真核基因表達調(diào)控

關(guān)于真核基因表達調(diào)控第1頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五真核生物的基因組真核生物基因表達調(diào)控的特點和種類真核生物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第2頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五一、真核基因組結(jié)構(gòu)特點真核基因組結(jié)構(gòu)龐大

3×109bp、染色質(zhì)、核膜單順反子基因不連續(xù)性斷裂基因（interruptedgene）、內(nèi)含子(intron)、外顯子(exon)非編碼區(qū)較多多于編碼序列(9:1)含有大量重復(fù)序列第一節(jié)真核生物的基因組第3頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五●基因組很小，大多只有一條染色體●

結(jié)構(gòu)簡煉●存在轉(zhuǎn)錄單元多順反子原核生物基因組結(jié)構(gòu)特點●有重疊基因第4頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五三、基本概念（一）基因家族（genefamily)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，將這些基因稱為基因家族。同一家族中的成員有時緊密地排列在一起，成為一個基因簇(genecluster)

。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第5頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五1、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。第6頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五TheeukaryoticribosomalDNArepeatingunit非轉(zhuǎn)錄間隔序列外轉(zhuǎn)錄間隔序列內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔序列第7頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五2、復(fù)雜多基因家族

復(fù)雜多基因家族一般由幾個相關(guān)基因家族構(gòu)成，基因家族之間由間隔序列隔開，并作為獨立的轉(zhuǎn)錄單位?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)存在不同形式的復(fù)雜多基因家族。

第8頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五OrganizationofhistonegenesintheanimalgenomeRepeatinguniteRepeatingunite第9頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五發(fā)育調(diào)控的復(fù)雜多基因家族：

血紅蛋白基因家族有功能的血紅蛋白基因的基本結(jié)構(gòu)：三個外顯子被兩個內(nèi)含子隔開類和類珠蛋白基因家族人在發(fā)育過程中的血紅蛋白類型第10頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五（二）斷裂基因基因的編碼序列在DNA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外顯子，非編碼序列稱內(nèi)含子。外顯子(Exon)

：真核細胞基因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。第11頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五第12頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五1、外顯子與內(nèi)含子的連接區(qū)指外顯子和內(nèi)含子的交界或稱邊界序列，它有兩個重要特征：內(nèi)含子的兩端序列之間沒有廣泛的同源性連接區(qū)序列很短，高度保守，是RNA剪接的信號序列

5‘GT——AG3‘--------GT——AG法則第13頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五有些DNA序列可編碼一條以上的蛋白質(zhì)相同密碼子、不同起始位點產(chǎn)生長度不同的蛋白質(zhì)不同起始位點、不同讀碼順序產(chǎn)生不同蛋白質(zhì)第14頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五2、外顯子與內(nèi)含子的可變調(diào)控組成型剪接：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。肌紅蛋白重鏈基因41個外顯子，但能精確的剪接成一個成熟的mRNA.選擇性剪接：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。小鼠淀粉酶基因表達的組織特異性變化：

