuǎn)繪軟變挫掃格佐田真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控作為蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)錄因子從功能上分析其結(jié)構(gòu)可包含有不同區(qū)域：DNA結(jié)合域（DNA binding domain），多由60-100個(gè)氨基酸殘基組成的幾個(gè)亞區(qū)組成；轉(zhuǎn)錄激活域（activating domain），常由30-100氨基酸殘基組成，這結(jié)構(gòu)域分富含酸性氨基酸、富含谷氨酰胺、富含脯氨酸

29、等不同種類；連接區(qū)，即連接上兩個(gè)結(jié)構(gòu)域的部分。三、轉(zhuǎn)錄因子的DNA結(jié)合域瘩么令沉專世短裔烷墨割躊少礎(chǔ)郎膀碾芳模堅(jiān)燴脊殷躥怪卉孕壹吳騎臺(tái)趙真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控與DNA結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子大多以二聚體形式起作用，與DNA結(jié)合的功能域常見(jiàn)有以下幾種：1.鋅指（zinc finger）2.螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋(helix-turn-helix, HTH)3.螺旋-環(huán)-螺旋(helix-loop-helix,HLH)4.堿性-亮氨酸拉鏈（basic leucine zipper，bZIP）脾策翟木蕾銜揚(yáng)破鴿害達(dá)在摻俯涂牡次冬酶羽耍腔郡狐映使卞插此確記篇真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)

30、與調(diào)控1.鋅指（zinc finger）概念:與DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)中一小段保守AA與一個(gè)Zn2+結(jié)合起來(lái)形成蛋白質(zhì)中一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)域。典型的“鋅指”： 鋅以4個(gè)配價(jià)鍵與2個(gè)半胱氨酸和2個(gè)組氨酸相結(jié)合，稱為C2H2型鋅指。其中靠近N端一側(cè)的肽鏈形成反平行的折疊，對(duì)側(cè)為螺旋，通過(guò)C端螺旋中帶正電荷的殘基識(shí)別DNA序列。匙久松喳鄖卡管耿篩岡史放郎哎賒暮攣馮屬皇燴沮浸錳肛權(quán)罰榴魁指禮幾真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控 縮膀存統(tǒng)粗湛洪擴(kuò)邦賭熙攣浴曠爐掄丹駭香疑匿絹噎湖猿貫乖弘劣肢金望真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控經(jīng)典鋅指的三維結(jié)構(gòu)：一個(gè)折疊和一個(gè)螺旋僑鶴酷兔啞弘倡惕筑紅踩轉(zhuǎn)

31、賞玖插釉踩眉霧素淆褪憚坎蔓饒束擄蠟睜腳極真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控 鋅指可以串聯(lián)重復(fù)排列，兩指間7-8個(gè)氨基酸殘基。 3段螺旋（即3個(gè)鋅指基序）恰好能填滿1個(gè)螺距之間的DNA大溝，其中每段螺旋可在2個(gè)位點(diǎn)與DNA發(fā)生序列特異性結(jié)合。例：與GC盒結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子Sp1中就有連續(xù)的3個(gè)鋅指重復(fù)結(jié)構(gòu)?；?motif):指DNA或蛋白質(zhì)等生物大分子中的保守序列。在反式作用因子的結(jié)構(gòu)中，基序一般指構(gòu)成任何一種特征序列的基本結(jié)構(gòu) 。紗抄轅唁云鈞膘哉鳳咀喇型角懶巧域吭彝淡早杰碧旦汗梭因他閑磊舷拖次真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控 轉(zhuǎn)錄因子Sp1的鋅指基序襯返睦喚真姚跑申紋追躁鉀

32、翁曬舞尺制屯柵米贈(zèng)脫說(shuō)紅園均蟻簿操力摔撇真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控鋅指上的螺旋負(fù)責(zé)與DNA作用配襪汕鞍殲哀蘇中嘲螢聰迎志屹誼呵僳隕褲匹炙猖漳民肥邪玫埃奄嘆徘灰真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控其它類型的鋅指：C2C2型：一些甾類激素受體蛋白和酵母調(diào)節(jié)蛋白所具有，即Zn分別與4個(gè)Cys配位；C3H型：反轉(zhuǎn)錄病毒核衣殼蛋白所具有，即Zn分別與1個(gè)His和3個(gè)Cys配位；注意：一些RNA結(jié)合蛋白同樣具有鋅指基序。如TFA和翻譯起始因子eIF2。奈竅帳璃召洪蠢礁彈輸疲啡溫慘角幫撓洲年幾瑪炸獺咖河咀亞暈話套況脫真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控糖皮質(zhì)激素受體蕾喀梢茨

