最新基因表達(dá)調(diào)控09課件

基因表達(dá)調(diào)控09基因表達(dá)調(diào)控09第一節(jié)基因表達(dá)調(diào)控的基本概念一、基因表達(dá)的基本概念基因(gene)：遺傳的基本單位，是負(fù)載特定遺傳信息的DNA片斷?；蚪M(genome)：指含有一個生物體生存、發(fā)育、活動和繁殖所需要的全部遺傳信息的整套核酸?；虮磉_(dá)(geneexpression)：基因轉(zhuǎn)錄與翻譯的過程。12/11/20222DepartmentofBiochemistry第一節(jié)基因表達(dá)調(diào)控的基本概念一、基因表達(dá)的基本概念12/1最新基因表達(dá)調(diào)控09課件最新基因表達(dá)調(diào)控09課件最新基因表達(dá)調(diào)控09課件最新基因表達(dá)調(diào)控09課件最新基因表達(dá)調(diào)控09課件最新基因表達(dá)調(diào)控09課件四、基因表達(dá)調(diào)控的生物學(xué)意義（一）適應(yīng)環(huán)境、維持生長和增殖環(huán)境是在不斷變化的。通過調(diào)控，可使生物體表達(dá)出合適的蛋白質(zhì)分子。（二）維持細(xì)胞分化和個體發(fā)育生長、發(fā)育的不同階段，不同組織器官內(nèi)蛋白質(zhì)分子分布、種類和含量存在很大差異，這是調(diào)節(jié)細(xì)胞表型的關(guān)鍵。12/11/20229DepartmentofBiochemistry四、基因表達(dá)調(diào)控的生物學(xué)意義（一）適應(yīng)環(huán)境、維持生長和增殖1不同層次上的調(diào)控一、基因表達(dá)的多級調(diào)控

基因激活

轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控

轉(zhuǎn)錄后加工

翻譯調(diào)控

翻譯后加工轉(zhuǎn)錄起始水平的調(diào)控最為重要第二節(jié)基因表達(dá)調(diào)控的基本原理12/11/202210DepartmentofBiochemistry不同層次上的調(diào)控一、基因表達(dá)的多級調(diào)控轉(zhuǎn)錄起二、基因轉(zhuǎn)錄激活受轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白和啟動子相互作用的調(diào)節(jié)（一）特異DNA序列特異DNA序列主要指具有調(diào)節(jié)功能的DNA序列。它們決定基因的轉(zhuǎn)錄活性。原核生物大多數(shù)基因表達(dá)調(diào)控是通過操縱子機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。真核基因調(diào)控機(jī)制普遍涉及編碼基因兩側(cè)的DNA序列——順式作用元件。12/11/202211DepartmentofBiochemistry二、基因轉(zhuǎn)錄激活受轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白和啟動子相互作用的調(diào)節(jié)（一）特1.原核生物：操縱子機(jī)制蛋白質(zhì)因子特異DNA序列編碼序列啟動序列操縱序列其他調(diào)節(jié)序列(promoter)(operator)全圖12/11/202212DepartmentofBiochemistry1.原核生物：操縱子機(jī)制蛋白質(zhì)因子特異DNA序列

操縱子（operon）：通常由2個以上的編碼序列與啟動序列（promotor）、操縱序列（operator）以及其它調(diào)節(jié)序列在基因組中成簇串聯(lián)組成。啟動序列（promotor）：RNA聚合酶結(jié)合并啟動轉(zhuǎn)錄的特異DNA序列。又稱啟動子。

各種原核啟動序列特定區(qū)域內(nèi)（通常在轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游-10及-35區(qū)域）存在共有序列（consensussequence）12/11/202213DepartmentofBiochemistry操縱子（operon）：通常由2個以上的編碼序列與啟動序列-35盒-10，TATA盒12/11/202214DepartmentofBiochemistry-35盒-10，TATA盒12/10/202214Dep共有序列(consensussequence)決定啟動序列的轉(zhuǎn)錄活性大小。某些特異因子（蛋白質(zhì)）決定RNA聚合酶對一個或一套啟動序列的特異性識別和結(jié)合能力。啟動子：指RNA聚合酶識別、結(jié)合并開始轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列。原核生物啟動子序列按功能的不同可分為三個部位，即起始部位、結(jié)合部位、識別部位。12/11/202215DepartmentofBiochemistry共有序列(consensussequence)決定啟動序操縱序列（operator）：與啟動序列毗鄰或接近的DNA序列，是原核阻遏蛋白的結(jié)合位點(diǎn)。其DNA序列常與啟動序列交錯、重疊。當(dāng)操縱序列結(jié)合有阻遏蛋白時，會阻礙RNA聚合酶與啟動序列的結(jié)合，或是RNA聚合酶不能沿DNA向前移動，阻礙轉(zhuǎn)錄。啟動序列編碼序列操縱序列pol阻遏蛋白12/11/202216DepartmentofBiochemistry操縱序列（operator）：與啟動序列毗鄰或接近的DNA序其他調(diào)節(jié)序列、調(diào)節(jié)蛋白例如：激活蛋白(activator)可結(jié)合啟動序列鄰近的DNA序列，促進(jìn)RNA聚合酶與啟動序列的結(jié)合，增強(qiáng)RNA聚合酶活性。有些基因在沒有激活蛋白存在時，RNA聚合酶很少或完全不能結(jié)合啟動序列。12/11/202217DepartmentofBiochemistry其他調(diào)節(jié)序列、調(diào)節(jié)蛋白例如：12/10/202217Dep2.真核生物不同真核生物的順式作用元件中也會發(fā)現(xiàn)一些共有序列，如TATA盒、CAAT盒等，這些共有序列是RNA聚合酶或特異轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)。

順式作用元件(cis-actingelement)——可影響自身基因表達(dá)活性的DNA序列BADNA編碼序列轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)補(bǔ)充12/11/202218DepartmentofBiochemistry2.真核生物不同真核生物的順式作用元件中也會發(fā)現(xiàn)一些共有序列（二）轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白－增強(qiáng)或抑制轉(zhuǎn)錄活性原核生物基因調(diào)節(jié)蛋白（DNA結(jié)合蛋白）分為三類：特異因子：決定RNA聚合酶對一個或一套啟動序列的特異性識別和結(jié)合能力。阻遏蛋白（repressor）：可結(jié)合特異DNA序列——操縱序列，阻遏基因轉(zhuǎn)錄。激活蛋白（activator）：可結(jié)合啟動序列鄰近的DNA序列，促進(jìn)RNA聚合酶與啟動序列的結(jié)合，增強(qiáng)RNA聚合酶活性。分解（代謝）物基因激活蛋白（catabolitegeneactivatonprotein,CAP）就是一種激活蛋白。有些基因在沒有激活蛋白存在時，RNA聚合酶很少或完全不能結(jié)合啟動序列。12/11/202219DepartmentofBiochemistry（二）轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白－增強(qiáng)或抑制轉(zhuǎn)錄活性原核生物基因調(diào)節(jié)蛋白（真核生物基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白又稱轉(zhuǎn)錄因子（transcriptionfactor）。絕大多數(shù)真核轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子由某一基因表達(dá)后，通過與特異的順式作用元件結(jié)合（DNA-蛋白質(zhì)相互作用）反式激活另一基因的轉(zhuǎn)錄，稱為反式作用因子（trans-actingfactor）。這種調(diào)節(jié)作用稱為反式作用。12/11/202220DepartmentofBiochemistry真核生物基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白又稱轉(zhuǎn)錄因子（transcripti順式作用蛋白還有蛋白質(zhì)因子可特異識別、結(jié)合自身基因的調(diào)節(jié)序列，調(diào)節(jié)自身基因的表達(dá)，稱順式作用。12/11/202221DepartmentofBiochemistry順式作用蛋白還有蛋白質(zhì)因子可特異識別、結(jié)合自身基因的調(diào)節(jié)序列cDNAaDNAC順式調(diào)節(jié)mRNAC蛋白質(zhì)CBAmRNA蛋白質(zhì)AA反式調(diào)節(jié)補(bǔ)充12/11/202222DepartmentofBiochemistrycDNAaDNAC順式調(diào)節(jié)mRNAC蛋白質(zhì)CBA（三）DNA-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用－－轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白對轉(zhuǎn)錄起始調(diào)節(jié)的方式

