真核生物基因表達的調控

第10章

真核生物基因表達的調控現(xiàn)在是1頁\一共有112頁\編輯于星期二1單林娜制作10.1真核生物基因表達調控的特點和種類10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控10.4真核基因翻譯水平上的調控Chapter10ControllingoftheGeneExpression現(xiàn)在是2頁\一共有112頁\編輯于星期二2單林娜制作10.1真核生物基因表達調控的特點和種類10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控10.4真核基因翻譯水平上的調控Chapter10ControllingoftheGeneExpression(Parttwo)Contents現(xiàn)在是3頁\一共有112頁\編輯于星期二3單林娜制作10.1真核生物基因表達調控的特點和種類一、真核生物基因表達調控的特點二、真核生物基因表達調控的種類現(xiàn)在是4頁\一共有112頁\編輯于星期二4單林娜制作原核生物的調控系統(tǒng)就是要在一個特定的環(huán)境中為細胞創(chuàng)造高速生長的條件，或使細胞在受到損傷時，盡快得到修復，所以，原核生物基因表達的開關經常是通過控制轉錄的起始來調節(jié)的。真核基因表達調控的最顯著特征是能在特定時間和特定的細胞中激活特定的基因，從而實現(xiàn)"預定"的、有序的、不可逆轉的分化、發(fā)育過程，并使生物的組織和器官在一定的環(huán)境條件范圍內保持正常功能。一、真核生物基因表達調控的特點現(xiàn)在是5頁\一共有112頁\編輯于星期二5單林娜制作真核生物基因表達調控與原核的共同點：基因表達都有轉錄水平和轉錄后的調控，且以轉錄水平調控為最重要；在結構基因上游和下游、甚至內部存在多種調控成分，并依靠特異蛋白因子與這些調控成分的結合與否調控基因的轉錄。10.1真核生物基因表達調控的特點和種類現(xiàn)在是6頁\一共有112頁\編輯于星期二6單林娜制作真核生物基因表達調控與原核的不同點：1、真核基因表達調控的環(huán)節(jié)更多：轉錄與翻譯間隔進行，具有多種原核生物沒有的調控機制；個體發(fā)育復雜，具有調控基因特異性表達的機制。2、真核生物活性染色體結構的變化對基因表達具有調控作用：DNA拓撲結構變化、DNA堿基修飾變化、組蛋白變化；3、正性調節(jié)占主導，且一個真核基因通常有多個調控序列，需要有多個激活物。10.1真核生物基因表達調控的特點和種類現(xiàn)在是7頁\一共有112頁\編輯于星期二7單林娜制作根據其性質可分為兩大類：一是瞬時調控或稱為可逆性調控，它相當于原核細胞對環(huán)境條件變化所做出的反應。瞬時調控包括某種底物或激素水平的升降，及細胞周期不同階段中酶活性和濃度的調節(jié)。二是發(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)育的全部進程。二、真核生物基因表達調控的種類10.1真核生物基因表達調控的特點和種類現(xiàn)在是8頁\一共有112頁\編輯于星期二8單林娜制作根據基因調控在同一事件中發(fā)生的先后次序又可分為：DNA水平調控Replicationalregulation轉錄水平調控transcriptionalregulation轉錄后水平調控posttranscriptionalregulation翻譯水平調控translationalregulation蛋白質加工水平的調控regulationofproteinmaturation10.1真核生物基因表達調控的特點和種類現(xiàn)在是9頁\一共有112頁\編輯于星期二9單林娜制作現(xiàn)在是10頁\一共有112頁\編輯于星期二10單林娜制作10.1真核生物基因表達調控的特點和種類10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控

