分子生物學(xué)-5.基因表達調(diào)控

RegulationofGene1 轉(zhuǎn)

需相 表調(diào)控不 2 (如何作出應(yīng)

3二

轉(zhuǎn) 翻 蛋白 ①細(xì)胞 DNA 4 活性調(diào)節(jié) 式。即 段 變化不是由 序列改變引起的,屬表觀遺傳學(xué)范疇5例如：mRNA的選擇性剪接、RNA轉(zhuǎn) 翻 蛋白 表達 6siRNA和*siRNA(smallinterfering

siRNA(21-25bp

7miR(microRNA來源 莖環(huán)結(jié)構(gòu)

miR20意義：同8(轉(zhuǎn)錄起始-

位于轉(zhuǎn)錄起始模板DNA序列(40-60bp,和RNA聚合酶合

轉(zhuǎn)錄(屬順式作用元件(啟動子- 啟動子共有序(真核中，位于結(jié) 兩側(cè)的DNA序列增強 啟動啟動 增強2.(原核中)其他調(diào)控序列YZPIYZPI

序列+阻遏蛋 RNA聚合酶+啟動 *特異調(diào)控序列+激活蛋 (正性原 轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白(三類特異因子②阻遏蛋白識別、結(jié) 序列，抑 轉(zhuǎn)③激活蛋白PIOPI

YZYZ真 (反式作用因子順式作用元((轉(zhuǎn)錄起始,+/-(轉(zhuǎn)錄起始-(1)DNA

相互作大溝/小

(非共價結(jié)合(2)二聚化：兩個蛋白質(zhì)分子單 二聚 (是調(diào)節(jié)蛋白結(jié)異二聚 同二聚*有些調(diào)節(jié)蛋白在結(jié)合DNA前需要通過蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互蛋白因 結(jié)

相互作

影

啟動子序列與RNA啟動子序列不 導(dǎo)(E.coli中不

調(diào)節(jié)蛋白與RNA 影

原因：環(huán)境信號刺 特異調(diào)節(jié)蛋白表

相互作用其他

σ 不同的σ因子決定特 的轉(zhuǎn)錄激活(σ70,σ32子模型在原 表達調(diào)控中具有普遍原 IPOZYa IPOZYa

(三)轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制：通 乳 子-(Lac色氨 子-

誘 阻

(四)乳 子(Lac子 能相關(guān) (coordinatedunitofgene控制位 數(shù)個結(jié)(structual IPOZYA調(diào) IPOZYA

乳 子：導(dǎo)致乳糖分解 E.coli啟用乳 子的原因葡萄糖(Glucose)先能*萄糖充分分解葡萄糖的 --表乳 子(lactoseoperon)結(jié) IPOZYA調(diào) IPOZYA

位

酶酶β操列序縱結(jié)合位*葡萄糖耗盡,乳糖存在分解乳糖的 --表

(-

半乳糖+(E.coli的能源提示：乳糖可誘導(dǎo)β乳糖如何誘導(dǎo)β乳糖如何誘導(dǎo)β 誘

乳 編

糖苷

乳糖 乳 子的誘導(dǎo)乳 子(lactoseoperon)結(jié) IPOZYA調(diào) IPOZYA

位

酶酶β操列序縱結(jié)合位乳 子的誘導(dǎo)劑 別位乳(physiological

β-半乳糖苷乳實驗常用誘導(dǎo)劑 乳乳乳乳 別 誘乳

乳 編子

糖苷

+誘導(dǎo)劑如何誘導(dǎo)乳 子誘導(dǎo)劑激活乳 子的過誘導(dǎo)劑(別位乳糖

Lac阻遏物(Lac結(jié) 表 結(jié)合RNA乳 子(lactoseoperon)結(jié) 調(diào) IPIPOZYAβ半 β半乳 乳糖 糖 CAP位

RNA結(jié)合位Lac阻遏(LacLac阻遏物: 編碼的蛋白(調(diào) 四級結(jié)構(gòu),4個相同亞均含與誘導(dǎo)劑結(jié)合位結(jié)合RNA調(diào)控機制 *阻遏物與O結(jié) 結(jié) 關(guān)閉(負(fù)調(diào)控 誘導(dǎo)劑阻遏阻遏物不能結(jié)合O,結(jié) 開轉(zhuǎn)錄開結(jié)合RNACAP-cAMP復(fù)合物和乳 子的表(catabolitegeneactivator高濃度(優(yōu)先

-)它半乳半乳糖苷 子 L- 低濃度 P

＋CAP

導(dǎo)子

結(jié) 轉(zhuǎn)(高濃度G,低cAMP 乳 子(Lactoseoperon)結(jié) 調(diào) IPIPOZYAβ半 β半乳 乳糖 糖 CAP位

RNA結(jié)合位CAP(分解 含二個相同亞與DNA結(jié)合的結(jié)構(gòu)與cAMP結(jié)合的結(jié)構(gòu)