DNA-蛋白質(zhì)相互作用（DNA-proteininteraction）主要指反式作用因子和順式作用元件之間的特異識別。通常是非共價結(jié)合，被識別的DNA結(jié)合位點(diǎn)通常呈對稱、或不完全對稱結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用（protein-proteininteraction）某些調(diào)節(jié)蛋白在結(jié)合DNA前，需通過蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用，形成二聚體(dimer)或多聚體(polymer)。二聚化同二聚體異二聚體12/11/202223DepartmentofBiochemistry（三）DNA-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用DNA-蛋白質(zhì)（四）RNA聚合酶－與啟動序列/啟動子相結(jié)合1、啟動序列/啟動子與RNA聚合酶活性RNA聚合酶與其的親和力，影響轉(zhuǎn)錄。2、調(diào)節(jié)蛋白與RNA聚合酶活性一些特異調(diào)節(jié)蛋白在適當(dāng)環(huán)境信號刺激下表達(dá)，然后通過DNA-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用影響RNA聚合酶活性。12/11/202224DepartmentofBiochemistry（四）RNA聚合酶－與啟動序列/啟動子相結(jié)合1、啟動序列/啟一、原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)特點(diǎn)（一）因子決定RNA聚合酶識別特異性（二）操縱子模型的普遍性（三）阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)是重要因素第三節(jié)原核基因表達(dá)調(diào)節(jié)12/11/202225DepartmentofBiochemistry一、原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)特點(diǎn)（一）因子決定RNA聚合酶識別E.coli乳糖操縱子（lacoperon）包含：

三個結(jié)構(gòu)基因：Z編碼-半乳糖苷酶、 Y編碼通透酶、A乙?；D(zhuǎn)移酶

一個操縱序列O一個啟動序列P一個調(diào)節(jié)基因I一個分解代謝物基因激活蛋白結(jié)合位點(diǎn)（catabolitegeneactivationprotein,CAP）（一）乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)二、原核生物轉(zhuǎn)錄起始調(diào)節(jié)－操縱子調(diào)控模式12/11/202226DepartmentofBiochemistryE.coli乳糖操縱子（lacoperon）包含：三個結(jié)乳糖操縱子結(jié)構(gòu)模式調(diào)控區(qū)CAP結(jié)合位點(diǎn)啟動序列操縱序列結(jié)構(gòu)基因Z：β-半乳糖苷酶Y：透酶A：乙酰基轉(zhuǎn)移酶ZYAOPDNA12/11/202227DepartmentofBiochemistry乳糖操縱子結(jié)構(gòu)模式調(diào)控區(qū)CAP結(jié)合位點(diǎn)啟動序列操縱序列

沒有乳糖存在時，lac操縱子處于阻遏狀態(tài)。I序列表達(dá)的lac阻遏蛋白與O序列結(jié)合，阻礙RNA聚合酶與P序列結(jié)合，抑制轉(zhuǎn)錄啟動。

有乳糖存在時，lac操縱子可被誘導(dǎo)。乳糖在通透酶催化、轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞，再經(jīng)-半乳糖苷酶催化，轉(zhuǎn)變成半乳糖。半乳糖作為誘導(dǎo)劑分子結(jié)合阻遏蛋白，使蛋白構(gòu)象變化，導(dǎo)致阻遏蛋白與O序列解離，發(fā)生轉(zhuǎn)錄。（二）阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)圖解12/11/202228DepartmentofBiochemistry沒有乳糖存在時，lac操縱子處于阻遏狀態(tài)。I序列表達(dá)的l當(dāng)沒有葡萄糖及cAMP濃度較高時，cAMP與CAP結(jié)合，這時CAP結(jié)合在lac啟動序列附近的CAP位點(diǎn)，可刺激RNA轉(zhuǎn)錄活性。當(dāng)有葡萄糖存在時，cAMP濃度較低，cAMP與CAP結(jié)合受阻，lac操縱子表達(dá)下降。（三）CAP的正性調(diào)節(jié)圖解12/11/202229DepartmentofBiochemistry當(dāng)沒有葡萄糖及cAMP濃度較高時，cAMP與CAP結(jié)合，這Lac阻遏蛋白負(fù)性調(diào)節(jié)與cAMP正性調(diào)節(jié)兩種機(jī)制協(xié)調(diào)合作單獨(dú)存在乳糖時，細(xì)菌利用乳糖作為能源。當(dāng)葡萄糖和乳糖共同存在時，細(xì)菌首先利用葡萄糖作為能源物質(zhì)。這時，葡萄糖通過降低cAMP濃度，阻礙cAMP與CAP結(jié)合而抑制lac操縱子轉(zhuǎn)錄，使細(xì)菌只能利用葡萄糖。葡萄糖對lac操縱子的阻遏作用稱分解代謝阻遏(catabolicrepression)。