10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控10.4真核基因翻譯水平上的調控Chapter9ControllingoftheGeneExpression(Parttwo)Contents現(xiàn)在是11頁\一共有112頁\編輯于星期二11單林娜制作一、基因丟失二、基因擴增三、基因重排四、DNA的甲基化與基因調控五、染色質結構與基因表達調控10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控抗體分子的形成Ti質粒轉座子現(xiàn)在是12頁\一共有112頁\編輯于星期二12單林娜制作一、基因丟失丟失一段DNA或整條染色體的現(xiàn)象。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。10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是13頁\一共有112頁\編輯于星期二13單林娜制作圖馬蛔蟲受精卵的早期分裂馬蛔蟲2n＝2，但染色體上有多個著絲粒。第一次卵裂是橫裂，產生上下2個子細胞。第二次卵裂時，一個子細胞仍進行橫裂，保持完整的基因組，而另一個子細胞卻進行縱向分裂，丟失部分染色體。體細胞生殖細胞10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是14頁\一共有112頁\編輯于星期二14單林娜制作840圖小麥癭蚊的染色體丟棄癭蚊卵跟果蠅相似（始核分裂胞質不分裂），其卵的后端含有一種特殊的細胞質極細胞質核→保持了全部40條染色體→生殖細胞其他細胞質區(qū)域核→丟失32條、留8條→體細胞10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是15頁\一共有112頁\編輯于星期二15單林娜制作二、基因擴增基因擴增是指某些基因的拷貝數(shù)專一性增大的現(xiàn)象，它使得細胞在短期內產生大量的基因產物以滿足生長發(fā)育的需要，是基因活性調控的一種方式。如非洲爪蟾卵母細胞中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。10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是16頁\一共有112頁\編輯于星期二16單林娜制作發(fā)育或系統(tǒng)發(fā)生中的倍性增加在植物中普遍存在基因組拷貝數(shù)增加，即多倍性，在植物中是非常普遍的現(xiàn)象。基因組拷貝數(shù)增加使可供遺傳重組的物質增多，這可能構成了加速基因進化、基因組重組和最終物種形成的一種方式。10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是17頁\一共有112頁\編輯于星期二17單林娜制作DNA含量的發(fā)育控制利用流式細胞儀對從擬南芥不同發(fā)育階段的組織中分離到的間期細胞核進行分析，發(fā)現(xiàn)多倍體的DNA含量與組織的成熟程度成正比。對于一給定的物種，C是單倍體基因組中的DNA質量?，F(xiàn)在是18頁\一共有112頁\編輯于星期二18單林娜制作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錄，這種方式被稱為基因重排。通過基因重排調節(jié)基因活性的典型例子是免疫球蛋白結構基因的表達。三、基因重排10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是19頁\一共有112頁\編輯于星期二19單林娜制作產生抗體B細胞體液免疫

經法氏囊(BarsaofFabricius)細胞分裂骨髓

經胸腺調節(jié)免疫應答T細胞細胞免疫殺傷抗原10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是20頁\一共有112頁\編輯于星期二20單林娜制作動物抗體重排人體可產生108以上不同的抗體分子?？贵w是蛋白質，每一種特異抗體具有不同的氨基酸序列。人類基因組中編碼蛋白質的基因大概只有30000個左右。編碼抗體分子需要的基因是人體基因總數(shù)的1000倍!可能嗎？10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是21頁\一共有112頁\編輯于星期二21單林娜制作抗體的基本結構10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是22頁\一共有112頁\編輯于星期二22單林娜制作免疫球蛋白的結構現(xiàn)在是23頁\一共有112頁\編輯于星期二23單林娜制作在人類基因組中，所有抗體的重鏈和輕鏈都不是由固定的完整基因編碼的，而是由不同基因片段經重排后形成的完整基因編碼的。完整的重鏈基因由VH、D、J和C四個基因片斷組合而成。完整的輕鏈基因由VL、J和C3個片段組合而成。10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是24頁\一共有112頁\編輯于星期二24單林娜制作人類基因組中抗體基因片斷