唾液腺和肝臟第15頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五第16頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五(三)假基因是基因組中因突變而失活的基因，無蛋白質(zhì)產(chǎn)物。一般是啟動子出現(xiàn)問題。第17頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五第二節(jié)真核生物基因表達調(diào)控的特點和種類一、真核生物基因表達調(diào)控的特點1、多層次2、個體發(fā)育復(fù)雜3、活性染色體結(jié)構(gòu)變化：對核酸酶敏感、DNA拓撲結(jié)構(gòu)變化、DNA堿基修飾變化、組蛋白變化4、正性調(diào)節(jié)占主導(dǎo)5、轉(zhuǎn)錄與翻譯間隔進行6、轉(zhuǎn)錄后修飾、加工第18頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五根據(jù)其性質(zhì)可分為兩大類：一是瞬時調(diào)控或稱為可逆性調(diào)控，它相當(dāng)于原核細胞對環(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降時，及細胞周期不同階段中酶活性和濃度的調(diào)節(jié)。二是發(fā)育調(diào)控或稱不可逆調(diào)控，是真核基因調(diào)控的精髓部分，它決定了真核細胞生長、分化、發(fā)育的全部進程。根據(jù)基因調(diào)控在同一事件中發(fā)生的先后次序又可分為：DNA水平調(diào)控－－轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控－－轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控－－翻譯水平調(diào)控－－蛋白質(zhì)加工水平的調(diào)控二、真核生物基因表達調(diào)控的種類：第19頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五第三節(jié)真核生物DNA水平上的基因表達調(diào)控●基因丟失—馬蛔蟲基因擴增—rDNA基因重排DNA甲基化狀態(tài)與調(diào)控染色體結(jié)構(gòu)與調(diào)控●●●●抗體分子的形成Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)座子第20頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五一、基因丟失：在細胞分化過程中，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、昆蟲和甲殼類動物在個體發(fā)育中，許多體細胞常常丟失掉整條或部分的染色體，只有將來分化產(chǎn)生生殖細胞的那些細胞一直保留著整套的染色體。目前，在高等真核生物（包括動物、植物）中尚未發(fā)現(xiàn)類似的基因丟失現(xiàn)象。第21頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五二、基因擴增：基因擴增是指某些基因的拷貝數(shù)專一性增多的現(xiàn)象，它使得細胞在短期內(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)控的一種方式。如非洲爪蟾體細胞中rDNA的基因擴增是因發(fā)育需要而出現(xiàn)的基因擴增現(xiàn)象。第22頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五基因組拷貝數(shù)增加，即多倍性，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。

小麥、大豆都是多倍體植物。發(fā)育或系統(tǒng)發(fā)生中的倍性增加在植物中普遍存在第23頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五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，這種方式被稱為基因重排。通過基因重排調(diào)節(jié)基因活性的典型例子是免疫球蛋白結(jié)構(gòu)基因的表達。三、基因重排：第24頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五第25頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五第26頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五第27頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五第28頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五免疫球蛋白由兩條重鏈（可變區(qū)V、連接區(qū)J、恒定區(qū)C）和兩條輕鏈（V、C）組成；免疫球蛋白及其基因重排第29頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五淋巴細胞

第30頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五第31頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五實例二：人類血紅蛋白；人類血紅蛋白基因基因家族成員的發(fā)育階段特異性表達是通過基因重排的方式?jīng)Q定的，這種變化是不可逆的。

第32頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五四、DNA甲基化與基因活性的調(diào)控DNA甲基化能關(guān)閉某些基因的活性，去甲基化則誘導(dǎo)了基因的重新活化與表達。其機理是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，抑制了轉(zhuǎn)錄因子與啟動區(qū)DNA的結(jié)合效率。DNA的甲基化能提高甲基化位點的突變頻率，因而可作為誘變劑或致癌因子調(diào)節(jié)基因表達。X染色體上DNA的高度甲基化可引起X染色體的失活。第33頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五DNA的甲基化第34頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五在真核生物中，5-甲基胞嘧啶主要出現(xiàn)在CpG序列、CpXpG、CCA/TGG和GATC中

CpG二核苷酸通常成串出現(xiàn)在DNA上，稱為CpG島

第35頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五真核生物細胞內(nèi)存在兩種甲基化酶活性：日常型甲基轉(zhuǎn)移酶：在甲基化母鏈（模板鏈）指導(dǎo)下使處于半甲基化的DNA雙鏈分子上與甲基胞嘧啶相對應(yīng)的胞嘧啶甲基化。催化特異性強，保證了DNA復(fù)制及細胞分裂后甲基化模式不變。

從頭合成型甲基轉(zhuǎn)移酶：催化未甲基化的CpG成為mCpG，不需要母鏈的指導(dǎo)，但速度很慢。第36頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五NotrecognizedbymaintenancemethylaseRecognizedbymaintenancemethylase第37頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五2、DNA甲基化抑制基因轉(zhuǎn)錄的機理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，抑制了轉(zhuǎn)錄因子與啟動區(qū)DNA的結(jié)合效率。