（四）協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)圖解12/11/202230DepartmentofBiochemistryLac阻遏蛋白負(fù)性調(diào)節(jié)與cAMP正性調(diào)節(jié)兩種機(jī)制協(xié)調(diào)合作單獨(dú)三、原核生物轉(zhuǎn)錄終止調(diào)節(jié)大腸桿菌中存在兩種主要的轉(zhuǎn)錄終止機(jī)制：依賴Rho因子的轉(zhuǎn)錄終止不依賴Rho因子的轉(zhuǎn)錄終止大腸桿菌中存在兩種終止調(diào)節(jié)方式：衰減抗終止12/11/202231DepartmentofBiochemistry三、原核生物轉(zhuǎn)錄終止調(diào)節(jié)大腸桿菌中存在兩種主要的轉(zhuǎn)錄終止機(jī)制四、原核生物翻譯水平調(diào)節(jié)（一）蛋白質(zhì)分子結(jié)合于啟動序列或啟動序列周圍進(jìn)行自我調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合mRNA靶位點(diǎn)，阻止核蛋白體識別翻譯起始區(qū)，阻斷翻譯調(diào)節(jié)蛋白一般作用于自身mRNA，抑制自身的合成，稱自我控制(autogenouscontrol)。12/11/202232DepartmentofBiochemistry四、原核生物翻譯水平調(diào)節(jié)（一）蛋白質(zhì)分子結(jié)合于啟動序列或啟動（二）反義RNA對翻譯的調(diào)節(jié)作用調(diào)節(jié)RNA－調(diào)節(jié)基因表達(dá)的RNA分子反義RNA含有與特定mRNA翻譯起始部位互補(bǔ)的序列，通過與mRNA雜交，阻斷30S小亞基對起始密碼的識別以及與SD序列的結(jié)合，抑制翻譯起始。稱為反義控制(antisensecontrol)。12/11/202233DepartmentofBiochemistry（二）反義RNA對翻譯的調(diào)節(jié)作用調(diào)節(jié)RNA－調(diào)節(jié)基因表達(dá)的R附：其它轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)機(jī)制轉(zhuǎn)錄衰減（attenuation）色氨酸操縱子是一種阻遏型操縱子當(dāng)有色氨酸結(jié)合阻遏蛋白時，阻遏蛋白構(gòu)象改變可結(jié)合O序列，阻斷基因轉(zhuǎn)錄基因重組SOS反應(yīng)衰減重組SOS12/11/202234DepartmentofBiochemistry附：其它轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)機(jī)制轉(zhuǎn)錄衰減（attenuation）衰減重一、真核基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（一）真核基因組結(jié)構(gòu)龐大第四節(jié)真核基因表達(dá)調(diào)節(jié)哺乳類動物基因組DNA約3×109堿基對人基因組編碼基因約有3～4個（2～2.5萬），其中60％存在可變剪接。編碼序列僅占總長的1%rDNA等重復(fù)基因約占5%~10%12/11/202235DepartmentofBiochemistry一、真核基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（一）真核基因組結(jié)構(gòu)龐大第四節(jié)真核（二）單順反子(monocistron)即一個編碼基因轉(zhuǎn)錄生成一個mRNA分子，經(jīng)翻譯生成一條多肽鏈。（三）重復(fù)序列單拷貝序列（一次或數(shù)次）高度重復(fù)序列（106次）中度重復(fù)序列（103~104次）多拷貝序列（四）基因不連續(xù)性12/11/202236DepartmentofBiochemistry（二）單順反子(monocistron)即一個編碼基因轉(zhuǎn)錄二、真核基因表達(dá)調(diào)控特點(diǎn)（一）RNA聚合酶有三種，分別負(fù)責(zé)三種RNA轉(zhuǎn)錄。（二）轉(zhuǎn)錄激活狀態(tài)的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)明顯變化1.對核酸酶敏感活化基因常有超敏位點(diǎn)，位于調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合位點(diǎn)附近。12/11/202237DepartmentofBiochemistry二、真核基因表達(dá)調(diào)控特點(diǎn)（一）RNA聚合酶（二）轉(zhuǎn)錄激活狀態(tài)2.DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化天然雙鏈DNA均以負(fù)性超螺旋構(gòu)象存在；基因活化后RNA-pol正超螺旋負(fù)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(dá)程度呈反比。12/11/202238DepartmentofBiochemistry2.DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化天然雙鏈DNA均以負(fù)性超螺旋構(gòu)象存在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H3、H4發(fā)生乙?；?、甲基化或磷酸化修飾④H3組蛋白巰基暴露組蛋白修飾對于基因表達(dá)影響的機(jī)制也包括兩種相互包容的理論。即：組蛋白的修飾直接影響染色質(zhì)或核小體的結(jié)構(gòu)，以及化學(xué)修飾征集了其他調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)，為其他功能分子與組蛋白結(jié)合搭建了一個平臺。這些理論構(gòu)成了“組蛋白密碼”的假說。12/11/202239DepartmentofBiochemistry4.組蛋白變化①富含Lys組蛋白水平降低組蛋白修飾組蛋白修飾對染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的影響組蛋白氨基酸殘基位點(diǎn)修飾類型功能H3Lys-4甲基化激活H3Lys-9甲基化染色質(zhì)濃縮H3Lys-9甲基化DNA甲基化所必需H3Lys-9乙?；せ頗3Ser-10磷酸化激活H3Lys-14乙?；乐筁ys-9的甲基化H3Lys-79甲基化端粒沉默H4Arg-3甲基化H4Lys-5乙?；b配H4Lys-12乙?；b配H4Lys-16乙酰化核小體裝配H4Lys-16乙?；疐lyX激活12/11/202240DepartmentofBiochemistry組蛋白修飾對染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的影響組蛋白氨基酸殘基位點(diǎn)修飾類（三）正性調(diào)節(jié)占主導(dǎo)（四）轉(zhuǎn)錄與翻譯分隔進(jìn)行（五）轉(zhuǎn)錄后修飾、加工更為復(fù)雜采用正性調(diào)節(jié)機(jī)制更精確：采用多種正性調(diào)節(jié)元件、正性調(diào)節(jié)蛋白可提高基因表達(dá)調(diào)節(jié)的特異性和精確性。采用負(fù)性調(diào)節(jié)不經(jīng)濟(jì)：在正性調(diào)節(jié)中，大多數(shù)基因不結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白，所以是沒有活性的；只要細(xì)胞表達(dá)一組激活蛋白時，相關(guān)靶基因即可被激活。轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核，翻譯在細(xì)胞漿。因此，轉(zhuǎn)錄與翻譯產(chǎn)物的分布、定位等環(huán)節(jié)均可以被調(diào)控。12/11/202241DepartmentofBiochemistry（三）正性調(diào)節(jié)占主導(dǎo)（四）轉(zhuǎn)錄與翻譯分隔進(jìn)行（五）轉(zhuǎn)錄后修飾三、RNApolⅠ和polⅢ的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)（一）RNApolⅠ轉(zhuǎn)錄體系的控制RNAPolI的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物只有rRNA前體，經(jīng)剪接修飾生成除5SrRNA外的各種rRNA。啟動子元件包括：核心元件(coreelement)或核心啟動子(corepromoter)和上游控制元件(upstreamcontrolelement,UCE)。轉(zhuǎn)錄因子包括：上游結(jié)合因子（UBF1）、選擇性因子1（SL1）12/11/202242DepartmentofBiochemistry三、RNApolⅠ和polⅢ的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)（一）RNA（二）RNApolⅢ轉(zhuǎn)錄體系的控制RNAPolIII的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物：多種小分子RNA，包括tRNA、5SrRNA和一部分小核RNA。啟動子位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)下游（即轉(zhuǎn)錄區(qū)內(nèi)），稱內(nèi)部控制區(qū)(internalcontrolregions,ICR)。轉(zhuǎn)錄起始需多種轉(zhuǎn)錄因子12/11/202243DepartmentofBiochemistry（二）RNApolⅢ轉(zhuǎn)錄體系的控制RNAPolII四、RNApolⅡ的轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)節(jié)RNApolⅡ轉(zhuǎn)錄生成所有mRNA前體及大部分snRNA參與的DNA調(diào)控序列和轉(zhuǎn)錄因子復(fù)雜的多按功能特性，真核基因順式作用元件分為三種：啟動子、增強(qiáng)子、沉默子（一）順式作用元件影響基因轉(zhuǎn)錄活性12/11/202244DepartmentofBiochemistry四、RNApolⅡ的轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)節(jié)RNApolⅡ1.啟動子真核基因啟動子是RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)周圍的一組轉(zhuǎn)錄控制組件，至少包括一個轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)以及一個以上的功能組件。TATA盒GC盒CAAT盒12/11/202245DepartmentofBiochemistry1.啟動子真核基因啟動子是RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)周圍的一組轉(zhuǎn)2.增強(qiáng)子(enhancer)指遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)、決定基因的時間、空間特異性、增強(qiáng)啟動子轉(zhuǎn)錄活性的DNA序列。其發(fā)揮作用的方式通常與方向、距離無關(guān)。增強(qiáng)子也由若干功能元件組成。酵母中的上游激活序列（UASs）。某些基因的負(fù)性調(diào)節(jié)元件，當(dāng)其結(jié)合特異蛋白因子時，對基因轉(zhuǎn)錄起阻遏作用。3.沉默子(silencer)12/11/202246DepartmentofBiochemistry2.增強(qiáng)子(enhancer)指遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)、決定基因的（二）反式作用因子－重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白1.轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子分類

按功能特性分為：

基本轉(zhuǎn)錄因子（generaltranscriptionfactors）是RNA聚合酶結(jié)合啟動子所必需的一組蛋白因子決定三種RNA(mRNA、tRNA及rRNA)轉(zhuǎn)錄的類別主要參與RNA聚合酶與轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)附近的DNA特異序列形成穩(wěn)定的轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物。

特異轉(zhuǎn)錄因子（specialtranscriptionfactors）為個別基因轉(zhuǎn)錄所需，決定該基因的時間、空間特異性表達(dá)。有轉(zhuǎn)錄激活因子和轉(zhuǎn)錄抑制因子兩種。12/11/202247DepartmentofBiochemistry（二）反式作用因子－重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白1.轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子2.轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子結(jié)構(gòu)包括三個結(jié)構(gòu)區(qū)域：

DNA結(jié)合域轉(zhuǎn)錄激活域TF蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)結(jié)合域（二聚化結(jié)構(gòu)域）谷氨酰胺富含域酸性激活域脯氨酸富含域12/11/202248DepartmentofBiochemistry2.轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子結(jié)構(gòu)包括三個結(jié)構(gòu)區(qū)域：DNA結(jié)合域最常見的DNA結(jié)合域1.鋅指(zincfinger)C——CysH——His常結(jié)合GC盒圖示12/11/202249DepartmentofBiochemistry最常見的DNA結(jié)合域1.鋅指(zincfinger)C2.堿性α-螺旋常結(jié)合CAAT盒12/11/202250DepartmentofBiochemistry2.堿性α-螺旋常結(jié)合CAAT盒12/10/2022503.堿性亮氨酸拉鏈