10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是25頁\一共有112頁\編輯于星期二25單林娜制作產生免疫球蛋白分子多樣性的遺傳控制重鏈和輕鏈的不同組合，κ、λ、H；在重鏈中，V、D、J和C片段的組合；κ輕鏈中V和C的組合；λ輕鏈中V、J和C的組合；基因片段之間的連接點也可以在幾個bp的范圍內移動。因此，可以從約300個抗體基因片段中產生109數(shù)量級的免疫球蛋白分子。10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是26頁\一共有112頁\編輯于星期二26單林娜制作現(xiàn)在是27頁\一共有112頁\編輯于星期二27單林娜制作四、DNA的甲基化與基因調控1、DNA的甲基化胞嘧啶被甲基化修飾形成5-甲基胞嘧啶(mC)幾乎所有的mC與其3’的鳥嘌呤以5’mCpG3’的形式存在。當兩條鏈上的胞嘧啶都被甲基化時稱為完全甲基化。一般在復制剛完成時，子鏈上的C呈非甲基化狀態(tài)，稱為半甲基化。5’mCpG3’3’GpCm5’5’mCpG3’3’GpC5’10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是28頁\一共有112頁\編輯于星期二28單林娜制作現(xiàn)在是29頁\一共有112頁\編輯于星期二29單林娜制作在真核生物中，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，CpG島10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是30頁\一共有112頁\編輯于星期二30單林娜制作甲基化位點的檢測特殊的限制性內切酶——同裂酶HpaⅡ識別并切割未甲基化的CCGG(C↓CGG)MspⅠ識別無論是否甲基化的CCGG(C↓CGG或C↓CmGG)10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是31頁\一共有112頁\編輯于星期二31單林娜制作現(xiàn)在是32頁\一共有112頁\編輯于星期二32單林娜制作現(xiàn)在是33頁\一共有112頁\編輯于星期二33單林娜制作真核生物細胞內存在兩種甲基化酶活性：構建性甲基轉移酶：作用于非甲基化位點，對發(fā)育早期DNA甲基化位點的確定起重要作用。維持性甲基轉移酶：作用于半甲基化位點，使子代細胞具備親代的甲基化狀態(tài)。10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是34頁\一共有112頁\編輯于星期二34單林娜制作CH3CH3CH3CH3現(xiàn)在是35頁\一共有112頁\編輯于星期二35單林娜制作在一些不表達的基因中，啟動區(qū)的甲基化程度很高，而處于活化狀態(tài)的基因則甲基化程度較低。10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是36頁\一共有112頁\編輯于星期二36單林娜制作2.親本印記(imprinting)印記:來源于父母本的一對等位基因表達不同。如源于父本的IGF-Ⅱ(胰島素樣生長因子Ⅱ)基因可表達，而源于母本的則不能表達。這是由于卵母細胞中的IGF-Ⅱ已被甲基化，而精子中的IGF-Ⅱ未被甲基化，所以這一對等位基因在合子中表現(xiàn)不同。10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是37頁\一共有112頁\編輯于星期二37單林娜制作目前在人類和鼠身上已辨明了20種印跡基因。大多數(shù)人類的印跡基因集中在三個簇中。在每個基因簇上都存在著特異的印記盒(imprintingbox)，能順式調節(jié)印跡基因的親本特異性表達，這些位點表現(xiàn)出親本特異性的甲基化作用和去甲基化作用。10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是38頁\一共有112頁\編輯于星期二38單林娜制作DNA甲基化導致某些區(qū)域DNA構象變化，從而影響了蛋白質與DNA的相互作用，抑制了轉錄因子與啟動區(qū)DNA的結合效率。3、DNA甲基化抑制基因轉錄的機理10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是39頁\一共有112頁\編輯于星期二39單林娜制作五、染色質結構與基因表達調控（一）活性染色質按功能狀態(tài)的不同可將染色質分為活性染色質和非活性染色質：活性染色質是指具有轉錄活性的染色質；非活性染色質是指沒有轉錄活性的染色質。10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是40頁\一共有112頁\編輯于星期二40單林娜制作真核細胞中基因轉錄的模板是染色質而不是裸露的DNA，因此染色質呈疏松或緊密結構，即是否處于活化狀態(tài)是決定RNA聚合酶能否有效行使轉錄功能的關鍵。10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是41頁\一共有112頁\編輯于星期二41單林娜制作現(xiàn)在是42頁\一共有112頁\編輯于星期二42單林娜制作現(xiàn)在是43頁\一共有112頁\編輯于星期二43單林娜制作活性染色質的主要特點在結構上：活性染色質上具有DNaseI超敏感位點活性染色質上具有基因座控制區(qū)活性染色質上具有核基質結合區(qū)（MAR序列）10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是44頁\一共有112頁\編輯于星期二44單林娜制作活性染色質上具有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。10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是45頁\一共有112頁\編輯于星期二45單林娜制作活性染色質上具有核基質結合區(qū)（matrixattachmentregion，MAR）：MAR一般位于DNA放射環(huán)或活性轉錄基因的兩端。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在基因表達調控中有作用。是一種新的基因調控元件。10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是46頁\一共有112頁\編輯于星期二46單林娜制作10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是47頁\一共有112頁\編輯于星期二47單林娜制作10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是48頁\一共有112頁\編輯于星期二48單林娜制作（二）活性染色體結構變化1、對核酸酶敏感

