真核生物基因表達調控

第七章真核生物基因表達調控真核生物基因的表達調控系統(tǒng)遠比原核生物復雜。真核生物基因調控可分為兩大類，第一類是瞬時調控或稱可逆性調控，它相當于原核細胞對環(huán)境條件變化所做出的反應，包括某種底物或激素水平升降，或細胞周期不同階段酶活性的調節(jié)；第二類是發(fā)育調控或稱不可逆調控，是真核基因調控的精髓部分，它決定了真核細胞生長、分化、發(fā)育的進程。原核生物真核生物操縱元調控。

多樣化調控，更為復雜。

基因組小，大腸桿菌：總長4.6×106bp,編碼4288個基因,每個基因約1100bp。

基因組大，人類基因組全長3×109bp，編碼10萬個基因，其余為重復序列。

基因分布在同一染色體上，操縱元控制。

DNA與組蛋白結合成染色質，染色質的變化調控基因表達；基因分布在不同的染色體上，存在不同染色體間基因的調控問題。

適應外界環(huán)境，操縱元調控表達。

基因差別表達是細胞分化和功能的核心。

轉錄和翻譯同時進行，大部分為轉錄水平調控。

轉錄和翻譯在時間和空間上均不同，從DNA到蛋白質的各層次上都有調控，但多數(shù)為轉錄水平調控真核生物與原核生物的調控差異一、真核基因組的復雜性與原核生物比較，真核生物的基因組更為復雜，可列舉如下:真核基因組比原核基因組大得多，大腸桿菌基因組約4×106bp，哺乳類基因組在109bp數(shù)量級，比細菌大千倍；大腸桿菌約有4000個基因，人則約有10萬個基因。

真核生物主要的遺傳物質與組蛋白等構成染色質，被包裹在核膜內(nèi)，核外還有遺傳成分(如線粒體DNA等)，這就增加了基因表達調控的層次和復雜性。原核生物的基因組基本上是單倍體，而真核基因組是二倍體

;細菌多數(shù)基因按功能相關成串排列，組成操縱元的基因表達調控的單元，共同開啟或關閉，轉錄出多順反子(polycistron)的mRNA；真核生物則是一個結構基因轉錄生成一條mRNA，即mRNA是單順反子(monocistron)，基本上沒有操縱元的結構，而真核細胞的許多活性蛋白是由相同和不同的多肽形成的亞基構成的，這就涉及到多個基因協(xié)調表達的問題，真核生物基因協(xié)調表達要比原核生物復雜得多。

原核基因組的大部分序列都為基因編碼，而核酸雜交等實驗表明：哺乳類基因組中僅約10%的序列為蛋白質、rRNA、tRNA等編碼，其余約90%的序列功能至今還不清楚。原核生物的基因為蛋白質編碼的序列絕大多數(shù)是連續(xù)的，而真核生物為蛋白質編碼的基因絕大多數(shù)是不連續(xù)的，即有外顯子(exon)和內(nèi)含子(intron)，轉錄后需經(jīng)剪接(splicing)去除內(nèi)含子，才能翻譯獲得完整的蛋白質，這就增加了基因表達調控的環(huán)節(jié)。

原核基因組中除rRNA、tRNA基因有多個拷貝外，重復序列不多。哺乳動物基因組中則存在大量重復序列(repetitivesequences)。

二、真核基因表達調控的特點與原核生物比較它具有一些明顯的特點：(一)真核基因表達調控的環(huán)節(jié)更多基因表達是基因經(jīng)過轉錄、翻譯、產(chǎn)生有生物活性的蛋白質的整個過程。同原核生物一樣，轉錄依然是真核生物基因表達調控的主要環(huán)節(jié)。但真核基因轉錄發(fā)生在細胞核(線粒體基因的轉錄在線粒體內(nèi))，翻譯則多在胞漿，兩個過程是分開的，因此其調控增加了更多的環(huán)節(jié)和復雜性，轉錄后的調控占有了更多的分量?！舳嗉壵{控DNA水平基因丟失基因擴增基因重排甲基化修飾染色質的結構狀態(tài)RNA水平轉錄水平調控RNA的轉錄后加工mRNA向胞漿轉運mRNA穩(wěn)定性蛋白質水平翻譯過程翻譯后加工蛋白質的穩(wěn)定性真核生物調控的特征◆基因表達以正調控為主◆轉錄與翻譯在不同的區(qū)域進行◆無操縱子和衰減子◆個體發(fā)育復雜◆受環(huán)境影響較小三、DNA水平的調控（一）染色質結構對基因表達的影響真核基因的轉錄與染色質的結構變化相關。真核基因組DNA絕大部分都在細胞核內(nèi)與組蛋白等結合成染色質，染色質的結構、染色質中DNA和組蛋白的結構狀態(tài)都影響轉錄。染色體(chromosome):細胞在有絲分裂或減數(shù)分裂過程中,由染色質聚縮而成的棒狀結構。染色質（chromatin）:間期細胞核內(nèi)由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成的線性復合結構,是間期細胞遺傳物質存在的形式。