甲基化達到一定程度時，DNA構(gòu)象由B-DNA向Z-DNA過渡，后者結(jié)構(gòu)收縮，螺旋加深，使許多反式作用因子所識別的元件（順式作用因子）深陷于大溝內(nèi)，而不利于二者的識別與結(jié)合，從而不利于基因的轉(zhuǎn)錄起始。第38頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五DNA甲基化對基因轉(zhuǎn)錄的抑制作用P252第39頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五第40頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五DNA的甲基化提高了位點突變頻率5-mC脫氨基造成C-T轉(zhuǎn)換：所以CpG二核苷酸序列出現(xiàn)的頻率遠遠低于按核苷酸組成計算出的頻率。第41頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五DNA的甲基化與X染色體失活雌性哺乳動物一條X染色體發(fā)育早期失活，可傳給子細胞，巴氏小體。X特異性基因Xist（xi-specifictranscript,只在失活的X染色體上表達）產(chǎn)物是功能性RNA分子（不含ORF，具有大量的中止密碼子，僅定位于核內(nèi)），可與Xic（X-chromosomeinactivationcenter）位點結(jié)合，造成構(gòu)象變化，使DNA更易與各種蛋白質(zhì)結(jié)合，最終導(dǎo)致X染色體失活。活化X染色體上的Xist基因總是甲基化的，失活X染色體上的Xist基因總是去甲基化的。第42頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五XistX染色體其他位點甲基化、不轉(zhuǎn)錄活性去甲基化、活性去甲基化、轉(zhuǎn)錄失活甲基化、失活Xist基因甲基化與X染色體失活第43頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五五、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與基因表達調(diào)控：按功能狀態(tài)的不同可將染色質(zhì)分為活性染色質(zhì)[常染色質(zhì)]和非活性染色質(zhì)[異染色質(zhì)]，所謂活性染色質(zhì)是指具有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)；非活性染色質(zhì)是指沒有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)?；钚匀旧|(zhì)由于核小體構(gòu)型發(fā)生構(gòu)象的改變，往往具有疏松的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)從而便于轉(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?；钚匀旧|(zhì)第44頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五真核細胞中基因轉(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。第45頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五活性染色質(zhì)的主要特點在結(jié)構(gòu)上：活性染色質(zhì)上具有DNaseI超敏位點活性染色質(zhì)上具有基因座控制區(qū)活性染色質(zhì)上具有核基質(zhì)結(jié)合區(qū)（MAR序列）第46頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五活性染色體結(jié)構(gòu)變化1.對核酸酶敏感活化基因常有超敏位點，位于調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合位點附近。HMG蛋白與啟動子的結(jié)合，導(dǎo)致單鏈區(qū)形成，使啟動子暴露，產(chǎn)生了DNaseⅠ超敏感位點。第47頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五DNaseⅠhypersensitivesites第48頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五HMG蛋白質(zhì)是真核細胞核內(nèi)一組含量豐富的非組蛋白,它們在染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能及基因表達調(diào)控過程中均起著重要作用。HMG蛋白質(zhì)能與通用轉(zhuǎn)錄因子TFIID和TFIIA相互作用,增強某些基因的轉(zhuǎn)錄.HMG(14/17)是目前已知惟一能特異性地識別圍繞在核小體核心顆粒上146bpDNA的非組蛋白第49頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五2.DNA拓撲結(jié)構(gòu)變化天然雙鏈DNA均以負性超螺旋構(gòu)象存在；基因活化后RNA-pol正超螺旋負超螺旋轉(zhuǎn)錄方向3.DNA堿基修飾變化真核DNA約有5%的胞嘧啶被甲基化，甲基化范圍與基因表達程度呈反比。第50頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五4.組蛋白變化①富含Lys組蛋白水平降低②H2A,H2B二聚體不穩(wěn)定性增加③組蛋白修飾④H3組蛋白巰基暴露第51頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五活性染色質(zhì)上具有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。第52頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五活性染色質(zhì)上具有核基質(zhì)結(jié)合區(qū)（matrixattachmentregion，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。第53頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五第四節(jié)真核生物轉(zhuǎn)錄水平上的基因表達調(diào)控一、真核基因轉(zhuǎn)錄（一）真核基因結(jié)構(gòu)第54頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五主要討論真核RNA聚合酶II第55頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五“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。第56頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五（二）順式作用元件定義：影響自身基因表達活性的非編碼DNA序列。例：啟動子、增強子、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第57頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五第58頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五