活化基因常有超敏位點，位于調節(jié)蛋白結合位點附近。10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是49頁\一共有112頁\編輯于星期二49單林娜制作RNA-pol正超螺旋負超螺旋轉錄方向2、DNA拓撲結構變化天然雙鏈DNA均以負性超螺旋構象存在；基因活化后10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是50頁\一共有112頁\編輯于星期二50單林娜制作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。10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是51頁\一共有112頁\編輯于星期二51單林娜制作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：高乙酰化④H3組蛋白巰基暴露10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控現(xiàn)在是52頁\一共有112頁\編輯于星期二52單林娜制作10.1真核生物基因表達調控的特點和種類10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控10.4真核基因翻譯水平上的調控Chapter9ControllingoftheGeneExpression(Parttwo)Contents現(xiàn)在是53頁\一共有112頁\編輯于星期二53單林娜制作10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控一、真核生物與原核生物轉錄調控的差異二、真核生物轉錄調控順式作用元件三、反式作用因子現(xiàn)在是54頁\一共有112頁\編輯于星期二54單林娜制作一、真核生物與原核生物轉錄調控的差異1.真核生物轉錄過程涉及復雜的染色質結構變化；2.原核生物調節(jié)元件種類少，真核很多；3.原核生物有操縱子結構，真核不組成操縱子；4.大多數(shù)真核生物啟動子以正調控為主，原核生物以負調控為主。10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是55頁\一共有112頁\編輯于星期二55單林娜制作“基因”的分子生物學定義：產生一條多肽鏈或功能RNA所必需的全部核苷酸序列。轉錄區(qū)對應于mRNA的5’非翻譯區(qū)對應于mRNA的3’非翻譯區(qū)編碼區(qū)上游調控區(qū)PromoterIntronExon起始密碼子終止子Trimmingscale現(xiàn)在是56頁\一共有112頁\編輯于星期二56單林娜制作二、真核生物轉錄調控順式作用元件

（cis-actingelement）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10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是57頁\一共有112頁\編輯于星期二57單林娜制作1、啟動子在DNA分子中，RNA聚合酶能夠識別、結合并導致轉錄起始的序列。10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是58頁\一共有112頁\編輯于星期二58單林娜制作10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是59頁\一共有112頁\編輯于星期二59單林娜制作啟動子結構GC盒

TATA盒結構基因+1與RNApolII結合，決定轉錄起始點的精確定位。CAAT盒

上游啟動子序列（UPS）決定基因表達的基礎水平Sp1,NF1,P1,……-25-35-70-80-11010.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是60頁\一共有112頁\編輯于星期二60單林娜制作指能使與它連鎖的基因轉錄頻率明顯增加的DNA序列。2、增強子10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是61頁\一共有112頁\編輯于星期二61單林娜制作SV40的轉錄單元上發(fā)現(xiàn)，轉錄起始位點上游約200bp處有兩段長72bp的正向重復序列。增強子區(qū)域SP1結合區(qū)域復制原點現(xiàn)在是62頁\一共有112頁\編輯于星期二62單林娜制作增強子特點：①增強效應十分明顯，一般能使基因轉錄頻率增加10-200倍②增強效應與其位置和取向無關，不論增強子以什么方向排列（5‘→3’或3‘→5’），甚至和靶基因相距3kb，或在靶基因下游，均表現(xiàn)出增強效應；