常染色質(euchromatin):壓縮程度低,伸展狀態(tài),著色淺異染色質(heterochromatin)：壓縮程度高,聚縮狀態(tài),著色深結構異染色質(constitutiveheterochromatin)兼性異染色質(facultativeheterochromatin)結構異染色質，除復制期以外，在整個細胞周期均處于聚縮狀態(tài)，形成多個染色中心。結構異染色質的特征：在中期染色體上多定位于著絲粒區(qū)、端粒、次縊痕及染色體臂的某些節(jié)段；由相對簡單、高度重復的DNA序列構成,如衛(wèi)星DNA；具有顯著的遺傳惰性,不轉錄也不編碼蛋白質；在復制行為上與常染色質相比表現(xiàn)為晚復制早聚縮兼性異染色質在某些細胞類型或一定的發(fā)育階段,原來的常染色質聚縮,并喪失基因轉錄活性,變?yōu)楫惾旧|，如X染色體隨機失活。異染色質化可能是關閉基因活性的一種途徑。◆異染色質化哺乳動物的劑量補償（dosageconpensation）雌性哺乳動物X染色體的失活巴爾小體（Barrbody）L.Barr(1949年)通過巴氏小體檢查可確定胎兒性別和查出性染色體異常的患者，如克氏（Klinefelter′s）綜合征患者外貌為男性，但有一個巴氏小體，可判定患者的核型是47，XXY；而外表為女性的特納氏（Turner's）綜合征患者卻無巴氏小體，故判斷患者的核型是45，XO。其他性染色體異常的患者如XXY、XXYY有1個巴氏小體，而XXX、XXXY有2個巴氏小體等。

◆1961,MaryLyon提出了萊昂假說(Lyonhypothesiis)◆巴爾小體是一個失活的X染色體；◆在哺乳動物中，雌性個體細胞中的兩個X染色體中有一個X染色體在受精后的第16天（受精卵增殖到5000-6000，植入子宮壁時）失活；◆兩條X染色體中哪一條失活是隨機的；◆X染色體失活后,細胞繼續(xù)分裂形成的克隆中,此條染色體都是失活的；◆生殖細胞形成時失活的X染色體可得到恢復?！?974年Lyon又提出了新萊昂假說認為X染色體的失活是部分片段的失活◆實驗證據(jù):

◆無汗性外胚層發(fā)育不良(anhidroticectodermaldysplasia)

◆三色貓

◆G-6-PDHanhidroticectodermaldysplasia

無汗性外胚層發(fā)育不良毛發(fā)稀少牙齒異常無汗/少汗表皮和附件異常XbXBb橙色B黑色三色貓三色貓6-磷酸葡糖脫氧酶(G-6-PD)的測定G-6-PD有A，B兩種類型，二者之間只有一個氨基酸的差異，但電泳帶的遷移率不同，A帶比B帶移動得快一點。它們分別由一對等位基因GdA和GdB編碼的。(二)DNase的敏感性和基因表達組蛋白的作用：組蛋白與DNA結合阻止DNA上基因的轉錄，去除組蛋白基因又能夠轉錄。組蛋白是堿性蛋白質，帶正電荷，可與DNA鏈上帶負電荷的磷酸基相結合，從而遮蔽了DNA分子，妨礙了轉錄，可能扮演了非特異性阻遏蛋白的作用；染色質中的非組蛋白成分具有組織細胞特異性，可能消除組蛋白的阻遏，起到特異性的去阻遏促轉錄作用。轉錄活躍的區(qū)域也常缺乏核小體的結構。這些都表明核小體結構影響基因轉錄。轉錄活躍區(qū)域對核酸酶作用敏感度增加?；钴S進行轉錄的染色質區(qū)域受DNaseⅠ消化常出現(xiàn)100－200bp的DNA片段，且長短不均一，說明其DNA受組蛋白掩蓋的結構有變化，出現(xiàn)了對DNaseⅠ高敏感點(hypersensitivesite)。