增強子增強子首先發(fā)現(xiàn)于SV40病毒中。它轉(zhuǎn)錄起始位點上游約200bp處有兩段72bp長的重復(fù)序列，可提高轉(zhuǎn)錄效率100倍以上。該序列可遠離轉(zhuǎn)錄起始點3000bp以上依然發(fā)揮作用。核心元件是5-GGTGTGGAAAG-3第59頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五增強子及其功能真核生物基因可受長距離調(diào)控，即受增強子調(diào)控增強子是真核生物中通過啟動子來增強轉(zhuǎn)錄的遠端遺傳性控制元件?？梢晕挥诨虻?‘端，也可位于3’端，也可位于基因內(nèi)部的內(nèi)含子區(qū)域。一般跨度為100-200bp，各個獨立序列彼此間隔50bp，至少2-3個同時存在。第60頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五增強子的其它特性：能通過啟動子提高同一條DNA鏈上靶基因的轉(zhuǎn)錄一般具有組織細胞特異性，說明增強子只有與特定蛋白結(jié)合后才能發(fā)揮功能[即這種組織細胞特異性是由特定蛋白因子決定的]。活性與在雙螺旋結(jié)構(gòu)中的方向有關(guān)。第61頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五Ageneenhancerelementcanfunctioningeneregulationatadistance.

第62頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五增

強

子

作

用

機

理

：

第63頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五第三節(jié)反式作用因子

（轉(zhuǎn)錄因子）對轉(zhuǎn)錄的影響一、轉(zhuǎn)錄因子的類型；二、轉(zhuǎn)錄因子的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域；三、轉(zhuǎn)錄因子的蛋白質(zhì)結(jié)合結(jié)構(gòu)域第64頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五一、轉(zhuǎn)錄因子的類型1、具有普遍性作用的通用轉(zhuǎn)錄因子

一般作用于類型Ⅱ基因的基本元件，如TATA框和轉(zhuǎn)錄起始區(qū)域(INR)，一般參與啟動子上轉(zhuǎn)錄起始反應(yīng)。它們使啟動子進行低水平基礎(chǔ)性轉(zhuǎn)錄，可以被轉(zhuǎn)錄活化因子進一步激活，也可被轉(zhuǎn)錄抑制因子阻遏。

是參與轉(zhuǎn)錄起始或終止的非特異性轉(zhuǎn)錄因子第65頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五一、轉(zhuǎn)錄因子的類型2、細胞或基因特異性轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子

作用于轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物形成過程中的某些靶分子和控制位點，往往含有DNA序列特異性結(jié)合的結(jié)構(gòu)域和激活(活化)結(jié)構(gòu)域。DNA序列特異性結(jié)合的結(jié)構(gòu)域使它們結(jié)合、固定到啟動子上游調(diào)控區(qū)上?；罨Y(jié)構(gòu)域被認(rèn)為是直接或間接地接觸到普遍性轉(zhuǎn)錄因子內(nèi)的靶位點上，對轉(zhuǎn)錄的起始過程實行調(diào)控。