10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是63頁\一共有112頁\編輯于星期二63單林娜制作③大多為重復序列，一般長約50bp，適合與某些蛋白因子結合。其內部常含有一個核心序列：（G）TGGA/TA/TA/T（G），該序列是產生增強效應時所必需的；④增強效應有嚴密的組織和細胞特異性，說明增強子只有與特定的蛋白質（轉錄因子）相互作用才能發(fā)揮其功能；10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是64頁\一共有112頁\編輯于星期二64單林娜制作⑤沒有基因專一性，可以在不同的基因組合上表現(xiàn)增強效應；⑥許多增強子還受外部信號的調控，如金屬硫蛋白的基因啟動區(qū)上游所帶的增強子，就可以對環(huán)境中的鋅、鎘濃度做出反應。10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是65頁\一共有112頁\編輯于星期二65單林娜制作增強子作用機理現(xiàn)在是66頁\一共有112頁\編輯于星期二66單林娜制作某些基因含有負性調節(jié)元件——沉默子，當其結合特異蛋白因子時，對基因轉錄起阻遏作用。3、沉默子10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是67頁\一共有112頁\編輯于星期二67單林娜制作三、反式作用因子

（轉錄因子，transcriptionfactor）（一）定義能直接或間接地識別或結合在各類順式作用元件上，參與調控靶基因轉錄的蛋白質,也稱為轉錄因子（transcriptionalfactor，TF）。

如：TFⅡD（TATA）、CTF（CAAT）、SP1(GGGCGG)、HSF(熱激蛋白啟動區(qū))

10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是68頁\一共有112頁\編輯于星期二68單林娜制作反式作用因子

識別/結合順式作用元件中的靶序列啟動轉錄例：轉錄因子TFⅡD識別結合TATAbox

轉錄因子SP1識別結合GCbox

轉錄因子CTF1識別結合CCAATbox10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是69頁\一共有112頁\編輯于星期二69單林娜制作（二）反式作用因子的類型1.基本轉錄因子（通用轉錄因子）

又稱TATA盒結合蛋白，如TFⅠ、TFⅡ和TFⅢ等。10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是70頁\一共有112頁\編輯于星期二70單林娜制作轉錄因子功能

TFⅡA穩(wěn)定TFⅡD促進RNApolⅡ結合TFⅡB辨認TATATFⅡDATPaseTFⅡE解螺旋酶TFⅡF促進TFⅡD結合TFⅡ-I唯一的轉錄因子與RNApolII相關的基本轉錄因子10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是71頁\一共有112頁\編輯于星期二71單林娜制作TFⅡDTFⅡA

TFⅡBRNApolⅡ/TFⅡFTFⅡEPICDTATABFEDNA轉錄前起始復合物（Pre-initiationComplex，PIC）ARNApolⅡTATA基本轉錄因子（通用轉錄因子）現(xiàn)在是72頁\一共有112頁\編輯于星期二72單林娜制作EF1因子

紅細胞Isl-I因子

胰島β細胞MyoDI因子

骨骼肌細胞NF-κB因子

B淋巴細胞DF3因子

乳腺癌細胞

CEA啟動子結合蛋白

CEA陽性的腫瘤細胞

意義：

不同組織細胞發(fā)揮不同生理功能的分子基礎。轉錄因子組織細胞2.組織或細胞特異性轉錄因子現(xiàn)在是73頁\一共有112頁\編輯于星期二73單林娜制作

熱休克轉錄因子（HSTF）

高溫環(huán)境cAMP效應元件結合蛋白(CREBF)cAMP

血清應激因子（SRF）

血清中的生長因子CD28反應元件結合蛋白

抗原

激活蛋白2(AP-2)感染與炎癥反應意義：機體適應內外環(huán)境變化的分子基礎。

轉錄因子

誘導因子

與UPS結合的SP1因子;CCAAT盒轉錄因子(CTF);POU蛋白質因子;EBP等3.可誘導（inducible）的轉錄因子現(xiàn)在是74頁\一共有112頁\編輯于星期二74單林娜制作（三）轉錄因子上的幾種