含有轉錄活性基因的染色質區(qū)域對DNaseⅠ降解的敏感性要比無轉錄活性區(qū)域高得多。這是由于此區(qū)域染色質的DNA-蛋白質結構變得松散，DNaseⅠ易于接觸到DNA之故雞的珠蛋白和卵清蛋白系統(tǒng):雞胚紅細胞珠蛋白基因+-卵清蛋白基因-+雞輸卵管細胞超敏感區(qū)域（hypersensitiveregion）或超敏感位點（hypersensitivesite)一般在轉錄起始點附近，即5′端啟動子區(qū)域，少部分位于其它部位如轉錄單元的下游。超敏感位點是一段長200bp左右的DNA序列，這些區(qū)域是低甲基化區(qū)；并可能有局部解鏈的存在；不存在核小體結構或結構不同尋常，此區(qū)因DNA的裸露易和多種酶或特異的蛋白質結合，也就是說易于和反式作用因子結合。染色質對DNaseⅠ的敏感性與2種非組蛋白有關，那就是高泳動蛋白14（HMG14，high-mobilitygroup）和HMG17，這是兩種高豐富度小分子量（30KDa）的蛋白，活化染色質中每10個核小體就結合一個HMG分子，當從紅細胞中提出這兩種蛋白時，珠蛋白基因不再對DNaseⅠ出現(xiàn)敏感，當將這兩種蛋白重新加入到此系統(tǒng)中，敏感性又可得到恢復。HMG蛋白的C端含活性氨基酸，可與核小體核心組蛋白的堿性區(qū)域相結合。HMG蛋白的N端1/3的區(qū)域氨基酸序列與H1和H5的C端十分相似。而HMG在核小體上位置與H1相近，HMG和組蛋白相互作用。可以競爭性取代H1或H5，核小體缺乏H1和H5將使染色質變得松散，成為具有轉錄活性的狀態(tài)。(三)基因擴增◆定義細胞內(nèi)某些特定基因的拷貝數(shù)專一性的大量增加◆作用滿足特定階段生命活動的需要◆例子:

組織中整個染色體組都進行擴增：在雙翅目昆蟲[如果蠅（D.melanogaster）]的唾腺中，細胞不分裂但染色體卻多輪復制，產(chǎn)生巨大的多線染色體（polytennechromosomes）（含多于1000條染色單體）發(fā)育中的編程擴增特定的基因簇的染色體外擴增特定的基因簇原位擴增哺乳動物培養(yǎng)細胞中定向基因的應激性擴增polytennechromosomes特定的基因簇的染色體外擴增兩棲類和昆蟲卵母細胞rRNA基因的擴增非洲爪蟾的18S、5.8S和28SrDNA的串聯(lián)重復單位，它們成簇存在，形成核仁形成區(qū)?？墒窃诼涯讣毎衦DNA串聯(lián)重復單位被剪切下來后環(huán)化，以滾環(huán)復制的形式進行擴增，使拷貝數(shù)擴大了1000倍以上。卵母細胞的核中有數(shù)以千計大小不等的核仁。每個核仁含有大小不同的環(huán)狀rDNA，它是染色體上18S和28SrDNA的串聯(lián)重復單位經(jīng)滾環(huán)復制從染色體上釋放出來的。DNA的這種擴增的過程尚不完全清楚。此DNA的環(huán)產(chǎn)生rRNA，組裝成核糖體，儲備在核仁中到減數(shù)分裂時再釋放出來。特定的基因簇原位擴增在黑腹果蠅的發(fā)育中，卵殼蛋白基因不被剪切，在表達之前，通過復制的重疊環(huán)而被擴增。特定的基因簇原位擴增：在黑腹果蠅的發(fā)育中在基因組中通過復制的重疊環(huán)而被擴增。卵殼蛋白是由多倍體的卵泡細胞合成和分泌的。昆蟲的卵殼基因成簇排列，在黑腹果蠅中已鑒別出兩組。在卵泡中其中一組位于X染色體上的基因，在表達之前經(jīng)4次重復，擴增了16倍；另一組基因在第Ⅲ染色體上，它們經(jīng)6次重復，擴增了64倍。在這兩組中，擴增區(qū)域延伸到卵殼基因另一側約4550kb。擴增最多的區(qū)域是在卵殼基因周圍約20kb的區(qū)域。產(chǎn)生一系列的協(xié)同擴增子(concentricamplicons)。這樣通過在卵泡細胞中選擇性擴增來滿足在短期中對卵殼蛋白的大量需要.卵泡細胞中選擇性擴增來滿足在短期中對卵殼蛋白的大量需要哺乳動物培養(yǎng)細胞中定向基因的應激性擴增某些試劑可使那些對其產(chǎn)生抗性的基因大量擴增