第66頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五TFⅡD的一個亞基TBP即TATA框結(jié)合蛋白，是一個普遍性的轉(zhuǎn)錄因子第67頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五TFⅡD的一個亞基是特異識別TATA框的，稱為TATA框結(jié)合蛋白（TBP）；其余亞基叫TBP-相關(guān)因子（TAF）；起始復(fù)合物的組裝過程：TFⅡD（TBP、TAFs）+DNA+TFⅡA+TFⅡB+（TFⅡF+RNApolⅡ）+TFⅡE由RNApolⅡ與通用轉(zhuǎn)錄因子組成基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄裝置——起始復(fù)合物第68頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五RNApolⅡ的上游元件及其轉(zhuǎn)錄因子上游元件：TATA框、GC框、CAAT框、八聚體（Octamer，一個8bp元件）。轉(zhuǎn)錄因子：1、TATA框結(jié)合蛋白：TFⅡD、TFⅡA、TFⅡB、TFⅡE等；2、SP1：結(jié)合到GC框，能與啟動子的任一條鏈結(jié)合。其DNA結(jié)合域在C端，含有三個鋅指。3、結(jié)合CAAT框的因子：有多種，其中一類是CTF家族，其成員與CAAT框的親和力相同；另一類是CP家族，其成員與不同啟動子的CAAT框的親和力不同。第69頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五二、轉(zhuǎn)錄因子的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域1、鋅指（Zincfingerregion）2、亮氨酸“拉鏈”式二聚體（leucinezipper）；3、螺旋-環(huán)-螺旋結(jié)構(gòu)（helix-loop-helix，HLH）；4、結(jié)合相關(guān)靶DNA的同源域（hemeodomain）：第70頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五Threemajorcategoriesoftranscriptionfactorprotein第71頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五1、鋅指：定義：保守氨基酸的殘基與鋅離子結(jié)合，使中間的氨基酸殘基回折成一種手指狀結(jié)構(gòu)，稱為鋅指。結(jié)構(gòu)：保守序列：Cys-X2-4-Cys-X3-Phe-X5-Leu-X2-His-X3-His；Cys2/His2鋅指，Cys2/Cys2鋅指；功能：鋅指區(qū)負責(zé)識別并結(jié)合于DNA上特異的目標(biāo)位點。有兩類與DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)具有這種結(jié)構(gòu)，即經(jīng)典的鋅指蛋白與類固醇受體。不同蛋白質(zhì)鋅指數(shù)目不同。第72頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五大部分的鋅指區(qū)都聚合成一組，但也有的不止一個鋅指簇，一般認(rèn)為，如果某個蛋白具有一個或多個成簇的鋅指區(qū)，那么它很可能就是轉(zhuǎn)錄因子。第73頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五鋅指區(qū)結(jié)構(gòu)都是以鋅將一個α

螺旋與一個反向平行的β折疊片的基底通過半胱氨酸和組氨酸之間形成配位鍵連接起來，指環(huán)上的賴氨酸和精氨酸參與DNA的結(jié)合結(jié)合在DNA大溝中重復(fù)出現(xiàn)，所以結(jié)合牢固。第74頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五糖皮質(zhì)激素特異性雌激素特異性

類固醇激素受體是以二聚體形式發(fā)揮其促進轉(zhuǎn)錄作用的。它們的兩個鋅指的功能不同。第1個鋅指的右側(cè)是控制與DNA結(jié)合的，第2個鋅指的左側(cè)則是控制形成二聚體的能力的。第75頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五2、堿性亮氨酸“拉鏈”式二聚體bZIP此種結(jié)構(gòu)基元的特點是蛋白質(zhì)的-螺旋的一側(cè)集中了許多疏水氨基酸，兩分子蛋白質(zhì)的這種疏水側(cè)面相互作用使之形成二聚體。第76頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五這些-螺旋的一個突出特點是頻繁出現(xiàn)亮氨酸，并且趨于每7個氨基酸殘基出現(xiàn)一個亮氨酸，這種出現(xiàn)頻率使得在形成-螺旋時，亮氨酸出現(xiàn)在-螺旋的疏水一側(cè)，并且直線排列。早期設(shè)想的這些-螺旋之間的蛋白質(zhì)—蛋白質(zhì)相互作用的模式是亮氨酸殘基的交錯插入，因而把它叫成亮氨酸拉鏈?，F(xiàn)在已知，在兩個蛋白質(zhì)上的亮氨酸殘基是肩并肩地排列起來的，并且相互作用的兩個-螺旋是彼此纏繞在一起，成為螺旋了的螺旋。

第77頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五亮氨酸拉鏈蛋白在序列上的另一個共同特點是，在拉鏈區(qū)的氨基端有一個約30個殘基的堿性區(qū)(富含賴氨酸和精氨酸)。此區(qū)的作用是與DNA結(jié)合，它也形成-螺旋。亮氨酸拉鏈區(qū)的作用是將一對與DNA結(jié)合的區(qū)域拉在一起，以結(jié)合兩個相鄰的DNA序列。第78頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五第79頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五第80頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五