（bZIP）

堿性螺旋-環(huán)-螺旋

（bHLH）等圖示12/11/202251DepartmentofBiochemistry3.堿性亮氨酸拉鏈

（bZIP）

堿性螺旋-環(huán)（三）mRNA轉(zhuǎn)錄激活－起始復(fù)合物形成polⅡTFⅡHTAFTFⅡFTAFTAFTFⅡATFⅡBTBP真核RNA聚合酶Ⅱ在轉(zhuǎn)錄因子幫助下，形成的轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物TATADNATBP相關(guān)因子EBP增強(qiáng)子結(jié)合蛋白12/11/202252DepartmentofBiochemistry（三）mRNA轉(zhuǎn)錄激活－起始復(fù)合物形成polⅡTFⅡHTA真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)是復(fù)雜的、多樣的*不同的DNA元件組合可產(chǎn)生多種類型的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)方式；*多種轉(zhuǎn)錄因子又可結(jié)合相同或不同的DNA元件。*轉(zhuǎn)錄因子與DNA元件結(jié)合后，對轉(zhuǎn)錄激活過程所產(chǎn)生的效果各異，有正性調(diào)節(jié)或負(fù)性調(diào)節(jié)之分。12/11/202253DepartmentofBiochemistry真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)是復(fù)雜的、多樣的*不同的DNA元件組合可產(chǎn)生五、RNApolⅡ的轉(zhuǎn)錄終止的調(diào)節(jié)（一）HIV基因組轉(zhuǎn)錄終止調(diào)節(jié)HIV基因的有效表達(dá)需要病毒蛋白Tat，它是一種抗終止蛋白。Tat與轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物5’特異RNA序列結(jié)合，并與宿主蛋白質(zhì)、RNApolⅡ相互作用，在延長中的RNA形成特定的二級結(jié)構(gòu)，阻止HIV基因組轉(zhuǎn)錄提早終止。12/11/202254DepartmentofBiochemistry五、RNApolⅡ的轉(zhuǎn)錄終止的調(diào)節(jié)（一）HIV基因組（二）熱休克蛋白基因的轉(zhuǎn)錄終止調(diào)節(jié)在應(yīng)激條件下，細(xì)胞作出一系列反應(yīng)，包括暫時性停止大多數(shù)基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯，啟動一套能夠提高細(xì)胞生存能力的蛋白質(zhì)即熱休克蛋白（heatshockprotein，HSP）的基因轉(zhuǎn)錄等。熱休克時，熱休克轉(zhuǎn)錄因子（HSTF）轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚誀顟B(tài)－－基因快速誘導(dǎo)表達(dá)。12/11/202255DepartmentofBiochemistry（二）熱休克蛋白基因的轉(zhuǎn)錄終止調(diào)節(jié)在應(yīng)激條件下，細(xì)胞作出一系六、轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)節(jié)（一）hnRNA加工成熟的調(diào)節(jié)加工過程包括加帽、加尾、剪接、堿基修飾和編輯等。（二）mRNA運(yùn)輸、胞漿內(nèi)穩(wěn)定性的調(diào)節(jié)通過與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核蛋白體復(fù)合物(ribonucleoprotein,RNP)進(jìn)行。高等真核細(xì)胞mRNA半壽期較原核長，一般為幾小時；半壽期可影響蛋白質(zhì)合成量穩(wěn)定性可調(diào)節(jié)的mRNA，可能含有與特異蛋白質(zhì)相互作用的反應(yīng)元件，影響降解速度12/11/202256DepartmentofBiochemistry六、轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)節(jié)（一）hnRNA加工成熟的調(diào)節(jié)12/10七、翻譯水平以及翻譯后階段的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)點(diǎn)主要在蛋白質(zhì)合成的起始和延長階段；以起始階段為主（一）翻譯起始因子（eIF）活性的調(diào)節(jié)磷酸化調(diào)節(jié)（二）RNA結(jié)合蛋白（RBP）的調(diào)節(jié)RBP是指那些能與RNA特異序列結(jié)合的蛋白質(zhì)RBP參與基因表達(dá)的許多調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，如：轉(zhuǎn)錄終止、RNA剪切、RNA轉(zhuǎn)運(yùn)、RNA胞漿穩(wěn)定性的控制、翻譯起始等等12/11/202257DepartmentofBiochemistry七、翻譯水平以及翻譯后階段的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)點(diǎn)主要在蛋白質(zhì)合成的起始（三）對翻譯產(chǎn)物水平及活性的調(diào)節(jié)新合成蛋白質(zhì)的半衰期長短是決定蛋白質(zhì)生物學(xué)功能的重要影響因素。通過對新生肽鏈的水解和運(yùn)輸，可以控制蛋白質(zhì)的濃度在特定的部位或亞細(xì)胞器保持在合適的水平。許多蛋白質(zhì)需要在合成后經(jīng)過特定的修飾才具有功能活性。如磷酸化、甲基化、?；揎?、等等，可以達(dá)到調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)功能的作用。12/11/202258DepartmentofBiochemistry（三）對翻譯產(chǎn)物水平及活性的調(diào)節(jié)新合成蛋白質(zhì)的半衰期長短是決（四）小分子RNA對基因表達(dá)的調(diào)節(jié)非編碼RNA（non-codingRNA,ncRNA）：微小RNA（microRNA,miRNA）小干擾RNA（smallinterferingRNA,siRNA）細(xì)胞核小分子RNA（snRNA）核仁小分子RNA（snoRNA）核酶（ribosome），等等RNA組學(xué)（RNomics）：研究細(xì)胞內(nèi)所有小分子RNA的種類、結(jié)構(gòu)和功能12/11/202259DepartmentofBiochemistry（四）小分子RNA對基因表達(dá)的調(diào)節(jié)非編碼RNA（non-co1．微小RNA(microRNA,miRNA)是一大家族小分子非編碼單鏈RNA，長度約20~25個堿基，由一段具有發(fā)夾環(huán)結(jié)構(gòu)、長度為70~90個堿基的單鏈RNA前體(pre-miRNA)經(jīng)Dicer酶剪切后形成。成熟的miRNA與其他蛋白質(zhì)一起組成RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體（RNA-inducedsilencingcomplex，RISC），通過與其靶mRNA分子的3’非編碼區(qū)域（3’-UTR）互補(bǔ)配對，抑制該mRNA翻譯。12/11/202260DepartmentofBiochemistry1．微小RNA(microRNA,miRNA)是一大家族miRNA的特點(diǎn)：其長度一般為20~25個堿基；在不同生物體中普遍存在；其序列在不同生物中具有一定的保守性；具有明顯的表達(dá)階段特異性和組織特異性；miRNA基因以單拷貝、多拷貝或基因簇等多種形式存在于基因組中，大多位于基因間隔區(qū)。12/11/202261DepartmentofBiochemistrymiRNA的特點(diǎn)：其長度一般為20~25個堿基；12/10/2．小干擾RNA(smallinterferingRNA,siRNA)是細(xì)胞內(nèi)一類雙鏈RNA(double-strandedRNA，dsRNA)在特定情況下通過一定酶切機(jī)制，轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂刑囟ㄩL度(21~23個堿基)和特定序列的小片段RNA。雙鏈siRNA參與RISC組成，與特異的靶mRNA完全互補(bǔ)結(jié)合，導(dǎo)致靶mRNA降解，阻斷翻譯過程。由siRNA介導(dǎo)的基因表達(dá)抑制作用被稱為RNA干涉(RNAinterference，RNAi)。12/11/202262DepartmentofBiochemistry2．小干擾RNA(smallinterferingRN

>30bp雙鏈RNA（dsRNA）水解生成21-23ntsiRNA5’3’3’5’

RISC形成

識別特異序列并使其降解RNA干擾作用機(jī)制12/11/202263DepartmentofBiochemistry>30bp雙鏈RNA（dsRNA）水解生成5’3’3siRNAmiRNA前體內(nèi)源或外源長雙鏈RNA誘導(dǎo)產(chǎn)生內(nèi)源發(fā)夾環(huán)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物結(jié)構(gòu)雙鏈分子單鏈分子功能降解mRNA阻遏其翻譯靶mRNA結(jié)合需完全互補(bǔ)不需完全互補(bǔ)生物學(xué)效應(yīng)抑制轉(zhuǎn)座子活性和病毒感染發(fā)育過程的調(diào)節(jié)siRNA和miRNA的差異比較12/11/202264DepartmentofBiochemistrysiRNAmiRNA前體內(nèi)源或外源長雙鏈RNA誘導(dǎo)產(chǎn)生內(nèi)源發(fā)操縱子模式圖I－調(diào)節(jié)基因P－啟動序列O－操縱序列（操縱基因）Z、Y、A－三種結(jié)構(gòu)基因12/11/202265DepartmentofBiochemistry操縱子模式圖I－調(diào)節(jié)基因12/10/202265Depar（cis-actingelement）真核生物編碼基因兩側(cè)的DNA序列可影響自身基因的表達(dá)活性通常是非編碼序列包括啟動子、增強(qiáng)子、沉默子順式作用元件（cis-actingelement）12/11/202266DepartmentofBiochemistry（cis-actingelement）真核生物編碼基因兩側(cè)基因產(chǎn)物特異識別、結(jié)合自身基因的調(diào)節(jié)序列，調(diào)節(jié)自身基因的開啟或關(guān)閉稱為順式調(diào)節(jié)基因產(chǎn)物特異識別、結(jié)合其它基因的調(diào)節(jié)序列，調(diào)節(jié)其它基因的開啟或關(guān)閉稱為反式調(diào)節(jié)反式與順式12/11/202267DepartmentofBiochemistry基因產(chǎn)物特異識別、結(jié)合自身基因的調(diào)節(jié)序列，調(diào)節(jié)自身基因的開啟乳糖水解12/11/202268DepartmentofBiochemistry乳糖水解12/10/202268Departmentof阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)圖解mRNA阻遏蛋白IDNAZYAOPpol沒有乳糖存在時阻遏基因12/11/202269DepartmentofBiochemistry阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)圖解mRNA阻遏蛋白IDNAZYAOPpo有乳糖存在時mRNA阻遏蛋白IDNAZYAOPpol啟動轉(zhuǎn)錄mRNA乳糖半乳糖β-半乳糖苷酶12/11/202270DepartmentofBiochemistry有乳糖存在時mRNA阻遏蛋白IDNAZYAOPpol啟動轉(zhuǎn)錄CAP的正性調(diào)節(jié)圖解++++轉(zhuǎn)錄無葡萄糖，cAMP濃度高時有葡萄糖，cAMP濃度低時ZYAOPDNACAPCAPCAPCAPCAPCAP12/11/202271DepartmentofBiochemistryCAP的正性調(diào)節(jié)圖解++++轉(zhuǎn)錄無葡萄糖，cAMP濃協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)圖解mRNA低半乳糖時高半乳糖時葡萄糖低cAMP濃度高葡萄糖高cAMP濃度低RNA-polOOOO12/11/202272DepartmentofBiochemistry協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)圖解mRNA低半乳糖時高半乳糖時葡萄糖低1.色氨酸操縱子的結(jié)構(gòu)E.coli色氨酸操縱子（lacoperon）包含：五個結(jié)構(gòu)基因一個操縱序列O一個啟動序列P一個調(diào)節(jié)基因I一個前導(dǎo)序列附：轉(zhuǎn)錄衰減（attenuation）12/11/202273DepartmentofBiochemistry1.色氨酸操縱子的結(jié)構(gòu)E.coli色氨酸操縱子（lacop12/11/202274DepartmentofBiochemistry12/10/202274DepartmentofBio色氨酸操縱子是一種阻遏型操縱子，參與該操縱子機(jī)制的阻遏蛋白有兩種分子構(gòu)象。當(dāng)有色氨酸結(jié)合阻遏蛋白時，阻遏蛋白構(gòu)象改變可結(jié)合O序列，阻斷基因轉(zhuǎn)錄。當(dāng)沒有色氨酸結(jié)合阻遏蛋白時，阻遏蛋白不能結(jié)合O序列，基因開始轉(zhuǎn)錄。12/11/202275DepartmentofBiochemistry色氨酸操縱子是一種阻遏型操縱子，參與該操縱子機(jī)制的阻遏蛋白2、轉(zhuǎn)錄衰減機(jī)制當(dāng)色氨酸豐富時，色氨酸操縱子使用衰減作用來終止和減弱轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄衰減的DNA作用部位稱為衰減子（attenuator）它是位于結(jié)構(gòu)基因上游前導(dǎo)序列中具有終止子結(jié)構(gòu)的短序列。前導(dǎo)序列轉(zhuǎn)錄的RNA5’端162個核苷酸順序，這段mRNA包含4個彼此互補(bǔ)的區(qū)域，可形成獨(dú)特的二級結(jié)構(gòu)。區(qū)域1還是一個開放閱讀框，可編碼一個含14個氨基酸的短肽，稱為前導(dǎo)肽。前導(dǎo)肽的第10、11位是兩個連續(xù)的Trp。12/11/202276DepartmentofBiochemistry2、轉(zhuǎn)錄衰減機(jī)制當(dāng)色氨酸豐富時，色氨酸操縱子使用衰減作用來