dhfr基因二氫葉酸還原酶(DHFR)氨甲喋呤（methotrexate）均勻染色區(qū)（homogeneouslystainingregion,HSR）雙微體(double-minutechromosomes)均勻染色區(qū)

（homogeneouslystainingregion,HSR）

在高抗性細胞的染色體中，可以觀察到擴增區(qū)域形成一延伸的染色體帶稱均勻染色區(qū)（homogeneouslystainingregion,HSR）雙微體(double-minutechromosomes)

染色體外的拷貝是怎樣產(chǎn)生？兩種可能：復制的附加環(huán)可能在dhfr基因附近起始，然后通過dhfr拷貝之間的非同源重組而產(chǎn)生或是等位基因之間的非同源重組來起始這個過程。額外的拷貝可能是通過類似于重組的事件將其從染色體釋放出來(四)基因重排◆定義改變基因組中有關基因序列結構(片斷水平的拼接)，使相距很遠的片斷靠近◆作用調控基因差別表達◆例子:B淋巴細胞基因重排Ｌ.Ｐaulinng指令學說Ｆ.M.Ｂurnet克隆選擇學說Ｗ.T.Dreyer

和J.C.Bennett體細胞重組Mozumi,N.和利根川進(Tonegawa,S.)當B細胞發(fā)育時，一個特殊的L-VK片段和其中一個JK連接，再和CK連接，然后轉錄，切除內(nèi)含子，成為成熟的mRNA每家族位于不同的染色體上，而由自己的一套V基因和C基因構成。在任何動物中每家族的V基因和C基因都隔開一段距離，這種排列的方式稱為胚系（germline）模式，在生殖細胞中和除了免疫系統(tǒng)外的所有體細胞中都是按此排列。-----酵母MAT序列的轉換1、酵母結合型的轉變---DNA序列的代換，而不是互換---依賴于序列的同源性（被代換的序列命運是被降解調---突變試驗）2、