3、螺旋-環(huán)-螺旋結(jié)構(gòu)（helix-loop-helix，HLH）HLH蛋白的共同結(jié)構(gòu)：含40-50個氨基酸殘基，其中含兩個既親水又親脂的-螺旋（helix），-螺旋被不同長度的連接區(qū)（loop）分開。HLH蛋白借兩個螺旋對應(yīng)面上疏水基團相互作用形成同樣亞基或不同亞基構(gòu)成的二聚體。HLH區(qū)可能使各亞基的兩個堿性區(qū)正確定向。與HLH區(qū)相鄰的是強堿性的區(qū)域，它是與DNA結(jié)合必須的。第81頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五

bHLH蛋白是以二聚體與DNA結(jié)合并發(fā)揮作用的。一個同二聚體或一個異二聚體的兩個亞基都有堿性區(qū)時才能與DNA結(jié)合。HLH結(jié)構(gòu)域的作用大概是正確安置這兩個(由每個亞基各提供一個)堿性區(qū)的位置。第82頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五4、結(jié)合相關(guān)靶DNA的同源域同源域：是指由60個保守氨基酸組成的結(jié)構(gòu)域。它存在于許多或幾乎所有真核生物的DNA結(jié)合蛋白中，負責(zé)與DNA結(jié)合。編碼同源域的DNA序列稱為同源域（同源轉(zhuǎn)換）基因，可能與生物的生長、發(fā)育和分化密切相關(guān)。同源域具有三個螺旋區(qū)并通過螺旋區(qū)與DNA發(fā)生識別和結(jié)合。第83頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五第84頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五圖示果蠅engrailed基因產(chǎn)物的同源異型域與DNA結(jié)合的模式圖。從圖中可以看出，螺旋3結(jié)合在DNA的大溝中，它是蛋白質(zhì)和DNA的主要接觸部位。螺旋3的一些部位與磷酸骨架結(jié)合，這是沒有特異性的。但中間部分則與堿基相結(jié)合，這種結(jié)合規(guī)定著特異性。螺旋2和螺旋3形成螺旋—轉(zhuǎn)角—螺旋式樣，螺旋1和螺旋2為反平行樣式，它們與螺旋3近于垂直。此外，在結(jié)構(gòu)域N端有個伸展的臂，它伸入到小溝中，成為蛋白質(zhì)與DNA的另一個接觸位點。第85頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五第四節(jié)其他水平上的基因調(diào)控一、RNA的加工成熟；二、翻譯水平的調(diào)控；三、蛋白質(zhì)的加工成熟；第86頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五一、RNA的加工成熟（一）、rRNA和tRNA的加工成熟；1、rRNA：

45S前體rRNA→18SrRNA+28SrRNA+5.8SrRNA2、tRNA：前體tRNA→4.5StRNA→成熟4StRNA（二）、mRNA的加工成熟（證據(jù)：P285）1、5末端加“帽子”：P862、3末端加上poly（A）尾：P873、mRNA的剪接；4、核苷酸的甲基化修飾。第87頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五rRNA的加工成熟第88頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五rRNA和tRNA同時加工成熟第89頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五mRNA的加帽與加尾第90頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五mRNA

的

加

工

成

熟第91頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五（二）、mRNA的剪接第92頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五組成型剪接第93頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五內(nèi)含子的GT-AG法則第94頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五選用不同的剪接位點產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)第95頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五剪接過程第96頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五（三）、真核生物基因

轉(zhuǎn)錄后加工的多樣性1、簡單轉(zhuǎn)錄單位：三種主要加工形式；2、復(fù)雜轉(zhuǎn)錄單位：三種形式;第97頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五第98頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五（四）、mRNA有效性的調(diào)控1、mRNA的壽命；2、RNA的屏蔽與否；第99頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五二、翻譯水平的調(diào)控（了解）翻譯水平調(diào)控的四個方面：1、蛋白質(zhì)合成起始頻率的調(diào)節(jié)；2、mRNA識別；3、mRNA的穩(wěn)定性；4、可溶性蛋白因子的修飾第100頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五原核與真核生物蛋白質(zhì)合成的起始第101頁，共110頁，2022年，5月20日，17點17分，星期五與真核生物蛋白質(zhì)合成起始有關(guān)的因素都能影響翻譯：1）帽子結(jié)構(gòu)；2）