當(dāng)Trp缺乏時，沒有色氨酸-tRNA供給，前導(dǎo)肽的翻譯至Trp密碼子（UGG）時停止，核糖體不再移動，占據(jù)1區(qū)位置，區(qū)域2，3配對，區(qū)域4空出，不形成轉(zhuǎn)錄終止信號。當(dāng)有足夠的Trp供給時，前導(dǎo)14肽繼續(xù)合成，核糖體占據(jù)1區(qū)和2區(qū)，3、4區(qū)配對形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)。其后又緊跟一串U殘基，轉(zhuǎn)錄終止。12/11/202277DepartmentofBiochemistry當(dāng)Trp缺乏時，沒有色氨酸-tRNA供給，前12/11/202278DepartmentofBiochemistry12/10/202278DepartmentofBio12/11/202279DepartmentofBiochemistry12/10/202279DepartmentofBio基因重組圖解沙門菌鞭毛素基因的調(diào)節(jié)H2鞭毛素阻遏蛋白Hin重組酶轉(zhuǎn)位片段hinH2IH1H1鞭毛素hinH2IDNA啟動序列H1啟動序列12/11/202280DepartmentofBiochemistry基因重組圖解沙門菌鞭毛素基因的調(diào)節(jié)H2鞭毛素阻遏蛋白SOS反應(yīng)

SOS基因紫外線激活RecALexA阻遏蛋白與DNA損傷修復(fù)有關(guān)的酶和蛋白質(zhì)基因表達(dá)LexA阻遏蛋白操縱序列DNA12/11/202281DepartmentofBiochemistrySOS反應(yīng)SOS基因紫外線激活RecALexA阻遏蛋白鋅指結(jié)構(gòu)12/11/202282DepartmentofBiochemistry鋅指結(jié)構(gòu)12/10/202282Departmentof與DNA結(jié)合HLH形成二聚體12/11/202283DepartmentofBiochemistry與DNA結(jié)合HLH形成二聚體12/10/202283De12/11/202284DepartmentofBiochemistry12/10/202284DepartmentofBio再見！12/11/202285DepartmentofBiochemistry再見！12/10/202285Departmentof

結(jié)束語謝謝大家聆聽?。?！86

結(jié)束語謝謝大家聆聽?。?！86基因表達(dá)調(diào)控09基因表達(dá)調(diào)控09第一節(jié)基因表達(dá)調(diào)控的基本概念一、基因表達(dá)的基本概念基因(gene)：遺傳的基本單位，是負(fù)載特定遺傳信息的DNA片斷?；蚪M(genome)：指含有一個生物體生存、發(fā)育、活動和繁殖所需要的全部遺傳信息的整套核酸。基因表達(dá)(geneexpression)：基因轉(zhuǎn)錄與翻譯的過程。12/11/202288DepartmentofBiochemistry第一節(jié)基因表達(dá)調(diào)控的基本概念一、基因表達(dá)的基本概念12/1最新基因表達(dá)調(diào)控09課件最新基因表達(dá)調(diào)控09課件最新基因表達(dá)調(diào)控09課件最新基因表達(dá)調(diào)控09課件最新基因表達(dá)調(diào)控09課件最新基因表達(dá)調(diào)控09課件四、基因表達(dá)調(diào)控的生物學(xué)意義（一）適應(yīng)環(huán)境、維持生長和增殖環(huán)境是在不斷變化的。通過調(diào)控，可使生物體表達(dá)出合適的蛋白質(zhì)分子。（二）維持細(xì)胞分化和個體發(fā)育生長、發(fā)育的不同階段，不同組織器官內(nèi)蛋白質(zhì)分子分布、種類和含量存在很大差異，這是調(diào)節(jié)細(xì)胞表型的關(guān)鍵。12/11/202295DepartmentofBiochemistry四、基因表達(dá)調(diào)控的生物學(xué)意義（一）適應(yīng)環(huán)境、維持生長和增殖1不同層次上的調(diào)控一、基因表達(dá)的多級調(diào)控

基因激活

轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控

轉(zhuǎn)錄后加工

翻譯調(diào)控

翻譯后加工轉(zhuǎn)錄起始水平的調(diào)控最為重要第二節(jié)基因表達(dá)調(diào)控的基本原理12/11/202296DepartmentofBiochemistry不同層次上的調(diào)控一、基因表達(dá)的多級調(diào)控轉(zhuǎn)錄起二、基因轉(zhuǎn)錄激活受轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白和啟動子相互作用的調(diào)節(jié)（一）特異DNA序列特異DNA序列主要指具有調(diào)節(jié)功能的DNA序列。它們決定基因的轉(zhuǎn)錄活性。原核生物大多數(shù)基因表達(dá)調(diào)控是通過操縱子機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。真核基因調(diào)控機(jī)制普遍涉及編碼基因兩側(cè)的DNA序列——順式作用元件。12/11/202297DepartmentofBiochemistry二、基因轉(zhuǎn)錄激活受轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白和啟動子相互作用的調(diào)節(jié)（一）特1.原核生物：操縱子機(jī)制蛋白質(zhì)因子特異DNA序列編碼序列啟動序列操縱序列其他調(diào)節(jié)序列(promoter)(operator)全圖12/11/202298DepartmentofBiochemistry1.原核生物：操縱子機(jī)制蛋白質(zhì)因子特異DNA序列

操縱子（operon）：通常由2個以上的編碼序列與啟動序列（promotor）、操縱序列（operator）以及其它調(diào)節(jié)序列在基因組中成簇串聯(lián)組成。啟動序列（promotor）：RNA聚合酶結(jié)合并啟動轉(zhuǎn)錄的特異DNA序列。又稱啟動子。