同源序列

匣子WXYZ1Z2totalHML723704747239882501MAT723704747239882501MATa723704642239882369HMRa7046422398815853、轉換過程?內(nèi)切酶(HO)識別、切割--Y/Z1交界處---起始MAT序列的轉換(雙鏈斷裂)［HM匣子受Sir阻遏蛋白的保護］①?Y區(qū)域被降解，直到Yα和Ya相同的部分或一直到X區(qū)域①②?四個斷頭侵入供體匣子的同源部分并與其中互補鏈配對?以供體DNA為模板復制Y區(qū)域，holliday結構形成③④?Holliday結構的拆分，產(chǎn)生新的MAT匣子和這次轉換中的供體匣子真核DNA中的胞嘧啶約有5%被甲基化為5-甲基胞嘧啶(5methylcytidine,m5C)，而活躍轉錄的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′側區(qū)的CG序列中，實驗表明這段序列甲基化可使其后的基因不能轉錄，甲基化可能阻礙轉錄因子與DNA特定部位的結合從而影響轉錄。(五）甲基化與基因活性的調控◆DNA甲基化是最早發(fā)現(xiàn)的修飾途徑之一,可能存在于所有高等生物中,DNA甲基化能關閉某些基因的活性,去甲基化誘導了基因的重新活化和表達◆DNA甲基化的主要形式：CpG◆CGislands高等真核生物中包含未甲基化CpG雙核甘酸序列遠低于其理論值.通常成串出現(xiàn)在隨時準備好轉錄或轉譯的脫氧核糖核酸中◆甲基化酶日常型（mainteance）：從頭合成型（denovosynthesis）◆DNA甲基化抑制基因轉錄的機理DNA甲基化導致某些區(qū)域DNA構象變化，影響蛋白質與DNA的相互作用；抑制轉錄因子與啟動區(qū)DNA的結合效率。用組蛋白Hl與含CCGG序列的甲基化和非甲基化DNA實驗后發(fā)現(xiàn)：甲基化達到一定程度時會發(fā)生從常規(guī)的B-DNA向Z-DNA的過渡。又由于Z-DNA結構收縮，螺旋加深，使許多蛋白質因子賴以結合的元件縮入大溝而不利于基因轉錄的起始。用序列相同但甲基化水平不同的DNA為材料，比較其作為RNA聚合酶轉錄模板的活性，發(fā)現(xiàn)甲基的引入不利于模板與RNA聚合酶的結合，降低了其體外轉錄活性。5-甲基胞嘧啶在DNA上并不是隨機分布的，基因的5'端和3’端往往富含甲基化位點，而啟動區(qū)DNA分子上的甲基化密度與基因轉錄受抑制的程度密切相關。141甲基化的CpG/1.5kb141甲基化的CpG/1.5kb28甲基化的CpG/1.4kb26甲基化的CpG/3.3kb◆DNA甲基化與X染色體失活

X染色體失活中心(X-chromosomeinactivationcenter,Xic)X染色體上存在一個與X染色體失活有密切聯(lián)系的核心部位,定位在Xq13區(qū)（正好是Barr氏小體濃縮部位）。

Xi-specifictranscript(Xist)基因只在失活的X染色體上表達產(chǎn)物是一功能性RNA沒有ORF卻含有大量的終止密碼子XistRNA分子能可能與Xic位點相互作用,引起后者構象變化,易于結合各種蛋白因子,最終導致X染色體失活四、真核基因轉錄水平的調控真核基因表達以正性調控為主：真核RNA聚合酶對啟動子的親和力很低，基本上不依靠自身來起始轉錄，需要依賴多種激活蛋白的協(xié)同作用。真核基因調控中雖然也發(fā)現(xiàn)有負性調控元件，但其存在并不普遍；真核基因轉錄表達的調控蛋白也有起阻遏和激活作用或兼有兩種作用者，但總的是以激活蛋白的作用為主。即多數(shù)真核基因在沒有調控蛋白作用時是不轉錄的，需要表達時就要有激活的蛋白質來促進轉錄。換言之：真核基因表達以正性調控為主導。真核細胞的三種RNA聚合酶(Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ)中，只有RNA聚合酶Ⅱ能轉錄生成mRNA，以下主要討論RNA聚合酶Ⅱ的轉錄調控。(一)順式作用元件(cisactingelements)真核基因的順式調控元件是基因周圍能與特異轉錄因子結合而影響轉錄的DNA序列。其中主要是起正性調控作用的順式作用元件，包括啟動子(promoter)、增強子(enhancer)；近年又發(fā)現(xiàn)起負性調控作用的元件靜止子(silencer)1.啟動子與原核啟動子的含義相同，是指RNA聚合酶結合并啟動轉錄的DNA序列。但真核啟動子間不像原核那樣有明顯共同一致的序列，而且單靠RNA聚合酶難以結合DNA而起動轉錄，而是需要多種蛋白質因子的相互協(xié)調作用，不同蛋白質因子又能與不同DNA序列相互作用，不同基因轉錄起始及其調控所需的蛋白因子也不完全相同，因而不同啟動子序列也很不相同，要比原核更復雜、序列也更長。真核啟動子一般包括轉錄起始點及其上游約100－200bp序列，包含有若干具有獨立功能的DNA序列元件，每個元件約長7－30bp。最常見的哺乳類RNA聚合酶Ⅱ啟動子中的元件序列見表1。元件名稱共同序列結合的蛋白因子名稱分子量結合DNA長度TATAboxTATAAAATBP30,000～10bpGCboxGGGCGGSP-1105,000～20bpCAATboxGGCCAATCTCTF/NF160,000～22bp哺乳類RNA聚合酶Ⅱ啟動子中的元件序列啟動子中的元件可以分為兩種：①核心啟動子元件(corepromoterelement)指RNA聚合酶起始轉錄所必需的最小的DNA序列，包括轉錄起始點及其上游－25/－30bp處的TATA盒。核心元件單獨起作用時只能確定轉錄起始位點和產(chǎn)生基礎水平的轉錄。②上游啟動子元件(upstreampromoterelement)包括通常位于－70bp附近的CAAT盒和GC盒、以及距轉錄起始點更遠的上游元件。這些元件與相應的蛋白因子結合能提高或改變轉錄效率。不同基因具有不同的上游啟動子元件，其位置也不相同，這使得不同的基因表達分別有不同的調控。2.增強子