重要結構域DNA結合結構域：與順式元件識別、結合轉錄活化結構域：與RNA聚合酶結合結構域連接區(qū)反式因子有兩個必需的結構域10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是75頁\一共有112頁\編輯于星期二75單林娜制作1、DNA結合結構域螺旋-轉折-螺旋（Helix-turn-helix，H-T-H）鋅指結構（zincfinger）堿性-亮氨酸拉鏈（basic-leucinezipper）堿性-螺旋-環(huán)-螺旋（basic–helix/loop/helix，bHLH）10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是76頁\一共有112頁\編輯于星期二76單林娜制作螺旋-轉角-螺旋

（helix-turn-helix，HTH）

HTH的基本結構是兩個α螺旋被一個轉角結構分開。α螺旋由短肽鏈組成，肽鏈的氨基酸順序因不同的轉錄因子而不同。其中一個α螺旋識別特異的順式作用元件上的DNA序列，另一個α螺旋則結合在DNA上，調控基因的轉錄。

10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是77頁\一共有112頁\編輯于星期二77單林娜制作螺旋-轉折-螺旋結構圖10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是78頁\一共有112頁\編輯于星期二78單林娜制作螺旋-轉角-螺旋(helix-turn-helix，HTH)及螺旋-環(huán)-螺旋(helix-loop-helix，HLH)這類結構至少有兩個α螺旋其間由短肽段形成的轉角或環(huán)連接，兩個這樣的motif結構以二聚體形式相連，距離正好相當于DNA一個螺距（3.4nm）,兩個α螺旋剛好分別嵌入DNA的深溝。HTH結構及其與DNA的結合現(xiàn)在是79頁\一共有112頁\編輯于星期二79單林娜制作10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是80頁\一共有112頁\編輯于星期二80單林娜制作（2）鋅指結構配位鍵2-9個定義：是一種常出現(xiàn)在DNA結合蛋白中的結構基元。是由一個含有大約30個氨基酸的環(huán)和一個與環(huán)上的4個Cys或2個Cys和2個His配位的Zn構成，形成的結構像手指狀。10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是81頁\一共有112頁\編輯于星期二81單林娜制作現(xiàn)在是82頁\一共有112頁\編輯于星期二82單林娜制作鋅指的N-端部分形成β折疊結構，C-端部分形成α螺旋結構每個α螺旋有兩處識別特異的DNA序列；3個α螺旋結構與一個DNA雙螺旋的深溝（majorgroove）結合，調控RNA的轉錄。α螺旋的氨基酸順序視不同的轉錄因子而不同。10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是83頁\一共有112頁\編輯于星期二83單林娜制作123456789蛋白質圖圖15-1110.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是84頁\一共有112頁\編輯于星期二84單林娜制作Cys2/Cys2鋅指Cys2/His2鋅指見于甾體激素受體見于SP1，TFⅢA等10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是85頁\一共有112頁\編輯于星期二85單林娜制作轉錄因子SP1（GC盒）、連續(xù)的3個鋅指重復結構

10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是86頁\一共有112頁\編輯于星期二86單林娜制作（3）堿性-亮氨酸拉鏈