各種原核啟動序列特定區(qū)域內(nèi)（通常在轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游-10及-35區(qū)域）存在共有序列（consensussequence）12/11/202299DepartmentofBiochemistry操縱子（operon）：通常由2個以上的編碼序列與啟動序列-35盒-10，TATA盒12/11/2022100DepartmentofBiochemistry-35盒-10，TATA盒12/10/202214Dep共有序列(consensussequence)決定啟動序列的轉(zhuǎn)錄活性大小。某些特異因子（蛋白質(zhì)）決定RNA聚合酶對一個或一套啟動序列的特異性識別和結(jié)合能力。啟動子：指RNA聚合酶識別、結(jié)合并開始轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列。原核生物啟動子序列按功能的不同可分為三個部位，即起始部位、結(jié)合部位、識別部位。12/11/2022101DepartmentofBiochemistry共有序列(consensussequence)決定啟動序操縱序列（operator）：與啟動序列毗鄰或接近的DNA序列，是原核阻遏蛋白的結(jié)合位點(diǎn)。其DNA序列常與啟動序列交錯、重疊。當(dāng)操縱序列結(jié)合有阻遏蛋白時，會阻礙RNA聚合酶與啟動序列的結(jié)合，或是RNA聚合酶不能沿DNA向前移動，阻礙轉(zhuǎn)錄。啟動序列編碼序列操縱序列pol阻遏蛋白12/11/2022102DepartmentofBiochemistry操縱序列（operator）：與啟動序列毗鄰或接近的DNA序其他調(diào)節(jié)序列、調(diào)節(jié)蛋白例如：激活蛋白(activator)可結(jié)合啟動序列鄰近的DNA序列，促進(jìn)RNA聚合酶與啟動序列的結(jié)合，增強(qiáng)RNA聚合酶活性。有些基因在沒有激活蛋白存在時，RNA聚合酶很少或完全不能結(jié)合啟動序列。12/11/2022103DepartmentofBiochemistry其他調(diào)節(jié)序列、調(diào)節(jié)蛋白例如：12/10/202217Dep2.真核生物不同真核生物的順式作用元件中也會發(fā)現(xiàn)一些共有序列，如TATA盒、CAAT盒等，這些共有序列是RNA聚合酶或特異轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)。

順式作用元件(cis-actingelement)——可影響自身基因表達(dá)活性的DNA序列BADNA編碼序列轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)補(bǔ)充12/11/2022104DepartmentofBiochemistry2.真核生物不同真核生物的順式作用元件中也會發(fā)現(xiàn)一些共有序列（二）轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白－增強(qiáng)或抑制轉(zhuǎn)錄活性原核生物基因調(diào)節(jié)蛋白（DNA結(jié)合蛋白）分為三類：特異因子：決定RNA聚合酶對一個或一套啟動序列的特異性識別和結(jié)合能力。阻遏蛋白（repressor）：可結(jié)合特異DNA序列——操縱序列，阻遏基因轉(zhuǎn)錄。激活蛋白（activator）：可結(jié)合啟動序列鄰近的DNA序列，促進(jìn)RNA聚合酶與啟動序列的結(jié)合，增強(qiáng)RNA聚合酶活性。分解（代謝）物基因激活蛋白（catabolitegeneactivatonprotein,CAP）就是一種激活蛋白。有些基因在沒有激活蛋白存在時，RNA聚合酶很少或完全不能結(jié)合啟動序列。12/11/2022105DepartmentofBiochemistry（二）轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白－增強(qiáng)或抑制轉(zhuǎn)錄活性原核生物基因調(diào)節(jié)蛋白（真核生物基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白又稱轉(zhuǎn)錄因子（transcriptionfactor）。絕大多數(shù)真核轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子由某一基因表達(dá)后，通過與特異的順式作用元件結(jié)合（DNA-蛋白質(zhì)相互作用）反式激活另一基因的轉(zhuǎn)錄，稱為反式作用因子（trans-actingfactor）。這種調(diào)節(jié)作用稱為反式作用。12/11/2022106DepartmentofBiochemistry真核生物基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白又稱轉(zhuǎn)錄因子（transcripti順式作用蛋白還有蛋白質(zhì)因子可特異識別、結(jié)合自身基因的調(diào)節(jié)序列，調(diào)節(jié)自身基因的表達(dá)，稱順式作用。12/11/2022107DepartmentofBiochemistry順式作用蛋白還有蛋白質(zhì)因子可特異識別、結(jié)合自身基因的調(diào)節(jié)序列cDNAaDNAC順式調(diào)節(jié)mRNAC蛋白質(zhì)CBAmRNA蛋白質(zhì)AA反式調(diào)節(jié)補(bǔ)充12/11/2022108DepartmentofBiochemistrycDNAaDNAC順式調(diào)節(jié)mRNAC蛋白質(zhì)CBA（三）DNA-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用－－轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白對轉(zhuǎn)錄起始調(diào)節(jié)的方式

DNA-蛋白質(zhì)相互作用（DNA-proteininteraction）主要指反式作用因子和順式作用元件之間的特異識別。通常是非共價結(jié)合，被識別的DNA結(jié)合位點(diǎn)通常呈對稱、或不完全對稱結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用（protein-proteininteraction）某些調(diào)節(jié)蛋白在結(jié)合DNA前，需通過蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用，形成二聚體(dimer)或多聚體(polymer)。二聚化同二聚體異二聚體12/11/2022109DepartmentofBiochemistry（三）DNA-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用DNA-蛋白質(zhì)（四）RNA聚合酶－與啟動序列/啟動子相結(jié)合1、啟動序列/啟動子與RNA聚合酶活性RNA聚合酶與其的親和力，影響轉(zhuǎn)錄。2、調(diào)節(jié)蛋白與RNA聚合酶活性一些特異調(diào)節(jié)蛋白在適當(dāng)環(huán)境信號刺激下表達(dá)，然后通過DNA-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用影響RNA聚合酶活性。12/11/2022110DepartmentofBiochemistry（四）RNA聚合酶－與啟動序列/啟動子相結(jié)合1、啟動序列/啟一、原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)特點(diǎn)（一）因子決定RNA聚合酶識別特異性（二）操縱子模型的普遍性（三）阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)是重要因素第三節(jié)原核基因表達(dá)調(diào)節(jié)12/11/2022111DepartmentofBiochemistry一、原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)特點(diǎn)（一）因子決定RNA聚合酶識別E.coli乳糖操縱子（lacoperon）包含：

三個結(jié)構(gòu)基因：Z編碼-半乳糖苷酶、 Y編碼通透酶、A乙?；D(zhuǎn)移酶

一個操縱序列O一個啟動序列P一個調(diào)節(jié)基因I一個分解代謝物基因激活蛋白結(jié)合位點(diǎn)（catabolitegeneactivationprotein,CAP）（一）乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)二、原核生物轉(zhuǎn)錄起始調(diào)節(jié)－操縱子調(diào)控模式12/11/2022112DepartmentofBiochemistryE.coli乳糖操縱子（lacoperon）包含：三個結(jié)乳糖操縱子結(jié)構(gòu)模式調(diào)控區(qū)CAP結(jié)合位點(diǎn)啟動序列操縱序列結(jié)構(gòu)基因Z：β-半乳糖苷酶Y：透酶A：乙?；D(zhuǎn)移酶ZYAOPDNA12/11/2022113DepartmentofBiochemistry乳糖操縱子結(jié)構(gòu)模式調(diào)控區(qū)CAP結(jié)合位點(diǎn)啟動序列操縱序列

沒有乳糖存在時，lac操縱子處于阻遏狀態(tài)。I序列表達(dá)的lac阻遏蛋白與O序列結(jié)合，阻礙RNA聚合酶與P序列結(jié)合，抑制轉(zhuǎn)錄啟動。

有乳糖存在時，lac操縱子可被誘導(dǎo)。乳糖在通透酶催化、轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞，再經(jīng)-半乳糖苷酶催化，轉(zhuǎn)變成半乳糖。半乳糖作為誘導(dǎo)劑分子結(jié)合阻遏蛋白，使蛋白構(gòu)象變化，導(dǎo)致阻遏蛋白與O序列解離，發(fā)生轉(zhuǎn)錄。（二）阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)圖解12/11/2022114DepartmentofBiochemistry沒有乳糖存在時，lac操縱子處于阻遏狀態(tài)。I序列表達(dá)的l當(dāng)沒有葡萄糖及cAMP濃度較高時，cAMP與CAP結(jié)合，這時CAP結(jié)合在lac啟動序列附近的CAP位點(diǎn)，可刺激RNA轉(zhuǎn)錄活性。當(dāng)有葡萄糖存在時，cAMP濃度較低，cAMP與CAP結(jié)合受阻，lac操縱子表達(dá)下降。（三）CAP的正性調(diào)節(jié)圖解12/11/2022115DepartmentofBiochemistry當(dāng)沒有葡萄糖及cAMP濃度較高時，cAMP與CAP結(jié)合，這Lac阻遏蛋白負(fù)性調(diào)節(jié)與cAMP正性調(diào)節(jié)兩種機(jī)制協(xié)調(diào)合作單獨(dú)存在乳糖時，細(xì)菌利用乳糖作為能源。當(dāng)葡萄糖和乳糖共同存在時，細(xì)菌首先利用葡萄糖作為能源物質(zhì)。這時，葡萄糖通過降低cAMP濃度，阻礙cAMP與CAP結(jié)合而抑制lac操縱子轉(zhuǎn)錄，使細(xì)菌只能利用葡萄糖。葡萄糖對lac操縱子的阻遏作用稱分解代謝阻遏(catabolicrepression)。