是一種能夠提高轉錄效率的順式調控元件，最早是在SV40病毒中發(fā)現(xiàn)的長約200bp的一段DNA，可使旁側的基因轉錄提高100倍，其后在多種真核生物，甚至在原核生物中都發(fā)現(xiàn)了增強子。增強子通常占100－200bp長度，也和啟動子一樣由若干組件構成，基本核心組件常為8－12bp，可以單拷貝或多拷貝串連形式存在。增強子的作用有以下特點：①增強子提高同一條DNA鏈上基因轉錄效率，可以遠距離作用，通?？删嚯x1－4kb、個別情況下離開所調控的基因30kb仍能發(fā)揮作用，而且在基因的上游或下游都能起作用。②增強子作用與其序列的正反方向無關，將增強子方向倒置依然能起作用。而將啟動子倒就不能起作用，可見增強子與啟動子是很不相同的。③增強子要有啟動子才能發(fā)揮作用，沒有啟動子存在，增強子不能表現(xiàn)活性。但增強子對啟動子沒有嚴格的專一性，同一增強子可以影響不同類型啟動子的轉錄。例如當含有增強子的病毒基因組整合入宿主細胞基因組時，能夠增強整合區(qū)附近宿主某些基因的轉錄；當增強子隨某些染色體段落移位時，也能提高移到的新位置周圍基因的轉錄。使某些癌基因轉錄表達增強，可能是腫瘤發(fā)生的因素之一。④增強子的作用機理雖然還不明確，但與其他順式調控元件一樣，必須與特定的蛋白質因結合后才能發(fā)揮增強轉錄的作用。增強子一般具有組織或細胞特異性，許多增強子只在某些細胞或組織中表現(xiàn)活性，是由這些細胞或組織中具有的特異性蛋白質因子所決定的。3.靜止子

最早在酵母中發(fā)現(xiàn)，以后在T淋巴細胞的T抗原受體基因的轉錄和重排中證實這種負調控順式元件的存在。目前對這種在基因轉錄降低或關閉中起作用的序列研究還不多，但從已有的例子看到：靜止子的作用可不受序列方向的影響，也能遠距離發(fā)揮作用，并可對異源基因的表達起作用。

(二)反式作用因子(transactingfactors)由不同染色體上基因座位編碼的、能直接或間接地識別或結合在各順式作用元件8一12bP核心序列上并參與調控靶基因轉錄效率的這些結合蛋白．稱作反式作用因子(trans—actingfactor)。它們在轉錄調節(jié)中具有特殊的重要性。這類DNA結合蛋白有多種．能特異性識別這類蛋白的序列也有多種．正是不同的DNA結合蛋白與不同識別序列之間在空間結構上的相互作用，以及蛋白質與蛋白質之間的相互作用，構成了復雜的基因轉錄調控機制的基礎。研究得較多的反式作用因子有Spl、CTF、Ap—1、Ap—2、oct—1、oct—2等。作為蛋白質的轉錄因子從功能上分析其結構可包含有不同區(qū)域：①DNA結合域（DNAbindingdomain），多由60-100個氨基酸殘基組成的幾個亞區(qū)組成；②轉錄激活域（activatingdomain），常由30-100氨基酸殘基組成，這結構域有富含酸性氨基酸、富含谷氨酰胺、富含脯氨酸等不同種類；③連接區(qū)，即連接上兩個結構域的部分。