(圖14-CAP-

子表(圖14-

(-

E.coli的優(yōu)先能cAMP(hunger(圖(圖16-

+

乳 子結(jié) 的高表達條件①乳糖存 啟轉(zhuǎn)②

P

結(jié)合RNA 調(diào) IPIPOZYAβ半 β半乳 乳糖 糖 CAP結(jié) RNA聚合位 結(jié)合位LacLac條件Lac阻遏Lac阻遏蛋白不封閉轉(zhuǎn)錄CAPcAMP促進轉(zhuǎn)錄高乳低乳

OO條件

無CAP存在,無轉(zhuǎn)錄活Lac阻遏蛋白封閉轉(zhuǎn)

條件O OOO高葡萄低高乳低乳無高葡萄低高乳低乳(五)原 表達調(diào)控的一般模式

的負(fù)調(diào)控

是導(dǎo)致相 表達的外界信如：葡萄糖、乳糖濃度變調(diào)控蛋白+DNA序列(- 如：Lac阻遏物 (可被誘導(dǎo)劑解除

的正調(diào)控

調(diào)控蛋白+DNA序列 如:CAP-cAMP刺激子（CAP:分解 結(jié)合RNA 調(diào) IPIPOZYAβ半 β半乳 乳糖 糖 CAP結(jié) RNA聚合位 結(jié)合位(六)色氨 子(Trp負(fù)責(zé)色氨酸合成

色氨酸濃度控 子的轉(zhuǎn) 結(jié)構(gòu)表達五種(分支 色氨酸轉(zhuǎn)錄被阻轉(zhuǎn)錄發(fā)

色氨 子的調(diào)控機制(二種Trp阻遏物對 子的調(diào)控第一水平調(diào)控Trp阻遏物+ 作

轉(zhuǎn)＊高Trp：Trp阻遏物+ 阻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)阻遏表達五種(分支 色氨酸阻遏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄發(fā)衰減作用對 子的調(diào)控

(第二水平調(diào)引 終止轉(zhuǎn)錄(圖14-

(衰減子轉(zhuǎn)錄(原核：轉(zhuǎn)錄-翻譯 衰減子---DNA序列,位于 表達五種(分支 色氨酸140堿衰減轉(zhuǎn)錄前高

產(chǎn) 引

高

衰減 轉(zhuǎn)錄

轉(zhuǎn)終止(衰減作用(衰減子轉(zhuǎn)錄物中)２個 翻譯與轉(zhuǎn)錄的偶*

終 反終含4

形

結(jié) 結(jié)

高色氨酸 低色氨酸

終 結(jié)

導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄終

終止結(jié)構(gòu)形

核糖體停止在片段1

反終止結(jié)構(gòu)形 轉(zhuǎn)64繼 轉(zhuǎn)錄

表達五種(分支 色氨酸140堿衰減轉(zhuǎn)錄前低 全

原核中產(chǎn)生衰減作用的關(guān)２個 子(衰減子轉(zhuǎn)錄物中翻譯與轉(zhuǎn)錄的偶(前導(dǎo))mRNA的翻譯狀態(tài)(取決于Trp水平

終止結(jié)構(gòu)形

核糖體停止在片段1

反終止結(jié)構(gòu)形 轉(zhuǎn)68繼色氨 子的調(diào)控機制（2種機制借 聯(lián) 效結(jié)阻遏表達五種(分支 色氨酸阻遏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄發(fā)四、真核生 表達的調(diào)真核生 表達調(diào)控的特征*染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變 轉(zhuǎn)錄是否激

調(diào) 表達以正調(diào)控為

轉(zhuǎn)錄與翻譯在不同的11(1)(1)DNA序列為DNA酶Ｉ的高敏感即：調(diào)控蛋白與DNA結(jié)合的區(qū)(2)(2)DNA常有甲基CpG序列中C5位上甲基具具轉(zhuǎn)錄活性染的結(jié)構(gòu)為轉(zhuǎn)錄作準(zhǔn) (1)式作用元件(cis-acting真核中,不直接編碼遺傳信息,具有調(diào)自 轉(zhuǎn)錄的DNA序位置：被轉(zhuǎn)錄的結(jié) 附種類

啟動子(及其上游近側(cè)序列增強功能：和轉(zhuǎn)錄調(diào)控有調(diào)控自

表達活性的DNA序(參#位于較上游的元件，

(圖12-始點的增強子能增強真核啟動子功能的順式作用元

增強子和啟動子常交錯覆蓋/連#無增強 #無啟動 作用不受序列方向的有組織特

例：IgG的增強

調(diào)控自表達活性的DNA序(參反應(yīng)元件(response

*a(2)(2)

反式作用因子(RNA聚合酶參與 反式作用因

順順式作(順(順式元(反式作用因子順式作用元((參RNA反式RNA反式啟動轉(zhuǎn)(順式(順式元件*TF##結(jié)合DNA結(jié)構(gòu)域：與順式元件識別/結(jié)#激活轉(zhuǎn)錄結(jié)構(gòu)域：與RNA聚合酶結(jié)TFIID識

A,B,E,RNA聚合酶

(真核中,RNA聚合酶II不能單獨識別,結(jié)合啟動子 (3)反式作用因子結(jié)構(gòu)Helix-turn-

乳 子(Lactoseoperon)結(jié) 調(diào) IPIPOZYAβ半 β半乳