（四）協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)圖解12/11/2022116DepartmentofBiochemistryLac阻遏蛋白負(fù)性調(diào)節(jié)與cAMP正性調(diào)節(jié)兩種機(jī)制協(xié)調(diào)合作單獨(dú)三、原核生物轉(zhuǎn)錄終止調(diào)節(jié)大腸桿菌中存在兩種主要的轉(zhuǎn)錄終止機(jī)制：依賴Rho因子的轉(zhuǎn)錄終止不依賴Rho因子的轉(zhuǎn)錄終止大腸桿菌中存在兩種終止調(diào)節(jié)方式：衰減抗終止12/11/2022117DepartmentofBiochemistry三、原核生物轉(zhuǎn)錄終止調(diào)節(jié)大腸桿菌中存在兩種主要的轉(zhuǎn)錄終止機(jī)制四、原核生物翻譯水平調(diào)節(jié)（一）蛋白質(zhì)分子結(jié)合于啟動序列或啟動序列周圍進(jìn)行自我調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合mRNA靶位點(diǎn)，阻止核蛋白體識別翻譯起始區(qū)，阻斷翻譯調(diào)節(jié)蛋白一般作用于自身mRNA，抑制自身的合成，稱自我控制(autogenouscontrol)。12/11/2022118DepartmentofBiochemistry四、原核生物翻譯水平調(diào)節(jié)（一）蛋白質(zhì)分子結(jié)合于啟動序列或啟動（二）反義RNA對翻譯的調(diào)節(jié)作用調(diào)節(jié)RNA－調(diào)節(jié)基因表達(dá)的RNA分子反義RNA含有與特定mRNA翻譯起始部位互補(bǔ)的序列，通過與mRNA雜交，阻斷30S小亞基對起始密碼的識別以及與SD序列的結(jié)合，抑制翻譯起始。稱為反義控制(antisensecontrol)。12/11/2022119DepartmentofBiochemistry（二）反義RNA對翻譯的調(diào)節(jié)作用調(diào)節(jié)RNA－調(diào)節(jié)基因表達(dá)的R附：其它轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)機(jī)制轉(zhuǎn)錄衰減（attenuation）色氨酸操縱子是一種阻遏型操縱子當(dāng)有色氨酸結(jié)合阻遏蛋白時，阻遏蛋白構(gòu)象改變可結(jié)合O序列，阻斷基因轉(zhuǎn)錄基因重組SOS反應(yīng)衰減重組SOS12/11/2022120DepartmentofBiochemistry附：其它轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)機(jī)制轉(zhuǎn)錄衰減（attenuation）衰減重一、真核基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（一）真核基因組結(jié)構(gòu)龐大第四節(jié)真核基因表達(dá)調(diào)節(jié)哺乳類動物基因組DNA約3×109堿基對人基因組編碼基因約有3～4個（2～2.5萬），其中60％存在可變剪接。編碼序列僅占總長的1%rDNA等重復(fù)基因約占5%~10%12/11/2022121DepartmentofBiochemistry一、真核基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（一）真核基因組結(jié)構(gòu)龐大第四節(jié)真核（二）單順反子(monocistron)即一個編碼基因轉(zhuǎn)錄生成一個mRNA分子，經(jīng)翻譯生成一條多肽鏈。（三）重復(fù)序列單拷貝序列（一次或數(shù)次）高度重復(fù)序列（106次）中度重復(fù)序列（103~104次）多拷貝序列（四）基因不連續(xù)性12/11/2022122DepartmentofBiochemistry（二）單順反子(monocistron)即一個編碼基因轉(zhuǎn)錄二、真核基因表達(dá)調(diào)控特點(diǎn)（一）RNA聚合酶有三種，分別負(fù)責(zé)三種RNA轉(zhuǎn)錄。（二）轉(zhuǎn)錄激活狀態(tài)的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)明顯變化1.對核酸酶敏感活化基因常有超敏位點(diǎn)，位于調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合位點(diǎn)附近。12/11/2022123DepartmentofBiochemistry二、真核基因表達(dá)調(diào)控特點(diǎn)（一）RNA聚合酶（二）轉(zhuǎn)錄激活狀態(tài)2.DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化天然雙鏈DNA均以負(fù)性超螺旋構(gòu)象存在；基因活化后RNA-pol正超螺旋負(fù)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(dá)程度呈反比。12/11/2022124DepartmentofBiochemistry2.DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化天然雙鏈DNA均以負(fù)性超螺旋構(gòu)象存在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H3、H4發(fā)生乙?；?、甲基化或磷酸化修飾④H3組蛋白巰基暴露組蛋白修飾對于基因表達(dá)影響的機(jī)制也包括兩種相互包容的理論。即：組蛋白的修飾直接影響染色質(zhì)或核小體的結(jié)構(gòu)，以及化學(xué)修飾征集了其他調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)，為其他功能分子與組蛋白結(jié)合搭建了一個平臺。這些理論構(gòu)成了“組蛋白密碼”的假說。12/11/2022125DepartmentofBiochemistry4.組蛋白變化①富含Lys組蛋白水平降低組蛋白修飾組蛋白修飾對染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的影響組蛋白氨基酸殘基位點(diǎn)修飾類型功能H3Lys-4甲基化激活H3Lys-9甲基化染色質(zhì)濃縮H3Lys-9甲基化DNA甲基化所必需H3Lys-9乙?；せ頗3Ser-10磷酸化激活H3Lys-14乙?；乐筁ys-9的甲基化H3Lys-79甲基化端粒沉默H4Arg-3甲基化H4Lys-5乙酰化裝配H4Lys-12乙?；b配H4Lys-16乙?；诵◇w裝配H4Lys-16乙?；疐lyX激活12/11/2022126DepartmentofBiochemistry組蛋白修飾對染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的影響組蛋白氨基酸殘基位點(diǎn)修飾類（三）正性調(diào)節(jié)占主導(dǎo)（四）轉(zhuǎn)錄與翻譯分隔進(jìn)行（五）轉(zhuǎn)錄后修飾、加工更為復(fù)雜采用正性調(diào)節(jié)機(jī)制更精確：采用多種正性調(diào)節(jié)元件、正性調(diào)節(jié)蛋白可提高基因表達(dá)調(diào)節(jié)的特異性和精確性。采用負(fù)性調(diào)節(jié)不經(jīng)濟(jì)：在正性調(diào)節(jié)中，大多數(shù)基因不結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白，所以是沒有活性的；只要細(xì)胞表達(dá)一組激活蛋白時，相關(guān)靶基因即可被激活。轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核，翻譯在細(xì)胞漿。因此，轉(zhuǎn)錄與翻譯產(chǎn)物的分布、定位等環(huán)節(jié)均可以被調(diào)控。12/11/2022127DepartmentofBiochemistry（三）正性調(diào)節(jié)占主導(dǎo)（四）轉(zhuǎn)錄與翻譯分隔進(jìn)行（五）轉(zhuǎn)錄后修飾三、RNApolⅠ和polⅢ的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)（一）RNApolⅠ轉(zhuǎn)錄體系的控制RNAPolI的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物只有rRNA前體，經(jīng)剪接修飾生成除5SrRNA外的各種rRNA。啟動子元件包括：核心元件(coreelement)或核心啟動子(corepromoter)和上游控制元件(upstreamcontrolelement,UCE)。轉(zhuǎn)錄因子包括：上游結(jié)合因子（UBF1）、選擇性因子1（SL1）12/11/2022128DepartmentofBiochemistry三、RNApolⅠ和polⅢ的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)（一）RNA（二）RNApolⅢ轉(zhuǎn)錄體系的控制RNAPolIII的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物：多種小分子RNA，包括tRNA、5SrRNA和一部分小核RNA。啟動子位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)下游（即轉(zhuǎn)錄區(qū)內(nèi)），稱內(nèi)部控制區(qū)(internalcontrolregions,ICR)。轉(zhuǎn)錄起始需多種轉(zhuǎn)錄因子12/11/2022129DepartmentofBiochemistry（二）RNApolⅢ轉(zhuǎn)錄體系的控制RNAPolII四、RNApolⅡ的轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)節(jié)RNApolⅡ轉(zhuǎn)錄生成所有mRNA前體及大部分snRNA參與的DNA調(diào)控序列和轉(zhuǎn)錄因子復(fù)雜的多按功能特性，真核基因順式作用元件分為三種：啟動子、增強(qiáng)子、沉默子（一）順式作用元件影響基因轉(zhuǎn)錄活性12/11/2022130DepartmentofBiochemistry四、RNApolⅡ的轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)節(jié)RNApolⅡ1.啟動子真核基因啟動子是RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)周圍的一組轉(zhuǎn)錄控制組件，至少包括一個轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)以及一個以上的功能組件。TATA盒GC盒CAAT盒12/11/2022131DepartmentofBiochemistry1.啟動子真核基因啟動子是RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)周圍的一組轉(zhuǎn)2.增強(qiáng)子(enhancer)指遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)、決定基因的時間、空間特異性、增強(qiáng)啟動子轉(zhuǎn)錄活性的DNA序列。其發(fā)揮作用的方式通常與方向、距離無關(guān)。增強(qiáng)子也由若干功能元件組成。酵母中的上游激活序列（UASs）。某些基因的負(fù)性調(diào)節(jié)元件，當(dāng)其結(jié)合特異蛋白因子時，對基因轉(zhuǎn)錄起阻遏作用。3.沉默子(silencer)12/11/2022132DepartmentofBiochemistry2.增強(qiáng)子(enhancer)指遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)、決定基因的（二）反式作用因子－重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白1.轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子分類