與DNA結合的轉錄因子大多以二聚體形式起作用，與DNA結合的功能域結構常見有以幾種：①螺旋-轉角-螺旋（helix-turn-helix，HTH）這類結構至少有兩個α螺旋其間由短肽段形成的轉角連接，羧基端的α螺旋為識別螺旋，其氨基酸殘基直接同靶DNA大溝的殘基特異結合，位于另一α螺旋中的氨基酸和DNA中的磷酸戊糖骨架發(fā)生非特異性的結合。常以二聚體形式相連。②鋅指（zincfinger）其結構如下圖所示，每個重復的“指”狀結構約含23個氨基酸殘基，鋅以4個配價鍵與4個半胱氨酸、或2個半胱氨酸和2個組氨酸相結合。整個蛋白質分子可有2-9個這樣的鋅指重復單位。指形突起的肽段含12-13個氨基酸殘基，指形突起嵌入DNA的大溝中，由指形突起或其附近的某些氨基酸側鏈（lys.Arg）與DNA的堿基結合而實現(xiàn)蛋白質與DNA的結合。接觸5個核苷酸。例如與GC盒結合的轉錄因子SP1中就有連續(xù)的3個鋅指重復結構。③堿性-亮氨酸拉鏈（basicleucinezipper，bZIP）可與CCAAT框、病毒的增強子結合。這類結構的肽鏈羧基端的約35個氨基酸殘基有形成α螺旋的特點，其中每隔6個氨基酸就有一個亮氨酸殘基，這就使得這些亮氨酸排成一行，出現(xiàn)于螺旋的同一個方向。由于這類蛋白質都以二聚體形式與DNA上靶位點結合，兩個分子相應的α螺旋之間，靠亮氨酸殘基的疏水作用力形成拉鏈式結構。但亮氨酸拉鏈并不直接結合到DNA上，而是以肽鏈氨基酸富含堿性氨基酸的20-30個氨基酸結構域與DNA結合。若不形成二聚體則對DNA的親和結合力明顯降低。在肝臟、小腸上皮、脂肪細胞和某些腦細胞中有稱為C/EBP家族的一大類蛋白質能夠與CAAT盒和病毒增強子結合，其特征就是能形成bZIP二聚體結構。螺旋-環(huán)-螺旋（helix-loop-helix，HLH）HLH的結構由3部分組成：100-200個羧基端氨基酸殘基可形成兩個雙性的α螺旋，中間由非螺旋的氨基酸環(huán)所連接，螺旋中有以亮氨酸為主體形成的疏水面和以親水性氨基酸殘基組成的另一側親水面，這樣的結構有助于二聚體的形成。α-螺旋N端附近氨基酸也有堿性區(qū)，帶有大量正電荷，當與DNA相靠近時，這些正電荷被DNA的磷酸根離子所中和，形成穩(wěn)定的α螺旋結構，然后結合于DNA雙螺旋的大溝。HLH這種與DNA結合的性質與亮氨酸拉鏈相似。

從上述可見：轉錄調控的實質在于蛋白質與DNA、蛋白質與蛋白質之間的相互作用，構象的變化正是蛋白質和核酸“活”的表現(xiàn)。但對生物大分子間的辨認、相互作用、結構上的變化及其在生命活動中的意義，人們的認識和研究還只在起步階段，其中許多內(nèi)容甚至重要的規(guī)律我們可能至今還一無所知，有待于努力探索。轉錄激活結構域反式作用因子的轉錄激活功能取決于其DNA結合區(qū)域以外的由80到100個氨基酸組成的區(qū)域,此區(qū)即為轉錄活化結構域(transcriptionalactivationdomain)。酸性α一螺旋結構域(acidicα-helixdomain)的結構特點是含有較多的負電荷,并能形成親脂性α一螺旋五、蛋白質的磷酸化、信號轉導及基因表達4.PTK激酶PTK激酶即蛋白酪氨酸激酶，是一類催化ATP上γ-磷酸轉移到蛋白酪氨酸殘基上的激酶，能催化多種底物蛋白質酪氨酸殘基磷酸化，在細胞生長、增殖、分化中具有重要作用。根據(jù)PTK是否存在于細胞膜受體可將其分成非受體型和膜受體型。非受體型以src基因