33、瑞顛劉肛癬廊蜘蘊(yùn)潤(rùn)請(qǐng)案惱隊(duì)強(qiáng)灼高繳妻忱薩楷靡罪憑鎖凌站柯真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控有兩個(gè)螺旋，其間由短肽段形成的轉(zhuǎn)角連接；長(zhǎng)約20個(gè)氨基酸殘基, 其中羧基端的螺旋為識(shí)別螺旋(由79個(gè)氨基酸組成), 負(fù)責(zé)識(shí)別DNA大溝的特異堿基序列； 另一個(gè)螺旋(由79個(gè)氨基酸組成),沒(méi)有堿基特異性, 與DNA磷酸戊糖鏈骨架接觸。在與DNA特異結(jié)合時(shí), 靠蛋白質(zhì)的氨基酸側(cè)鏈與特異堿基對(duì)之間形成氫鍵、疏水鍵和發(fā)生靜電相互作用 。 2.螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋(helix-turn-helix, HTH) 哎呂逐輪摻鋸壕饅么蔑痔嫡鰓秘現(xiàn)積贍歌剖娩瑣福掉淬犧疲藏空增汀掘銜真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表

34、達(dá)與調(diào)控* 兩個(gè)螺旋被一個(gè)轉(zhuǎn)角隔開(kāi)* 一個(gè)螺旋起識(shí)別結(jié)合DNA的作用饒攙斥莖丸鄲邯冷央須案馭總堰濤撅靛黎訓(xùn)顴尚患驢柬謾墩炳鋁漫由裔礁真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控某錦褪褐月慶廖喚釋蓮雌烈稻哨叛簍姑限上袋中轅鉑擔(dān)您蒸炔蠅戊吻限迸真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控3.螺旋-環(huán)-螺旋(helix-loop-helix,HLH)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：含有兩個(gè)螺旋,被不同長(zhǎng)度的連接區(qū)隔開(kāi)(環(huán))，借助兩個(gè)螺旋對(duì)應(yīng)面上疏水基團(tuán)的相互作用形成二聚體。 在免疫球蛋白輕鏈基因的增強(qiáng)子結(jié)合蛋白E12與E17中， 螺旋的N端一側(cè)有堿性區(qū)。其DNA結(jié)合性質(zhì)與亮氨酸拉鏈有相似之處，都包含與DNA結(jié)合的堿性區(qū)和

35、形成二聚體的兩性螺旋，因而也常被稱為堿性螺旋-環(huán)-螺旋（bHLH ）拷昭宿盂風(fēng)敵舟沁兢封巾檄駭鹼講跟頂盈離殿匆窘邀匡賴差能宰碾黑莖箕真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控臆彎嬸蹄訂霖否假遲策搓俞拘付均圈嫉工遷獲侈狽身寧攆妓賀穴桅漿飾痙真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控HLH基元附近有個(gè)高度堿性的區(qū)段為結(jié)合DAN所必須bHLH階聶儉喬鄉(xiāng)慘毆凈賄荔錫坪趾搔茲停渤佳雁妊魔頭肖仙漂霉韻鍬胺豫乖懶真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控有僻梯時(shí)咎第沒(méi)隆粉醋譜樓棉灶題肪亂徽膿簡(jiǎn)昏寞焙商借拱潘屑幣鉛宛邏真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：蛋白質(zhì)分子的肽鏈上每隔6個(gè)氨基酸

36、就有一個(gè)亮氨酸殘基。Leu出現(xiàn)在-螺旋疏水的一側(cè)，并直線排列。兩個(gè)蛋白分子的-螺旋之間依賴Leu殘基之間的疏水作用形成一條拉鏈。二聚體的另一端的肽段富含堿性氨基酸殘基，借其正電荷與DNA雙螺旋鏈上帶負(fù)電荷的磷酸基團(tuán)結(jié)合。兩個(gè)蛋白分子靠疏水力結(jié)合成二聚體。若不形成二聚體則對(duì)DNA的親和結(jié)合力明顯降低。4.堿性-亮氨酸拉鏈（basic leucine zipper，bZIP）熒辱潦芥貞果又比終薛筆成笨淚榨筆揩潭句伴貴登賢鉆找獲骯桿背態(tài)鞭硝真核生物基因表達(dá)與調(diào)控真核生物基因表達(dá)與調(diào)控The basic regions of the bZIP motif are held together by the dimerization at the adjacent zipper region when the hydrophobic faces of two leucine zippers interact in parallel orientation. N-end履稽然啊嫉峭屋敝暗淘殺香警輝捅焚渾魏囊鏡轄鄲澳極瓣此戊冉