按功能特性分為：

基本轉(zhuǎn)錄因子（generaltranscriptionfactors）是RNA聚合酶結(jié)合啟動子所必需的一組蛋白因子決定三種RNA(mRNA、tRNA及rRNA)轉(zhuǎn)錄的類別主要參與RNA聚合酶與轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)附近的DNA特異序列形成穩(wěn)定的轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物。

特異轉(zhuǎn)錄因子（specialtranscriptionfactors）為個別基因轉(zhuǎn)錄所需，決定該基因的時間、空間特異性表達(dá)。有轉(zhuǎn)錄激活因子和轉(zhuǎn)錄抑制因子兩種。12/11/2022133DepartmentofBiochemistry（二）反式作用因子－重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白1.轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子2.轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子結(jié)構(gòu)包括三個結(jié)構(gòu)區(qū)域：

DNA結(jié)合域轉(zhuǎn)錄激活域TF蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)結(jié)合域（二聚化結(jié)構(gòu)域）谷氨酰胺富含域酸性激活域脯氨酸富含域12/11/2022134DepartmentofBiochemistry2.轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子結(jié)構(gòu)包括三個結(jié)構(gòu)區(qū)域：DNA結(jié)合域最常見的DNA結(jié)合域1.鋅指(zincfinger)C——CysH——His常結(jié)合GC盒圖示12/11/2022135DepartmentofBiochemistry最常見的DNA結(jié)合域1.鋅指(zincfinger)C2.堿性α-螺旋常結(jié)合CAAT盒12/11/2022136DepartmentofBiochemistry2.堿性α-螺旋常結(jié)合CAAT盒12/10/2022503.堿性亮氨酸拉鏈

（bZIP）

堿性螺旋-環(huán)-螺旋

（bHLH）等圖示12/11/2022137DepartmentofBiochemistry3.堿性亮氨酸拉鏈

（bZIP）

堿性螺旋-環(huán)（三）mRNA轉(zhuǎn)錄激活－起始復(fù)合物形成polⅡTFⅡHTAFTFⅡFTAFTAFTFⅡATFⅡBTBP真核RNA聚合酶Ⅱ在轉(zhuǎn)錄因子幫助下，形成的轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物TATADNATBP相關(guān)因子EBP增強(qiáng)子結(jié)合蛋白12/11/2022138DepartmentofBiochemistry（三）mRNA轉(zhuǎn)錄激活－起始復(fù)合物形成polⅡTFⅡHTA真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)是復(fù)雜的、多樣的*不同的DNA元件組合可產(chǎn)生多種類型的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)方式；*多種轉(zhuǎn)錄因子又可結(jié)合相同或不同的DNA元件。*轉(zhuǎn)錄因子與DNA元件結(jié)合后，對轉(zhuǎn)錄激活過程所產(chǎn)生的效果各異，有正性調(diào)節(jié)或負(fù)性調(diào)節(jié)之分。12/11/2022139DepartmentofBiochemistry真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)是復(fù)雜的、多樣的*不同的DNA元件組合可產(chǎn)生五、RNApolⅡ的轉(zhuǎn)錄終止的調(diào)節(jié)（一）HIV基因組轉(zhuǎn)錄終止調(diào)節(jié)HIV基因的有效表達(dá)需要病毒蛋白Tat，它是一種抗終止蛋白。Tat與轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物5’特異RNA序列結(jié)合，并與宿主蛋白質(zhì)、RNApolⅡ相互作用，在延長中的RNA形成特定的二級結(jié)構(gòu)，阻止HIV基因組轉(zhuǎn)錄提早終止。12/11/2022140DepartmentofBiochemistry五、RNApolⅡ的轉(zhuǎn)錄終止的調(diào)節(jié)（一）HIV基因組（二）熱休克蛋白基因的轉(zhuǎn)錄終止調(diào)節(jié)在應(yīng)激條件下，細(xì)胞作出一系列反應(yīng)，包括暫時性停止大多數(shù)基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯，啟動一套能夠提高細(xì)胞生存能力的蛋白質(zhì)即熱休克蛋白（heatshockprotein，HSP）的基因轉(zhuǎn)錄等。熱休克時，熱休克轉(zhuǎn)錄因子（HSTF）轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚誀顟B(tài)－－基因快速誘導(dǎo)表達(dá)。12/11/2022141DepartmentofBiochemistry（二）熱休克蛋白基因的轉(zhuǎn)錄終止調(diào)節(jié)在應(yīng)激條件下，細(xì)胞作出一系六、轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)節(jié)（一）hnRNA加工成熟的調(diào)節(jié)加工過程包括加帽、加尾、剪接、堿基修飾和編輯等。（二）mRNA運(yùn)輸、胞漿內(nèi)穩(wěn)定性的調(diào)節(jié)通過與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核蛋白體復(fù)合物(ribonucleoprotein,RNP)進(jìn)行。高等真核細(xì)胞mRNA半壽期較原核長，一般為幾小時；半壽期可影響蛋白質(zhì)合成量穩(wěn)定性可調(diào)節(jié)的mRNA，可能含有與特異蛋白質(zhì)相互作用的反應(yīng)元件，影響降解速度12/11/2022142DepartmentofBiochemistry六、轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)節(jié)（一）hnRNA加工成熟的調(diào)節(jié)12/10七、翻譯水平以及翻譯后階段的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)點(diǎn)主要在蛋白質(zhì)合成的起始和延長階段；以起始階段為主（一）翻譯起始因子（eIF）活性的調(diào)節(jié)磷酸化調(diào)節(jié)（二）RNA結(jié)合蛋白（RBP）的調(diào)節(jié)RBP是指那些能與RNA特異序列結(jié)合的蛋白質(zhì)RBP參與基因表達(dá)的許多調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，如：轉(zhuǎn)錄終止、RNA剪切、RNA轉(zhuǎn)運(yùn)、RNA胞漿穩(wěn)定性的控制、翻譯起始等等12/11/2022143DepartmentofBiochemistry七、翻譯水平以及翻譯后階段的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)點(diǎn)主要在蛋白質(zhì)合成的起始（三）對翻譯產(chǎn)物水平及活性的調(diào)節(jié)新合成蛋白質(zhì)的半衰期長短是決定蛋白質(zhì)生物學(xué)功能的重要影響因素。通過對新生肽鏈的水解和運(yùn)輸，可以控制蛋白質(zhì)的濃度在特定的部位或亞細(xì)胞器保持在合適的水平。許多蛋白質(zhì)需要在合成后經(jīng)過特定的修飾才具有功能活性。如磷酸化、甲基化、?；揎棥⒌鹊?，可以達(dá)到調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)功能的作用。12/11/2022144DepartmentofBiochemistry（三）對翻譯產(chǎn)物水平及活性的調(diào)節(jié)新合成蛋白質(zhì)的半衰期長短是決（四）小分子RNA對基因表達(dá)的調(diào)節(jié)非編碼RNA（non-codingRNA,ncRNA）：微小RNA（microRNA,miRNA）小干擾RNA（smallinterferingRNA,siRNA）細(xì)胞核小分子RNA（snRNA）核仁小分子RNA（snoRNA）核酶（ribosome），等等RNA組學(xué)（RNomics）：研究細(xì)胞內(nèi)所有小分子RNA的種類、結(jié)構(gòu)和功能12/11/2022145DepartmentofBiochemistry（四）小分子RNA對基因表達(dá)的調(diào)節(jié)非編碼RNA（non-co1．微小RNA(microRNA,miRNA)是一大家族小分子非編碼單鏈RNA，長度約20~25個堿基，由一段具有發(fā)夾環(huán)結(jié)構(gòu)、長度為70~90個堿基的單鏈RNA前體(pre-miRNA)經(jīng)Dicer酶剪切后形成。成熟的miRNA與其他蛋白質(zhì)一起組成RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體（RNA-inducedsilencingcomplex，RISC），通過與其靶mRNA分子的3’非編碼區(qū)域（3’-UTR）互補(bǔ)配對，抑制該mRNA翻譯。12/11/2022146DepartmentofBiochemistry1．微小RNA(mi