（Leucinezipper）蛋白質之間的相互作用是生命現(xiàn)象的普遍規(guī)律之一，在基因表達調控中同樣具有重要意義。亮氨酸拉鏈是蛋白質二聚體化(蛋白質相互作用的一種方式)的一種結構基礎。某些癌基因(如c-jun，v-jun，c-fos，v-fos等)表達產物通過亮氨酸拉鏈形成同源或異源二聚體，大大增加對DNA的結合能力，調控基因表達?，F(xiàn)在是87頁\一共有112頁\編輯于星期二87單林娜制作亮氨酸拉鏈是一個高亮氨酸組成的α螺旋，每兩個螺圈出現(xiàn)一個亮氨酸，形成拉鏈的一邊。兩個蛋白質因子的α螺旋通過亮氨酸的疏水作用結合在一起形成拉鏈結構。在亮氨酸拉鏈近N-端有富含堿性(帶正電荷)氨基酸殘基的區(qū)域，是DNA的結合區(qū)。10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是88頁\一共有112頁\編輯于星期二88單林娜制作亮氨酸拉鏈結構二聚體亮氨酸之間相互作用形成二聚體，形成“拉鏈”。肽鏈氨基端20～30個富含堿性氨基酸結構域與DNA結合?，F(xiàn)在是89頁\一共有112頁\編輯于星期二89單林娜制作這類蛋白質的DNA結合結構域實際是以堿性區(qū)和亮氨酸拉鏈結構域整體作為基礎的。現(xiàn)在是90頁\一共有112頁\編輯于星期二90單林娜制作一段肽鏈中每隔7個AA即有一個Leuα螺旋親水面：親水AA組成

疏水面：Leu組成（亮氨酸拉鏈條）可形成二聚體（發(fā)揮作用）（同二聚體/異二聚體）DNA的結合域：拉鏈區(qū)以外結構亮氨酸拉鏈現(xiàn)在是91頁\一共有112頁\編輯于星期二91單林娜制作圖15-12亮氨酸拉鏈結構現(xiàn)在是92頁\一共有112頁\編輯于星期二92單林娜制作亮氨酸拉鏈區(qū)域亮氨酸重復區(qū)域堿性區(qū)域亮氨酸殘基現(xiàn)在是93頁\一共有112頁\編輯于星期二93單林娜制作定義：出現(xiàn)在DNA結合蛋白質和其它蛋白質中的一種結構基元（motif）。當來自同一個或不同多肽鏈的兩個α-螺旋的疏水面（常常含有亮氨酸殘基）相互作用形成一個圈對圈的二聚體結構時就形成了亮氨酸拉鏈。10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是94頁\一共有112頁\編輯于星期二94單林娜制作（4）堿性-螺旋-環(huán)-螺旋

helix-loop-helix現(xiàn)在是95頁\一共有112頁\編輯于星期二95單林娜制作二聚體螺旋區(qū)域環(huán)二聚體形成的螺旋-環(huán)-螺旋蛋白a：b現(xiàn)在是96頁\一共有112頁\編輯于星期二96單林娜制作2、轉錄激活結構域酸性激活域(acidicactivationdomain)，如酵母轉錄因子GCN4，GAL4谷氨酰胺富含域(glutamine-richdomain)，如SP1,AP2,oct1,oct2脯氨酸富含域(proline-richdomain)，如CTF/NF1不規(guī)則的，含雙性-helix現(xiàn)在是97頁\一共有112頁\編輯于星期二97單林娜制作（四）mRNA轉錄激活及其調節(jié)

RNA聚合酶II在轉錄因子幫助下， 形成轉錄起始復合物。10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控現(xiàn)在是98頁\一共有112頁\編輯于星期二98單林娜制作轉錄起始復合物現(xiàn)在是99頁\一共有112頁\編輯于星期二99單林娜制作10.1真核生物基因表達調控的特點和種類10.2真核生物DNA水平上的基因表達調控10.3真核生物轉錄水平上的基因表達調控

10.4真核基因翻譯水平上的調控Chapter9ControllingoftheGeneExpression(Parttwo)Contents現(xiàn)在是100頁\一共有112頁\編輯于星期二100單林娜制作

10.4真核基因翻譯水平上的的調控一.5’UTR(untranslatedregion)結構與翻譯起始的調節(jié)二．蛋白質磷酸化對翻譯效率的影響三．3’UTR(untranslatedregion)結構與mRNA穩(wěn)定性調控現(xiàn)在是101頁\一共有112頁\編輯于星期二101單林娜制作一.5’UTR(untranslatedregion)結構與翻譯起始的調節(jié)5’UTR通